JP2001152091A

JP2001152091A - 塗膜表面の親水化処理方法

Info

Publication number: JP2001152091A
Application number: JP33983999A
Authority: JP
Inventors: Hideo Matsumoto; 秀男松元; Masahiro Date; 正博伊達
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】屋外物の塗膜表面を、親水化処理方法により、
効率的に耐汚染性を付与する方法を提供すること。【解決手段】下記の式で表される化合物又はその加水分
解縮合物であって、加水分解してシラノール基を生じる
シラン化合物（A）および染色剤（B）を媒体（C）に溶
解または分散してなる表面処理剤を、屋外物に施された
塗膜表面に塗布し、着色薄膜を該塗膜表面に形成し、太
陽光により該着色を消失させる方法。 Si−（OR）₄ ここで、Rは、同一で異なってもよい、炭素数１〜６の
アルキル基、炭素数１〜１２のエポキシアルキル基、炭
素数１〜１２のアリール基、炭素数１〜４アシル基、炭
素数１〜５のアミノアルキル基、炭素数１〜５のメルカ
プトアルキル基または炭素数１〜５のハロアルキル基を
あらわす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装が施された屋
外物品の表面の親水化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】外装建材、道路用資材、自動車等の車
両、航空機等に使用される屋外塗料は、油性速乾イン
キ、食品類、たばこ等による一般の汚染のほか、排気ガ
スによる汚染や、大気中の塵埃や汚染物質を含んだ雨垂
れによる筋状の汚染、いわゆる雨垂れ汚染の影響を被
る。このような汚染に対して、シリケート樹脂を含んだ
種々の耐汚染性塗料が、提案されている。例えば、特開
平６−１４５４５３号公報には、アルコキシシリル基含
有アクリル共重合体、テトラアルコキシシリケート及び
又はその縮合物ならびに硬化触媒からなる親水性硬化性
組成物が、ＷＯ９４／０６８７９号公報には、オルガノ
シリケート及び又はその縮合物からなり、酸処理後の塗
膜表面の水に対する接触角が７０度以下である塗料組成
物が、また、特開平７−２８６１２６号公報には、加水
分解性シリル基を有する含フッ素共重合体、シロキサン
化合物及び又は加水分解性シリル基含有ビニル系共重合
体及び硬化触媒からなる熱硬化性樹脂組成物が開示され
ている。また、特開平１１−１２４５１８号公報にはテ
トラメトキシシランの部分加水分解縮合物を含有する塗
料組成物が開示されている。

【０００３】ところが、このような耐汚染性を有する塗
料組成物は、すでに通常の塗料が塗装されている屋外物
品に適用する場合には、下地処理やプライマー塗布等の
前処理を施す必要があり、又、上記耐汚染性を有する塗
料組成物により、元の塗膜が見えなくなってしまう問題
点を有している。

【０００４】そこで、このような屋外物品の塗膜に対し
て、簡易に耐汚染性や耐雨垂れ汚染性を付与し、しかも
元の塗膜の意匠を生かす方法として、特開平８−１２９
２２号公報には、屋外物品の塗膜表面を、４官能加水分
解性シラン化合物又はその多量体を含有する表面処理剤
を用いて親水化処理することにより、簡単に雨すじ汚れ
の発生を防止することができることが開示されている。

【０００５】しかしながら、このような塗膜表面の親水
化処理方法にあっては、その表面処理剤は、塗膜表面の
美観、特に色彩等を変化させないようにするため、無色
透明である必要がある。そのため、すでに塗装が施され
ている屋外物の塗膜表面の面積が広くなると、上記表面
処理剤を、その塗膜全面に塗布しようとする場合、無色
透明であることから、どこまで塗布したかどうかを見分
けることができない。上記表面処理剤を効率よく薄い膜
厚で塗布しようとして、重ね塗りを極力避けようとする
と、塗布されていない部分が生じる恐れがある。逆に、
このような未塗布部分を完全になくすためには、２度、
３度と同一部分に対する塗布を行う必要があり、効率の
低下を招くこととなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解決するものであり、その目的とするところは、
塗装された屋外物の塗膜表面を、親水化処理を行う方法
にあって、上記塗膜表面全体に、均一に、そして薄く膜
を効率的に形成することにより、耐汚染性を付与する方
法を提供することにある。

