JPH10152646A - 非汚染塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗膜形成直後より、その表面が親水性を発揮す
る結果、ソイルリリース効果を有し、油性汚れの染み込
み抵抗性にも優れた非汚染型の塗膜を形成し、さらに多
数回塗りを行う際の層間密着性にも優れた塗料組成物を
提供すること。 【解決手段】ポリオール化合物、ポリイソシアネート化
合物、及びテトラアルコキシシラン縮合物を含む非汚染
塗料組成物であって、テトラアルコキシシラン縮合物は
ＳｉＯ₂ 換算値でポリオール化合物１００重量部に対し
て１．０〜４０．０重量部配合されており、テトラアル
コキシシラン縮合物は縮合度が４〜２０であり、かつ該
縮合物は炭素数１〜２アルキル基と炭素数３〜１０のア
ルキル基を有し、炭素数３〜１０のアルキル基が該縮合
物中の全アルキル基の５〜５０当量％であることを主な
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、ガラス、磁
器タイル、コンクリート、サイディングボード、押出成
形板、プラスチック等の各種素材の表面仕上げに使用さ
れる非汚染塗料組成物に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より建築物、土木構築物等の躯体の
保護、意匠性の付与および、美観の向上のため塗装仕上
げが行われている。特に、近年フッ素樹脂塗料、アクリ
ルシリコン樹脂塗料あるいはポリウレタン樹脂塗料等の
高耐久性塗料の出現により、躯体の保護においては大き
な進歩を遂げた。しかしながら、これら高耐久性塗料で
は、その優れた耐久性により、かえって塗膜表面の汚染
の問題がクローズアップされる結果となった。すなわ
ち、これら高耐久性塗料以前の塗料によって形成される
塗膜は、太陽光の紫外線によって表面が劣化するため、
汚染物質の付着が生じたとしても、塗膜表面の劣化部分
と共に剥落除去されていたのであるが、塗膜の耐久性が
向上したため、塗膜表面の劣化剥落の機構が機能できな
くなったのである。特に最近は都心や都市近郊部におい
て、自動車等からの排出ガスにより、大気中に油性の汚
染物質が多く浮遊している状況であり、それら油性の汚
染物質が、高耐久性塗料から形成された塗膜表面に付着
した場合には、著しいすす状あるいはすじ状の汚染を生
じ、都市景観の向上のため施した塗装仕上げが、意味を
なさない場合があった。

【０００３】これに対して、塗膜表面を親水性にし、付
着した油性の汚染物質を降雨時の雨水が塗膜表面に広が
る作用によって、剥離し洗い流してしまう非汚染形塗料
が各種発表されている。例えば、特開平４−３７０１７
６号公報には、ポリアルキレンオキサイドセグメントな
どの親水性セグメントとポリシロキサンなどの疎水性セ
グメントとを含むセグメント化ポリマーを塗料に含める
ことで、塗膜表面に疎水性と親水性を同時に付与し、汚
染物質の付着の抑制および降雨による洗浄効果を期待し
たものがある。即ち塗膜表面の親水性により、降水等に
由来する水が塗膜と汚染物質との界面に浸透、流入し、
その水とともに汚染物質を洗い流す効果（ソイルリリー
ス効果）が得られるものである。

【０００４】上記のソイルリリース効果を利用した非汚
染塗料として、特願平６−５０６６３２（国際公開ＷＯ
９４／０６８７０号公報）が知られており、その特徴
は、塗料中にオルガノシリケートを混合し、それらの反
応によって塗膜表面に親水性化、硬度の向上の双方を図
ったものである。一般にオルガノシリケートは、［化
１］に示すように、酸触媒による加水分解反応によりア
ルコキシシリル基がシラノール基を生成する第１段反応
と、シラノール基が脱水縮合反応してシロキサン結合を
形成する第２段反応を起し、これらのシラノール基やシ
ロキサン結合が塗膜表面の親水性の要因となる。従っ
て、塗膜表面の親水性化、硬度の向上のためには酸触媒
の存在による加水分解反応である第１段反応が第２段反
応より遅く、第１段反応が律速となる。このような理由
から上記塗料においては、当該オルガノシリケートの反
応を進行させるために、酸などの表面処理が必要となる
が、実際の建物外壁への塗装を考慮すると、酸性雨など
により、反応は進行するとは考えられるが、ソイルリリ
ース効果を十分に発揮するに必要な親水性表面となるに
は、塗膜形成後かなりの長期間を必要とする。

【０００５】

【化１】

【０００６】また、特開平６−１４５４５３号公報に
は、アクリルシリコン樹脂にオルガノシリケートを混合
し、親水性塗膜を得る方法が示されている。アクリルシ
リコン樹脂は、その硬化に寄与する官能基が、オルガノ
シリケートと類似した加水分解性シリル基であるため硬
化機構も同様であり、従って、塗膜形成のためには通
常、酸または塩基が硬化触媒として混合される。これら
の触媒は当該オルガノシリケートの反応も同時に進行さ
せるため、塗膜表面の親水化は比較的早く達成される。
しかしながら、特開平６−１４５４５３号公報記載のよ
うに、本来その分子中の一部に加水分解性シリル基を含
有させ、塗膜の架橋度合いを調整するアクリルシリコン
樹脂に対して、架橋部位の多いオルガノシリケートを多
量に配合すると、塗膜の架橋密度が高くなりすぎ、塗膜
が脆くなると共に、イオン結合性が強く、酸または塩基
による加水分解性の高いシロキサン結合が多数導入され
る結果、塗膜の耐薬品性の低下を招き、これらの結果と
して塗膜の耐候性が低下する。従って、塗膜の親水性向
上のためにはオルガノシリケートの多量配合が必要であ
るが、多量に入れると塗膜物性が損なわれるという矛盾
があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来からの
非汚染型塗料によって形成される塗膜のうち、表面の親
水性化に長期を要するものは、塗膜形成後の初期におけ
る非汚染性の低さから、塗装工事施工終了後、ごく短期
間において雨筋汚れ等を生じる結果となる。本来、非汚
染型塗料とは汚染しないことをその効果とするものであ
り、また、使用するユーザー、塗装工事を依頼する施主
は、その効果を期待しているものである。従って、塗膜
形成後初期であっても、汚れの発生を生じることは、こ
れらユーザーや施主の期待を一時的にせよ裏切るもので
あり、また長期間においての非汚染効果にまで不安感を
与えるものとなる。さらに、従来からの非汚染塗料では
降雨による汚染物質の流下を主目的とするあまりに、一
度付着した汚れの染み込み抵抗性に劣り、長期にわたっ
て降雨が無かった場合には、塗膜中に油性汚れが浸透し
て、もはや降雨によっては流下困難な汚れが残ってしま
うことが判明した。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、降雨等
の塗膜形成後に生ずる作用により、初めて塗膜が親水性
となるのではなく、塗膜形成直後より、その表面が適度
の親水性を発揮し、汚染物質を洗い流すソイルリリース
効果を有し、かつ、特定の架橋構造により、強固であり
ながら脆くならず、油性汚れの染み込み抵抗性にも優
れ、耐候性、その他の塗膜物性の良好な非汚染型の塗膜
を提供する非汚染塗料用組成物を得ることである。

【０００９】一方、本発明者らは一般的に使用されてい
る汎用のポリウレタン樹脂塗料に非汚染性を付与するた
め、市販のオルガノシリケートを混入し、塗料としてテ
ストを行った。この塗料を下地上に１回塗布すると、下
地の凹凸の影響や下地への吸い込みむらにより塗装むら
が発生した。これをカバーするために、１層目の塗膜が
完全に硬化した後さらに同じ塗料を塗布したところ、一
見すると外観が良好な塗膜が得られた。しかし、この塗
膜表面には、経時的にブリスターと呼ばれるふくれ、塗
膜のわれなどが発生し、ポリウレタン樹脂塗料の特徴で
ある高耐久性が欠如していることが明らかとなった。こ
の原因を究明したところ、該塗料によって形成された１
層目と２層目の塗膜の層間密着性が著しく低下している
ことが判明した。

