JPH08283662A - 防汚コーティング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基材表面に耐摩耗性、耐候性、良好な外観な
どを付与することができ、さらに洗浄剤による除去が可
能なため補修が容易な防汚コーティング剤を提供する。 【構成】 (A) ヒドロキシル基または加水分解性基を含
有する特定の硬化性ポリオルガノシロキサン、(B) ヒド
ロキシル基または加水分解性基を含有する特定のポリジ
オルガノシロキサンおよび(C) 特定の直鎖状または環状
の揮発性ポリジメチルシロキサンを含有する防汚コーテ
ィング剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は基材表面の防汚コーティン
グ剤に関し、さらに詳しくは優れた基材表面への防汚効
果を有し、基材表面に耐摩耗性、耐候性、良好な外観な
どを付与することができ、さらに洗浄剤による除去が可
能なため補修が容易な防汚コーティング剤に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその問題点】建築物の表面は排気
ガス、酸性雨、砂塵などの影響や、塩害、凍害などを受
けて表面が劣化し、美観が低下するという問題がある。
そのため、建築物壁面の美観の低下を防止する方法、お
よび美観の低下した壁面を補修する方法が種々検討され
ている。補修する方法としては、例えば洗浄剤を用いて
壁面の表面を洗浄し汚れを除去する方法がある。しかし
ながら洗浄剤を用いての方法は、壁面表面に付着した汚
れを除去できても、洗浄剤およびブラシ等の影響を受け
るため、表面の美観を再度向上させるまでには至らな
い。洗浄後の美観向上剤として、炭化水素などのワック
ス成分を主成分とした水性エマルジョン溶液や有機溶剤
溶液を塗布することも提案されているが、埃の巻き込み
による汚れの再付着、耐水性不良に伴う被膜の流れ落ち
や剥離等の問題があった。また石膏を主成分とするコー
ティング剤なども提案されているが、硬化時の収縮によ
る被膜表面のクラック、反り等の発生の問題があった。
また、コンクリートなどの多孔質無機材料などに、シラ
ン化合物やポリシロキサンを主成分とするコーティング
剤を塗布し、撥水性を付与して劣化を防止する方法が知
られている（特開昭５７−１２６８７８号公報、特開昭
６２−１９７３６９号公報、特開平１−２９２０８９号
公報、特開平２−７０７８７号公報、特開平２−１５０
４７７号公報参照）。しかし、美観の低下した壁面の補
修方法や、コーティング剤を塗布後の再補修方法につい
ては記載されておらず、さらに改善が必要であった。そ
こで、本発明者は、シリコーン、硬化触媒、溶剤よりな
るコーティング剤で建築物壁面を補修する方法を提案し
たが（特開平５−１１３０４１号公報参照）、更に汚れ
の付着が少なく、汚れが付着しても容易に除去すること
ができるような、より良好な防汚性を有するコーティン
グ剤が望まれていた。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記の問題点を解消し、排気
ガス、酸性雨、砂塵等の影響や塩害、凍害等による建築
物壁面の劣化に対し、優れた耐摩耗性、耐候性、美観の
向上等を付与することができ、さらには汚れの付着が少
なく、汚れが付着しても容易に除去できるという優れた
防汚性を付与し、しかも再度の補修の容易な防汚コーテ
ィング剤を提供することを目的とする。

【０００４】

【発明の構成】本発明者は、上記目的を達成するために
種々検討した結果、特定のシロキサン成分を組み合わせ
ることにより、洗浄剤による除去可能で、優れた耐摩耗
性、耐候性、美観の向上、防汚性等を付与することがで
き、再度の補修も容易な防汚コーティング剤を提供でき
ることを見出し、本発明を成すに至った。即ち、本発明
の防汚コーティング剤は、 (A) 一般式 R_aSiX_bO_(4-(a+b))/2 （式中、R は１価の有機基もしくは水素原子を表し、X
はヒドロキシル基または加水分解性基を表し、a および
b は下記の関係にある数である。 0.8 ＜a ＜２ 0.3 ≦b ＜２ ） で表される硬化性ポリオルガノシロキサン 100 重量部 (B) 一般式(I) で表されるポリジオルガノシロキサン
５〜100 重量部

