(57)【要約】【課題】貯蔵安定性に優れた噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液およびポリシラザンコーティング方法を提供すること。【解決手段】圧縮ガスまたは液化ガスを封入した噴射式密閉容器内にポリシラザン含有溶液を充填した噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液であって、該噴射式密閉容器内に、脱水剤を共存させた。脱水剤は、合成ゼオライトと粘土鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘土鉱物の焼成混合物の何れかとすることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスまたは液化ガスを封入した噴射式密閉容器内にポリシラザン含有溶液を充填した噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液であって、
該噴射式密閉容器内に脱水剤を共存させたことを特徴とする
噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液。
【請求項２】
脱水剤が、合成ゼオライトと粘度鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘度鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液。
【請求項３】
請求項１または２記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を基材に噴霧することを特徴とするポリシラザンコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液およびポリシラザンコーティング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリカ、窒化珪素、酸窒化珪素の前駆体ポリマーであるポリシラザンを用いたポリシラザンーティングは、塗膜やゴム、樹脂、アルミなど様々な素材に対して優れた密着性を示し、また、常温で瞬間硬化するという特性を有するため、幅広い用途に応用できる技術として注目されている。
【０００３】
従来、このようなポリシラザンの塗布方法としては、浸漬、ロールコーティング、バーコーティング、刷毛塗り、スプレーコーティング、フローコーティング等の方法が採用されてきた。
【０００４】
これらの塗布方法では、ポリシラザンは通常、有機溶媒で希釈した溶液として使用されるが、ポリシラザン自体は空気等の酸化性雰囲気中では酸化や加水分解を起こし凝固し易いため、塗布するまではその取扱いに注意する必要がある。
【０００５】
このようなポリシラザンの性質を考慮すると、上記塗布方法の中ではスプレーコーティングが比較的取り扱い易く、塗布性も良いので、良好な被膜が得られ易く、例えば、特許文献１には、ポリシラザン含有溶液及び圧縮窒素ガスが封入された密閉容器と、この容器内の底部から上部に亘って設けられた、ポリシラザン含有溶液の噴射手段とを備えたポリシラザンのスプレーコーティング装置が開示され、当該装置の使用により、非酸化性雰囲気中での溶液の移し替え、装置のセッティング、溶液流路内からの空気の追い出し、溶液流路内の溶液の除去等の煩わしい作業を伴うことなく、通常の塗料用エアゾールスプレー缶と同様に、簡便且つ経済的なスプレーコーティングが可能となることが記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の技術はじめ、他の従来技術では、スプレーコーティング装置内におけるポリシラザンの貯蔵安定性に欠け、スプレーコーティング装置内でポリシラザンが徐々に固化して使用不可能となるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−５７７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は前記の問題を解決し、貯蔵安定性に優れた噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液およびポリシラザンコーティング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液は、圧縮ガスまたは液化ガスを封入した噴射式密閉容器内にポリシラザン含有溶液を充填した噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液であって、該噴射式密閉容器内に脱水剤を共存させたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液において、脱水剤が、合成ゼオライトと粘度鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘度鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３記載のポリシラザンコーティング方法は、請求項１または２記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を基材に噴霧することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
他の従来技術では、スプレーコーティング装置内でポリシラザンが徐々に固化して使用不可能となっていた。該ポリシラザンの固化は、スプレーコーティング装置内に残存する水分より、ポリシラザンが二酸化ケイ素とアンモニアと水素に分解することにより生じるものである。エアゾール缶のような密閉容器内では、単純に水分を圧縮窒素ガスによって空気と置換することや、水分を圧縮窒素ガスで排出することは周知技術であるが、本件発明は、当該周知技術のみでは回避できなかったスプレーコーティング装置内におけるポリシラザンの固化を、圧縮ガスまたは液化ガスを封入したエアゾール用スプレー缶内に脱水剤を共存させる構成によって回避可能としている。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