【００１０】塗料を建築物などに現場塗装する場合に
は、１回塗りでは上述のように下地の凹凸、吸い込みむ
らの影響による塗装むらや艶引けが発生し、これを防ぐ
ために厚塗りなどを行うと塗料のたれが発生する等の問
題を生じる。従って、良好な塗装を得るためには２層塗
りを避けることは難しい。また、塗装終了後において
も、塗膜面をチェックし、傷や塗装むらが発見された場
合には、塗膜面にさらに同一塗料による補修塗装が行わ
れる。

【００１１】このような重ね塗りの場合は、例えば下層
の塗膜の硬化が不十分であると上層の塗料の溶剤により
下層塗膜の未硬化成分が溶解され、リフティングと呼ば
れる塗膜表面の縮みを発生するために、下層の塗膜が完
全に硬化した後に上層を塗装することが要求される。な
お、ポリウレタン樹脂塗料の現場塗装において、塗装
後、塗膜が硬化していないウェットの状態で追いかけ塗
装と称される塗装が施される場合があるが、これは同一
塗膜層を形成するための塗装テクニックであって、２層
塗りなどの重ね塗りとは別の作業である。

【００１２】さらに、塗装後長期間経過し、完全に塗膜
が硬化してからほぼ同じ塗料などを使用して補修塗装が
行われる場合もある。

【００１３】このように、建築物等への現場塗装におい
ては２層塗り以上の多層塗りが必須であり、非汚染塗料
においても同じ要求がなされ、上述のように、汎用のポ
リウレタン樹脂塗料に単にオルガノシリケートを混合し
た塗料ではこの要請に対応することができない。

【００１４】従って、本発明が解決しようとするもう一
つの課題は、非汚染型塗料において、下層の塗膜が硬化
した後に上層を塗装する多層塗りを行う際の層間密着性
（以下「リコート性」という）を向上させ、経時おける
ブリスターの発生やワレの発生、またはリフティングの
発生などを効果的に防止できる塗料組成物を提供するこ
とである。

【００１５】即ち、本発明が解決する課題は下記の２点
である。 １．塗膜形成直後より、その表面が親水性を発揮し、ソ
イルリリース効果を有し、油性汚れの染み込み抵抗性に
も優れ、耐候性、その他の塗膜物性の良好な非汚染型の
塗膜を提供する非汚染塗料用組成物を得ること。 ２．多数回塗りを行う際の層間密着性（以下「リコート
性」という）を向上させ、経時おけるブリスターの発生
やワレの発生、またはリフティングの発生などを効果的
に防止できる塗料組成物を提供すること。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、これまで
知られている、単にオルガノシリケートやそれらの縮合
物を有機塗料ベースに配合した塗料の課題である塗装直
後の汚染を解決すべく鋭意検討した結果、テトラアルコ
キシシランやその単純な縮合物ではなくその縮合物であ
って、かつそのアルキル基を短鎖アルキル基と長鎖アル
キル基の複合体としたテトラアルコキシシラン縮合物を
塗料に配合することにより、塗装直後の汚染防止効果が
極めて優れた塗料が得られることを見いだし、本発明を
完成した。

【００１７】本願請求項１に記載の発明は、（Ａ）ポリ
オール化合物、（Ｂ）ポリイソシアネート化合物、及び
（Ｃ）テトラアルコキシシラン縮合物を含む非汚染塗料
組成物であって、ポリオール化合物とポリイソシアネー
ト化合物はＮＣＯ／ＯＨ比が０．６〜１．４の比率で配
合され、テトラアルコキシシラン縮合物はＳｉＯ₂ 換算
値でポリオール化合物１００重量部に対して１．０〜４
０．０重量部配合されており、（Ａ）ポリオール化合物
は重量平均分子量が５０００〜８００００、水酸基価が
２０〜１５０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）であり、（Ｃ）テトラ
アルコキシシラン縮合物は縮合度が４〜２０であり、か
つ該縮合物は炭素数１〜２アルキル基と炭素数３〜１０
のアルキル基を有し、炭素数３〜１０のアルキル基が該
縮合物中の全アルキル基の５〜５０当量％であることを
特徴とするものである。かかる構成とすることにより、
単なるアルコキシシラン化合物やその縮合物を添加した
場合に比べて、塗装直後の汚染防止効果が極めて優れ、
また、ソイルリリース効果を有し、油性汚れの染み込み
抵抗性にも優れ、耐候性、その他の塗膜物性も良好であ
る塗料が得られる。特に、テトラアルコキシシラン縮合
物中のアルキル基が、炭素数１〜２と炭素数３〜１０の
ものが混在していることにより、表面配向性に優れ、塗
膜物性の優れた非汚染塗膜が形成できるものと考えられ
る。

【００１８】本願請求項２に記載の発明は、請求項１記
載の非汚染塗料組成物であって、前記（Ａ）ポリオール
化合物がフルオロオレフィン、ビニルエステルもしくは
ビニルエーテルの少なくとも一方、及び水酸基含有モノ
マーを必須構成モノマーとして共重合して得られる溶剤
可溶性の含フッ素共重合体（Ａ’）であることを特徴と
するものである。塗料の樹脂成分であるポリウレタンを
構成するポリオール成分としてフッ素を含有するポリオ
ールを使用することにより、長期の耐候性、汚染防止効
果をさらに改善することができる。

【００１９】本発明の塗料組成物においては、前記
（Ａ）ポリオール化合物１００重量部に対して、（Ｄ）
重量平均分子量１５０〜３５００であって繰り返し単位
が２〜４０のポリアルキレンオキサイド鎖を含有するア
ルコキシシラン化合物を０．１〜２０重量部添加するこ
とが好ましい態様である。親水性を有するポリアルキレ
ンオキサイド鎖を有するアルコキシシランの使用は、塗
装直後の塗膜の親水性を高め、初期の汚染防止に特に有
効に作用する。

【００２０】本発明の非汚染塗料の成分として、（Ａ）
ポリオール化合物１００重量部に対して、（Ｅ）アミン
化合物を０．０２〜５．０重量部添加することも好まし
い。かかるアミン化合物の使用により、前述の汚染防止
効果に加えて、さらにリコート性も向上し、多層塗りを
行った場合でも経時変化によるブリスター、割れの発
生、また２層目以上を塗装した場合のリフティングの発
生等を効果的に防止することができると共に、強固な塗
膜を形成することができ、極めて耐久性に優れた非汚染
塗膜が得られる。

【００２１】前記アミン化合物に替えてポリオール成分
に第３級アミノ基を有する化合物を使用してもよく、請
求項５記載の発明はポリオール化合物が第３級アミノ基
含有アクリルポリオールを含むものであることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の非汚染塗料組成物
であり、また、請求項６記載の発明は含フッ素共重合体
が第３級アミノ基を含有する含フッ素共重合体を含むも
のであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載
の非汚染塗料組成物に関するものである。かかるポリオ
ールの使用によってもアミン化合物を添加したのと同様
の効果を得ることができる。

【００２２】本発明の塗料組成物は、有機溶剤に溶解し
たものであることが好ましく、組成物の成分として、有
機溶剤が含まれる場合もあるが、上述の配合比率は全て
固形分をベースとして表現したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づき詳細に説明する。 （Ａ）ポリオール 本発明におけるポリオールは、ポリウレタン技術分野、
特にポリウレタン樹脂塗料の技術分野において一般的に
使用されるポリオールを意味し、硬化剤であるポリイソ
シアネート化合物と混合・反応することにより、非汚染
塗料組成物より形成される非汚染塗膜において、塗膜形
成主要素となるものである。