【０００５】

【化３】

【０００６】（式中、R¹は１価の有機基を表し、Y はヒ
ドロキシル基または加水分解性基を表し、c は０≦c ≦
5000を満たす整数である。） (C) 一般式(II)または(III) で表される揮発性ポリジメ
チルシロキサン 100〜5000重量部

【０００７】

【化４】

【０００８】を含有することを特徴とするものである。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明で使用される(A) 成分の硬化性ポリオルガノシロキ
サンは、ヒドロキシル基または加水分解性基を有し、下
記一般式で示されるものである。 R_aSiX_bO_(4-(a+b))/2 ここで、R は１価の有機基もしくは水素原子を表す。１
価の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、ヘキシルなどのアルキル基、ビニル、アリルなどの
アルケニル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリ
ール基、フェネチル、β−フェニルプロピルなどのアラ
ルキル基、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルなどのアミノアルキル基、γ−グリシドキシプロピ
ル、3,4−エポキシシクロヘキシルなどのエポキシ基含
有基、γ−メタクリロキシプロピルなどの（メタ）アク
リル基含有基、γ−メルカプトプロピルなどのメルカプ
トアルキル基、シアノエチルなどのシアノアルキル基、
β−クロロエチル、γ−クロロエチルなどのクロロアル
キル基、3,3,3 −トリフルオロプロピルなどのフルオロ
アルキル基などが例示される。これらの中でも、保護被
膜の光沢が良好なことから、アルキル基が好ましく、特
にメチル基が好ましい。また、(C) 成分の揮発性ポリジ
メチルシロキサンとの相溶性が良好で、平滑な保護被膜
ができ、良好な外観が得られることから、R のうち90モ
ル％以上がメチル基であることが好ましい。また、保護
被膜の密着性、耐水性が良好となることから、アミノア
ルキル基、エポキシ基含有基またはメタクリロキシプロ
ピルなどの（メタ）アクリル基含有基を含有してもよ
く、R のうち0.05〜10モル％含有することが好ましく、
中でも洗浄剤による除去が容易であることからアミノア
ルキル基が好ましい。また、(A) 成分のX はヒドロキシ
ル基または加水分解性基を表す。加水分解性基として
は、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、ア
ミド基、アルケニルオキシ基およびハロゲン原子などが
例示される。硬化反応時に生成する副生成物の臭気の少
ないこと、硬化性および被膜特性が良好なことからヒド
ロキシル基またはアルコキシ基が好ましく、特にヒドロ
キシル基、メトキシ基またはエトキシ基が好ましい。ま
た、a およびb は下記の関係にある数であることが必要
である。 0.8 ＜a ＜２ 0.3 ≦b ＜２ a が0.8 以下では硬化被膜が脆くなり、２以上であると
良好な硬化被膜が得られなくなると共に被膜に油分が滲
み出すようになって滑り性を生じ、本発明の目的に適さ
ない。b が0.3 未満では硬化速度が遅すぎて実用に合わ
ず、また耐摩耗性、光沢の良好な硬化被膜が得られなく
なり、２以上では硬化被膜が脆くなり、また被膜の洗浄
剤による洗浄性が低下し、本発明の目的に適さない。
(A) 成分は、(C) 成分に溶解・混合するものであれば、
液体でも固体でも使用しうる。また、(A) 成分は、はじ
きの少ない良好な塗膜ができ、基材への浸透性が少な
く、再補修時の保護被膜の除去が容易であることから、
通常は粘度10cSt 以上が好ましく、また形成される保護
被膜がベトツキの少ないものなり、塗工性が良好なこと
から、100,000cSt以下が好ましい。このようなポリオル
ガノシロキサンは公知の方法で得ることができ、原料と
なるオルガノアルコキシシラン、オルガノクロロシラン
などの加水分解性オルガノシランを部分加水分解するこ
とにより得られる。

