WO2015079638A1 - 水性の遮熱性塗料組成物 - Google Patents

水性の遮熱性塗料組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2015079638A1
WO2015079638A1 PCT/JP2014/005713 JP2014005713W WO2015079638A1 WO 2015079638 A1 WO2015079638 A1 WO 2015079638A1 JP 2014005713 W JP2014005713 W JP 2014005713W WO 2015079638 A1 WO2015079638 A1 WO 2015079638A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating composition
mass
parts
polyurethane resin
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/005713
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩典 大橋
富山　崇
翔也 大平
Original Assignee
キヤノン化成株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン化成株式会社 filed Critical キヤノン化成株式会社
Publication of WO2015079638A1 publication Critical patent/WO2015079638A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/83—Chemically modified polymers
    • C08G18/837—Chemically modified polymers by silicon containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C09D5/027—Dispersing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous thermal barrier coating composition capable of forming a film having excellent visible light transmittance while shielding infrared rays.
  • a heat-shielding coating composition in which a film formed after coating mainly shields infrared rays from sunlight and suppresses an increase in indoor temperature by being applied to a transparent substrate such as glass.
  • a film formed after coating mainly shields infrared rays from sunlight and suppresses an increase in indoor temperature by being applied to a transparent substrate such as glass.
  • research and development have been actively conducted to apply this coating composition to windows of buildings, windows of vehicles, and the like for the purpose of energy saving and improvement of the living environment.
  • infrared shielding particles As components that shield infrared rays (hereinafter referred to as “infrared shielding particles”), inorganic antimony-doped tin oxide particles, tin-doped indium oxide particles, and the like that can be expected to have long-term effects are known.
  • Patent Document 1 a heat-shielding coating composition in which a binder resin and antimony-doped tin oxide particles or tin-doped indium oxide particles as an infrared shielding particle are dispersed in an organic solvent has been proposed.
  • Patent Document 1 excellent visible light transparency (transparency) and infrared shielding properties are achieved by a coating composition in which infrared shielding particles and a binder resin are finely and uniformly dispersed in an organic solvent.
  • Patent Document 2 since an aqueous emulsion resin is used as a binder resin of a paint, the problems of odor and safety during construction are solved.
  • paints using water-based emulsion resins generally have a low crosslink density, so that they are two-component paints in which a curing aid is mixed immediately before application in order to improve film adhesion and durability. . Therefore, the two-pack type paint using the water-based emulsion resin has a problem that the construction work such as the mixing process immediately before application and the time management until curing become complicated.
  • the problem to be solved by the present invention is that the construction work is trouble-free and simple in terms of odor, safety, etc., and can form a film excellent in visible light transmittance while shielding infrared rays. It is to provide a thermal barrier coating composition.
  • the aqueous thermal barrier coating composition of the present invention comprises at least one infrared shielding particle (1) selected from antimony-doped tin oxide particles and tin-doped indium oxide particles, a polymer dispersant (2), a glass transition point ( Tg) is 65 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and includes at least a polyurethane resin (3) having at least one silanol group in the molecule.
  • the polymer dispersing agent (2) is 5 parts by mass or more and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles (1), and the polyurethane resin (3) having the silanol group is 30 parts by mass. Above, it is 3000 mass parts or less, It is characterized by the above-mentioned.
  • the dispersed particle size D90 in the water-based heat-shielding coating composition is 0.01 ⁇ m or more and 0.20 ⁇ m or less.
  • the visible light transmittance (according to JIS A5759) after applying and drying the aqueous coating composition on a 3 mm thick glass substrate is 70% or more and 90% or less.
  • the aqueous thermal barrier coating composition of the present invention is selected from antimony-doped tin oxide particles (hereinafter sometimes referred to as “ATO particles”) and tin-doped indium oxide particles (hereinafter sometimes referred to as “ITO particles”). And at least one infrared shielding particle (1), a polymer dispersant (2), a polyurethane resin (3) having a glass transition point of 65 ° C. or higher and 120 ° C. or lower and having at least one silanol group in the molecule. At least.
  • ATO particles antimony-doped tin oxide particles
  • ITO particles tin-doped indium oxide particles
  • infrared shielding particles (1) As the infrared shielding particles (1) according to the present invention, known ATO particles and ITO particles can be used, and each of them can be used alone or simultaneously. Moreover, you may combine 2 or more types of particle
  • the primary particle diameter of the infrared shielding particles (1) is preferably 100 nm or less. When it is 100 nm or less, the scattering of visible light by the infrared shielding particles (1) is reduced, and the transparency of the resulting film is excellent. Furthermore, it is more preferable in it being 10 nm or more and 50 nm or less.
  • the addition amount of the infrared shielding particles (1) is preferably 0.5% by mass or more and 40% by mass or less in the aqueous heat-shielding coating composition from the balance of transparency and infrared shielding performance.
  • the aqueous coating composition here contains at least water as a diluent solvent (dispersion medium).
  • the polymer dispersant (2) according to the present invention is not particularly limited as long as it can be well dispersed in water, but by optimizing the type of the dispersant, the dispersibility is improved and the finished appearance To prevent damage.
  • antimony-doped tin oxide or tin-doped indium oxide particles are used as infrared shielding particles, and a polymer dispersant capable of forming a good dispersion state with these and water is preferable.
  • a polymer dispersant obtained by modifying a polyether polyol-based or polyester polyol-based polymer with an acid or a base is efficiently applied. Specific examples thereof include SOLSPERSE 20000, SOLSPERSE 24000SC, SOLSPERSE 26000 (trade name, manufactured by Nihon Lubrizol).
  • the addition amount of the polymer dispersant (2) is preferably 5 parts by mass or more and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles (1).
  • the addition amount is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles (1), reaggregation of the infrared shielding particles in the composition cannot be effectively suppressed.
  • the addition amount exceeds 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles (1), bleeding out or the like occurs from the film after coating and drying, and the adhesion of the film is impaired.
  • the weight average molecular weight of the polymer dispersant (2) according to the present invention is preferably 1,000 or more and 100,000 or less. When the weight average molecular weight is 1,000 or more and 10,000 or less, the compatibility with the diluent solvent is improved.
  • the polyurethane resin (3) having a silanol group of the present invention has at least one silanol group in the molecule.
  • the polyurethane resin (3) having a silanol group one that dissolves in an aqueous phase or one that becomes a fine particle colloidal dispersion (aqueous emulsion resin) is used.
  • the silanol group-containing polyurethane resin (3) By selecting the silanol group-containing polyurethane resin (3), the silanol group mainly allows reaction with a transparent substrate such as glass and self-crosslinking between molecules, so that it is formed in a one-pack type. The adhesion and durability of the coated film are improved.
  • the silanol group of the polyurethane resin (3) having a silanol group is produced by hydrolysis of a hydrolyzable silicon group in an aqueous phase.
  • the silanol group can be introduced into the polyurethane resin by a known method. For example, it can be obtained by reacting a polyurethane prepolymer obtained by reacting a polyol and a compound having an isocyanate group with a compound having an active hydrogen group capable of reacting with an isocyanate group and a hydrolyzable silicon group. .
  • the compound having an isocyanate group is not particularly limited.
  • aliphatic diisocyanate trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene.
  • the polyols are not particularly limited.
  • polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane (TMP), neopentyl glycol, pentaerythritol, and polyoxyethylene polyol (PEG).