【００１４】
本発明の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液は、圧縮ガスまたは液化ガスを封入したエアゾール用スプレー缶内に、ポリシラザンを密閉収容し、該スプレー缶内に脱水剤を共存させたものである。
【００１５】
ポリシラザンは-(SiH2NH)-を基本ユニットとする有機溶剤に可溶な無機ポリマーで、正式名称を、パーヒドロポリシラザン（PHPS=側鎖全部が水素のポリシラザン）という。PHPSの有機溶媒溶液を塗布液として用いて、大気中または水蒸気含有雰囲気で焼成することにより、水分や酸素と反応し、４５０℃程度で緻密な高純度シリカ（アモルファスSiO2）膜が得られる。この特性を生かし、塗布型の高純度シリカコーティング材として実用化された。その後、脱水素、酸触媒であるPd化合物を添加することによって、シリカへの転化温度（セラミック化の温度）が２５０℃程度にまで低減可能となった。石英化させるための焼成温度は、一般的に低ければ低いほど、取り扱いや加工が容易になり幅広い基材に施工できるため、焼成温度の低温化技術が各種開発されている。現在では水分との反応を促進させるアミン系触媒を少量添加することによって、常温で高純度シリカ膜に転化することができる技術も開発されている。本発明は、これらのうち、特に、常温シリカ転化タイプのポリシラザンに適した噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液である。
【００１６】
常温シリカ転化タイプのポリシラザンは、下記[化１]の反応により、常温で速やかに緻密なシリカ(SiO2)へと転化する。
【化１】
2012184378.tif 000002
【００１７】
ポリシラザン自体は、分子量及び分子構造に応じて異なる粘度を有する液体又は固体であるから、特に低粘度液体の場合はそのままエアゾール用スプレー缶内に充填してもよいが、特に高粘度液体の場合は、塗布性や塗膜の厚さを制御するため、キシレン（ｏ−又はｍ−キシレン）、シクロヘキサン、シクロヘキセン等の炭化水素系溶剤；ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤等の各種有機溶剤で希釈して溶液として使用するのが好ましい。固体の場合は、そのままでは塗布できないので、有機溶剤で希釈して溶液として使用する必要がある。なお、パーヒドロポリシラザンは、<Si-H、N-H、Si-N>結合のみから構成される完全無機なポリマーであって、OH（水酸基）を持つ物質と反応し加水分解されるため、溶媒を使用する場合には、主にキシレン、ミネラルターペン等、高沸点芳香族系溶媒を使用することが好ましく、基材とのマッチングや用途、目的、施工環境等により最適な溶媒を選択することが好ましい。
【００１８】
エアゾール用スプレー缶内の水分を排除する目的で、圧縮ガスまたは液化ガスを封入したエアゾール用スプレー缶内を使用することは周知技術であるが、圧縮ガスまたは液化ガスの封入のみでは、エアゾール用スプレー缶内に存在する水分や圧縮窒素ガス中に含まれる水分を「完全」に除去することができず、従来、これによりポリシラザンが化学反応を起こし二酸化ケイ素とアンモニアと水素に分解して、密閉容器内で固化してしまう問題があった。本発明では、圧縮ガスまたは液化ガスを封入したエアゾール用スプレー缶内に脱水剤を共存させる構成によって当該問題を回避可能としている。
【００１９】
液化ガスとしては、公知のジメチルエーテル、ＬＰガス等を単独又は混合して使用することができるが、特にポリシラザンの溶解性、霧化性の点から、ジメチルエーテルが好適である。上記噴射剤の使用量は、ポリシラザンに対して、体積比で０．１〜９９．９％とするのが好適である。
【００２０】
液化ガスと共に、あるいは液化ガスに変えて、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの圧縮ガスを封入することも可能である。
【００２１】
脱水剤としては、合成ゼオライトと粘度鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘度鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかを使用することが好ましい。これらの脱水剤は金属カチオンにより、極性分子である水分子を化学的に吸着する特性を有するため、スプレー缶内に混入した水分をきっかけにポリシラザンが化学分解する現象を効果的に抑制し、塗料が短期間に硬化して使用不可能となる問題を効果的に回避することができる。
【００２２】
上記脱水剤の使用量は、ポリシラザンの質量に対して、質量比で１〜２０％とするのが好適である。１質量％に満たない場合には、脱水効果が発揮できず好ましくない。一方、脱水効果は２０質量％でほぼ飽和状態となるため、２０質量％超える使用は好ましくない。
【００２３】
上記各成分をエアゾール容器に充填する際には水分が混入しないよう作業することが望ましい。水の混入量は約７５０ＰＰＭ以下、好ましくは５００ＰＰＭ以下となるように制御することが望ましい。該水分混入の制御は、上述の脱水剤の配合以外に、塗料中の各使用原料を予め脱水処理するなどして行なえる。
【００２４】
上記の本発明の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液によれば、スプレー缶の噴霧という簡便な手段によって、耐久性・耐候性・親水性・密着性に優れた、無色透明の強靭なコーティング膜を形成することができる。このため、該噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液は、自動車ボディやホイール、建築物外壁、住宅水まわり、各種建材などの防汚コーティング(保護コーティング、親水性コーティング)、防蝕コーティング、耐熱コーティング、ハードコーティングなど広範な用途において、好適に使用することができる。例えば、本発明の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液により基材表面にプライマーコート層として施工し、その表面にフッ素樹脂被膜を積層することにより、極めて安定した、高密着性のフッ素樹脂コーティングをすることが可能となる。
【００２５】
また、上記の本発明の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液は、エアゾール用スプレー缶内での貯蔵安定性に優れるため、必要量を使用後、スプレー缶内に残った使い残しのポリシラザン溶液を硬化させることなく繰り返し使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例・比較例により本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００２７】
（実施例１）
ポリシラザン溶液として「有限会社  新昭和コート」のプライマーコート「ＰＣ−Ｃ」を使用し、脱水剤としては、モレキュラーシーブ（ユニオン昭和株式会社製  ４ＡＸＨ−５  ４×８  ）を使用した。なお、該脱水剤の添加量はポリシラザン溶液に対して２重量％とした。これらを、液化ガス（容器内体積比で５０％のジメチルエーテル）を封入したエアゾール用スプレー缶内に充填して、実施例１の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を作成した。
【００２８】
ここで、モレキュラーシーブとは、天然に産出するゼオライトの特異な吸着特性に着目した合成ゼオライトである。モレキュラーシーブは、合成結晶アルミノシリケートの含水金属塩からなり、この金属塩がもつ結晶水を加熱脱離除去すると、結晶水の取り除かれた跡に空洞が残り、この空洞の内壁に被吸着分子を吸着することにより脱水機能を奏するものである。これらの被吸着分子がこの空洞に入り込むためには、表面からつながっている均一な細孔を通過する必要があるが、モレキュラーシーブはこの細孔の孔が非常に均一であるため、分子レベルの篩の役目をし、これを通過し得る分子だけが、空洞の内壁に到達して吸着されることを特徴とする。なお、モレキュラーシーブは、結晶性ゼオライトで一般式は次の化学式で示され、下記の金属カチオンにより、極性分子である水分子を強力に化学吸着する特性を有する。
【化２】
2012184378.tif 000003
【００２９】
本実施例において使用したモレキュラーシーブ（ユニオン昭和株式会社製  ４ＡＸＨ−５  ４×８  ）は、次の化学式で示さる。
【化３】
2012184378.tif 000004
【００３０】
（実施例２）
ポリシラザン溶液として「有限会社  新昭和コート」のプライマーコート「ＰＣ−Ｃ」を使用し、脱水剤としては、生石灰を使用した。なお、該生石灰の添加量はポリシラザン溶液に対して１重量とした。これらを、圧縮ガス（容器内体積比で２０％の窒素ガス）を封入したエアゾール用スプレー缶内に充填して、実施例２の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を作成した。
【００３１】
（実施例３）
ポリシラザン溶液として「有限会社  新昭和コート」のプライマーコート「ＰＣ−Ｂ」を使用し、脱水剤としては、市販のシリカゲルを使用した。なお、該シリカゲルの添加量はポリシラザン溶液に対して５重量％とした。これらを、圧縮ガス（容器内体積比で６０％のＬＰＧ）を封入したエアゾール用スプレー缶内に充填して、実施例３の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を作成した。
【００３２】
実施例１、２、３ともにエアゾール缶中のポリシラザン溶液は、少なくとも２ヶ月以上（実施例１、３では３ヶ月以上）エアゾール缶内で固化することなく、安定に貯蔵された。また、当該期間の経過後であっても、エアゾール缶内のポリシラザンは、化学的な活性も変化することなく維持しており、該期間の経過後にガラス基板上（実施例１、３）またはステンレス板上（実施例２）にポリシラザンコーティングを行い、形成された膜の硬度を評価した結果、実施例１および３は、鉛筆硬度９Ｈ以上の硬さを示し、実施例２は鉛筆硬度８Ｈ以上の硬さを示し、何れも強固な被膜が形成された。
【００３３】
（比較例１〜３）
各々、脱水剤を無添加とする以外は、上記実施例１〜３と同様の条件で、比較例１〜３の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液を作成した。
【００３４】
比較例１〜３の何れも、エアゾール缶中のポリシラザン溶液が、いずれも１週間以内で固化し、噴射が不可能となった。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
脱水剤が、合成ゼオライトと粘土鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘土鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の噴射式密閉容器入ポリシラザンコーティング液において、脱水剤が、合成ゼオライトと粘土鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘土鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかであることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
脱水剤としては、合成ゼオライトと粘土鉱物の焼成混合物、あるいは、アルミノケイ酸ナトリウムと粘土鉱物の焼成混合物の少なくとも何れかを使用することが好ましい。これらの脱水剤は金属カチオンにより、極性分子である水分子を化学的に吸着する特性を有するため、スプレー缶内に混入した水分をきっかけにポリシラザンが化学分解する現象を効果的に抑制し、塗料が短期間に硬化して使用不可能となる問題を効果的に回避することができる。