(57)【要約】【課題】  耐熱性の低いプラスチック材等の基材上へのコーティングを可能とした低温硬化性防曇塗料を提供する。【解決手段】  ４官能アルコキシシランの加水分解縮合物と（メタ）アクリル樹脂とグリコールと低級アルコールを含んでなる。ここで、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物２０〜４０重量部、（メタ）アクリル樹脂２０〜４０重量部、グリコール１〜１０重量部、低級アルコール１〜１０重量部、残部が水からなるものが好ましい。また、水素イオン濃度指数を８〜１０に調整するｐＨ調整剤を添加するとよい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
４官能アルコキシシランの加水分解縮合物と（メタ）アクリル樹脂とグリコールと低級アルコールを含んでなることを特徴とする低温硬化性防曇塗料。
【請求項２】
４官能アルコキシシランの加水分解縮合物２０〜４０重量部、（メタ）アクリル樹脂２０〜４０重量部、グリコール１〜１０重量部、低級アルコール１〜１０重量部、残部が水からなる請求項１に記載の低温硬化性防曇塗料。
【請求項３】
水素イオン濃度指数を８〜１０に調整するｐＨ調整剤を添加してなる請求項１又は２に記載の低温硬化性防曇塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材が耐熱性の低いプラスチック材でも使用可能な低温硬化性の防曇塗料に関する。
【背景技術】
【０００２】
防曇塗料としては、水の接触角を小さくし、表面を親水化するコーティング剤としてアルコール系のものが多い。例えば、特開２００１−４０２９４号公報には、ケン化が高いＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を塗料化している。短期間使用の防曇塗料では、界面活性剤を使用し、基材面側には界面活性剤の疎水基を反対に表面側には親水基を配列することにより防曇性を発揮させるようにしたスプレー剤もある（特開２００４−１４３４４３号公報）。また、特開２０００−１７６２０号公報のように、光触媒含有層を付加した提案もある。
他方、表面を撥水性にして基材に水滴を着けないようにして防曇する方法も提案されている。その材料として、特開２００１−４０２９４号公報ではシリコン系撥水剤及びフッ素系樹脂を使用している。
設備的方法としては、目的の基材に熱を加え基材を露点以上の温度にすることにより防曇する装置が一般家庭の鏡に使用されているものもある。
【特許文献１】特開２００１−４０２９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３４４３号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６２０号公報
【特許文献４】特開２００１−４０２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、親水性コーティング剤としてのアルコール系のものでは、低温では硬化するのに時間がかかるため加熱硬化させるのが一般的であるが、その温度が高温であるため、耐熱性の低いアクリル樹脂等の基材では熱により変形してしまう。
界面活性剤を使用する場合も、基材表面は親水性を有するが、空気中の水分と反応するため、劣化が激しく長期の効果は期待できない。そのため、シリカ系の無機物を使用した塗料も開発されているが、表面クラックが発生することが問題となっている。
他方、撥水による水滴除去では、水接触角が１５０°以上でないと長期に亘って安定して防曇能を期待できないが、現状では１２０°前後であるため、長期に亘って安定して防曇性を発揮するのは難しいと考えられる。
露点以上の温度を加える方法では、熱源及びその装置が必要となり、高コストとなり、道路反射鏡等への適用は難しい。
【０００４】
親水性のコーティング剤として従来のものは、防曇性能を発揮するためには、１５０〜２５０℃以上で乾燥させることが多く、ガラス、金属等耐熱性のある基材上へのコーティングであれば問題ないが、耐熱性の低いプラスチック材からなる基材に対しては、このようなコーティング剤は使用できない。
【０００５】
