JPH10279885A

JPH10279885A - 機能性コーティング用組成物

Info

Publication number: JPH10279885A
Application number: JP10397297A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ichikawa; 好男市川
Original assignee: NITSUPAN KENKYUSHO KK; Hokkai Can Co Ltd
Current assignee: NITSUPAN KENKYUSHO KK; Hokkai Can Co Ltd
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】基材に塗布することにより、密着性、耐衝撃
性、屈曲性が良く、高硬度で耐候性、耐熱性、耐有機・
無機薬品性、耐蝕性、耐汚染性、電気絶縁性に優れ、抗
菌性、消臭性、還元性、液体改質性、脂質分解性（セル
フクリーニング性）、静電防止性、およびその他の機能
性の少なくとも一つを有する塗膜を形成することが可能
な機能性コーティング用組成物を得る。【解決手段】（ａ）一般式Ｒ¹Ｓｉ（ＯＲ²）₃で表
されるオルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキ
シシランの加水分解物、その部分縮合物および／または
完全縮合物、（ｂ）合成樹脂、（ｃ）微粒子状金属酸化
物またはカーボンブラック、（ｄ）銀塩、銅塩およびコ
ロイダル銀から選ばれる少なくとも１種、（ｅ）親水性
有機溶剤、ならびに（ｆ）水を主成分とし、固形分濃度
が５〜５０重量％である機能性コーティング用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、得られる塗膜が各
種の機能を有する機能性コーティング用組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オルガノアルコキシシランに
樹脂を配合した組成物（特開平７−３３０４６８号公
報、特開平８−１２９４３号公報）や、オルガノアルコ
キシシランに銀・銅塩を配合した組成物（特公平６−９
９２４２号公報）などが提案されている。このうち、前
者は、密着性、耐衝撃性、屈曲性が良く、高硬度で耐候
性、耐熱性、耐蝕性、耐汚染性などに優れた塗膜を作る
が、抗菌性、消臭性、還元性や、その他の機能を有して
はいない。一方、後者は、抗菌性、消臭性などの塗膜を
作り、耐候性、耐熱性、耐汚染性などに優れているが、
密着性、耐衝撃性、耐屈曲性、耐蝕性などに問題があ
る。また、樹脂に銀または銅を担持させた組成物も提案
されているが、樹脂の被覆力により機能性の発現に問題
があり、さらに耐候性、耐汚染性などにも問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、上記従来
技術の課題を背景になされたもので、鉄、ステンレス、
アルミニウムおよびその他の金属、コンクリートおよび
その他のセメント材、窯業材、ガラス、樹脂、木材、
紙、繊維およびその他の製品の表面、または有機系・無
機系塗膜の表面に塗布して、室温下または加熱下で硬化
させることにより、密着性、耐衝撃性、屈曲性が良く、
高硬度で耐候性、耐熱性、耐有機・無機薬品性、耐蝕
性、耐汚染性、電気絶縁性に優れ、抗菌性、消臭性、還
元性、液体改質性、脂質分解性（セルフクリーニング
性）、静電防止性、およびその他の機能の少なくとも一
つを有し、主として、透明または半透明の塗膜を形成す
るための、機能性コーティング用組成物に関する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）一般式
Ｒ¹Ｓｉ（ＯＲ²）₃（式中、Ｒ¹は炭素数１〜１０の
有機基、Ｒ²は炭素数１〜５のアルキル基および／また
は炭素数１〜４のアシル基を表す）で表されるオルガノ
アルコキシシラン、該オルガノアルコキシシランの加水
分解物、その部分縮合物および／または完全縮合物をオ
ルガノアルコキシシラン換算で１０〜５０重量部、
（ｂ）合成樹脂１〜２０重量部、（ｃ）微粒子状金属酸
化物またはカーボンブラック１〜２０重量部、（ｄ）銀
塩、銅塩およびコロイダル銀から選ばれる少なくとも１
種を金属分換算として０．００１〜１．５重量部、
（ｅ）親水性有機溶剤５〜７５重量部、ならびに（ｆ）
水５〜４０重量部〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＋
（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝１００重量部〕を主成分と
し、固形分濃度が５〜５０重量％である機能性コーティ
ング用組成物である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の機能性コーティング用組
成物について、以下、その成分毎に説明する。（ａ）一般式（ａ）Ｒ¹Ｓｉ（ＯＲ²）₃で表されるオ
ルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキシシラン
の加水分解物、その部分縮合物および／または完全縮合
物本発明で使用するオルガノアルコキシランは、水の存在
により酸またはアルカリの存在下もしくは非存在下で加
水分解および重縮合して高分子量化するものであり、そ
の塗膜は加熱下または常温下で硬化し、結合剤として作
用する。

【０００６】このオルガノアルコキシシランは、前記式
中のＲ¹が炭素数１〜１０の有機基、例えばメチル基、
エチル基、ｎ−プロピル基などのアルキル基、そのほか
γ−クロロプロピル基、ビニル基、３，３，３−トリフ
ロロプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メ
タクリルオキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル
基、フェニル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチ
ル基、γ−アミノプロピル基などであり、また式中のＲ
²が、炭素数１〜５のアルキル基および／または炭素数
１〜４のアシル基、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プ
ロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブ
チル基、ｔ−ブチル基、アセチル基などである有機シラ
ン化合物である。

【０００７】これらのオルガノアルコキシシランの具体
例として、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、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルト
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、３，３，３−トリフロロプロピル
トリメトキシシラン、３，３，３−トリフロロプロピル
トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
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、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリ
メトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ｎ−デ
シルトリメトキシシラン、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、３，４−エポキシシク
ロヘキシルエチルトリエトキシシラン、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
キシシランなどを例示できる。

【０００８】これらのオルガノアルコキシシランは、１
種の単独で使用してもよく、また２種以上を併用しても
よい。好ましくは、メチルトリメトキシシランまたはフ
ェニルトリメトキシシランを使用する。また、このオル
ガノアルコキシシランを、あらかじめ酸またはアルカリ
の存在下もしくは非存在下で加水分解した加水分解物、
該加水分解物をさらに熟成して重縮合した部分縮合物お
よび／または完全縮合物であるオルガノポリシロキサン
化合物を使用することもできる。

【０００９】本発明の機能性コーティング用組成物
（ａ）〜（ｆ）の合計１００重量部中における（ａ）成
分の配合割合は、オルガノアルコキシシラン換算で１０
〜５０重量部、好ましくは１５〜３５重量部である。
（ａ）成分の配合割合が１０重量部未満では、基材との
接着力や硬化塗膜の硬度が不足し、一方、５０重量部を
超えると、塗膜の硬度は上昇するものの、き裂が生じた
り、耐衝撃性、耐屈曲性などが大幅に低下し好ましくな
い。

【００１０】（ｂ）合成樹脂本発明において合成樹脂は、得られる塗膜の結合助剤の
役目を果たすとともに、（ａ）成分の緩衝剤の役目を果
たし、塗膜のき裂や剥離を防止し、耐衝撃性、耐屈曲性
を向上させるものである。（ｂ）合成樹脂としては、例
えばアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−エチ
レン樹脂、酢酸ビニル−アクリル樹脂、アクリル−スチ
レン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹
脂、ポリブタジエン系樹脂、アルキド樹脂、アミノアル
キド樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ウレタン樹
脂、シリコーン樹脂などの、エマルジョン型、水溶性型
もしくは親水性有機溶剤溶解型などを挙げることができ
るが、これらに限定されるものではない。これらの
（ｂ）合成樹脂は、上記のように、通常、エマルジョン
型、水溶性型もしくは親水性有機溶剤溶解型で用いられ
る。例えば、（ｂ）合成樹脂は、水および／または親水
性有機溶剤によく混合し、乾燥すると、水に不溶性の透
明または半透明の膜を形成し、本発明においては、
（ａ）成分および（ｃ）〜（ｄ）成分を接着させるため
に使用されるものである。

【００１１】なお、（ｂ）合成樹脂として、エマルジョ
ン型の具体例としては、酢酸ビニル樹脂エマルジョン、
アクリル樹脂エマルジョン、アクリル−スチレン共重合
体エマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合体エマル
ジョン、アクリル変性ウレタン樹脂エマルジョン、シリ
コーン樹脂エマルジョンなどが挙げられる。また、水溶
性型の具体例として、水溶性メラミン樹脂、水溶性フェ
ノール樹脂、水溶性ポリブタジエン、水溶性アクリル樹
脂などが挙げられる。さらに、親水性有機溶剤溶解型の
具体例として、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アミノ
・アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ブチ
ル化メラミン樹脂などが挙げられる。

