(57)【要約】【課題】第一の被膜の上に水性塗料から第二の被膜を作製して被膜構成体を製造するに当たり、第一の被膜が水性塗料を弾くことに起因する第二の被膜の外観不良を抑制できる被膜構成体の製造方法を提供する。【解決手段】第一の被膜２の表面に電磁波を照射した後に、第一の被膜２の表面に水性塗料を塗布して第二の被膜３を作製することで、被膜構成体１を製造する。【選択図】図１
2019058877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の被膜の表面に電磁波を照射した後に、
前記第一の被膜の表面に水性塗料を塗布して第二の被膜を作製する
被膜構成体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記電磁波の波長は２００ｎｍ以下である
被膜構成体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第一の被膜は無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から作製される
被膜構成体の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、
前記第一の被膜を下塗り被膜の表面上に作製する
被膜構成体の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、
前記水性塗料は光触媒を含有する
被膜構成体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法で製造された被膜構成体を備える
建築板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜構成体の製造方法及び建築板に関し、詳しくは第一の被膜と、水性塗料から作製される第二の被膜とを備える被膜構成体の製造方法、及びこの被覆構造体を備える建築板に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の保護、装飾などの目的で物品に被膜を設けることがあり、この場合、必要に応じて複数の被膜を重ねて設けることもある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外壁材、屋根材などとして使用される窯業系外装材の表面に、着色コーティング被膜、屈折率が１．５０〜１．６０の紫外線カット性シリコーン系コーティング被膜、及び光触媒性シリコーン系コーティング被膜を含む複合被膜構造を設けることが記載されている。この複合被膜構造では、紫外線カット性シリコーン系コーティング被膜が着色コーティング被膜への紫外線の到達を抑制することで着色コーティング被膜の色褪せを防ぐことができ、かつ光触媒性シリコーン系コーティング被膜がセルフクリーニング機能を発揮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３６３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の被膜を積層するに当たり、特に一の被膜（以下、第一の被膜という）の上に水性塗料を塗布してから乾燥又は硬化させることで別の被膜（以下、第二の被膜という）を作製しようとすると、水性塗料は第一の被膜に弾かれやすく、このため水性塗料は均一な塗膜になりにくい。例えば特許文献１に開示されている技術では、紫外線カット性シリコーン系コーティング被膜の上に水性の光触媒性シリコーン系コーティング剤を塗布して光触媒性シリコーン系コーティング被膜を作製する場合、紫外線カット性シリコーン系コーティング被膜が光触媒性シリコーン系コーティング剤を弾きやすい。
【０００６】
このため、水性塗料の塗膜にはヨリと呼ばれる厚みの不均一が生じやすくなり、その結果、第二の被膜には、光沢のムラ、ぎらつきといった外観不良が生じることがある。このことは、物品に第一の被膜及び第二の被膜を設けて製品を製造する際の歩留まり低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明の課題は、第一の被膜の上に水性塗料から第二の被膜を作製して被膜構成体を製造するに当たり、第一の被膜が水性塗料を弾くことに起因する第二の被膜の外観不良を抑制できる被膜構成体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様に係る被膜構成体の製造方法では、第一の被膜の表面に電磁波を照射した後に、前記第一の被膜の表面に水性塗料を塗布して第二の被膜を作製する。
【０００９】
本発明の第二の態様では、前記第一の態様において、前記電磁波の波長は２００ｎｍ以下である。
【００１０】
本発明の第三の態様では、前記第一又は第二の態様において、前記第一の被膜は無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から作製される。
【００１１】
本発明の第四の態様では、前記第一から第三のいずれか一の態様において、前記第一の被膜を下塗り被膜の表面上に作製する。
【００１２】
本発明の第五の態様では、前記第一から第四のいずれか一の態様において、前記水性塗料は光触媒を含有する。
【００１３】
