(57)【要約】【課題】 屋外曝露した場合でも長期にわたり著しく防汚性に優れた基材を提供する。 【解決手段】 表面にＯＨ基を有する防汚層をもつ防汚層付き基材であって、シリコンオイルを表面に滴下した後該基材を６０°に傾斜させてシリコンオイルを流下させ、次いで１５秒間にわたって１．５リットルの水を該基材表面に注ぎかけ、その後乾燥させたときの該シリコンオイルが流去された部分の水の接触角が４０°以下である防汚機能に優れた防汚層付き基材【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に防汚層を有する防汚層付き基材であって、シリコンオイルを表面に滴下した後該基材を６０°に傾斜させてシリコンオイルを流下させ、次いで１５秒間にわたって１．５リットルの水を該基材表面に注ぎかけ、その後乾燥させたときの該シリコンオイルが流去された部分の水の接触角が４０°以下である防汚層付き基材。 
【請求項２】
請求項１において、前記防汚層がシリカ粒子を含む吸湿層よりなることを特徴とする防汚層付き基材。
【請求項３】
請求項２において、シリカ粒子は多孔質シリカ粒子であることを特徴とする防汚層付き基材。
【請求項４】
請求項２又は３において、シリカ粒子は非晶質であることを特徴とする防汚層付き基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防汚層付き基材に関り、特にシリコン系シーリング材を用いた建築物外壁に施工された場合に長期にわたって汚れが付きにくいセルフクリーニング機能を有した防汚層付き基材に関する。 
【背景技術】
【０００２】
タイル等の基材表面に超親水性の被膜を形成すると、基材表面に水が付着したときに水が被膜表面に広がり、雨水等と共に汚れが被膜表面に広く広がって流れ落ちるようになり、基材表面に汚れが付きにくくなり、また目立ちにくくなることが知られている。 
【０００３】
かかるセルフクリーニング機能を有した超親水性被膜としては酸化チタン（ＴｉＯ2）被膜が広く用いられている。
【０００４】
特開平１０−１５８５８５号公報には、酸性コロイド状シリカ２．５〜１５重量部、アミン化合物０．１〜１５重量部、シリカやアルミナあるいはムライト等の無機充填材１０〜８０重量部、水又は親水性有機溶剤１７〜８７重量部（すべて合計で１００重量部）よりなるコーティング用組成物をセメント、コンクリート、ガラス、セラミックス等の表面に塗付し、３０〜２００℃にて加熱して塗膜を硬化させ、これによって親水性で汚れの付着しにくい塗膜を形成することが記載されている。 
【０００５】
特開平１０−３３０６４６号公報には、可溶性珪酸カリウム及び水性シリカゾルを含む塗料を鋼板に塗付し１５０〜２５０℃に加熱し、これによって親水性で耐汚染性に優れた塗膜を形成することが記載されている。 
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５８５８５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
建築物の窓にあっては、窓ガラス板と該窓ガラス板を支承する窓フレーム（サッシ）との間にシリコン系シーリング材を充填している。また、タイルの目地間隙にシリコン系シーリング材を充填することもある。
【０００８】
このようなシリコン系シーリング材を用いた外壁面に雨が当ると、シリコン系シーリング材からシリコンオイルが少しずつ溶出し、タイル表面にシリコンオイルが付着する。このシリコンオイルは有機物質との親和性が高いので、シリコンオイルがタイル表面に付着すると有機系の汚れがタイル表面に付き易くなる。また、シリコンオイルは撥水性を有するので、土塵等の無機系の汚れを含んだ水がシリコンオイル付着領域からはじかれ、該シリコンオイル付着領域の外縁に沿って流れ落ちるようになり、この外縁部分に汚れが多量に付着する。この場合、シリコンオイル付着領域ではこの無機系の汚れが少なく、その外縁領域に多量の汚れが付着するので、両者のコントラストが顕著となり、建物外壁面が著しく汚ない外観となる。 
【０００９】
本発明者が種々検討を重ねたところ、酸化チタン系の超親水性被膜はこのシリコンオイルとの親和性も高く、それ故に酸化チタン系超親水タイルを施工した建築物外面は、初期段階は光触媒による有機物分解効果が認められ、汚れ防止効果を発揮するものの、長期的には、分解効果が次第に阻害され、通常のタイルと大差がない防汚性能となってしまう。
【００１０】
また、酸化チタン系の超親水性被膜は、ＴｉＯ2の光触媒作用を利用しているため、光の当らない夜間等にあっては本来の親水性による防汚性も発揮されない。
【００１１】
特開昭１０−１５８５８５号及び同１０−３３０６４６号の塗膜は、親水性及び耐汚染性を有しているが吸湿性が殆どなく汚れ防止特性が不十分である。
【００１２】
本発明は、シリコン系シーリング材を用いた建築物外壁に施工された場合に長期にわたって汚れ防止特性に著しく優れた防汚層付き基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の防汚層付き基材は、表面に防汚層を有する防汚層付き基材であって、シリコンオイルを表面に滴下した後該基材を６０°に傾斜させてシリコンオイルを流下させ、次いで１５秒間にわたって１．５リットルの水を該基材表面に注ぎかけ、その後乾燥させたときの該シリコンオイルが流去された部分の水の接触角が４０°以下であるものである。
【００１４】
この防汚層は吸湿層よりなることが好ましい。かかる吸湿層付き基材は、吸湿層が水分を吸収することにより表面に薄い水膜が形成され、これにより汚れがきわめて付きにくくなる。
【００１５】
本発明の防汚層付き基材は、シリコンオイルが付着しにくい表面活性のものとなっており、建築物の外壁面に施工された場合、シリコンオイルの付着に起因した目立ち易い汚れの発生が抑制され、長期的に見栄えの良好な外観が得られる。
【００１６】
本発明では、このシリコンオイルの付着しにくさについて上記の通り特定の手法でシリコンオイルを防汚層付き基材表面に付着及び流去させ、次いで乾燥させた後の該シリコンオイルが流去された部分の水の接触角によって特定している。
【００１７】
周知の通り、固体表面がより親水的であれば水の接触角は小さくなり、より親油的であれば水の接触角は大きくなる。本発明では、シリコンオイルを上記の通り付着させた後、流去させ、乾燥させた場合、水の接触角が４０°以下である。
【００１８】
従って、建築物の外壁に施工され、シリコンオイル含有水が該外壁に沿って流れた場合でも、該基材表面へのシリコンオイルの付着が少なく、シリコンオイル付着に起因した汚れが少ないものとなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、屋外曝露した場合でも長期にわたり著しく防汚性に優れた基材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の防汚層付き基材は、表面に防汚層を有するものであるが、この防汚層は吸湿層よりなることが好ましく、特にこの吸湿層はシリカ粒子を含むことが好ましい。このシリカ粒子は多孔質シリカ粒子であることが好ましい。また、このシリカ粒子は非晶質シリカ粒子であることが好ましい。このシリカ粒子の粒径は５０ｎｍ以下とくに２５ｎｍ以下であることが好ましい。このシリカ粒子は親水性であるため、微細シリカ粒子を含む被膜に十分に高い吸湿性が与えられる。
【００２１】
このシリカ粒子は、吸湿層中において５０重量％以上（以下、特記しない限り％は重量％を示す。）とりわけ８５％以上存在することが好ましい。 
【００２２】
なお、シリカ粒子が多孔質であると、吸湿層の吸湿性が向上する。また、シリカ粒子が非晶質であると表面のＯＨ基がより多く存在することで吸湿性を更に高めることができる。
【００２３】
吸湿層は、シリカ粒子以外の成分として、造膜成分としての水ガラス由来の珪酸アルカリ成分を含むのが好ましい。この珪酸アルカリは吸湿層中に０．１〜５０％とくに１．０〜２０％存在することが好ましい。
【００２４】
吸湿層は、さらに、アルミニウム成分、具体的にはアルミナ、珪酸アルミ、水溶性アルミニウム化合物の１種又は２種以上を０．０１〜１％とくに０．０４〜０．９％含有していても良い。このアルミニウム成分を含むことにより、吸湿層は水ガラスの混入に伴う耐水性の低下が大幅に改善される。このアルミニウム成分は水ガラスとの反応性を高めるために、水溶性アルミニウム化合物であるか、アルミナ及び／又は珪酸アルミであれば、粒径１０μｍ以下とくに１μｍ以下の微粒子であることが好ましい。
【００２５】
この吸湿層の厚さは１０００ｎｍ以下とくに５０〜２００ｎｍが好ましい。吸湿層の厚さが１０００ｎｍを超えると被膜の剥離が発生し易くなる。なお、吸湿層が過度に薄いと、ピンホールなしに基材全体に吸湿層を形成することが難しくなる。
【００２６】
吸湿層を基材表面に形成するには、コロイダルシリカと水ガラスとを含む塗料を基材表面に塗付し、１２０℃以上に加熱すればよい。この加熱により水ガラスが硬化し塗膜が基材表面に強固に固着するようになる。
【００２７】
このコロイダルシリカは前記の通り粒径が５０ｎｍとりわけ２５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
この塗料の好ましい配合割合は次の通りである。
【００２９】
コロイダルシリカ（無水ベースに換算） ： ５０〜９９％
