JPH09119893A - ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法 - Google Patents

ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法

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JPH09119893A
JPH09119893A JP30060795A JP30060795A JPH09119893A JP H09119893 A JPH09119893 A JP H09119893A JP 30060795 A JP30060795 A JP 30060795A JP 30060795 A JP30060795 A JP 30060795A JP H09119893 A JPH09119893 A JP H09119893A
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fluororesin
paint
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Toshio Anpo
敏夫 安保
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐
候性試験において、屋外暴露試験との相関性が向上した
促進耐候性試験を実施することができる試験方法及び二
酸化チタン含有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の設計方法を
提供する。 【解決手段】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料に含
有される二酸化チタンを、活性二酸化チタンで置換した
組成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料を用いてサン
シャインウェザーメーター、キセノンウェザーメーター
又は高エネルギー紫外線ウェザーメーターによる試験を
実施し、その後、評価する二酸化チタン含有ふっ素樹脂
系塗料の促進耐候性試験方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築用、重防食用
等の用途に使用されるふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試
験方法及びその結果を利用したふっ素樹脂系塗料の設計
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ふっ素樹脂は、ふっ素原子の特性から発
現される種々の特性を有している。なかでも、C−F結
合の高い安定性に起因する長期耐久性は、ふっ素樹脂に
極めて優れた耐候性を与えている。このような優れた特
性を有するふっ素樹脂を使用したふっ素樹脂系塗料は、
高耐候性塗料として高層ビル等の建築用塗料、重防食用
塗料等の分野において活用され、その耐久性が実証され
つつある。
【0003】近年、ふっ素樹脂の優れた特性を生かした
高機能性のふっ素樹脂系塗料が開発され、その用途は大
きく拡大された。例えば、橋梁、プラント、タンク等の
鋼構造物等を対象とする長期の防食及び耐候性美粧仕上
げ、高速道路等の屋外建造物の塗装、長大橋、煙突、海
洋構造物等の重防食分野等の分野に適用されつつあり、
更に、自動車、航空機等の車両等の分野等にその活用が
広がることが期待されている。特に、地球資源の有効利
用や環境問題に対する認識の高まりに応じて、このよう
な用途の多様化、メインテナンスフリー化への要求等に
応える高い付加価値のふっ素樹脂系塗料に対する要望が
ますます増大しつつある。
【0004】ところで、耐候性塗料は、屋外の自然環境
に暴露される機会が多い。この自然環境は、太陽光、空
気組成、雨、雪、湿度、温度、風、塵埃、塩分等の諸条
件が重複し、これらが塗膜の表面を劣化、侵食して、変
色、光沢低下、白亜化、亀裂、脆化等の現象を呈する。
【0005】このような自然環境下における劣化現象に
対する塗膜の抵抗力を、本明細書においては、耐候性と
称する。塗料の分野においては、耐候性塗料の耐久性を
測定する尺度となるものであり、メインテナンスフリー
化への要求等に応えるためには、塗料の耐久性に対する
期待寿命の重要性が高くなりつつある。特に、ふっ素樹
脂系塗料においては、20年、30年という長期間の使
用に耐える耐久性が期待されている。
【0006】このような塗料の耐久性を調べるために
は、耐候性試験が必須のものとなる。従来の耐候性塗料
の劣化の程度を測定する技術としては、当該耐候性塗料
を自然環境下に永い年月の間放置して耐光性、耐オゾン
性等を調べる屋外暴露試験が、最も信頼に足りるものと
して使用されてきた。しかしながら、この屋外暴露試験
においては、例えば、10年間の劣化度を測定するため
には、10年間の継続試験が必須であり、20年保証の
ふっ素樹脂鋼板等の出現が珍しくない現状にあっては、
