JPH023468A

JPH023468A - コーティング組成物

Info

Publication number: JPH023468A
Application number: JP63145315A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Nishida; 広泰西田; Noboru Senju; 千住　登
Original assignee: Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Current assignee: JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1990-01-09
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JP2730552B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はプラスチック製品、ガラス製品、金属製品、木
材製品等に耐擦傷性、耐候性、耐熱性、耐汚染性等を付
与すると同時に、製品表面の光沢度を制御し、グレア防
止効果を付与する目的で、製品の表面に塗布されるコー
ティング組成物に関する。

［従来の技術］各種物品表面のグレア防止を図る方法、すなわち、物品
表面の艶消し加工法としては、砂等を吹き付けて、ある
いは研磨剤で研磨して物品表面に凹凸や傷を形成させる
機械的方法がある。

しかし、この方法では物品表面に耐擦傷性、耐候性、耐
汚染性等の特性を付与することができない。

一方、物品を塗装することでこれに耐擦傷性、耐候性、
耐汚染性等の特性を与え、同時にグレア防止効果を付与
することも従来から行われていて、これに使用される塗
膜形成用組成物としては、シリカ粉末を配合した塗料や
オルガノアルコキシシランの部分縮合物にコロイダルシ
リカを配合した組成物が知られている（特開昭５５−１
２１０７号、同５９−６８３７７号参照）、シかしなが
ら、シリカ粉末を配合した従来の塗料は、シリカ粉末が
沈降、凝集しやすいため分散安定性に欠け、またその塗
膜は乾燥時にシリカ粒子が凝集してしまう傾向があるた
め、光沢度の均一なむらのない乾燥塗膜を得ることが難
しい欠点がある。

また、オルガノアルコキシシランの部分縮合物にコロイ
ダルシリカを配合した従来の組成物は、コロイダルシリ
カの配合量をかなり多くしなければ、塗膜に満足なグレ
ア防止効果を持たせることができず、コロイダルシリカ
の配合量を増大させると、組成物の分散安定性が低下す
る上、光沢度の均一なむらのない塗膜を形成させること
が困難になる不都合がある。これに加えて。

この組成物の塗膜では満足な耐汚染性を期待できない難
点もある。

ところで、天然大理石に近い質感、素材感を備えた材料
として、所謂人造大理石が知られており、なかでも不飽
和ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂に、水酸化マグネ
シウムやアルミナ等を配合した人造大理石が良く知られ
ている。

しかし１人造天理石の表面は、一般に耐擦傷性、耐熱性
、耐汚染性が貧弱であるので、これを改善する目的でそ
の表面をプラスチック製品用塗料で塗装するのが通例で
ある。しかし、この目的に使用される従来のプラスチッ
ク製品用塗料は、人造大理石との密着性が充分でないば
かりでなく、被膜の耐擦傷性、耐熱性、耐汚染性にも不
満が残り、さらに被膜の光沢にむらが出やすい欠点があ
る。

ここに於いて、本発明者等は特定なトリアルコキシシラ
ンとテトラアルコキシランの部分縮合物に、シリカ微粒
子を配合したコーティング組成物が、それも比較的平均
粒径が大きいシリカ微粒子と、疎水性でしかも比較的平
均粒径が小さいシリカ微粒子を配合したコーティング組
成物が、人造大理石を含む各種のプラスチック製品、ガ
ラス製品、金属製品、木材製品等に対して優れた密着性
を有し、しかもそれらの表面に形成される塗膜は耐擦傷
性、耐候性、耐熱性、耐汚染性等価れた特性を備ている
と同時に、光沢度、グレア防止性の点でもむらのない均
一性を備えていることを見出した。

［発明の構成］本発明のコーティング組成物は、必須成分として、（ａ）一般式：Ｒ８１（ＯＲ″）ｉ［Ｒ：炭素数１〜６
の炭化水素基、Ｒ１：炭素数１〜６のアルキル基〕で示
されるトリアルコキシシラン１００重量部と、一般式：
　Ｓ　ｉ　（ＯＲ”）４（Ｒ”　：炭素数１〜６のアル
キル基）で示されるテトラアルコキシシラン２０〜１３
０重量部とからなる有機ケイ素化合物の部分縮合物。

（ｂ）平均粒径が０．１μｍ以上のシリカ微粒子（ｃ）
平均粒径が前記（ｂ）のシリカ微粒子より小さく、しか
も表面が疎水化されているシリカ微粒子を含有することを特徴とする。

上記トリアルコキシシランＲＳ　ｘ　（ＯＲ’　）３に
於いて、Ｒはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ビニル基、フェニル基等
で例示される炭素数１〜６の炭化水素基のいずれでもよ
く、またＲ１はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基等で例示される炭素数１
〜６のアルキル基のいずれでもよい、従って１本発明の
トリアルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン
、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキ
シシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロ
ピルトリメトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン等が包含される０
本発明では上記の各トリアルコキシシランを２種以上混
合して使用しても差し支えない。

テトラアルコキシシランＳ　ｉ　（ＯＲ”）４に於ける
Ｒ２は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
ペンチル基、ヘキシル基等で例示される炭素数１〜６の
直鎖又は分岐鎖アルキル基のいずれでもよい、従って、
直鎖アルキル基を有するテトラアルコキシシランを例示
すれば、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、テ
トラペンチルオキシシラン、テトラヘキシルオキシシラ
ン等を挙げることができる。そして、これらテトラアル
コキシシランは２種以上混合して使用することもできる
。

本発明ψコーティング組成物に使用きれる部分縮合物は
、上記したトリアルコキシシランとテトラアルコキシシ
ランを後述する割合で混合し、この混合物を加水分解す
る方法により、あるいはまたトリアルコキシシランとテ
トラアルコキシシランを別々に加水分解し、しかる後そ
れぞれの加水分解生成物を混合する方法によりで調製す
ることができる。しかし、予めテトラアルコキシシラン
を加水分解することで、平均分子量が好ましくは３００
〜７００程度の部分縮合物を調製し、この部分縮合物又
はこれに相当する市販品を、所定の割合でトリアルコキ
シシランと混合し、これを加水分解することが好ましい
。

いずれの方法を採用する場合でも、トリアルコキシシラ
ンとテトラアルコキシシランとの混合割合は、前者１０
０重量部当り後者２０〜１３０重量部、好ましくは３５
〜７０重量部であることを可とする。後者が２０重量部
未満では被膜の耐擦傷性、耐熱水性が低下し、１３０重
量部を越えると、被膜にクラックが入り易く、またコー
ティング組成物自体の安定性が劣化するからである。加
水分解は適当な有機溶媒中で、水及び加水分解触媒の存
在下に、約１０〜９０℃、好ましくは約２０〜８０℃の
温度範囲で行おれる。この場合の有機溶媒には、アルコ
ール類、エーテル類、エステル類、グリコール類が使用
でき、加水分解触媒としては各種の無機酸又は有機酸が
使用可能である。

本発明のコーティング組成物の第２の必須成分はシリカ
微粒子であって、本発明ではシリカ微粒子として平均粒
径が０．１μｍ以上のシリカ微粒子（以下大粒径シリカ
と言う）と、表面が疎水化され、平均粒径が前記の大粒
径シリカより小さいシリカ微粒子（以下小粒径シリカと
言う）を併用する。一般にシリカ微粒子はその表面に活
性な水酸基を持っており、粒径が小さくなる程その表面
活性が高くなる。従って、粒径の小さい粒子程分散媒中
で凝集し易い、大粒径のシリカと小粒径のシリガが共存
すると、大粒径のシリカの水酸基と小粒径のシリカの水
酸基が脱水縮合し、大粒径のシリカ表面に小粒径のシリ
カが凝集する。その結果、大粒径のシリカ同志の凝集が
促進される。

そこで、本発明では表面活性の大きな小粒径のシリカを
疎水化して不活性化し、大粒径のシリカの間にこのよう
な不活性粒子を介在させることにより、大粒径のシリカ
同志の凝集も防止している。このことは１組成物の分散
安定性を向上させる上で有効であるばかりでなく、成膜
時に於いても両シリカ微粒子を凝集させることなく最終
形成膜中に均一に分布させ、乾燥機−の過度の光沢を抑
えて所望のグレア防止性を持ったむらのない均一な塗膜
を得る上で極めて有効である。

本発明の大粒径シリカには、既述した通り、その平均粒
径が０．１μｍ以上、好ましくは０．５μ鳳以上のシリ
カ微粒子が使用され、その表面に疎水化処理が施されて
いないことが好ましい、平均粒径が０．ｂｔｍより小さ
くなると、塗膜に微小なりラックが入り（白化現象）、
密着性、耐擦傷性等の点で本発明が目的とする膜を得る
ことができない、しかし、平均粒径が余り大きすぎると
、平滑な塗膜を得ることができないので、大粒径シリカ
の平均粒径の上限は約５．０μ請程度とすることが好ま
しい、このようなシリカ微粒子は、例えば、市販のシリ
カゾル又はシリカヒドロゲルを噴霧乾燥して得られるほ
か、本出願人の出願に係る特開昭６２−２７５００５号
に記載された方法によって得ることもできる。本発明の
組成物に配合するに際しては、粉末状の大粒径シリカを
そのまま配合しても、またこれを適当な有機溶媒に分散
させて配合してもよい。

