JP7663175B2 - Method for forming heat insulating coating - Google Patents
Method for forming heat insulating coating Download PDFInfo
- Publication number
- JP7663175B2 JP7663175B2 JP2021014904A JP2021014904A JP7663175B2 JP 7663175 B2 JP7663175 B2 JP 7663175B2 JP 2021014904 A JP2021014904 A JP 2021014904A JP 2021014904 A JP2021014904 A JP 2021014904A JP 7663175 B2 JP7663175 B2 JP 7663175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- hollow particles
- coating film
- insulating coating
- paint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 82
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 155
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 93
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 34
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- -1 acrylic polyol Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 7
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 36
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 23
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 10
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 5
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical group CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical group OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010016334 Feeling hot Diseases 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000005641 methacryl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N (4-ethenylphenyl)-trimethoxysilane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=C(C=C)C=C1 LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOYKFSOCSXVQAN-UHFFFAOYSA-N 3-[diethoxy(methyl)silyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C DOYKFSOCSXVQAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propane-1-thiol Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCS IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(3-triethoxysilylpropyl)pentan-2-imine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C(C)CC(C)C PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000218645 Cedrus Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ZMAPKOCENOWQRE-UHFFFAOYSA-N diethoxy(diethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(CC)OCC ZMAPKOCENOWQRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSYLGGHSEIWGJV-UHFFFAOYSA-N diethyl(dimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](CC)(OC)OC VSYLGGHSEIWGJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(dimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)OC JJQZDUKDJDQPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOCC1CO1 WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- DFJDZTPFNSXNAX-UHFFFAOYSA-N ethoxy(triethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(CC)CC DFJDZTPFNSXNAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N ethoxy(trimethyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(C)C RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical compound CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N ethyl(trimethoxy)silane Chemical compound CC[Si](OC)(OC)OC SBRXLTRZCJVAPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical compound O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N methoxy(trimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)C POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(ethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)OCC DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HUZZQXYTKNNCOU-UHFFFAOYSA-N triethyl(methoxy)silane Chemical compound CC[Si](CC)(CC)OC HUZZQXYTKNNCOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OC)(OC)OC HQYALQRYBUJWDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は、中空粒子、中空粒子を含有する断熱塗料及び中空粒子を含有する断熱塗膜に関する。 The present invention relates to hollow particles, a heat insulating paint containing hollow particles, and a heat insulating coating film containing hollow particles.
中空粒子と、中空粒子を含有する断熱塗料として、特許文献1には、シリカ中空粒子と、シリカ中空粒子を含有する断熱塗料が記載されている。この断熱塗料は、シリカ中空粒子を塗料中に均一に分散させることによって、断熱性の向上を図っているものである。
断熱性は、熱の移動を抑制することによって、効果を発揮するものである。しかし、従来のシリカ中空粒子を含有する断熱塗料から形成された塗膜は、塗膜中に、シリカ中空粒子が均一に分散されているものの、塗膜の表層の大半は合成樹脂で覆われ、熱の移動の抑制が十分でなく、断熱性が十分に発揮することができないおそれがあるという問題があった。 Thermal insulation is effective by suppressing the transfer of heat. However, in the coating film formed from conventional thermal insulation paints containing hollow silica particles, although the hollow silica particles are uniformly dispersed in the coating film, most of the surface layer of the coating film is covered with synthetic resin, which does not sufficiently suppress the transfer of heat, and there is a risk that the insulating properties may not be fully exhibited.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、中空粒子を含有する断熱塗料から形成される断熱塗膜の断熱性をより発揮することができる中空粒子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide hollow particles that can better demonstrate the insulating properties of a thermal insulation coating film formed from a thermal insulation paint containing hollow particles.
本発明の中空粒子は、シロキサン結合を主骨格とする中空粒子であって、
平均粒子径が10~200nmであり、表面修飾剤によって修飾されていることを特徴とする。
The hollow particles of the present invention are hollow particles having a siloxane bond as a main skeleton,
The average particle size is 10 to 200 nm, and the particle is characterized by being modified with a surface modifier.
本発明の中空粒子によれば、平均粒子径が10~200nmであるため、断熱塗料に含有させたとき、断熱塗料が透明な断熱塗膜を形成することができる。中空粒子は、シロキサン結合から形成されているため親水性であるものの、表面修飾剤によって修飾されているため、有機溶剤系の断熱塗料と相溶させることができる。親水性のシロキサン結合を母体とする中空粒子は、断熱塗料が成膜する際に、親水性が顕著になり、断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、塗膜の表層に中空粒子のμmオーダーの凝集体を形成する。このため、中空粒子は、断熱塗料に使用されることによって、塗膜の断熱性を発揮させることができる。 The hollow particles of the present invention have an average particle diameter of 10 to 200 nm, so that when they are added to a heat insulating paint, the heat insulating paint can form a transparent heat insulating coating film. The hollow particles are hydrophilic because they are formed from siloxane bonds, but because they are modified with a surface modifier, they can be compatible with organic solvent-based heat insulating paints. The hollow particles, which are based on hydrophilic siloxane bonds, become significantly hydrophilic when the heat insulating paint is formed, and are rejected so that the concentration increases from the inside of the heat insulating paint toward the surface layer, forming aggregates of hollow particles on the order of μm on the surface layer of the coating film. Therefore, when hollow particles are used in heat insulating paint, the heat insulating properties of the coating film can be exhibited.
ここで、上記中空粒子において、前記表面修飾剤が、有機相溶基と無機結合基とを有する化合物であるものとすることができる。 Here, in the hollow particles, the surface modifier may be a compound having an organic compatible group and an inorganic bonding group.