研究開発の速度に適合させるには余りにも不都合が多か
った。
【0007】上述の屋外暴露試験に代わるものとして、
自然環境に近似し、かつ、促進できる状態で耐候性を調
べる促進耐候性試験がある。このような促進耐候性試験
としては、例えば、プラスチック建築材料の促進暴露試
験方法(JIS A 1415)に準じて実施される
「サンシャインウエザーメーター試験」、自動車部品の
耐候性試験方法(JIS D 0205)に準じて実施
される「紫外線カーボンフェードメーター試験(WAL
−2S)」、塗料一般試験方法(JIS K 540
0)に準じて実施される「キセノンアーク灯式試験」等
が知られている。
【0008】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、これら
促進耐候性試験では、自然環境に近似した環境が実現さ
れるものの、実際の使用で塗膜がさらされる自然条件が
そのまま再現されるものではないので、これら促進耐候
性試験は、模擬的試験の範囲を出ることができず、劣化
の程度を正確に測定することはできなかった。
【0009】特に、ふっ素樹脂塗料の促進耐候性試験に
おいては、試験対象塗料をそのまま適用して実施した場
合、光沢度変化の屋外暴露試験との相関性が低く、二酸
化チタン含有塗料において特に顕著であった。このた
め、二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料については、そ
の耐候性を早期に確実に評価するための信頼しうる試験
方法がないのが現状であった。
【0010】上記現状に鑑み、本発明は、二酸化チタン
含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験において、屋外
暴露試験との相関性が向上した促進耐候性試験を実施す
ることができる試験方法及び二酸化チタン含有ふっ素樹
脂系高耐候性塗料の設計方法を提供することを目的とす
るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】二酸化チタン含有塗膜の
劣化の主要因としては、光と酸素の影響によって引き起
こされる光酸化劣化と二酸化チタンの光触媒作用に基づ
く光触媒劣化の2つがあることが知られている。このう
ち、上記光酸化劣化は、ポリマー中の弱い結合が光を吸
収して励起状態になり、酸素による攻撃を受けてヒドロ
パーオキシド基を生成し、連鎖反応的に分解する過程で
あることが判明している。上記光酸化劣化は、ヒドロパ
ーオキシド基の生成が律速段階と考えられ、一定温度
下、劣化速度は、照射光強度に比例することが確認され
ている。
【0012】上記光触媒劣化は、二酸化チタンが短波長
光を吸収して電子と正孔の対を発生し、水と酸素が同時
に作用することにより、・OHラジカルと・O2 Hラジ
カルが発生して樹脂を分解する過程であるとされてい
る。上記光触媒劣化の劣化速度は、照射光強度の平方に
比例すると考えられている。屋外暴露試験や促進耐候性
試験においては、通常、これらの要因が同時に作用する
ので、これらの要因の作用の態様を明確に把握すること
は困難であった。
【0013】本発明者らは、ふっ素樹脂系塗料の耐候性
に関する研究の結果、上記光酸化劣化と光触媒劣化との
効果を分離して把握することができる手法を発見した。
この手法を採用することにより、ふっ素樹脂塗料は光酸
化劣化を極めて受けにくいが、二酸化チタン含有塗膜に
おいては、二酸化チタンの光触媒劣化を受けやすいこと
を見いだした。
【0014】この知見に基づき、二酸化チタン含有ふっ
素樹脂系塗料の促進耐候性試験の結果を検討することに
より、次の事実が判明した。すなわち、促進耐候性試験
においては、一般に、屋外暴露条件における太陽光エネ
ルギーよりも強いエネルギーをもつ光を照射するため、
光酸化劣化の促進倍率に比べて二酸化チタンによる光触
媒劣化の促進倍率が相対的に低くなるので、塗膜劣化に
おける二酸化チタンの光触媒劣化の寄与が、屋外暴露条
件の場合に比べて大幅に小さくなる結果を招来するに至
ることが明らかになった。そして、その結果、特に二酸
化チタン含有ふっ素樹脂系塗料において、屋外暴露試験
と屋内における促進耐候性試験との相関性が顕著に低下
するとの結論を得るに至った。
【0015】本発明は、上述の知見に基づいて完成され
たものであって、二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の
促進耐候性試験において、二酸化チタンとして、活性二
酸化チタンを使用することにより、ふっ素樹脂塗膜中の
二酸化チタンによる光触媒劣化の促進倍率を大きくし、
光酸化劣化の促進倍率と同程度とすることにより、屋外
暴露試験と屋内における促進耐候性試験との相関性を飛
躍的に向上させることができるものである。
【0016】すなわち、本発明の要旨は、下記の点に存
する。 (1)二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の耐候性能
を、サンシャインウェザーメーター又はキセノンウェザ
ーメーターを使用して評価する二酸化チタン含有ふっ素
樹脂系塗料の促進耐候性試験を、前記二酸化チタン含有
ふっ素樹脂系塗料の代わりに、前記二酸化チタン含有ふ
っ素樹脂系塗料に含有される二酸化チタンを、光触媒活
性度が1.3〜2.4である活性二酸化チタンで置換し
た組成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料を用いてサ
ンシャインウェザーメーター又はキセノンウェザーメー
ターによる試験を実施し、その後、評価することにより
行うこと。 (2)二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の耐候性能
を、高エネルギー紫外線ウェザーメーターを使用して評
価する二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性
試験方法において、前記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系
塗料の代わりに、前記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗
料に含有される二酸化チタンを、光触媒活性度が2.8
〜4.0である活性二酸化チタンで置換した組成の二酸
化チタン含有ふっ素樹脂系塗料を用いて高エネルギー紫
外線ウェザーメーターによる試験を実施し、その後、評
価することにより行うこと。 (3)耐候性能に優れた組成を選択して二酸化チタン含
有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の組成を決定する二酸化チ
タン含有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の設計方法におい
て、上記(1)又は(2)に記載の二酸化チタン含有ふ
っ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法によって耐候性能
を評価した結果を利用して、耐候性能に優れた組成を選
択して設計すること。以下に本発明を詳述する。
【0017】第一の本発明(1)及び第二の本発明
(2)は、いずれも、二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗
料を対象とする促進耐候性試験方法である。本明細書
中、「ふっ素樹脂系塗料」とは、ふっ素樹脂からなる塗
料をいい、「ふっ素樹脂」とは、ふっ素含有量が15重
量%以上のものをいう。第一の本発明(1)及び第二の
本発明(2)において、上記ふっ素樹脂としては、塗料
用途に使用可能なものであれば特に限定されず、例え
ば、ポリ四ふっ化エチレン(以下「PTFE」ともい
う)、四ふっ化エチレン六ふっ化プロピレン共重合体
(以下「FEP」ともいう)、四ふっ化エチレンパーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下「PF
A」ともいう)、エチレン四ふっ化エチレン共重合体
(以下「ETFE」ともいう)、ポリ塩化三ふっ化エチ
レン(以下「PCTFE」ともいう)、エチレン塩化三
ふっ化エチレン共重合体(以下「ECTFE」ともい
う)、ポリふっ化ビニル(以下「PVF」ともいう)、
フルオロエチレンビニルエーテル交互共重合体(以下
「FEVE」ともいう)、ポリふっ化ビニリデン(以下
「PVdF」ともいう)、VdFとTFE等との共重合
体、ふっ化アクリル等を挙げることができる。更に、こ
れらのふっ素樹脂とアクリル樹脂、シリコーングラフト
アクリル樹脂、テトラアルキルシリケート及び/又はそ
の縮重合物等とのブレンド物であってもよい。なかで
も、本発明は、これらのうち、高耐候性塗料用途に適合
するPVdF、FEVE、ふっ化アクリル、これらとア
クリル樹脂とのブレンド物等を使用したふっ素樹脂系塗
料に好適に適用することができる。上述したふっ素樹脂
の具体例としては、例えば、PCTFEとしては、ボル
タレフ(アトケム社製)等を、PVFとしては、テドラ
ー(デュポン社製)等を、PVdFとしては、カイナー
500(ペンウォルト社製)等を、FEVEとしては、
ルミフロン(旭硝子社製)、フルオネート(DIC社
製)、トリフロン(三井石油化学社製)等を、ふっ化ア
クリルとしては、FX96(東レ社製)等を挙げること
ができる。
【0018】第一の本発明(1)及び第二の本発明
(2)において、上記ふっ素樹脂系塗料は、溶剤系、水
系、粉体系のいずれの態様のものであってもよく、ま
た、オルガノゾル型のものであってもよい。上記溶剤系
の塗料においては、ふっ素樹脂としては、イソシアネー
ト架橋のもの、ブロックイソシアネート架橋のもの、メ
ラミン架橋のもの等を使用することができる。
【0019】第一の本発明(1)及び第二の本発明
(2)において、上記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗
料に使用される二酸化チタンとしては、ASTM D
476による分類がタイプIVであるものが、高耐候性