  • Polyether polyols having an average molecular weight of 200 to 10,000 such as polyoxypropylene polyol (PPG) and polyoxybutylene polyol (PBG), polyoxytetramethylene glycol (PTMEG) obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran (THF), THF Copolymer polyether polyol having an average molecular weight of 500 to 5,000 produced by cationic copolymerization of propylene oxide, 3-methyltetrahydrofuran, neopentyl glycol and the like.
  • PPG polyoxypropylene polyol
  • PBG polyoxybutylene polyol
  • PTMEG polyoxytetramethylene glycol
  • THF THF copolymer polyether polyol having an average molecular weight of 500 to 5,000 produced by cationic copolymerization of propylene oxide, 3-methyltetrahydrofuran, neopentyl glycol and the like.
  • polyethylene adipate glycol polyethylene propylene adipate glycol, polybutylene adipate glycol, polyhexamethylene adipate glycol, polycaprolactone polyol (PCL), having an average molecular weight of 500 to 4000 produced by transesterification of PCL and adipate polyester polyol
  • PCL polycaprolactone polyol
  • examples include various polyols having an average molecular weight of 150 to 5,000 such as copolymerized polyester polyols, polycarbonate polyols, acrylic polyols and castor oil-based polyols. Two or more of the polyols may be used in combination depending on the desired performance and properties.
  • the hydrolyzable silicon group refers to a group in which a hydrolyzable group that is hydrolyzed by moisture is bonded to a silicon atom.
  • Specific examples of the hydrolyzable group include commonly used groups such as a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoximate group, an amino group, an amide group, an aminooxy group, a mercapto group, and an alkenyloxy group. Is mentioned.
  • an alkoxy group is preferable because hydrolyzability is relatively small and handling is easy.
  • the hydrolyzable group is usually bonded to one silicon atom in the range of 1 to 3, but from the viewpoints of reactivity, water resistance and solvent resistance of the hydrolyzable silicon group after coating. Those having 3 bonds are preferred.
  • Examples of the compound having an active hydrogen group capable of reacting with an isocyanate group and a hydrolyzable silicon group include ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane, and ⁇ -mercaptopropyl.
  • Methyldiethoxysilane ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropyldimethoxysilane, ⁇ - (2 -Aminoethyl) aminopropyldiethoxysilane, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ -aminopropyldimethoxysilane, ⁇ -aminopropyldiethoxysilane, and the like.
  • the bonding site of the silanol group contained in the polyurethane resin (3) having a silanol group is not particularly limited, and it may be bonded to either end of the polyurethane resin, either one end or an intermediate portion.
  • a hydrophilic group is introduced into the polyurethane resin (3) having a silanol group.
  • the hydrophilic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a sulfonate group, and a carboxyl group and a sulfonic acid group are more preferable from the viewpoint of stability in the aqueous phase of the resin.
  • a method for applying the polyurethane resin in the present invention a method in which a polyol component and an isocyanate component are polymerized to form a polyurethane resin, and at the same time, any desired functional group component is copolymerized, or a hydroxyl group or an isocyanate group at the terminal is used.
  • Various properties can be imparted to the polyurethane itself by modifying the functional group by end-capping with a prepolymer method that leaves a polymer.
  • an aqueous emulsion of a polyurethane resin having a functional group capable of arbitrarily introducing silanol groups and dispersing in water can be produced.
  • commercially available polyurethane dispersions may be used.
  • the glass transition point (Tg) of the polyurethane resin (3) having a silanol group of the present invention is 65 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.
  • the glass transition point is less than 65 ° C., cracks occur in the coating film in the thermal shock test when exposed to the outside air. This phenomenon seems to occur when the glass transition temperature is close to the operating temperature range.
  • the glass transition temperature is 120 ° C. or higher, the hardness of the coating film at room temperature is not sufficient, and peeling due to destruction of the film tends to occur.
  • the polyurethane resin (3) having a silanol group may be added with a curing catalyst as necessary.
  • the curing catalyst is not particularly limited, and conventionally known curing catalysts can be used.
  • the curing catalyst is preferably a strongly basic tertiary amine that can crosslink efficiently even in a temperature range of about room temperature and can form a film excellent in water resistance and solvent resistance.
  • the addition amount of the polyurethane resin (3) having a silanol group is preferably 30 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles (1).
  • the addition amount of the polyurethane resin (3) having a silanol group is less than 30 parts by mass, the adhesion of the film to the transparent substrate is lowered, and when it exceeds 3000 parts by mass, the infrared shielding particles (1) Therefore, the heat shielding effect is reduced.
  • the aqueous heat-shielding coating composition of the present invention may contain a diluting solvent for controlling the drying rate of the film, if necessary.
  • dilution solvents other than water for example, alcohols (ethanol, n-propanol, isopropanol, etc.), glycols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.), cellsolves (ethyl cellsolve, butylcellsolve, etc.) that can be mixed with water ), Glycol ethers (diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether acetate, etc.) and acetate derivatives.
  • alcohols ethanol, n-propanol, isopropanol, etc.
  • glycols ethylene glycol, propylene glycol, etc.
  • cellsolves ethyl cellsolve, butylcellsolve, etc.
  • Glycol ethers diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol ethyl ether acetate, etc.
  • alcohols or glycols are more preferable from the viewpoint of safety and odor.
  • the addition amount is 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, based on the entire aqueous heat-shielding coating composition.
  • the water-based heat-shielding coating composition of the present invention appropriately contains other additives such as known UV absorbers, leveling agents, adhesion assistants, antifoaming agents, antioxidants, fungicides, and thickeners. You can leave.
  • the order of mixing the aforementioned materials is not particularly limited.
  • the infrared shielding particles (1) are dispersed in water to disperse the polymer.
  • the agent (2) is added to adsorb the polymer dispersant (2) on the surface of the infrared shielding particles (1) to prepare an aqueous dispersion A.
  • the aqueous dispersion A and the aqueous dispersion B of the polyurethane resin (3) having a silanol group are prepared by stirring and mixing.
  • Other diluent solvents and additives can be added to the aqueous dispersion A or B, or can be added after the aqueous dispersions A and B are mixed.
  • the solid content concentration of the aqueous heat-shielding coating composition of the present invention can be appropriately adjusted according to the load during preparation and the viscosity after preparation, and is not particularly limited, but is 3% by mass or more and 50% by mass or less. Is preferred.
  • the viscosity of the water-based heat-shielding coating composition prepared in the present invention is preferably leveled at the time of coating and is preferably 50 mPa ⁇ s or less when the viscosity is lowered to such an extent that no sagging occurs.
  • the aqueous heat-shielding coating composition prepared in this manner preferably has a dispersed particle size D90 in the composition of 0.01 ⁇ m or more and 0.20 ⁇ m or less.
  • D90 is 0.01 ⁇ m or less, it is difficult to maintain the viscosity of the aqueous coating composition in an appropriate range.
  • D90 is 0.20 ⁇ m or more, it is not possible to suppress a decrease in transparency and haze.
  • the aqueous heat-shielding coating composition of the present invention may be coated on a film having a thickness of 50 to 200 microns having transparency and weather resistance, such as a polyester film, an acrylic film, a polycarbonate film, a fluorine film, and a polyimide film. Is possible.
  • the method for applying the paint of the present invention is not particularly limited. However, when applying to an existing window glass, it is preferable to apply a roller, brush coating, sponge coating, spray coating, bar coating or flow coating. In addition, in the case of application at a factory, curtain coating (flow coating) or the like is possible in addition to these application methods.