【００２４】このようなポリオールとしては、ポリエー
テルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポ
リオール等がある。以下に各ポリオールを例示する。 ポリエーテルポリオール ポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール、グルコース、ソルビト
ール、シュークロース等の多価アルコールの１種又は２
種以上にプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、
ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等の１種又は
２種以上を付加して得られるポリオール類、および、前
記多価アルコールにテトラヒドロフランを開環重合によ
り付加して得られるポリオキシテトラメチレンポリオー
ル類が例示できる。

【００２５】ポリエステルポリオール ポリエステルポリオールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタン
ジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトールあるいはその他の低分子量多価アルコール
の１種又は２種以上とグルタル酸、アジピン酸、ピメリ
ン酸、スペリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフ
タル酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸あるいはその他の
低分子ジカルボン酸やオリゴマー酸の１種又は２種以上
との縮合重合体、プロピオラクトン、カプロラクトン、
バレロラクトン等の開環エステル類の開環重合体等のポ
リオール類が例示できる。

【００２６】アクリルポリオール また、アクリル共重合体において、アクリル酸β−ヒド
ロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、ア
クリル酸３−ヒドロキシプロピル、アクリル酸β−ヒド
ロキシブチル、アクリル酸４−ヒドロキシブチル、アク
リル酸β−ヒドロキシペンチル等のアクリル酸のヒドロ
キシアルキルエステル又はメタクリル酸の同様なヒドロ
キシアルキルエステル、さらにグリセリン、トリメチロ
ールプロパン等の多価アルコールのアクリル酸モノエス
テル又はこれらと同様なメタクリル酸モノエステル、Ｎ
−メチロールアクリルアミド又はＮ−メチロールメタク
リルアミド等の水酸基を有するモノエチレン性不飽和モ
ノマーを共重合モノマー等の１分子中に２以上の水酸基
を有するアクリルポリールが使用できる。

【００２７】その他のポリオール その他、フェノールレジンポリオール、エポキシポリオ
ール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリ
オール、ポリエステル−ポリエーテルポリオール、アク
リロニトリルやスチレン等の重合体をビニル付加ないし
分散せしめたポリマーポリオール、ウレア分散ポリオー
ル、カーボネートポリオール等が本発明のポリオールと
して使用することが可能である。

【００２８】特に、本発明の組成物から形成される非汚
染塗膜の耐候性を考慮した場合には、アクリルポリオー
ルを使用することが望ましい。

【００２９】本発明に使用する前記ポリオールの分子量
は、重量平均分子量にて５０００〜８００００、好まし
くは２００００〜６００００である。分子量が５０００
より小さくなる場合には、塗膜の硬化性、耐久性が十分
でなく、８００００より大きくなる場合には、塗膜の仕
上がり性が十分ではない。他の配合原料の変更などを考
慮すると、２００００〜６００００の範囲が安定した特
性の塗膜を形成し、好ましい。

【００３０】さらに、これらポリオールの水酸基価は２
０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは３０〜１００Ｋ
ＯＨｍｇ／ｇである。水酸基価が２０ＫＯＨｍｇ／ｇ未
満の場合は、塗膜の耐久性、汚染性が劣り、１５０ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇを超える場合は、塗膜の耐久性、可撓性が十
分でなくなる。３０〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲が特
に優れた特性が得られる。

【００３１】また、これらポリオールのガラス転移点は
−１０℃〜１５０℃、好ましくは１０℃〜１００℃であ
る。−１０℃より低い時は汚染除去性、汚染回復性が劣
り、１５０℃より高い時は可撓性、耐久性が劣ることに
なる。

【００３２】（Ａ’）含フッ素共重合体 本発明でいう含フッ素共重合体とは、フルオロオレフィ
ン、ビニルエステルとビニルエーテルの少なくとも一
方、及び水酸基含有モノマーを必須構成成分として共重
合して得られるものをいう。ここでフルオロオレフィ
ン、ビニルエステル、ビニルエーテルは、以下のような
化合物である。 フルオロオレフィン 本発明で使用するフルオロオレフィンの好ましい例とし
ては、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエ
チレン、ヘキサフルオロプロピレン等のパーフルオロオ
レフィン類、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどが挙
げられる。

【００３３】ビニルエステル 本発明において上記フルオロオレフィンと共重合するビ
ニルエステルとしては、一般に市販されているものが使
用可能であるが、価格、特性等の点で、ベオバ−９、ベ
オバ−１０（シェル化学社製）などが好適である。ま
た、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピ
バリン酸ビニルなども使用可能である。

【００３４】ビニルエーテル 本発明において使用するビニルエーテルとしては、アル
キルビニルエーテル類、グリシジルビニルエーテル等の
グリシジル基を有するモノマーが例示でき、ヒドロキシ
ビニルエーテルに２塩基酸無水物を反応させてカルボキ
シル化したモノマーを使用してもよい。またテトラフル
オロビニルエーテルなどのモノマー、アミノ基を有する
ビニルエーテルも使用できる。ビニル基を２以上有する
ビニルエーテルも必要に応じて使用できる。

【００３５】水酸基含有モノマー 含フッ素重合体に水酸基を付与するために共重合するモ
ノマーとしては、水酸基含有ビニルエステル、水酸基含
有ビニルエーテル、水酸基含有アクリルもしくはメタア
クリルエステル等があげられる。具体例としては、ヒド
ロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビ
ニルエステル、ヒドロキシアルキルアクリル酸エステ
ル、ヒドロキシアルキルメタクリル酸エステル等の使用
が好ましい。

【００３６】必要に応じて共重合可能なモノマー 上記の必須の成分以外に、必要に応じて塩化ビニル、塩
化ビニリデン、等のハロゲン含有モノマー、アクリル酸
エステル類、メタクリル酸エステル類などが使用可能で
ある。

【００３７】上述の含フッ素共重合体は、水酸基を有し
ているが、その水酸基の一部を重合体形成後２塩基酸無
水物によりカルボキシル化してもかまわない。また、こ
の含フッ素共重合体は、他の原料、例えば、アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、アクリルポリオール樹脂、ポリ
エステルポリオール樹脂などと混合して使用してもかま
わない。

【００３８】本発明の含フッ素共重合体は数平均分子量
が３０００〜３００００、フッ素含量が１０〜３０重量
％、水酸基価が３０〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇ、ガラス転
移温度が０〜７０℃で溶剤可溶性ものの使用が好まし
い。数平均分子量が３０００より小さい場合は、硬化剤
との反応性に乏しく、また各塗膜物性に劣り、逆に、３
００００より大きい場合は、後述するポリアルキレンオ
キサイド鎖含有アルコキシシラン化合物またはテトラア
ルコキシシラン縮合物との相溶性が劣るため好ましくな
い。

【００３９】また、フッ素含有量が１０重量％より小さ
い場合は、得られる塗膜の耐候性が充分でなく、逆に、
３０重量％より大きい場合は、塗膜の硬化性、可撓性が
劣り、高い光沢値が得られないため好ましくない。

【００４０】一方、水酸基価が３０ＫＯＨｍｇ／ｇより
小さい場合は、架橋密度が低いため、各塗膜物性、耐汚
染性が劣り、逆に、１００ＫＯＨｍｇ／ｇより大きい場
合は、架橋反応による硬化収縮が大きくなるため耐久性
が低下する。

【００４１】さらに、ガラス転移温度が０℃より低い場
合は、表面硬度が不十分で汚染物質の物理的付着を招
き、洗浄すら不可能な永久的な汚れを生じる。逆に、７
０℃より大きい場合は、塗膜の可撓性に劣り、経時でワ
レなどを生じるため好ましくない。