本発明の小粒径シリカには、前記した大粒径シリカより
平均粒径が小さく、且つ表面に疎水化処理を施したシリ
カ微粒子が使用される。しかし、小粒径シリカの平均粒
径が大きくなると。

光沢度の低い塗膜しか得られず、塗膜の幅広いコントロ
ールが困難になるので、小粒径シリカの平均粒径は５０
ｍμ以下であることが好ましい。

このようなシリカ微粒子は、例えば四塩化ケイ素を熱分
解して得られる微粒子シリカを、シランカップリング剤
等で疎水化する方法、あるいは水又は有機溶媒を分散媒
とするシリカゾルを適宜な手段で疎水化する方法により
取得することができる。

本発明のコーティング組成物では、大粒径シリカの配合
量が少なすぎると、乾燥塗膜の光沢度をコントロールす
ることが難しくなって、所望のグレア防止効果を得るこ
とができず、逆に多すぎると、塗膜と基材との密着性が
低下する。

一方、小粒径シリカの配合量が少なすぎると、均一な塗
膜を形成することが困難になり、多すぎた場合は、塗膜
に充分な耐擦傷性を保持させることができない、従って
、本発明では大粒径シリカの配合量が、上記した本発明
の部分締金物を調製するに際して使用したトリアルコキ
シシランをＲＳ　Ｉ　Ｏａ／ｌとして計算し、同じくテ
トラアルコキシシランをＳ　ｉ　Ｏ２として計算して画
成分の部分締金物の量を（ＲＳ　ｉ　Ｏ，Ａ＋　Ｓ　ｉ
　Ｏ，）で算出した場合に於いて、その１００重量部当
り５〜５０重量部、好ましく１０〜３０重量部の範囲に
あり、小粒径シリカの配合量は、大粒径シリカと同様な
基準で１〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部の範
囲にある。そして、組成物の分散安定性と、塗膜の均一
性を確保し、適度な光沢を有してグレアのない塗膜を得
るためには、小粒径シリカ／大粒径シリカの重量比を約
０．２〜約５の範囲とすることが好ましい。

なお１本発明に於ける小粒径シリカの平均粒径は、ＢＥ
Ｔ法によりその比表面積（ＳＡ）を求め、次式により算
出した。

また、大粒径シリカの場合は、遠心式自動粒度分布測定
装置！！（堀場製作所製、　ＣＡＰＡ−５００型）によ
り粒度分布を求め、その累積分布の５０％（体積）のと
ころに相当する粒径を平均粒径とした。

本発明のコーティング組成物の分散媒は、−般に本発明
のアルコキシシラン化合物を部分締金物に加水分解する
に際して使用された有機溶媒である。従って、この分散
媒には少量の水の共存が許される。コーティング組成物
中の（ａ）〜（ｃ）成分の量は、形成させようとする被
膜の厚さや組成物の塗工方法を勘案して任意に選ぶこと
ができるが、標準的には、本発明のコーティング組成物
の固形分濃度は、１０〜２０ｗｔ％程度である。また、
本発明のコーティング組成物には、その使用目的に応じ
てタレ止め剤、湿潤剤。

硬化剤、レベリング剤等の塗料一般に使用される適当量
の添加剤が配合可能である。基材への塗工は、スプレー
、ロールコータ−、ハケ塗り等任意の手段で行うことが
でき、塗工後は自然乾燥するか、あるいは約４００℃以
下の温度で加熱乾燥することで、基材表面に目的の塗膜
を形成させることができる。被膜の厚さは約１〜５μｍ
であれば、その塗膜に所期の性能を発揮させることか可
能である。

［発明の効果］大粒径シリカと小粒径シリカを併用する本発明のコーテ
ィング組成物にあっては１両シリカ微粒子の配合量を所
定の範囲内で、調節することによりｆｉ！ＩｗＡの光沢
度を任意に制御し、所望のグレア防止性を付与すること
ができる。また、本発明で使用される小粒径シリカはそ
の表面が疎水化されているため、組成物中ではもちろん
、塗膜を形成させた場合でも凝集してしまうことがなく
、むらのない均一な塗膜を得ることができる。これに加
えて１本発明のコーティング組成物から得られる塗膜は
、基材との密着性が強く、しかも耐擦傷性、耐熱性、耐
汚染性等に優れているので、人造大理石を含む各種のプ
ラスチック製品、ガラス製品、金属製品、木材製品等に
対する被覆材として極めて好適である。

［実　施　例］実施例１モノメチルトリメトキシシラン１００ｇに、テトラメト
キシシランの部分縮合物（平均分子量４７０、三菱化成
製の「メチルシリケート５１Ｊ）３７ｇを混合し、さら
にイソプロピルアルコール１３０ｇを添加して５分間攪
拌した。これに０．４ｖｔ％の酢酸水溶液１５１ｇを添
加し、５０℃で６０分間加熱した。こうして得た部分縮
合物を２５℃まで冷却した後、ｎ−ブチルアルコールと
メチルセロソルブを１＝１の重址比で混合した混合液を
１６０ｇ添加して部分縮合物の溶液を調製した。

これとは別に、小粒径シリカとして平均粒径１２ｍμの
疎水性シリカ微粉末（日本アエロジル■製の「アエロジ
ル−Ｒ８０５Ｊ）　８　ｇと、大粒径シリカとして平均
粒径１μのシリカ微粒子（触媒化成工業■製、真綿球）
１９ｇをエチルアルコール２３ｇに添加して混合し、こ
れを先に調製した部分縮合物の溶液に添加してコーティ
ング組成物（Ａ）を得た。

実施例２〜３組成物（Ａ）の調製において使用したテトラメトキシシ
ランの部分縮合物の量を、２０ｇ及び８０ｇに変更した
以外は、実施例１と同様な方法によりコーティング組成
物（Ｂ）及び（ｃ）を調製した。

実施例４〜１１テトラメトキシシランの部分縮合物の使用量、疎水性シ
リカ微粉末及びこれと併用する大粒径シリカ微粒子の配
合量や平均粒径などの変えて、実施例１と同様に、表１
に示すコーティング組成物（Ｄ）〜（Ｋ）を調製した。

比較例疎水性シリカ微粉末を使用しない以外は実施例１と同様
にしてコーティング組成物（Ｌ）を調製し、また小粒径
シリカとして疎水性シリカ微粉末の代わりに、平均粒径
１２ｍμの親木性シリカ微粉末（日本アエロジル■製「
アエロジル−２００Ｊ）を使用した以外は実施例１と同
様にしてコーティング組成物（Ｍ）を調製した。

（以下余白）試験例アクリル樹脂系人造大理石（旭硝子■製のエバーフレッ
シュ）の表面を研摩紙で研摩した後、これに上記の各実
施例及び比較例で！５１製したコーティング組成物（Ａ
）〜（Ｌ）をそれぞれ、スプレー法で塗布し、８０℃で
熱風乾燥して膜厚２μの塗膜を形成させ、各塗膜につい
て、下記のような試験を行った。

（１）乾燥後の外ｗＡ：表面の「むら」、「ひび」の有
無を目視ｗｔ察。

（２）表面光沢度：ＪＩＳ　Ｋ　７１０５に準拠する測
定。

（３）密着性：セロテープを貼り付けた後、これを剥が
し、被膜の剥離状況を目視観察。

（４）耐熱性二人のついたタバコを塗膜上に１分間放置
し、その後水洗して痕跡の有無を目視ｗｔ祭。

（５）耐擦傷性：　５００ｇの荷重をかけたスチールウ
ール＃０ＯＯＯにて１００回摩擦し、傷の有無を目視Ｉ
ｌｔ察。

（６）耐汚染性：１０％クエン酸水溶液、緑茶、紅茶（
０，３ｇの緑茶、紅茶を熱水３０ｃｃに６分浸したもの
）及びタバスコを被膜上滴下し、室温で２４時間放置した後、水洗して外観を目視ａ察。

試験結果を表２に示す。

表　　２ ×印：著しく剥離、痕跡、きず著しい

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）一般式：ＲＳｉ（ＯＲ＾１）＿３〔Ｒ：炭素
数１〜６の炭化水素基、Ｒ＾１：炭素数１〜６のアルキ
ル基〕のトリアルコキシシラン１００重量部と、一般式
Ｓｉ（ＯＲ＾２）＿４〔Ｒ＾２：炭素数１〜６のアルキ
ル基〕のテトラアルコキシシラン２０〜１３０重量部と
からなる有機ケイ素化合物の部分縮合物、（ｂ）平均粒径が０．１μｍ以上のシリカ微粒子（ｃ）
平均粒径が前記（ｂ）のシリカ微粒子より小さく、しか
も表面が疎水化されているシリカ微粒子を含有することを特徴とするコーティング組成物。２、疎水化シリカ微粒子の平均粒径が５０ｍμ以下であ
ることを特徴とする請求項１記載のコーティング組成物
。３、前記トリアルコキシシランの部分縮合物をＲＳｉＯ
＿３＿／＿２とし、前記テトラアルコキシシランの部分
縮合物をＳｉＯ＿２として計算して（ＲＳｉＯ＿３＿／
＿２＋ＳｉＯ＿２）１００重量部に対し、前記（ｂ）の
シリカ微粒子の含有量が５〜５０重量部、前記（ｃ）の
シリカ微粒子の含有量が１〜３０重量部であることを特
徴とする請求項１記載のコーティング組成物。４、請求項１〜３のいずれかに記載された組成物にて、
表面に被膜を形成させたことを特徴とする被膜形成物品
。