  • the coating composition of the present invention is adjusted to an appropriate viscosity, and then coated with various coaters such as a gravure coater, a comma coater, and a roll coater.
  • the application to the base material is usually single-sided, but may be double-sided.
  • the film thickness is 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, after drying. When it is less than 1 ⁇ m, it is difficult to impart heat shielding properties, and when it exceeds 30 ⁇ m, transparency may be hindered.
  • Transparency In the application of a water-based heat-shielding coating composition, when applied to a transparent substrate, high transparency is required after film formation.
  • Transparency as defined herein refers to that having a visible light transmittance of 70% or more as defined in JIS A5759.
  • coating and drying a water-based heat-shielding coating composition on a 3 mm-thick glass substrate is 70% or more and 90% or less.
  • the visible light transmittance is less than 70%, it may be difficult to see the scenery through the window glass particularly when applied to the window glass.
  • the water-based heat-shielding coating composition according to the present invention will be specifically described with examples, but the present invention is not limited to these examples.
  • Polyurethane resin (3-1) An aqueous dispersion of a polyurethane resin having a silanol group Polyurethane resin 1 Product name “Takelac WS-5000” (Tg: 65 ° C.) Solid content: 30.0% by mass Polyurethane resin 2 Product name “Takelac WS-5100” (Tg: 120 ° C.) Solid content: 30.0% by mass Polyurethane resin 3 Product name “Takelac WS-6021” (Tg: 40 ° C.) Solid content: 30.0% by mass Polyurethane resin 4 Product name “Takelac WS-4000” (Tg: 136 ° C.) Solid content: 30.0% by mass (3-2) Aqueous dispersion of polyurethane resin having no silanol group Polyurethane resin 5 Product name “Takelac W-6010” (Tg: 90 ° C.) Solid content: 30.0% by mass ("Takelac” is a registered trademark of Mitsui Chemicals, Inc.) The manufacturer's catalog value was used for the
  • the dispersion was prepared as follows.
  • (Dispersion 1) To a glass bottle, 100 g of ATO particles, 5 g of a polymer dispersant, 200 g of ion-exchanged water and 300 g of 1.5 mm zirconia balls (YTZ: Tosoh Corporation) were added and sealed. After sealing, the dispersion was obtained by shaking with a paint shaker for 24 hours while cooling with an air cooling fan and filtering.
  • a dispersion was prepared with ITO in the same manner as dispersion 1.
  • (Dispersion 3) A dispersion was prepared with 70 g of a polymer dispersant in the same manner as in Dispersion 1.
  • Dispersion 4 A dispersion was prepared with 1 g of a polymer dispersant in the same manner as in Dispersion 1.
  • Dispersion 5 A dispersion was prepared with 80 g of a polymer dispersant in the same manner as in Dispersion 1.
  • Dispersion 6 To a glass bottle, 100 g of ATO particles, 200 g of ion-exchanged water and 300 g of 1.5 mm zirconia balls (YTZ: Tosoh Corporation) were added and sealed. After sealing, the dispersion was performed by shaking with a paint shaker for 24 hours while cooling with an air cooling fan.
  • Dispersion 7 100 g of ATO particles, 200 g of ion-exchanged water and 300 g of 1.5 mm zirconia balls (YTZ: Tosoh Corporation) were added to a glass bottle and sealed. After sealing, the dispersion was performed by shaking with a paint shaker for 24 hours while cooling with an air cooling fan. Thereafter, 5 g of a polymer dispersant was added, and the mixture was further shaken for 48 hours and filtered to obtain a dispersion.
  • Example 1 To a glass bottle, 0.1 g of a repellent, 100 g of ion exchange water, and 100 g of dispersion 1 were added in this order and mixed uniformly. After mixing, 100 g of polyurethane resin 1 (corresponding to 30 g in terms of resin component) and 1 g of UV absorber are added in this order while stirring the mixed solution with a magnetic stirrer and mixed uniformly to form an aqueous heat-shielding coating composition. Got.
  • the obtained water-based heat-shielding coating composition was brush-coated on a glass piece of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 3 mm, dried at room temperature for 24 hours to prepare a test piece, and each evaluation was performed.
  • Example 2 The same process as in Example 1 was performed with the dispersion 2.
  • Example 3 The same process as in Example 1 was performed with the dispersion 3.
  • Example 4 The same process as in Example 1 was performed with polyurethane resin 2.
  • Example 5 The same process as in Example 1 was performed with polyurethane resin 1 in an amount corresponding to 3000 g of resin component.
  • Example 6 The same process as in Example 1 was performed with the dispersion 6.
  • Example 7 The same process as in Example 1 was performed with Dispersion 7.
  • Comparative Example 1 The same process as in Example 1 was performed with the dispersion 4.
  • Comparative Example 2 The same process as in Example 1 was performed with the dispersion 5.
  • Example 3 The same process as in Example 1 was performed with polyurethane resin 3.
  • Example 4 The same process as in Example 1 was performed with polyurethane resin 4.
  • Comparative Example 5 The same process as in Example 1 was performed with the polyurethane resin 5.
  • Comparative Example 6 The same steps as in Example 1 were performed on the polyurethane resin 1 with a resin component equivalent to 20 g.
  • Comparative Example 7 The same steps as in Example 1 were performed on polyurethane resin 1 in an amount corresponding to 3500 g of resin component.
  • Dispersed particle size Measurement was performed using a trade name “Microtrac UPA” (model 9340 dynamic light scattering method / Doppler scattering method) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. Measured at a measurement time of 180 seconds with a density of the dispersion of 1.0 g / cm 3 , a particle shape of non-spherical, a particle refractive index of 2.00, a dispersion medium of water and a dispersion medium of 1.33. And 90% particle diameter (D90) was calculated
  • the coating composition was placed in a 20 ml transparent glass bottle and allowed to stand for 24 hours, and then visually checked for the presence of sediment at the bottom. The case where there was no precipitate was indicated as ⁇ , and the case where there was no precipitate was indicated as ⁇ .
  • Test cycle test The test piece was allowed to stand in a constant temperature layer at 40 ° C. for 24 hours, and then the cycle in which the test piece was left to stand in a constant temperature layer at 10 ° C. for 24 hours was performed for a total of 240 hours. .
  • the water-based thermal barrier coating composition provided by the present invention can exhibit performance satisfying various evaluation items including appearance.
  • the construction work is simple because it is a one-pack type while satisfying these performances.
  • Example 6 and Example 7 when the dispersion state was further controlled to 0.01 to 0.2 ⁇ m, a better finish was obtained.
  • Comparative Example 1 since the amount of the polymer dispersant was small, the dispersion was so bad that the dispersed particle size could not be measured. In Comparative Example 2, since the polymer dispersant was used excessively, bleed out occurred, the adhesion was not sufficient, and partial peeling occurred.
  • Comparative Example 6 when the polyurethane resin is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles, the adhesiveness is poor, and transparency increases due to an increase in ATO particles.