これによれば、中空粒子は、無機結合基がシロキサン結合の主骨格に共重合することができ、有機相溶基が中空粒子を断熱塗料に適度に相溶させることができる。 This allows the inorganic bonding groups in the hollow particles to be copolymerized with the main skeleton of the siloxane bonds, and the organic compatible groups allow the hollow particles to be appropriately compatible with the heat insulating paint.
また、上記中空粒子において、前記シロキサン結合のSiの1molに対して、前記表面修飾剤が5~50g含有するものとすることができる。 The hollow particles may contain 5 to 50 g of the surface modifier per 1 mol of Si in the siloxane bond.
これによれば、中空粒子は、断熱塗料が成膜する際に、親水性がバランスよく現れ、断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、揮発成分が揮発することによって、塗膜の表層に中空粒子のμmオーダーの凝集体を形成することができる。 According to this, when the insulating paint is formed, the hollow particles have a well-balanced hydrophilicity, are expelled from the inside of the insulating paint toward the surface so that the concentration increases, and as the volatile components evaporate, hollow particle aggregates on the order of μm can be formed on the surface of the coating.
本発明の断熱塗料は、上記の中空粒子を不揮発分換算で5~30質量%含有するものとすることができる。 The heat insulating paint of the present invention can contain 5 to 30 mass % of the hollow particles as calculated as non-volatile matter.
本発明の断熱塗料によれば、塗膜の表層に中空粒子の凝集体を形成することができる。 The heat insulating paint of the present invention allows hollow particle aggregates to be formed on the surface layer of the coating film.
本発明の断熱塗膜は、塗膜の表層に、上記の中空粒子の凝集体を備えるものとすることができる。 The heat insulating coating of the present invention can have an aggregate of the above hollow particles on the surface layer of the coating.
本発明の断熱塗膜によれば、人の皮膚が接触することによる接触温冷感の緩和を図ることができる。 The heat insulating coating of the present invention can reduce the sensation of warmth and coldness caused by contact with human skin.
また、上記断熱塗膜において、塗膜の表層に、前記凝集体によって、μmオーダーの凹凸形状が形成されているものとすることができる。 In addition, in the above-mentioned heat insulating coating, the aggregates can form an uneven shape on the order of μm on the surface of the coating.
これによれば、人の皮膚が接触することによる接触温冷感の緩和をより図ることができる。 This can further reduce the sensation of warmth and coldness caused by contact with human skin.
本発明の中空粒子によれば、有機溶剤系の断熱塗料に含有させたとき、断熱塗料から形成された塗膜の表層に中空粒子の凝集体を形成し、塗膜の断熱性を発揮させることができる。 When the hollow particles of the present invention are added to an organic solvent-based heat-insulating paint, they form aggregates of hollow particles on the surface of the coating film formed from the heat-insulating paint, allowing the coating film to exhibit its heat-insulating properties.
以下、本発明に係る中空粒子2の実施形態について説明する。実施形態の中空粒子2は、平均粒子径が10~200nmであり、表面修飾剤によって修飾されているものである。実施形態の中空粒子2は、詳しくは後述するが、最終的には溶解させて中空を形成する炭酸カルシウムに、アルコキシシランと表面修飾剤を被覆させて、中空粒子2の主骨格となるシロキサン結合のシェル体を形成する。シロキサン結合のシェル体が形成された炭酸カルシウムに、酸処理を施し、炭酸カルシウムのみを溶解させることによって、表面修飾剤によって修飾されたシロキサン結合を主骨格とする中空粒子2が形成されるものである。
The following describes an embodiment of
実施形態の炭酸カルシウムは、ナノオーダーのサイズに粒子径が調整された菱面体構造の炭酸カルシウム(calcite)である。実施形態で使用する炭酸カルシウムの平均粒子径(SEM(走査電子顕微鏡)写真から50個の粒子径を測定した平均値)は、10~100nmであることが好ましい。炭酸カルシウムを被覆して形成された中空粒子2を、断熱塗料に混合させたときに、断熱塗料から形成される断熱塗膜1の断熱性と透明性を向上させることができるためである。炭酸カルシウムの平均粒子径が10nm未満である場合には、相対的に中空粒子2のシェルの厚みが厚くなり、断熱性能が劣るおそれがある。一方、100nmを超えると、断熱塗膜1の透明性が劣るおそれがある。より好ましくは、炭酸カルシウムの平均粒子径は、50~90nmである。
The calcium carbonate of the embodiment is calcium carbonate (calcite) with a rhombohedral structure whose particle size is adjusted to nano-order size. The average particle size of the calcium carbonate used in the embodiment (average value of 50 particle sizes measured from SEM (scanning electron microscope) photographs) is preferably 10 to 100 nm. This is because when
