JP2000309749A

JP2000309749A - 塗料組成物

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Publication number: JP2000309749A
Application number: JP2000049116A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kasei; 一彦嘉瀬井; Toshihiro Hamamura; 寿弘浜村; Kazuhisa Nakai; 一寿中井; Mineyuki Nomura; 峰之埜村; Shuichi Kutsuma; 秀一久津間
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP3518801B2

Abstract

(57)【要約】【課題】塗装後の早い時期から低汚染性を発現し得る塗
膜を形成する塗料組成物を提供する。【解決手段】塗料組成物に、（Ａ）オルガノシリケ−ト
及び／又はその縮合物を、塗料組成物中の樹脂固形分１
００重量部当たり０．１〜５０重量部、及び（Ｂ）酸性
を示す界面活性剤あるいはホウ酸系化合物を、（Ａ）の
固形分１００重量部当たり０．１〜５０重量部配合して
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装後の早い時期
から低汚染性を発現し得る塗膜を形成する塗料組成物に
関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】従来より、屋外の基材（例え
ば建築物、表示物、ガ−ドフェンス、機械、車輌など）
には、装飾又は保護を目的として耐候性に優れた屋外用
塗料が塗装されている。しかしこれまでの塗料では、得
られる塗装物表面が暴露中に排気ガスや砂塵、鉄粉、
雨、太陽光線などの影響によって汚れやすくなり塗膜外
観が悪くなるという欠点があった。

【０００３】これに対し本出願人は、塗料組成物にオル
ガノシリケ−ト及び／又はその縮合物を配合して、自浄
性を有し汚れにくい塗膜を形成することを提案した（国
際公開ＷＯ９４／０６８７０号公報）。しかしながら、
塗装時や塗装直後の天候によって、塗膜中のオルガノシ
リケ−トの加水分解がスム−ズに進行せずに、自浄性が
発現するまで汚れやすいという不具合があった。初期の
汚れは経時でなくなるものの、顧客からのクレ−ムとな
りやすく、塗装直後の早い時期から自浄性を発揮するこ
とが望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく鋭意検討した結果、オルガノシリケ−ト及
び／又はその縮合物及び酸性を示す界面活性剤あるいは
ホウ酸系化合物を特定量配合してなる塗料組成物が、塗
装後の早い時期から低汚染性を発現し得る塗膜を形成で
き、その塗膜は下地面との層間付着性にも優れることを
見出し本発明に到達した。

【０００５】即ち本発明は、塗料組成物に、（Ａ）下記
一般式

【０００６】

【化２】（式中、Ｒは同一もしくは異なって水素原子又は炭素数
１〜１０の１価の炭化水素基を示す）で表されるオルガ
ノシリケ−ト及び／又はその縮合物を、塗料組成物中の
樹脂固形分１００重量部当たり０．１〜５０重量部、及
び（Ｂ）酸性を示す界面活性剤あるいはホウ酸系化合物
を、オルガノシリケ−ト及び／又はその縮合物（Ａ）固
形分１００重量部当たり０．１〜５０重量部配合してな
ることを特徴とする塗料組成物を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で使用されるオルガノシリ
ケ−ト及び／又はその縮合物（Ａ）は、上記式で表され
るものであり、式中のＲとしては、例えばアルキル基、
アリ−ル基等が例示される。

【０００８】Ｒがアルキル基の場合、直鎖状又は分岐状
のいずれのタイプであってもよく、例えばメチル、エチ
ル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブ
チル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉ−ペンチル、ネオ
ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｉ−ヘキシル、ｎ−オクチル
基などが挙げられ、中でも炭素数１〜４の低級アルキル
基が好適である。またＲがアリ−ル基の場合、単環及び
多環のいずれのタイプのものであってもよく、例えばフ
ェニル、トルイル、キシリル、ナフチル基などが挙げら
れ、中でもフェニル基が好適である。

【０００９】上記オルガノシリケ−トの具体例として
は、例えばテトラヒドロキシシラン、テトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、
ジメトキシジエトキシシランなどが挙げられる。これら
は１種又は２種以上組み合わせて用いてもよい。