  • Comparative Example 7 when the polyurethane resin exceeds 3000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the infrared shielding particles, the ATO particles are relatively decreased, so that the solar radiation transmittance is increased and sufficient heat shielding properties cannot be obtained. It was.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

　施工作業が、臭気や安全性等の点で問題がなくかつ簡便であり、赤外線を遮蔽しつつ日射透過率に優れた皮膜を形成可能な、水性塗料組成物を提供すること。アンチモンドープ酸化錫粒子および錫ドープ酸化インジウム粒子から選択される１種以上の赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、高分子分散剤（２）を５質量部以上、７０質量部以下、ガラス転移点（Ｔｇ）が６５℃以上、１２０℃以下であり、分子内に少なくとも１個のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）を３０質量部以上、３０００質量部以下の割合で少なくとも含む水性塗料組成物を用いる。

Description

水性の遮熱性塗料組成物
　本発明は、赤外線を遮蔽しつつ、優れた可視光透過性を有する皮膜を形成可能な水性の遮熱性塗料組成物に関する。
　主にガラスなどの透明基材に塗布することで、塗布後に形成された皮膜が太陽光からの赤外線を遮蔽し室内の温度上昇を抑える効果がある遮熱性の塗料組成物が知られている。近年は、省エネルギー、住居環境改善等の目的で、建物の窓、車両の窓等にこの塗料組成物を応用する研究開発が盛んに行われている。
　赤外線を遮蔽する成分（以下「赤外線遮蔽粒子」という。）としては、長期的な効果が期待できる無機系のアンチモンドープ酸化錫粒子や錫ドープ酸化インジウム粒子などが知られている。
　例えば、有機溶剤にバインダ樹脂と赤外線遮蔽粒子としてアンチモンドープ酸化錫粒子または錫ドープ酸化インジウム粒子を分散した遮熱性塗料組成物が提案されている。（特許文献１）
　特許文献１では、赤外線遮蔽粒子、バインダ樹脂を有機溶剤中に微細均一に分散させた塗料組成物によって、優れた可視光透過性（透明性）と赤外線遮蔽性を両立している。
　このような遮熱性塗料組成物は、風雨に曝される外側よりも、建物などの内側から窓など透明基材に塗布することが、施工性や耐久性の観点から好ましい。しかし、特許文献１では有機溶剤を用いるため、換気が制限される建物の内側の窓などに塗布する場合は、施工時の臭いや安全性等に課題があった。
　そこで、有機溶剤を用いない水性の遮熱性塗料組成物が提案されている。（特許文献２）この特許文献２では塗料のバインダ樹脂に水系エマルション樹脂を使用しているため、施工時の臭いや安全性の課題は解決されている。
　ところが、水系エマルション樹脂を使用した塗料は一般的に架橋密度が低いので、皮膜の密着性や耐久性を向上させるために、硬化助剤を塗布直前に混合する２液型の塗料となっている。そのため、水系エマルション樹脂を使用した２液型の塗料は、塗布直前の混合工程や硬化までの時間管理など施工作業が煩雑になるという課題があった。
　また本発明者らの検討によれば、水性の遮熱性塗料組成物に使用される水系エマルション樹脂の種類によっては、赤外線遮蔽粒子の凝集により、皮膜の可視光透過性が著しく損なわれるといった課題が見出された。
特開２００７－８４６０５号公報 特開２０１３－８７２２８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、施工作業が、臭気や安全性等の点で問題がなくかつ簡便であり、赤外線を遮蔽しつつ可視光透過性に優れた皮膜を形成可能な、水性の遮熱性塗料組成物を提供することである。
　本発明の水性の遮熱性塗料組成物は、アンチモンドープ酸化錫粒子および錫ドープ酸化インジウム粒子から選択される少なくとも１種の赤外線遮蔽粒子（１）、高分子分散剤（２）、ガラス転移点（Ｔｇ）が６５℃以上、１２０℃以下であり、分子内に少なくとも１個のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）を少なくとも含む。また、前記赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、前記高分子分散剤（２）が５質量部以上、７０質量部以下であり、前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）が３０質量部以上、３０００質量部以下であることを特徴とする。
　また本発明では、前記水性の遮熱性塗料組成物中の分散粒径Ｄ９０が０．０１μｍ以上、０．２０μｍ以下であることを特徴とする。
　また、前記水性塗料組成物を３ｍｍ厚のガラス基材に塗布乾燥後の可視光透過率（ＪＩＳ　Ａ５７５９に準じた）が７０％以上、９０％以下にあることを特徴とする。
　本発明によれば、水性のため臭気や安全性等に問題がなく、１液型のため施工作業が簡便であり、基材との密着性、耐久性および透明性に優れた遮熱性の皮膜を形成可能な、水性の遮熱性塗料組成物が提供できる。
本発明の一実施例に係る水性の遮熱性塗料組成物を塗布したガラスとガラスのみの分光光度スペクトルを示す図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。
　本発明の水性の遮熱性塗料組成物は、アンチモンドープ酸化錫粒子（以下「ＡＴＯ粒子」ということがある。）および錫ドープ酸化インジウム粒子（以下「ＩＴＯ粒子」ということがある。）から選択される少なくとも１種の赤外線遮蔽粒子（１）、高分子分散剤（２）、ガラス転移点が６５℃以上、１２０℃以下であり、分子内に少なくとも１個のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）を少なくとも含む。
［赤外線遮蔽粒子（１）］
　本発明に係る赤外線遮蔽粒子（１）は、公知のＡＴＯ粒子及びＩＴＯ粒子が使用でき、それぞれ一方のみ、または同時に使用することができる。また、それぞれドープ率の異なる粒子を２種以上組み合わせても良い。
　赤外線遮蔽粒子（１）の一次粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。１００ｎｍ以下であると、赤外線遮蔽粒子（１）による可視光線の散乱が少なくなり、得られる皮膜の透明性が優れる。更に１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であるとより好ましい。
　さらに、赤外線遮蔽粒子（１）の添加量は、透明性と赤外線遮蔽性の性能のバランスから、水性の遮熱性塗料組成物中で０．５質量％以上、４０質量％以下が好ましい。ここでの水性塗料組成物とは、希釈溶媒（分散媒）として少なくとも水を含む。
［高分子分散剤（２）］
　本発明に関わる高分子分散剤（２）は、水に良好に分散できるものであれば特に種類は問わないが、分散剤の種類を最適化することによって、分散性を向上させ、仕上がりの外観が損なわれることを防ぐ。本発明では赤外遮蔽粒子としてアンチモンドープ酸化錫や錫ドープ酸化インジウム粒子を用いていて、これらと水が良好な分散状態を形成可能な高分子分散剤が好ましい。具体的にはポリエーテルポリオール系、もしくはポリエステルポリオール系の高分子が酸や塩基で修飾された高分子分散剤が効率よく適用される。これらの具体例としてはＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２００００、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２４０００ＳＣ、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ２６０００（商品名、日本ルーブリゾール社製）などがあげられる。
　高分子分散剤（２）の添加量は、赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、５質量部以上、７０質量部以下が好ましい。前記赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、添加量が５質量部未満であると、組成物中での前記赤外線遮蔽粒子の再凝集を効果的に抑制することができない。また、前記赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、添加量が７０質量部を超えると、塗布乾燥後の皮膜からブリードアウトなどが発生し、皮膜の密着性が損なわれる。
　また、本発明に関わる高分子分散剤（２）の重量平均分子量は、１，０００以上、１００，０００以下であることが好ましい。重量平均分子量が、１，０００以上、１０，０００以下であると希釈溶媒との相溶性が良好となる。
［シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）］
　本発明のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）は、分子内に少なくとも1個のシラノール基を有する。そして、前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）は水相中に溶解するもの、又は微粒子状のコロイド分散系となるもの（水系エマルション樹脂）を使用する。
　前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）を選定することで、シラノール基により、主にガラスなどの透明基材との反応や分子間の自己架橋が可能になるため、１液型で、形成された皮膜の密着性や耐久性が良好になる。
　前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）のシラノール基は、加水分解性ケイ素基の水相中での加水分解により生成される。前記シラノール基は、公知の方法でポリウレタン樹脂に導入できる。例えば、ポリオール類とイソシアネート基を有する化合物を反応させて得られたポリウレタンプレポリマーに、イソシアネート基と反応可能な活性水素基および加水分解性ケイ素基を有する化合物を反応させることにより、得ることが出来る。
　前記イソシアネート基を有する化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば脂肪族ジイソシアネート（トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、１，２－プロピレンジイソシアネート、１，２－ブチレンジイソシアネート、２，３－ブチレンジイソシアネート、１，３－ブチレンジイソシアネート、２，４，４－又は２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，６－ジイソシアネートメチルカプロエート等）、脂環族ジイソシアネート（１，３－シクロペンタンジイソシアネート、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、１，３－シクロヘキサンジイソシアネート、３－イソシアネートメチル－３，５，５－トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、４，４’－メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル－２，４－シクロヘキサンジイソシアネート、メチル－２，６－シクロヘキサンジイソシアネート、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，３－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン等）、芳香族ジイソシアネート（ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルジイソシアネート、１，５－ナフタレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４－又は２，６－トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、４，４’－トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルエーテルジイソシアネート等）、および誘導されたダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、プレポリマー等が挙げられる。所望される性能及び性状に応じて前記イソシアネート類の２種以上を併用してもよい。
　前記ポリオール類としては、特に限定されるものではなく、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類、ポリオキシエチレンポリオール（ＰＥＧ）、ポリオキシプロピレンポリオール（ＰＰＧ）、ポリオキシブチレンポリオール（ＰＢＧ）等の平均分子量２００～１００００のポリエーテルポリオール類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の開環重合によって得られるポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＥＧ）、ＴＨＦとプロピレンオキサイド、３－メチルテトラヒドロフラン、ネオペンチルグリコール等とのカチオン共重合により製造される平均分子量５００～５０００の共重合ポリエーテルポリオール、ポリエチレンアジペートグリコール、ポリエチレンプロピレンアジペートグリコール、ポリブチレンアジペートグリコール、ポリヘキサメチレンアジペートグリコール、ポリカプロラクトンポリオール（ＰＣＬ）、ＰＣＬとアジペート系ポリエステルポリオールとのエステル交換反応により製造される平均分子量５００～４０００の共重合ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール、ひまし油系ポリオール等の平均分子量１５０～５０００の各種ポリオールなどが挙げられる。所望される性能及び性状に応じて前記ポリオール類の２種以上を併用してもよい。
　前記加水分解性ケイ素基とは、水分により加水分解を受ける加水分解性基がケイ素原子に結合している基をいう。前記加水分解性基の具体例としては、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基等の一般に使用されている基が挙げられる。特に加水分解性が比較的小さく、取扱いが容易である点からアルコキシ基が好ましい。前記加水分解性基は、通常、１個のケイ素原子に１～３個の範囲で結合しているが、塗布後の加水分解性ケイ素基の反応性、耐水性、耐溶剤性といった点から２～３個結合しているものが好ましい。
　イソシアネート基と反応可能な活性水素基および加水分解性ケイ素基を有する化合物としては、例えばγ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ－メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルジメトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルジエトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、γ－アミノプロピルジメトキシシラン、γ－アミノプロピルジエトキシシラン等が挙げられる。
　前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）中に含まれるシラノール基の結合部位は特に限定されず、ポリウレタン樹脂の両端、何れか一方端又は中間部分の何れかの部位に結合していればよい。
　また、前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）中に、親水性基が導入されたものが好ましい。親水性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、スルホネート基等が挙げられるが、樹脂の水相中での安定性の点からカルボキシル基、スルホン酸基がより好ましい。
　本発明でのポリウレタン樹脂の適用方法としては、ポリオール成分とイソシアネート成分を重合させてポリウレタン樹脂を生成する工程と同時に必要な任意の官能基成分を共重合させる方法か、もしくは末端に水酸基かイソシアネート基を残すプレポリマー法にて末端封止で官能基修飾をさせることでポリウレタンそのものに多様な特性を付与することが出来る。これらの方法にて任意にシラノール基の導入や水分散が可能な官能基を有するポリウレタン樹脂の水系エマルジョンを作製することが出来る。本発明ではこのようなポリウレタンの水分散液にて市販のものを適用させてもよい。
　本発明のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）のガラス転移点（Ｔｇ）は、６５℃以上、１２０℃以下である。前記ガラス転移点が６５℃を下回ると外気に曝された場合の熱衝撃試験において塗工皮膜にクラックが生じる。使用温度領域内に近い温度にガラス転移温度がある場合に起こる現象と思われる。ガラス転移温度が１２０℃以上であると、室温での塗装皮膜の硬さが充分ではなく、皮膜の破壊による剥がれが起こり易くなるので好ましくない。
　前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）は、必要に応じて硬化触媒が添加されていても良い。
　硬化触媒としては特に限定されず、従来公知のものが使用できる。特に前記硬化触媒は、室温程度の温度域においても効率よく架橋し、耐水性、耐溶剤性に優れた皮膜を形成できる強塩基性第３級アミンが好ましい。
　前記シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）の添加量は、前記赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、３０質量部以上、３０００質量部以下が好ましい。シラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）の添加量が３０質量部未満であると、皮膜の透明基材との密着性が低下し、３０００質量部を超えると相対的に前記赤外線遮蔽粒子（１）が少なくなるため、遮熱性の効果が小さくなる。