アルコキシシランとは、アルコキシ基を有するシラン化合物であり、アルコキシ基が加水分解することによって、シラノールを生成し、シラノールが縮合することによって、中空粒子2の主骨格となるシロキサン結合を生成するものである。実施形態の中空粒子2では、アルコキシシランは、特に限定されることなく使用することができ、例えば、テトラメトキシシラン(Si(OCH3)4)、メチルトリメトキシシラン(SiCH3(OCH3)3)、ジメチルジメトキシシラン(Si(CH3)2(OCH3)2)、トリメチルメトキシシラン(Si(CH3)3OCH3)、エチルトリメトキシシラン(SiC2H5(OCH3)3)、ジエチルジメトキシシラン(Si(C2H5)2(OCH3)2)、トリエチルメトキシシラン(Si(C2H5)3OCH3)、プロピルトリメトキシシラン(SiC3H7(OCH3)3)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)4)、メチルトリエトキシシラン(SiCH3(OC2H5)3)、ジメチルジエトキシシラン(Si(CH3)2(OC2H5)2)、トリメチルエトキシシラン(Si(CH3)3OC2H5)、エチルトリエトキシシラン(SiC2H5(OC2H5)3)、ジエチルジエトキシシラン(Si(C2H5)2(OC2H5)2)、トリエチルエトキシシラン(Si(C2H5)3OC2H5)、プロピルトリエトキシシラン(SiC3H7(OC2H5)3)、又は、これらの混合物などを使用することができる。
An alkoxysilane is a silane compound having an alkoxy group. The alkoxy group is hydrolyzed to produce silanol, and the silanol is condensed to produce a siloxane bond that becomes the main skeleton of the
表面修飾剤とは、有機相溶基と無機結合基とを有する化合物であり、親水性のシロキサン結合の主骨格に、表面修飾剤の無機結合基が結合することによって、シロキサン結合の主骨格の表面を有機相溶基で修飾する化合物である。表面が有機相溶基で修飾されたシロキサン結合の中空粒子2は、有機相溶基によって、断熱塗料に相溶させることができる。有機相溶基と無機結合基とを有する表面修飾剤として、シランカップリング剤、シリコーン界面活性剤、変性シリコーンなどを使用することができる。
A surface modifier is a compound having an organic compatible group and an inorganic bonding group, and is a compound that modifies the surface of the main skeleton of the hydrophilic siloxane bond with the organic compatible group by bonding the inorganic bonding group of the surface modifier to the main skeleton of the hydrophilic siloxane bond. The siloxane bond
シランカップリング剤は、シランカップリング剤の反応性官能基が有機相溶基となり、アルコキシ基が無機結合基となる。無機結合基のアルコキシ基が、加水分解することによって、シラノールを生成し、シラノールが中空粒子2の主骨格となるアルコキシシランと縮合することによって、表面修飾剤は、中空粒子2を形成するシロキサン結合に結合し、有機相溶基の反応性官能基が中空粒子2の表面を修飾する。シランカップリング剤は、無機結合基のアルコキシ基として、エトキシ基、メトキシ基を含有するものを使用することができ、有機相溶基の反応性官能基として、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、ウレイド基、メルカプト基、及び、これらとアルキレン基とからなる官能基を含有するものを使用することができる。シランカップリング剤として、具体的には、ビニル基を含有する、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エポキシ基を含有する、2-(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-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、スチリル基を含有する、p-スチリルトリメトキシシラン、メタクリル基を含有する、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリル基を含有する、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノ基を含有する、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、イソシアネート基を含有する、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、イソシアヌレート基を含有する、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、ウレイド基を含有する、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、メルカプト基を含有する、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、又は、これら混合物などを使用することができる。
In the silane coupling agent, the reactive functional group of the silane coupling agent becomes an organic compatible group, and the alkoxy group becomes an inorganic bonding group. The alkoxy group of the inorganic bonding group is hydrolyzed to generate silanol, and the silanol condenses with the alkoxysilane that becomes the main skeleton of the
シリコーン界面活性剤は、有機基(有機相溶基)と、アルコキシシランと縮合可能なシリコーン鎖(無機結合基)と、から構成される化合物であり、有機基の構造により、アルキル変性シリコーン界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤、ポリエーテル・アルキル共変性シリコーン界面活性剤などが使用することができる。 Silicone surfactants are compounds that consist of an organic group (organic compatible group) and a silicone chain (inorganic bonding group) that can condense with alkoxysilanes. Depending on the structure of the organic group, alkyl-modified silicone surfactants, polyether-modified silicone surfactants, polyether-alkyl co-modified silicone surfactants, etc. can be used.
変性シリコーンは、有機変性基(有機相溶基)と、アルコキシシランと縮合可能なシリコーン鎖(無機結合基)と、から構成される化合物であり、有機変性基の構造により、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーンなどが使用することができる。 Modified silicones are compounds that consist of an organically modified group (organically compatible group) and a silicone chain (inorganic bonding group) that can condense with alkoxysilanes. Depending on the structure of the organically modified group, amino-modified silicones, epoxy-modified silicones, carbinol-modified silicones, mercapto-modified silicones, etc. can be used.