【００１２】（ｂ）合成樹脂は、本発明の組成物中に、
樹脂換算で１〜２０重量部、好ましくは３〜１２重量部
であり、１重量部未満では接着力が弱く、一方２０重量
部を超えると（ａ）成分および（ｃ）〜（ｄ）成分に対
し被覆力が大きすぎたり、耐候性、耐熱性、硬度のほ
か、抗菌性、還元性などの機能性が損なわれ、好ましく
ない。

【００１３】（ｃ）微粒子状金属酸化物またはカーボン
ブラック本発明において、（ｃ）成分は、大きな表面積を形成さ
せたり、塗膜を親水性にさせたり、（ｄ）成分を吸着さ
せたりして、密着性を向上させるとともに、抗菌性、消
臭性、還元性、熱放射性、セルフクリーニング性、その
他の機能性の効果を高めるための働きをするものであ
る。（ｃ）成分のうち、微粒子状金属酸化物としては、
シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、酸化スズ、酸
化セリウム、酸化鉄などの、水性もしくは親水性有機溶
剤性コロイド状物が挙げられる。水性もしくは親水性有
機溶剤性コロイド状金属酸化物の平均粒径は１００ｍμ
以下、好ましくは３〜３０ｍμ、比表面積は３０〜４０
０ｍ²／ｇ、固形分は５〜４０重量％程度である。平均
粒径が１５ｍμ以下のコロイド状のシリカ、アルミナ、
チタニア、酸化スズ、酸化セリウムは、得られる組成
物、塗膜が殆ど透明となる。また、微粒子状の金属酸化
物は、高温気相法または加水分解法などで製造される平
均粒径が１００ｍμ以下、好ましくは５〜３０ｍμのシ
リカ、アルミナ、チタニア、酸化スズ、酸化亜鉛などが
挙げられ、これらの比表面積は３０〜４００ｍ²／ｇに
なる。また、（ｃ）成分のうち、カーボンブラックとし
ては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｉ−ＩＳＡＦ、ＣＦ、ＳＣ
Ｆ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＦＥＦ、ＨＭＦ、ＧＰＦ、ＡＰＦ、
ＳＲＦ、ＭＰＦ、ＥＣＦ、ＭＴ、ＦＴ、ＥＰＣ、ＨＣ
Ｆ、ＭＣＦ、ＬＦＦ、ＲＣＦなど挙げられるが、これら
に限定されるものではない。（ｃ）成分のうち、アルミ
ナ、酸化スズ、カーボンブラックは、静電防止性（アル
ミナは陽荷電、酸化スズおよびカーボンブラックは導電
性による）、チタニアは光触媒機能、チタニア、酸化亜
鉛、酸化セリウムは紫外線遮断性、酸化鉄はカラー化、
シリカ、アルミナの併用系は光反射防止性を付加させる
ために使用される。

【００１４】（ｃ）成分は、本発明の組成物中に、固形
分換算で１〜２０重量部で好ましくは２〜１５重量部で
あり、１重量部未満では、表面積が小さくなり、機能性
の発現ができなくなり、一方一方２０重量部を超えると
相対的に他の成分が少なくなったり、結合力、硬度、屈
曲性などが低下したりして好ましくない。

【００１５】（ｄ）銀塩、銅塩およびコロイダル銀から
選ばれる少なくとも１種（ｄ）成分は、（ｃ）成分との相乗効果により、得られ
る塗膜に抗菌性、消臭性、還元性、液体改質性、脂質分
解性などの作用をなすものである。この（ｄ）成分は、
大気中では微量の湿度により、また水中で極微量イオン
化する。イオン化量は、通常、０．００２〜０．０１μ
ｇ／ｍｌ程度である。このうち、銀塩としては、硝酸
銀、硫酸銀、塩化銀、ジアンミン銀（Ｉ）イオンなど
を、銅塩としては、硝酸銅（II) 、硫酸銅、臭化銅、酢
酸銅、テトラアンミン銅（II) イオンなどを挙げること
ができる。ただし、本発明は、これらに限定されるもの
ではない。これらは、１種または２種以上を水に溶解さ
せ混合水溶液として使用される。また、コロイダル銀と
しては、平均粒径が５ｍμ前後のものが好ましい。これ
らの金属塩水溶液やコロイダル銀は、無機化合物の担体
に吸着またはイオン交換させることができる。この場
合、無機化合物の担体としては、合成および天然のゼオ
ライト、シリカゲル、アルミノケイ酸塩鉱物、リン酸ジ
ルコニル、他のリン酸化合物などからなる無機化合物の
群から選ばれた少なくとも１種が挙げられる。

【００１６】本発明の組成物中における（ｄ）成分の割
合は、金属分として、０．００１〜１．５重量部、好ま
しくは０．００３〜０．３重量部である。０．００１重
量部未満では、イオン化量が少なく、機能性が発現され
ず、一方、１．５重量部を超えると、変色したり、溶出
したりして好ましくない。

【００１７】（ｅ）親水性有機溶剤本発明において使用する（ｅ）親水性有機溶剤は、水と
相溶する有機溶剤であり、本発明の組成物の固形分濃度
および粘度の調整剤、さらに（ａ）成分のアルキルアル
コキシシランの加水分解調整剤や、乾燥速度調整剤とし
て使用する。

【００１８】本発明で使用する（ｅ）親水性有機溶剤
は、アルコール類、グリコール類、エステル類、エーテ
ル類、ケトン類などである。アルコール類としては、炭
素数１〜８の脂肪族アルコール、例えばメタノール、エ
タノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−
ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ
−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、４−メチル−２−
ペンタノール、４−メチル−ｎ−ペンタノール、メチル
カルビトールなどが挙げられる。グリコール類として
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール
が挙られる。エステル類としては、前記アルコール類お
よびグリコール類のギ酸、酢酸、プロピオン酸などのエ
ステル、具体的にはギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸ブチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン
酸エチルなどを例示できる。

【００１９】エーテル類として、前記アルコール類およ
びグリコール類のアルキルエーテルなど、具体的にはジ
メチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、メチルエチルエーテル、エチルブチルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレング
リコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテルなどが挙げられる。ケトン類として
は、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、
アセトフェノンなどが挙げられる。

【００２０】この（ｅ）親水性有機溶剤は、１種の単独
または２種以上の混合溶剤として使用でき、本発明にお
いては、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、エタノー
ル、ブチルセロソルブの単独またはそれらの２種以上の
混合溶剤が好ましく使用される。

【００２１】本発明の組成物中における（ｅ）親水性有
機溶剤の配合割合は、５〜７５重量部、好ましくは２０
〜６０重量部である。（ｅ）成分の配合割合が５重量部
未満では、組成物の粘度が上昇しすぎ、保存安定性が低
下し、一方、７５重量部を超えると、保存安定性は向上
するものの、組成物中の固形分濃度が小さくなり、好ま
しくない。

【００２２】（ｆ）水本発明において、（ｆ）水は、（ａ）オルガノアルコキ
シシランの加水分解剤として必須の成分である。この
（ｆ）水としては、水道水、蒸留水、イオン交換水を使
用できる。また、（ｆ）水には、（ｂ）〜（ｄ）成分中
に水が存在する場合には、この水も包含される。

【００２３】本発明の組成物中における（ｆ）水の配合
割合は、５〜４０重量部、好ましくは８〜３０重量部で
ある。（ｆ）成分の配合割合が５重量部未満では、
（ａ）成分を構成するオルガノアルコキシシランの加水
分解が充分に生起し難く、一方、４０重量部を超える
と、組成物の安定性が低下し、また、塗膜の乾燥速度が
低下するので好ましくない。

【００２４】なお、本発明の機能性コーティング用組成
物には、硬化触媒を配合することができる。硬化触媒
は、本発明の組成物において、（ａ）成分の加水分解や
重縮合を調整するとともに、塗膜の常温下または低温加
熱下で硬化反応を促進させる働きをするものである。硬
化触媒としては、キレート剤、酸、金属塩が挙げられ
る。このうち、キレート剤としては、アルミニウムエチ
ルアセトアセテートイソプロピレート、アルミニウムト
リス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス
（アセチルアセトネート）、アルミニウムビスエチルア
セトアセテートモノアセチルアセトネートなどのアルミ
ニウムキレート化合物、ジ−イソ−プロポキシ・ビス
（アセチルアセトナト）チタン、イソ−プロポキシ（２
−エチルヘキサンジオラト）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ
・ビス（トリエタノールアミナト）チタン、ヒドロキシ
・ビス（ラクタト）チタンなどのチタンキレート化合物
などが挙げられる。

【００２５】また、酸としては、硝酸、塩酸などの無機
酸、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、マレイン酸、クロロ酢
酸、クエン酸、安息香酸、ジメチルマロン酸、グルタル
酸、グリコール酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、シ
ュウ酸などの有機酸が挙げられる。これらのうち、特に
酢酸が好ましい。

【００２６】さらに、金属塩としては、アルミン酸ナト
リウム、亜硝酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナト
リウム、ナフテン酸ナトリウム、ナフテン酸コバルト、
ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸マグネシウム、オクチル酸
鉛などが挙げられる。これらの硬化触媒は、１種単独で
使用することも、あるいは２種以上を混合して用いるこ
ともできる。

【００２７】硬化触媒の配合割合は、本発明の組成物１
００重量部に対し、通常、０．０５〜５重量部、好まし
くは０．１〜２重量部である。０．０５重量部未満で
は、常温で硬化反応が促進され難い場合があり、一方、
５重量部を超えると、組成物がゲル化したりして好まし
くない。

【００２８】本発明の機能性コーティング用組成物に
は、上記成分（ａ）〜（ｆ）、必要に応じて用いられる
硬化触媒のほかに、さらに各種界面活性剤、顔料、染料
などを配合することができる。

【００２９】本発明の機能性コーティング用組成物は、
前記成分（ａ）〜（ｆ）および必要に応じて添加剤を含
み、そのｐＨは、通常、５以下である。また、本発明の
機能性コーティング用組成物の固形分濃度は、５〜５０
重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。５重量％
未満では、１回の塗布で充分な厚さの塗膜が得られず、
一方、５０重量％を超えると、組成物がゲル化したり、
塗膜にき裂が入ったりして好ましくない。

【００３０】本発明のコーティング用組成物を調製する
には、例えば下記の方法が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。（ａ）成分に（ｆ）成分または水を含む（ｃ）成分を
加えて混合したのち、熟成し、加水分解物を作製し、こ
れに、（ｂ）〜（ｅ）成分を加えて攪拌し、均一な分散
液にする方法。（ｄ）成分が硝酸銀あるいは硝酸銅の場合、これを
（ｆ）成分または水を含む（ｃ）成分に溶解させたの
ち、（ａ）成分、および（ｂ）〜（ｃ）、（ｅ）成分を
加え、混合・攪拌して均一な分散液とする方法。

【００３１】本発明のコーティング用組成物のコーティ
ングの対象となる基材は、鉄、ステンレス、アルミニウ
ムなどの金属類、セメント、コンクリート、ガラス、セ
ラミックスなどの無機質基材類、プラスチック、紙、木
材などの有機質基材類のほか、有機系、無機系塗膜の表
面である。特に、この基材の具体例としては、食品容
器、化粧品・薬品などの容器、水槽、床や内・外壁、台
所、トイレ、その他の建築材料、ＯＡ・家電製品、通信
機器、自動車などの外装および部材、医療用器具、包装
材などを挙げることができる。

【００３２】基材へのコーティング用組成物のコーティ
ングには、刷毛塗り、スプレー、ディッピング、ロール
コート、スピンコート、印刷などの塗装手段を用いるこ
とができる。１回塗りで乾燥膜厚０．２〜１５μｍの塗
膜を形成することができ、さらに２〜３回程度塗り重ね
ることもできる。また、重ね塗りの場合、１回毎に硬化
処理を行ってもよい。

【００３３】本発明の機能性コーティング用組成物は、
基材にコーティングされると、常温〜１２０℃の温度下
で、（ａ）オルガノアルコキシシランが加水分解・重縮
合反応を生起してゾルを生成し、さらに反応が進行して
ゲル、すなわちオルガノポリシロキサンとなる。これを
常温で１〜２０日間放置するかもしくは５０〜２５０℃
で１〜１２０分間加熱することにより、溶剤の揮散とと
もに、ポリオルガノシロキサンと（ｂ）合成樹脂とが共
縮合（共重合）し、さらに（ｃ）〜（ｄ）成分の複合し
た硬化塗膜を形成する。ただし、上記反応温度および放
置または加熱時間は、使用する各成分の種類および配合
割合によりことなるので、上記に限定されるものではな
い。

【００３４】本発明の機能性コーティング用組成物によ
り形成される硬化塗膜は、オルガノポリシロキサンと合
成樹脂との相乗効果により、ほとんどの基材に対する密
着性が極めて優れている。また、上記硬化塗膜の表面硬
度は、オルガノポリシロキサンと（ｃ）成分の複合化に
より、無機質に近い高硬度が得られ、高硬度による衝撃
性や屈曲性の低下を合成樹脂が緩衝材となって補完する
ため、耐衝撃性および耐屈曲性などの機械的特性も極め
て優れている。さらに、（ｄ）成分が、（ｃ）成分によ
り機能性を発現させて、より強力な抗菌性、消臭性、還
元性、液体改質性、脂質分解性によるセルフクリーニン
グ性などを併せ持つ硬化塗膜が得られる。上記のほか、
オルガノポリシロキサンと合成樹脂が相互に補完しあ
い、耐候性、耐熱性、耐有機・無機薬品性、耐蝕性、耐
汚染性、電気絶縁性の優れた硬化塗膜が得られる。本発
明の機能性コーティング用組成物は、各種の塗装手段を
採用できることから、極めて作業性に優れ、また重ね塗
りができることから、補修性にも優れている。

【００３５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中の「部」および「％」は特に断
らない限り重量基準である。

【００３６】実施例１〜７、比較例１コーティング用組成物の調製；下記各成分を、攪拌機を
用いて６０分間撹拌したのち、これを超高速攪拌機で１
５分間、分散調合し、表１に示す配合割合のコーティン
グ用組成物Ａ〜Ｇ（実施例１〜７）、コーティング用組
成物Ｈ（比較例１）を調製した。

【００３７】（ａ）オルガノアルコキシシラン（ａ）−１；メチルトリメトキシシラン（ａ）−２；フェニルトリメトキシシラン（ｂ）合成樹脂（ｂ）−１；アクリル樹脂（固形分４０％、水溶性型）（ｂ）−２；メラミン樹脂（固形分６０％、アルコール
溶解型）（ｂ）−３；エポキシ樹脂（固形分４０％、アルコール
溶解型）（ｂ）−４；ブチラール樹脂（固形分３０％、アルコー
ル溶解型）（ｂ）−５；アクリル−スチレン樹脂（固形分４０％、
エマルジョン型）

【００３８】（ｃ）成分（ｃ）−１；コロイド状アルミナ（平均粒径＝約１５ｍ
μ、Ａｌ₂Ｏ₃＝約２０％、ｐＨ２〜４）（ｃ）−２；超微粒子状アルミナ（平均粒径＝約２０ｍ
μ）（ｃ）−３；コロイドシリカ（平均粒径＝１０〜１４ｍ
μ、ＳｉＯ₂＝約２０％、ｐＨ２〜４）（ｃ）−４；超微粒子状チタニア（平均粒径＝約２１ｍ
μ）（ｃ）−５；酸化亜鉛（平均粒径＝５〜１５ｍμ）

【００３９】（ｄ）成分（ｄ）−１；硝酸銀（ｄ）−２；銀担持シリカゲル（平均粒径＝約１．５μ
ｍ、銀分＝約２％）（ｄ）−３；銅担持合成ゼオライト（平均粒径＝約１μ
ｍ、銅分＝約３％）（ｅ）親水性有機溶剤（ｅ）−１；イソプロパノール（ｅ）−２；エタノール（ｅ）−３；ブチルセロソルブ（ｅ）−４；ｎ−ブタノール（ｆ）水（ｆ）−１；イオン交換水

【００４０】（ｇ）添加剤（ｇ）−１；ノニオン系界面活性剤（ｇ）−２；シリコーン系レベリング剤（ｇ）−３；アルミニウムアセチルアセトネート（ｇ）−４；酢酸（ｇ）−５；酸化鉄（黄色顔料）

【００４１】

【表１】

【００４２】試験例１（１）評価試験用テストピースの調製上記実施例および比較例で調製した表１に示すコーティ
ング用組成物を、表２〜３に示す各種基材に塗布、硬化
処理を行ない評価試験用テストピース（ＴＰ）番号１〜
２５、および対照としてテストピース番号２６〜２９を
作製した。なお、コーティングを施した各テストピース
については、乾燥・硬化後、室内に７日間放置して、各
種試験に供した。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】（２）評価試験（抗菌性評価試験）抗菌性を調べるため、表２〜３のテストピースを用い、
次の内容により、抗菌力試験を実施した。すなわち、テ
ストピースを試料とし、大腸菌、ＭＲＳＡ、黒コウジカ
ビの菌液を、それぞれ滴下したのち、ポリエチレンフィ
ルムを密着させ、３５℃で保存し、保存６時間、および
２４時間後の試料の生菌数を測定した。なお、対照をプ
ラスチックシャーレとした。

【００４６】

【表４】

【００４７】（３）評価試験（消臭性評価試験）臭気物質（悪臭ガス）に対する除去効果を調べるため、
表２〜３で調製したテストピースを用いて、測定試験を
実施した。すなわち、試験は、カラム内にテストピース
を入れ、ポンプで一定濃度の悪臭ガスを通気させる動的
試験法を用い、悪臭ガスに対する吸着除去効果を測定し
た。なお、悪臭ガスを一定量通過させ、カラムの出入口
で濃度をガス検知管を用いて測定した。悪臭ガスとし
て、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタンの３種
類を用いた。

【００４８】

【表５】

【００４９】

【表６】

【００５０】

【表７】

【００５１】（４）評価試験（還元性評価試験）塗膜の還元性を調べるため、水の酸化・還元電位を測定
した。なお、テストピース番号２および５は、原水を滴
下して３０分経過後に、またテストピース番号１６およ
び１８は、ビンの中に原水を２００ｃｃ入れて、その中
に浸漬し６時間経過後に、テストピース２０は、ステン
レス製容器に原水を２００ｃｃ入れて、その中に浸漬し
１時間経過後に、それぞれ、酸化・還元電位、およびｐ
Ｈを測定した。

【００５２】

【表８】

【００５３】（５）評価試験（液体改質性評価試験）塗膜の液体（水や炭化水素類）に対する改質性を調べる
ため、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を使用して、水の線幅
値を測定した。ＮＭＲによる水の線幅値は、水の分子の
クラスターの状態を表すものと考えられている。線幅の
数値が小さいほど、水分子のクラスターが小さくなり、
浸透力、溶解力が大きくなるというものである。試験法
は、テストピース番号１６〜１８入りのガラスビンに、
それぞれ、水道水３００ｃｃを入れて、３時間経過した
水を使用して測定した。ここで、測定核種は¹⁷Ｏ（酸素
１７）、使用装置はＪＮＭ−ＥＸ２７０〔日本電子
（株）製〕、測定温度は２０℃、検体水の線幅は半値幅
（ピークの高さの２分の１）の部分の幅（太さ）であ
り、単位はＨｚで表す。

【００５４】

【表９】

【００５５】（６）評価試験〔脂質分解性（セルフク
リーニング性）〕評価試験脂質分解性またはセルフクリーニング性を調べるため、
テストピース番号４、８、９、１９、３、２６に、それ
ぞれ、試験液を塗布し、７日間室内に放置したのち、傾
斜状にした各テストピースに、水を噴霧して、試験液の
痕跡の状態を観察した。試験液は、大豆油あるいは自動
車用潤滑油に、微粒子状カーボンを０．２％入れて攪拌
分散して作製し、これを、試験液および試験液とし
た。なお、痕跡がないものを○、一部または所々に痕跡
があるものを△、半分以上に痕跡があるものを×と評価
した。

【００５６】

【表１０】

【００５７】（７）評価試験（物性評価試験）本発明の組成物の塗膜物性を調べるため、各種のテスト
ピースを用いて、試験を実施した。なお、用いたテスト
ピースは、いずれも本発明の組成物をコーティングして
おり、実施例に相当する。密着性ＪＩＳＫ５４００−８．５．２ゴバン目テープ試験に
準拠した。硬度ＪＩＳＫ−５４００−８．４．２筆引っかき試験に準
拠した。耐衝撃性ＪＩＳＫ−５４００−８．３．２デュポン式試験に準
拠した（１／２インチ、５００ｇ×３０ｃｍ）耐屈曲性ＪＩＳＫ５４００−８．１に準拠した（１８０°折り
曲げ）。

【００５８】耐温水性６０℃の温水中にテストピースを２０日間保持後、塗膜
の外観を観察した。耐アルカリ性テストピースに１０％苛性ソーダ液を滴下し、８時間保
持したのち、塗膜の塗膜の外観を観察した。耐酸性テストピースに１０％塩酸水溶液を滴下し、８時間保持
したのち、塗膜の外観を観察した。耐溶剤性テストピースを、キシレンを浸した布で１００回摩擦し
たのち、塗膜の外観を観察した。

【００５９】耐熱性電気炉内でテストピースを２００℃で８時間保持したの
ち、自然放冷して塗膜の外観を観察した。耐汚染性赤・黒マジックインキで描画後、メタノールで拭き取
り、痕跡の有無を観察した。絶縁性５０％相対湿度、２３℃における体積抵抗値を測定した
（Ω・ｃｍ）。促進耐候性ＪＩＳＫ−５４００−９．８．１に準拠したサンシャ
インカーボンアーク燈耐候試験機により、テストピース
を４，０００時間暴露したのち、塗膜の外観を観察し
た。

【００６０】なお、塗膜の外観観察結果の評価判定は、
下記に拠った。 ○；塗膜にき裂や脱離、変色、溶損などが認められず、
外観に変化なし。 ×；塗膜の一部または全部に脱離、変色、溶損などが認
められる。 −；無評価

【００６１】

【表１１】

【００６２】（８）評価試験（銀塩または銅塩などの
溶出試験）機能性塗膜の効果持続性と安全性の面から、銀、銅、そ
の他の金属の溶出試験を行った。テストピース番号１
４、１６、１７、２０（いずれも実施例に相当する）を
用いた。このうち、テストピース番号１４および２０
は、それぞれ、水道水５００ｃｃを入れたステンレス容
器に浸漬し、常温で２４時間溶出させた。また、テスト
ピース番号１６〜１７は、それぞれ、水道水５００ｃｃ
を入れたビンに浸漬し、常温で２４時間溶出させた。

【００６３】

【表１２】

【００６４】

【発明の効果】本発明の機能性コーティング用組成物に
よれば、鉄、ステンレス、アルミニウムおよびその他の
金属、コンクリートおよびその他のセメント材、窯業
材、ガラス、樹脂、木材、紙、繊維およびその他の製品
の表面、または有機系・無機系塗膜の表面に塗布して、
室温下または加熱下で硬化させることにより、密着性、
耐衝撃性、屈曲性が良く、高硬度で耐候性、耐熱性、耐
有機・無機薬品性、耐蝕性、耐汚染性、電気絶縁性に優
れ、抗菌性、消臭性、還元性、液体改質性、脂質分解性
（セルフクリーニング性）、静電防止性、およびその他
の機能性の少なくとも一つを有し、主として、透明また
は半透明の塗膜が得られる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｄ 201/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）一般式Ｒ¹Ｓｉ（ＯＲ²）₃（式
中、Ｒ¹は炭素数１〜１０の有機基、Ｒ²は炭素数１〜
５のアルキル基および／または炭素数１〜４のアシル基
を表す）で表されるオルガノアルコキシシラン、該オル
ガノアルコキシシランの加水分解物、その部分縮合物お
よび／または完全縮合物をオルガノアルコキシシラン換
算で１０〜５０重量部、（ｂ）合成樹脂１〜２０重量
部、（ｃ）微粒子状金属酸化物またはカーボンブラック
１〜２０重量部、（ｄ）銀塩、銅塩およびコロイダル銀
から選ばれる少なくとも１種を金属分換算として０．０
０１〜１．５重量部、（ｅ）親水性有機溶剤５〜７５重
量部、ならびに（ｆ）水５〜４０重量部〔ただし、
（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＋（ｄ）＋（ｅ）＋（ｆ）＝１
００重量部〕を主成分とし、固形分濃度が５〜５０重量
％である機能性コーティング用組成物。
【請求項２】（ｂ）合成樹脂が、エマルジョン型、水
溶性型もしくは親水性有機溶剤溶解型である請求項１記
載の機能性コーティング用組成物。
【請求項３】（ｃ）成分が、シリカ、アルミナ、チタ
ニア、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化鉄およ
びカーボンブラックの群から選ばれた少なくとも１種で
あり、かつ平均粒径が０．００５〜０．１μｍの微粉末
状またはコロイド状である請求項１記載の機能性コーテ
ィング用組成物。
【請求項４】（ｄ）成分が、銀塩および／または銅塩
を合成ゼオライト、アルミノケイ酸塩鉱物、リン酸ジル
コニル、シリカゲル、その他の無機化合物にイオン交換
あるいは吸着・固着させたもの、または硝酸銀、硝酸銅
もしくはコロイド状銀である請求項１記載の機能性コー
ティング用組成物。