であるので、好適に使用することができる。このような
ものとしては、例えば、タイペークCR−95(石原産
業社製)、タイペークCR−97(石原産業社製)、タ
イペークCR−970(石原産業社製)等を挙げること
ができる。上記二酸化チタンの含有量は、顔料体積率
(以下「PVC」ともいう)5〜30%であることが好
ましい。5%未満であると、下地隠蔽性がなくなり、3
0%を超えると、耐候性が著しく低下するので好ましく
ない。より好ましくは10〜20%である。
【0020】上記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料に
は、その他の顔料を併用する事ができる。上記その他の
顔料としては特に限定されず、例えば、べんがら、フタ
ロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、カーボン
ブラック、鉄黒、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化ク
ロム、コバルトブルー、カドミウム系顔料、キナクリド
ンレッド等を挙げることができる。上記その他の顔料の
添加量は、二酸化チタンの添加量との合計において、P
VCの値が上記範囲内となる値であることが好ましい。
【0021】第一の本発明(1)においては、上記二酸
化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験を実施
するに際して、上記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
に含有される二酸化チタンを、活性二酸化チタンで置換
した試験用の組成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
を対象として促進耐候性試験を実施する。上記活性二酸
化チタンは、その光触媒活性が高く、短波長の光を吸収
して・OHラジカルや・O2 Hラジカルを発生させる能
力の大きい高触媒活性のものである。
【0022】上記光触媒活性の測定方法は、R.B.C
undall、JOCCA、第61巻、第351頁(1
978年)等に記載の方法等により測定することがで
き、例えば、図1に示す反応装置を使用して、20ml
のイソプロピルアルコールに0.2gの二酸化チタンを
懸濁して注入し、攪拌しながら酸素気流中で中圧水銀灯
アークランプ250Wを照射して、アセトン生成速度を
測定することにより、測定することができる。
【0023】第一の本発明(1)においては、上記活性
二酸化チタンとしては、光触媒活性度が1.3〜2.4
のもの使用する。本明細書中、「光触媒活性度」とは、
顔料用酸化チタン分類がASTM D476によるタイ
プIVに属し、JIS K 5116による分類のR−
4に属するタイペークCR−95(石原産業社製)の光
触媒活性の強さを基準とし、これを1.0としたとき
に、その光触媒活性の強さを、上記タイペークCR−9
5(石原産業社製)の光触媒活性の強さに対する相対値
をもって表したものをいう。この場合において、光触媒
活性度が1.3未満であると、光触媒活性の促進倍率が
充分ではなく、2.4を超えると、光触媒活性の促進倍
率が大きくなりすぎて、いずれの場合にも屋外暴露試験
との相関性の向上を図ることができないので、上記範囲
に限定される。好ましくは1.5〜2.0である。上記
光触媒活性度が1.5〜2.0のものは、JIS K
5116による酸化チタン分類のR−3に属するルチル
形の二酸化チタンである。このようなものとしては、例
えば、タイペークR−930(石原産業社製)(光触媒
活性度1.6)等を挙げることができる。また、光触媒
活性の異なるものを配合して光触媒活性度が上記の範囲
となるように調整したものを使用することも可能であ
る。
【0024】第一の本発明(1)においては、促進耐候
性試験を実施するにあたって、試験装置として(A)サ
ンシャインウェザーメーター(以下「SWM」ともい
う)又は(B)キセノンウェザーメーター(以下「XE
N」ともいう)のいずれかを使用する。以下、これらの
装置を詳細に説明する。 (A)サンシャインウェザーメーターは、サンシャイン
カーボンアーク灯を光源とし、230〜280W/m2
(300〜700nm)の試料面照射強度のもとに、一
定時間の間、光照射と同時に一定間隔で水の霧を吹きつ
け、塗膜の変化を試験することができる装置であって、
JIS B 7753に規定されている。 (B)キセノンウェザーメーターは、キセノンアーク灯
を光源とし、350〜430W/m2 (300〜700
nm)の試料面照射強度のもとに、一定時間の間、光照
射と同時に一定間隔で水の霧を吹きつけ、塗膜の変化を
試験することができる装置であって、JIS B 77
54に規定されている。
【0025】第一の本発明(1)においては、上記
(A)サンシャインウェザーメーターとしては、例え
ば、スガ試験機社製、WEL−SUN−DC型等を、上
記(B)キセノンウェザーメーターとしては、例えば、
スガ試験機社製、WEL−6XS−B、Ec型(6.0