表面修飾剤は、アルコキシシランからなるシロキサン結合のSiの1molに対して、5~50g含有させるのが好ましい。中空粒子2を断熱塗料に相溶させることができ、中空粒子2は、断熱塗料が成膜する際に、親水性がバランスよく現れ、断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、塗膜の表層に中空粒子2のμmオーダーの凝集体3を形成することができるためである。表面修飾剤の含有量が、シロキサン結合のSiの1molに対して、5g未満の場合には、中空粒子2が断熱塗料に相溶し難く、断熱塗料が成膜する際に、断熱塗料の表層に排斥され、塗膜の表層に中空粒子2の不定型の凝集体3が形成され、塗膜の表層が粗くなり、塗膜の透明性が失われるおそれがある。一方、50gを超えると、中空粒子2は、その表面の大半が有機相溶基で修飾され、断熱塗料に相溶し、塗膜の表面に排斥されないため、断熱性を向上させることができないおそれがある。より好ましくは、シロキサン結合のSiの1molに対する表面修飾剤の含有量は、10~30gであり、さらに好ましくは、15~25gである。
It is preferable to include 5 to 50 g of the surface modifier per 1 mol of siloxane-bonded Si made of alkoxysilane. This is because the
中空粒子2は、アンモニア水でアルカリ性にした水とアルコールの混合液中に、炭酸カルシウム、アルコキシシラン、表面修飾剤を投入し、混合することによって、炭酸カルシウムにアルコキシシランと表面修飾剤が被覆し、中空粒子2の主骨格となるシロキサン結合のシェルが形成される。シロキサン結合のシェルの形成後に、酸処理で、炭酸カルシウムを溶解させることによって、シロキサン結合のシェルからなる中空粒子2が形成される。
中空粒子2の比表面積は、50~400m2/gであることが好ましい。中空粒子2を含有する断熱塗膜1の断熱性を発揮することができるためである。中空粒子2の比表面積が50m2/g未満である場合には、断熱性を十分に発揮することができないおそれがある。一方、中空粒子2の比表面積が400m2/gを超えると、相対的に中空粒子2のシェルの厚みが薄くなり、中空粒子2を断熱塗料に混合させる際に、中空粒子2を破損させてしまうおそれがある。より好ましくは、中空粒子2の比表面積は、100~300m2/gである。
The specific surface area of the
中空粒子2の平均粒子径は、10~200nmであることが好ましい。中空粒子2を含有する断熱塗膜1を、断熱性を有しつつクリヤ(透明)なものとすることができるためである。中空粒子2の平均粒子径が10nm未満である場合には、相対的に中空粒子2のシェルの厚みが厚くなり、断熱性が劣るおそれがある。一方、200nmを超えると、断熱塗膜1の透明性が劣るおそれがある。より好ましくは、中空粒子2の平均粒子径は、50~150nmである。
The average particle diameter of the
次に、中空粒子2を含有する断熱塗料の実施形態について説明する。実施形態の断熱塗料は、有機溶媒を希釈剤とする合成樹脂を結合材とし、中空粒子2を不揮発分換算で5~30質量%含有する塗料である。
Next, an embodiment of a heat insulating paint containing
中空粒子2は、先に述べた中空粒子2であり、断熱塗料中に、不揮発分換算で、5~30質量%含有させるのが好ましい。断熱塗料から形成される断熱塗膜1の断熱性を発揮させることができるためである。断熱塗料における中空粒子2の含有量が5質量%未満である場合には、塗膜表層に形成される中空粒子2の凝集体3が不連続となり、断熱性が劣るおそれがある。一方、30質量%を超えると、断熱性の効果は頭打ちとなり、不経済となるおそれがある。より好ましくは、不揮発分換算で、断熱塗料における中空粒子2の含有量は、7~25質量%であり、さらに好ましくは、10~20質量%である。
The
断熱塗料は、合成樹脂を主結合体とする主剤に、中空粒子2と薄め液(シンナー)を撹拌しながら混入することによって、得ることができる。断熱塗料には、その他添加剤として、粘性調整剤、消泡剤、紫外線吸収剤などを添加することができ、必要に応じて薄め液で粘度を調整して使用することができる。また、断熱塗料は、合成樹脂を主結合体とする主剤と、主剤を硬化させる硬化剤と、必要に応じて薄め液と、からなる2液(3液)タイプであっても使用することができる。
The heat insulating paint can be obtained by mixing
断熱塗料に混入された中空粒子2は、シロキサン結合から形成されているため親水性であるものの、表面修飾剤によって修飾されているため、有機溶剤系の断熱塗料に相溶させることができる。断熱塗料が被塗装物6に塗装されたとき、親水性のシロキサン結合を母体とする中空粒子2は、断熱塗料が成膜する際に、親水性が顕著になり、断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、塗膜の表層に中空粒子2のμmオーダーの凝集体3を形成する。このため、断熱塗料から形成された断熱塗膜1は、断熱性を発揮することができる。
The
中空粒子2を含有する断熱塗料は、被塗装物6に塗装されることによって、表層に中空粒子2の凝集体3を有する断熱塗膜1が形成される。被塗装物6に人の皮膚7が触れたとき、中空粒子2の凝集体3が、被塗装物6と人の体との温度差で生じる熱移動を減速して、人が冷たい又は熱いと感じる接触温冷感の緩和を図ることができる。
When the insulating paint containing
中空粒子2を含有する断熱塗料は、人の皮膚7が直接触れる建築材料の、木材、ガラス、コンクリート、サイディング板、プラスチック材、衛生陶器(洗面台、便器、便座)など、人が直接触れる自動車の部位の、車体金属、ダッシュボードやステアリングホイールなどの内装プラスチック材など、に塗装することができる。
The heat insulating paint containing
実施例の中空粒子2の原材料配合量(質量)と酸処理の処方と中空粒子2の性能を表1に記載する。なお、表中、中空粒子2としての中空粒子A及び中空粒子Aを使用した断熱塗料A、中空粒子B及び中空粒子Bを使用した断熱塗料B、並びに、中空粒子C及び中空粒子Cを使用した断熱塗料C、が実施例であり、中空粒子としての中空粒子D及び中空粒子Dを使用した断熱塗料Dが比較例である。中空粒子AからCは、主骨格がアルコキシシランと表面修飾剤から形成され、その表面が修飾された中空粒子2である。中空粒子Dは、主骨格がアルコキシシランから形成され、その表面が修飾されていない中空粒子である。
Table 1 shows the raw material blending amounts (mass) of
炭酸カルシウムは、平均粒子径(SEM写真から50個の粒子径を測定した平均値)が80nmの炭酸カルシウムを使用した。アルコキシシランには、テトラエトキシシランを使用し、表面修飾剤Aには、シランカップリング剤の3-アミノプロピルトリエトキシシラン、表面修飾剤Bには、シリコーン界面活性剤のXIAMETER OFX-0203(ダウ・東レ株式会社製アルキル変性シリコーン界面活性剤)、表面修飾剤Cには、変性シリコーンのKF-859(信越化学工業株式会社製アミノ変性シリコーン)を使用した。 Calcium carbonate with an average particle size of 80 nm (average value of 50 particle sizes measured from SEM photographs) was used. Tetraethoxysilane was used as the alkoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, a silane coupling agent, was used as surface modifier A, XIAMETER OFX-0203, a silicone surfactant (an alkyl-modified silicone surfactant manufactured by Dow Toray Industries, Inc.), and KF-859, a modified silicone (an amino-modified silicone manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), was used as surface modifier C.
