JP3603194B2 - 撥水性付与クロス用処理剤 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は自動車のボディを磨き上げたり洗車後の水滴を拭き取るという作業を行うだけで自動車のボディに撥水性を付与する撥水性付与クロス用処理剤、撥水性付与クロスの製法及び撥水性付与クロスに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の自動車ボディへの撥水効果の付与は、天然ワックス、合成ワックスを主成分とし、これにジメチルポリシロキサン、フッ素樹脂等を添加した製品が使用されてきた。このような撥水剤は、自動車ボディに長期的な撥水効果を付与すると共に、艶やかな光沢を与える特性を有し、現在多数の製品が市販されている。
【0003】
しかしながらこのような従来の撥水剤は、自動車ボディ洗車後の、水分の十分な拭き取り、ワックスの塗布、溶剤の乾燥、ワックスの拭き上げ等、一連の作業にかなりの時間を費やすと共に、ワックスの拭き上げが重たく感じる、ワックスをきれいに拭き上げられない等の問題点が生じていた。
【0004】
本発明は、これら自動車ボディ表面の撥水被膜の形成における、時間的効率の悪さや、ワックス拭き上げ時の作業性の悪さといった短所を克服した撥水性成分を含浸させた撥水性付与クロス用処理剤、撥水性付与クロスの製法及び撥水性付与クロスを提供するものである。つまり、自動車のボディを磨き上げたり洗車後の水滴を拭き取るという作業を行うだけで自動車のボディに光沢と共に撥水性を付与することのできる撥水性付与クロスの提供を主目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は上記課題を解決したもので、下記一般式(化1)で表わされるトリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液とアミノ変性ジメチルポリシロキサンを有機溶剤又は水に分散させたことを特徴とする自動車塗膜の撥水性付与クロス用処理剤である。
【化1】
〔(CH 3 ) 3 SiO 1/2 〕 X ・〔SiO 2 〕 Y
〔式中X=1〜3、Y=0.5〜8を表わす。〕
【0006】
トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液は繊維に含浸させても硬化せずに繊維表面にとどまると共に、塗面に密着し均一な撥水性被膜を形成することができしかも持続性に優れた性能を有するものである。
【0007】
本発明で使用するトリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液はトリメチルシロキシケイ酸を粘度5〜10000cst(25℃)の範囲のジメチルポリシロキサン等に30.0〜60.0wt%の割合で溶解させたものであり、例えば信越化学工業(株)のKF−7312K、KF−9021、X−21−5250、東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)のDC−593、BY11−018、ワッカ−ケミカルズイ−ストアジア社のVP−1038等をあげることが出来、これにアミノ変性ジメチルポリシロキサンを有機溶剤又は水と共に分散せしめたものである。
【0008】
本発明に加えるトリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液は本発明中にトリメチルシロキシケイ酸としてクロス重量に対し0.5〜25重量部、好ましくは1〜10重量部あればよく、0.5重量部より少ないとクロスに十分な撥水付与効果を与えられない。また25重量部を超えると必要以上の量をクロスに含浸させてしまいクロス表面がベタベタするので好ましくない。
【0009】
本発明においては極性基を有し、塗面に吸着しやすいアミノ変性ジメチルポリシロキサンを併用するものである。アミノ変性ジメチルポリシロキサンはトリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液の撥水性及び定着性を向上させる補助剤としての働きがある。即ち吸着性に優れたアミノ変性ジメチルポリシロキサンがまず塗面に吸着し、トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液が定着しやすくなる土台を形成するのである。
【0010】
本発明で用いられるアミノ変性ジメチルポリシロキサンは、ジメチルポリシロキサン中の側鎖、末端のいずれか、または、側鎖、末端の両方にアミノ基を結合させたものである。アミノ変性ジメチルポリシロキサンとしては粘度が25℃において10〜20000cst、アミン当量が300〜15000の範囲のもので、例えば側鎖型では信越化学工業(株)のKF−393、KF−865、KF−859、東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)のBY16−892、ワッカ−シリコ−ン社のWR1100等があげられ、また両末端型では信越化学工業(株)KF−876A、東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)のBY16−853、側鎖、両末端型では信越化学工業(株)のKF−862等があげられる。これらは一種単独で使用しても良いし、または二種以上を組み合わせても良い。
【0011】
アミノ変性ジメチルポリシロキサンは、トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液100重量部に対し通常10〜50重量部、好ましくは15〜30重量部であることが好ましい。10重量部未満だと、トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液と自動車ボディとの密着性が悪くなる。また50重量部を越えると、余分なアミノ変性シリコ−ンが塗膜に残り不均一になりやすく撥水性に悪影響を与えるため好ましくない。
【0012】
本発明で使用される有機溶剤としては揮発性のもので撥水性成分を溶解できるものなら何でもよく、例えば工業ガソリン、灯油、ミネラルスピリット、ストダ−トソルベント、ノルマルパラフィン系、イソパラフィン系、アルコ−ル系、ナフテン系、無臭系等の脂肪族溶剤、塩素系溶剤、芳香族系溶剤、シリコ−ン系溶剤その他、繊維をいためないような溶剤をあげることが出来る。
【0013】
本発明に使用される撥水性成分には、前記シリコ−ン化合物の外に様々な添加剤例えば、界面活性剤、微粉体等を添加することが出来る。
【0014】
前記界面活性剤はエマルジョンにする際の乳化剤として働くだけでなく、含浸させた撥水性成分によって水を吸収しにくくなった繊維性織物に吸水性を上げることが出来る。本発明によって処理された繊維性織物は塗膜表面を拭き上げるだけで塗膜に撥水性を与えることが出来るが、撥水性成分を含浸させているため吸水性能が落ちる事がある。このためクロスの1つの使用態様である洗車後の水滴を拭き取る作業が困難となる。このためこの問題を解決する手段として界面活性剤を使用することが出来る。
【0015】
本発明に加えることの出来る界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性系のいずれの界面活性剤であっても良いのだが、これらの中でも特にノニオン系活性剤が好ましい。前記ノニオン系活性剤としては特にHLBが10以下の親油性のものが好ましい。親水性の高い活性剤を使用すると水滴を拭き上げた際に水に溶けた活性剤が塗面に付着し初期の撥水性を悪くする為に好ましくない。
【0016】
本発明に加える界面活性剤としては塗膜に影響を与えないスパン系活性剤を使用することができ、例えば、モノオレイン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、モノラウリン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン等が上げられる。界面活性剤はトリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液100重量部に対し1〜20重量部、好ましくは5〜10重量部あればよく1重量部以下だと十分な吸水性能が得られず、20重量部を超えると塗面に界面活性剤が付着しやすくなり撥水性が悪くなる為好ましくない。
【0017】
前記微粉体としては一般に艶出し剤用として慣用される無機あるいは有機の微粉体をあげることができる。これらは前記シリコ−ン化合物の担持材としてばかりでなく撥水性成分の塗膜への付着量の調整や処理した繊維性織物の表面のべたつきをなくし使用者にさらっとした感触を与えることが出来るものである。このほかにも使用する微粉体によっては滑剤として働き拭き上げ作業が軽くなったり、また吸水性の良い粉体を用いることにより、クロスの吸水性を向上させることができる。かかる微粉体としては例えば、カオリン、タルク、硅石、けい藻土、パ−ライト、炭酸カルシウム、ゼオライト、アルミナ、水酸化アルミニウム、不溶性シリコ−ン樹脂パウダ−(例えば信越化学工業(株)のKMP−590、X−52−1034、東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)のトレフィルR−901、R−902)、不溶性シリコ−ンゴムパウダ−(例えば信越化学工業(株)のKMP−594、KMP−595、東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)のトレフィルE−600、E−604)、セルロ−スパウダ−、ポリオレフィンパウダ−、四フッ化エチレン樹脂パウダ−、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂パウダ−、高級脂肪酸ビスアマイド、高級脂肪酸金属石鹸、アクリル樹脂パウダ−、エポキシ樹脂パウダ−、その他ナイロン等の合成樹脂パウダ−、合成球状シリカパウダ−、これらに類似する天然または合成の無機あるいは有機のパウダ−を上げることができる。
【0018】
前記微粉体は、使用する微粉体によって多少異なるが、本発明中トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液100重量部に対し20〜200部、好ましくは50〜100重量部あればよく、20重量部よりも少ないとクロス表面のベタツキが多く感触が悪い。200重量部を越えるとパウダ−がクロス表面に過剰に付着してしまい、クロスで塗膜を拭き上げた際に過剰のパウダ−が塗膜表面に付着する為好ましくない。
【0019】
その他につや出し剤として一般に慣用されている、フッ素化合物、洗浄用助剤、紫外線吸収剤、防錆剤、香料、着色剤等の成分を必要に応じて配合しても差し支えない。
【0020】
本発明におけるクロスに対する撥水性付与クロス用処理剤の含浸量としてはクロスの重量に対し不揮発分として1.0〜50重量部、好ましくは5〜30重量部あればよく、1.0重量部よりも少ないと十分な撥水効果が得られず、50重量部を超えると過剰の撥水性成分によってクロスの表面がべたべたするばかりでなく、撥水性成分が過剰に付着するため好ましくない。
【0021】
本発明に用いられるクロスは天然繊維又は合成繊維を単独又は混紡した繊維で作った織物をいい、使用する繊維としては天然系では綿、絹、麻、ウ−ル、合成系ではポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、ナイロン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、レ−ヨン等があげられる。これらの繊維の中でも特に親油性の優れたポリプロピレンやポリエステル等のα−オレフィン系の合成系繊維が撥水性成分であるシリコ−ン化合物となじみが良く、洗っても撥水性成分が落ちにくいため特に好ましい。ポリプロピレンやポリエステル等の合成系の繊維を単独で使用した場合、撥水成分とのなじみは良いが、吸水性が悪いという問題がある。この為、綿やナイロンやレ−ヨン等の親水性の良い繊維とポリプロピレンやポリエステル等の親油性の良い繊維を組み合わせたりすることによりこれらの問題を解決することが出来る。
【0022】
また、この他に繊維の細さが0.3デニ−ル未満の超極細繊維を単独又は通常の繊維と組み合わせたものを使用することにより、水や汚れを良く吸収するようになるばかりでなく拭き上げる塗装面に対して磨きキズをつけにくくなるためより好ましい。本発明に使用できるクロスとしては通常の織物、フェルト、不織布等で所謂化学雑巾の基布となるものでおれば何でも良いが、この中でも汎用性やコストから不織布がもっとも好ましい。
【0023】
撥水性成分のクロスへの含浸方法としては一般に知られている工業生産で用いられているコ−ティング加工の方法を使用することができる。使用できるコ−ティング方法としては有効成分を溶剤溶液または水分散液として使用する湿式コ−ティング方法が使用でき、例えばハケ塗り法、スプレ−コ−ト法、リバ−スロ−ルコ−タ−法、ダイレクトロ−ルコ−タ−法、グラビアロ−ルコ−タ−法、キスロ−ルコ−タ−法、インバ−スナイフコ−タ−法、エアナイフコ−タ−法、デイィップロ−ルコ−タ−法、オポジットナイフコ−タ−法等の公知の方法によって含浸させた後、乾燥装置にて有機溶剤や水等の揮発成分を蒸発させることにより撥水性付与クロスを製造する事ができる。
【0024】
こうして得られた撥水性付与クロスはそのまま拭き上げるだけでも撥水性を与えることができるが、あらかじめクロスを水で濡らしておくとさらに効果が出やすくなる。すなわち水を含ませることによりクロスに含ましている撥水性成分が水と置換されるためにクロスからでやすくなり、乾いた状態で拭き上げる場合に比べ撥水性や特に光沢性が向上するのである。
【0025】
またこのクロスは撥水性だけでなく光沢も与えることができるため、自動車ボディだけでなく、家庭内の家具や電化製品またはインテリア製品等につや出し用のクロスとしても使用することができる。
【0026】
次に実施例、比較例において使用した薬剤を記載する。
トリメチルシロキシケイ酸のオルガノポリシロキサン溶液
・KF−7312K(信越化学工業)、粘度5000cst(25℃)、濃度50.0wt%、粘度6cstのジメチルポリシロキサンに溶解させたもの
・DC−593(東レダウコ−ニングシリコ−ン)、粘度560cst(25℃)、濃度33.0wt%、粘度350cstのジメチルポリシロキサンに溶解させたもの
・VP−1038(ワッカ−ケミカルズイ−ストアジア)、粘度2000cst(25℃)、濃度30.0wt%、粘度350cstのジメチルポリシロキサンに溶解させたもの
ジメチルポリシロキサン
・KF96−10(信越化学工業)、粘度10cst、比重0.935(25℃)のシリコ−ンオイル
・KF96−500(信越化学工業)、粘度500cst、比重0.970(25℃)のシリコ−ンオイル
アミノ変性ジメチルポリシロキサン
・KF−859(信越化学工業)、粘度60cst ジメチルポリシロキサンの側鎖にアミノ基を結合させたもの
・X−22−161C(信越化学工業)、粘度72cst ジメチルポリシロキサンの両末端にアミノ基を結合させたもの
・KF−862(信越化学工業)、粘度750cst ジメチルポリシロキサンの末端あるいは側鎖にアミノ基を結合させたもの
ワックス状物
・パラフィンワックス130(日本精蝋)、融点55℃の炭化水素系ワックス溶剤
・ペガゾ−ル3040(モ−ビル石油)、蒸留範囲155〜197℃、アニリン点56℃の脂肪族系溶剤
界面活性剤
・ノニオンOP−83RAT(日本油脂)、HLB3.7組成 ソルビタンセスキオレエ−ト
・レオド−ルス−パ−SP−L10(花王)、HLB8.6組成 ソルビタンモノラウレ−ト
微粉体
・トレフィルE−604(東レダウコ−ニングシリコ−ン)、平均粒径3μmのシリコ−ンゴムパウダ−
.ARBOCEL BE600−10 平均繊維長18μmのセルロ−スパウダ−
・ASP−072(土屋カオリン工業)、平均粒径0.3μmのカオリン
繊維性織物
・WA−1070(三菱レ−ヨン製)、ポリプロピレンとポリエステル混紡の超極細繊維を使用した目付け70g/m2の不織布
・CO50E/A02(ユニチカ製)、綿とポリエステル混紡、目付け60g/m2の不織布
・RP709(旭化成工業製)、レ−ヨン製、目付70gの不織布
・C1080(旭化成工業製)、アクリルとポリエステル混紡の超極細繊維を使用した、目付80gの不織布
【0027】
【実施例、比較例】
DC−593とKF−862をペガゾ−ル3040に溶解させ組成物を得る。この組成物をポリプロピレンとポリエステルの混紡不織布(三菱レ−ヨン製、品名WA−1070、ポリプロピレン50%、ポリエステル50%、目付け70g/m2)にグラビアコ−タ−法により含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0028】
KF−7312KとKF96−10とX−22−161C及びノニオンOP−83RATをペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を綿とポリエステル混紡の不織布(ユニチカ製、品名CO50E/A02、綿とポリエステル混紡、目付け60g/m2)にリバ−スコ−タ−法により含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0029】
VP−1038とKF−859とKF96−500とレオド−ルス−パ−SP−L10をペガゾ−ル3040に溶解させた後、トレフィルE−604を均一分散させて組成物を得る。この組成物をレ−ヨン100%(旭化成工業製、品名RP709、目付70g)の不織布にデイィップロ−ルコ−タ−法によって含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0030】
DC−593とKF96−500、X−22−161CとKF−859とノニオンOP−83RATをペガゾ−ル3040に溶解させた後、水にASP−072を分散させたものを加え撹拌し均一に乳化させて組成物を得る。この組成物をアクリルとポリエステルの混紡不織布(旭化成工業製、品名C1080、アクリル90%、ポリエステル10%、目付80g)にデイィップロ−ルコ−タ−法によって含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040と水を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0031】
KF−7312KとKF−859とKF96−10とノニオンOP−83RATをペガゾ−ル3040に溶解させた後、ARBOCEL BE600−10を均一分散させた後、水を加え撹拌し均一に乳化させて組成物を得る。この組成物をポリプロピレンとポリエステルの混紡不織布(三菱レ−ヨン製、品名WA−1070、ポリプロピレン50%、ポリエステル50%、目付け70g/m2)にデイィップロ−ルコ−タ−法によって含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040と水を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0032】
VP−1038とKF−859とKF96−10とレオド−ルス−パ−SP−L10をペガゾ−ル3040に溶解させた後、トレフィルE−604を均一分散させた後、水を加え撹拌し均一に乳化させて組成物を得る。この組成物をポリプロピレンとポリエステルの混紡不織布(三菱レ−ヨン製、品名WA−1070、ポリプロピレン50%、ポリエステル50%、目付け70g/m2)にデイィップロ−ルコ−タ−法によって含浸させた後、90℃に設定した乾燥機に通してペガゾ−ル3040と水を揮発させ含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0033】
KF96−10をペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を実施例1と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0034】
KF−859をペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を実施例1と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0035】
KF−862とKF96−500をペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を実施例2と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0036】
KF96−500をペガゾ−ル3040に溶解させARBOCEL BE600−10を均一分散させ組成物を得る。この組成物を実施例3と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0037】
KF96−500とレオド−ルス−パ−SP−L10をペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を実施例4と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0038】
パラフィンワックス130をペガゾ−ル3040に溶解させて組成物を得る。この組成物を実施例4と同様の条件で処理し含浸量10g/m2の処理布を得た。
【0039】
試験方法
作成した処理布の撥水付与性能と水の吸収性とクロス表面の感触について調べた。評価試験は以下のように行った。黒色塗装車のボンネット部分を試験用として用意する。まず洗車をし、次にクリ−ナ−ワックスをかけて汚れを除去し、さらに残っているワックスの被膜部分を脂肪族系溶剤で除去して試験面として用意する。この試験面を13区分に分けた後、霧吹きで試験面全体に均一に水を振り掛けた。こうした後、各区分を各処理布で水滴を拭き取るように拭き上げた。この時1区画だけ空試験として無処理で残しておく様にした。試験結果を表1に示す。
【0040】
【表1】
【0041】
処理直後の撥水性
試験面に水をかけ水玉の状態を目視にて判定する。
◎ よく水玉になってはじく
○ はじきはあるが水玉が変形している
△ やや、はじきが鈍い
× 殆どはじかない
【0042】
処理直後の光沢及び被膜の均一性
処理した面の光沢及びムラなく均一な被膜になっているかを目視にて判定する。
◎ 大変良い
○ 良い
△ 普通
× 悪い
【0043】
撥水の持続性
撥水性の持続について1カ月水洗いを行った後、水玉の状態を目視で判定する。
◎ よく水玉になってはじく
○ はじきはあるが水玉が変形している
△ やや、はじきが鈍い
× 殆どはじかない
【0044】
水の吸収性
洗車後の水の拭き取り作業を行い、処理布の水の吸収性を評価する。
◎ 大変良い
○ 良い
△ 普通
× 悪い
【0045】
手で触ったときの感触
処理布を手で触ったときにべたついたりしないかを評価する。
◎ 大変良い
○ 良い
△ 少しべたつく
× かなりベたつく
【0046】
【発明の効果】
本発明組成物は前記のごとき構成からなるものであり、自動車のボディを磨き上げたり洗車後の水滴を拭き取るという簡単な作業を行うだけで自動車のボディに撥水性を付与することが出来る撥水性付与クロス用処理剤、撥水性付与クロスの製法及び撥水性付与クロスを提供できるという優れた効果を奏するのである。
Claims (7)
- 有機又は無機の微粉体が添加されたことを特徴とする請求項1に記載の撥水性付与クロス用処理剤。
- 請求項1〜2のいずれかに記載の処理剤を用いクロスにクロス重量に対して1.0〜50.0重量部の処理剤中の不揮発分を含浸さすことを特徴とする撥水性付与クロスの製法。
- 請求項3に記載の製法によって作られた撥水性付与クロス。
- 請求項4記載のクロスに使用している繊維が天然系又は合成系の繊維の単独又は混紡であることを特徴とした撥水性付与クロス。
- クロスが不織布である請求項4記載の撥水性付与クロス。
- 不織布に使用されている繊維が0.3デニール未満の超極細繊維である請求項4〜6いずれかに記載の撥水性付与クロス。
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