KR20180121609A

KR20180121609A - 방오 코팅 조성물, 방오 코팅층의 형성 방법 및 요업 건재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180121609A
Application number: KR1020187029213A
Authority: KR
Inventors: 요시토 히라이; 아라타 세키네; 세이고 미야조에
Original assignee: 니폰 페인트·인더스트리얼 코팅스 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-11-07
Also published as: JP2017165833A; JP6085699B1; AU2017233628B2; US20180161811A1; AU2017233628A1; WO2017159205A1

Abstract

본 발명은 우수한 방오성 및 색상 안정성을 갖는 방오 코팅층을 형성할 수 있는 방오 코팅 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 특성을 갖는 방오 코팅층의 형성 방법 및 그것을 이용한 요업 건재의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 실리카 미립자(A)와, 비이온계 계면활성제(B)와, 비이온계 계면활성제(C)를 포함하는 방오 코팅 조성물로서, 비이온계 계면활성제(B)가 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(B)이고, 비이온계 계면활성제(C)가 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 비이온계 계면활성제(C)이고, 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))가 5/95∼90/10인, 방오 코팅 조성물을 제공한다.

Description

방오 코팅 조성물, 방오 코팅층의 형성 방법 및 요업 건재의 제조 방법

본 발명은 방오 코팅 조성물, 그것을 이용한 방오 코팅층의 형성 방법 및 요업 건재의 제조 방법에 관한 것이다.

근년, 외벽재 등의 건재의 표면에, 방오 코팅 조성물을 도포하여, 방오 코팅층을 형성하는 것에 의해, 방오성을 갖는 건재가 제공되고 있다. 또한, 방오성을 갖는 건재의 일례로서, 셀프 클리닝 기능을 갖는 건재가 제공되고 있다.

여기에서, 셀프 클리닝 기능이란, 예를 들면, 친수성을 갖는 방오 코팅층에 더러운 성분이 부착된 상태에서, 빗물 등이 연속적으로 상기 방오 코팅층에 부착되면, 상기 더러운 성분과 상기 방오 코팅층 사이에 빗물이 비집고 들어가, 더러운 성분이 빗물과 함께 제거되는 기능을 의미한다.

상기 방오 코팅 조성물에는, 예를 들면, 실리카 미립자의 수성 분산액 등이 포함되어 있다. 실리카 미립자를 포함하는 방오 코팅 조성물을, 외벽재 등의 도막 표면에 도포하면, 상기 도막 표면 상에, 실리카 미립자로 이루어지는 초친수성의 방오 코팅층이 형성된다. 이와 같은 방오 코팅층에 의해, 전술한 셀프 클리닝 기능을 이용한 방오가 가능하게 된다.

특허문헌 1(일본 특허공개 2011-213810), 특허문헌 2(일본 특허공개 2012-177062) 및 특허문헌 3(일본 특허공개 2013-81941)에는, 콜로이달 실리카와, 비이온계 계면활성제와, 물을 포함하는 방오 도료 조성물이 개시되어 있다.

특허문헌 4(일본 특허공개 2013-209832)에는, 불소 함유 계면활성제를 포함하는 클리어 도료로부터 형성된 클리어 도막과, 당해 도막 표면에 친수성을 부여하는 오버코트 도막층을 갖는 건축판이 개시되어 있다.

일본 특허공개 2011-213810호 공보 일본 특허공개 2012-177062호 공보 일본 특허공개 2013-81941호 공보 일본 특허공개 2013-209832호 공보

종래의 방오 코팅 조성물에 의해 형성된 방오 코팅층은, 방오 성능을 향상시키기 위해서, 코팅층의 막 두께를 두껍게 하는 것, 즉 실리카 미립자의 함유량을 최대한 많게 하는 것이 필요했다. 그러나, 방오 코팅층의 막 두께가 커지면, 도막 외관의 저하, 도막에 깨짐의 발생, 경제성 등의 관점 등에서 바람직하지 않다.

또한, 특허문헌 1∼4에 나타나는 방오 코팅 조성물에 의해 형성된 방오 코팅층에 있어서는, 방오 코팅층을 투과한 수분이 도막에 침식되어, 도막에 있어서의 수분의 출입이나 도막 성분의 블리딩에 의한 굴절률의 변화가 생겨, 경시(經時)적으로 도막의 색상이 변동한다는 문제가 있었다. 이와 같이 도막의 색상이 변동하여, 도막의 색상 안정성이 불충분한 경우, 제품이 되는 도판(塗板)을 장합(張合)했을 때에 위화감이 생기거나, 라인 보수를 실시한 부위가 눈에 띄어 버리거나 하는 등의 문제가 발생하고 있었다.

이와 같이, 여전히, 우수한 방오성과 우수한 색상 안정성을 양립시킨 방오 코팅층을 형성할 수 있는 방오 코팅 조성물이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 현상(現狀)에 비추어, 우수한 방오성 및 색상 안정성을 갖는 방오 코팅층을 형성할 수 있는 방오 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 특성을 갖는 방오 코팅층의 형성 방법 및 그것을 이용한 요업 건재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 태양을 제공한다.

[1] 실리카 미립자(A)와, 비이온계 계면활성제(B)와, 비이온계 계면활성제(C)를 포함하는 방오 코팅 조성물로서,

상기 비이온계 계면활성제(B)가 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(B)이고,

상기 비이온계 계면활성제(C)가 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 비이온계 계면활성제(C)이고,

상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))가 5/95∼90/10인, 방오 코팅 조성물.

[2] 추가로 산화 타이타늄을 포함하는, [1]에 기재된 방오 코팅 조성물.

[3] 표면 장력이 25∼40mN/m인, [1] 또는 [2]에 기재된 방오 코팅 조성물.

[4] 피도물에, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 방오 코팅 조성물을 도포하여, 방오 코팅층을 형성하는 공정을 포함하는, 방오 코팅층의 형성 방법.

[5] 피도물이 유기 도막, 무기 도막, 유기 무기 하이브리드 도막 및 불소 수지 도막으로부터 선택되는 적어도 1종의 도막을 갖고, 상기 도막 위에 상기 방오 코팅 조성물을 도포하는 것을 포함하는, [4]에 기재된 방오 코팅층의 형성 방법.

[6] 피도물에, [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 방오 코팅 조성물을 도포하여, 방오 코팅층을 형성하는 공정을 포함하는, 요업 건재의 제조 방법.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 우수한 방오성을 갖고, 게다가 색상 안정성을 갖는 방오 코팅층을 형성할 수 있다.

[방오 코팅 조성물]

본 발명의 코팅 조성물은,

실리카 미립자(A)와, 비이온계 계면활성제(B)와, 비이온계 계면활성제(C)를 포함하고,

상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))가 5/95∼90/10인, 방오 코팅 조성물이다.

[실리카 미립자(A)]

본 발명에 따른 실리카 미립자(A)는, 예를 들면, 평균 1차 입자경이 3∼50nm이다. 바람직하게는, 평균 1차 입자경은 10∼25nm이고, 보다 바람직하게는, 10∼15nm이다. 평균 1차 입자경이 3nm 미만이면, 오염 방지 효과가 불충분해질 우려가 있고, 50nm를 초과하면 도막 외관이 저하될 우려가 있다. 실리카 미립자의 평균 1차 입자경의 측정은 전자 현미경 관찰, BET법(비표면적법) 등의 공지의 측정 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서의 실리카 미립자(A)의 함유량은, 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서, 0.1∼5.0질량부가 바람직하고, 0.5∼3.0질량부가 보다 바람직하다. 0.1질량부 미만에서는, 충분한 방오 효과를 얻을 수 없을 우려가 있고, 또한 5.0질량부를 초과하면 도막 외관의 저하, 예를 들면, 색상 변화가 커질 우려가 있다.

한편, 본 개시에 있어서, 실리카 미립자(A)의 함유량은 방오 코팅 조성물의 총 질량에 대한 실리카 미립자(A)의 고형분 질량을 의미한다.

실리카 미립자(A)로서, 실리카 미립자(A)를 포함하는 현탁액(콜로이달 실리카)을 이용할 수 있다. 실리카 미립자(A)를 포함하는 현탁액은 산성 영역 또는 염기성 영역에서 안정화된 것이어도 된다. 산성 영역에서 안정한 실리카 미립자(A)를 포함하는 현탁액으로서는, 실리카 미립자를 포함하는 현탁액에 일반적으로 포함되는 나트륨을 제거한 것, 염산, 황산, 인산, 아세트산 등의 산으로 안정화시킨 것을 들 수 있다. 염기성 영역에서 안정한 실리카 미립자(A)를 포함하는 현탁액으로서는, 암모니아, 나트륨 화합물(예를 들면 수산화 나트륨 등), 칼륨 화합물(예를 들면 수산화 칼륨 등), 칼슘 화합물(예를 들면 수산화 칼슘 등), 수산화 알루미늄 등의 염기로 안정화시킨 것을 들 수 있다. 이들 중 1성분만, 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다.

산성 영역에서 안정화된 실리카 미립자(A)의 현탁액의 pH는, 2.0∼5.0인 것이 바람직하고, 2.5∼4.5인 것이 보다 바람직하다. pH가 이 범위를 초과하면, 실리카 미립자(A)의 현탁액의 안정성이 손상될 우려가 있다.

염기성 영역에서 안정화된 실리카 미립자(A)의 현탁액으로서, 강염기성 화합물을 이용함이 없이 안정화된 실리카 미립자의 현탁액을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 보다 구체적으로는, 실리카 미립자(A)의 현탁액의 pH는, 8.0∼11.0인 것이 바람직하고, 8.5∼10.5인 것이 보다 바람직하다. pH가 상기 범위로부터 벗어나는 경우는, 실리카 미립자(A)의 현탁액의 안정성이 손상될 우려가 있다.

이와 같은 실리카 미립자(A)(실리카 미립자(A)의 현탁액인 형태의 것을 포함함)로서, 하기의 시판품(모두 상품명) 등을 들 수 있다. 이들은 1종만으로 이용해도 되고, 2종 또는 그 이상을 병용해도 된다.

스노텍스^{(등록상표)} 30, 스노텍스^{(등록상표)} 50, 스노텍스^{(등록상표)} N, 스노텍스^{(등록상표)} O, 스노텍스^{(등록상표)} C, 스노텍스^{(등록상표)} AK, 스노텍스^{(등록상표)} 20L, 스노텍스^{(등록상표)} N-40, 스노텍스^{(등록상표)} O-40, 스노텍스^{(등록상표)} OL, 스노텍스^{(등록상표)} MP-1040, 스노텍스^{(등록상표)} SS, 스노텍스^{(등록상표)} XS, 스노텍스^{(등록상표)} S, 스노텍스^{(등록상표)} 20, 스노텍스^{(등록상표)} 30, 스노텍스^{(등록상표)} 40(닛산 화학사제),

아데라이트 AT-20, 30, 50, 20A, 30A, 20Q(ADEKA사제),

카탈로이드 350, 20H, 30, 30H, 40, 50, SA, SN(쇼쿠바이 화성공업사제),

실리카돌 20, 30, 40(닛폰 화학공업사제),

사이톤^{(등록상표)} X-30, D-30, T-40(DA 나노머티리얼즈사제),

루독스^{(등록상표)} SM-30, L, HS-30, HS-40, TM, AM(W. R. 그레이스사제),

날코아그 1115, 1130, 1030, 1140, 1050, 2327(날코사제).

[비이온계 계면활성제(B)]

본 발명의 방오 코팅 조성물은 비이온계 계면활성제(B)를 포함한다. 비이온계 계면활성제(B)가 포함되는 것에 의해, 예를 들면, 피도물, 도막에 대한 수성 방오 코팅 조성물의 양호한 젖음성을 확보할 수 있다. 비이온계 계면활성제(B)는 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(B)이다.

본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서의 비이온계 계면활성제(B)의 함유량은, 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서, 바람직하게는 0.02∼5질량부, 보다 바람직하게는 0.02∼1질량부이다. 비이온계 계면활성제(B)의 함유량이 0.02질량부 미만인 경우는, 방오 코팅 조성물의 표면 장력을 25∼40mN/m로 할 수 없어, 도막 표면에 방오 코팅 조성물을 균일하게 도포할 수 없기 때문에, 국소적으로 방오 효과가 없는 개소가 발생할 우려가 있다. 또한, 5질량부를 초과하는 경우는, 실리카 미립자에 의해 얻어지는 친수성을 저해하는 등 도막 성능이 낮아질 우려가 있다. 또, 제조 시 및 도장 시에 거품이 일어나기 쉬워지기 때문에, 조성물의 불균질성이나 도막 외관 불량을 초래할 우려가 있다.

한편, 비이온계 계면활성제(B)가, 예를 들면, 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)를 포함하는 경우, (b-1) 성분과 (b-2) 성분의 합계량은 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서 상기 범위가 되도록 조정된다.

비이온계 계면활성제(B)의 HLB는, 바람직하게는 12 이하이고, 보다 바람직하게는 4∼12이다. 여기에서 HLB는, 그리핀법에 의해 정의되는, (친수성 부분의 분자량)÷(전체 분자량)×20으로 표시되는 친수성과 친유성의 밸런스를 나타내는 지표이다. 비이온계 계면활성제(B)에 있어서의 HLB가 이와 같은 범위인 것에 의해, 제조 시의 포립(泡立, 거품이 일어남)을 억제하면서, 하지(下地)에 대한 젖음성을 확보할 수 있다. 한편, 예를 들면, 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)를 포함하는 경우, (b-1) 성분의 HLB와 (b-2) 성분의 HLB의 평균이 상기 범위가 되도록 적절히 조정된다.

본 발명에 있어서의 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1)은, 예를 들면, 아세틸렌다이올 유닛을 갖는(즉, 동일 분자 내에 아세틸렌 결합과 2개의 수산기를 동시에 갖는) 계면활성제, 알킬렌 옥사이드 유닛과 아세틸렌다이올 유닛을 갖는 계면활성제일 수 있다. 이와 같은 계면활성제는 시판품을 사용해도 된다. 예를 들면, 서피놀^{(등록상표)} 104E, 420, 440, 2502, 다이놀^{(등록상표)} 604, 607(에어 프로덕츠 재팬사제), 올핀^{(등록상표)} PD-001, 002W, 004, EXP. 4001, 4200, 4300(닛신 화학공업사제) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)는, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 올레일 에터, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에터를 들 수 있다. 이와 같은 계면활성제는 시판품을 사용해도 된다. 예를 들면, 뉴콜^{(등록상표)} 2302, 2303, 2305, 1204, 1305, 2502-A, 2303-Y, 2304-YM, 2304-Y(닛폰 유화제사제), 에멀민^{(등록상표)} 40, 50, 70, 세드란^{(등록상표)} FF-180, SF-506, 뉴폴^{(등록상표)} PE-62, 64, 74, 75(산요 화성사제) 등을 사용할 수 있다.

상기 비이온계 계면활성제(B)는 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(B)이고, 바람직하게는, 비이온계 계면활성제(B)는 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 또는 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)이다.

한편, 비이온계 계면활성제(B)는, 후술하는 비이온계 계면활성제(C)로서 이용하는 계면활성제에 따라서, 적절히 선택할 수 있다.

[비이온계 계면활성제(C)]

본 발명의 방오 코팅 조성물은 비이온계 계면활성제(C)를 포함한다. 비이온계 계면활성제(C)는 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 비이온계 계면활성제(C)이다.

비이온계 계면활성제(C)의 HLB는, 바람직하게는 12∼20이고, 보다 바람직하게는 12∼17이다. 비이온계 계면활성제(C)에 있어서의 HLB가 이와 같은 범위인 것에 의해, 본 발명의 방오 코팅 조성물로부터 형성한 방오 코팅층에 대해서, 실리카 미립자(A)와 함께, 우수한 방오 효과를 부여할 수 있다.

한편, 비이온계 계면활성제(C)가, 예를 들면, 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)를 포함하는 경우, 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 성분의 HLB와 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)의 HLB의 평균이 상기 범위가 되도록 적절히 조정된다.

본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서의 계면활성제(C)의 함유량은, 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서, 바람직하게는 0.02∼5질량부, 보다 바람직하게는 0.02∼3질량부이다. 계면활성제(C)의 함유량이 0.02질량부 미만인 경우는, 충분한 방오 효과를 얻을 수 없을 우려가 있다. 또한, 5질량부를 초과하면 제조 시에 거품이 일어나기 쉬워지기 때문에, 조성물의 불균질성이나 도막 외관 불량을 초래할 우려가 있다.

한편, 비이온계 계면활성제(C)가, 예를 들면, 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)를 포함하는 경우, 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 성분과 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2) 성분의 합계가 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서 상기 범위가 되도록 적절히 조정된다.

본 발명에 있어서의 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1)은, 예를 들면, 피츠콜^{(등록상표)} K-30, K-30L, K-90, K-90L, V-7154(다이이치 공업제약사제)를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)는, 예를 들면 이오넷^{(등록상표)} MS-400, MS-1000, MO-600, DS-4000, DO-1000(산요 화성사제)이다.

상기 비이온계 계면활성제(C)는 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 또는 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(C)이고, 바람직하게는, 비이온계 계면활성제(C)는 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 또는 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)이다.

한편, 비이온계 계면활성제(C)는, 상기 비이온계 계면활성제(B)로서 이용하는 계면활성제에 따라서, 적절히 선택할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))는 5/95∼90/10이다.

예를 들면, 본 발명의 방오 코팅 조성물은, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))는 바람직하게는 5/95∼70/30이다.

비이온계 계면활성제(B)의 비율이 5%보다 낮은 경우, 방오 코팅 조성물의 하지에 대한 젖음성이 부족하여, 방오 코팅 조성물을 균일하게 도포할 수 없을 우려가 있다. 또한, 비이온계 계면활성제(C)의 비율이 10%보다 낮은 경우, 충분한 방오 효과를 얻을 수 없을 우려가 있다.

본 발명에 따른 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)를 상기 질량비((B)/(C))로 포함하는 것에 의해, 본 발명의 방오 코팅 조성물은, 우수한 방오성을 갖고, 게다가 우수한 색상 안정성을 갖는 방오 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 방오 코팅 조성물로부터 형성된 방오 코팅층은, 그 층 두께를 얇게 할 수 있고, 장기에 걸쳐 우수한 친수성을 유지할 수 있으며, 하지에 대한 젖음성과 방오성을 양립시킬 수 있다.

또한, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))가 상기 범위인 것에 의해, 본 발명의 방오 코팅 조성물에 포함되는 실리카 미립자(A)의 함유량을, 공지의 방오 코팅 조성물과 비교하여 크게 저감할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서의 실리카 미립자(A)의 함유량은 공지의 방오 코팅 조성물에 있어서의 실리카 미립자의 함유량의 2/3 이하로까지 저감할 수 있다. 게다가, 방오 코팅 조성물로부터 형성된 방오 코팅층의, 경시 변화에 의한 색상 변화를 저감할 수 있다.

또, 본 발명의 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)를 상기 조건에서 이용하는 것에 의해, 방오 코팅 조성물로부터 형성된 방오 코팅층은, 대기 중에 존재하는 더러움의 부착을 억제하면서, 만일 더러움이 부착되었다고 하더라도 우수한 셀프 클리닝 기능을 발휘할 수 있다.

예를 들면, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))는 거의 동일해도 되고, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))는 55/45∼45/55여도 된다. 이와 같은 범위에서 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)를 포함하는 것에 의해, 방오 코팅 조성물로부터 형성된 방오 코팅층은 하지에 대한 젖음성을 유지하면서, 강한 친수성을 가질 수 있다.

또한, 질량비((B)/(C))가 상기 범위 내인 한, 방오 코팅 조성물은 비이온계 계면활성제(B)를 비이온계 계면활성제(C)보다도 많이 배합해도 되고, 그 반대여도 된다.

비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 합계량은, 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서, 바람직하게는 0.1∼6.0질량부, 보다 바람직하게는 0.3∼3.0질량부이다. 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 합계가 0.1질량부 미만인 경우, 하지에 대한 젖음성이 부족할 우려가 있어, 충분한 방오 성능이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 6.0질량부보다 많은 경우, 제조 시 및 도장 시에 거품이 일어나기 쉬워지기 때문에, 조성물의 불균질성이나 도막 외관 불량을 초래할 우려가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 범위의 질량비를 만족시키는 한, 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 조합은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 비이온계 계면활성제(B)에는 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1)을 이용하고, 비이온계 계면활성제(C)에는 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1)을 이용해도 된다. 어느 조합이더라도, 본 발명의 방오 코팅 조성물은 우수한 방오성과 우수한 색상 안정성을 갖는다.

본 발명에 따른 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)를 상기 조건에서 병용하는 것에 의해, 방오 코팅층의 표면 수접촉각을 30도 미만으로 하는 것이 가능해진다. 바람직하게는, 표면 수접촉각은 25도 미만이다. 표면 수접촉각을 30도 미만으로 하는 것에 의해, 방오 코팅층은 보다 강한 친수성을 부여할 수 있어, 그 방오 코팅층은 셀프 클리닝 기능에 의한 양호한 방오성을 가질 수 있다.

한편, 본 명세서에 있어서, 도막의 수접촉각은, 4μL의 순수를 도막 표면에 적하시켜, 액적의 접선과 고체 표면이 이루는 각도로서 구해진다. 또한, 수접촉각의 측정은 θ/2법에 의해 행해진다.

본 명세서에 있어서, 우수한 색상 안정성을 갖는다란, 경시 변화에 의한 색상 변동의 폭이 작은 것을 의미한다. 본 발명의 방오 코팅 조성물에 의해 형성되는 도막은 색상 변동의 폭이 작다. 즉, 우수한 색상 안정성을 갖는다. 보다 상세하게는, 방오 코팅 조성물로부터 방오 코팅층을 형성하여, 4일 정도 실온에서 양생한 방오 코팅층의 색상을 초기값으로 하고, 촉진 내후성 시험을 100시간 정도 행한 후의 방오 코팅층의 색상과 비교하면, 산출한 색상차(ΔL)는 0부터 약 -0.5까지의 범위가 된다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 예를 들면, 그 표면 장력이 25∼40mN/m이고, 바람직하게는 25∼35mN/m이다.

방오 코팅 조성물의 표면 장력이 40mN/m보다 큰 경우, 도막 표면에 방오 코팅 조성물을 균일하게 도포할 수 없어, 국소적으로 방오 효과가 없는 개소가 발생해 버릴 우려가 있다. 또한, 상기 범위에 표면 장력을 가짐으로써, 예를 들면, 알코올 등의 유기 용제를 첨가함이 없이, 수성액을 튕기는 성질을 갖는 도막 표면 등, 다양한 도막 표면에도 본 발명의 방오 코팅 조성물을 균일하게 도포하는 것이 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 방오 코팅액의 표면 장력은, 예를 들면, 「색재와 고분자 재료를 위한 최신 기기 분석법 -분석과 물성 평가-」(소프트 사이언스사, 사단법인색재협회 편, 편집 대표 호시노 요시노리, p. 289, 표면 장력 측정법, 「Du Nouy 원환법」)에 기재된 방법에 따라 측정된다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 상기 비이온계 계면활성제(B) 및 비이온계 계면활성제(C)에 더하여, 그 밖의 비이온계 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 실리콘계 계면활성제 및 불소계 계면활성제 등을 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 계면활성제 및 불소계 계면활성제는 조합하여 이용해도 되고, 단독으로 이용해도 된다. 이들 그 밖의 비이온계 계면활성제의 함유량은, 방오 코팅 조성물 100질량부에 대해서, 바람직하게는 1.0질량부 미만이다. 한편, 상기 비이온계 계면활성제(B) 및 비이온계 계면활성제(C) 이외의 비이온계 계면활성제는 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에서 첨가될 수 있다.

실리콘계 계면활성제는, 예를 들면, 그라놀^{(등록상표)} 100, 400, 440, 폴리플로^{(등록상표)} KL-245, KL-270, KL-280, KL-600(교에이샤 화학사제), BYK-307, 333, 345, 346, 348, 375, 378(빅케미 재팬사제), SN 웨트^{(등록상표)} 125, 126(산노프코사제)일 수 있다.

불소계 계면활성제는, 예를 들면, 프터젠트^{(등록상표)} 250, 251, 222F, 208G(네오스사제), 메가팍^{(등록상표)} F-443, F-444, F-445, F-470, F-471, F-475, F-477, F-479(DIC사제), NOVEC FC-4430, 4432(3M사제), 유니다인^{(등록상표)} DS-401, 403(닛신 화성사제), 에프탑^{(등록상표)} EF-121, EF-122A, EF-128B, EF-122C(젬코사제)일 수 있다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은 추가로 산화 타이타늄 등의 광 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들면, 산화 타이타늄을 포함함으로써, 그의 광 촉매 작용에 의해, 본 발명의 방오 코팅 조성물로부터 형성되는 방오 코팅층에, 더러움 분해 기능을 부가함과 함께, 보다 강한 친수성을 부여할 수 있다.

산화 타이타늄의 평균 입자경은, 바람직하게는 120nm 이하이다. 평균 입자경이 120nm를 초과하면, 원래 산화 타이타늄은 백색 안료이기 때문에, 은폐성이 높아, 방오 코팅층을 백탁화할 우려가 있다. 또한, 산화 타이타늄은 비중이 크므로, 상기의 바람직한 평균 입자경을 상회하는 산화 타이타늄을 첨가한 경우, 방오 코팅 조성물의 보존 중에 침전물이 생길 우려가 있다. 평균 입자경은 레이저를 이용한 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다.

산화 타이타늄 등의 광 촉매의 함유량은, 방오 코팅 조성물 전체 100질량부에 대해서, 0.005∼2질량부가 바람직하고, 0.025∼0.5질량부가 보다 바람직하다.

산화 타이타늄 등의 광 촉매는, 예를 들면, STS-01, STS-02, STS-21, STS-100, ST-01, ST-21, ST-31, ST-30L(이시하라 산업사제)일 수 있다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 바람직하게는, 물을 함유한다. 본 발명의 방오 코팅 조성물에 있어서의 물의 함유율은 다른 성분과의 합계가 100질량부가 되도록 조제하면 된다. 또한, 필요에 따라서, 알코올을 함유해도 된다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 소망에 따라, 예를 들면, 안료, 골재(모래 등), 조막 조제, 건조 지연 조제, 점성 조정제, 방부제, 방미제, 방부제, 소포제, 광 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, pH 조정제 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은, 공지의 방법에 의해, 상기한 각 성분을 혼합하는 것에 의해 제조할 수 있다.

[방오 코팅층의 형성]

본 발명의 방오 코팅 조성물을 도포하는 기재로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 금속 기재, 플라스틱 기재, 무기 재료 기재 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 이와 같은 기재를 피도물이라고 칭하는 경우가 있다.

상기 금속 기재로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 알루미늄판, 철판, 아연도금 강판, 알루미늄 아연도금 강판, 스테인리스판, 양철판 등을 들 수 있다. 상기 플라스틱 기재로서는, 아크릴판, 폴리염화바이닐판, 폴리카보네이트판, ABS판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트판, 폴리올레핀판 등을 들 수 있다. 상기 무기 재료 기재로서는, JIS A 5422, JIS A 5430 등에 기재된 요업계 기재, 유리 기재 등을 들 수 있다.

이들 중, 본 발명에 있어서는, 무기 재료 기재, 특히, 주택이나 빌딩 등의 건축물의 내벽 혹은 외벽 등의 벽면 또는 지붕, 요업 건재, 콘크리트, ALC, 그 밖의 무기질 건재가 바람직하고, 요업 건재가 보다 바람직하다.

상기 기재는, 예를 들면, JIS A 5422에 기재된 요업계 사이딩, JIS A 5430에 기재된 섬유 강화 시멘트판 및 이들 요업 기재 등의 피도물 표면에, 유기 도막, 무기 도막, 유기 무기 하이브리드 도막 또는 불소 수지 도막으로부터 선택되는 적어도 1종의 도막을 갖는 요업 건재여도 된다. 유기 도막, 무기 도막, 유기 무기 하이브리드 도막 또는 불소 수지 도막은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 이와 같은 도막은, 프라이머, 에나멜계 도막, 클리어 도막 등으로도 칭해지는, 당해 기술 분야에 있어서 공지된 도료 조성물 등을 기재에 도포하고, 경화시켜 형성시킨 도막일 수 있다.

본 발명의 방오 코팅 조성물은 유기 도막, 무기 도막, 유기 무기 하이브리드 도막 또는 불소 수지 도막 모두 양호하게 부착될 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 방오 코팅 조성물을 상기 도막 상에 도장하여 방오 코팅층을 형성하는 것에 의해, 양호한 외관이 초래되고, 방오 코팅층의 벗겨짐, 색상 변화 등을 억제할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방오 코팅층을 이용함으로써, 에나멜계 도막 등의 초킹, 퇴색 등도 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서의 방오 코팅 조성물의 도장 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 침지, 솔, 롤러, 롤 코터, 에어 스프레이, 에어리스 스프레이, 커튼 플로 코터, 롤러 커튼 코터, 다이 코터 등의 일반적으로 이용되고 있는 도포 방법 등을 들 수 있다. 도장 방법은 기재의 종류·용도에 따라서 적절히 선택된다.

방오 코팅 조성물은, 건조 막 두께는 바람직하게는 50nm∼5μm, 보다 바람직하게는 50nm∼1μm가 되는 조건에서 도장된다. 방오 코팅 조성물의 도포량은, 예를 들면, 10∼50g/m²이다. 필요에 따라서 복수회 덧칠해도 된다. 방오 코팅 조성물을 도장하여 얻어진 방오 코팅층을, 필요에 따라서 상온(외기 온도)에서, 바람직하게는 실온(23℃)∼150℃, 바람직하게는 80℃∼130℃에서 건조시킨다. 방오 코팅 조성물을 도장하여 얻어진 도막의 건조 시간은, 바람직하게는 30초∼10분, 보다 바람직하게는 30초∼5분이다.

본 발명은 또한, 피도물에, 본 발명의 방오 코팅 조성물을 도포하는 것에 의해, 방오 코팅층을 형성하는 공정을 포함하는, 요업 건재의 제조 방법을 제공한다. 피도물 및 도포 조건 등의 상세는 전술한 대로이다. 또, 피도물은 소망에 따라 상기 도막을 가질 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함된다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 한편, 특별히 언급이 없는 한 「부」 및 「%」는 질량 기준이다.

실시예 1

<방오 코팅 조성물의 조제>

표 1에 나타내는 바와 같이, 실리카 미립자(스노텍스 N, 고형분 농도 20%, 평균 1차 입자경 10∼15nm) 1.0질량부, 비이온계 계면활성제(B)(서피놀 420(에어 프로덕츠사제)) 0.05질량부, 비이온계 계면활성제(C)(이오넷 DO-600(산요 화성사제)) 0.3질량부, 및 물로 합계 100질량부가 되도록, 교반하면서 상기 성분을 순차적으로 첨가해서 혼합하여, 방오 코팅 조성물을 조제했다. 상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))를 표 1에 나타낸다. 한편, 상기 각 성분의 배합량은 모두 고형분 환산의 질량을 나타낸다.

<방오 코팅층을 갖는 도판의 제조예>

요업 건재용 사이딩 보드(니치하사제)에, 수성 실리콘 아크릴 수지 에멀션 에나멜 도료(오데타이트 390; 닛폰 페인트·인더스트리얼 코팅스사제)를 에어 스프레이로 도포량 70g/m²로 도장하고, 제트 건조기(풍속 10m/s)로 100℃에서 10분간 건조시켜, 에나멜 도막을 형성했다.

다음으로, 에나멜 도막의 표면에, 수성 실리콘 아크릴 수지 에멀션 클리어 도료(오데타이트 235 클리어; 닛폰 페인트·인더스트리얼 코팅스사제)를 에어 스프레이로 도포량 70g/m²로 도장하고, 제트 건조기(풍속 10m/s)로 100℃에서 10분간 건조시켜, 클리어 도막을 형성하여, 도판을 얻었다.

추가로, 상기 클리어 도막 상에, 상기에 의해 얻어진 방오 코팅 조성물을 에어 스프레이로, 도포량 35g/m²로 도장하고, 제트 건조기(풍속 10m/s)로 100℃에서 1분간 건조시켜, 방오 코팅층을 형성하여, 방오 코팅층을 갖는 도판을 얻었다. 얻어진 방오 코팅층의 두께는 230nm였다. 방오 코팅 조성물의 도포 후, 실온에서 1일간 방치하고, 후술하는 시험에 제공했다.

얻어진, 방오 코팅층을 갖는 도판에 대하여, 이하의 평가를 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(1) 포립성(泡立性)

방오 코팅 조성물을 조제했을 때의 기포의 발생 상태를, 하기의 기준에 따라 육안 평가했다.

○: 거품이 거의 일어나지 않음

△: 근소하게 거품이 일어남

×: 현저하게 거품이 일어남

(2) 도포 상태(웨트 도막의 상태)

방오 코팅 조성물을 도포했을 때의, 웨트 도막의 상태를 하기의 기준에 따라 육안 평가했다.

○: 균일하게 도포되어 있음

△: 균일하게 도포되어 있지만, 건조의 과정에서 얼룩이 생김

×: 균일하게 도포되어 있지 않음

(3) 도막의 수접촉각

4μL의 순수를 도막 표면에 적하시켜, 액적의 접선과 고체 표면이 이루는 각도로서 수접촉각을 구했다. 한편, 수접촉각의 측정은 전자동 접촉각계 DropMaster500(교와 계면과학사제)를 사용하여 θ/2법에 의해 행했다.

(4) 방오성(오염 시험: 카본 블랙 현탁액에 의한 습윤 적하법)

분무기로 살수한 수평 도판에 대해, 소수성 카본 블랙[카본 블랙 FW-200(에보닉 데구사사제)] 1질량부를 유동 파라핀 99질량부에 분산시킨 분산액(오염액)을, 스포이드로 0.5ml 정도 적하했다.

다음으로, 상기 소수성 카본 블랙 분산액을 적하한 도판을 수직으로 하고, 10초 이내에 분무기로 수돗물을 분무하고, 더 이상 더러움이 흐르지 않을 때까지 60초를 상한으로 분무 계속했다. 시험 종료 후의 도판 표면의 외관을 하기의 기준에 따라 육안 평가했다.

○: 오염이 완전히 제거되어 있음

△: 도막 표면의 일부에 있어서 오염 개소가 잔존해 있음

×: 분명히 오염이 확인됨

(5) 색상 안정성

방오 코팅 조성물을 도포 후, 4일간 실온에서 양생한 도막의 색상을 초기값으로 하고, JIS B 7753에 규정하는 선샤인 카본 아크등식 촉진 내후성 시험기인 선샤인 웨더 미터 S80(스가 시험기사제, 방사 조도: 255W/m²)을 사용하여 촉진 내후성 시험을 100시간 행한 후의 도막의 색상과 비교했다(ΔL). 색상의 측정에는, 색채 색차계 CR-400(MINOLTA사제)을 사용했다.

(6) 표면 장력

방오 코팅 조성물의 표면 장력은 동적 접촉각계 DCA100(에이·앤드·디사제) 및 백금 링을 이용하여 Du Nouy 원환법(「색재와 고분자 재료를 위한 최신 기기 분석법 -분석과 물성 평가-」 소프트 사이언스사, 사단법인 색재협회 편, p. 289, 표면 장력 측정법, 「Du Nouy 원환법」)에 의해 측정했다.

실시예 2∼17 및 비교예 1∼8

<방오 코팅 조성물의 조제>

조성물의 배합을 상기 표 1대로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 수성 방오 코팅 조성물을 조제했다.

보다 상세하게는, 예를 들면, 실리카 미립자(A)(스노텍스 N, 스노텍스 C(고형분 농도 20%, 평균 1차 입자경 10∼15nm))를 0.1∼7.0질량부와, 비이온계 계면활성제(B)[서피놀 420(에어 프로덕츠사제), 뉴콜 2303-Y(닛폰 유화제사제)]의 소정량과, 비이온계 계면활성제(C)[피츠콜 K-30L(다이이치 공업제약사제), 이오넷 MO-600(산요 화성사제: HLB: 13.8∼14.0), 이오넷 MO-200(산요 화성사제, HLB: 8.3∼8.6)]의 소정량과, 물을 첨가하여, 합계 100질량부가 되도록 조제했다. 또한, 실시예 8에 있어서는, 산화 타이타늄[STS-21(이시하라 산업사제)] 0.10질량부를 가했다.

<방오 코팅층을 갖는 도판의 제조>

수성 방오 코팅 조성물을 상기 표 1대로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 도판을 제조하고, 상기 시험에 제공하여, 상기 실시예 1과 마찬가지로 물성의 평가를 행했다. 얻어진 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

예를 들면, 실시예 2에 있어서의 방오 코팅층의 두께는 230nm이고, 비교예 8에 있어서의 방오 코팅층의 두께는 1,610nm였다.

상기 결과에 의하면, 비교예 1 및 2는 도막의 수접촉각이 크고, 또한 도막 표면의 일부에 더러움이 남아 있어, 방오성이 뒤떨어진다. 더욱이, 비교예 2는 방오 코팅 조성물을 도포했을 때에, 웨트 도막을 균일하게 도포할 수 없었다. 게다가, 비교예 2는 표면 장력이 극히 높아, 수성 조성물을 튕기는 성질을 갖는 도막 표면에 방오 코팅 조성물을 균일하게 도포할 수 없었다. 비교예 3은 방오 코팅 조성물을 도포했을 때에, 건조의 과정에서 칠 얼룩이 생겼다. 비교예 4는 도막의 수접촉각이 크고, 또한 도막 표면의 일부에 더러움이 남아 있어, 방오성이 뒤떨어진다. 비교예 5는 방오 코팅 조성물을 조제했을 때에, 현저하게 포립이 생겼다. 비교예 6은 기재의 일부에 더러움이 남아 있어, 방오성이 뒤떨어진다. 비교예 7은 도막의 수접촉각이 크고, 또한 도막 표면의 일부에 더러움이 남아 있어, 방오성이 뒤떨어진다. 비교예 8은 색상 안정성이 현저하게 나쁘다.

본 발명에 의한 방오 코팅 조성물은, 우수한 방오성 및 색상 안정성 등의 여러 물성을 갖는 방오 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 방오 코팅층의 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 경시적인 색상 변동을 저감할 수 있다. 게다가, 본 발명에 의한 방오 코팅층의 형성 방법 및 그것을 이용한 요업 건재의 제조 방법은, 전술한 바와 같은 일반 공업 용도에 적용할 수 있다.

Claims

실리카 미립자(A)와, 비이온계 계면활성제(B)와, 비이온계 계면활성제(C)를 포함하는 방오 코팅 조성물로서,
상기 비이온계 계면활성제(B)가 아세틸렌다이올계 계면활성제(b-1) 및 폴리옥시알킬렌 알킬 에터계 계면활성제(b-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 비이온계 계면활성제(B)이고,
상기 비이온계 계면활성제(C)가 바이닐계 폴리머 계면활성제(c-1) 및 폴리옥시알킬렌 지방산 에스터계 계면활성제(c-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 비이온계 계면활성제(C)이고,
상기 비이온계 계면활성제(B)와 비이온계 계면활성제(C)의 질량비((B)/(C))가 5/95∼90/10인, 방오 코팅 조성물.
제 1 항에 있어서,
추가로 산화 타이타늄을 포함하는, 방오 코팅 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면 장력이 25∼40mN/m인, 방오 코팅 조성물.
피도물에, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 방오 코팅 조성물을 도포하여, 방오 코팅층을 형성하는 공정을 포함하는, 방오 코팅층의 형성 방법.
제 4 항에 있어서,
피도물이 유기 도막, 무기 도막, 유기 무기 하이브리드 도막 및 불소 수지 도막으로부터 선택되는 적어도 1종의 도막을 갖고, 상기 도막 위에 상기 방오 코팅 조성물을 도포하는 것을 포함하는, 방오 코팅층의 형성 방법.
피도물에, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 방오 코팅 조성물을 도포하여, 방오 코팅층을 형성하는 공정을 포함하는, 요업 건재의 제조 방법.