kW水冷式キセノンアーク灯使用)等を、それぞれ、好
適に使用することができる。
【0026】第一の本発明(1)においては、促進耐候
性試験を実施するにあたって、水の負荷を、光照射時ス
プレー方式によって行うことが望ましい。結露方式等の
他の方式による場合は、光照射と水とが同時に作用する
ことができず、光触媒劣化を充分に促進することができ
ない。この観点から、本発明においては、水の負荷がス
プレー方式によるものではないデューサイクルウェザー
メーターや蛍光紫外線湿潤サイクルウェザーメーター等
の試験装置の使用はできない。上記(A)SWM又は
(B)XENによる場合、スプレー時間は、60分間の
光照射あたり8〜20分間とすることが好ましい。8分
間未満であると、光触媒劣化を充分に促進することがで
きず、20分間を超えると、被検板の温度が低下して光
触媒劣化の促進効果が期待できない。10〜15分間が
より好ましい。上記スプレーの実施時期は特に限定され
ないが、充分の促進効果を発揮するために、光照射開始
と同時に実施し、その後、60分を経過する毎に所定の
時間実施することが好ましい。
【0027】第一の本発明(1)においては、促進耐候
性試験を実施するに際して、その試験条件は、上記
(A)SWMによる場合、ブラックパネル温度63℃±
3℃とし、試料面照射照度(300〜700nm)25
5W/m2 、水のスプレー条件として圧力1.0kgf
/cm2 、水量2100±100ml/分とすることが
好ましい。上記(B)XENによる場合、ブラックパネ
ル温度63℃±3℃とし、試料面照射照度(300〜7
00nm)390W/m2 、水のスプレー条件として圧
力1.0kgf/cm2 、水量2100±100ml/
分とすることが好ましい。
【0028】照射時間は、上記(A)SWMによる場
合、最大6000時間を限度として適宜設定することが
できる。上記(B)XENによる場合、照射時間は、最
大8000時間を限度として適宜設定することができ
る。
【0029】第二の本発明(2)においては、上記二酸
化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験を実施
するに際して、上記二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
に含有される二酸化チタンを、活性二酸化チタンで置換
した試験用の組成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
を対象として促進耐候性試験を実施する。上記活性二酸
化チタンとしては、光触媒活性度が2.8〜4.0のも
のを使用する。光触媒活性度が2.8未満であると、光
触媒活性の促進倍率が充分ではなく、4.0を超える
と、光触媒活性の促進倍率が大きくなりすぎて、いずれ
の場合にも屋外暴露試験との相関性の向上を図ることが
できないので、上記範囲に限定される。好ましくは3.
0〜3.5である。上記光触媒活性度が3.0〜3.5
のものは、JIS K 5116による酸化チタン分類
のR−2に属するルチル形の二酸化チタンである。この
ようなものとしては、例えば、タイペークR−630
(石原産業社製)(光触媒活性度3.1)等を挙げるこ
とができる。また、光触媒活性の異なるものを配合し
て、光触媒活性度が上記範囲となるように調整したもの
を使用することも可能である。
【0030】このように、第二の本発明(2)において
上記(C)SUVを使用して行う場合においては、第一
の本発明(1)において上述の(A)SWM又は(B)
XENを使用する場合に比べて光触媒活性度の大きい活
性二酸化チタンを使用する。これは、上記(C)SUV
における照射光エネルギーは、上記(A)SWM又は
(B)WENにおける照射光エネルギーに比べて、通
常、3〜5倍程度大きいのであるが、光酸化劣化は照射
光エネルギーに比例して促進されるのに対して、光触媒
劣化は照射光エネルギーの平方に比例して促進されるの
で、この場合においても、光酸化劣化と光触媒劣化の促
進倍率を両者ともに同程度とするためである。
【0031】第二の本発明(2)においては、促進耐候
性試験を実施するにあたって、試験装置としては、
(C)高エネルギー紫外線ウェザーメーター(以下「S
UV」ともいう)を使用する。上記(C)高エネルギー
紫外線ウェザーメーターは、メタルハライドランプを光
源とし、850〜950W/m2 (300〜700n
m)の試料面照射強度のもと、一定時間の間、光照射と
同時に一定間隔で水の霧を吹きつけ、塗膜の変化を試験
することができる装置であって、光照射/暗黒のサイク
ルを併用することもできる装置である。第二の本発明
(2)においては、上記(C)高エネルギー紫外線ウェ
ザーメーターとしては、例えば、大日本プラスチック社
製、W−13特型(水冷式メタルハライドランプ使用)
等を好適に使用することができる。
【0032】この場合において、スプレー時間は、5〜
30秒/10分間隔とすることが好ましい。5秒/10
分間隔未満であると、光触媒劣化を充分に促進すること