【００４２】（Ｂ）ポリイソシアネート 本発明では、ポリイソシアネートを配合して架橋硬化さ
せ非汚染塗膜を形成する。このような硬化剤としては、
トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート（ｐｕｒｅ−ＭＤＩ）、ポ
リメリックＭＤＩ、キシリレンジイソシアネート（ＸＤ
Ｉ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、
イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添ＸＤ
Ｉ、水添ＭＤＩ等のイソシアネートモノマーをアロファ
ネート化、ビウレット化、２量化（ウレチジオン化）、
３量化（イソシアヌレート化）、アダクト化、カルボジ
イミド化反応等により、誘導体化したもの、および、そ
れらの混合物が使用可能である。特に、形成される塗膜
の黄変を考慮すると、脂肪族系もしくは脂環族系のポリ
イソシアネート、又はこれらの混合物を使用することが
望ましい。

【００４３】本発明の塗料組成物は、一般的に使用され
るポリウレタン樹脂塗料同様に、フリーのＮＣＯ基を有
する成分と水酸基を有する成分との少なくとも２成分系
の塗料として市場に供給し、使用に際してこれらの複数
成分を所定量で混合して使用するものである。

【００４４】さらに、これらのポリイソシアネートは、
アルコール類、フェノール類、ε−カプロラクタム、オ
キシム類、活性メチレン化合物類等のブロック剤を用い
たブロックイソシアネートの形態でも使用できる。これ
らのポリイソシアネートも活性水素を含有しない溶剤に
よる溶液として使用されるのが好ましい。

【００４５】前述のブロックイソシアネート化合物を使
用した場合は、非汚染塗料組成物の各成分を１パックに
することが可能であり、この１パックタイプの塗料を使
用した場合は、塗装後加熱等によりブロック剤を解離さ
せることによりＮＣＯを発生させて塗膜を架橋・硬化さ
せることができる。この場合に、イソシアネート基と水
酸基の反応促進のために通常使用される触媒を添加する
ことが好ましい。

【００４６】これらのポリイソシアネートとポリオール
や含フッ素共重合体との混合は、ＮＣＯ／ＯＨ当量比で
０．６〜１．４、好ましくは０．８〜１．２となるよう
な比率で行う。このときＮＣＯ／ＯＨ比が０．６より小
さいと、塗膜の硬化性、耐久性が低下すると共に、いわ
ゆる汚染回復性、即ち汚れの洗い流し効果も低下し、汚
れの染み込み抵抗性が十分でなくなる。逆に１．４以上
の場合は過剰のＮＣＯが水分と反応してＣＯ₂ を発生し
て塗膜に気泡が発生し、仕上がり感が低下する。０．８
〜１．２の範囲では使用原料の種類の変更、ロット変動
等があっても安定した塗膜が得られる。

【００４７】（Ｃ）テトラアルコキシシラン縮合物 本発明において使用するテトラアルコキシシラン縮合物
は、テトラアルコキシシランの平均縮合度４〜２０の縮
合物であり、かつ該縮合物は炭素数１〜２アルキル基と
炭素数３〜１０のアルキル基を有し、炭素数３〜１０の
アルキル基が該縮合物中の全アルキル基の５〜５０当量
％であることを特徴とするものである。前述の縮合物に
ついては、高縮合度（平均縮合度が２０より大きいも
の）、高分子量のものは、製造が難しく、粘度上昇等に
より取り扱いが不便であるため好ましくない。逆に、平
均縮合度が３以下で、低分子量のものは、揮発性が高く
なりやはり取り扱いが不便であるため好ましくない。

【００４８】また前述の縮合物のアルキル基の部分が炭
素数が１〜２のアルキル基のみの場合、表面配向性が十
分でなく、耐汚染性についても満足いくものではない。
また、炭素数が３〜１０のアルキル基のみの場合は、加
水分解を起こしにくくなる傾向にあるため非汚染効果が
悪くなり好ましくない。炭素数１１以上のアルキル基が
存在する場合も耐汚染性が低下するので好ましくない。
また、アルキル基の炭素数が大きくなればなるほど、前
述した加水分解反応は起こりにくくなる傾向にあるの
で、炭素数が大きいアルキル基ばかりが存在することも
好ましくない。

【００４９】本発明の（Ｃ）アルコキシシラン縮合物
は、［化２］に示されるテトラアルコキシシランの１種
以上を原料とし、以下、に記載する方法により製造
することが可能であるが、これに限定されるものではな
い。結果的に、全体のアルキル基のうち、約５〜５０当
量％が炭素数３〜１０のアルキル基であり、重量平均分
子量が２５０〜３５００である縮合物となっていればよ
い。

【００５０】原料であるテトラアルコキシシランとし
て炭素数１もしくは２のアルキル基を１種以上有するテ
トラアルコキシシランと炭素数３〜１０のアルキル基を
１種以上有するテトラアルコキシシランを使用するか、
又は、炭素数１もしくは２のアルキル基の１種以上と炭
素数３〜１０のアルキル基の１種以上を有するテトラア
ルコキシシランを使用し、これを公知の方法により縮合
させる方法。

【００５１】

【化２】Ｓｉ（ＯＲ₁ ）（ＯＲ₂ ）（ＯＲ₃ ）（Ｏ
Ｒ₄ ） （式中、Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は全て同一であってもよく、また異
なったものであっても良く、炭素数はいずれも１〜１０
である。）

【００５２】本発明に使用するテトラアルコキシシラン
縮合物を製造する原料として使用する炭素数３〜１０の
アルキル基を有するアルコキシシラン化合物の具体例と
しては、モノブトキシトリメトキシシラン、モノプロポ
キシトリメトキシシラン、モノペントキシトリメトキシ
シラン、モノヘキソキシトリメトキシシラン、ジブトキ
シジエトキシシラン等の縮合物があげられるが、これに
限定されるものではない。また、炭素数１又は２のテト
ラ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等がある。

【００５３】テトラアルコキシシランの１種以上を縮
合度４〜２０となるように公知の方法により縮合させた
後に、原料のアルコキシシランとは異なったアルキル基
を有するアルコールとエステル交換反応させる方法。即
ち、一般式

【００５４】

【化３】

【００５５】（式中、Ｒ₅ は炭素数１〜２のアルキル基
であって、全てが同一でなくてもよく、ｎは４〜２０の
整数）で表されるアルキルシリケート縮合物（以下、
「（ａ）成分」という。）を、（ｂ）一般式 Ｒ₆ −ＯＨ （式中、Ｒ₆ は炭素数３〜１０のアルキル基とする）で
表されるアルコール（以下、「（ｂ）成分」という。）
を用いて、（ａ）成分のアルキル基部分の約５〜５０％
をエステル交換する方法によることもできる。

【００５６】（ａ）成分としては、具体的にはテトラメ
チルシリケート、テトラエチルシリケートなどの縮合物
があげられる。縮合度は４〜２０が好ましく、縮合度が
大きくても小さくても、取り扱いが不便になるので好ま
しくない。

【００５７】（ｂ）成分としては、具体的にはｎ−プロ
ピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｎ−アミルア
ルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアル
コール、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−ノニルアルコー
ル、ｎ−デシルアルコール、が例示でき、分岐した炭素
鎖を有するアルコール類であってもよい。

【００５８】（ａ）成分を（ｂ）成分によりエステル交
換する際には、（ａ）成分の全てのアルキル基（Ｒ５）
を（ｂ）成分のアルキル基（Ｒ６）にエステル交換して
しまうのではなく、（ａ）成分のアルキル基のうち全体
の約５〜５０％をエステル交換したものを使用する。こ
の交換比率は、（ａ）成分の縮合度によって適宜調整す
るが（ａ）成分のアルキル基のうち全体の約５〜５０％
をエステル交換することにより、塗膜の耐汚染性が優れ
たものとすることができる。このエステル交換率が低く
なると、耐汚染性が劣ってくる。また、エステル交換率
が高くなると、加水分解反応を起こしにくくなり、塗膜
が親水性になりにくく、耐汚染性が悪くなる傾向にあ
る。

【００５９】上述の、（Ｃ）テトラアルコキシシラン縮
合物は、（Ａ）ポリオールまたは含フッ素共重合体の樹
脂固形分１００重量部に対して、ＳｉＯ₂ 換算値で１．
０〜４０．０重量部、好適には２．０〜３０．０重量部
配合する。これは、１．０重量部未満では塗膜の親水性
が十分でないため耐汚染性に劣り、４０．０重量部を越
えると、硬化塗膜の外観が悪化したり、クラックが発生
するといった問題が生じるためである。２．０〜３０．
０重量部配合した場合には、材料組成等の影響が少な
く、安定した特性を得ることができる。

【００６０】ここでＳｉＯ₂ 換算値とは、上述のアルコ
キシシラン類に含まれるＳｉが全てＳｉＯ₂ となるとし
た場合の重量であり、実際の計算は、各アルコキシシラ
ンやシリケートなどのＳｉ−Ｏ結合をもつ化合物につい
て、これらを完全に加水分解した後に、９００℃で焼成
した際にシリカ（ＳｉＯ₂ ）となって残るシリカ残量比
率（重量％）を測定し、下記の式に基づいて行った。

【００６１】 ［ＳｉＯ₂ 換算値］＝［Ｘ］×［シリカ残量比率］ ［Ｘ］：アルコキシシラン縮合物添加量。

【００６２】（Ｄ）アルキレンオキサイド鎖含有アルコ
キシシラン化合物 本発明の非汚染塗料組成物にはアルキレンオキサイド鎖
を含有するアルコキシシラン化合物を加えても良い。こ
れは、（Ｃ）アルコキシシラン縮合物と併せて用いるこ
とにより、塗膜が更に親水性となり、優れた耐汚染効果
が得られるためである。また、併用することにより、特
に塗膜の汚染物質染み込み抵抗性に優れる非汚染塗料組
成物とすることができる。

【００６３】（Ｄ）アルキレンオキサイド鎖含有アルコ
キシシラン化合物は、アルキレンオキサイド基の繰り返
し単位と、少なくとも１個以上のアルコキシシリル基を
有する化合物である。アルキレンオキサイド基繰り返し
単位は、そのアルキレン部分の炭素数は２〜４であり、
繰り返し数は２〜４０、好ましくは２〜２０である。

【００６４】（Ｄ）アルキレンオキサイド鎖含有アルコ
キシシラン化合物は、その両末端がアルコキシシリル基
であってもよく、一端がアルコキシシリル基であって他
端がその他の官能基であってもよい。このような片末端
に有することのできる官能基としては、例えば、ビニル
基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基、イソシア
ネート基、メルカプト基などが挙げられる。また、該官
能基は、アルコキシシリル基との間にウレタン結合、尿
素結合、シロキサン結合、アミド結合等を介して結合さ
れたものであっても良い。このような（Ｄ）アルキレン
オキサイド鎖含有アルコキシシラン化合物は、例えば、
ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物と、アルコキシ
シリル基含有化合物（以下「カップリング剤」という）
を反応させて合成したものが使用できる。

【００６５】前記ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合
物は、分子量が１５０〜３５００が好ましく、２００〜
１５００がさらに好ましい。分子量が１００未満の場
合、硬化塗膜の親水性に劣り、降雨による汚染物質の洗
浄効果が得られず、分子量が３５００を越える場合、塗
膜の耐水性や硬度が低下する。分子量が２００〜１５０
０の範囲であれば、材料特性などの影響を受けることが
少なく、安定した特性が発揮される。このようなポリア
ルキレンオキサイド鎖含有化合物としては、ポリエチレ
ングリコール、ポリエチレン−プロピレングリコール、
ポリエチレン−テトラメチレングリコール、ポリエチレ
ングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレング
リコールジグリシジルエーテル、ポリオキシエチレンジ
グリコール酸、ポリエチレングリコールビニルエーテ
ル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエ
チレングリコールアリルエーテル、ポリエチレングリコ
ールジアリルエーテルなどが挙げられる。また、該ポリ
アルキレンオキサイド鎖含有化合物は、１種もしくは２
種以上の組み合わせから選択することができる。

【００６６】一方、ポリアルキレンオキサイド鎖含有ア
ルコキシシラン化合物の合成に使用される前述のカップ
リング剤は、例えば、一分子中に、少なくとも１個以上
のアルコキシシリル基とそのほかの置換基を有する化合
物である。カップリング剤としては具体的には、例え
ば、β−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルメチルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、イソシアネート官能性シラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。

【００６７】（Ｄ）ポリアルキレンオキサイド鎖含有ア
ルコキシシラン化合物の合成は、特に限定されないが、
ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物とカップリング
剤とを別々に用意し、例えば重合性二重結合を有する各
化合物についてはラジカル重合開始剤を用いて共重合さ
せる他、アミノ基／エポキシ基、イソシアネート基／水
酸基またはイソシアネート基／アミノ基等の付加反応な
どを利用した公知の方法によって合成することができ、
また、第１級、または第２級アミノ基等の活性水素基を
有するアルコキシシリル化合物にエチレンオキサイドを
開環付加せしめる方法によっても合成可能である。以下
にその合成手段を例示的に説明する。

【００６８】ポリアルキレンオキサイド鎖含有アルコキ
シシラン化合物の合成法として、ラジカル重合開始剤を
用いて共重合させる場合は、重合性二重結合を有するポ
リアルキレンオキサイド鎖含有化合物の少なくとも１種
以上と、カップリング剤の少なくとも１種以上を非反応
性の適当な溶媒中で反応させて得る事ができる。この
際、使用されるラジカル重合開始剤としては、例えば、
ベンゾイルパーオキサイド、ジクロルベンゾイルパーオ
キサイド、２，５−ジ（パーオキシベンゾエート）ヘキ
シン−３，１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプ
ロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルパーベンゾエートなどの
パーエステル化合物、アゾビスイソブチロニトリルおよ
びジメチルアゾブチレートなどのアゾ化合物、および有
機過酸化物などが挙げられる。また、重合性二重結合を
有するポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物として
は、例えば、ポリエチレングリコールビニルエーテルを
用いることができ、カップリング剤には、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルメチルジエトキシシランおよびγ−メタクリ
ロキシプロピルトリエトキシシランなどを単独もしくは
２種以上の組み合わせで使用できる。

【００６９】イソシアネート／ポリオールの付加反応に
より合成する場合、例えばポリアルキレンオキサイド鎖
含有化合物には、ポリエチレングリコールなどの末端に
ヒドロキシル基を有する化合物と、カップリング剤には
イソシアネート含有カップリング剤などのイソシアネー
ト基を有する化合物を混合し合成させる。この合成方法
においては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマ
レートまたはジオクチル錫ジマレートなどの反応触媒を
使用することも可能である。

【００７０】上述の反応によって合成される（Ｄ）ポリ
アルキレンオキサイド鎖含有アルコキシシラン化合物と
しては、ポリアルキレンオキサイド鎖含有化合物の両末
端にカップリング剤を付加したものが得られるが、これ
らは、それぞれ単独で使用してもよく、また、混合物と
して使用してもよい。

【００７１】これら（Ｄ）ポリアルキレンオキサイド鎖
含有アルコキシシラン化合物の内で、ポリアルキレンオ
キサイド鎖がエチレンオキサイド鎖であり片末端が水酸
基であるものが、本発明の非汚染効果、すなわち耐汚染
性ならびに染み込み抵抗性等が高いため最も好ましい。

【００７２】（Ｄ）ポリアルキレンオキサイド鎖含有ア
ルコキシシラン化合物の配合割合は、（Ａ）ポリオール
または（Ａ’）含フッ素共重合体の樹脂固形分１００重
量部に対し、固形分で０．１〜２０重量部、好ましくは
０．２〜１０重量部である。０．１重量部未満では効果
が見られず、２０重量部を越えると、樹脂との相溶性や
硬化物の耐水性などが劣り好ましくない。

【００７３】（Ｅ）アミン化合物 本発明の非汚染塗料組成物は、（Ｅ）アミン化合物を添
加することにより、形成された塗膜の層間密着性を高め
ることができ、リコート性を向上できる。かかる目的の
ために添加できるアミン化合物としては、水溶性アミン
類が好適で、エチルアミン、ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、ジアミルアミン、エタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、シクロヘキシルアミン、アニリン、ピリジン、モル
ホリン、Ｎ−メチルモルホリン、カプロラクタム、ヘキ
サメチレンジアミン、エチルフェニルエタノールアミ
ン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン等の有機
アミン類、アミノメチルトリエトキシシラン、アミノメ
チルジエトキシシラン、ｎ−トリメトキシシリルプロピ
ル−エチレンジアミン、γ−フェニルアミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノイソブチルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等
のアミノシラン類が例示される。

【００７４】上記のようなアミン化合物の中でも、特に
窒素原子に３個の炭素が結合した第３級アミン化合物が
最も好適に使用することができる。これは、アミン化合
物が第１級アミン、第２級アミンの場合はＮＨ基が存在
し、ＮＨ基とイソシアネート化合物のＮＣＯ基とは反応
しやすく、これらが反応すると尿素結合が形成される。
尿素結合の生成はウレタン結合生成よりも早く、従って
尿素結合の生成はウレタン結合の反応を阻害し、塗膜の
性質に多少影響を及ぼすためである。ただし、たとえＮ
Ｈ基が存在していたとしても、アミン化合物の添加量を
考えればＮＨを有するアミンを使用しても実用上は問題
ない。

【００７５】（Ｅ）アミン化合物の混合率は、（Ａ）ポ
リオールまたは（Ａ’）含フッ素共重合体の固形分１０
０重量部に対して、０．０２〜５．０重量部であり、好
適には０．０５〜２．０重量部である。アミン化合物が
０．０２重量部より少なくなると効果が得られないので
好ましくない。一方で５．０重量部より過剰に添加した
場合は、塗膜の耐候性が低下し実用性に欠けるものにな
る。この（Ｅ）アミン化合物は、通常の塗料用原料と同
様にして取り扱い、固形のものであれば分散前に添加
し、液状であれば分散前又はその後の溶解時に添加すれ
ばよい。

【００７６】＜アミノ基含有樹脂＞本発明の非汚染塗料
組成物は、前述したような（Ａ）ポリオール又は
（Ａ’）含フッ素共重合体を使用するが、（Ｅ）アミン
化合物を添加する代わりに、第３級アミノ基含有アクリ
ルポリオール又は第３級アミノ基含有含フッ素共重合体
を使用することによってもリコート性を向上できる。第
３級アミノ基の存在によりアミン化合物を添加したのと
同じ効果が得られる。

【００７７】請求項１、２に記載のポリオールと共に、
またはこれに替えて使用する第３級アミノ基含有アクリ
ルポリオールとしては、ポリウレタン技術分野において
一般的に使用されるアクリルポリオールのうち、第３級
アミノ基を含有するものを使用することができる。この
ようなアクリルポリオールとしては、水酸基含有のアク
リル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル、および
一般式

【００７８】

【化４】 （Ｒ₇ は水素又はアルキル基、Ｒ₈ 、Ｒ₉ はいずれもア
ルキル基、ＸはＯもしくはＮＨ、ｎは２〜１０の整数）

【００７９】で示される、重合性不飽和結合含有の第３
級アミン化合物、さらにこれらと共重合可能なモノマー
との共重合体がある。

【００８０】このような水酸基を含有するアクリル酸エ
ステルもしくはメタクリル酸エステルの例としては、ア
クリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロ
キシプロピル、アクリル酸２−ヒドロキシブチル、メタ
クリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒド
ロキシプロピル、メタクリル酸３−ヒドロキシプロピ
ル、メタクリル酸４−ヒドロキシブチル、メタクリル酸
２−ヒドロキシペンチル等のアクリル酸又はメタクリル
酸のヒドロキシアルキルエステル、さらにグリセリン、
トリメチロールプロパン等の多価アルコールのアクリル
酸又はメタクリル酸のモノエステル、Ｎ−メチロールア
クリルアミド又はＮ−メチロールメタクリルアミド等の
水酸基を有するモノエチレン性不飽和モノマー、アクリ
ル酸２−ヒドロキシ−３−クロロプロピル、メタクリル
酸２−ヒドロキシ−３−クロロプロピル等の塩素含有化
合物等があげられる。これらの中で特に好ましいのは、
メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−
ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピ
ル等である。

【００８１】一方、重合性不飽和結合含有の第３級アミ
ン含有単量体の例としては、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノ）エチルメタクリレート、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノ）エチルアクリレート等があげられる。これらの
中で特に好ましいのは、２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミ
ノ）エチルメタクリレートである。

【００８２】次に上述のようなヒドロキシ基を含有する
アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルと共重合可
能な他のモノマーとしては、例えばアクリル酸、または
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシ
ル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸、またはメ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等のメタクリル酸エ
ステル類、スチレン、またはα−メチルスチレン、β−
クロロスチレン等のスチレン誘導体類、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、イソプロピオン酸ビニル等のビニル
エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等
が例示できる。これらの中で特に好ましいのは、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
ラウリル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、アク
リルアミド、酢酸ビニル等である。

【００８３】請求項２に記載の含フッ素共重合体に替え
て、又はこれと共に使用する第３級アミノ基含有含フッ
素共重合体としては、フッ素樹脂技術分野において一般
的に使用される含フッ素共重合体のうち、第３級アミノ
基を含有するものを使用する。このような含フッ素共重
合体は、基本の構成モノマーであるフッ素モノマーと共
重合モノマーに加えて、水酸基含有のアクリル酸エステ
ルもしくはメタクリル酸エステルおよび重合性不飽和結
合含有の第３級アミン含有単量体を共重合して作製す
る。この共重合において使用するフッ素含有単量体は、
前述した（Ａ’）含フッ素共重合体で使用されるような
一般的なフッ素含有モノマーを使用することができる。

【００８４】また、共重合モノマーについても、前述の
ビニルエーテル、ビニルエステル、アクリル系単量体等
が使用でき、水酸基含有のアクリル酸エステルもしくは
メタクリル酸エステルおよび重合性不飽和結合含有の第
３級アミン含有単量体については前記第３級アミノ基含
有アクリルポリオール製造において例示した単量体を使
用できる。

【００８５】＜その他の添加剤＞本発明の非汚染塗料組
成物には、着色顔料を配合して、着色（エナメル）塗膜
としてもよい。このような着色顔料としては、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄（ベンガ
ラ）、クロム酸鉛（モリブデートオレンジ）、黄鉛、黄
色酸化鉄、オーカー、群青、コバルトグリーン等の無機
系顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アント
ラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ
系、イソインドリノン系、ベンゾイミダゾール系、フタ
ロシアニン系、キノフタロン系等の有機顔料が使用でき
る。

【００８６】また、重質炭酸カルシウム、クレー、カオ
リン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、ホ
ワイトカーボン、珪藻土等の体質顔料を添加することも
可能である。特に、艶消し塗膜を形成する場合には、塗
膜表面における非汚染効果を損なうことの最も少ないホ
ワイトカーボン、珪藻土を使用することが最適である。
なお、これらの無機物質を塗料に添加する際に、粉体表
面をカップリング剤で処理したり、塗料にカップリング
剤を添加することは好ましい手段である。

【００８７】本発明の非汚染塗料組成物には、通常塗料
に配合することが可能な各種添加剤を本発明の効果に影
響しない程度に配合することが可能である。このような
添加剤としては、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消
泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防
止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等があげら
れる。

【００８８】また、本発明の塗料組成物は溶剤類を加え
適宜希釈することが可能であるが、この溶剤類として
は、（Ｂ）イソシアネートと反応しないようなものであ
れば特に限定はされず、芳香族系炭化水素、エステル
系、ケトン系、脂肪族系炭化水素等の溶剤を用いること
ができる。その他、アセトン、メチルエチルケトン、２
−ペンタノン、２−ヘキサノン、シクロヘキサン等の単
独又は混合物からなるケトンを（Ｂ）イソシアネートの
溶剤として用いることにより、貯蔵安定性が向上でき
る。さらに、保存容器内に浸入する水分によりイソシア
ネート基が反応し不活性化することを防止するため、Ａ
ｄｄｉｔｉｖｅ ＴＩ（バイエル社製）等の水分除去剤
を添加することが好ましい。

【００８９】＜適用面・塗装方法＞本発明の非汚染塗料
組成物は、金属、ガラス、磁器タイル、コンクリート、
サイディングボード、押出成形板、プラスチック等の各
種素材の表面仕上げに使用することができ、主に建築
物、土木構築物等の躯体の保護に使用するものである。
このとき、本発明の非汚染塗料組成物は最終の仕上面に
施されているものであり、基材に直接塗装することもで
きるし、何らかの表面処理（下地処理等）を施した上に
塗装することも可能であるが特に限定されるものではな
い。

【００９０】また、本発明の非汚染塗料組成物は、各種
添加剤類を加えて塗料化した後、ハケ塗り、スプレー塗
装、ローラー塗装、フローコーター、ロールコーター等
種々の方法により塗装することができる。

【００９１】その他、本発明の非汚染塗料組成物は、一
層目が完全に硬化してから二層目を塗付するのが望まし
い。一層目の塗膜が完全に硬化していない状態で二層目
を塗付した場合、二層目の塗料組成物の溶剤成分によ
り、一層目の未硬化成分の溶出がみられ、リフティング
が発生してしまう。よって、一層目が完全に硬化した後
に二層目を塗付した場合には、強固で均一な塗膜が形成
でき、超耐久性で長期間にわたり非汚染性を示すことの
できるすぐれた塗膜となる。補修等の場合のように一層
目と二層目の工程間に長期間を要した場合であっても、
二層目の塗膜が一層目の塗膜と強固に結びつき、ブリス
ターの発生やワレの発生を防止できる塗膜が形成できる
ものである。（本発明でいう一層目、二層目などの表現
は、本発明の塗料組成物を塗り重ねる際の層の呼び名で
あり、二回塗りにて仕上げる場合は一回目が一層目、二
回目が二層目となり、補修などを行う場合は補修を行う
べき塗膜が一層目、補修を行った部分を二層目と呼ぶよ
うに、密着させるべき隣り合った層において下側を一層
目、上側を二層目と呼ぶものである。）

【００９２】通常、非汚染型塗料とよばれるオルガノシ
リケートを含有した塗料はオルガノシリケートに特有な
効果により、一層目と二層目の工程間隔が長くできない
という制約を受ける。しかし、本願請求項４〜６に記載
の発明によれば、そのような制約を一切受けることなく
塗装できるというメリットがある。

【００９３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴をより明確にする。なお、以下において重量部は単に
部として表記した。 （合成例Ｉ）アルコキシシラン縮合物１〜８合成例 重量平均分子量１０００、縮合度約８、不揮発分１００
％のメチルシリケート（以下、メチルシリケートＡとい
う。）１００部に対し、アルコール類を所定量、並びに
触媒であるジブチル錫ジラウレート０．０３部を添加
し、混合後、７５℃にて８時間、脱メタノール反応を行
い、アルコキシシラン縮合物１〜８を合成した。得られ
たアルコキシシラン縮合物について、使用したアルコー
ル類の種類と添加量、エステル交換率、及び９００℃に
て焼成することにより得られるシリカ残量比率を以下に
示した。

【００９４】

【表１】

【００９５】（合成例ＩＩ） ポリアルキレンオキサイド鎖含有アルコキシシラン化
合物１合成例 加熱装置、撹拌器、還流装置、脱水装置、温度計を備え
た反応槽に、ポリエチレングリコール２００（平均分子
量２００；和光純薬（株）社製）２０部と、イソシアネ
ート含有シランであるＹ−９０３０（日本ユニカー
（株）社製）５４．３部を、ジブチル錫ジラウリレート
０．０５部とを仕込み、５０℃にて８時間反応させ、淡
黄色のポリエチレンオキサイド鎖含有アルコキシシラン
化合物１を得た。このポリエチレンオキサイド鎖含有カ
ップリング剤の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグ
ラフィー（以下「ＧＰＣ」という）のポリスチレン換算
により測定した結果８００であった。（表３においては
「ＰＥＯ−アルコキシシラン化合物１」と表示した。）

【００９６】ポリアルキレンオキサイド鎖含有アルコ
キシシラン化合物２合成例 加熱装置、撹拌器、還流装置、脱水装置、温度計を備え
た反応槽に、ポリエチレングリコールグリシジルエーテ
ルであるエポライト４０Ｅ（平均分子量１７０：共栄社
化学（株）社製）１００部と、アミノ基含有シランであ
るＡ−１１００（日本ユニカー（株）社製）６３．０部
とを仕込み、５０℃にて８時間反応させ、淡黄色のポリ
エチレンオキサイド鎖含有カップリング剤（２）を得
た。このポリエチレンオキサイド鎖含有カップリング剤
の重量平均分子量は、ＧＰＣのポリスチレン換算により
測定した結果、９８０であった。（表３においては「Ｐ
ＥＯ−アルコキシシラン化合物２」と表示した。

【００９７】（実施例、比較例）試験塗料の配合は、実
施例については表３に、また比較例については表４にそ
れぞれまとめて示した。なお、表２には、これらの配合
に使用したポリオール、含フッ素共重合体の特性をまと
めて示した。また、使用したイソシアネート化合物は、
ヘキサメチレンジイソシアネートの３量体のケトン溶液
であって、液としてのＮＣＯ含有率は２３．１重量％で
ある。

【００９８】

【表２】

【００９９】

【表３】

【０１００】

【表４】

【０１０１】（評価）塗膜については、以下に記載の方
法により評価を行った。

【０１０２】（１）接触角の測定 作成した塗料組成物を、１５０ｍｍ×７５ｍｍ×０．８
ｍｍのアルミニウム板に、乾燥膜厚が４０μｍとなるよ
うにスプレー塗装し、試験体を作成した。作成した試験
体を標準状態で７日間乾燥・養生した後、接触角を測定
した。その後、試験体を脱イオン水に３時間浸漬し、１
８時間乾燥した後に接触角を測定した。この脱イオン水
３時間浸漬−１８時間乾燥作業を１セットとしてさらに
２回繰り返して行い、計４回の接触角の測定データを、
協和界面科学（株）社製ＣＡ−Ａ型接触角測定装置にて
測定した。

【０１０３】（２）耐汚染性試験 ３００×１５０×３．０ｍｍのアルミニウム板にＳＫ＃
１０００プライマー（エポキシ樹脂系プライマー、エス
ケー化研（株）製品）を乾燥膜厚が３０μｍとなるよう
にスプレー塗装し、標準状態で８時間乾燥させた。次い
で、作成した塗料組成物を、前述のプライマー塗装を行
ったアルミニウム板上に、乾燥膜厚が約４０μｍとなる
ようにスプレー塗装を行い、標準状態で７日間乾燥し、
曝露テスト用試験体とした。作成した試験体は、大阪府
茨木市において、南面向き、４５度の角度で屋外曝露を
実施し、初期と１カ月後、３カ月後、６カ月後、１年後
の明度差（ΔＬ値）を測定し、耐汚染性試験の評価を行
った。ΔＬ値の測定は、ＴＣ−１８００型色差計（東京
電色（株）製）を使用して行った。ΔＬ値の絶対値が小
さいほど明度変化が少なく、耐汚染性に優れた塗料であ
る。

【０１０４】（３）雨筋汚染性試験 ３００×１５０×３．０ｍｍのアルミニウム板を長辺の
１／３のところで４５°に折り曲げ、曝露用板とした。
この曝露用板の鈍角面（凸面）に、（３）の耐汚染性試
験体に施したのと同じプライマー塗装、試験塗料組成物
の塗装を行い、同一条件にて乾燥し、曝露用試験体とし
た。作成した曝露用試験体は、大阪府茨木市において、
南面向きにて折り曲げてできた長い辺を垂直にして設置
して屋外曝露を行った。評価は、垂直面の雨筋汚れの有
無を目視観察することにより行った。評価は、屋外曝露
１カ月後、３カ月後、６カ月後、１年後について行い、
結果は以下のとおり表示した。 ◎：雨筋汚れなし。 ○：わずかに雨筋汚れが見られる。 △：雨筋汚染が見られる。 ×：著しい雨筋汚染が見られる。

【０１０５】（４）染み込み抵抗性試験 １５０×７０×０．８ｍｍのアルミニウム板に、上述の
（３）、（４）の評価と同様にプライマー３０μｍ、塗
料４０μｍの塗膜を形成し、試験体とした。作成した試
験体を標準状態で７日間養生した後、耐汚染性試験（Ｊ
ＩＳ Ｋ−５４００（１９９０）８．１０）に準拠して
塗膜面に１５重量％のカーボンブラック水分散ペースト
液を直径２０ｍｍ、高さ５ｍｍとなるように滴下し、５
０℃の恒温室中にて２時間放置した。その後流水中で洗
浄し、塗膜表面の汚染の程度を目視により評価した。評
価の結果を以下のように表示した。 ◎：汚染が見られない。 ○：わずかな汚染が見られる。 △：汚染が見られる。 ×：著しい汚染が見られる。

【０１０６】（５）リコート性試験 １５０×７０×０．８ｍｍのアルミニウム板に、前述の
ＳＫ＃１０００プライマーを乾燥塗膜厚みが３０μｍと
なるようにスプレー塗装し、標準状態で８時間乾燥し
た。得られたアルミニウム板４枚に試験塗料を乾燥塗膜
厚みが２５μｍとなるようにスプレーにて塗装し、４枚
について、それぞれ１６時間、１日間、３日間、７日間
養生・乾燥した後に、さらにその上に同じ試験塗料を、
乾燥塗膜厚みが２５μｍとなるように、即ち試験塗料の
全塗膜厚みが５０μｍとなるようにスプレー塗装を行
い、試験体とした。作成した試験体を標準状態で７日間
養生し、付着性試験の碁盤目法（ＪＩＳＫ−５４００
（１９９０）８．８．１）に準拠して付着性の評価を行
った。評価の結果は表５に示した点数にて表示した。

【０１０７】

【表５】

【０１０８】（評価結果）評価結果は表６にまとめて示
した。この結果より以下の点が指摘できる。 ａ）本発明の非汚染塗料（実施例１〜９）は、実際の降
雨を想定した水浸漬試験によっても接触角の低下がみら
れ、優れた耐汚染性、耐雨筋汚染性が得られている。 ｂ）実施例１、３の塗料では、上塗りを１６時間以内に
行えば良好な塗膜が得られる。その他の実施例では長時
間経過後であっても優れたリコート性が得られた。 ｃ）アルコキシシランやシリケート類を含まない、従来
のポリウレタン樹脂塗料（比較例１）、フッ素樹脂塗料
（比較例２）は接触角が大きく、耐汚染性、耐雨筋汚染
性はいずれも問題が大きい。 ｄ）一般のアルキルシリケートを添加した塗料（比較例
３）では、６カ月以上経過すると耐雨筋汚染性は良くな
る傾向にあるが、初期は問題がある。また経時に於ける
リコート性が悪くなるという結果が得られた。 ｅ）アルコキシシラン縮合物であって、炭素数が１と１
２のアルキル基を有するものを使用した場合（比較例
６）や、炭素数が１と３、１と５のアルキル基を有する
が交換率が５０％を越えるアルコキシシラン縮合物を使
用した場合（比較例４、５）は、耐汚染性、耐雨筋汚染
性に問題があった。 ｆ）アルコキシシラン縮合物を過剰に添加した塗料（比
較例７）は、初期の耐汚染性、耐雨筋汚染性は優れてい
るが、３カ月後には塗膜の全面に割れが発生し、耐久性
に問題があることが分かった。

【０１０９】

【表６】

【０１１０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、 本発明
の非汚染塗料組成物は、特殊な構造のテトラアルコキシ
シラン縮合物を塗料中に配合することにより、塗膜形成
直後より、その表面が親水性を発揮し、ソイルリリース
効果を有し、油性汚れの染み込み抵抗性にも優れ、耐候
性、その他の塗膜物性の良好な非汚染型の塗膜を提供す
る非汚染塗料用組成物を得ることができるものである。
更に、アルキレンオキサイド鎖含有のアルコキシシラン
化合物を添加することにより、更に親水性を向上させ、
染み込み抵抗性に優れる塗膜を得ることが可能になる。
また、アミン化合物を塗料中に配合するか、又は第３級
アミノ基含有のポリオールや含フッ素共重合体を使用す
ることにより、特に多層塗りを行う際の層間密着性、即
ちリコート性を向上させ、経時おけるブリスターの発生
やワレの発生、またはリフティングの発生などを効果的
に防止できる非汚染塗料組成物とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池内 忠彦 大阪府茨木市清水１丁目25番10号 エスケ ー化 研株式会社研究所内 (72)発明者 鈴木 久志 大阪府茨木市清水１丁目25番10号 エスケ ー化 研株式会社研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリオール化合物、（Ｂ）ポリイ
   ソシアネート化合物、及び（Ｃ）テトラアルコキシシラ
   ン縮合物を含む非汚染塗料組成物であって、ポリオール
   化合物とポリイソシアネート化合物はＮＣＯ／ＯＨ当量
   比が０．６〜１．４の比率で配合され、テトラアルコキ
   シシラン縮合物はＳｉＯ₂ 換算値でポリオール化合物の
   固形分１００重量部に対して１．０〜４０．０重量部配
   合されており、（Ａ）ポリオール化合物は重量平均分子
   量が５０００〜８００００、水酸基価が２０〜１５０
   （ＫＯＨｍｇ／ｇ）であり、（Ｃ）テトラアルコキシシ
   ラン縮合物は縮合度が４〜２０であり、かつ該縮合物は
   炭素数１〜２アルキル基と炭素数３〜１０のアルキル基
   を有し、炭素数３〜１０のアルキル基が該縮合物中の全
   アルキル基の５〜５０当量％であることを特徴とする非
   汚染塗料組成物。
2. 【請求項２】 前記（Ａ）ポリオール化合物がフルオロ
   オレフィン、ビニルエステルもしくはビニルエーテルの
   少なくとも一方、及び水酸基含有モノマーを必須構成モ
   ノマーとして共重合して得られる溶剤可溶性の含フッ素
   共重合体である請求項１記載の非汚染塗料組成物。
3. 【請求項３】 前記（Ａ）ポリオール化合物の固形分１
   ００重量部に対して、（Ｄ）重量平均分子量１５０〜３
   ５００であって繰り返し単位の数が２〜４０のポリアル
   キレンオキサイド鎖を含有するアルコキシシラン化合物
   を０．１〜２０重量部添加したことを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載の非汚染塗料組成物。
4. 【請求項４】 （Ａ）ポリオール化合物１００重量部に
   対して、（Ｅ）アミン化合物を０．０２〜５．０重量部
   添加したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
   かに記載の非汚染塗料組成物。
5. 【請求項５】 （Ａ）ポリオール化合物が第３級アミノ
   基含有アクリルポリオールを含むものであることを特徴
   とする請求項１又は請求項３に記載の非汚染塗料組成
   物。
6. 【請求項６】 含フッ素共重合体が第３級アミノ基を含
   有する含フッ素共重合体を含むものであることを特徴と
   する請求項２又は請求項３に記載の非汚染塗料組成物。