中空粒子AからCは、反応工程と溶解工程を経ることによって形成される。反応工程は、アンモニア水(25%)、精製水及びメタノールからなる溶媒に、超音波撹拌機で撹拌しながら炭酸カルシウムを加えて分散させ、次に、炭酸カルシウムが分散された溶媒に、アルコキシシランと表面修飾剤を撹拌しながら投入した。撹拌を続けることにより、炭酸カルシウムに、アルコキシシランと表面修飾剤が被覆し、アルコキシシランと表面修飾剤とが縮合重合したシロキサン結合からなるシェル体を形成した。溶解工程では、シェル体が形成された炭酸カルシウムが分散している溶媒に、マグネットスターラで撹拌しながら塩酸水を添加し、炭酸カルシウムを溶解させ、表面が修飾されたシロキサン結合のシェル体、つまり、中空粒子2としての中空粒子AからCとした。
Hollow particles A to C are formed through a reaction process and a dissolution process. In the reaction process, calcium carbonate is added and dispersed in a solvent consisting of ammonia water (25%), purified water, and methanol while stirring with an ultrasonic stirrer, and then alkoxysilane and surface modifier are added to the solvent in which calcium carbonate is dispersed while stirring. By continuing to stir, the calcium carbonate is covered with alkoxysilane and surface modifier, and a shell body consisting of siloxane bonds formed by condensation polymerization of the alkoxysilane and the surface modifier is formed. In the dissolution process, hydrochloric acid water is added to the solvent in which the calcium carbonate with the shell body formed is dispersed while stirring with a magnetic stirrer, dissolving the calcium carbonate and forming a shell body of siloxane bonds with a modified surface, that is, hollow particles A to C as
中空粒子AからCは、アルコキシシラン(テトラエトキシシラン)のシロキサン結合のSiの1molに対して、それぞれ修飾剤を20.8g含有させたものである。中空粒子Dは、中空粒子AからCと同様に作製したが、修飾剤を含有させず、アルコキシシランのシロキサン結合を形成させたものである。 Hollow particles A to C each contain 20.8 g of modifier per 1 mol of Si in the siloxane bond of alkoxysilane (tetraethoxysilane). Hollow particle D was produced in the same manner as hollow particles A to C, but did not contain any modifier and formed a siloxane bond of alkoxysilane.
中空粒子Aは、アルコキシシランと表面修飾剤の3-アミノプロピルトリエトキシシランのエトキシシランとが縮合重合し、シロキサン結合の層が形成される。形成されたシロキサン結合の層は親水性であるが、3-アミノプロピルトリエトキシシランのアミノプロピル基を備えているため、中空粒子Aの表面は、半親水性となる。中空粒子Bは、アルコキシシランと表面修飾剤のアルキル変性シリコーンのシリコーン鎖とが縮合重合し、シロキサン結合の層が形成される。形成されたシロキサン結合の層は親水性であるが、アルキル変性シリコーンのアルキル変性基を備えているため、中空粒子Bの表面は、半親水性となる。中空粒子Cは、アルコキシシランと表面修飾剤のアミノ変性シリコーンのシリコーン鎖とが縮合重合し、シロキサン結合の層が形成される。形成されたシロキサン結合の層は親水性であるが、アミノ変性シリコーンのアミノ変性基を備えているため、中空粒子Cの表面は、半親水性となる。中空粒子Dは、アルコキシシランのみの縮合重合であるため、親水性となる。 In hollow particle A, a layer of siloxane bonds is formed by condensation polymerization of alkoxysilane and ethoxysilane of the surface modifier 3-aminopropyltriethoxysilane. The formed layer of siloxane bonds is hydrophilic, but the surface of hollow particle A is semi-hydrophilic because of the aminopropyl group of 3-aminopropyltriethoxysilane. In hollow particle B, a layer of siloxane bonds is formed by condensation polymerization of alkoxysilane and silicone chain of alkyl-modified silicone of the surface modifier. The formed layer of siloxane bonds is hydrophilic, but the surface of hollow particle B is semi-hydrophilic because of the alkyl-modified group of alkyl-modified silicone. In hollow particle C, a layer of siloxane bonds is formed by condensation polymerization of alkoxysilane and silicone chain of amino-modified silicone of the surface modifier. The formed layer of siloxane bonds is hydrophilic, but the surface of hollow particle C is semi-hydrophilic because of the amino-modified group of amino-modified silicone. Hollow particles D are hydrophilic because they are produced by condensation polymerization of alkoxysilane only.
