JP2008138074A - コーティング組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装表面の美観をより簡単なメンテナンスで維持もしくは回復したいという市場ニーズに対応するものであり、効率よく塗装面に施工することができ、しかも長期にわたって撥水性および防汚性を維持することができるコーティング組成物を提供すること。
【解決手段】脂肪族炭化水素系溶剤、石油系溶剤、芳香族系容剤、アルコール及びフッ素系溶剤から選択された１種あるいは２種以上の有機溶剤をベースとし、前記ベース中に、
（ａ）水分硬化性シリコーン樹脂と、
（ｂ）反応促進剤と、
（ｃ）少なくとも分子中に１つ以上のシラノール基を有する反応性シリコーンオイルと、
を含有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば自動車塗装面などに適用されるコーティング組成物に関する。詳細には塗装面に撥水性と防汚性を付与し、硬化完了（養生）時間が短いコーティング組成物に関する。

従来、例えば自動者塗装面に保護皮膜を形成するコーティング組成物としては、表面を保護するワックスおよび樹脂から成る被膜成分と、艶出し効果をもたらすシリコーンオイル成分と、界面活性剤および水などの分散成分を含有するものや、空気中の水分により硬化する成分を含有するものが知られている(例えば特許文献１及び２参照)。
特開平２−１８５５７９号公報 特開２００６−４５５０７号公報

しかし、特許文献１の組成物における艶出し成分であるシリコーンオイルは定着性に乏しく、長期にわたって光沢などの美観を維持することが困難であった。また、該組成物において被膜成分として含まれるワックスには、美観を著しく損なう水アカの主成分である煤煙、排気ガスなどの汚れが付着しやすく、また一旦付着した汚れは落とし難く、このため、美観維持のために定期的なクリーナーワックスまたは水アカ落としクリーナなどによる煩雑なクリーニング作業が必要であった。一方、特許文献２の組成物は、長期にわたって美観を維持できるものの、硬化前に施工面に雨や雪などが降りかかって施工面が水で濡れると、完全な保護被膜を形成することができないという問題があった。このため、施工現場においては、コーティング組成物を施工後、数時間屋内で放置しなければならず、次の作業までの待ち時間が長く、作業効率の悪化を招いていた。

本発明は、塗装表面の美観をより簡単なメンテナンスで維持もしくは回復したいという市場ニーズに対応するものであり、効率よく塗装面に施工することができ、しかも長期にわたって撥水性および防汚性を維持することができるコーティング組成物を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、脂肪族炭化水素系溶剤、石油系溶剤、芳香族系容剤、アルコール及びフッ素系溶剤から選択された１種あるいは２種以上の有機溶剤をベースとし、前記ベース中に、
（ａ）水分硬化性シリコーン樹脂と、
（ｂ）反応促進剤と、
（ｃ）少なくとも分子中に１つ以上のシラノール基を有する反応性シリコーンオイルと、
を含有することを特徴とするコーティング組成物をその要旨とした。

本発明のコーティング組成物にあっては、（ａ）水分硬化性シリコーン樹脂と、（ｂ）反応促進剤と、（ｃ）分子末端に少なくとも１つのシラノール基を有するシリコーンオイルを含有することから、効率よく塗装面に撥水性および防汚性に優れ、かつ艶のある美しい塗装面を造りだすことができ、水アカが付着しても、水洗いなどの簡単な作業で除去することができる。

以下、本発明のコーティング組成物(以下、単に組成物という)を更に詳しく説明する。本発明の組成物は、例えば自動車の塗装面などに適用されるものであり、該組成物中の成分を溶解または分散させて均一なコーティング皮膜を形成させるベースとして、脂肪族炭化水素系溶剤、石油系溶剤、芳香族系容剤、アルコール及びフッ素系溶剤から選択された１種あるいは２種以上の有機溶剤を使用している。

このような有機溶剤として、たとえば、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、ウンデカンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、ミネラルスピリットなどの石油系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン、ＨＦＥ、エチルノナフルオロイソブチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテル、メチルノナフルオロイソブチルエーテルなどのフッ素系溶剤が挙げられる。これら溶剤は単独で用いてもよく、また２種以上併用してもよい。