ができず、30秒/10分間隔を超えると、被検板の温
度が低下して光触媒劣化の促進効果が期待できない。1
0〜15秒/10分間隔がより好ましい。また、所望に
より、光照射/暗黒のサイクルを併用することもでき
る。この場合において、光照射/暗黒のサイクルは、6
時間/2時間等とすることができる。上記暗黒は、光源
ランプを消灯した状態をいうが、この暗黒時に温度を下
げて結露をさせることも可能である。
【0033】上記(C)SUVによる場合、ブラックパ
ネル温度63℃±3℃とし、試料面照射照度(300〜
700nm)900W/m2 、水のスプレー条件として
圧力1.0kgf/cm2 、水量5000±50ml/
分とすることが好ましい。
【0034】上記(C)SUVによる場合、照射時間
は、最大2000時間を限度として適宜設定することが
できる。
【0035】第三の本発明(3)においては、上述の方
法によって二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の耐候性
能を評価した結果を利用して、耐候性能に優れた組成を
選択することにより、二酸化チタン含有ふっ素樹脂系高
耐候性塗料を設計することができる。本発明の二酸化チ
タン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験において
は、上記活性二酸化チタンを使用した試験用の組成の二
酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料を使用して促進耐候性
試験を実施することにより、二酸化チタンによる光触媒
劣化を促進し、その結果、従来の方法では不可能であっ
た屋外暴露試験との充分な相関性を確保することが可能
となる。
【0036】上述したとおり、一般に、光酸化劣化は照
射光強度に比例して劣化の程度が大きくなることが知ら
れているのに対して、二酸化チタンの光触媒劣化は、照
射光強度の1/2乗に比例するとされている。この事実
に基づき、促進耐候性試験においては、照射光強度が大
きくなるに従って、光触媒劣化の寄与の割合が小さくな
ることが想定される。従って、従来の方法による促進耐
候性試験の結果を利用して、信頼性の高い耐候性能評価
を、塗料開発段階の早期に行うことは極めて困難であ
る。しかしながら、本発明の試験方法によって得た結果
を利用することにより、高耐候性の二酸化チタン含有ふ
っ素樹脂系塗料組成物を選択することができ、二酸化チ
タン含有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の設計を、極めて高
い信頼性のもとに、早期に設計することが可能である。
【0037】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0038】実施例1〜4 ふっ素樹脂としてルミフロンLF200(旭硝子社製)
を使用し、硬化剤としてブロックイソシアネート樹脂
(デスモジュールBL3175、住友バイエルウレタン
社製)を、樹脂成分中のOHとのモル比がOH/NCO
=1/1となる割合で使用し、顔料としてべんがら(ト
ダカラーKNR、戸田工業社製)と二酸化チタン(タイ
ペークCR−95、石原産業社製)とを、表1に示した
各割合で配合し、PVCが20%となるように添加し
て、二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料組成物を調製し
た。また、上記組成物中のタイペークCR−95の代わ
りに、活性二酸化チタンであるタイペークR−930
(光触媒活性度1.6)(石原産業社製)を使用した組
成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料組成物を同様に
して調製した。得られた各塗料組成物を、クロメート処
理アルミ板(0.8mm)に乾燥膜厚約30μmの厚み
で塗布し、170℃×20分間焼き付けて実施例1〜4
の各試験板を作成した。
【0039】タイペークCR−95を使用して得られた
各試験板の60°光沢保持率を、沖縄における屋外暴露
試験4年間にそれぞれ付して測定した。また、タイペー
クR−930を使用して得られた各試験板の60°光沢
保持率を、SWMを使用した促進耐候性試験7000時
間にそれぞれ付して測定した。SWMを使用した促進耐
候性試験は、いずれも、スプレー条件を12分/60分
間とし、ブラックパネル温度63℃、フィルター255
nm以下カットの条件を使用して行った。60°光沢保
持率は、JIS K 5400に準拠して光沢度を測定
し、試験前の光沢度に対する試験後の光沢度の割合
(%)を求めて決定した。結果を表1に示した。
【0040】
【表1】
【0041】比較例1〜4 二酸化チタンとしてタイペークCR−95を使用し、実
施例1と同様にして二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
組成物を調製した。得られた塗料組成物を使用して、実
施例1と同様にして比較例1〜4の試験板を作成した。
得られた各試験板の60°光沢保持率を、SWMを使用
した促進耐候性試験5000時間にそれぞれ付して測定
した。SWMを使用した促進耐候性試験は、いずれも、
実施例1と同様の条件とした。結果を表1に示した。
【0042】表1の結果から、タイペークCR−95を
使用した場合には、二酸化チタンの含有量が多くなるに
従って、SWMを使用した促進耐候性試験による結果と
屋外暴露試験による結果との差異が甚だしくなるが、C
R−930を使用して促進耐候性試験を行った場合に
は、二酸化チタンの含有割合が大きくなっても、SWM
を使用した促進耐候性試験による結果と屋外暴露試験に
よる結果との相関性が充分に維持されていることが明ら
かであった。
【0043】実施例5〜8 樹脂成分として、フルオネートK702(大日本インキ
化学社製)、カイナー500(ペンウオルト社製)、ふ
っ化アクリルFX96(東レ社製)、ルミフロンアクリ
ルグラフトF−3100(日立化成社製)をそれぞれ使
用し、硬化剤としてバーノックB7−887−60(大
日本インキ化学社製)を、樹脂成分中のOHとのモル比
がOH/NCO=1/1となる割合で使用し、顔料とし
て、二酸化チタン(タイペークCR−97、石原産業社
製)を、PVCが20%となるように添加して、二酸化
チタン含有ふっ素樹脂塗料組成物を調製した。また、上
記組成物中のタイペークCR−97の代わりに、活性二
酸化チタンであるタイペークR−820(光触媒活性度
1.90)(石原産業社製)を使用した組成の二酸化チ
タン含有ふっ素樹脂系塗料組成物を同様にして調製し
た。得られた塗料組成物を、クロメート処理アルミ板
(0.8mm)に30μmの厚みで塗布し、170℃×
20分間焼き付けて実施例5〜8の試験板を作成した。
【0044】タイペークCR−97を使用して得られた
各試験板の60°光沢保持率を、沖縄における屋外暴露
試験3年間にそれぞれ付して実施例1と同様にして測定
した。また、タイペークR−820を使用して得られた
各試験板の60°光沢保持率を、XENを使用した促進
耐候性試験5000時間にそれぞれ付して実施例1と同
様にして測定した。結果を表2に示した。
【0045】
【表2】
【0046】比較例5〜8 二酸化チタンとしてタイペークCR−97を使用し、実
施例5と同様にして二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
組成物を調製した。得られた塗料組成物を使用して、実
施例5と同様にして比較例5〜8の試験板を作成した。
得られた各試験板の60°光沢保持率を、XENを使用
した促進耐候性試験5000時間にそれぞれ付して測定
した。XENを使用した促進耐候性試験は、いずれも、
実施例5と同様の条件とした。結果を表2に示した。
【0047】表2の結果から、CR−97を使用した場
合には、XENを使用した促進耐候性試験による結果と
屋外暴露試験による結果との差異が、比較例6を除い
て、甚だしくなるが、R−820を使用して促進耐候性
試験を行った場合には、XENを使用した促進耐候性試
験による結果と屋外暴露試験による結果との相関性が充
分に維持されていることが明らかであった。
【0048】実施例9、10 樹脂成分として、ルミフロンエマルジョン(旭硝子社
製)、ふっ化ビニリデンエマルジョン(エマクロールS
201、日本合成ゴム社製)をそれぞれ使用し、顔料と
して、二酸化チタン(タイペークCR−97、石原産業
社製)を、PVCが20%となるように添加して、二酸
化チタン含有ふっ素樹脂塗料組成物を調製した。また、
上記組成物中のタイペークCR−97の代わりに、活性
二酸化チタンであるタイペークR−630(光触媒活性
度3.1)(石原産業社製)を使用した組成の二酸化チ
タン含有ふっ素樹脂系塗料組成物を同様にして調製し
た。得られた塗料組成物を、クロメート処理アルミ板
(0.8mm)に30μmの厚みで塗布し、80℃×2
0分間焼き付けて実施例9、10の試験板を作成した。
【0049】タイペークCR−97を使用して得られた
各試験板の60°光沢保持率を、沖縄における屋外暴露
試験3年間にそれぞれ付して実施例1と同様にして測定
した。また、タイペークR−630を使用して得られた
各試験板の60°光沢保持率を、SUVを使用した促進
耐候性試験1000時間にそれぞれ付して実施例1と同
様にして測定した。結果を表3に示した。
【0050】
【表3】
【0051】比較例9、10 二酸化チタンとしてタイペークCR−97を使用し、実
施例9と同様にして二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料
組成物を調製した。得られた塗料組成物を使用して、実
施例9と同様にして比較例9、10の試験板を作成し
た。得られた各試験板の60°光沢保持率を、SUVを
使用した促進耐候性試験1000時間にそれぞれ付して
測定した。SUVを使用した促進耐候性試験は、いずれ
も、実施例9と同様の条件とした。結果を表3に示し
た。
【0052】表3の結果から、CR−97を使用した場
合には、SUVを使用した促進耐候性試験による結果と
