(57)【要約】【課題】親水化による防汚効果に加え、屋外においても使用可能である十分な耐候性と耐水性を有し、有機材、無機材を問わず広範囲に適応可能な防汚層形成用塗布剤組成物、および該組成物によって形成された防汚層を提供する。【解決手段】アモルファス酸化チタン水溶液に、界面活性剤および水溶性溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする防汚層形成用塗布剤組成物；ならびに、基材または塗膜の表面に、該防汚層形成用塗布剤組成物を塗布することにより形成された防汚層。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファス酸化チタン水溶液に、界面活性剤および水溶性溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする防汚層形成用塗布剤組成物。
【請求項２】
基材または塗膜の表面に、請求項１に記載の防汚層形成用塗布剤組成物を塗布することを特徴とする防汚層の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の防汚層形成用塗布剤組成物の塗布により形成された防汚層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防汚層形成用塗布剤組成物、防汚層およびその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
親水性コーティング剤を基材または塗膜表面に塗布して親水層を造り、降雨などで得られた水が汚れ成分と親水層の間に入って汚れ成分を浮かすことにより、汚れ成分を除去してセルフクリーニング作用が得られる。
【０００３】
このような親水化による防汚塗膜としては、コロイダルシリカ含有塗膜、光触媒酸化チタン含有無機塗膜などが用いられている。
【０００４】
特許文献１には、コロイダルシリカにアルミナおよび／またはアルミニウムマグネシウム複合酸化物を含むコーティング剤と、これによって形成される防汚層には親水性が有り、耐水性、耐アルカリ性が高いことが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、アモルファス型過酸化チタンをバインダーとして使用した光触媒コーティング剤を、有機基材上に塗装する場合は、光触媒に難分解な１層を設け、光触媒層を２層目とする多層構造によって解決することが記載されている。また、特許文献３には、有機基材と光触媒層との中間に光触媒に難分解な層を設ける多層構造とすることにより、有機基材を保護することが記載されている。このように、特許文献２には、光触媒層の下に無機層を形成し、有機基材と光触媒層の接触を妨げる方法によって光触媒による分解を抑制する方法が記載されているが、無機層が非常に薄いか、または無機層に穴などの欠点が生じ易く、保護されない欠点部分から分解が起きる可能性があり、実用化が難しかった。また、特許文献３に記載されている多層構造も、同様の理由により実用化が難しかった。
【０００６】
特許文献４と特許文献５には、光触媒によって親水防汚効果のあるコーティング剤と防汚層について記載されている。特許文献４に記載されている光触媒酸化チタン含有塗膜は、親水性と光分解性によるセルフクリーニング機能を有する。しかしながら、光触媒の有機物分解作用によって利用範囲が限定され、有機塗膜などにコーティングするためには不向きであった。また、特許文献５には、１層で有機基材に防汚層を形成し、光触媒によって有機基材を分解しないアモルファス酸化チタンと光触媒酸化チタンから成るコーティング剤が記載されているが、有機基材が分解されないという効果が明らかでなく、有機基材上での実用化が難しかった。
【０００７】
このように、光触媒酸化チタンを使用した親水性防汚塗膜は、下地となる有機物を分解し、また光のない夜間には十分な親水性が得られないため、使用するに当たっての条件が厳しかった。
【特許文献１】特開２００２−３３８９４３号公報
【特許文献２】特開平９−２６２４８１号公報
【特許文献３】特開２０００−２８０３９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１９５３７９号公報
【特許文献５】特開２００２−８８２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、親水化による防汚効果に加え、屋外においても使用可能である十分な耐候性と耐水性を有し、有機材、無機材を問わず広範囲に適応可能な防汚層形成用塗布剤組成物、および該組成物によって形成された防汚層を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、下記に示すとおりの防汚層形成用塗布剤組成物、防汚層およびその形成方法を提供するものである。
項１．  アモルファス酸化チタン水溶液に、界面活性剤および水溶性溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする防汚層形成用塗布剤組成物。
項２．  基材または塗膜の表面に、項１に記載の防汚層形成用塗布剤組成物を塗布することを特徴とする防汚層の形成方法。
項３．  項１に記載の防汚層形成用塗布剤組成物の塗布により形成された防汚層。
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の防汚層形成用塗布剤組成物は、アモルファス酸化チタン水溶液に、界面活性剤および水溶性溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１２】
アモルファス酸化チタンには光触媒活性はなく、防汚層を形成した後に水との接触によって親水性が発現する。アモルファス酸化チタンは、本発明の防汚層形成用塗布剤組成物中に０．２重量％以上配合されていることが好ましい。例えば、防汚層形成用塗布剤組成物の塗布量が１０〜２０ｇ／ｍ2の場合、アモルファス酸化チタンの配合量が０．２重量％未満であると、防汚層の極端に薄い部分ができることがあり、防汚層としての機能が低下するおそれがある。アモルファス酸化チタンのより好ましい配合量は、０．２〜１．０重量％である。
【００１３】
本発明の防汚層形成用塗布剤組成物を基材や塗膜などに塗布する場合、ハジキやムラ等の塗装欠陥が生じないように、界面活性剤や水溶性溶剤によって防汚層形成用塗布剤組成物の表面張力を下げる。従って、本発明の防汚層形成用塗布剤組成物は、界面活性剤および水溶性溶剤からなる群より選択される少なくとも１種を含む。
【００１４】
本発明に用いる界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤は乾燥によって揮発しないために防汚層中に残るので、防汚機能の点から、界面活性剤の配合量は、防汚層形成用塗布剤組成物に対して０．１重量％以下であるのが好ましい。また、アモルファス酸化チタンに対して５０重量％以下であるのが好ましい。
【００１５】
本発明に用いる水溶性溶剤としては、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤などが挙げられるが、水に対する溶解性と表面張力低下能力の点から、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤が好ましい。水溶性溶剤は防汚層形成用塗布剤組成物の成膜過程（乾燥過程）で揮発して防汚層中に残留し難いため、防汚機能に対する制約は少ないが、防汚層形成用塗布剤組成物に溶解する範囲内の点から、水溶性溶剤の配合量は、防汚層形成用塗布剤組成物に対して５０重量％以下であるのが好ましい。
【００１６】
本発明の防汚層形成用塗布剤組成物を塗布する基材としては、ガラス、ステンレス、アルミニウム、プラスチック、セラミックなどが挙げられる。本発明の防汚層形成用塗布剤組成物を塗布する塗膜としては、これらまたはその他の基材の表面に形成された有機系または無機系の塗料の塗布によって形成された塗膜が挙げられる。有機系または無機系の塗料としては、油性塗料、アルキド樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、不飽和ポリエステル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料などが挙げられる。
【００１７】
防汚層を基材または塗膜の表面に形成するには、上記防汚層形成用塗布剤組成物を基材または塗膜の表面に塗布し、乾燥させればよい。塗布する方法としては、刷毛、ロール、ロールコーター、スプレー、スピンコーティングなどによる塗布が可能であるが、均一塗布と凹凸のある基材への塗布を考慮すると、スプレーによる塗布が好ましい。防汚層形成用塗布剤組成物の塗布量は、塗り残し防止や塗りムラ発生防止の点から、１０〜２０ｇ／ｍ2が好ましい。乾燥温度としては、室温〜１５０℃であるのが好ましい。
【００１８】
本発明の防汚層形成用塗布剤組成物は、工場塗装および現場塗装の何れでも塗装可能であり、防汚層を形成することができ、親水性発現の条件である雨等による水接触が起こる環境であれば、親水化防汚層を形成し得る。本発明の防汚層形成用塗布剤組成物の塗布適用対象としては、例えば、壁面、屋根、内外装用建材、産業機械、橋梁、ガスや石油の貯蔵タンクなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の防汚層形成用塗布剤組成物によって形成される防汚層においては、アモルファス酸化チタンが、降雨などの水の接触によって防汚に十分効果のある親水性を発現し、この親水化による防汚効果に加え、屋外においても使用可能である十分な耐候性と耐水性を有し、有機材、無機材を問わず広範囲に適応可能である。
【００２０】
また、本発明の防汚層形成用塗布剤組成物によって形成される防汚層は、無機膜であるため、汚れ成分が含浸することを防止し、基材の微細な穴や傷を埋めることによって汚れ成分が流れ落ち易い環境を整える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施例によって本発明をより詳細に説明する。
【００２２】
実施例１
アモルファス酸化チタン水溶液（テイカ(株)製「ＴＫＣ−３０１」、酸化チタン１．６重量％含有）１５重量部、ノニオン界面活性剤（花王(株)製「エマルゲン７０５」）０．１重量部、ブチルセロソルブ３０重量部および水５４．９重量部を混合して、防汚層形成用塗布剤組成物を得た。
【００２３】
この防汚層形成用塗布剤組成物を用いて、防汚層の水接触による親水化の評価を行った。
【００２４】
＜試験方法＞
１５０×１５０ｍｍのアルミニウム板に２液溶剤系ウレタンエナメル白を１００ｇ／ｍ2塗布し、１００℃で４０分乾燥を行った後に、上記防汚層形成用塗布剤組成物を２０ｇ／ｍ2エアスプレーで塗布し、１００℃で１０分乾燥を行い、これを試験体とした。
【００２５】
次ぎに、試験体の初期水接触角を測定した後に、試験体を水道水に没水し、各時間毎に試験体を引き上げて紙ウェスで水を除き、室温で３分乾燥させた後にイオン交換水の水接触角を測定した。接触角の測定は、接触角計ＣＡ−Ｐ形（協和界面化学(株)製）を使用し、イオン交換水２μＬ滴下３０秒後の接触角を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2006176724.tif 000002
表１から明らかなように、没水による防汚層への水の接触により、防汚層は親水化した。
【００２７】
次いで、親水化した防汚層の乾燥に対する耐性を評価した。
【００２８】
＜試験方法＞
上記親水化の評価において２４時間没水した試験体を４０℃に調整した乾燥炉に入れ、各時間毎に、イオン交換水を使用して水の接触角を測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
2006176724.tif 000003
表２から明らかなように、水の接触によって親水化した防汚層は、４０℃の乾燥によっても親水性が損なわれなかった。実際の使用条件で、降雨などの水の接触によって親水化した防汚層は、その後の乾燥条件下にあっても親水性が維持される。
【００３０】
次いで、屋外曝露における防汚層の汚染防止効果を評価した。
【００３１】
＜試験方法＞
上記親水化の評価における試験方法と同様にして２液溶剤系ウレタンエナメル白を塗布したアルミニウム板を防汚層なしの試験体とし、これに上記防汚層形成用塗布剤組成物を用いて防汚層を形成した試験体を防汚層ありの試験体とした。これらの試験体について測色を行った（測色値Ａ）。次ぎに、屋外に南向き４５°の角度で２０日間曝露を行い、曝露後の試験体の測色を行った（測色値Ｂ）。この初期値（測色値Ａ）に対する曝露後の値（測色値Ｂ）の明度の差（ΔＬ＊）を表３に示す。測色は、ミノルタ社製の分光測色計Ｃ
Ｍ−３５００ｄを用いて行った。ΔＬ＊は、基準となる色（測色値Ａ）に対し、測定色（
測色値Ｂ）の明度変化を表す。（−）は黒く、（＋）は白くなったことを意味し、通常±１．０以下は色変化が目立たなく、±２．０を超えると明らかに色変化があると認識できる。
【００３２】
【表３】
2006176724.tif 000004
表３から、防汚層の形成による汚染防止効果が明らかになった。
【００３３】
次いで、防汚層の促進耐候性を評価した。
【００３４】
＜試験方法＞
スレート板にアクリルシリコン樹脂エナメルを１５０ｇ／ｍ2塗布し、１００℃で３０分乾燥した後に、アクリルシリコン樹脂クリヤーを１００ｇ／ｍ2塗布し、１００℃で３０分乾燥を行って塗膜を作製した。この塗膜に上記防汚層形成用塗布剤組成物を２０ｇ／ｍ2塗布し、１００℃で１０分乾燥し、試験体を得た。この試験体について、以下のようにして沖縄曝露、サンシャインウェザーメーター、メタルウェザーにより、防汚層の促進耐候性を評価した。結果を表４に示す。
【００３５】
［沖縄曝露］：沖縄曝露１年は、通常、本州の３年曝露に相当するとされている。本曝露試験は、沖縄県佐敷町に南向き４５度で１年間行った。
【００３６】
［サンシャインウェザーメーター］：サンシャインカーボンアーク灯を光源とし、紫外線強度２３０〜２８０Ｗ／ｍ2（３００〜７００ｎｍ）で、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、塗膜劣化を促進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。試験には、スガ試験機(株)製を使用した。通常は、試験時間３００〜５００時間で屋外曝露１年相当の劣化が起こるとされる。
【００３７】
［メタルウェザー］：メタルハライドランプを光源とし、３５０〜１３００Ｗ／ｍ2（３３０〜３９０ｎｍ）で、一定の間、光照射を行い、照射、湿潤状態、水の散布による降雨状態を繰り返し行うことによって、塗膜劣化を促進することができる装置である。試験には、ダイプラウィンテス(株)製を使用した。通常は、試験時間１００〜２００時間で屋外曝露１年相当の劣化が起こるとされる。
【００３８】
光沢保持率は、曝露または促進試験前後の光沢を、光沢計（スガ試験機(株)製「ＵＧＶ−５Ｄ」）で測定し、曝露または促進試験前の６０°鏡面光沢に対する曝露後または促進試験後の６０°鏡面光沢の保持率を次式により求めた。
光沢保持率（％）＝（試験後の６０°鏡面光沢／試験前の６０°鏡面光沢）×１００
【００３９】
【表４】
2006176724.tif 000005
表４から明らかなように、何れの促進耐候性試験においても防汚層の劣化はみられず、屋外で使用するにあたって十分な耐候性があると言える。