［その他成分］
　本発明の水性の遮熱性塗料組成物は、水以外に、必要に応じて皮膜の乾燥速度を制御する希釈溶媒を添加しても良い。
　水以外の希釈溶媒としては、水と混合可能な、例えばアルコール類（エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール等）、グリコール類（エチレングリコール、プロピレングリコール等）、セルソルブ類（エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等）、グリコールエーテル類（ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート等）およびアセテート誘導体などが挙げられる。
　さらに、安全性や臭気の観点から、アルコール類またはグリコール類などがより好ましい。添加量は、水性の遮熱性塗料組成物全体の２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下である。
　また本発明の水性の遮熱性塗料組成物はその他に、公知のＵＶ吸収剤、レベリング剤、密着助剤、消泡剤、酸化防止剤、防カビ剤、増粘剤等の添加剤を適宜含んでいても良い。
［水性の遮熱性塗料組成物の調製方法］
　本発明に係る水性の遮熱性塗料組成物を調製する際、前述の材料の混合の順番は特に限定されるものではないが、例えば、赤外線遮蔽粒子（１）を水中に分散し、高分子分散剤（２）を添加して、赤外線遮蔽粒子（１）表面に高分子分散剤（２）を吸着させ水系分散液Ａを調製する。次に、この水系分散液Ａとシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）の水系分散液Ｂとを攪拌混合して調製される。その他の希釈溶媒や添加剤は、水系分散液ＡまたはＢにそれぞれ添加したり、水系分散液ＡおよびＢの混合後に添加したりすることができる。
　本発明の水性の遮熱性塗料組成物の固形分濃度は、調製時の負荷や調製後の粘度に応じて適宜調整でき、特に限定されるものでは無いが、３質量％以上、５０質量％以下が好ましい。なお、本発明で調整される水性の遮熱性塗料組成物の粘度は、タレが発生しない程度まで低くしたほうが塗装時のレベリングがよく、５０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。
　このように調製される水性の遮熱性塗料組成物は、組成物中の分散粒径Ｄ９０が０．０１μｍ以上、０．２０μｍ以下であることが好ましい。Ｄ９０が０．０１μｍ以下では、水性塗料組成物の粘度を適正な範囲に維持することが困難である。また、Ｄ９０が０．２０μｍ以上では、透明性やヘーズの低下を抑制することができない。
［水性の遮熱性塗料組成物の使用方法］
［基材］
　本発明の水性の遮熱性塗料組成物を塗布する基材は、特に限定されないが、透明な基材が好ましい。例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート等の有機ガラスまたは無機ガラスの窓ガラスに適用すれば、本発明の目的とする遮熱性による効果が大きくなり好ましい。
　また、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素フィルム、ポリイミドフィルム等の透明性や耐候性を有する厚さ５０～２００ミクロンのフィルムに、本発明の水性の遮熱性塗料組成物をコーティングすることも可能である。
［塗布方法］
　本発明の塗料の塗布方法は、特に限定されないが、既設の窓ガラスに塗布する場合は、ローラーや刷毛塗り、スポンジコート、スプレーコート、バーコート、流し塗りすることが好ましい。また、工場塗布する場合は、それらの塗布方法以外に、カーテンコート（フローコート）等も可能である。フィルムにコーティングする場合は、本発明の塗料を適度な粘度に調整したのち、グラビアコーター、コンマコーター、ロールコーター等の各種コーターで塗工すればよい。
　また、基材への塗布は、通常片面が一般的であるが、両面でもよい。建物の二階以上に設置されている既設の窓ガラスに塗布する場合は、室内面に塗布することが施工上容易となり好ましい。
［膜厚］
　膜厚は乾燥後の厚みで、１μｍ以上、３０μｍ以下、好ましくは５μｍ以上、２０μｍ以下である。１μｍ未満であると、遮熱性を付与し難く、３０μｍを超えると、透明性を阻害するおそれがあるので好ましくない。
［透明性］
　水性の遮熱性塗料組成物の用途において、透明基材に塗布する場合は、皮膜形成後に高い透明性が要求される。ここで定義する透明性とは、ＪＩＳ　Ａ５７５９で定められた可視光透過率が７０％以上のものをいう。本発明では、水性の遮熱性塗料組成物を３ｍｍ厚のガラス基材に塗布乾燥後の可視光透過率が７０％以上、９０％以下にあることが好ましい。
　可視光透過率が７０％未満の場合、特に窓ガラスへ適用した際に窓ガラス越しの風景が見えづらくなる場合がある。
　本発明に係る水性の遮熱性塗料組成物について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは無い。
［原料］
（１）赤外線遮蔽粒子
　ＡＴＯ粒子　（ＳＮＳ－１００Ｐ　石原産業株式会社製）
　ＩＴＯ粒子　（三菱マテリアル電子化成社製）
（２）高分子分散剤
　商品名　「ＳＯＬＳＥＰＥＲＳ２００００」（日本ルーブリゾール株式会社製：エポキシ基を有するポリエステルまたはポリエーテル構造を有する高分子分散剤）
（３）ポリウレタン樹脂
（３－１）シラノール基を有するポリウレタン樹脂の水分散品
　ポリウレタン樹脂１
　　商品名「タケラック　ＷＳ－５０００」（Ｔｇ：６５℃）　　固形分３０.０質量％
　ポリウレタン樹脂２
　　商品名「タケラック　ＷＳ－５１００」（Ｔｇ：１２０℃）　固形分３０.０質量％
　ポリウレタン樹脂３
　　商品名「タケラック　ＷＳ－６０２１」（Ｔｇ：４０℃）　　固形分３０.０質量％
　ポリウレタン樹脂４
　　商品名「タケラック　ＷＳ－４０００」（Ｔｇ：１３６℃）　固形分３０.０質量％
（３－２）シラノール基を有さないポリウレタン樹脂の水分散品
　ポリウレタン樹脂５
　　商品名「タケラック　Ｗ－６０１０」（Ｔｇ：９０℃）　　　固形分３０.０質量％
　　　（「タケラック」は三井化学株式会社登録商標）
なお、ガラス転移点（Ｔｇ）はメーカーカタログ値を用いた。
（４）その他
　（ａ）ＵＶ吸収剤
　　商品名　「シャインガードＢＺ－２４」
　　（センカ株式会社製:ベンゾトリアゾール系エマルション）
　（ｂ）はじき防止剤　
　　商品名　「メガファックＦ－４４４」（ＤＩＣ株式会社:フッ素系界面活性剤）
　（ｃ）希釈溶媒
　　プロピレングリコール（旭硝子株式会社製：工業用グレード）
［赤外線遮蔽粒子　３０質量％分散液の調製］
　分散液は下記のとおり調製した。
(分散液１)ガラスびんに、ＡＴＯ粒子を１００ｇ、高分子分散剤５gをイオン交換水２００gおよび１．５ｍｍジルコニアボール（ＹＴＺ:東ソー株式会社）３００ｇを加え密栓した。密栓後、空冷ファンで空冷しながら２４時間ペイントシェカーで振とうして、濾過して分散液を得た。
(分散液２) 分散液１と同様の方法にてＩＴＯで分散液を調整した。
(分散液３) 分散液１と同様の方法にて高分子分散剤７０ｇで分散液を調整した。
(分散液４) 分散液１と同様の方法にて高分子分散剤１ｇで分散液を調整した。
(分散液５) 分散液１と同様の方法にて高分子分散剤８０ｇで分散液を調整した。
(分散液６)ガラスびんに、ＡＴＯ粒子を１００ｇ、イオン交換水２００gおよび１．５ｍｍジルコニアボール（ＹＴＺ：東ソー株式会社）３００ｇを加え密栓した。密栓後、空冷ファンで空冷しながら２４時間ペイントシェカーで振とう、分散を行った。その後、高分子分散剤を５g添加してさらに２４時間振とうさせてろ過し分散液を得た。
(分散液７)ガラスびんに、ＡＴＯ粒子を１００ｇ、イオン交換水２００gおよび１．５ｍｍジルコニアボール（ＹＴＺ：東ソー株式会社）３００ｇを加え密栓した。密栓後、空冷ファンで空冷しながら２４時間ペイントシェカーで振とう、分散を行った。その後、高分子分散剤を５g添加してさらに４８時間振とうさせてろ過し分散液を得た。
［水性の遮熱性塗料組成物の調製］
　実施例および比較例に使用した各原料及び原料の量は下記のとおりである。
［実施例１］
　ガラス瓶に、はじき防止剤０．１ｇ、イオン交換水１００g、分散液１を１００ｇ、この順番で加え均一に混合した。混合後、前記混合液をマグネチックスターラーで撹拌しながらポリウレタン樹脂１を１００ｇ（樹脂成分にて３０ｇ相当量）、ＵＶ吸収剤１ｇをこの順番で加え均一に混合して水性の遮熱性塗料組成物を得た。
　得られた水性の遮熱性塗料組成物を５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍのガラス片に刷毛塗りして、室温にて２４時間乾燥させてテストピースを作成し、各評価を行った。
［実施例２］
　実施例１と同様の工程を分散液２で行った。
［実施例３］
　実施例１と同様の工程を分散液３で行った。
［実施例４］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂２で行った。
［実施例５］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂１にて樹脂成分３０００ｇ相当で行った。
［実施例６］
　実施例１と同様の工程を分散液６で行った。
［実施例７］
　実施例１と同様の工程を分散液７で行った。
