(57)【要約】【課題】シーリング材に起因する汚れが広がらない外装建材とその汚染防止方法を提供する。【解決手段】建材と、該建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、前記建材の表面には、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも固定されていることを特徴とする外装材を提供する。また、建材表面に光触媒層と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤から形成する工程と、シリコーンシーリング材に溶出防止層を形成する工程とを具備してなることを特徴とする外装材の製造方法を提供する。さらに、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも含まれていることを特徴とする外装材製造用コーティング組成物を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
建材と、該建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、前記建材の表面には、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも固定されていることを特徴とする外装材。
【請求項２】
前記シリコーンシーリング材の表面に溶出防止層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の外装材。
【請求項３】
前記１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤が、グリセリンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の外装材。
【請求項４】
前記建材表面の光触媒と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤の組成比が光触媒１００重量部に対して１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤が０．１重量部以上２００重量部以下であることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の外装材。
【請求項５】
建材表面に光触媒層と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤を固定する工程と、シリコーンシーリング材に溶出防止層を形成する工程とを具備してなることを特徴とする外装材の製造方法。
【請求項６】
建材と、該建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材を製造するコーティング組成物であって、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも含まれていることを特徴とする外装材製造用のコーティング組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建材と、建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、建材表面に雨筋汚れ等の汚れが付着しにくく、付着しても降雨や水洗により容易に除去可能な外装材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光触媒の光励起親水化現象を利用した技術が注目されている。
その最初の出願であるＷＯ９６／２９３７５号では、光励起に応じて親水性を呈する光触媒性半導体材料を基材表面に形成することで、紫外線を当てるとと水との接触角が高度に親水化され、降雨を受ける都度、大気中の疎水性物質を主成分とする汚染物質が洗い流され、表面が自己浄化されることが記載されており、外装建材や建材ガラスへの応用が提案されている。
【０００３】
一方、建材と、建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材に光触媒薄膜を形成した先行例としては、例えば、特開平８−３０２８５６号があり、シーリング材自身を分解、改質することが無いように、シーリング材に接する部位を除き、その近傍表面に光触媒をコーティングすることで、シーリング材の水密性、気密性を劣化させることが無い建築材料とすることが提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建材と、建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材では、使用中にシリコーンシーリング材中のジメチルシリコーン類の揮発や溶出が生じる。従って、ＷＯ９６／２９３７５号の提案を実現すべく、建材表面に単に光触媒層のみを形成した場合、使用中に徐々にこのジメチルシリコーン類が光触媒層へと流下又は拡散し、ジメチルシリコーンのメチル基が酸化分解され生成したシラノールと、光触媒を構成する酸化チタン等の金属酸化物が結合して撥水表面に変化してしまう。そのために、長期に亘り降雨を受ける都度、大気中の疎水性物質を主成分とする汚染物質が洗い流され、表面が自己浄化される機能を維持していくことができなかった。
【０００５】
また、特開平８−３０２８５６号の構成にしたとしても、ジメチルシリコーン類の光触媒層への単位時間当りの流下量又は拡散量を劇的に変化させることはできなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、長期に亘り建材表面に雨筋汚れ等の汚れが付着しにくく、付着しても降雨や水洗により容易に除去可能な外装材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、シリコーンシーリング材に起因する撥水汚染が水を介して近傍に広がることを見出し、この発見を契機に本発明に至った。
以下に詳述する。降雨の水は重力により、シーリング材の近傍に水が長時間にわたり滞留する。特に、光触媒層の場合、シーリング材から染み出たジメチルシリコーン類が滞留した水に移行し、さらに、親水化して水ぬれ性が高まった（表面エネルギーが高くなった）光触媒層の拡張ぬれにより、撥水成分であるジメチルシリコーン類が水を介して連続的にぬれ広がってゆく。それにより広域の光触媒層が撥水化してしまうのである。