中空粒子AからDは、乾燥させて、揮発分を除去することにより、断熱塗料に使用することができる中空粒子となる。中空粒子AのSEM写真を図6に示す。図6のスケールバーは、500nmである。 Hollow particles A to D can be dried to remove volatiles, resulting in hollow particles that can be used in heat insulating paints. Figure 6 shows an SEM photograph of hollow particle A. The scale bar in Figure 6 is 500 nm.
次に、断熱塗料について説明する。実施例の断熱塗料AからCは、実施例の中空粒子AからCをそれぞれ含有し、合成樹脂を結合材とする主剤と、硬化剤と、薄め液(シンナー)と、から構成され、これらを混ぜ合わせることによって、塗料となる。主剤、硬化剤及び薄め液は、それぞれ、原材料をディゾルバーミキサで混合することによって製造した。比較例の断熱塗料Dは、中空粒子Dを中空粒子AからCの代わりに用いて同様に製造した。断熱塗料AからDの原材料配合量(質量)と断熱塗料AからDから形成される断熱塗膜の性能を表2に記載する。原材料配合量は、揮発分を除き、不揮発分換算で記載し、揮発分(エステル系溶剤)に、不揮発分換算で記載した原材料に含まれる揮発分を加算して記載した。なお、熱伝導率は、円板熱流計法(ASTM E 1530 JIS A 1412-2)によって測定した。 Next, the heat insulating paint will be described. Heat insulating paints A to C of the examples contain hollow particles A to C of the examples, respectively, and are composed of a base agent with synthetic resin as a binder, a hardener, and a thinner, which are mixed together to become a paint. The base agent, hardener, and thinner were each produced by mixing the raw materials in a dissolver mixer. Heat insulating paint D of the comparative example was produced in the same manner, using hollow particles D instead of hollow particles A to C. The raw material blend amounts (mass) of heat insulating paints A to D and the performance of the heat insulating coating film formed from heat insulating paints A to D are listed in Table 2. The raw material blend amounts are listed in non-volatile content conversion, excluding volatile content, and the volatile content (ester-based solvent) is added to the volatile content contained in the raw materials listed in non-volatile content conversion. The thermal conductivity was measured using a disk heat flow meter method (ASTM E 1530 JIS A 1412-2).
断熱塗料AからDは、主剤のバインダー樹脂がアクリルポリオール樹脂であり、硬化剤がイソシアネートであり、混合されることによって、ウレタン変性アクリル樹脂となる。なお、アクリルポリオール樹脂の平均分子量は35,000であり、ガラス転移温度(Tg)は-10℃である。シリコン系添加剤は、粘性調整剤、消泡剤、紫外線吸収剤などである。エステル系溶剤は、酢酸エチル及び/又は酢酸ブチルである。 The main binder resin of heat-insulating paints A to D is acrylic polyol resin, and the hardener is isocyanate, which becomes a urethane-modified acrylic resin when mixed. The average molecular weight of the acrylic polyol resin is 35,000, and the glass transition temperature (Tg) is -10°C. Silicon-based additives include viscosity adjusters, defoamers, and UV absorbers. The ester-based solvent is ethyl acetate and/or butyl acetate.
断熱塗料AからDは、主剤:硬化剤:薄め液=100:25:75の質量比で混合することによって断熱塗料となる。断熱塗料は、被塗装物6に塗装されることによって、断熱塗膜を形成する。実施例では、被塗装物6に、木質基板(杉板)を使用した。
Thermal insulation paints A to D are made by mixing the base agent, hardener, and thinner in a mass ratio of 100:25:75. The thermal insulation paint forms a thermal insulation coating when applied to the
断熱塗料AからCは、塗料が成膜する際、半親水性の中空粒子AからCのアミノプロピル基、アルキル変性基及びアミノ変性基が塗料になじむものの、シロキサン結合の層が親水性であるため、塗膜表層に徐々に排斥される。このため、成膜時に、中空粒子AからCは、塗膜の表面に向けて中空粒子AからCの濃度が濃くなるように存在する。塗膜の表面では、揮発成分が揮発し、中空粒子AからCは、凝集し、μmオーダーの凹凸形状の凝集体3を形成する。μmオーダーの凹凸形状により、塗膜と人体の皮膚7との接触面積が小さくなるとともに、凹凸形状に空気層を介在させ、熱移動を抑制することができ、断熱性(熱伝導率)に優れるものであった。また、断熱塗膜1は、中空粒子AからCによって透明性が阻害されず透明を保っていた。
When the insulating paints A to C are formed, the aminopropyl groups, alkyl-modified groups, and amino-modified groups of the semi-hydrophilic hollow particles A to C blend with the paint, but because the siloxane bond layer is hydrophilic, they are gradually expelled to the surface of the coating film. Therefore, when the coating is formed, the hollow particles A to C are present in such a way that the concentration of the hollow particles A to C increases toward the surface of the coating film. On the surface of the coating film, the volatile components evaporate, and the hollow particles A to C aggregate to form
図2に、断熱塗料Aから形成された断熱塗膜1の断面のSEM写真を示す。図2の上側の略中央から右下方向に、中空粒子2の凝集体3がμmオーダーの凹凸形状を形成していることが確認できる。正確には、中空粒子2の凝集体3は、0.2~2μmの凹凸形状を形成している。なお、凹凸形状の左下方向側が断熱塗膜1である。
Figure 2 shows an SEM photograph of a cross section of the thermal
断熱塗料Aから形成された塗膜のレーザー顕微鏡の写真を図3に示す。図3に記載されたスケールバーは、100μmである。図5は、メタリック塗料からなる塗膜のレーザー顕微鏡の写真であり、図5に記載されたスケールバーは、100μmである。半親水性の中空粒子Aを含有する断熱塗料Aから形成された塗膜は、メタリック塗料から形成された塗膜よりも平滑であることが確認できる。なお、断熱塗料Aから形成された断熱塗膜1の表面には、μmオーダーの凹凸形状が形成され、皮膚7としての指に、滑らかなさらさら感を与えるものであった。一方、メタリック塗料から形成された塗膜の表面には、脈状の凹凸が形成され、指に湿り感を与えるものであった。
Figure 3 shows a laser microscope photograph of a coating film formed from heat insulating paint A. The scale bar in Figure 3 is 100 μm. Figure 5 shows a laser microscope photograph of a coating film made of metallic paint, and the scale bar in Figure 5 is 100 μm. It can be confirmed that the coating film formed from heat insulating paint A containing semi-hydrophilic hollow particles A is smoother than the coating film formed from metallic paint. The surface of the heat insulating
断熱塗料Dは、中空粒子Dのシロキサン層が親水性であるため、塗料が成膜する際、中空粒子Dが塗膜表層に排斥される。このため、中空粒子Dは、塗膜の表面に層状をなして存在し、揮発成分が揮発することによって収縮し、大きな(100μm以上の)凹凸形状を形成する。大きな凹凸形状により、塗膜表面は粗く、指にざらつき感を与えるものであった。塗膜表面が粗いため、人体の皮膚7に接触する面積が小さく、実施形態の測定方法では、断熱塗料Dは、断熱塗料AからCよりも断熱性(熱伝導率)に勝るものとなった。断熱塗料Dから形成された塗膜のレーザー顕微鏡の写真を図4に示す。図4に記載されたスケールバーは、200μmである。断熱塗料Bから形成された塗膜は、100μm以上の凹凸形状が形成されていることが確認できる。
In the case of the heat insulating paint D, the siloxane layer of the hollow particles D is hydrophilic, so that the hollow particles D are expelled to the surface of the coating film when the coating is formed. Therefore, the hollow particles D are present in a layer on the surface of the coating film, and shrink when the volatile components evaporate, forming a large (100 μm or more) uneven shape. Due to the large uneven shape, the coating film surface is rough, giving a rough feeling to the fingers. Because the coating film surface is rough, the area that comes into contact with the
実施例の結果から以下のことを把握することができる。 The following can be understood from the results of the examples:
実施形態の断熱塗料から形成される断熱塗膜1は、表面粗さ(Ra)が0.1~0.4であるものとすることができる。これによれば、平滑性かつ断熱性に優れる塗膜とすることができる。より好ましくは、断熱塗料から形成される断熱塗膜1の表面粗さ(Ra)は、0.2~0.3である。
The heat insulating
実施形態の断熱塗料から形成される断熱塗膜1は、表面のヘイズ(HAZE)測定値が40~90%であるものとすることができる。これによれば、光沢を有する塗膜とすることができる。より好ましくは、断熱塗料から形成される断熱塗膜1のヘイズ測定値は、40~80%であり、さらに好ましくは、50~70%である。
The heat insulating
実施形態の断熱塗料から形成される断熱塗膜1は、熱伝導率が0.02~0.1W/mKであるものとすることができる。これによれば、断熱性に優れる塗膜とすることができる。より好ましくは、断熱塗料から形成される断熱塗膜1の熱伝導率は、0.025~0.05W/mKである。
The heat insulating
以下には、実施形態から把握されるその他の技術的思想について記載する。 Other technical ideas that can be understood from the embodiments are described below.
シロキサン結合を形成するアルコキシシランがテトラエトキシシランであり、表面修飾剤が3-アミノプロピルトリエトキシシランであって、アルコキシシラン100質量部に対して、表面修飾剤が5~30質量部含有することを特徴とする中空粒子。これによれば、中空粒子を半親水性にすることができ、中空粒子を含有する断熱塗料が成膜する際に、中空粒子は、親水性がバランスよく現れ、断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、揮発成分が揮発することによって、塗膜表層に、中空粒子のμmオーダーの凝集体3を形成することができる。より好ましくは、アルコキシシラン100質量部に対する表面修飾剤の含有量は、8~20質量部である。
Hollow particles characterized in that the alkoxysilane that forms the siloxane bond is tetraethoxysilane, the surface modifier is 3-aminopropyltriethoxysilane, and the surface modifier is contained in an amount of 5 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the alkoxysilane. This makes it possible to make the hollow particles semi-hydrophilic, and when a heat insulating coating containing the hollow particles is formed, the hollow particles have a well-balanced hydrophilicity, are expelled so that the concentration increases from the inside of the heat insulating coating toward the surface layer, and the volatile components volatilize, forming
結合材としての合成樹脂のガラス転移温度(Tg)が、-30~10℃であることを特徴とする断熱塗料。これによれば、断熱塗料は、断熱塗料から形成される塗膜が下地の伸縮に追従することができる可撓性を有し、適度な可撓性により塗膜への汚れの付着が少なく、塗膜の美観を保つことができる。 The heat-insulating paint is characterized in that the glass transition temperature (Tg) of the synthetic resin used as the binder is -30 to 10°C. This allows the coating film formed from the heat-insulating paint to have flexibility that allows it to follow the expansion and contraction of the base, and the appropriate flexibility reduces adhesion of dirt to the coating film, allowing the coating film to maintain its beautiful appearance.
1…断熱塗膜、2…中空粒子、3…凝集体、6…被塗装物、7…皮膚。 1...Thermal insulation coating, 2...Hollow particles, 3...Agglomerates, 6...Subject to be coated, 7...Skin.