【０００７】

【発明を解決するための手段】本発明は、下記の式で表
される化合物又はその加水分解縮合物であって、加水分
解してシラノール基を生じるシラン化合物（A）および
染色剤（B）を媒体（C）に溶解または分散してなる表面
処理剤を、屋外物に施された塗膜表面に塗布し、着色薄
膜を該塗膜表面に形成し、太陽光により該着色を消失さ
せる方法である。

【０００８】Si−（OR）₄ ここで、Rは、同一または異なる、炭素数１〜６のアル
キル基又はエーテル結合を含有するアルキル基、炭素数
１〜１２のエポキシアルキル基、炭素数１〜１２のアリ
ール基、炭素数１〜４アシル基、炭素数１〜５のアミノ
アルキル基、炭素数１〜５のメルカプトアルキル基また
は炭素数１〜５のハロアルキル基を表すものである。

【０００９】ここで、上記染色剤（Ｂ）は、可視光又は
紫外線を受けることにより、その呈する色が消失するも
のである。

【００１０】また、上記表面処理剤は、さらに樹脂
（D）を含んでいるものであってもよい。

【００１１】また、上記表面処理剤は、上記染色剤を、
上記媒体（C）１００重量部に対し０．０１〜０．１重
量部溶解または分散して得られたものであることが好ま
しい。

【００１２】一方、上記表面処理剤は、上記シラン化合
物（A）を上記媒体（C）１００重量部に対し０．０１〜
１００重量部溶解または分散して得られたものであって
もよい。

【００１３】更に、上記シラン化合物（Ａ）がテトラア
ルコキシシランであることが好ましい。

【００１４】また、上記表面処理剤がさらに酸触媒や界
面活性剤を含むものであってもよい。

【００１５】

【発明の実施形態】本発明は、加水分解してシラノール
基を生じるシラン化合物（A）および染色剤（B）を、媒
体（C）に溶解または分散してなる表面処理剤を、屋外
物上の塗膜表面に塗布して着色薄膜を前記塗膜表面に形
成し、太陽光により前記着色を消失させることを特徴と
する、塗膜表面の親水化処理方法である。

【００１６】ここで、上記シラン化合物（Ａ）は、下記
式で表される化合物又はその加水分解縮合物であって、
加水分解してシラノール基を生じるものである。

【００１７】Si（OR）₄ 上記Rは、同一でも異なってもよい、炭素数１〜６のア
ルキル基又はエーテル結合を含有するアルキル基、炭素
数１〜１２のエポキシアルキル基、炭素数１〜１２のア
リール基、炭素数１〜４のアシル基、炭素数１〜５のア
ミノアルキル基、炭素数１〜５のメルカプトアルキル基
または炭素数１〜５のハロアルキル基を表す。

【００１８】上記の炭素数１〜６のアルキル基としては
例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル
基等の鎖状のもの；シクロペンチル基、シクロヘキシル
基等の環状のもの等を挙げることができる。中でも、加
水分解性の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ま
しい。

【００１９】上記の炭素数１〜６のエーテル結合を含有
するアルキル基としては、エチレングリコールモノアル
キルエーテルより水酸基を除いた残基であり、例えばメ
トキシエチル基、エトキシエチル基、ブトキシエチル基
がり、中でもブトキシエチル基が好ましい。

【００２０】上記の炭素数１〜１２のエポキシアルキル
基としては、たとえばγ−グリシドキシプロピル基、
３，４−エポキシシクロヘキシル基等を挙げることがで
きる。

【００２１】上記の炭素数１〜１２のアリール基として
は、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基等を挙
げることができる。

【００２２】上記の炭素数１〜４のアシル基としては、
例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ホルミル
基、アセチル基、プロピオニル基等を挙げることができ
る。