本発明の組成物は、上記有機溶剤からなるベース中に、（ａ）水分硬化性シリコーン樹脂と（ｂ）反応促進剤と（ｃ）分子末端に少なくとも１つのシラノール基を有する反応性シりコーンオイルとを含有することで特徴づけられたものである。

（ａ）成分をなす水分硬化性シリコーン樹脂としては、例えぱ分子末端がＳｉ−ＯＲで表されるアルコキシシリル基で封鎖された、比較的分子量の低いシリコーンアルコキシオリゴマーであり、後述する（ｂ）成分である反応促進剤の存在下で、空気中の水分によリアルコキシシリル基が加水分解によりシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）を生じ、そのシラノール基同士が縮合してシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成するものを性質を持つものを好ましいものとして挙げることができる。

このような性質を特つ水分硬化性シリコーン樹脂は、具休的には、下記平均組成式で示される。

Ｒ_mＳｉ（ＯＲ’）_nＯ_(4-m-n)/2
上記式中、Ｒは、置換もしくは非置換のアルキル基およびアリール基から選択された１種あるいは２種以上の基であり、Ｒ’は水素原子および炭素原子数１〜４のエーテル結合を有するアルキル基から選択された１種あるいは２種以上の基であり、ｍおよびｎは下記関係式を満たす数である。

０．５≦ｍ≦１．８、
０．０１≦ｎ≦２．５および１≦ｍ＋ｎ≦３
水分硬化型シリコーン樹脂の添加量は、本発明の組成物１００重量部に対して、０．１〜３０重量部、好ましくは１〜１５重量部である。０．１重量未満では、均一なコーティング皮膜を得ることができず、３０重量部を超えると拭取り作業に悪影響を及ぼす恐れがあるからである。

水分硬化性シリコーン樹脂は、市販品として入手可能であり、例えばＫＲ−５００（商品名）(信越化学工業株式会社製)、ＫＲ−５１０(商品名)(信越化学工業株式会社製)、Ｘ−４０−２３２７(商品名)(信越化学工業株式会社製)、Ｘ−４０−９２２５（商品名)(信越化学工業株式会社製〉などが挙げられる。これら水分硬化性シリコーン樹脂は単独で用いてもよく、また、２種類以上を併用してもよい。

（ｂ）成分である反応促進剤は、上記（ａ）成分である水分硬化性シリコーン樹脂に含まれるＳｉ−ＯＲ’で表されるアルコキシシリル基(式中Ｒ’は、水素原子および炭素原子数１〜４のエーテル結合を有するアルキル基から選択された１種あるいは２種以上の基である)が空気中の水分で加水分解、縮合する反応を促進させる成分であり、該（ｂ）成分を含有することにより、上記（ａ）成分の架橋密度が高まり、硬化が進んで硬質皮膜を得ることが出来る。

このような作用効果を奏する（ｂ）成分には、例えばアルミ、チタン、スズなどを含む有機金属化合物、硫酸、塩酸、酢酸、リン酸のような無機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムのようなアルカリ、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンのようなアミン化合物などを用いることができる。

（ｂ）成分は市販品として入手することが可能であり、例えばＤ−２０(商品名)(信越化学工業株式会社製、チタン系金属含有)、ＤＸ−９７４０(商品名)(信越化学工業株式会社製、アルミ系金属含有)、Ｘ−４０−２３０９Ａ(商品名)(信越化学工業株式会社製、リン酸含有)などが挙げられる。

（ｂ）成分の添加量としては、該組成物１００重量部に対して、０．０１〜３０重量部が好ましく、より好ましくは０．０５〜１０重量部である。０．０１重量部未満では反応速度が遅いため硬化性が低く、３０重量部を超えると防汚性および被膜の硬度に悪影響を与える恐れがあるからである。

（ｃ）成分である、分子末端にＳｉ−ＯＨで表されるシラノール基を有する反応性シリコーンオイルは、潤滑効果による拭取り作業性の向上、防汚性、撥水性に効果的な成分である。また、縮合反応過程における加水分解反応が必要ないため、縮合反応が短縮され、結果的に養生時間を短縮させるのに効果的である。

（ｃ）成分は市販品として入手することが可能であり、例えばＦＫ−９７０１(信越化学工業株式会社製)やＸＣ９６−７２３(ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）が挙げられる。

(ｃ)成分の添加量は、該組成物１００重量部に対して、０．１〜２０重量部が好ましく、より好ましくは０．５〜１０重量部である。０．１重量部未満では撥水性および防汚性を発現することができず、３０重量部を超えると防汚性および被膜の硬度に悪影響を与える恐れがあるからである。

本発明の組成物は、均一なコーティング被膜を形成させ、かつ塗布および拭取りなどの作業性を向上させることを目的として、微粉末を含む形態を採ることもできる。本発明の組成物に適用する微粉末としては、平均粒径が０．１〜５０μｍのものが好ましく、より好ましくは２〜３０μｍである。添加する微粉末の平均粒径が０．１μｍを下回る場合、施工時の拭取り作業に困難を生じる恐れがあり、５０μｍ以上では拭取り時に塗装表面にキズをつける恐れがある。

微粉末は、市販品として入手することが可能であり、例えばテクポリマー(積水化成品工業株式会社製、ＰＭＭＡ微粉末)、フロービーズＣＬ２０８０(住友精化株式会社製、低密度ポリエチレン樹脂粉末)、ＭＳＰ３０００(日興リカ株式会社製、シリコーン樹脂粉末)、エポスターＳ(日本触媒製、メラミン・ホルム
アルデヒド樹脂粉末〉が挙げられる。

また微粉末には、施工済部分と未施工部分の区別、若しくは拭取り残しを防ぐために、顔料を添加したものも好適に使用することができる。市販品で入手可能なものとしては、例えばタフチックビーズＡＲ６５０シリーズ（東洋紡社製、架橋アクリル樹脂粉末)、アートパールＣ−２００、Ｃ−３００、Ｃ−４００、Ｃ−８００(根上工業社製、架橋ウレタン微粉末)などが挙げられる。

微粉末の添加量としては、該組成物１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であることが好ましい。０．１重量部未満では、拭き取り作業の向上に効果を発揮できず、２０重量部を超えると、均一な皮膜ができない恐れがあるからである。

本発明の組成物は、防汚性の向上、並びに該組成物における上記微粉末の沈降速度を低下させることを目的として、親有機層状粘土鉱物を含む形態を採ることもできる。本発明の組成物に適用する親有機層状粘土鉱物としては、モンモリロナイト、マイカ、タルクなどが挙げられる。

親有機層状粘土鉱物の親有機化処理方法としては、層表面修飾、端面修飾またはそれらの複合処理が挙げられる。さらに有機処理材料としては、４級アンモニウムイオン、アニオン系ポリマー、アルキルトリアルコキシシラン、カルボキシビニルポリマーおよび高極性有機溶剤などが挙げられる。

親有機層状粘土鉱物の添加量としては、該組成物１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量部である。親有機層状粘土鉱物の添加量が０．０１重量部以下の場合、防汚性の向上効果及び沈降防止効果が低く、１０重量部を超える場合には、拭取り作業性に悪影響を及ぼす恐れがある。

本発明の組成物には、その他に、防汚効果に悪影響を与えない範囲で、例えば紫外線吸収剤、香料、界面活性剤などの添加剤を配合することができる。

木発明の組成物を自動車の塗装面に塗布する場合には、該紺成物をスポンジまたは布に含浸させ、塗装表面を擦るなどの方法を用いることができる。なお、塗布方法は、たとえぼ刷毛塗り、エアゾールスプレーでのコーティングなど、その目的および用途により選択することができる。

このようにして塗装表面に塗布された組成物は、ベースである溶剤が揮発するに伴い、空気中の水分が（ａ）成分(水分硬化性シリコーン樹脂）の反応を促進し、塗装表面に硬化皮膜が形成される。さらに、（ｃ）成分の反応性シリコーンオイルが被膜と化学結合することにより、塗装表面に艶および光沢を付与し、水アカが付着しても水洗いなどの簡単な作業により除去することができるものである。

下記表１に示す実施例１〜３、並びに比較例１〜４に係る各組成物の組成を示すと共に、実施例１〜３、並びに比較例１〜４に係る各組成物の、防汚性、撥水性について評価し、その結果を示した。

防汚性（汚れ除去性）の評価
ＪＩＳ Ｋ２３９６(自動車用艶出しコーティング剤）に規定される白色試験片に、ウレタンスポンジにてコーティング組成物を均一に塗布する。表面が乾燥した後に清浄な布を用いて表面を拭き取ったものを試験片とする。さらに１日乾燥させたのち、それぞれの試験片をカラーテスターＨＣ−１(スガ試験機株式会社製)により、白色度を測定し、その値を初期白色度とする。

汚染物質として、カーボンブラックＦＷ−２００(ホルベイン工業社製、粒径:０．００２〜０．０２８μｍ)５重量部、水９５重量部中に均一に分散し、エアスプレー(エア圧０．４〜０．５ＭＰａ)で、試験片の表面を均一に塗布する。

試験片を６０℃で１時間乾燥させ、汚染物質を焼き付けた後、室温まで放冷する。放冷後、流水下にて、試験片表面に付着した汚染物質を、ガーゼなど柔らかい布で擦りながら洗浄する。これを１サイクルとする。試験片より水分を取り除いた後、カラーテスターＨＣ−１(スガ試験機株式会社製）により、白色度を測定し、洗浄後白色度とする。汚れ除去性は上記試験１サイクル実施時の測定値を評価対象とする。

評価甚準
汚れ除去性は以下の式で求める。
汚れ除去性 ＝ 初期白色度−洗浄後白色度

汚れ除去性の評価基準は、下記の通りとする。
○： ０ ≦ 汚れ除去性 ＜ １．０
□：１．０≦ 汚れ除去性 ＜ ３．０
△：３．０≦ 汚れ除去性 ＜ ５．０
×：５．０≦ 汚れ除去性

汚れ除去性の耐久性
前記防汚性の評価を１０サイクル実施後の汚れ除去性で評価する。評価基準および評価方法は。前述の汚れ除去性と同様とする。

養生時間の評価
ＪＩＳ Ｋ２３９６（自動車用艶出しコーティング剤）に規定される白色試験片に、ウレタンスポンジにてコーティング組成物を、１０℃の雰囲気下で均一に塗布する。表面が乾燥した後に清浄な布を用いて表面を拭き取ったものを試験片とする。さらに１０℃にて、３０分間養生後、試験片に水を掛ける。その後、試験片を７２時間放置した後、撥水性を評価する。撥水状態は以下の基準に従い評価した。

評価基準
○： よく撥水する
□： まずまず撥水する
△： やや撥水が弱い

撥水性の耐久性
自動車のボンネットに実施例および比較例として調製された各組成物をスポンジに含浸した後、均一に塗布し、１０分間乾燥させる。乾燥後、清浄なタオル（３０×３０ｃｍ）を用いて、表面を拭き取った。３ケ月後、水を掛け、撥水状態を確認した。撥水状態は、以下の基準に従い評価した。

○： よく撥水する
□： まずまず撥水する
△： やや撥水が弱い
×： ほとんど撥水していない

表1から、比較例１〜４の各組成物にあっては、汚れ除去性、汚れ除去性の耐久性ならびに撥水性の耐久性について、□、△または×であったが、実施例１〜３の各組成にあっては、各評価項目について△または×はなく、いずれも○または□の評価であり、汚れ除去性、撥水性の耐久性に優れ、さらに養生時間が短いことにより、作業効率の向上が期待される。

Claims (4)

1. 脂肪族炭化水素系溶剤、石油系溶剤、芳香族系容剤、アルコール及びフッ素系溶剤から選択された１種あるいは２種以上の有機溶剤をベースとし、前記ベース中に、
   （ａ）水分硬化性シリコーン樹脂と、
   （ｂ）反応促進剤と、
   （ｃ）分子末端に少なくとも１つ以上のシラノール基を有する反応性シリコーンオイルと、
   を含有することを特徴とするコーティング組成物。
2. 該組成物１００重量部に対して、
   ０．１〜３０重量部の（ａ）成分と、
   ０．０１〜３０重量部の（ｂ）成分と、
   ０．１〜２０重量部の（ｃ）成分と、
   を含有することを特徴とする請求項１記載のコーティング組成物。
3. 該組成物１００重量部に対して、平均粒径０．１〜５０μｍの微粉末を０．１〜１０重量部の割合で含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のコーティング組成物。
4. 該組成物１００重量部に対して、親有機処理された層状粘土鉱物を０．０１〜１０重量部の割合で含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコーティング組成物。