水ガラス（無水ベースに換算）         ：０．５〜４８．５％
アルミニウム成分                     ：０．０１〜３．５％
この塗料を基材表面に塗付するには、ロールコーターを用いた塗付、スピンコーティング、スプレー、幕掛け法などを採用することができる。塗付後は、必要に応じ乾燥した後１２０℃以上好ましくは３００〜７００℃に加熱して水ガラスを硬化させる。この際の加熱温度が１２０℃よりも低いと吸湿層の硬度及び耐水性が不足する。なお、３００〜７００℃の高温で好ましくは５〜３０ｍｉｎ加熱することにより硬度が十分に高く、しかも耐水性、吸湿性も十分に高い吸湿層が形成される。加熱温度が７００℃よりも高いと、吸湿層中のガラス成分の溶融もしくは結晶化などにより、吸湿層の吸湿性が低下するおそれがある。
【００３０】
本発明において、基材は建築物の外壁とりわけ窓の下側に施工されるタイルが好適であるが、便器、浴槽、ユニットバスの壁、洗面器、水栓金具、鏡、ガラス製品であってもよい。タイルは施釉されたものであっても良く、施釉されていないものであってもよい。
【実施例】
【００３１】
実施例１
陶磁器質タイル表面に防汚処理用塗料を塗付して本発明の防汚層（吸湿層）付き基材（タイル）を製造した。 
【００３２】
防汚処理用塗料の原料とその配合割合は次の通りである。
【００３３】
コロイダルシリカスラリー（固形分重量１０％）： １０重量部
珪酸ソーダ３号                              :１重量部
珪酸アルミニウム                            ：０．０３重量部
上記原料を均一に混合し防汚処理用塗料とした。この塗料をスプレー掛けによりタイル（４５ｍｍ×９５ｍｍ×６ｍｍ 施釉タイル）表面に塗付した。この塗付量は２ｇ／ｍ2とした。
【００３４】
この吸湿層付きタイルを水平上向きとし、図１の如く短辺中央から２０ｍｍ離隔した箇所にシリコンオイル（信越化学工業株式会社製の品番ＫＦ−９６−１００ＣＳ。分子量５０００）をスポイトにより０．０１ｇ滴下した。次いでこのタイルを図１の通り縦長に６０°傾いた姿勢とし、上辺から１０ｍｍの箇所に向けて１５秒間にわたり１．５リットルの水（２０℃）を水がはね返らないようにロートを用いて静かに注ぎかけた。
【００３５】
なお、ロートの下端の口径（直径）は１０ｍｍであり、ロートの下端は水を注ぎかける地点から鉛直上方１００ｍｍの高さに配置した。 
【００３６】
その後、このタイルを８０℃で１０ｍｉｎ乾燥させた。図１に示す位置で水の接触角を測定したところ１５°であった。
【００３７】
実施例２
防汚処理用塗料の塗布量を４ｇ／ｍ2としたこと以外は実施例１と全く同様にして吸湿層付き基材（タイル）を製造し、同様にしてシリコンオイルの滴下、流去、乾燥後の図１に示す位置でタイル表面の水の接触角を測定したところ１５°であった。 
【００３８】
比較例１
防汚処理用塗料を全く塗布しなかった実施例１のタイルについて、実施例１と全く同様にしてシリコンオイルの滴下、流去、乾燥を行い、該接触角測定位置で水の接触角を測定したところ６０°であった。
【００３９】
比較例２
防汚処理用塗料の代わりにＴｉＯ2スラリー（固形分重量１０％）を２ｇ／ｍ2塗付し、６００℃で焼成して表面に焼き付けた。防汚層をこのようにＴｉＯ2系にて構成したこと以外は実施例と全く同様にして吸湿層付き基材（タイル）を製造し、同様にしてシリコンオイルの滴下、流去、乾燥を行い、接触角測定位置で水の接触角を測定したところ４５°であった。
【００４０】
また、実施例１、２及び比較例１、２のタイルの防汚性を以下のように屋外曝露試験して評価した。
【００４１】
［防汚性能試験法］４５×９５×６ｍｍのタイル１２枚を約５ｍｍの目地間隔でフレキシブルボードに張り付け、目地部には、シリコン系のシーリングを施した。
【００４２】
このシリコン系シーリング材を目地に施した試料（フレキシブルボード）を屋外に３００日間にわたって曝露試験した。この試験期間中９０日に降雨があった。
【００４３】
３００日経過後のタイル表面の汚なさを次のＡ〜Ｄの４段階に評価した。
【００４４】
Ａ：汚れは殆ど目立たない
Ｂ：汚れが少し目立つ
Ｃ：汚れが多く目立つ
Ｄ：汚れが著しく目立ち、汚ならしいと感じられる。
【００４５】
その結果、実施例１、２はいずれもＡ評価であり、比較例１はＤ評価であり、比較例２はＣ評価であった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】シリコンオイルの付着及び流去法の説明図
【図１】
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