【００１０】上記オルガノシリケ−トの縮合物として
は、前記一般式で表されるオルガノシリケ−ト同士の分
岐状もしくは直鎖状の縮合物であって、縮合度が２〜１
００のものが好ましく、具体的には式：

【００１１】

【化３】（式中、Ｒは前記と同様の意味を示し、ｎは２〜１００
整数を示す）で表される縮合物が好ましい。ｎは１００
を越えると耐汚染性の効果が小さくなるので好ましくな
い。該オルガノシリケ−トの縮合物としては、Ｒが炭素
数１〜４の低級アルキル基であって縮合度が２〜１５の
ものが特に好ましい。

【００１２】本発明では、上記オルガノシリケ−ト及び
／又はその縮合物（Ａ）を水性塗料に配合する場合に
は、該オルガノシリケ−ト及び／又はその縮合物に、ポ
リアルキレングリコール系化合物を反応させた変性オル
ガノシリケートとして配合してもよい。

【００１３】該変性オルガノシリケートは、上記オルガ
ノシリケ−ト及び／又はその縮合物中のアルコキシシリ
ル基にポリアルキレングリコール系化合物を一部反応さ
せたものであり、該ポリアルキレングリコール系化合物
は、一般式Ｒ₁Ｏ−（Ｒ₂Ｏ）ｎ−Ｈ（式中、Ｒ₁は水素原子、アルキル基又はアリール基、
Ｒ₂は、炭素数２〜４のアルキレン基、ｎは２〜６０を
示す）で表されるものであり、例えばポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレ
ングリコールなどのポリアルキレングリコール；メトキ
シポリエチレングリコール、エトキシポリエチレングリ
コール、エトキシポリプロピレングリコール、エトキシ
ポリブチレングリコールなどのアルコキシポリアルキレ
ングリコール；ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルな
どのポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル等
が挙げられ、特にポリエチレングリコール、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテルが好適である。

【００１４】上記オルガノシリケ−ト及び／又はその縮
合物とポリアルキレングリコール系化合物との反応は、
加熱により脱アルコール反応させることで行われる。こ
の際、反応を促進させるために、触媒を添加してもよ
い。該触媒としては、アルコキシシリル基とアルコール
との交換反応を促進するものであれば特に制限なく使用
でき、例えばブチル錫トリオクトエート、ジブチル錫ジ
ラウレートなどの有機錫化合物、金属アルコキシド類、
ルイス酸類、有機プロトン酸類、無機プロトン酸類など
が挙げられる。

【００１５】上記変性オルガノシリケートは上記オルガ
ノシリケ−ト及び／又はその縮合物のアルコキシシリル
基１モルに対して、ポリアルキレングリコール系化合物
を０．００１〜０．５モル、好ましくは０．０１〜０．
２モル反応させて得られる。該モル量が０．００１モル
未満では、水性塗料への混入が難しくなり、０．５モル
を超えるとオルガノシリケートの加水分解が低下し耐汚
染性が劣ることになるので望ましくない。

【００１６】本発明では、上記オルガノシリケ−ト及び
／又はその縮合物（Ａ）を、塗料組成物中の樹脂固形分
１００重量部当たり０．１〜５０重量部、好ましくは１
〜２０重量部配合する。該配合量が０．１重量部未満で
は塗膜の耐汚染性が劣り、５０重量部を越えると塗膜が
堅くなり、ワレ、光沢低下などの欠陥を生じる恐れがあ
るので好ましくない。

【００１７】本発明において酸性を示す界面活性剤ある
いはホウ酸系化合物（Ｂ）は、上記オルガノシリケ−ト
及び／又はその縮合物（Ａ）の加水分解を促進させる作
用を有するものであり、特に制限なく従来公知のもの
で、界面活性剤（Ｂ−１）としては、例えばリン酸エス
テル塩系、スルホン酸塩系、硫酸エステル塩系、カルボ
ン酸塩系などの界面活性剤が挙げられ、ホウ酸系化合物
（Ｂ−２）としては、例えばホウ酸、ホウ酸トリアルキ
ルなどが挙げられる。

【００１８】上記リン酸エステル塩系の界面活性剤（Ｂ
−１）としては、例えばポリオキシエチレンリン酸エス
テル、アルキルリン酸エステル塩などが挙げられる。ス
ルホン酸塩系の界面活性剤としては、例えばラウリルス
ルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウムなどのアルキル又はアルキルベンゼンスルホン酸
塩；イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムなど
のアルキルナフタレンスルホン酸塩；アルキルジフェニ
ルエ−テルスルホン酸塩などが挙げられる。また、硫酸
エステル塩系の界面活性剤としては、例えばアルキル又
はアルキルベンゼン硫酸塩、（ポリ）オキシエチレンア
ルキルフェニルエ−テル硫酸塩などが挙げられ、カルボ
ン酸塩系の界面活性剤としては、例えばアルキルスルホ
コハク酸塩などが挙げられる。これら界面活性剤のう
ち、リン酸エステル塩系の界面活性剤が好適である。

【００１９】上記ホウ酸系化合物（Ｂ−２）であるホウ
酸トリアルキルとしては、ホウ酸トリメチル、ホウ酸ト
リエチル、ホウ酸トリブチルなどが挙げられる。

【００２０】また本発明では、前記オルガノシリケ−ト
及び／又はその縮合物（Ａ）とホウ酸系化合物（Ｂ−
２）とを縮合させた形で配合してもよい。該ホウ酸変性
のオルガノシリケ−トやその縮合物は、例えば特開平１
−６９６３４号公報に示されているように、前記オルガ
ノシリケ−ト及び／又はその縮合物（Ａ）であるテトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン及びこれらの
縮合物などに、オルトホウ酸やメタホウ酸をアルコ−ル
溶剤の存在下で加熱反応せしめてなるものである。

【００２１】本発明では上記界面活性剤あるいはホウ酸
系化合物（Ｂ）を、オルガノシリケ−ト及び／又はその
縮合物（Ａ）固形分１００重量部当たり０．１〜５０重
量部、好ましくは１〜３０重量部配合する。該配合量が
０．１未満では、塗装初期からの親水性を発現しにくく
なり、一方５０重量部を越えると、使用時期が短くなっ
たり、光沢低下などを生じるので好ましくない。

【００２２】本発明において、上記オルガノシリケ−ト
及び／又はその縮合物（Ａ）及び界面活性剤あるいはホ
ウ酸系化合物（Ｂ）が配合される塗料組成物は、有機溶
剤系、水系、粉体など各形態のものが包含される。

【００２３】有機溶剤系塗料としては、反応硬化形、非
架橋形のいずれであってもよく、反応硬化形塗料は、こ
れ自体反応硬化して架橋塗膜構造を形成することができ
る硬化性樹脂組成物を有機溶剤に溶解もしくは分散して
なるものであり、例えばフッ素系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、シリコ−ン
系樹脂などの水酸基含有樹脂を基体樹脂として、これと
ポリイソシアネ−ト、アミノ樹脂などの架橋剤からなる
硬化性樹脂組成物を含む塗料が挙げられる。またシラノ
−ル基及び／又は加水分解性シリル基、水酸基及びエポ
キシ基を必須官能基成分として含有する樹脂又は樹脂混
合物を基体樹脂とし、これに硬化触媒を配合してなる硬
化性樹脂組成物を含む塗料も挙げられる。さらに非架橋
形塗料は、常温もしくは加熱により有機溶剤が揮発する
ことによって塗膜を形成する溶液形もしくは分散形の塗
料組成物であり、例えばセルロ−ス誘導体系塗料、アク
リル樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料、塩化ビニル樹脂
系塗料、フッ素樹脂系塗料、アルキド樹脂系塗料、酢酸
ビニル樹脂系塗料、スチレン−ブタジエン樹脂系塗料等
が挙げられる。

【００２４】水系塗料としては、架橋形、非架橋形のい
ずれであってもよく、従来公知の水分散性樹脂や水溶性
樹脂を含む塗料が使用でき、該水分散性樹脂や水溶性樹
脂としては、例えば特開平４−２４９５８７号、特開平
７−１１１９３号公報に開示されているようなカルボニ
ル基とヒドラジド基による架橋系や特開平１０−２１９
１９０号公報に開示されているような水酸基とイソシア
ネート基による架橋系であるアクリル樹脂エマルション
やアクリルウレタン樹脂エマルションと架橋剤との組合
せ、さらにはこれら以外のアクリル樹脂エマルション、
酢酸ビニルエマルション、酢酸ビニル−アクリル樹脂エ
マルション、エチレン−酢酸ビニルエマルション、シリ
コンアクリルエマルション、エポキシ樹脂エマルショ
ン、アルキド樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルシ
ョン、ポリウレタンエマルション、水溶性アクリル樹
脂、ポリビニルアルコ−ル、天然もしくは合成ゴムラテ
ックス等が挙げられる。

【００２５】本発明の塗料組成物には、さらに必要に応
じて着色剤、充填剤、流動調整剤、可塑剤、硬化触媒、
紫外線吸収剤などの塗料用添加剤を配合してもよい。

【００２６】本発明の塗料組成物は、各種素材面及びそ
の塗装面上に適用可能で、その塗装は、ハケ塗り、スプ
レ−塗り、ロ−ラ−塗り、各種コ−タ−塗装等の一般的
な方法により行なうことができる。塗布量は、乾燥膜厚
で２〜１００μｍ、好ましくは１０〜４０μｍの範囲内
が好適である。

【００２７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。尚、以下「部」及び「％」はそれぞれ「重量
部」及び「重量％」を示す。

【００２８】実施例１〜４及び比較例１〜８表１に示す各市販塗料に、オルガノシリケ−ト及び／又
はその縮合物、酸性界面活性剤又はホウ酸化合物を表１
記載の配合（塗料樹脂固形分に対する使用量）で、混合
・攪拌して各塗料を作成した。尚、表１における（注
１）〜（注７）は下記の通りである。（注１）「アレスレタン」：関西ペイント社製、溶剤型
アクリルウレタン樹脂塗料（注２）「アレスアクアレタン」：関西ペイント社製、
架橋型水性アクリルウレタン樹脂塗料（注３）「ＥＳ４８」：コルコ−ト社製、エチルシリケ
−トの低縮合物（注４）変性オルガノシリケート：攪拌機、温度計、環
流管、窒素導入管、水分離器を備えた反応容器に、「エ
チルシリケート４８」（多摩化学社製）５００ｇ、「Ｎ
ｅｗｃｏｌ５６８」（日本乳化剤社製、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル）３２４．５ｇ、「Ｓｃ
ａｔ２４」（三共有機合成社製）０．０８２ｇを仕込
み、窒素雰囲気で攪拌しながら１２０℃に昇温し、その
後４時間かけて１６０℃に昇温し同温度で１時間保持し
た。その際に蒸発するエタノール等が水分離器にて２５
ｇ留去されて変性オルガノシリケート８００ｇを得た。（注５）ホウ酸変性エチルシリケ−ト：反応容器に、
「エチルシリケ−ト４０」（多摩化学社製）７４４ｇ、
オルトホウ酸６２ｇ、およびエチルアルコ−ル１７８ｇ
を加え、これを還流下で２時間加熱し反応させた。その
後、脱溶剤量が３１６ｇになるまで脱溶剤しながら縮合
反応を１時間行ない、不揮発分８０％のホウ酸変性エチ
ルシリケ−トを得た。（注６）ホウ酸トリエチル：東京化成工業社製試薬品（注７）「プライサ−フＡ−２１２Ｅ」：第一工業製薬
社製、酸性リン酸エステル

【００２９】

【表１】

【００３０】性能評価試験リン酸亜鉛処理した鋼板（０．８ｍｍ厚）に「エポマリ
ンプライマ−」（関西ペイント社製、エポキシ樹脂系下
塗り塗料）を乾燥膜厚が５０μｍになるように塗装し１
日乾燥後、「エポマリン中塗り」（関西ペイント社製、
エポキシ樹脂系中塗り塗料）を乾燥膜厚が３０μｍにな
るように塗装し１日乾燥して試験板を作成した。尚、耐
雨筋汚れ性試験には図１の形状にした試験板を用いた。（＊１）親水性：試験板に、実施例及び比較例の各塗料
を乾燥膜厚で約２０μｍになるように塗装し、２０℃・
６５％ＲＨの条件で７日間乾燥して試験塗板を得た。こ
れをサンシャイン・カ−ボンア−ク・ウエザメ−タ−に
４０時間供した後、塗膜面の水接触角（°）を測定し
た。（＊２）耐雨筋汚れ性：図１の形状にした試験板に、上
記（＊１）と同様に実施例及び比較例の各塗料を塗装し
て試験塗板とした後、これを東京都大田区において北面
に図１の状態で２か月間屋外暴露し、試験塗板の垂直部
の雨筋汚れを観察した。

【００３１】 ◎：雨筋は認められない ○：雨筋がやや認められる △：雨筋は認められないが全面に汚れが認められる ×：雨筋も見られ、全面に汚れも認められる（＊３）セルフリコ−ト性：試験板に、実施例及び比較
例の各塗料を乾燥膜厚で約２０μｍになるように塗装
し、２０℃・６５％ＲＨの条件で７日間乾燥した後、さ
らに各塗料を乾燥膜厚で約２０μｍになるように再塗装
し、２０℃・６５％ＲＨの条件で７日間乾燥して試験塗
板を得た。これを４８時間完全没水させ、引き上げて２
時間後にクロスカットを入れセロテ−プを密着させ直ぐ
に剥がしたときの塗膜面を観察した。

【００３２】 ○：剥離は認められない △：部分的に剥離が認められる ×：全体に剥離が認められる（＊４）光沢：試験板に、実施例及び比較例の各塗料を
乾燥膜厚で約２０μｍになるように塗装し、２０℃・６
５％ＲＨの条件で７日間乾燥して試験塗板を得た。これ
ら塗膜面の光沢を目視観察した。○は良好、×はツヤ引
けしている、を夫々示す。

【００３３】

【発明の効果】本発明の塗料組成物によれば、塗装後の
早い時期から低汚染性を発現し得る塗膜を形成でき、そ
の塗膜は下地面との層間付着性にも優れるものである。

【００３４】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】耐雨筋汚れ性試験に用いた試験板の形状の概略
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中井一寿神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号関西ペイント株式会社内 (72)発明者埜村峰之神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号関西ペイント株式会社内 (72)発明者久津間秀一神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号関西ペイント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料組成物に、（Ａ）下記一般式【化１】（式中、Ｒは同一もしくは異なって水素原子又は炭素数
１〜１０の１価の炭化水素基を示す）で表されるオルガ
ノシリケ−ト及び／又はその縮合物を、塗料組成物中の
樹脂固形分１００重量当たり０．１〜５０重量部、及び
（Ｂ）酸性を示す界面活性剤あるいはホウ酸系化合物
を、（Ａ）の固形分１００重量部当たり０．１〜５０重
量部配合してなることを特徴とする塗料組成物。
【請求項２】オルガノシリケ−ト及び／又はその縮合
物（Ａ）に、ポリアルキレングリコール系化合物を反応
させて変性オルガノシリケートとして配合してなる請求
項１記載の塗料組成物。
【請求項３】界面活性剤（Ｂ）が、リン酸エステル塩
系である請求項１記載の塗料組成物。
【請求項４】ホウ酸系化合物（Ｂ）が、ホウ酸トリア
ルキルである請求項１記載の塗料組成物。
【請求項５】オルガノシリケ−ト及び／又はその縮合
物（Ａ）とホウ酸系化合物（Ｂ）とを縮合させた形で配
合してなる請求項１記載の塗料組成物。