［比較例１］
　実施例１と同様の工程を分散液４にて行った。
［比較例２］
　実施例１と同様の工程を分散液５にて行った。
［比較例３］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂３で行った。
［比較例４］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂４で行った。
［比較例５］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂５で行った。
［比較例６］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂１にて樹脂成分２０ｇ相当で行った。
［比較例７］
　実施例１と同様の工程をポリウレタン樹脂１にて樹脂成分３５００ｇ相当で行った。
［評価］
　各実施例および比較例で得られた水性の遮熱性塗料組成物およびテストピースについて下記の評価を行い、評価結果を表１に示した。なお、表中の高分子分散剤とポリウレタン樹脂の値は、ＡＴＯ粒子またはＩＴＯ粒子１００質量部に対する部数である。
［水性の遮熱性塗料組成物の評価］
［粘度］
　回転粘度計（芝浦システム社製、商品名「ビスメトロン　ＶＳＡ－１」）を用いて測定した。測定は、２号ローターを使用し、ローターの回転数は３０ｒｐｍ、測定温度は２５℃とした。
［分散粒径］
　日機装社製商品名「マイクロトラック　ＵＰＡ」（モデル９３４０　動的光散乱法／ドップラー散乱法）を用いて測定した。分散体の密度を１．０ｇ／ｃｍ３、粒子形状を非球形、粒子の屈折率を２．００、分散媒を水、分散媒の屈折率を１．３３として、測定時間１８０秒にて測定し、体積換算として粒径が細かい方から累積で９０％粒子径（Ｄ９０）を求めた。
［分散状態外観］
　塗料組成物を２０ｍｌの透明なガラス瓶に入れ、２４時間置いた後、目視にて底の沈殿物の有無を調べた。沈殿物がなかったものを○、あったものを×とした。
［塗装状態外観］
　スライドガラスの上に塗料組成物を滴下させてもう一枚のスライドガラスで挟みこんで試験片を得た。ビデオマイクロスコープにて１０００倍でも残存した粒子がわからない程度のものを◎、目視では判らないものを○、目視で粒子の残存がわかるものを×とした。
［テストピース上の皮膜評価］
［透過スペクトルの測定］
　実施例１の水性の遮熱性塗料組成物を塗布したテストピースと、塗布していないテストピース（３ｍｍガラス）について分光光度計を用いて下記の条件でスペクトル測定を行い、得られたスペクトルを図１に示した。図１に示したように、塗布したテストピースは可視光域の透過率が高い（透明である）にもかかわらず、紫外光域と、近赤外光域における透過が抑制されていることを確認した。
（装置名　紫外可視近赤外分光光度計Ｖ－６７０　日本分光社製
　測定波長範囲　３００ｎｍ～２５００ｎｍ）
［遮熱性］
　透過スペクトルの測定と同じ装置を用いてＪＩＳ　Ａ５７５９に準じて試験を行い、各テストピースの日射透過率を測定した。
日射透過率が８５％未満のものを○、８５％を超えると遮蔽効果が低いため×として評価した。また、ガラス単体では８８％であった。
［可視光透過率］ 
　透過スペクトルの測定と同じ装置を用いてＪＩＳ　Ａ５７５９に準じて試験を行い、各テストピースの可視光透過率を測定した。
［ブリードアウト試験］
　テストピースを目視で確認して乾燥後の染み出しの無いものを○、有るものを×として評価した。
［ヒートサイクル試験］
　テストピースを４０℃の恒温層に２４時間放置し、次いで１０℃の恒温層に２４時間放置するサイクルを合計２４０時間行って変化がなかったものを○、クラックが入ったものを×として評価した。
［密着性］
　ＪＩＳ　Ｋ５６００　５－６に準じて試験を行った。
剥がれが無かったものを○、剥がれたものを×として評価した。
［塗装皮膜強度］
　ＪＩＳ　Ｋ５６００－５－４に基づき、鉛筆硬度を評価した。傷が入り易いＢ以下を×としてそれより上のものを○とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～５に示したように、本発明によって提供される水性の遮熱性塗料組成物は、外観をはじめ種々の評価項目を満足した性能を発揮できるといえる。これらの性能を満たしつつ１液型であるため施工作業が簡便である。
　更に実施例６、実施例７で示すように分散状態をより制御して０．０１～０．２μｍにするとより仕上がりが良い結果となった。
　それに対して比較例１において、高分子分散剤の量が少ないため分散粒径の測定ができないほど分散が悪かった。比較例２においては高分子分散剤を過剰に用いたため、ブリードアウトが発生し、密着性が十分でなく一部剥がれが生じた。
　比較例３において、ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が低すぎるためクラックが発生した。比較例４においてはポリウレタン樹脂のガラス転移温度が高すぎるために皮膜強度が低く、密着性が十分でなかった。
　比較例５において、ポリウレタン樹脂のシラノール基成分を含有しない場合は密着性が悪く、剥がれが生じた。
　比較例６において、赤外線遮蔽粒子１００質量部に対してポリウレタン樹脂が３０質量部を下回ると密着性が悪く、ＡＴＯ粒子が多くなることで透明性も損なわれる。比較例７において赤外線遮蔽粒子１００質量部に対してポリウレタン樹脂が３０００質量部を上回ると、相対的にＡＴＯ粒子が少なくなるため、日射透過率が高くなり十分な遮熱性が得られないことがわかった。
　この出願は２０１３年１１月２９日に出願された日本国特許出願第２０１３－２４７５７２の優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims (4)

  1. 　アンチモンドープ酸化錫粒子および錫ドープ酸化インジウム粒子から選択される少なくとも１種の赤外線遮蔽粒子（１）、
    　高分子分散剤（２）、
    　ガラス転移点（Ｔｇ）が６５℃以上、１２０℃以下であり、分子内に少なくとも１個のシラノール基を有するポリウレタン樹脂（３）
    を少なくとも含み、前記赤外線遮蔽粒子（１）１００質量部に対し、
    　前記高分子分散剤（２）が５質量部以上、７０質量部以下、
    　前記ポリウレタン樹脂（３）が３０質量部以上、３０００質量部以下であることを特徴とする水性の遮熱性塗料組成物。
  2. 　前記高分子分散剤（２）がエポキシ基を有するポリエステルまたはポリエーテル構造を有することを特徴とする請求項１記載の水性の遮熱性塗料組成物。
  3. 　前記水性の遮熱性塗料組成物の分散粒径Ｄ９０が０．０１μｍ以上、０．２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の水性の遮熱性塗料組成物。
  4. 　前記水性の遮熱性塗料組成物を３ｍｍ厚のガラス基材に塗布乾燥後の可視光透過率ＪＩＳ　Ａ５７５９に準じた）が７０％以上、９０％以下にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水性の遮熱性塗料組成物。
PCT/JP2014/005713 2013-11-29 2014-11-13 水性の遮熱性塗料組成物 WO2015079638A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013247572A JP2017025117A (ja) 2013-11-29 2013-11-29 水性の遮熱性塗料組成物
JP2013-247572 2013-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015079638A1 true WO2015079638A1 (ja) 2015-06-04

Family

ID=53198615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/005713 WO2015079638A1 (ja) 2013-11-29 2014-11-13 水性の遮熱性塗料組成物

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2017025117A (ja)
WO (1) WO2015079638A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105563958A (zh) * 2015-12-28 2016-05-11 太仓耀华玻璃有限公司 一种高隔热降噪防辐射真空玻璃及其制造方法
CN105565684A (zh) * 2015-12-28 2016-05-11 太仓耀华玻璃有限公司 一种带有隔热保温涂层的真空玻璃及其制造方法
WO2017216681A1 (en) * 2016-06-15 2017-12-21 Sabic Global Technologies B.V. Infrared blocking composition, methods of forming, and the infrared layer formed therefrom
JP2020500681A (ja) * 2016-12-05 2020-01-16 カッシート オーソペディックス リミテッド 熱可塑性整形外科装置
JP7175417B1 (ja) 2021-06-30 2022-11-18 株式会社Ｄｎｐファインケミカル オーバーコートインク及びこれを含むインクセット