【００１０】本発明で使用される(B) 成分のポリジオル
ガノシロキサンは、ヒドロキシル基または加水分解性基
を有し、下記一般式(I) で表されるものである。

【００１１】

【化５】

【００１２】ここで、R¹は１価の有機基を表し、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、
デシル、ドデシルなどのアルキル基、シクロヘキシル、
シクロオクチルなどのシクロアルキル基、フェニル、ト
リルなどのアリール基、ビニル、アリル、プロペニルな
どのアルケニル基などが例示される。これらの中でも、
アルキル基、アリール基が好ましく、保護被膜の防汚性
が良好なものとなることから、特にメチル基、フェニル
基が好ましい。Y はヒドロキシル基または加水分解性基
を表す。加水分解性基としては、(A)成分で示したX と
同様のものが例示され、組成物の硬化性が良好なことか
らヒドロキシル基が好ましく、また保護被膜の光沢が良
好なものとなることから、メトキシ基またはエトキシ基
が好ましい。また、c は０≦c ≦5000を満たす整数であ
り、良好な防汚性が得られることから、好ましくは10≦
c ≦200 、特に好ましくは20≦c ≦100 を満たす整数で
ある。c が5000を越えると、保護被膜にスベリ、ベトツ
キが発生し、さらに洗浄時の被膜の洗浄性が低下する。
(B) 成分のポリジオルガノシロキサンの配合量は、(A)
成分の硬化性ポリオルガノシロキサン100 重量部に対し
て５〜100 重量部であり、好ましくは10〜50重量部、特
に好ましくは15〜30重量部である。５重量部より少ない
と、良好な防汚性が得られず、また保護被膜が脆いもの
となり、100 重量部より多いと被膜にベトツキが生じ、
さらに防汚性が低下する。

【００１３】本発明において使用される(C) 成分は、下
記一般式(II)または(III) で表される揮発性ポリジメチ
ルシロキサンである。

【００１４】

【化６】

【００１５】上記のような揮発性ポリジメチルシロキサ
ンは、末端がトリメチルシリル基で封鎖されたm が０〜
９の直鎖状ポリジメチルシロキサンまたはn が３〜８の
環状ポリジメチルシロキサンであり、(A) 成分、(B) 成
分の溶解性を配慮しながら直鎖状あるいは環状のポリジ
メチルシロキサンのいずれかもしくはそれらの混合物が
使用される。このうち、m が２〜７の直鎖状ポリジメチ
ルシロキサンまたはnが３〜５の環状ポリジメチルシロ
キサンの使用が望ましく、特にn が４または５の環状ポ
リジメチルシロキサンの使用が好ましい。ここで、「揮
発性」とは室温で測定可能な蒸気圧を有することを意味
し、(C) 成分は99〜260 ℃の沸点を有することが好まし
い。(C) 成分の配合量は、(A) 成分の硬化性ポリオルガ
ノシロキサン100 重量部に対して100 〜5000重量部であ
り、好ましくは200 〜1000重量部である。100 重量部よ
り少ないと、被膜表面の平滑性や基材表面の擦り傷など
の遮蔽性が不十分となり、また5000重量部より多いと十
分な光沢、防汚性を有する硬化被膜が得られにくくな
る。

