フェイスガードout水性・無機・防水剤：開発コンセプト


			光触媒塗料フェイスガード　　　株式会社　トウメイ

取締役専務

工学博士　　刀根　如人

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『フェイスガード－アウト』開発のコンセプト

　一般に光触媒塗料と言うと、内装塗料・外装塗料ともに１材料であることが多いようです。しかし、屋内と屋外の光量を考えると、屋内が５μW／cm²程度、屋外は２５００μW／cm²と屋内に比べて屋外は約５００倍の光量を受けることとなります。屋内の場合は、光量が少ないためなるべく反応効率を高くする必要があり、屋外の場合は光量が多いため塗膜の耐候性を高くする必要があります。

外装塗料の目的は、防汚効果です。塗料に防汚効果を発現させるためには、塗膜の状態を撥水性にするかまたは親水性にする必要があります。しかし撥水性の場合は、水をはじいて防汚するため水の移動速度が小さい場合、一旦“水みち”ができてしまうと“水みち”が残る欠点があります。他方、親水性は、水が一様に流れるためそのようなことがなく防汚効果が期待できます。

　光触媒、特に二酸化チタンは、その電位が水の還元電位よりも下にあることから親水性（超親水性）を示し、有機物も分解できることから、例えば油分等を基材表面から浮かし、雨等で一様に洗い流せるため理論的には防汚効果が非常に期待できます。

　ここで注意する点は、光触媒塗料中のバインダ－の種類とその量です。
　一般に有機バインダ－を使用した場合は、疎水性（撥水性と親水性の中間）を示し、光触媒粒子表面では親水性であっても塗膜全体ではあまり効果が期待できません。一方、無機バインダ－を使用した場合は親水性を示し耐候性も高いため外装塗料のバインダ－としては無機を使用することが有利と考えられます。但し、無機バインダ－を使用した塗膜は柔軟性がないため、塗布する基材が軟らかいと塗膜が割れるため、塗布対称基材との相性を注意する必要があります。

　フェイスガ－ド外装塗料のコンセプトは、上記の事項を基に設定し、使用するバインダ－は無機を選定し防汚効果を追求しました。塗布対称基材に対し使用する無機バインダ－の種類と量を検討し塗布対称基材ごとに３種類の塗料を開発いたしました。

『フェイスガ－ド（無機系）』

　非常に硬い基材例えばガラス、金属等は、塗膜も硬くする必要があることからバインダ－としてはポリシラザンを使用しました。このポリシラザンは、水と瞬時に反応し非常に短時間でシリカ膜を形成し、その密度もガラスに近いことから非常に硬くかつ親水性も期待できます。

『フェイスガ－ド（水性）』

　もう少し軟らかい塗装面やコンクリ－ト面等には少し柔軟性を持たせた有機－無機のハイブリッド無機バインダ－を使用しました。この塗料の溶剤は、水性にしました。

　一般に基材の汚れは、初期と長期に分けて考える必要があります。環境問題から塗料全体としては溶剤系から水系に移行していますが水系は、初期の汚れの付着も低減できることが考えられます。この汚れの付着は、初期の塗膜の誘電率（電気的に汚れを引きつける力）が大きい程、大きいと言われており、溶剤系の誘電率に比べて水系のそれは非常に小さいことが判っています。そのため、初期の汚れの付着が低減できます。

　光触媒塗料“フェイスガ－ド”（水性）に使用した無機エマルジョンは、無機エマルジョン表層に有機ポリマ－を不連続に被覆しています。以前から有機－無機複合バインダ－はありましたがコアと呼ばれるように塗膜の堅さを向上させる目的で作られており、無機エマルジョン表層に有機ポリマ－が連続的に被覆していました。そのため初期（有機劣化前）は、有機塗膜の特性が支配的であるため防汚効果は期待できませんでした。それに対し本塗料のそれは有機ポリマ－を不連続に被覆しているため塗膜形成初期から無機塗料のような親水効果を発揮します。

コンクリ－ト用防水剤の開発コンセプト

　外装面の種類を考えますとコンクリ－ト面がたくさん目につきます。コンクリートの表面は多孔体であるため、直接水性塗料を塗布すると水分がコンクリ－ト内部に浸透し、光触媒原料が表面に浮き出ることが分かりました。これを解決する方法としてコンクリ－ト用の下塗り剤を開発する必要がありました。

　市場で目に付く下塗り剤は、アクリルやアクリルシリコンの有機成分を主にした材料です。もちろんコンクリ－ト面の下塗り剤は防水効果も付加されているものが大半です。しかしながら、コンクリ－ト面に塗布すると“濡れ色”になり、コンクリ－ト面の美観が損なわれる場合があります。また有機成分を主にした下塗り剤は、コンクリ－ト面をその被膜で覆っているため水をはじくことが考えられます。従って、水性塗料を塗布できるコンクリ－ト面の下塗り剤を開発する必要がありました。

　今回開発した水性塗料対応下塗り剤は、特殊シラン化合物と若干のアクリルシリコンを主バインダ－とし、コンクリ－ト面に浸透するタイプです。この方法ですとコンクリ－ト面に塗布しても“濡れ色”にならず、コンクリ－ト面の美観が損なわれません。また無機バインダ－を使用しているため水をはじかない程度にはなっています。