【００２３】上記の炭素数１〜５アミノアルキル基とし
ては、例えばγ−アミノプロピル基等を挙げることがで
きる。

【００２４】上記の炭素数１〜５のメルカプトアルキル
としては、例えば、γ−メルカプトプロピル基等を挙げ
ることができる。

【００２５】上記の炭素数１〜５のハロアルキル基とし
ては、例えば、γ−クロロプロピル基等を挙げることが
できる。

【００２６】上記Ｒとしては、加水分解性および入手容
易性の観点から、アルキル基が最も好ましい。

【００２７】ここで、上記式中の４つのＲは、同一で
も、それぞれ異なっていてもよいが、特に同一の場合が
好ましい。従って、上記のＲがアルキル基である、テト
ラアルコキシシランであることが好ましく、中でも例え
ば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およびテトラブトキシシランが好ま
しい。

【００２８】上記式で表される化合物は、加水分解した
後、縮合物を生成する。この縮合物も上記シラン化合物
に含めるものとする。即ち、この縮合物は、上記シラン
化合物（Ａ）が２分子以上縮合して生成するものであ
る。尚、上記式で表される２種以上の化合物が、各々縮
合物を生成し、生成したこれらの縮合物の混合物も、上
記シラン化合物に含まれる。ここで、その縮合度を、縮
合物の分子中に存在するＳｉ原子の数で表すと、縮合度
が１０以下好ましくは８以下であるものがよい。１０を
超えると、高粘度になり、取扱が困難となる。また媒体
に対する溶解度が低くなり、ゲル状となる。

【００２９】上記縮合物は、通常、直鎖状の分子構造を
持つと考えられるが、ネットワーク状、環状等の分子構
造を有するものであってもよい。

【００３０】一方、上記染色剤（Ｂ）は、通常、塗料や
インキ等に用いられているもので、可視光又は紫外線を
受けることにより、その呈する色が消失するものであれ
ば、特に限定はされない。

【００３１】上記染色剤は可視光又は紫外線で色が消失
する性質をもっているが、その消失までの時間は、３０
分以上でかつ１ヶ月以下が好ましい。好ましくは１時間
以上２４時間未満がよい。３０分未満であると、すぐに
色が消失するため、塗布作業が長時間要したときに、そ
の塗布作業中に色が消失すると、無駄に重ね塗りするこ
とになる。一方、１ヶ月を越えると、長期にわたって色
を呈することになり、せっかくの塗膜の外観を損ねるこ
とになる。

【００３２】上記染色剤としては、例えば、カヤクリル
ローダミンＦＢやカヤクリルブルーＦＰ−ＥＤが色相
の点から好ましい。

【００３３】本発明の方法に用いられる表面処理剤は、
上記シラン化合物（Ａ）および染色剤（B）が、媒体
（Ｃ）に溶解または分散しているものである。ここで、
上記シラン化合物（A）の量は、媒体（C）１００重量部
に対し、０．０１〜１００重量部であることが好まし
い。０．０１重量部未満であると、シラン化合物（Ａ）
の量が少なすぎるため、表面処理剤による親水化処理を
十分に施すことができない。また、１００重量部を超え
ると、形成される膜が厚くなりすぎ、外観上不具合とな
る。一方、上記染色剤（B）の量は、媒体（C）１００重
量部に対し、０．０１〜０．１重量部であることが好ま
しい。０．０１重量部未満であると、十分に色を呈する
ことができず、表面処理剤を効率的塗布することができ
ない。また、０．１重量部を超えると、染色剤が多すぎ
るため、着色を消失させるのに必要以上に時間を要す
る。

【００３４】上記媒体（Ｃ）は、作業安定性、環境保全
性等の理由から水溶性媒体が好ましい。水溶性媒体とし
ては、水のみか又は水と水溶性有機溶剤の混合媒体が好
ましい。

【００３５】上記水溶性有機溶剤としては、たとえば、
アルコール類、例えばメタノール、エタノール、１−プ
ロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−
ブタノール、２−メチル２−プロパノール、メトキシプ
ロパノール、エトキシプロパノール、ブチルグリコー
ル、ソルフィット、ブチルジグリコール、ジアセトンア
ルコール、ジエチレングリコールなど；ケトン類、例え
ばアセトン、メチルエチルケトンなど；エーテル類、例
えばテトラヒドロフラン、ジオキサンなどが挙げられ
る。

【００３６】これらの中で、短時間で薄い膜を形成させ
るためには、容易に蒸発するもの、特に水と共沸する溶
剤、例えば、アセトン、エタノール、ｎ−ブタノール、
イソプロピルアルコール等のものが好ましい。

【００３７】上記表面処理剤は、さらに樹脂（Ｄ）を含
んでいても良い。上記樹脂（Ｄ）は、薄膜形成成分とな
るものであり、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げら
れる。特に本発明は、屋外物の塗膜表面に係る方法に関
するものであるため、耐候性の良いフッ素樹脂であるこ
とが好ましい。

【００３８】その樹脂（Ｄ）の含有量は、上記媒体
（Ｃ）１００重量部に対し、０．０５〜２０重量部であ
ることが好ましい。０．０５未満であると、造膜効果が
なく、２０を超えると低汚染性効果を妨げる恐れがある
からである。

【００３９】上記表面処理剤は、更に酸触媒を含むもの
であっても良い。この酸触媒は、上記シラン化合物
（Ａ）の加水分解反応に対して触媒として作用するもの
であり、具体的には、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、酢
酸、蟻酸等の有機酸等が挙げられるが、特に塩酸などの
無機酸が好ましい。

【００４０】上記表面処理剤は、また更に界面活性剤を
含むものであっても良い。特に上記媒体（Ｃ）が、水性
媒体の場合には、界面活性剤を含んでいることが好まし
い。この界面活性剤を含有することにより、上記シラン
化合物（Ａ），上記染色剤（Ｂ）更には樹脂（Ｄ）を均
一に水性媒体中に分散させることが容易になるからであ
る。その界面活性剤としては、水性塗料の分野で通常用
いられているものが使用できる。

【００４１】上記表面処理剤は、以下のようにして製造
することができる。上記シラン化合物（Ａ）と上記染色
剤（Ｂ）とを、上記媒体（Ｃ）に分散又は溶解させる。
また必要に応じ、樹脂（Ｄ）を、共存させてもよい。ま
た、酸触媒または界面活性剤をさらに加えたものを製造
する場合は、予め上記媒体（Ｃ）に、これらを分散又は
溶解させておく方法が用いられる。

【００４２】本発明の方法で用いられる表面処理剤に含
まれるシラン化合物（Ａ）は、加水分解してシラノール
基を生成する。従って、上記シラン化合物（Ａ）を含有
する表面処理剤は、ここで生成したシラノール基によっ
て溶液中で縮合反応を起こすことがあるため、短時間の
うちに、その表面処理剤を使用することが好ましい。

【００４３】この表面処理剤は、塗膜表面に塗布され
て、親水性の薄い膜を形成するのである。

【００４４】上記表面処理剤の塗布方法としては、通常
用いられている方法、たとえばハケ塗り、ローラ塗り、
タンポ塗り、スプレー塗装などが挙げられる。このよう
な方法により、簡単に均一な着色薄膜を、屋外物上にす
でに存在する塗膜の上に、形成することができる。

【００４５】本発明の方法では、上記表面処理剤を、屋
外物上の塗膜表面に塗布して、着色薄膜を形成させた
後、太陽光により、その着色を消失させる。この消失の
ために必要な時間は、気候や日照時間等の条件により異
なるが、３０分〜１ヶ月である。着色が消失した後に
は、形成された透明薄膜が耐汚染性を発現するととも
に、これを通して元の塗膜の意匠を保持することができ
る。

【００４６】

【実施例】以下の実施例により、本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例中「部」および「％」は、断りのないかぎり、重
量基準による。

【００４７】表面処理剤の調製メチルシリカゾルとエチルシリカゾルとからなる混合物
（旭硝子社製、商品名ＬＦＸ−Ｃ−１）１．０部、及び
染色剤（日本化薬社製、商品名カヤクリルブルーＦＰ−
ＥＤ）０．０１部、を、ｎ−ブタノール１０部、イソプ
ロピルアルコール４０部、エタノール５０部からなる混
合溶液に分散又は溶解させて、表面処理剤Ａを調製し
た。また、カヤクリルブルーＦＰ−ＥＤの代わりに、カ
ヤクリルローダミンＦＢ（日本化薬社製）を０．０５部
用いた以外は、上記と同様にして表面処理剤Ｂを調製し
た。