屋外暴露試験による結果との差異が甚だしくなるが、R
−630を使用して促進耐候性試験を行った場合には、
SUVを使用した促進耐候性試験による結果と屋外暴露
試験による結果との相関性が充分に維持されていること
が明らかであった。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、二酸化チタン含有ふっ
素樹脂系塗料の促進耐候性試験において、光酸化劣化の
促進倍率と同程度にまで二酸化チタンによる光触媒劣化
の促進倍率を大きくすることができるので、屋外暴露試
験との相関性を大きく向上させることができる。また、
この結果を利用することにより、高い信頼性のもとに、
短期間のうちに二酸化チタン含有ふっ素樹脂系高耐候性
塗料を設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】二酸化チタンの光触媒活性の測定に使用される
ガラス製反応容器の例を示す図。
【符号の説明】
1.攪拌機 2.酸素注入管 3.アルミニウムブロック 4.光照射窓 5.温度測定箇所

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の耐
    候性能を、サンシャインウェザーメーター又はキセノン
    ウェザーメーターを使用して評価する二酸化チタン含有
    ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法において、前記
    二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の代わりに、前記二
    酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料に含有される二酸化チ
    タンを、光触媒活性度が1.3〜2.4である活性二酸
    化チタンで置換した組成の二酸化チタン含有ふっ素樹脂
    系塗料を用いてサンシャインウェザーメーター又はキセ
    ノンウェザーメーターによる試験を実施し、その後、評
    価することを特徴とする二酸化チタン含有ふっ素樹脂系
    塗料の促進耐候性試験方法。
  2. 【請求項2】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の耐
    候性能を、高エネルギー紫外線ウェザーメーターを使用
    して評価する二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料の促進
    耐候性試験方法において、前記二酸化チタン含有ふっ素
    樹脂系塗料の代わりに、前記二酸化チタン含有ふっ素樹
    脂系塗料に含有される二酸化チタンを、光触媒活性度が
    2.8〜4.0である活性二酸化チタンで置換した組成
    の二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料を用いて高エネル
    ギー紫外線ウェザーメーターによる試験を実施し、その
    後、評価することを特徴とする二酸化チタン含有ふっ素
    樹脂系塗料の促進耐候性試験方法。
  3. 【請求項3】 水の負荷を、光照射時に、スプレー方式
    で行う請求項1又は2記載の二酸化チタン含有ふっ素樹
    脂系塗料の促進耐候性試験方法。
  4. 【請求項4】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料に含
    有される二酸化チタンが、高耐候性の二酸化チタンであ
    る請求項1、2又は3記載の二酸化チタン含有ふっ素樹
    脂系塗料の促進耐候性試験方法。
  5. 【請求項5】 二酸化チタン含有ふっ素樹脂系塗料に含
    有されるふっ素樹脂が、フルオロエチレンビニルエーテ
    ル交互共重合体、ふっ化ビニリデン、ふっ化アクリル、
    及び、これらとアクリル樹脂、シリコーングラフトアク
    リル樹脂、テトラアルキルシリケート及び/又はその縮
    重合物とのブレンド物からなる群から選択された少なく
    とも1種である請求項1、2、3又は4記載の二酸化チ
    タン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法。
  6. 【請求項6】 耐候性能に優れた組成を選択して二酸化
    チタン含有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の組成を決定する
    二酸化チタン含有ふっ素樹脂系高耐候性塗料の設計方法
    において、請求項1、2、3、4又は5記載の二酸化チ
    タン含有ふっ素樹脂系塗料の促進耐候性試験方法によっ
    て耐候性能を評価した結果を利用して耐候性能に優れた
    組成を選択することを特徴とする二酸化チタン含有ふっ
    素樹脂系高耐候性塗料の設計方法。
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