JP4349554B2 - 基体にコーティングを付着させる方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、基体へのコーティングの付着性を向上させることに関する。より詳細には、限定されるものではないが、本発明は、アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、ビニル、ＰＶＣ、ＴＰＯ、Ｈｙｐａｌｏｎ（登録商標）、圧処理木材（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｏｏｄ）、合板およびビチューメン基体、並びに、これらの基体の白亜化（ｃｈａｌｋｙ）アクリルコートされた表面へのコーティングの接着性を向上させる方法に関する。
ＥＰＤＭおよびアスファルト膜は、全ルーフィング（ｒｏｏｆｉｎｇ）マーケットの約７０％を包含する。残りのマーケットの大部分は、アルミニウムおよび亜鉛めっき鋼板をはじめとする種々の金属基体からなる。使用される他の基体としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、ＴＰＯ（熱可塑性ポリオレフィン）およびＨｙｐａｌｏｎ（登録商標）から製造される、単一層の基体が挙げられる。ＨｙｐａｌｏｎはＤｕｐｏｎｔ Ｄｏｗにより製造される合成ゴムの商品名である。それは、クロロスルホネート化ポリエチレンとして開示され、ホワイトチップ（ｗｈｉｔｅ ｃｈｉｐｓ）として製造される。それは、シートルーフィング基体、および保護／装飾コーティングをはじめとする多くの製品の製造のために使用されることができる。使用されるさらに他の基体は、スプレイ適用されたポリウレタンフォームを含む。これらの基体の全ては、コーティングの使用により、美観を向上させ、エネルギーコストを低減させ、さらに耐久性を向上させるという利益を得ることができる。
【０００２】
建築用コーティング産業においては、ルーフィングマーケットにおいて使用される同様の基体をコートするペイントが使用される。ペイントマーケットは、ルーフィングに使用されるコーティングとは幾分異なる性能基準を有しており、すなわち、ペイントはより薄く適用され（ルーフマスチックについては２０〜２５乾燥ミルであるのに対し、３〜８乾燥ミル）およびペイントはウオーターポンディング（ｗａｔｅｒ ｐｏｎｄｉｎｇ）が行われている領域で機能することが期待されない。ルーフィングマーケットにおいて使用される多くの金属は、建築マーケットでの適用のために使用される。建築およびルーフィングマーケットの両方で使用される金属は、工場で適用されることができ、さらに、仕事の現場でペイントされることもできる。建築コーティング産業においては、ルーフィングマーケットにおいて一般に使用されない、多くの他の基体が使用される。圧処理木材、白亜化アクリルおよび工場でアルミニウム並びにビニル基体に適用されたコーティングが、一般的に使用される、ペイントされることができる物質の例である。これらの基体をコーティングすることは、変質および屋外暴露（ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ）のために必要である。あらかじめペイントされた、屋外暴露された基体は、しばしば、基体の変質を防止するために再コートされる必要があるが、基体への接着が困難であるような白亜化表面を有する。
【０００３】
ルーフィングまたは建築産業においては、コーティングの鍵となる基準は、基体への付着が良好なこのコーティングの能力である。コーティングの前に水でクリーニングすることは、基体の表面をリンスしない場合に比べて、コーティングの付着性を向上させることができ、さらに、洗剤でのクリーニングが助けとなることも示されている。本発明の洗剤は、基体のコーティングへの付着特性を顕著に向上させる能力を示す。いくつかの基体、例えば、アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、圧処理木材、および野外暴露処理されたマツなどは、付着が困難であることを示す。本発明の、水性洗剤組成物および方法の使用は、そのような基体への付着性を向上させた。
【０００４】
特に、せき止められた水（ｐｏｎｄｅｄ ｗａｔｅｒ）に暴露される場合に、良好な付着性および優れた耐ふくれ性を示すコーティングシステムは、米国特許第５０５９４５６号に開示されている。このシステムは、膜とコーティングの間での、水ベースのタイコートの使用に依拠する。タイコートは、水可溶性ラテックスポリマーおよび多価金属イオンからなり、該ラテックスポリマーは、（Ｃ_４−Ｃ_２０）アルキルメタアクリレート、および（Ｃ_８−Ｃ_２０）アルキルアクリレートからなる群から選択される疎水性モノマーの少なくとも１つを、モノマー混合物の重量に基づいて、少なくとも２０重量％、およびメタアクリル酸をモノマー混合物の重量に基づいて、３．０重量％〜７．５重量％含むモノマー混合物からの調製物に由来する単位を含み、さらに、該ラテックスポリマーは−２０℃〜５℃のガラス転移温度を有し、さらに、多価金属イオンの、ラテックスポリマー中のメタアクリル酸に対するモル比は、約１：１〜約０．３７５：１である。タイコートはその後のコーティングの適用の前に、膜に適用される。このシステムは、従来のビチューメン膜上でのマスチックシステムよりも優れた、付着性および耐ふくれ性の特性を提供するが、アルミニウム、亜鉛めっき鋼板または圧処理木材基体をコーティングすることを開示していない。
【０００５】
本発明の目的は、アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、ビニル、ＰＶＣ、ＴＰＯ、Ｈｙｐａｌｏｎ（登録商標）、圧処理木材、合板およびビチューメン基体、並びに、そのような基体の白亜化アクリルコートされた表面に、向上された付着性を提供するコーティングシステムを提供することである。
本発明に従って、コーティングおよび基体の間の付着性を向上させる方法が提供され、該方法は、
（Ａ）アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、ビニル、ポリビニルクロライド、熱可塑性ポリオレフィン、クロロスルホネート化ポリエチレン、圧処理木材、合板およびこれらの白亜化アクリルコートされた表面からなる群から基体を選択し；
（Ｂ）該基体の表面を水性洗剤組成物で処理し；次いで、
（Ｃ）該基体の該表面を水でリンスし、該洗剤組成物を除去し；さらに、次いで、
（Ｄ）該基体のリンスされた表面にコーティング組成物を適用する工程を含み、該水性洗剤組成物が、８より大きいｐＨを有し、さらに１〜１０重量％のリン酸塩および１〜１０重量％のケイ酸塩を含む。
【０００６】
驚くべきことに、従来のコーティング組成物を適用する前に、本発明の洗剤組成物で基体をあらかじめ処理することによって、基体とコーティングの間の付着性において、相乗的な向上が達成されることができることが見出された。本発明の驚くべき利点は、新たに生じた基体上に適用されたコーティング、および既にコートされ長期間放置された、古い基体上に適用されたコーティングの両方に対して認められることができる。
好ましくは、本発明の適用のための基体は、アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、ビニル、ＰＶＣ、Ｈｙｐａｌｏｎ（登録商標）、圧処理木材または合板である。好ましくは、本発明の水性洗剤組成物は、５分間処理することができ、その後、リンス工程が行われる。好ましくは、リンス工程は、１９３×１０^５Ｎ／ｍ^２（２５００ｐｓｉ）の圧力での加圧洗浄（ｐｏｗｅｒ ｗａｓｈ）および非加圧下でのリンスの両方を含む。
【０００７】
コーティング組成物は、そのような基体をコートするのに、従来使用されている任意の組成物であることができ、好ましくは、−４５℃〜５０℃のガラス転移温度を有する水不溶性ラテックスポリマーバインダーを含み、該ポリマーバインダーは好ましくはアクリルまたはスチレン／アクリルである。ラテックスポリマーに加えて、組成物は、少なくとも１以上の次の成分を含む：顔料、エキステンダー、分散剤、界面活性剤、造膜助剤、湿潤剤、増粘剤、レオロジー改良剤、乾燥抑制剤、可塑剤、殺菌剤、殺カビ剤、消泡剤、着色剤、ワックス、ダートピックアップ抑制剤（ｄｉｒｔ ｐｉｃｋ−ｕｐ ｒｅｔａｒｄｅｒ）、接着促進剤、酸化亜鉛および固体シリカ。コーティング組成物は、好ましくは、建築用ルーフコーティング組成物またはマスチックコーティング組成物である。コーティング組成物に使用されるバインダーは、好ましくは、そのような適用に有用な商業的に入手可能なバインダーであり、そのようなバインダーとしては、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、Ｒｈｏｐｌｅｘ ＡＣ−２６１、Ｒｈｏｐｌｅｘ ＥＣ−１７９１、Ｒｈｏｐｌｅｘ ２０１９ＲおよびＲｈｏｐｌｅｘ ＥＣ−２８８５；ＢＡＳＦ ＡＧから入手可能な、Ａｃｒｏｎａｌ ＮＸ ３２５０、およびＤｏｗより入手可能な、ＤＡ２６ＮＡを含む群から選択されるバインダーが挙げられる。より好ましくは、バインダーはＲｈｏｐｌｅｘ ＡＣ−２６１、Ｒｈｏｐｌｅｘ ＥＣ−１７９１、Ｒｈｏｐｌｅｘ ＥＣ−２８８５ およびＡｃｒｏｎａｌ ＮＸ ３２５０を含む群から選択される。Ｒｈｏｐｌｅｘ ＡＣ−２６１およびＲｈｏｐｌｅｘ ＥＣ−１７９１は最も好ましいコーティング組成物である。
【０００８】
水性洗剤組成物は、該組成物の１〜１０重量％、好ましくは、２〜８重量％、より好ましくは、３〜６重量％の、モノ−またはポリ−リン酸塩、またはそのようなリン酸塩の混合物を含み、好ましくは、リン酸塩は、リン酸３ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、およびリン酸３カリウムからなる群から選択される。リン酸３ナトリウムが最も好ましい。水性洗剤組成物は、該組成物の１〜１０重量％、好ましくは、２〜８重量％、より好ましくは、３〜６重量％の、メタ−、オルト−またはパラ−ケイ酸塩、またはそのようなケイ酸塩の混合物を含み、好ましくは、ケイ酸塩はメタケイ酸ナトリウムおよびメタケイ酸カリウムからなる群から選択される。メタケイ酸ナトリウムが最も好ましい。洗剤組成物において有用なリン酸塩およびケイ酸塩は、従来の洗剤組成物、例えば、台所用洗剤および洗濯用洗剤において一般的に使用されるものである。
【０００９】
水性洗剤組成物は、水性洗剤組成物において典型的に認められる他の成分を含むこともできる。例えば、組成物は、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、オクチルフェノキシポリエトキシエチルホスフェート、ポリエチレングリコールおよびリン酸からなる群から選択される化合物の少なくとも１つを、５重量％まで、好ましくは、２重量％まで含むことができる。
水性洗剤組成物は、８以上のｐＨ、好ましくは、９〜１４のｐＨ、より好ましくは、１２〜１４のｐＨを有する。
基体の表面の全てが洗剤組成物と接触させられる場合に、本発明の最も良い結果が得られる。洗剤組成物は、スプレイ適用法によって、またはスティッフブラシ（ｓｔｉｆｆ ｂｒｕｓｈ）の補助と共に、上に広げられることができる。洗剤組成物は、好ましくは、最低限５分間、膜の表面と接触した状態であるように残されるべきである。例えば、洗剤組成物が３０秒より短時間の間、表面を処理するように存在する場合であっても、コーティングの付着性の向上は認められることができるが、最も良好な結果は、洗剤組成物が少なくとも５分間接触することが可能となる場合に達成される。実際には、基体のサイズおよびオペレーターのスピードに応じて、接触時間は１０〜３０分であることができるが、有意に５分を超える接触時間は、任意の顕著なさらなる付着性の向上を導くのには役立たないであろう。表面が良くリンスされ、洗剤が除去されるのであれば、リンスする前に、表面上で洗剤を乾燥させることは、本発明の方法に有害ではないであろう。
【００１０】
基体の表面をリンスすることが、実質的に全ての洗剤組成物を除去する場合には、本発明の最も良好な結果が得られる。高効率のリンスとしては、スティッフブラシの使用および／または高圧ホースの使用を挙げることができる。典型的には、高圧ホースは１９３×１０^５Ｎ／ｍ^２（２５００ｐｓｉ）でリンス水を放出する。
次の比較例を含む実施例は、単に本発明の例示の目的のために示されるものであり、何ら本発明を限定するものではない。
【００１１】
試験
実施例においては、コーティングに対しては、乾燥および湿潤付着テストが行われた。これらは、ＡＳＴＭプロトコルＤ９０３に従って行われた。
実施例１
水性洗剤組成物の調製
表１に示される配合の水性洗剤組成物が、示される量の成分を、バケツ中で混合することによって調製された。全ての成分が溶解したと認められるまで、組成物はバケツ中で混合された。本発明に従って水性洗剤組成物が調製され、該組成物は１３以上のｐＨを有していた。
【００１２】
【表１】

ソープ＝オクチルフェノキシポリエトキシエタノール １２７部
オクチルフェノキシポリエトキシエチルホスフェート ５８．５部
ポリエチレングリコール ３．９部
リン酸 １１．７部
水 １８．９部
【００１３】
実施例２
基体の調製
実施例３に示されるような種々の基体が、表面上に平らに置かれた。各基体の上表面は、次いで、高圧ホースを用いて、水道水で洗浄された。水での洗浄後、各基体の３０ｃｍ^２のセクションが、次いで、実施例１の洗剤組成物で、約１００ｃｍ^３の洗剤組成物を、処理されるべき表面上にスプレイ適用し、該表面上の組成物をブラッシングし、該組成物を５分間留まらせることによって処理された。次いで、洗剤組成物は、１９３×１０^５Ｎ／ｍ^２（２５００ｐｓｉ）の高圧ホースからの水道水で除去された。
各基体上の、処理されたセクションのそれぞれ、および洗剤で処理されていないセクションは、次いで、従来の方法で、以下の表２．１〜２．４に示される様な一般的な組成物でコートされた。
【００１４】
【表２】

【００１５】
Ｔａｍｏｌ ８５０はＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な界面活性剤である。
ＫＴＰＰはトリポリリン酸カリウム
Ｎｏｐｃｏ ＮＸＺは、Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐから入手可能である。
Ｄｕｒａｍｉｔｅは、ＥＣＣ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃから入手可能である。
Ｔｉ−Ｐｕｒｅ Ｒ−９６０は、Ｅ Ｉ ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ．，Ｉｎｃから入手可能な、二酸化チタンである。
Ｋａｄｏｘは、アメリカのＺｉｎｃ Ｃｏｒｐ．から入手可能である。
Ｔｅｘａｎｏｌは、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋから入手可能である。
Ｓｋａｎｅ Ｍ−８はＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な殺カビ剤である。
Ｎａｔｒｏｓｏｌ ２５０ＭＸＲは、Ａｑｕａｌｏｎ，Ｉｎｃから入手可能である。
【００１６】
【表３】