すなわち、シーリング材中のジメチルシリコーン類を建材表面（光触媒膜）上に存在しないようにすれば、長期に亘り建材表面に雨筋汚れ等の汚れが付着しにくく、付着しても降雨や水洗により容易に除去可能な外装材を提供することができる。建材表面に拡散したシリコーンシーリング材中のジメチルシリコーン類のシラノール基とアルコール類、カルボン酸類、フェノール類、ケトン類などの水酸基が反応して吸着されることは一般的によく知られているが、光触媒膜中に残り、建材表面に拡散したシリコーンシーリング材中のジメチルシリコーン類のシラノール基と反応する水酸基を持つものは１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤である。詳細は不明であるが、シーリング材中のジメチルシリコーン類シラノール基が１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤の水酸基と反応し、反応により生成した反応物が降雨や洗浄時に存在する水とともに流出するために建材表面の撥水汚染が防止可能と考えられる。
【０００８】
本発明では、上記課題を解決すべく、建材と、該建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、
前記建材の表面には、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤が固定されている層が形成されており、前記シーリング材表面には溶出防止層が形成されていることを特徴とする外装材を提供する。
上記のような、建材の表面には、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤が固定されている層が形成され、ジメチルシリコーンの揮発や溶出に由来する撥水汚れを完全ではないまでも半分以下に抑えることができる。
さらに、シリコーンシーリング材を被覆する溶出防止層を形成することで４分の１以下に抑えることができる。
上記のように光触媒層表面への撥水汚染の拡散を低減することができ、その結果、長期に亘り建材表面に雨筋汚れ等の汚れが付着しにくく、付着しても降雨や水洗により容易に除去可能な外装材を提供することが可能となる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記の１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤をグリセリンであるようにする。
【００１０】
本発明による建材表面に光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤を形成する方法は適宜選択されてよいが、例えば、光触媒、結着剤、１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤、溶剤を混合したものを建材表面にスプレーコート法、ディップコート法、フローコート法、スピンコート法、ロールコート法、刷毛塗り、スポンジ塗り等にて形成する方法や光触媒、結着剤、溶剤を混合したものを建材表面に前記塗布方法を用いて形成した後に、１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤、溶剤を混合したものを形成した表面に前記塗布方法を用いてにて形成する方法が好適に利用できる。
【発明の実施の形態】
【００１１】
本発明の外装材とは、雨にさらされる屋外で使用され、シーリング材が建材とともに併用されるものであれば、どのような構造でも適用可能であり、外装材の表面を伝わる雨水がシーリング材に触れるように配置された構造の場合に好適である。建物の壁、屋根を構成するパネルやガラス、カメラケースやセンサーカバーなどの機器を防水するためのケース類などが挙げられる。
【００１２】
本発明のシーリング材は、シリコーンポリマーを主成分としたもので、適度の柔軟性と強度を有するもので、従来から汚れで問題となっているシリコーン系シーリング材である。シリコーンシーリング材は色々な種類があり、湿気で硬化する一成分形、触媒と反応させる二成分形などがある。また、硬化機構により、オキシム型、アミノキシ型、アルコール型、酢酸型などがある。
【００１３】
本発明の光触媒は、光触媒作用を有する半導体であればいずれも使用可能であり、例えばＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＳｎＯ２が挙げられる。また、粒子状のもの、前駆体を結晶化させたものなど、形態は使用条件によって選択することができる。
また、シリカ皮膜を形成可能なシリカ皮膜前駆体を含んでなることも可能である。シリカ皮膜を形成可能なシリカ皮膜前駆体の好ましい例としては一般式ＳｉＸ４（式中、Ｘはアルコキシ基またはハロゲン原子である。）で表される四官能加水分解性シラン誘導体が挙げられる。上記四官能加水分解性シラン誘導体の好ましい具体例としては、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、ジエトキシジメトキシシラン、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、ジメトキシジエトキシシラン、上記四官能加水分解性シラン誘導体の部分加水分解物および脱水縮重合物などが挙げられる。
【００１４】
また、本発明の１分子中に水酸基を３個以上持つシリコーン付着防止剤とは、１分子中に水酸基を３個以上持つシリコーン付着防止剤であればいずれも使用可能であり、例えば、グリセリン、ジグセリン、ポリグリセリン、フィンタントリオールなどが挙げられる。価格、入手のしやすさからグリセリンが好適である。
光触媒と水酸基を３個以上含む溶剤の組成比は光触媒と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤の組成比が光触媒１００重量部に対して１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤が０．１重量部以上２００重量部以下であることが好適である。より好ましくは０．５重量部から１５０重量部であり、より好ましくは１．０重量部から１００重量部の範囲である。
０．１重量部より少ない場合は撥水汚染を防止することができなくなり、２００重量部より多い場合には親水性能が著しく低下する。
【００１５】
また、本発明のシーリング材に形成する溶出防止層とは、撥水汚染の原因であるジメチルシリコーン類の染み出しを防止する層であって、その防止効果は、完全である方が望ましいが、作業性やコストなどを加味して選択すれば良い。例えば、フッ素系、シリコーン系、変性シリコーン系、ポリサルファイド系の樹脂塗膜が使用され、信越化学製シリコーン系コーティング材Ｓコート５８、横浜ゴム株式会社製ハマタイトＶＹ−５２などが挙げられる。
通常１回のコーティングで充分な防止効果を発揮することが可能であるが、さらに効果を期待する場合には２回以上のコーティングを行なうことも可能であり、作業性やコストなどを加味して選択すれば良い。
また、光触媒膜のコーティングは、外装部材を建築現場などの屋外において塗工することもできるし、あらかじめ工場で加工したものを建築現場や設置場所に持ち込むこともできる。
【００１６】
本発明の一態様においては、建材表面に光触媒層と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤を固定する工程と、シリコーンシーリング材に溶出防止層を形成する工程とを具備してなることを特徴とする外装材の製造方法を提供する。
建材表面に光触媒層と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤を固定する方法は適宜選択されて良いが、例えば、スプレーコート法、ディップコート法、フローコート法、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法が好適に利用できる。
シリコーンシーリング材に溶出防止層を形成する方法は適宜選択されて良いが、例えば、スプレーコート法、ロールコート法、刷毛塗り、スポンジ塗り等の方法が好適に利用できる。
建材表面に光触媒層と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤を固定する工程と、シリコーンシーリング材に溶出防止層を形成する工程の順序についても適宜選択されて良い。
【００１７】
本発明の一態様においては、建材と、該建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材を製造するコーティング組成物であって、光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも含まれていることを特徴とする外装材製造用のコーティング組成物を提供する。
外装材製造用のコーティング組成物は光触媒粒子と１分子中に水酸基を３個以上含むシリコーン付着防止剤とが少なくとも含まれていれば、他の構成要素や添加量は作業性、コストなどを加味して選択すればよく、塗装性を向上させるための溶剤、水、界面活性剤、レベリング剤も適宜添加することが可能である。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例及び、比較例、試験例を示し、発明の効果について、さらに具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
テストピースの作製
厚さ５ｍｍ、５０ｃｍ角のフロートガラスを洗浄し、四辺に厚さ５ｍｍ幅１０ｍｍにシリコーンシーリング材（東芝ＧＥ製トスシールｓｐ１０、ニューグレイ、脱アミノキシ型）を塗布する。塗布してから４ヶ月経過したものを、ガラス洗浄用の酸化セリウムを使い、水ぬれ性が良くなるまでガラス表面をきれいに研磨洗浄し、試験に供した。
【００１９】
実曝露の比較試験
南向きに斜め４５°に傾斜させてテストピースを固定し、天然暴露をした。３日おきに、テストピース面に散水し、その時に水滴が付着した部位がシーリング材に起因して撥水汚染を受けた部位であると判断した。さらに、シーリング材端からの距離を測定し、９日後にその長さ（疎水部位）の比較を行い、その長さが短いほどシーリング材の汚染が低減されたと判断した。
【００２０】
コーティング剤の調整
光触媒コーティング剤Ａ
光触媒には、Ｘ線結晶子径７ｎｍ、粒子径約１０ｎｍのアナターゼ微粒子を分散させたＴｉＯ２ゾルを用い、バインダーにはアルキルシリケートの部分縮重合物を用いた。それらをチタニアとシリケートのＳｉＯ２換算の重量比が、６５：３５になるように混合した。その後、固形分濃度が０．２％になるように、ノルマルプロピルアルコールと、プロピレングリコールモノメチルエーテルと、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルとグリセリンの混合溶剤で希釈調整したものを光触媒コーティング剤Ａとした。この時のグリセリンの添加量は重量比でチタニア６５重量部に対して、２０重量部となるようにした。
光触媒コーティング剤Ｂ
光触媒には、Ｘ線結晶子径７ｎｍ、粒子径約１０ｎｍのアナターゼ微粒子を分散させたＴｉＯ２ゾルを用い、バインダーにはアルキルシリケートの部分縮重合物を用いた。それらをチタニアとシリケートのＳｉＯ２換算の重量比が、６５：３５になるように混合した。その後、固形分濃度が０．２％になるように、ノルマルプロピルアルコールと、プロピレングリコールモノメチルエーテルと、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルの混合溶剤で希釈調整したものを光触媒コーティング剤Ｂとした。
【００２１】
（実施例１）　　光触媒コーティング剤Ａをコーティング
前記のガラスパネルを南向きに斜め４５°に傾斜させて固定し、前記の光触媒コーティング剤Ａをローラーに含浸させ、ローラーが回転しないように縦、横に、何度も移動させて、ガラス面に塗布した。
【００２２】
（実施例２）　　光触媒コーティング剤Ａをコーティングし、シーリング材表面に溶出防止剤を塗布
光触媒のコーティングは実施例１と同様に行った後、シーリング材の表面に信越化学工業製、Ｓコート５８をハケを使って塗布した。
【００２３】
（比較例１）光触媒コーティング剤Ｂをコーティング
光触媒のコーティングは実施例１と同様に行った。
【００２４】
実施例１〜２、比較例１のテストピースについて、前記した撥水汚染性の実曝露試験を同時に実施した。表１のとおり、比較例よりも、実施例１、２は疎水部の長さは短く、汚染を低減していることが確認できた。
【００２５】
【表１】
2004044190.tif 000002
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、建材周辺部に配設されたシリコーンシーリング材とを具備してなる外装材であって、長期に亘り建材表面に雨筋汚れ等の汚れが付着しにくく、付着しても降雨や水洗により容易に除去可能な外装材を提供することが可能となる。