【００４８】屋外物品への塗膜の形成アルミ素材に、プライマー（日本ペイント社製、商品名
デュフロンプライマー）を塗装し、そのプライマーの上
に上塗り塗料（日本ペイント社製、商品名デュフロンＫ
３００）を塗装して、屋外用塗装パネルを作成した。

【００４９】実施例１上記で調整した屋外物塗膜表面に、上記で調整した表面
処理剤Ａを、乾燥膜厚が０．５〜０．８μｍとなるよう
にハケで塗布した。その際、この表面処理剤が塗布され
ていない部分は、着色されていないので、その未着色部
分を手がかりに、上記塗膜表面全体を完全に、この表面
処理剤で処理することができた。なお、着色部分は青色
を帯びていた。塗布後、屋外で一時間乾燥させると、完
全に、青色が消失した。その後、１ヶ月間、上記屋外物
を、日本ペイント大阪工場の敷地内に放置した後、雨垂
れ筋の跡の有無を確認したところ、その塗膜面には、雨
垂れ筋の跡は生じていなかった。

【００５０】実施例２表面処理剤Ａの代わりに、表面処理剤Ｂを用いた以外
は、実施例１と同様にして屋外物の塗膜の表面を処理し
た。着色部分は、赤色を帯びていた。屋外で一時間乾燥
後、実施例１と同様に、その赤色が消失した。また、一
ヶ月間の屋外暴露を行っても、雨垂れ筋の跡が、その塗
膜上には生じなかった。

【００５１】

【発明の効果】屋外物品の塗膜表面の親水化処理におい
て、本発明の表面処理剤を用いることにより、その表面
処理剤の塗布時には、塗布された個所が着色されている
ので、未塗布面をなくすために、複数回の塗り重ねを行
わなくても、効率的に塗膜表面に、表面処理剤を塗布す
ることができる。この結果、できるかぎり薄い膜を、上
記塗膜表面上に形成することができるようになり、この
膜が高い親水性を有しているために、耐汚染性、特に耐
雨垂れ汚染性に優れたものとなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の式で表される化合物又はその加水分
解縮合物であって、加水分解してシラノール基を生じる
シラン化合物（A）および染色剤（B）を、媒体（C）に
溶解または分散してなる表面処理剤を、屋外物上の塗膜
表面に塗布して着色薄膜を前記塗膜表面全面に形成し、
太陽光により前記着色を消失させることを特徴とする、
塗膜表面の親水化処理方法。 Si（OR）₄ （ここで、Rは、同一でも異なってもよい炭素数１〜６
のアルキル基又はエーテル結合を含有するアルキル基、
炭素数１〜１２のエポキシアルキル基、炭素数１〜１２
のアリール基、炭素数１〜４のアシル基、炭素数１〜５
のアミノアルキル基、炭素数１〜５のメルカプトアルキ
ル基または炭素数１〜５のハロアルキル基を表わす。）
【請求項２】前記染色剤（Ｂ）は、可視光又は紫外線を
受けることにより、その呈する色が消失するものであ
る、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記表面処理剤が、さらに樹脂（D）を含
んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の方
法。
【請求項４】前記表面処理剤における前記染色剤の量
が、媒体（C）１００重量部に対し０．０１〜０．１重
量部である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】前記表面処理剤における前記シラン化合物
（A）の量が、媒体（C）１００重量部に対し、０．０１
〜１００重量部である請求項１〜４に記載のいずれか一
つの方法。
【請求項６】前記シラン化合物（Ａ）がテトラアルコキ
シシランである請求項１〜５に記載のいずれか一つの方
法。
【請求項７】前記表面処理剤がさらに酸触媒を含む、請
求項１〜６に記載のいずれか一つの方法
【請求項８】前記表面処理剤がさらに界面活性剤を含
む、請求項１〜７に記載のいずれか一つの方法。