WO2024053209A1 (ja) * 2022-09-06 2024-03-14 サカタインクス株式会社 インクジェット捺染方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7029236B2 (ja) * 2017-07-04 2022-03-03 三菱マテリアル電子化成株式会社 熱線遮蔽粒子分散液及びその製造方法
WO2019065788A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 三菱マテリアル株式会社 赤外線遮蔽膜形成用液組成物及びこれを用いた赤外線遮蔽膜の製造方法並びに赤外線遮蔽膜

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002226775A (ja) * 2001-02-02 2002-08-14 Chugoku Marine Paints Ltd 帯電防止用塗料組成物、その被膜および帯電防止方法
JP2010116517A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd 熱線カット組成物、樹脂積層体および樹脂積層体の製造方法
JP2012116184A (ja) * 2010-11-11 2012-06-21 Fujifilm Corp 積層ポリエステルフィルム、及びそれを用いた透明導電性フィルム
JP2013087228A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 紫外線・近赤外線遮断水性塗料、該塗料からなる塗膜が形成された遮熱処理ガラス及び該塗料を用いた窓ガラスの遮熱処理方法
JP2013133389A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Sanyo Shikiso Kk 特定の粒子電荷を有する顔料分散体および該分散体のイオン系電着液への使用
JP2013136222A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd ハードコート膜付基材および該ハードコート膜形成用塗布液

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002226775A (ja) * 2001-02-02 2002-08-14 Chugoku Marine Paints Ltd 帯電防止用塗料組成物、その被膜および帯電防止方法
JP2010116517A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Mitsubishi Rayon Co Ltd 熱線カット組成物、樹脂積層体および樹脂積層体の製造方法
JP2012116184A (ja) * 2010-11-11 2012-06-21 Fujifilm Corp 積層ポリエステルフィルム、及びそれを用いた透明導電性フィルム
JP2013087228A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 紫外線・近赤外線遮断水性塗料、該塗料からなる塗膜が形成された遮熱処理ガラス及び該塗料を用いた窓ガラスの遮熱処理方法
JP2013133389A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Sanyo Shikiso Kk 特定の粒子電荷を有する顔料分散体および該分散体のイオン系電着液への使用
JP2013136222A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd ハードコート膜付基材および該ハードコート膜形成用塗布液

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105563958A (zh) * 2015-12-28 2016-05-11 太仓耀华玻璃有限公司 一种高隔热降噪防辐射真空玻璃及其制造方法
CN105565684A (zh) * 2015-12-28 2016-05-11 太仓耀华玻璃有限公司 一种带有隔热保温涂层的真空玻璃及其制造方法
CN105565684B (zh) * 2015-12-28 2018-05-29 太仓耀华玻璃有限公司 一种带有隔热保温涂层的真空玻璃及其制造方法
WO2017216681A1 (en) * 2016-06-15 2017-12-21 Sabic Global Technologies B.V. Infrared blocking composition, methods of forming, and the infrared layer formed therefrom
JP2020500681A (ja) * 2016-12-05 2020-01-16 カッシート オーソペディックス リミテッド 熱可塑性整形外科装置
JP7175417B1 (ja) 2021-06-30 2022-11-18 株式会社Ｄｎｐファインケミカル オーバーコートインク及びこれを含むインクセット
WO2023276973A1 (ja) * 2021-06-30 2023-01-05 株式会社Ｄｎｐファインケミカル オーバーコートインク及びこれを含むインクセット
JP2023007497A (ja) * 2021-06-30 2023-01-18 株式会社Ｄｎｐファインケミカル オーバーコートインク及びこれを含むインクセット
WO2024053209A1 (ja) * 2022-09-06 2024-03-14 サカタインクス株式会社 インクジェット捺染方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017025117A (ja) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015079638A1 (ja) 水性の遮熱性塗料組成物
CN102459483B (zh) 制备具有防雾逐层涂层的制品的方法和具有增强的防雾和耐久性能的涂覆制品
US10241237B2 (en) Anti-fog coating comprising aqueous polymeric dispersion, crosslinker and surfactant
JP5653884B2 (ja) 紫外線・近赤外線遮断水性塗料、該塗料からなる塗膜が形成された遮熱処理ガラス及び該塗料を用いた窓ガラスの遮熱処理方法
EP1568740B1 (en) Thickening systems and aqueous-coating compositions, and methods of making and using the same
KR101100788B1 (ko) 포토크로믹 광학 물품의 제조 방법
CN105264010B (zh) 氟树脂组合物、涂膜和物品
US8246848B2 (en) Process for producing base material for forming heat shielding film
JP2009067845A (ja) プライマー形成用組成物、この組成物を用いたプライマー層を有するプラスチックレンズ、およびその製造方法
US20110281971A1 (en) Transparent color coating composition containing nanosize dispersed pigments, coated substrate and method for preparing same
JP2014001106A (ja) 防曇性ガラス物品その製造方法および輸送機器用物品
EP3783395A1 (en) Antireflective plate
JP2014054734A (ja) 防曇性物品および下地層形成用組成物ならびに輸送機器用物品
KR102123762B1 (ko) 내구성 및 내화학성이 우수한 건물 옥상 방수용 차열 도료 조성물
JP5396265B2 (ja) 紫外線遮蔽能を有するガラス物品
JP2016003264A (ja) 外装用水分散液、外装用組成物
WO2014192654A1 (ja) 活性エネルギー線硬化性組成物及びそれを用いたフィルム
JP2013158990A (ja) 防曇性物品
JP6607396B2 (ja) 近赤外線吸収性粘着剤組成物とその製造方法、および、近赤外線吸収性粘着フィルム
JP2015000910A (ja) 塗料組成物
KR102590266B1 (ko) 코팅된 광학 물품
TW201840682A (zh) 活性能量線硬化性組成物、硬化塗膜、及積層體
CN106811078A (zh) 基于改性硅溶胶乳液的防护膜组合物
CN106810986A (zh) 脂肪族水性聚氨酯乳液型可剥离涂料的制备方法
CN106811048A (zh) 改性硅溶胶与聚氨酯乳液复配的可剥离保护涂料

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14865869

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14865869

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP