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【発明の名称】 |
１液１固相ケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料の製造方法及び１液ケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料 |
| 【発明者】 |
【氏名】沢本 哲 |
【課題】従来の有機樹脂系塗料とは異なる水ガラスからなる常温硬化無機塗料を提供する。
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ケイ酸塩Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（Ｍ：Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ，ＮＨ4,ｎ：２〜４）の溶液に加熱下重リン酸アルミニウム５０％溶液を重量％で１／５００〜１／５０になるように添加反応させ、未反応水ガラスのナトリウムイオンを亜鉛塩及びアルミニウム塩、または他の金属塩かシュウ酸及びその緩衝液などの有機酸で処理してケイ酸塩ビヒクルを得、このビヒクルに亜鉛及び銅またはその合金微粉末と亜酸化銅、金属酸化物、希土類酸化物、金属リン酸塩、ゼオライト、マグネシア、タルク、カオリン、ケイ藻土及び顔料、硬化剤の混合粉末を加えることを特徴とする１液１固相ケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料の製造方法。
【請求項２】前記ケイ酸塩にミョウバン（アルミニウム、クロム、アンモニウム、カリウムミョウバン）を加熱下重量％で１／５００〜１／５０になるように添加反応させ、この溶液に亜鉛塩または他の金属塩、シュウ酸及びその緩衝液などの有機酸で処理して得たケイ酸塩ビヒクルに亜鉛及び銅またはその合金微粉末と亜酸化銅、金属酸化物、希土類酸化物、金属リン酸塩、ゼオライト、マグネシア、タルク、カオリン、ケイ藻土及び顔料、硬化剤の混合粉末を加えることを特徴とする１液１固相ケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料の製造方法。
【請求項３】カップリング剤及びプライマーを組み合わせることにより、ＦＲＰ材（ガラス繊維強化プラスチック材）、ナイロン材などの有機材料からなる船舶、漁網、海洋構築物の防汚を特徴とする請求項１または請求項２記載の塗料及び鋼船、木船用防汚防錆塗料。
【請求項４】ビヒクル中に亜鉛及び銅イオンを結合させ亜鉛及び銅イオンの効果により他の添加物なしに防汚性をもたらした１液ケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料。
【請求項５】請求項１及び２による塗料で、光触媒酸化チタン及び顔料からなるケイ酸塩常温硬化無機塗料。
【請求項６】請求項１または請求項２記載の塗料に、金属亜鉛粉末、リン酸アルミニウム化合物、リン酸亜鉛化合物を加えてなる常温硬化無機防錆塗料。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水ガラス−金属微粉末、亜酸化銅または光酸化チタン、無機防錆剤（リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛）、抗菌、防カビ機能を有する化合物等を主成分とする防錆防汚無機常温硬化塗料で一般建築物、船舶、海洋構築物、トンネル、貯水池、浄水場、プール、漁網などに利用されるケイ酸塩ビヒクル常温硬化無機塗料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水ガラスを利用した無機質塗料は熱硬化性塗料として開発された後、化学硬化剤あるいは後処理を伴う自然処理型などがある。
【０００３】水ガラス塗料の硬化剤には、ケイ化物、金属酸化物、ポリリン酸、金属粉末などを使用する数多くの特許が知られているが（特開昭４７−４２９２７号公報、特開昭４８−３４９３５号公報、特開昭４９−１６６９０号公報、特開昭５０−１５１２２１号公報、特開昭５０−２０３１号公報、特公昭４９−１０５４６号公報、特公昭４６−２６３３１号公報、特公昭５０−２５４８２号公報及び特公昭４９−１０８１３号公報）、水ガラス系塗料の本質的欠点である耐水性、速成硬化性問題、白化現象、長期防汚性などはいまだ解決されていない。
【０００４】一方、重金属イオン交換ゼオライト化合物を利用した塗料などいくつかの防汚塗料が報告されているが、その利用分野は限られている。
【０００５】また、有機ケイ素高分子（メチル、エチルシリケ−ト）を加熱処理することにより無機塗膜を形成させる塗料があるが、加熱及び塗膜の物性の経時変化などの問題が解決されていない。
【０００６】一方，船舶用塗料として亜酸化銅または有機硫黄化合物、天然抽質物を含む自己研磨塗料、樹脂膜に亜鉛イオンを結合させた自己研磨塗料が実用化されているが、樹脂膜及び金属酸化物のタレ流しなどにより将来的にみて環境の長期汚染が心配される。
【０００７】また、光酸化触媒酸化チタンを利用した有機塗料があるが、酸化チタンにより有機塗料の自己光分解作用により、実用化が非常に困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】発明は水ガラスを変性することにより耐水性と防錆防汚性の高い微少多孔性皮膜を実現し、これに防錆及び防汚の有効成分である上記の防錆防汚剤を効率よく分散させ成分の塗膜表面頭だしを可能にすることにより防錆防汚性の高い無機塗料を提供することである。
【０００９】また、特別な硬化剤なしに塗布後乾燥過程で数時間で硬化が進行する優れた常温硬化性を兼ね合わせた不燃性無公害無機塗料を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、水ガラスＭ2０・ｎＳｉＯ2（ｎ＝２〜４）に重リン酸アルミニウムまたはミョウバンを重量％が１／５００〜１／５０になるように加熱添加し、反応が終わった時点で亜鉛塩をはじめとする金属塩化合物を反応させ、未反応水ガラスのアルカリイオン処理を行った後、シュウ酸及びその緩衝液を加えｐＨを１０〜１１になるように調整した。
【００１１】このビヒクルに前記の均一にした顔料混合物をまぜ、防錆防汚性のすぐれた塗料を得るようにした。
【００１２】顔料混合物は防錆防汚性がよく発揮されるように亜鉛金属３０〜９０ｗｔ％（またはリン酸アルミニウム化合物），亜酸化銅５〜２０ｗｔ％，顔料１０〜２５ｗｔ％になるようにできる限り均一に混合した。
【００１３】また、亜鉛金属、亜酸化銅の代わりに光酸化チタンを２０％〜１００％、ゼオライトなどの顔料を適量添加して環境浄化用無機塗料とした。
【００１４】光酸化チタンの代わりにリン酸金属化合物を加えることにより一般防錆塗料とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１６】（実施例１）モル比（ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ）が４であるケイ酸塩６Ｌに水６Ｌを加え加熱する。
【００１７】重リン酸アルミニウム５０％溶液０．０１Ｌを水０．４Ｌに加えそれを上記溶液に撹拌しながら加えた。
【００１８】十分反応させた後、３％硫酸亜鉛溶液０．２Ｌを加え加熱濃縮し、全量を１２Ｌにした。この溶液にシュウ酸及びその緩衝液を加え、ｐＨが１０〜１０．５になるように調整した。
【００１９】（実施例２）モル比（ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ）が４であるケイ酸塩６Ｌに水５Ｌを加え加熱する。
【００２０】重リン酸アルミニウム５０％溶液０．０２Ｌを水０．６Ｌに加えそれを上記溶液に撹拌しながら加えた。
【００２１】十分反応させた後、３％硫酸アルミニューム０．２Ｌを加え、加熱濃縮し全量を１１Ｌにした。この溶液に酢酸及びその緩衝液を加えｐＨを１０〜１０．５になるように調整した。
【００２２】（実施例３）モル比（ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ）が３であるケイ酸塩６Ｌに水６Ｌを加え加熱する。重リン酸アルミニウム５０％溶液０．０１Ｌを水０．５Ｌに加えそれを撹拌しながら加えた。
【００２３】十分反応させた後、０．５％シュウ酸溶液０．１Ｌを加え、加熱濃縮し、全量を１２Ｌにした。
【００２４】（実施例４）モル比（ＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ）が４であるケイ酸塩６Ｌに水６Ｌを加え加熱する。
【００２５】アンモニウムミョウバン５％溶液１Ｌを添加反応させその後硫酸亜鉛０．５％溶液または硫酸銅０．５％溶液２００ｍＬを加え加熱濃縮し全量を１１Ｌにした。
【００２６】この溶液にシュウ酸、及びその緩衝液を加えｐＨを１０．５〜１１．０になるように調整した。これらの主反応は次のとうりである。
【００２７】
【化学式１】
【００２８】実施例１の変成ケイ酸塩ビヒクルに（表１）に示す組成をもつ塗料を作り、ブラスト処理及び防錆処理した鉄板試片３枚に塗り、塗布１２時間後海水に浸隻して試験を行った。
【００２９】（表１）
【００３０】試験結果を（表２ａ）、（表２ｂ）、（表２ｃ）、（表２ｄ）に示した。試験結果より、この塗料が対照区と比べて優秀な防汚効果を示している。試験期間中錆発生と剥離現象は見られなかった。
【００３１】（表２ａ）付着生物分析結果
【００３２】（表２ｂ）付着生物分析結果
【００３３】（表２ｃ）付着生物分析結果
【００３４】（表２ｄ）付着生物分析結果
【００３５】（実施例５）実施例４のケイ酸塩ビヒクルをつかい表３に示した組成をもつ塗料をつくった。
【００３６】ＦＲＰ板３枚をエチールシリケートアミン系プライマーで表面処理したあと表３の塗料を塗布し、海洋実験を行った。
【００３７】（表３）
【００３８】海洋実験結果を（表４ａ）、（表４ｂ）、（表４ｃ）、（表４ｄ）に示した。これらの表４で示すように対照区に比べ優秀な防汚性を示した。また試験期間錆の発生は全くなっかた。尚、これらの試験は１２ヶ月間の浸漬結果を示すものである。また、表での＋は出現を表し、船底塗料は既存の自己研磨塗料である。
【００３９】（表４ａ）付着生物分析結果
【００４０】（表４ｂ）付着生物分析結果
【００４１】（表４ｃ）付着生物分析結果
【００４２】（表４ｄ）付着生物分析結果
【００４３】本発明により、従来の船底塗料とは異なるケイ酸塩塗膜からなる新しい防錆防汚塗料を提供することができる。
【００４４】この塗料は防錆防汚塗料として船舶、海洋構築物の広い分野で使用することができる。
【００４５】（実施例６）実施例１のビヒクルに光酸化チタンを顔料比率３０％添加して塗料とした。
【００４６】この塗料をガラス板に塗布硬化した試験板でアセトアルデヒド及びアミン分解反応を行った結果は表５及び図１のとうりである。
【００４７】これらの結果から本無機塗料が環境浄化塗料として使用されうることが確認された。
【００４８】（表５）
【００４９】（実施例７）実施例４のビヒクルにリン酸アルミニウム化合物を加えた塗料の防錆試験結果を表６に示した。試験結果より本無機塗料が優秀な防錆性を持っていることが確認された。また、試験結果より付着性と耐衝撃性もなんら問題がないことが確認された。
【００５０】（表６）
【００５１】（実施例８）実施例２のビヒクルに光酸化チタンを加えガラス板に塗布して抗菌性試験を行った（表７）。
【００５２】（表７）
【００５３】これらの結果より、この塗料が優秀な抗菌性を発揮することが確認された。
【００５４】（実施例９）実施例４のビヒクルを塗布した透明ガラス板の抗菌性試験を行った結果は表８のとうりであった。
【００５５】（表８）試料に滴下した試験菌の生菌数測定結果
【００５６】この表８に見られる結果は本ビヒクルだけでも抗菌性をはじめとする防汚性機能を持つことを示している。
【００５７】
【発明の効果】水ガラス系無機塗料常温硬化型塗料に関する本発明の効果は次の通りである。
【００５８】（１）自然環境破壊が進むなか、環境ホルモン及びホルムアルデヒドを始めとする有機化合物を含む有機塗料の見直しが要求されているが、水ガラス系無機塗料はこれらの問題点を一挙に解決する自然環境にやさしい新規の塗料として現未来において重要な塗料となるものと考えられる。
【００５９】（２）水ガラス系無機常温硬化塗料の発明は、それ自体の機能性により、防汚防錆用、防菌防かび用、耐熱用、環境浄化用塗料として、広汎に使用され、全く公害を発生しない利点をもつものである。
【００６０】（３）水ガラス系塗料常温硬化塗料の発明により作業中のシンナ−中毒や火災などの問題点が解決され、劣化後の塗膜処理においてもほとんど公害問題などを発生しない。
【００６１】（４）本発明により豊富な資源・原料を使用することが可能になった。
【００６２】（５）本発明により従来困難視されてきた常温硬化問題が解決され、耐水性のよい塗料を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８１３７４３４
【氏名又は名称】有限会社 グリ−ンケミ−
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月７日（１９９８．１０．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５２６０
【弁理士】
【氏名又は名称】谷山 守
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１０９７２３（Ｐ２０００−１０９７２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月１８日（２０００．４．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２８５４８６ |
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