【００１６】本発明のコーティング剤には、一般に硬化
触媒が使用される。このような触媒としては縮合硬化型
シリコーン組成物に使用される一般の硬化用触媒が使用
でき、トリエタノールアミンなどの有機アミン；オクチ
ル酸スズ、オクチル酸亜鉛などのカルボン酸金属塩；ジ
ブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート
などの有機スズ化合物；テトラブチルチタネート、テト
ラプロピルチタネートなどのチタン酸エステル；第４級
アンモニウムカルボキシレートなどの第４級アンモニウ
ム化合物；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ
−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメト
キシシランなどのアミン系シランカップリング剤などが
例示され、取扱い易いことなどからジブチルスズジラウ
レートまたはテトラブチルチタネートが好ましい。これ
らの触媒は２種類以上を併用してもよく、アミン系シラ
ンカップリング剤は保護被膜の基材への密着性向上にも
効果を示すため、他の触媒と併用することが好ましい。
触媒の配合量はコーティング剤の硬化速度、およびポッ
トライフから、(A) 成分の硬化性ポリオルガノシロキサ
ン100 重量部に対して0.01〜10重量部が好ましく、特に
0.05〜2.0 重量部が好ましい。

【００１７】本発明のコーティング剤には、さらに一般
の溶剤を使用してもよい。この溶剤成分としては、(A)
成分、(B) 成分、(C) 成分を溶解、分散するものであれ
ば特に制限されず、メタノール、エタノール、イソプロ
パノールのようなアルコール類；エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテ
ルアルコールおよびエーテル類；アセトン、メチルエチ
ルケトン、ジエチルケトンのようなケトン類；酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチルのようなエステル類；
ｎ−ヘキサン、ガソリン、ゴム揮発油、ミネラルスピリ
ット、灯油のような脂肪族炭化水素および水を例示する
ことができる。ここで水を溶媒として使用する場合は、
各種乳化剤を使用してエマルジョンとすることが好まし
い。また、これらの溶剤の中でも、早期の乾燥性が求め
られる場合には、メタノール、エタノール、プロパノー
ル等のアルコールを含有させることが好ましく、特にエ
タノールが好ましい。本発明のコーティング剤には、必
要に応じて紫外線吸収剤、レベリング剤、増粘剤、顔
料、染料、抗酸化剤を配合することができる。基材表面
への塗布方法としては、刷毛塗り、スプレー塗り、ロー
ラー塗りなどの方法を用いることができる。被膜の厚み
は劣化部分を遮蔽する効果、適度の被膜強度を有するこ
とから 0.5〜50μm の範囲がよく、好ましくは５〜20μ
m である。また要すれば劣化部分のみを上記の厚み程度
に、本発明のコーティング剤で被膜形成してもよい。本
発明のコーティング剤は、塗布後、数時間から数日間風
乾させることによって硬化し、良好な保護被膜を形成す
る。

【００１８】本発明の防汚コーティング剤よりなる保護
被膜を、再補修のために基材から除去するために使用さ
れる洗浄剤としては、アルカリ性洗浄剤、酸性洗浄剤が
例示され、洗浄性がよいことからアルカリ洗浄剤が好ま
しい。アルカリ洗浄剤としては苛性アルカリ、ケイ酸ア
ルカリ塩、リン酸アルカリ塩、炭酸アルカリ塩、硼酸ア
ルカリ塩、アルミン酸アルカリ塩、アンモニア水等の無
機アルカリ性化合物、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノ
ールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロ
パノールアミンのようなアルカノールアミン類、モルフ
ォリン類、ピロリドン類、ピリジン類等の有機アルカリ
性化合物の水溶液が挙げられる。本発明のコーティング
剤よりなる保護被膜は、上記洗浄剤を用いてブラシで擦
るなどによって容易に除去することができる。

【００１９】本発明の防汚コーティング剤を塗布する対
象となる基材としては、建築物の壁面、広告板、道路標
識、街灯、彫刻などが例示され、中でも建築物の壁面に
好ましく使用される。基材の材質としてはコンクリー
ト、モルタル、タイル、レンガ、石材などの無機質材
料、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属材料な
ど、およびそれらの表面を合成樹脂吹付材、ケイ酸質吹
付材などで吹付処理したもの、またさらに合成樹脂塗料
などで塗装処理したものなどが例示される。ここで合成
樹脂吹付材や合成樹脂塗料としてはウレタン樹脂系、ア
クリル樹脂系、エポキシ樹脂系などが、ケイ酸質吹付材
としてはシリカゾール系、水ガラス系、ケイ酸塩材料系
などが例示される。本発明の防汚コーティング剤は、擦
り傷等の劣化部分の遮蔽性に優れ、光沢の付与などによ
る美観の向上に効果があることから、上記の中でも光沢
を有するような非多孔性の壁面に対して特に好ましく使
用される。また再補修時の洗浄剤による除去が容易であ
ることからも、コーティング剤の浸透の少ない非多孔性
の壁面に対して好ましく使用される。

【００２０】

【発明の効果】本発明の防汚コーティング剤によれば、
排気ガス、酸性雨、砂塵等の影響や塩害、凍害に対し、
基材表面に優れた耐摩耗性、耐候性、美観の向上および
防汚性を付与することができ、環境問題などの観点から
も実用価値は極めて大きい。さらに本発明の防汚コーテ
ィング剤により基材表面に設けられた保護被膜は、経時
によって被膜自身の劣化が生じたときは、洗浄剤にて容
易に剥離・洗浄が可能で、再度その部分にコーティング
剤を塗布することにより優れた耐摩耗性、耐候性、美観
の向上および防汚性を付与することができ、基材の補修
が容易になるという特徴を有する。

【００２１】

【実施例】以下に本発明を実施例をあげて説明する。な
お、特にことわらない限り、実施例中の部は重量部を、
％は重量％を表し、粘度は25℃の値を示す。 合成例１ 攪拌機、加温ジャケット、還流冷却器および滴下ロート
を取り付けたフラスコにメチルトリメトキシシラン1360
g (10mol) 、メタノール200gおよびメチルトリクロロシ
ランを塩酸分が50ppm となるように仕込み、攪拌しなが
ら水171g（9.5mol) を滴下ロートを使って徐々に滴下し
た。還流温度（約68〜72℃）で４時間保持して、加水分
解および縮合反応を行った。常圧、100 ℃の条件下で揮
発成分を留去した後、徐々に減圧を行い、40mmHg、 150
℃の条件下でさらに揮発成分を減圧留去して、粘度20cP
のシリコーン630g（Ａ−１）を得た。 合成例２ 表１に示す配合量のアルコキシシランおよび酢酸を、攪
拌機、加温ジャケット、還流冷却器、水分定量器および
滴下ロートを取り付けたフラスコ中に仕込み、攪拌しな
がら徐々に加熱した。液温が80℃になった時点で表１に
示す量の水を徐々に滴下して加えた。反応により生成す
るアルコールが還流する温度（約78〜83℃）で４時間保
持して、加水分解および縮合反応を行った。次に水分定
量器により留出するアルコールを除去しながら加熱攪拌
をつづけ、アルコールの留出が止まり反応液温が上昇を
示した時点で加熱を止め、常温に戻して表１に示す粘度
のシリコーン（Ａ−２、Ａ−３およびＡ−４）を得た。
また、実施例中、(B) 成分のポリジオルガノシロキサン
としては、以下のものを使用した。

【００２２】

【化７】

【００２３】参考例１ 容器にカルナバロウ50部、流動パラフィン25部、ポリオ
キシエチレン（10）ステアレート９部、ポリオキシエチ
レン（40）ステアレート９部、ポリオキシエチレン（1
0）オクチルフェニルエーテル12部をとり、徐々に加熱
して溶解し、90℃に保ちながら加熱攪拌した後、90℃に
加温した水 380部を徐々に加えながら１時間攪拌し、そ
の後冷却攪拌を行い、25℃まで冷却し、乳化組成物（Ｓ
−１）を得た。

【００２４】実施例１〜12および比較例１〜６ 表２および３に示す配合組成でコーティング剤を調製
し、遮蔽性、耐候性、耐水性、洗浄性、美観および防汚
性を下記の方法で評価した。結果を表２および３に示
す。 〔試験片の作成〕15×15cmの大きさの白色タイル板を、
サンドペーパーで軽く擦って擦り傷をつけた。これにエ
アーガンを用いてコーティング剤を吹付け、１日風乾し
て保護被膜を形成させ試験片を作成した。 〔遮蔽性〕試験片の外観を目視にて観察し下記４段階で
評価した。 ◎：擦り傷部分が良く遮蔽され、被膜の透明感も良好。 ○：擦り傷部分の一部分が露出しているが、被膜の透明
感は良好。 △：擦り傷部分の一部分が露出し、被膜の透明感もやや
不良。 ×：遮蔽効果不十分で、被膜の透明感もない。 〔耐候性〕サンシャインウエザーメーターを用いて500
時間暴露した後、外観を目視にて観察し下記４段階で評
価した。 ◎：擦り傷部分が良く遮蔽され、被膜の透明感も良好。 ○：擦り傷部分の一部分が露出しているが、被膜の透明
感は良好。 △：擦り傷部分の一部分が露出し、被膜の透明感もやや
不良。 ×：遮蔽効果不十分で、被膜の透明感もない。 〔耐水性〕試験片の上に水道水を14時間流した後、外観
を目視にて観察し下記４段階で評価した。 ◎：擦り傷部分が良く遮蔽され、被膜の透明感も良好。 ○：擦り傷部分の一部分が露出しているが、被膜の透明
感は良好。 △：擦り傷部分の一部分が露出し、被膜の透明感もやや
不良。 ×：遮蔽効果不十分で、被膜の透明感もない。 〔洗浄性〕試験片を２％水酸化ナトリウム水溶液中に30
分間浸漬後、水洗して保護被膜の残存状態を下記４段階
で評価した。 ◎：被膜が完全に除去される。 ○：ごく一部に被膜が残存するが、さらに10分間の浸漬
で完全に除去される。 △：一部に被膜が残存するが、さらに20分間の浸漬で完
全に除去される。 ×：被膜の大部分が残存し、さらに20分間の浸漬でも残
存被膜が認められる。 〔美観〕試験片を25℃、相対湿度60％の条件下で５か月
間静置した後、外観を目視にて観察し下記４段階で評価
した。 ◎：被膜の透明感は良好で、埃の付着もない。 ○：被膜の透明感は良好だが、埃の付着が一部みられ
る。 △：被膜の透明感がやや不良で、埃の付着も一部みられ
る。 ×：被膜の透明感が不良で、埃の付着もみられる。 〔防汚性〕試験片に汚染材料としてゴマ油を刷毛で塗布
し、１時間放置後の布による拭き取り易さについて下記
４段階で評価した。 ◎：汚染材料は残らず、拭き取りは良好。 ○：汚染材料は残らないが、一部に霞みが残る。 △：表面の汚染材料は取れるが、細部に汚染材料が残
る。 ×：全体に汚染材料が残る。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】表２および３に示したとおり、本発明の防
汚コーティング剤は、いずれも耐水性、美観の向上など
の各特性について良好な結果を示した。一方、比較例の
コーティング剤では、特に美観や防汚性について十分満
足する結果が得られなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) 一般式 R_aSiX_bO_(4-(a+b))/2 （式中、R は１価の有機基もしくは水素原子を表し、X
   はヒドロキシル基または加水分解性基を表し、a および
   b は下記の関係にある数である。 0.8 ＜a ＜２ 0.3 ≦b ＜２ ） で表される硬化性ポリオルガノシロキサン 100 重量部 (B) 一般式(I) で表されるポリジオルガノシロキサン
   ５〜100 重量部 【化１】 （式中、R¹は１価の有機基を表し、Y はヒドロキシル基
   または加水分解性基を表し、c は０≦c ≦5000を満たす
   整数である。） (C) 一般式(II)または(III) で表される揮発性ポリジメ
   チルシロキサン 100〜5000重量部 【化２】 を含有する防汚コーティング剤。