Claims (5)
該中空粒子は、平均粒子径が10~200nmであり、アルコキシシランとしてテトラエトキシシランから形成されたシロキサン結合を主骨格とし、表面修飾剤として3-アミノプロピルトリエトキシシランによって修飾され、
該断熱塗料は、主剤のバインダー樹脂がアクリルポリオール樹脂であり、硬化剤がイソシアネートであり、該中空粒子を不揮発分換算で5~30質量%含有し、
該断熱塗料から該断熱塗膜が形成される際に、該中空粒子が該断熱塗料の内部から表層に向けて濃度が濃くなるように排斥され、該断熱塗膜の表層に中空粒子の凝集体が形成される、
ことを特徴とする断熱塗膜の形成方法。 A method for forming a heat insulating coating film formed from a heat insulating paint, the method comprising the steps of:
The hollow particles have an average particle diameter of 10 to 200 nm, have a main skeleton of a siloxane bond formed from tetraethoxysilane as an alkoxysilane, and are modified with 3-aminopropyltriethoxysilane as a surface modifier;
The heat insulating coating composition has a binder resin as a main component that is an acrylic polyol resin, a curing agent that is an isocyanate, and contains 5 to 30 mass % of the hollow particles calculated as non-volatile matter,
When the heat insulating coating film is formed from the heat insulating paint, the hollow particles are expelled from the inside of the heat insulating paint toward the surface layer so that the concentration of the hollow particles increases, and an aggregate of hollow particles is formed on the surface layer of the heat insulating coating film.
A method for forming a heat insulating coating film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021014904A JP7663175B2 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for forming heat insulating coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021014904A JP7663175B2 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for forming heat insulating coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022118409A JP2022118409A (en) | 2022-08-15 |
| JP7663175B2 true JP7663175B2 (en) | 2025-04-16 |
Family
ID=82840125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021014904A Active JP7663175B2 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Method for forming heat insulating coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7663175B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102691902B1 (en) * | 2023-11-23 | 2024-08-06 | 윤강원 | Waterproofing method of bridge by using room temperature curable aterproofing composition |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007070458A (en) | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nagoya Institute Of Technology | Heat insulation paint, heat insulation film or three-layer heat insulation film and heat insulation fiber using nano hollow particles made of silica shell |
| JP2008200922A (en) | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Grandex Co Ltd | Coating film and coating paint |
| JP2017501099A (en) | 2014-05-30 | 2017-01-12 | スギュン アット カンパニー リミテッド | Method for producing hollow silica particles, hollow silica particles, composition containing them, and heat insulating sheet |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021014904A patent/JP7663175B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007070458A (en) | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nagoya Institute Of Technology | Heat insulation paint, heat insulation film or three-layer heat insulation film and heat insulation fiber using nano hollow particles made of silica shell |
| JP2008200922A (en) | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Grandex Co Ltd | Coating film and coating paint |
| JP2017501099A (en) | 2014-05-30 | 2017-01-12 | スギュン アット カンパニー リミテッド | Method for producing hollow silica particles, hollow silica particles, composition containing them, and heat insulating sheet |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 「グランデックスと日鉄鉱業」,日経ナノビジネス,日本,日本経済新聞社,2006年12月11日,No. 51 |
| 藤正督 他,中空ナノシリカ粒子の環境低負荷合成とその応用,色材協会誌,日本,一般社団法人色材協会,2018年06月20日,Vol. 91, No. 6,pp. 193-197,DOI: 10.4011/shikizai.91.193 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022118409A (en) | 2022-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102449072B (en) | Organosiloxane resin composition and laminate comprising same | |
| JP4558282B2 (en) | Method for forming heat insulating coating | |
| JP5194563B2 (en) | Scratch resistant coating composition and coated article | |
| KR100979955B1 (en) | Inorganic paint composition containing urushiol and method for preparing same | |
| JP4048912B2 (en) | Surface antifouling composite resin film, surface antifouling article, decorative board | |
| JPH10113610A (en) | Electronic device coating | |
| JP2009067998A (en) | Heat dissipation film coating material and heat dissipation film forming method | |
| JP7663175B2 (en) | Method for forming heat insulating coating | |
| JP2004168057A (en) | Fluorine composite resin film and solar cell | |
| JP4854599B2 (en) | Coating method and article | |
| JP2003013007A (en) | Coating composition and building material using the same | |
| JP5293534B2 (en) | Anti-fingerprint coating product and anti-fingerprint coating material composition | |
| JP2011132486A (en) | Coating composition and coated product | |
| JP2010100819A (en) | Method of inhibiting fingerprint soil, anti-fingerprint coating material composition, and coated article thereof | |
| JP7504087B2 (en) | Resin composition, its manufacturing method, and multi-component curable resin composition | |
| JP6939142B2 (en) | Paint for metal plate and manufacturing method of painted metal plate using it | |
| JP4695829B2 (en) | Water-based paint composition | |
| JPH028273A (en) | Silicon alkoxide-based coating material | |
| JP6080074B2 (en) | Ceramic coating agent composition and coated product thereof | |
| JP2001081404A (en) | Coating composition and cured body | |
| CN1837298A (en) | Inorganic coating composition adjusted by pH value and its preparation method and application | |
| JPH08295844A (en) | Coating composition and method for producing laminate | |
| TW201942324A (en) | Mixed composition | |
| JP3292158B2 (en) | Composition for coating | |
| JP4656896B2 (en) | Method for forming heat insulating coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210216 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210222 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240902 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241126 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250304 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250326 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7663175 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |