(57)【要約】【課題】従来の有機樹脂系ビヒクル、オルガノアルコオキシシラン系ビヒクル及び熱硬化型水ガラスビヒクルとは異なり、室温で硬化して耐水性を持つ多孔性の安定した厚膜の皮膜を形成し、且つこの皮膜には酸化チタンなどの酸化分解機能を持つ光酸化触媒化合物或いは銀錯化合物などの抗菌剤をその機能を低減させることなく効率よく分散させることができる無機質系ビヒクル組成物とこれを利用した塗料を提供することを目的とする。【解決手段】水溶性オルガノアルコキシシラン系ビヒクルと低濃度の水ガラスビヒクルをフルオロシラン金属塩の存在下で反応させて得られた無機質系ビヒクル組成物と、この無機質系ビヒクル組成物に超微粒子からなる光酸化触媒酸化チタン、銀錯化合物及び有効な顔料などを添加することにより表面の強力な酸化機能によりシックハウス症対策の抗菌、消臭等の高機能を有する無機塗料。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする無機質系常温硬化ビヒクル組成物。
【請求項２】
第４級アンモニウム化合物で修飾された水溶性オルガノアルコキシシランと水ガラスＭ２Ｏ・ｎＳｉＯ２  （Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｎ＋Ｒ４  ｎ＝２〜４）の反応により得られたオルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする請求項１記載のビヒクル組成物。
【請求項３】
第４級アンモニウム化合物で修飾された水溶性オルガノアルコキシシランと適当な濃度からなる水ガラスＭ２Ｏ・ｎＳｉＯ２  （Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｎ＋Ｒ４  ｎ＝２〜４）をジアリルジメチルアンモニウム塩ポリマー及びフルオロシラン金属塩の存在下で反応させて得られたオルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする請求項２記載の無機質系常温硬化ビヒクル組成物。
【請求項４】
請求項１〜３記載の何れかをビヒクル組成物とする常温硬化無機塗料。
【請求項５】
光酸化触媒作用を有するチタン化合物、抗菌作用を有する銀化合物の１種又は２種以上を配合した請求項４記載の常温硬化無機塗料。
【請求項６】
硬化促進剤として亜鉛、アルミニウム、鉄及び金属粉末の１種又は２種以上を使用時に加える請求項４記載の常温硬化無機塗料。
【請求項７】
抗菌性能、消臭性能、防汚性能、シックハウス症原因物質の酸化分解性能を有するコーティング剤乃至塗料として使用する請求項５記載の常温硬化無機塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐水性を持つ多孔性の安定し、且つ厚膜の皮膜を形成することができる無機質系常温硬化ビヒクル組成物とこれを利用した抗菌、消臭、防汚機能、及びシックハウス症原因物質となるホルマリン等の有害物質を分解する機能を有する常温硬化無機塗料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水ガラスを利用した無機質塗料は熱硬化型、化学硬化剤処理型、ケイ化物、金属酸化物、ポリリン酸、金属粉などの硬化剤添加型塗料に関する特許が数多く知られている（特開昭47-42927号公報、特開昭48-34935号公報、特開昭49-16690号公報、特開昭50151221号公報、特開昭50-2031号公報、特公昭50-25482号公報、特開2000-109723、特開2001-240773、U.S.P3,454,410、Brt1,342,346)。
【０００３】
一方、オルガノアルコキシシランの加水分解塗膜を利用する変性オルガノアルコキシシランビヒクルが数多く開発されている（例えば、特開平2-264074号公報）。
【特許文献１】特開昭47-42927号公報、特開昭48-34935号公報、特開昭49-16690号公報、特開昭50151221号公報、特開昭50-2031号公報、特公昭50-25482号公報、特開2000-109723、特開2001-240773、U.S.P3,454,410、Brt1,342,346、特開平2-264074号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、水ガラス系塗料は、新規な無公害塗料を実現させる可能性を有しながら、耐水性、室温硬化性（15〜30℃）、白化現象などの本質的欠点がある。
【０００５】
水ガラス系塗料の室温硬化が困難であることの主な原因はアルカリイオンのケイ酸縮合妨害作用によるものであるが、このため水ガラス系塗料の現在実用化されているものは、熱処理及び硬化剤硬化処理が主流である。
【０００６】
しかし、これら熱処理及び硬化剤硬化処理によるものは日常的に使用する一般的な塗料としては不適当であり、例えば硬化剤使用によるものはポットライフが非常に短くなり、且つ表面の均一硬化による均一面を得ることは非常に困難である。
【０００７】
一方、オルガノアルコキシシランで代表される有機系シリコンビヒクルを使用した塗料は硬化時間が長く、また厚膜形成塗布が非常に難しく、且つ高価であるため一般に普及し難いという欠点がある。
【０００８】
また、この欠点を補うためアクリル樹脂などで変成させて造膜及び接着性を改善した混合ビヒクルが開発されているが、この場合表面がアクリル樹脂等の有機樹脂により密に塗布されてしまうため、有効成分の機能性が半減されてしまい、例えば酸化チタン等の強力な酸化作用を有する光酸化触媒或いは銀錯化合物のような抗菌剤と共用することは殆ど不可能である。
【０００９】
そこで本発明の目的は、耐水性を持つ多孔性の安定し、且つ厚膜の皮膜を形成することができる無機質系ビヒクル組成物とこれを利用した塗料を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、酸化チタンなどの酸化分解機能を持つ光酸化触媒化合物或いは銀錯化合物などの抗菌剤をその機能を低減させることなく効率よく分散させることができる無機質系ビヒクル組成物とこれを利用した塗料を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、室温で硬化が進行して不燃且つ無臭、低公害の塗膜を形成する無機質系ビヒクル組成物とこれを利用した塗料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は以上の目的を達成するために、オルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする無機質系常温硬化ビヒクル組成物とこれを利用した無機塗料を提案するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るオルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする無機質系ビヒクル組成物は耐水性を持つ多孔性の安定し、且つ厚膜の皮膜を形成することができ、且つ室温で硬化が進行して不燃且つ無臭、低公害の塗膜を形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るオルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする無機質系ビヒクル組成物では、酸化チタンなどの酸化分解機能を持つ光酸化触媒化合物或いは銀錯化合物などの抗菌剤をその機能を低減させることなく効率よく分散させることができ、したがって本発明では従来の有機塗膜及びシリコン単独では得られなかった抗菌、消臭、光分解性能を有する機能性の高い無機塗料を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るオルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体を主成分とする無機質系ビヒクル組成物は、例えば第４級アンモニウム化合物で修飾された水溶性オルガノアルコキシシランと水ガラスＭ２Ｏ・ｎＳｉＯ２  （Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｎ＋Ｒ４  ｎ＝２〜４）の反応により得ることができる。
【００１６】
更に、具体的には第４級アンモニウム化合物で修飾された水溶性オルガノアルコキシシランと適当な濃度からなる水ガラスＭ２Ｏ・ｎＳｉＯ２  （Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｎ＋Ｒ４  ｎ＝２〜４）をジアリルジメチルアンモニウム塩ポリマー及びフルオロシラン金属塩の存在下で反応させることより得られる。
【００１７】
ここで、使用するケイ酸塩Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２  （Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｎ＋Ｒ４  ｎ＝２〜４）の水溶液としては、リン酸及びリン酸塩、明礬又は金属塩、例えば亜鉛、アルミニウム、鉄、ジルコニウムなどの塩化物、硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩などで変性された変性水ガラスビヒクルを使用することができる。
【００１８】
本発明はケイ酸塩及び変性されたケイ酸塩と水溶性オルガノアルコオキシシランの複合体が水分の蒸発時にたやすく重合縮合して安定な多孔性を有するシリコン−ガラス複合塗膜を形成する複合ビヒクルを得るものである。
【００１９】
本発明による複合体ビヒクルは塗布後、水分の蒸発により縮合を開始し、安定な皮膜を形成するが、この皮膜はケイ酸塩及びシリコン単独の皮膜とは異なり、耐水性を持つ多孔性の安定な皮膜を形成する。
【００２０】
なお、以上の反応の一例は反応式により示すことができる。
【化１】
2005068287.tif 000002
【００２１】
また、以上のように形成された皮膜には酸化チタンなどの酸化分解機能を持つ光酸化触媒化合物或いは銀錯化合物などの抗菌剤をその機能を低減させることなく効率よく安定して分散させることができ、したがって本発明では表面の強力な酸化作用により抗菌、消毒、光分解作用及び暗所においても酸化機能を有する塗料が得られる。
【００２２】
本発明において使用できる光酸化触媒化合物としては、市販されている酸化チタン超微粉末、コロイド酸化チタンなど光酸化作用を持つチタン化合物等を挙げることができる。
【００２３】
また、本発明において使用できる銀錯化合物としては、ヨードイオン有機酸修飾銀錯塩（Ag＋１I２Q２、Ｑ：有機酸）等のヨウ化物及び有機酸で修飾合成された水溶性銀錯化合物又はアンモニウム塩でイオン交換されたアンモニウム置換ゼオライトに銀の塩(AgNO３など）を作用させてAg１価イオンを固定したアンモニウムゼオライト銀錯化合物等を挙げることができる。
【００２４】
更に、本発明ではこの他に以上のビヒクル組成物にタルク、ホウ酸化合物、リン酸化合物、珪藻土、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸化合物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、トルマリン、ステアリン酸塩からなる顔料の１種又は２種以上を加えて常温硬化無機塗料とすることもできる。
【００２５】
この場合得られた複合体ビヒクルに対する上記化合物の好ましい配合割合は重量％で30〜90%である。
【００２６】
なお、本発明に係る無機塗料は常温硬化型であるが、使用時に硬化促進剤として亜鉛、アルミニウム、鉄及び金属粉末の１種又は２種以上を加えるようにしてもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、これは本発明の一実施例を示すものであり、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
水溶性オルガノアルコキシシラン（例えば、シリコン置換ジメチルシリコーン（［SiMe２O]ｎ-［N＋R ４］ｍ ）にヘキサフルオロ亜鉛30%溶液を重量で２：１で反応させて黄色の液体を得る。
【００２８】
一方、第４級アミンケイ酸塩１部にアンモニウム明礬1%溶液を加えて60 ℃で２時間加熱反応させた変性水ガラスにジアリルジメチルアンモニウムを重量比で10%加えて粘凋な液体を得た。これらを重量比で１：１で混合してオルガノアルコキシシラン−水ガラスビヒクルを得た。
【００２９】
実施例２
水溶性オルガノアルコキシシランにヘキサフルオロアンチモン30%溶液を重量比で３：２で反応させて淡黄色の液体を得る。
【００３０】
一方、４号水ガラス１部にアンモニウム明礬1%溶液を加え70℃で２時間加熱反応させた変性水ガラスにジアリルジメチルアンモニウムを重量比で10%加え粘凋な液体を得た。
【００３１】
これらを重量比で１：１で混合しオルガノアルコキシシラン−水ガラスビヒクルを得た。
【００３２】
実施例３
実施例１の複合体ビヒクルに下記表１に表す組成をもつ塗料を作り、モルタル試片に塗り、12時間乾燥した後、耐水、耐薬品テストを行った。
【００３３】
【表１】
2005068287.tif 000003
【００３４】
試験結果を下記表２に示した。この試験結果により本発明に係わる塗料の機械的強度、耐水、耐薬品性能に何ら問題がないことが判る。
【００３５】
【表２】
2005068287.tif 000004
【００３６】
実施例４
実施例２の複合体ビヒクルで実施例４の組成の塗料を作り、ガラス板に塗布して有機物の分解能の一例としてエタノール及びメチルメルカプタンに対する光酸化能テスト及び抗菌テストを行った。塗布後硬化時間を12時間とした。その試験結果を下記表３、表４、表５に示す。
【００３７】
【表３】
2005068287.tif 000005
【００３８】
ガス体積：３０００ｍl
ガス濃度：10ppm
光源：4-0Wブラックライト
紫外線強度：1.0mW/cm２
濃度測定：ガス検知管
【００３９】
【表４】
2005068287.tif 000006
【００４０】
ガス体積：１L
ガス濃度：50ppm
光源：4-0Wブラックライト
紫外線強度：1mW/cm２
濃度測定：ガス検知管
【００４１】
【表５】
2005068287.tif 000007
【００４２】
実施例５
実施例３の塗料をガラス板に塗布して消臭効果を確認する一例としてアンモニアの分解能テストを行った。その条件及び結果を下記表６に示す。
【００４３】
【表６】
2005068287.tif 000008
【００４４】
評価条件
ガス／濃度：
アンモニアガス      ／1,000ppm
容器      ：３Ｌにおい袋
照射強度  ：1mW/cm２（株式会社トプコン製UVR-2）
測定      ：アンモニアガス    ／ガステック検知管  3M,3La,3L
空試験    ：ガス単独にて試験
【００４５】
実施例６
実施例３の塗料を実際に病室の天井、壁に塗装して生菌数の変化を調べた結果を下記表７に示した。
【００４６】
【表７】
2005068287.tif 000009
【００４７】
この試験結果より本発明に係る塗料が優れた持続する光酸化能と抗菌性及び銀錯体の添加により光の当たらない場所においても強力な酸化殺菌性をもつことが判る。
【００４８】
以上の実施例の結果より、オルガノアルコキシシラン−水ガラス複合体ビヒクルを用いて光酸化触媒酸化チタンと銀錯化合物を含有させた塗料を実現することにより有機塗膜及びシリコン単独では得られなかった抗菌、消臭、光分解性能を有する機能性の高い無機塗料を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、一般建築物、トンネル、貯水池、浄水場、空気浄化装置に使用される抗菌、防汚機能及びシックハウス症原因物質となるホルマリン等の有害物質を分解する機能を有する常温硬化無機塗料として利用できる。