【００１７】
【表４】

【００１８】
【表５】

【００１９】
実施例３
種々の基体上の異なるコーティング組成物の評価
種々の商業的に入手可能な異なるコーティング組成物の、乾燥および湿潤付着特性並びにふくれ性が、実施例１の水性洗剤組成物を用いて、上述のような種々の基体上で評価された。結果は表３、４、５および６に示される。
【００２０】
【表６】

【００２１】
【表７】

Ｈｙｐａｌｏｎは、ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗの登録商標である。
【００２２】
【表８】

ＰＶＣは顔料容積濃度を意味する。
ＶＳは固形分容積を意味する。
【００２３】
Ｘハッチ（Ｈａｔｃｈ）またはグリッドテープ（Ｇｒｉｄ Ｔａｐｅ）付着
櫛様の形の金属テンプレートを試験ペイントの表面上に配置し、各スリットを通るようにＳｔａｎｌｅｙ ＵｔｉｌｉｔｙナイフまたはＥｘｃｅｌ Ａｄｈｅｓｉｏｎナイフを移動させ、それにより、ペイントフィルムに１１の並行する切れ目を刻み込む。手に皮のグローブをはめ、切断を避けるようにテンプレートを保持する。次いで、テンプレートは９０°回転され、同じ領域上に配置され、第２のセットの１１の切れ目が造られる。水平および垂直の切れ目は、１００個の正方形の試験領域を形成する（Ｇａｒｄｎｅｒ Ａｄｈｅｓｉｏｎナイフは同様の試験領域を生じさせる）。一方の端部にプルタブを形成する１０．１６ｃｍ（４インチ）のオーバーラップを有する、１インチ幅のＰｅｒｍａｃｅｌ（商標）テープが試験領域上にアプライされる。テープは消しゴムでこすられ、試験領域にわたっての良好な接触を確実にし、次いで、グリップのためのオーバーラップを用いて、テープが素早く、基体から１８０°の角度で引っ張られる。次いで、直ちに、ナイフピール付着を決定する。空気中での暴露による乾燥によって付着性が向上するので、これらの試験はできるだけ素早く行われるべきである。
【００２４】
ナイフピール試験
Ｅｘｃｅｌ Ａｄｈｅｓｉｏｎナイフを用いて、試験フィルムに２つのナイフの切れ目を作成し、約３０°の角度で、Ｘの交差を形成する。基体を切断するのが難しいか、困難な場合には、Ｓｔａｎｌｅｙ Ｕｔｉｌｉｔｙナイフが使用されることができる。Ｅｘｃｅｌ Ａｄｈｅｓｉｏｎナイフのポイントを使用して、交差のポイントで、基体からラテックスペイントをピールすることが試みられる。ピーリングの困難性の程度が、次のチャートに従って主観的に評定される。
【００２５】
ナイフピール評定
１０−ピーリングなし
９−非常に困難
８−困難
７−中程度に困難
６−わずかから中程度に困難
５−わずかに困難
４−ある程度容易
３−容易
２−非常に容易
１−離れる
【００２６】
表６の各サンプルは、ＡＳＴＭ Ｄ７１４評定スケールに従って試験され、ふくれのサイズおよび密度の両方について評定された。
【００２７】
【表９】

【００２８】
表３、４、５および６には、基体をあらかじめ、本発明の水性洗剤組成物で処理することを通じて、コーティング組成物と種々の基体との間の付着性およびふくれ性の評定が向上されることが示される。

Claims (8)

1. 建築用コーティングもしくはルーフコーティングと、基体との間の付着性を向上させる方法であって、ルーフコーティングもしくは建築用コーティングを形成するために、該方法は、（Ａ）アルミニウム、亜鉛めっき鋼板、ビニル、ポリビニルクロライド、熱可塑性ポリオレフィン、クロロスルホネート化ポリエチレン、圧処理木材、合板およびこれらの白亜化アクリルコートされた表面からなる群から基体を選択し；（Ｂ）該基体の表面を水性洗剤組成物で処理し；次いで、（Ｃ）該基体の該表面を水でリンスし、該洗剤組成物を除去し；さらに、次いで、（Ｄ）該基体のリンスされた表面にコーティング組成物を適用する工程を含み、該水性洗剤組成物が、８より大きいｐＨを有し、１〜１０重量％のリン酸塩および１〜１０重量％のケイ酸塩を含む前記方法。
2. リン酸塩がモノリン酸塩である請求項１記載の方法。
3. モノリン酸塩がリン酸３ナトリウムである請求項２記載の方法。
4. ケイ酸塩がメタケイ酸塩である請求項１記載の方法。
5. メタケイ酸塩がメタケイ酸ナトリウムである請求項４記載の方法。
6. 洗剤組成物のｐＨが９〜１４の範囲である請求項１記載の方法。
7. コーティングがマスチックまたはペイントコーティングである請求項１記載の方法。
8. リンスが、少なくとも１９３×１０^５Ｎ／ｍ^２（２５００ｐｓｉ）の圧力での加圧洗浄を含む、請求項１記載の方法。