本発明の第六の態様に係る建築板は、前記第一から第五のいずれか一の態様に係る被膜構成体の製造方法で製造された被膜構成体を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第一の態様には、第一の被膜と、水性塗料から作製される第二の被膜とを備える被膜構成体を製造するに当たり、第二の被膜が水性塗料を弾くことに起因する第二の被膜の外観不良を、抑制できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における被膜構成体及び建築板を示す概略の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、本実施形態における被膜構成体１及びこの被膜構成体１を備える建築板６を示す。
【００１７】
本実施形態では、第一の被膜２と第二の被膜３とを備える被膜構成体１を製造する。本実施形態では、第一の被膜２の表面に電磁波を照射した後に、第一の被膜２の表面に水性塗料を塗布して第二の被膜３を作製する。この場合、第一の被膜２に電磁波を照射することで、第一の被膜２に水性塗料を塗布しても第一の被膜２は水性塗料を弾きにくくなる。そのため水性塗料からなる塗膜にはヨリと呼ばれる厚みの不均一が生じにくくなる。その結果、第二の被膜３には光沢のムラ、ぎらつきといった外観不良が生じにくくなる。
【００１８】
この本実施形態の効果が得られる理由は、次のとおりであると推察される。第一の被膜２に電磁波が照射されると、第一の被膜２の表面が粗化される。さらに、電磁波によって第一の被膜２中の原子間の結合が切断されることで第一の被膜２の表面自由エネルギーが大きくなる。その結果、第一の被膜２の表面の水に対する濡れ性が高まると考えられる。
【００１９】
以下、被膜構成体１を備える建築板６を製造する場合を例に挙げて、本実施形態の詳細を更に説明する。
【００２０】
建築板６は、例えば外壁材又は屋根材として使用される。建築板６は、例えば基材５、下塗り被膜４、第一の被膜２及び第二の被膜３を備え、これらがこの順に積層している。このうち、第一の被膜２及び第二の被膜３が被膜構成体１を構成している。被膜構成体１を備えることで、建築板６には、その表面の光沢のムラ、ぎらつきといった外観不良が生じにくくなる。
【００２１】
基材５は、例えばセメントといった窯業系材料から作製される。
【００２２】
下塗り被膜４は、例えばアクリル系樹脂といった有機樹脂と顔料とを含有するコーティング剤から作製される。下塗り被膜４は、例えば基材５の保護のため、あるいは更に建築板６を着色してその意匠性を高めるために、設けられる。
【００２３】
第一の被膜２は、無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から作製されることが好ましい。無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から第一の被膜２を作製すると、本来的には第一の被膜２は水を弾きやすい。しかし無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から作製された第一の被膜２に電磁波が照射されると、第一の被膜２の表面の水に対する濡れ性が大きく向上しうる。そのため、第一の被膜２が無機系塗料又はフッ素樹脂系塗料から作製されると、本実施形態の効果が著しく得られる。
【００２４】
フッ素樹脂系塗料は、一般に市販されている塗料でよい。フッ素樹脂系塗料から第一の被膜２を作製する方法としては、公知の方法を採用できる。
【００２５】
無機系塗料は、例えばポリオルガノシロキサン系塗料である。無機系塗料は、例えば加水分解性基を有するオルガノシラオリゴマー、シリカ、シラノール基を有するポリオルガノシロキサン及び触媒を含有し、実質的に水を含まない。この無機系塗料は、例えば加水分解性基を有するオルガノシランオリゴマーとシリカとを含む有機溶剤溶液（以下、（Ａ）成分ともいう）、シラノール基を有するポリオルガノシロキサンの有機溶剤溶液（以下、（Ｂ）成分ともいう）、及び触媒（以下、（Ｃ）成分ともいう）を混合することで調製される。
【００２６】
（Ａ）成分について説明する。（Ａ）成分は、例えば加水分解性オルガノシランとコロイダルシリカとを含む反応溶液中で加水分解性オルガノシランを部分加水分解することで調製される。加水分解性オルガノシランは例えば次の一般式（Ｉ）で表される。
【００２７】
Ｒ1ＳｉＸ4-n    （Ｉ）
式（Ｉ）中のＲ1は置換もしくは非置換の炭素数１〜８の１価炭化水素基であり、ｎは０〜３の整数であり、Ｘは加水分解性基である。
【００２８】
式（Ｉ）中のＲ1は例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基といったアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基といったシクロアルキル基；２−フェニルエチル基、２−フェニルプロピル基、３−フェニルプロピル基といったアラルキル基；フェニル基、トリル基といったアリール基；ビニル基、アリル基といったアルケニル基；クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基といったハロゲン置換炭化水素基；又はγ−メタクリロキシプロピル基、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エチル基、γ−メルカプトプロピル基といった置換炭化水素基である。加水分解性オルガノシランの入手を容易にするため、並びに（Ａ）成分を調製しやすくするためには、Ｒ1は特に炭素数１〜４のアルキル基又はフェニル基であることが好ましい。
【００２９】
式（Ｉ）中のＸは、例えばアルコキシ基、アセトキシ基、オキシル基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、及びアミド基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含む。加水分解性オルガノシランの入手を容易にするため、並びに（Ａ）成分を調製しやすくするためには、Ｘはアルコキシ基を含むことが好ましい。
【００３０】
加水分解性オルガノシランは、式（Ｉ）中のｎが０〜３の整数であるモノ−、ジ−、トリ−、テトラ−の各官能性の化合物を含むことができる。加水分解性オルガノシランは、例えばアルコキシシラン類、アセトキシシラン類、オキシムシラン類、エノキシシラン類、アミノシラン類、アミノキシシラン類、及びアミドシラン類を含む。加水分解性オルガノシランの入手を容易にするため、並びに（Ａ）成分を調製しやすくするためには、加水分解性オルガノシランはアルコキシシラン類を含むことが好ましい。
【００３１】
ｎ＝０のテトラアルコキシシランの例は、テトラメトキシシラン及びテトラエトキシシランを含む。ｎ＝１のオルガノトリアルコキシシランの例は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、及び３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランを含む。ｎ＝２のジオルガノジアルコキシシランの例は、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、及びメチルフェニルジメトキシシランを含む。ｎ＝３のトリオルガノアルコキシシランの例は、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン、及びジメチルイソブチルメトキシシランを含む。アルコキシシラン類の例は、一般にシランカップリング剤とよばれるオルガノシラン化合物も含む。
【００３２】
加水分解性オルガノシランは式（Ｉ）中のｎが１である３官能性の成分を含み、かつ加水分解性オルガノシラン全体に対する３官能性の成分の量は５０モル％以上であることが、好ましい。この場合、無機系塗料の十分高い硬化性が得られ、第一の被膜２の十分な硬度が得られる。３官能性の成分の量は６０モル％以上であればより好ましいく、７０モル％以上であれば最も好ましい。
【００３３】
（Ａ）成分中のシリカは、第一の被膜２の硬度を高くできる。シリカのための原料であるコロイダルシリカの分散媒は、水でもよく、アルコールなどの非水系の有機溶媒であってもよい。コロイダルシリカは例えば２０〜５０質量％のシリカを含む。有機溶媒は親水性有機溶剤を含むことが好ましく、親水性有機溶剤は例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノールといった低級脂肪族アルコール類；エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルといったエチレングリコール誘導体；ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルといったジエチレングリコールの誘導体及び；ジアセトンアルコールからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。有機溶媒は、親水性有機溶剤に加えて、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びメチルエチルケトオキシムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含むこともできる。
【００３４】
（Ａ）成分の調製時の、反応溶液全体に対するコロイダルシリカの量は、５〜９５質量％の範囲内であることが好ましい。コロイダルシリカの量が５質量％以上であると第一の被膜２の十分な硬度が得られ、この量が９５質量％以下であると（Ａ）成分中でのシリカの良好な分散性が得られる。コロイダルシリカの量は１０〜９０質量％の範囲内であればより好ましく、２０〜８５質量％の範囲内であれば更に好ましい。
【００３５】
（Ａ）成分を調製するためには、例えばまず加水分解性オルガノシランとコロイダルシリカとを混合して反応溶液を得る。反応溶液には必要に応じて触媒を加える。触媒は、有機酸及び無機酸のうち一方又は両方を含むことができる。より具体的には、触媒は、例えば塩酸、酢酸、ハロゲン化シラン、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、蟻酸、プロピオン酸、グルタン酸、グリコール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、及びシュウ酸からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。
【００３６】
反応溶液には、加水分解性オルガノシランの部分加水分解のための水を配合する。水の量は、加水分解性オルガノシランの式（Ｉ）中のＸ１モルに対し、０．００１〜０．５モルの範囲内であることが好ましい。水の量が０．００１モル以上であると部分加水分解を十分に進行させることができ、水の量が０．５モル以下であると部分加水分解物の良好な安定性を得ることができる。水は、コロイダルシリカ中の水でもよく、反応溶液に別途添加された水でもよい。
【００３７】
この反応溶液中で、加水分解性オルガノシランの部分加水分解を進行させる。部分加水分解を進行中、反応溶液を常温で保持していてもよく、反応溶液を例えば６０〜１００℃に加温することで部分加水分解を促進してもよい。