そこで、本発明は、耐熱性の低いプラスチック材等の基材上へのコーティングを可能とした低温硬化性防曇塗料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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明による低温硬化性防曇塗料は、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物と（メタ）アクリル樹脂とグリコールと低級アルコールを含んでなること、を特徴としている。
ここで、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物２０〜４０重量部、（メタ）アクリル樹脂２０〜４０重量部、グリコール１〜１０重量部、低級アルコール１〜１０重量部、残部が水からなるものが好ましい。水の量は３０〜５０重量部程度である。
また、水素イオン濃度指数を８〜１０に調整するｐＨ調整剤を添加するとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による低温硬化性防曇塗料は、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物と（メタ）アクリル樹脂とグリコールと低級アルコールを含んでなるもので、５０〜６０℃程度の低温でも硬化し（乾燥し）、基材に対して密着性のよい塗膜の形成が可能である。従って、耐熱性の低いプラスチック材等の基材上へのコーティングが可能となる。
４官能アルコキシシランの加水分解縮合物２０〜４０重量部、（メタ）アクリル樹脂２０〜４０重量部、グリコール１〜１０重量部、低級アルコール１〜１０重量部、残部が水からなるものとすれば、外観（透明性）、長期防曇性、長期耐水性の良好な塗膜を得ることができる。
また、水素イオン濃度指数を８〜１０に調整するｐＨ調整剤を添加しておけば、長期に亘って安定的に防曇塗料を保存することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態についてより具体的に説明する。
本発明による防曇塗料の適用可能な基材としては、耐熱性の比較的低い（メタ）アクリル樹脂などのプラスチック材である。このような耐熱性の低い基材では、例えば１５０〜２５０℃程度の高温での硬化，乾燥は基材の変形を招くためできない。本発明による低温硬化性防曇塗料によれば、５０〜６０℃程度の低温での乾燥でも、強固に塗膜を基材に密着させることができる。
【０００９】
本発明による低温硬化性防曇塗料は、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物と（メタ）アクリル樹脂とグリコールと低級アルコールを含んでなるもので、残部は水である。ここで、４官能アルコキシシランとしては、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が挙げられる。
【００１０】
本発明において４官能アルコキシシランの加水分解縮合物（親水性シロキサン化合物）は、次の化１で示されるものである。
【００１１】
【化１】
2009102493.tif 000002
【００１２】
なお、化１において、末端基は「−ＯＨ」である。かかる４官能アルコキシシランの加水分解縮合物の粘度は５〜２０ミリポアズ程度である。粘度が５ミリポアズ未満では、防曇性が発揮できない。一方、粘度が２０ミリポアズを超えると、ゲル化して塗布作業に支障をきたす。粘度が５〜２０ミリポアズ程度の範囲で、上記化１におけるｎは１００〜５００程度である。
【００１３】
また、かかる４官能アルコキシシランの加水分解縮合物は次のようにして得る。先ず、４官能アルコキシシランを酸性条件下で水を添加して加熱して反応させてシラノール化合物（Ｓｉ（ＯＨ）4 ）を得、このシラノール化合物が脱水縮合して化１に示す加水分解縮合物を得る。反応が進み所定の粘度に達した段階で加熱を止めて反応を止める。
【００１４】
かかる４官能アルコキシシランの加水分解縮合物中の水酸基（−ＯＨ）が親水性に寄与して防曇性を発揮する。即ち、塗膜表面が親水化され、表面に付着する水分は表面に一様に拡散するため、結露し難くなり防曇性を発揮するものである。
【００１５】
（メタ）アクリル樹脂は、メタクリル樹脂及び／又はアクリル樹脂を意味する。この（メタ）アクリル樹脂は、基材となる耐熱性の低いプラスチック材、例えばアクリル樹脂等との密着性向上に寄与する。
【００１６】
グリコールとしては、エチレングリコール，プロピレングリコールなどが挙げられる。また、低級アルコールとしては、炭素数１〜３からなるもの、具体的にはメチルアルコール，エチルアルコール，プロピルアルコールなどが挙げられる。これらグリコールとアルコールは、塗料の表面張力を低下させて、基材表面への一様な塗膜を形成し易くする。
【００１７】
アクリル樹脂，親水性シロキサン，アルコール，グリコールの配合割合の適用条件を評価するために、表１に示す配合割合で塗料を調整し、評価を行った。
ここで、親水性シロキサンは、次のようにして調整した。
テトラエトキシシラン２０重量部に０．１Ｎ塩酸７重量部、エチルアルコール２重量部、水７１重量部を添加して１．２気圧下１２０〜１５０℃に加熱し、反応させ、シラノール化合物を経て、これが脱水縮合して化１に示す親水性シロキサン化合物を得た。得られた化合物の粘度は１０ミリポアズ程度で、化１におけるｎは、２００〜３００程度である。
【００１８】
【表１】
2009102493.tif 000003
【００１９】
表１において、作業性は基材表面への塗料の塗布作業の容易さを示す。初期防曇性は基材表面へ塗布乾燥後、４０℃程度の水を霧状にして噴霧して曇り度合いを評価した。初期耐水性は塗布後７日間水に浸漬し、その後乾燥し、塗膜が基材表面に密着しているか否かにより評価した。長期防曇性，長期耐水性は１年程度経過後の防曇性，耐水性を示す。なお、この長期防曇性，長期耐水性はサンシャインウェザーメータでの促進試験により１年程度を想定して評価した。
【００２０】
アクリル樹脂が多くなると、防曇性及び長期耐水性が低下する。無機質であるシロキサンが多くなると、防曇性及び耐水性は向上するが、外観の透明性が低下し少し曇った状態となる。
コーティング剤の基材との密着性を確保するためにエチルアルコール及びエチレングリコールを添加した。これらは、コーティング剤の表面張力を低下させる作用のため、硬化後の塗膜をより平滑化させて長期の防曇性も確保できる。
なお、アルコール単独ではなくグリコールと併用することにより、表面張力を低下させる作用をより高めることができる。アルコールだけを用いその量を多くし過ぎると透明性が低下してくる。またエチレングリコールだけを用いその量を多くし過ぎると透明性が低下してくる。このため、アルコールとグリコールとを併用するようにしている。
【００２１】
以上より、４官能アルコキシシランの加水分解縮合物は２０〜４０重量部が好ましく、（メタ）アクリル樹脂は２０〜４０重量部が好ましく、グリコールは１〜１０重量部が好ましく、低級アルコールは１〜１０重量部が好ましく、残部が水（水３０〜５０重量部）からなるものが好ましい。
【００２２】
水素イオン濃度指数（ｐＨ）を８〜１０に調整するｐＨ調整剤を添加しておくのが、長期に亘って安定的に防曇塗料を保存可能とする上で好ましい。このようなｐＨ調整剤としては、例えば、水ガラス（珪酸ナトリウム），アミン系（モノメチルアミン，ジメチルアミン，トリメチルアミンなど）水溶液，苛性アルカリ（水酸化ナトリウム，水酸化カリウムなど）水溶液などが挙げられ、その添加割合は、防曇塗料１００重量部に対して０．１〜０．３重量部程度である。
【００２３】
上記実施例による防曇塗料（アクリル樹脂２５重量部、親水性シロキサン２５重量部、エチルアルコール５重量部、エチレングリコール５重量部、残部水からなるもの）（実施例１）と、高温硬化性のアクリル樹脂系防曇塗料（比較例１）と、高温硬化性のＰＶＡ（ポリビニルアルコール系）防曇塗料（比較例２）との比較
乾燥温度はプラスチック系へのコーティングを考えた場合、５０〜６０℃程度の温度が最適であり、これを超える温度では基材の熱による変形が起こる。このため、５０℃で１０分間の乾燥処理を行った後評価した。その結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
2009102493.tif 000004
【００２５】
表２から分かるように、比較例として用いた高温硬化性のアクリル樹脂系防曇塗料（比較例１）と高温硬化性のＰＶＡ（ポリビニルアルコール系）防曇塗料（比較例２）はいずれも密着性が悪く、耐水性に問題があり水に浸漬すると５分程度で剥がれた。比較例１及び比較例２のものは、もともと１５０〜２５０℃程度の高温で硬化させる塗料であるため、５０〜６０℃程度の低温では基材への密着性が悪い。これに対して実施例１のものは、外観（光沢性，透明性），防曇性，耐水性のいずれも良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明による低温硬化性防曇塗料は、屋外で使用する道路反射鏡用の防曇塗料として好適である。特に耐熱性の低いアクリル樹脂等のプラスチック基材からなる道路反射鏡用の防曇塗料として好適である。