【００３８】
（Ａ）成分のｐＨは２．０〜７．０の範囲内であることが好ましい。この場合、（Ａ）成分の経時的な性能低下を抑制できる。このｐＨは、２．５〜６．５の範囲内であればより好ましく、３．０〜６．０の範囲内であれば更に好ましい。（Ａ）成分のｐＨの調整は、例えば（Ａ）成分に適宜の酸性物質又は塩基性物質を添加することで行うことができる。酸性物質の例は塩酸、硝酸及び酢酸を含み、塩基性物質の例はアンモニア及びエチレンジアミンを含む。
【００３９】
（Ｂ）成分について説明する。（Ｂ）成分中の、シラノール基を有するポリオルガノシロキサンは、例えば下記の平均組成式（II）で表される。
【００４０】
Ｒ2aＳｉ（ＯＨ）bＯ(4-a-b)/2    （II）
式（II）中、Ｒ2は置換もしくは非置換の炭素数１〜８の１価の炭化水素基であってＲ2が複数であれば互いに同一でも異なっていてもよく、ａ及びｂは０．２≦ａ≦２、０．０００１≦ｂ≦３、かつａ＋ｂ＜４の関係を満たす数である。
【００４１】
（II）式中のＲ2の例は、上記（Ｉ）中のＲ1の例と同じである。Ｒ2は、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基、ビニル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−アミノプロピル基、及び３，３，３−トリフルオロプロピル基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含むことが好ましく、メチル基及びフェニル基のうち一方又は両方を含むことが特に好ましい。
【００４２】
（II）式中のａが０．２以上かつｂが３以下であると、第一の被膜２のクラックを抑制できる。またａが２以下、ｂが０．０００１以上、かつａ＋ｂが４未満であると、無機系塗料の良好な硬化性が得られる。
【００４３】
シラノール基を有するポリオルガノシロキサンは、例えばメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、及びこれらのアルコキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を、公知の方法で大量の水で加水分解することで得られる。
【００４４】
（Ｃ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との縮合反応を促進して、無機系塗料の硬化を促進する。（Ｃ）成分は、例えばアルキルチタン酸塩、オクチル酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレエートといったカルボン酸の金属塩；ジブチルアミン−２−ヘキソエート、ジメチルアミンアセテート、エタノールアミンアセテートといったアミン塩；酢酸テトラメチルアンモニウムといったカルボン酸第４級アンモニウム塩；テトラエチルペンタミンといったアミン類；Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランといったアミン系シランカップリング剤；ｐ−トルエンスルホン酸、フタル酸、塩酸といった酸類；アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレートといったアルミニウム化合物；水酸化カリウムといったアルカリ触媒；テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタニウムテトラアセチルアセトネートといったチタニウム化合物；及びメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルモノクロロシランといったハロゲン化シランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。
【００４５】
反応溶液中の（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量１００質量部に対して、（Ａ）成分の量は１〜９９質量部の範囲内であることが好ましい。（Ａ）成分の量が１質量部以上であると、常温下でも無機系塗料の十分高い硬化性が得られ、第一の被膜２の十分な硬度が得られる。また（Ａ）成分の量が９９質量部以下であると無機系塗料の安定した硬化性及び第一の被膜２の良好な特性が得られる。（Ａ）成分の量は５〜９５質量部の範囲内であればより好ましく、１０〜９０質量部の範囲内であれば更に好ましい。
【００４６】
（Ｃ）成分の量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計１００質量部に対して０．０００１〜１０質量部の範囲内であることが好ましい。（Ｃ）成分の量が０．０００１質量部以上であると、常温下でも無機系塗料の十分高い硬化性が得ら、１０質量部以下であると第一の被膜２が良好な耐熱性及び耐候性を有することができる。（Ｃ）成分の量は、より好ましくは０．０００５〜８質量部の範囲内であり、更に好ましくは０．０００７〜５質量部の範囲内である。
【００４７】
無機系塗料には、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分に加えて、有機溶媒を配合してもよい。有機溶媒の例は、上述のコロイダルシリカの分散媒である有機溶媒の例と同じである。
【００４８】
無機系塗料は、紫外線吸収剤を含有してもよい。この場合、第一の被膜２が紫外線を遮蔽することで、下塗り被膜４の劣化が抑制される。紫外線吸収剤の例は酸化亜鉛粒子を含む。紫外線吸収剤の量は、無機系塗料の乾燥固形分量（溶剤を除いた全量）に対して０．１〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００４９】
無機系塗料は、艶消し材を含んでもよい。艶消し材とは、光を拡散反射させるなどして第一の被膜２の光沢を低減する成分である。艶消し材は、例えばシリカ粒子といった金属酸化物粒子を含む。金属酸化物粒子の粒子径は１〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。金属酸化物粒子の量は、無機系塗料の乾燥固形分量（溶剤を除いた全量）に対して１〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００５０】
下塗り被膜４などの上に無機系塗料を塗布し、常温下又は例えば１００℃以下の加熱下で、無機系塗料中のオルガノシラオリゴマーの加水分解性基と、ポリオルガノシロキサンのシラノール基とを縮合反応させることで、第一の被膜２を作製できる。
【００５１】
水性塗料について説明する。水性塗料は、例えばシリコーン系の塗料である。水性塗料は、例えばアルコキシシランの部分加水分解縮合物を含有する。
【００５２】
アルコキシシランは、下記一般式［１］で表される。
【００５３】
Ｒ2nＳｉ（ＯＲ1）4-n    ［１］
式［１］中、ｎは０〜３の数である。すなわち、アルコキシシランは、例えばテトラアルコキシシラン、オルガノトリアルコキシシラン、ジオルガノジアルコキシシラン及びトリオルガノアルコキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有する。式［１］中、Ｒ1及びＲ2の各々は１価の炭化水素基である。一分子中のＲ1が複数である場合は複数のＲ1は互いに同一種であっても異種であってもよい。一分子中のＲ2が複数である場合は複数のＲ1は互いに同一種であっても異種であってもよい。
【００５４】
Ｒ1は、例えば炭素数１〜４のアルキル基である。
【００５５】
Ｒ2は、例えば炭素数１〜８の置換または非置換の炭化水素基である。Ｒ2は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基といったアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、２−フェニルエチル基、３−フェニルプロピル基といったアラルキル基；フェニル基、トリル基といったアリール基、ビニル基、アリル基といったアニケニル基；クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基といったハロゲン置換炭化水素基；及びγ−メタクリロキシプロピル基、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エチル基、γ−メルカプトプロピル基といった置換炭化水素基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含む。アルコキシシランの合成又は入手が容易であるためには、Ｒ2は炭素数１〜４のアルキル基、及びフェニル基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含むことが好ましい。
【００５６】
アルコキシシランが下記一般式［２］で表されるテトラアルコキシシランを含む場合、テトラアルコキシシランは、例えばテトラメトキシシランとテトラエトキシシランとのうちいずれか一方又は両方を含む。
【００５７】
Ｓｉ（ＯＲ1）4    ［２］
アルコキシシランが下記一般式［３］で表されるオルガノトリアルコキシシランを含む場合、オルガノトリアルコキシシランは、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、及び３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。
【００５８】
Ｒ2Ｓｉ（ＯＲ1）3    ［３］
アルコキシシランが下記一般式［４］で表されるジオルガノジアルコキシシランを含む場合、ジオルガノジアルコキシシランは、例えばジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン及びメチルフェニルジメトキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。
【００５９】
Ｒ22Ｓｉ（ＯＲ1）2    ［４］
アルコキシシランがトリオルガノアルコキシシランを含む場合、トリオルガノアルコキシシランは、例えばトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラン及びジメチルイソブチルメトキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。
【００６０】
アルコキシシランの部分加水分解縮重合物を得るためには、特に、テトラアルコキシシランとシリカとのうちいずれか一方又は両方と、オルガノトリアルコキシシランとを含み、あるいは更にジオルガノジアルコキシシランを含む混合物中で、アルコキシシランを部分加水分解縮重合させることが好ましい。
【００６１】
混合物がシリカを含む場合、シリカはコロイダルシリカの状態で混合物中に配合されることが好ましい。コロイダルシリカは、シリカと分散媒である有機溶媒とを含む。コロイダルシリカ中のシリカの量は例えば２０〜５０質量％の範囲内である。有機溶媒は例えば親水性有機溶媒を含み、親水性有機溶媒は例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノールといった低級脂肪族アルコール類；エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルといったエチレングリコール誘導体；ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルといったジエチレングリコールの誘導体；及びジアセトンアルコールからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。有機溶媒は、親水性有機溶媒に加えて、更にトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びメチルエチルケトオキシムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することもできる。
【００６２】
混合物中において、テトラアルコキシシランとシリカとの合計量は２０〜２００重量部の範囲内、トリアルコキシシランの量は１００質量部、かつジアルコキシシランの量は０〜６０重量部の範囲内であることが、好ましい。
【００６３】
混合物には、水を加える。混合物中の水の量は４５重量％以下が好ましく、２５重量％以下がより好ましい。
【００６４】
混合物には、必要に応じて触媒を加える。また、混合物には、必要に応じて有機溶剤を加える。有機溶媒は例えば親水性有機溶媒を含み、親水性有機溶媒は例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノールといった低級脂肪族アルコール類；エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルといったエチレングリコール誘導体；ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルといったジエチレングリコールの誘導体；及びジアセトンアルコールからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。有機溶媒は、親水性有機溶媒に加えて、更にトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びメチルエチルケトオキシムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することもできる。
【００６５】
アルコキシシランの部分加水分解縮重合物の、ゲル浸透クロマトグラフィーで測定される重量平均分子量は、ポリスチレン換算で９００以上であることが好ましい。この場合、水性塗料を硬化させて第二の被膜３を作製する場合の過度な硬化収縮を抑制して、第二の被膜３におけるクラックを抑制できる。
【００６６】
アルコキシシランの部分加水分解縮合物は、アルコキシシランを部分加水分解させることで得られる。アルコキシシランとシリカとが併存する系中でアルコキシシランを部分加水分解させてもよく、この場合、水性塗料は、アルコキシシランの部分加水分解縮合物とシリカとを含有する。
【００６７】
水性塗料のｐＨは３．８〜６の範囲内であることが好ましい。この場合、水性塗料の保存性が良い。ｐＨの調整は、例えば水性塗料に適宜の酸性物質又は塩基性物質を添加することで行うことができる。酸性物質の例は塩酸、硝酸及び酢酸を含み、塩基性物質の例はアンモニア及びエチレンジアミンを含む。混合物中のアルコキシシランを部分加水分解縮重合させる場合に、混合物のｐＨが３．８〜６の範囲内では反応が十分に進行しない場合には、混合物を加熱して反応を促進してもよく、混合物のｐＨを低くして反応を促進させてから、塩基性物質を添加してｐＨを上げてもよい。
【００６８】
水性塗料は光触媒を含有してもよい。すなわち、第二の被膜３は光触媒を含有してもよい。この場合、第二の被膜３に汚染物質が付着しても、第二の被膜３に光が照射されると光触媒作用によって汚染物質が分解されうる。このため、被膜構成体１及び建築板６に耐汚染性を付与できる。
【００６９】
水性塗料が光触媒を含む場合、光触媒は、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化銅、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ロジウム及び酸化レニウムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含むことができる。光触媒が酸化チタンを含むことが好ましい。光触媒の量は、水性塗料中の固形分量に対して、１０〜９０質量％の範囲内であることが好ましく、３０〜７０質量％の範囲内であることが更に好ましい。
【００７０】
被膜構成体１及びこれを備える建築板６を製造するためには、例えばまず、基材５に、必要に応じてプライマー塗装を施してから、コーティング剤を塗装する。塗装方法は、例えばスプレー法、ロールコーター又はフローコーターであるが、これらに制限されない。このコーティング剤を必要に応じて乾燥又は硬化させることで、下塗り被膜４を作製する。下塗り被膜４の厚みは例えば３〜６０μｍの範囲内である。
【００７１】
次に、下塗り被膜４に、第一の被膜２のための無機系塗料、フッ素樹脂系塗料といった塗料を塗装する。塗装方法は、例えばスプレー法、ロールコーター又はフローコーターであるが、これらに制限されない。この塗料を必要に応じて乾燥又は硬化させることで、第一の被膜２を作製する。第一の被膜２の厚みは、例えば１〜１０μｍの範囲内である。
【００７２】
次に、第一の被膜２に電磁波を照射する。電磁波の波長及び照射量は、第一の被膜２の水に対する濡れ性を効果的に向上できるように設定される。特に電磁波の波長が２００ｎｍ以下であることが好ましい。この場合、第一の被膜２の表面自由エネルギーが特に大きくなりやすく、そのため第一の被膜２の水に対する濡れ性が高まりやすい。電磁波の波長が１００〜２００ｎｍの範囲内であればより好ましい。
【００７３】
次に、第一の被膜２に水性塗料を塗装する。塗装方法は、例えばスプレー法、ロールコーター又はフローコーターであるが、これらに制限されない。この塗装時には、上記の電磁波の照射によって第一の被膜２の表面の水に対する濡れ性が高められているため、第一の被膜２の表面で水性塗料が弾かれにくい。このため、水性塗料の塗膜にはヨリと呼ばれる厚みの不均一が生じにくい。この塗膜を必要に応じて乾燥又は硬化させることで、第二の被膜３を作製する。前記のとおり塗膜にはヨリが生じにくいため、第二の被膜３には、光沢のムラ、ぎらつきといった外観不良が生じにくい。第二の被膜３の厚みは、例えば０．０５〜１μｍの範囲内である。
【００７４】
これにより、第一の被膜２及び第二の被膜３を備える被膜構成体１、及びこの被膜構成体１を備える建築板６が得られる。
【００７５】
第一の被膜２の屈折率は１．５０〜１．６０の範囲内であることが好ましい。この場合、第二の被膜３が光触媒を含むことで高い屈折率を有していても、被膜構成体１での光の反射を抑制して、被膜構成体１の光沢を低く抑制できる。第一の被膜２の屈折率が１．５０〜１．６０の範囲内であるためには、第一の被膜２及びそのための塗料が高屈折率粒子を含むことが好ましい。高屈折率粒子は、例えば酸化チタン粒子（屈折率２．４〜２．７）、酸化アルミニウム粒子（屈折率１．８）、酸化亜鉛粒子（屈折率１．９〜２．０）及び酸化ジルコニウム粒子（屈折率２．０）からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。特に高屈折率粒子が酸化亜鉛粒子を含むことが好ましい。酸化亜鉛粒子は紫外線吸収剤でもあるので、酸化亜鉛粒子は、第一の被膜２における紫外線の遮蔽と第一の被膜２の屈折率の増大とを同時に達成できる。
【００７６】
第二の被膜３の屈折率は１．６０〜１．７５の範囲内であることが好ましい。この場合、第二の被膜３と第一の被膜２の屈折率の差を小さくして被膜構成体１での光の反射を特に抑制できる。第二の被膜３の屈折率を前記の範囲内とすることは、例えば水性塗料及び第二の被膜３内の光触媒の量を、第二の被膜３が十分に高い光触媒活性を有する範囲内で調整することで、実現できる。
【００７７】
被膜構成体１のヘーズは５．０〜２０．０％の範囲内であることが好ましい。ヘーズが５．０％以上であると被膜構成体１の光沢を十分に抑制でき、２０．０％以下であると外部から被膜構成体１を介して下塗り被膜４が容易に視認されうる。ヘーズを前記の範囲内とすることは、例えば第一の被膜２に光散乱性を有する粒子を含ませる方法、第一の被膜２が完全には硬化していない状態で第一の被膜２に水性塗料を塗布することで第一の被膜２と第二の被膜３との間に明確な界面を生じさせない方法といった方法で、実現できる。光散乱性を有する粒子は、例えばシリカ粒子（屈折率１．４５）、酸化アルミニウム粒子（屈折率１．８）、酸化チタン粒子（屈折率２．４〜２．７）、ＩＴＯ粒子（屈折率１．９〜２．０）、ＡＴＯ粒子（屈折率１．９〜２．０）、酸化ジルコニウム粒子（屈折率２．０）といった金属酸化物粒子、並びにメチルシリコーン粒子（屈折率１．４５〜１．５０）からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む。光散乱性を有する粒子の粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。この場合、被膜構成体１のヘーズの過度な増大を抑制できる。光散乱性を有する粒子の粒径は２０μｍ以下であればより好ましい。光散乱性を有する粒子の粒径が１μｍ以上であることも好ましく、この場合、光散乱性を有する粒子が十分に高い光散乱性を有することができる。
【実施例】
【００７８】
１．無機系塗料の調製
攪拌機、加温ジャケット、コンデンサー及び温度計を付けたフラスコ中に、メタノール分散コロイダルシリカゾル（粒子径１０〜２０ｎｍ、固形分３０質量％、水分０．５質量％：日産化学工業社製、品名ＭＴ−ＳＴ）１００質量部、メチルメトキシシラン６８質量部、及び水１０．８質量部を入れて、混合液を調製した。混合液を攪拌しながら６５℃に約５時間保持してから、室温まで冷却し、続いて室温で４８時間放置した。これにより、固形分量３６質量％の（Ａ）成分を得た。
【００７９】
また、攪拌機、加温ジャケット、コンデンサー、滴下ロート及び温度計を取り付けたフラスコに水１０００質量部及びアセトン５０質量部を入れて、混合液を得た。この混合液を６０℃に保持して撹拌しながら、混合液に、メチルトリクロロシラン１４９．３質量部とトルエン２００質量部とを混合して得た溶液を滴下した。滴下終了から４０分後に攪拌を止めた。次に、混合液を分液ロートに移し入れて静置することで、二相に分離させた。この二相のうち、下側の相を分液ロートから排出し、残った相からこの相に残留している水と塩酸を減圧ストリッピングにより過剰のトルエンとともに除去した。これにより、シラノール含有ポリオルガノシロキサンのトルエン６０質量％溶液を、（Ｂ）成分として得た。
【００８０】
（Ａ）成分５０質量部と（Ｂ）成分５０質量部とを混合して溶液を得た。この溶液を撹拌しながら、この溶液に、シリコーン塗料分散酸化亜鉛（粒子径１０〜２００ｎｍ、固形分３２重量％：堺化学社製）２５質量部を滴下した。さらに、この溶液に触媒としてＮ−β−アミノエチル−アミノプロピルメチルジメトキシシラン２質量部を入れてから、イソプロピルアルコールで溶液をその固形分濃度が２０質量％になるように希釈することで、無機系塗料を得た。
【００８１】
２−１．水性塗料Ａの調製
平均一次粒子径１０〜２０ｎｍのシリカを３．６質量％の濃度で含むシリカゾル２０質量部と、テトラエトキシシランをイソプロピルアルコールにテトラエトキシシラン濃度が１．９質量％となるように溶解させて得られた液６質量部とを混合して、溶液を得た。この溶液に、界面活性剤で表面張力が２８〜３０ｍＮ／ｍに調整されたイオン交換水７４質量部を加えることで、水性塗料Ａを調製した。
【００８２】
この水性塗料Ａの表面張力を、ヤング・ラプラスの式を利用した懸滴法で測定した結果は、２８ｍＮ／ｍであった。
【００８３】
２−２．水性塗料Ｂの調製
平均一次粒子径１０〜２０ｎｍのシリカを３．６質量％の濃度で含むシリカゾル２０質量部と、テトラエトキシシランをイソプロピルアルコールにテトラエトキシシラン濃度が１．９質量％となるように溶解させて得た液６質量部とを混合して、溶液を得た。この溶液に、表面張力が７１〜７３ｍＮ／ｍであるイオン交換水７４質量部を加えることで、水性塗料Ｂを調製した。
【００８４】
この水性塗料Ｂの表面張力を、ヤング・ラプラスの式を利用した懸滴法で測定した結果は、４２ｍＮ／ｍであった。
【００８５】
３．下塗り被膜及び第一の被膜の作製
コーティング剤（関西ペイント社製、品名ＩＭコート４１００、ストレートグレー色）を、厚み２ｍｍのフロートガラス（屈折率１．５３）に、スプレー法で乾燥膜厚が約３０μｍの厚さになるように塗布し、十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、下塗り被膜を作製した。
【００８６】
下塗り被膜に無機系塗料をスプレー法で塗布し、十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、厚み約１０μｍの第一の被膜を作製した。
【００８７】
４−１．比較例１
第一の被膜には電磁波を照射しなかった。この第一の被膜の、水との静的接触角を測定した結果は、９２°であった。また、第一の被膜の、上記の水性塗料Ａとの静的接触角を測定した結果は、４５°であった。
【００８８】
第一の被膜に、上記の水性塗料Ａをスプレー法で塗布して塗膜を形成し、この塗膜を十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、厚み０．１μｍの第二の被膜を作製した。
【００８９】
第二の被膜を作製する際に、水性塗料Ａの塗膜の外観を観察したところ、ヨリが認められた。
【００９０】
４−２．比較例２
第一の被膜には電磁波を照射しなかった。第一の被膜の、上記の水性塗料Ｂとの静的接触角を測定した結果は、７９°であった。
【００９１】
第一の被膜に、上記の水性塗料Ｂをスプレー法で塗布して塗膜を形成し、この塗膜を十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、厚み０．１μｍの第二の被膜を作製した。
【００９２】
第二の被膜を作製する際に、水性塗料Ｂの塗膜の外観を観察したところ、ヨリが認められた。
【００９３】
４−３．実施例１
第一の被膜に波長１７２ｎｍの電磁波を照射した。このときの電磁波源（光源）はキセノンランプであり、光源から下塗り被膜までの距離は５ｍｍであり、照射時間は１８０秒間であり、積算照射量は０．１Ｊ／ｍ2である。
【００９４】
電磁波照射後の第一の被膜の水との静的接触角を測定した結果は、２６°であった。また、電磁波照射後の第一の被膜の、上記の水性塗料Ａとの静的接触角を測定した結果は、５°であった。
【００９５】
電磁波照射後の第一の被膜に、比較例１と同様に、上記の水性塗料Ａをスプレー法で塗布して塗膜を形成し、この塗膜を十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、厚み０．１μｍの第二の被膜を作製した。
【００９６】
第二の被膜を作製する際に、水性塗料Ａの塗膜の外観を観察したところ、ヨリは認められなかった。
【００９７】
４−４．実施例２
第一の被膜に、実施例１の場合と同じ条件で電磁波を照射した。
【００９８】
電磁波照射後の第一の被膜の水との静的接触角を測定した結果は、実施例１と同様に２６°であった。また、電磁波照射後の第一の被膜の、上記の水性塗料Ｂとの静的接触角を測定した結果は、５°であった。
【００９９】
電磁波照射後の第一の被膜に、比較例２と同様に、上記の水性塗料Ａをスプレー法で塗布して塗膜を形成し、この塗膜を十分に室温養生してから１２０℃で２０分加熱することで、厚み０．１μｍの第二の被膜を作製した。
【０１００】
第二の被膜を作製する際に、水性塗料Ｂの塗膜の外観を観察したところ、ヨリは認められなかった。
【０１０１】
上記の比較例１、２及び実施例１、２の条件及び評価を下記表にまとめて示す。
【０１０２】
【表１】
2019058877.tif 000003
【符号の説明】
【０１０３】
１    被膜構成体
２    第一の被膜
３    第二の被膜
４    下塗り被膜
５    基材
６    建築板
【図１】
2019058877.tif 000004