專利名稱：用于形成含有紫外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑的膜的涂裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成含紫外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑的涂膜的涂 裝方法。此外，本發(fā)明還涉及由該涂裝方法形成的涂膜和表面具有該 涂膜的物品。
背景技術(shù)：
已經(jīng)實(shí)施了在建筑物的窗玻璃或塑料制品、汽車窗玻璃等的表面 上形成含有紫外線屏蔽劑的涂膜，用以抑制紫外線穿透進(jìn)入房間或汽 車從而防止物品由日光所引起的褪色或變色并保護(hù)人體免受有害的紫
外線。也已實(shí)施了形成含有紅外線屏蔽劑的涂膜，用以防止紅外線穿 透進(jìn)入房間或汽車從而抑制房間或汽車內(nèi)溫度上升。
含有紫外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑的涂膜通常由刷涂或使用噴槍 噴涂含有紫外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑、粘合劑組分、溶劑等的涂布 液而形成。例如，下述專利文獻(xiàn)1公開了通過刷涂或噴涂涂布含有紫 外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑和含環(huán)氧基的烷氧基硅烷與具有活性氬的 含氨基的烷氧基硅烷的反應(yīng)產(chǎn)物作為粘合劑組分的涂布液。此外，專 利文獻(xiàn)1也公開了能夠通過使用由電腦運(yùn)行的噴嘴控制閥來控制噴嘴 的開放和關(guān)閉時(shí)間的噴槍進(jìn)行涂裝。
專利文獻(xiàn)l : JP-A-2003-64308 (段落0013)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
上述專利文獻(xiàn)1公開的方法不是通用的，因?yàn)楸仨毷褂锰囟ǖ恼?合劑組分。此外，盡管專利文獻(xiàn)1中的實(shí)施例公開了不存在問題例如 不均勻涂布和麻點(diǎn)的涂膜能通過涂覆無紡布中浸漬的溶液并在室溫下
固化而形成，專利文獻(xiàn)1沒有通過單位時(shí)間提供寬涂裝面積的噴涂進(jìn) 行涂布的實(shí)施例，而且不清楚能達(dá)到何種程度的改善。因此，使用噴 涂機(jī)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在噴涂的通常涂覆條件下，由減小噴嘴直徑而 產(chǎn)生的高壓下涂布液形成了超細(xì)顆粒，噴出量小并且需要幾個(gè)再涂覆 步驟以獲得所需的涂布重量，結(jié)果幾乎不能獲得結(jié)實(shí)的涂膜并且存在 一些工作環(huán)境中的不均勻涂布、麻點(diǎn)、斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損和開裂
的問題。在這樣的涂膜中，發(fā)生分離或剝落，并且紫外線屏蔽性能或 紅外線屏蔽性能不能長期連續(xù)地得以利用。
這種情況下，本發(fā)明提供能在任何工作環(huán)境下形成含有紫外線屏 蔽劑或紅外線屏蔽劑的涂膜的涂裝方法，該方法克服了常規(guī)方法中的 上述問題且耐久性和耐磨性優(yōu)異，而且不存在例如不均勻涂布、麻點(diǎn)、 斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損或開裂的問題。
解決問題的方式
作為發(fā)明人進(jìn)行了深入研究的結(jié)果，他們認(rèn)為常規(guī)的噴涂要求幾 個(gè)再涂覆步驟，因?yàn)閷⒑凶贤饩€屏蔽劑或紅外線屏蔽劑的涂布液變 成超細(xì)顆粒，然后將其噴涂，而且不能獲得所需的涂膜，因?yàn)樵诟鱾€(gè) 步驟中涂覆的表面的干燥條件存在細(xì)微差別。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了在 不使涂布液的液滴成為超細(xì)粒子的情況下涂覆涂布液而使用涂布機(jī)例 如噴槍較大的噴嘴頂端口徑和較低的噴嘴的噴出壓力，并且此外為了 使得涂布液的粘度較高而使用含有特定量的多元醇的涂布液時(shí)，涂布 步驟的數(shù)目得以減少并且能獲得期望的涂膜。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用裝 配有吹氣機(jī)的涂布機(jī)以在涂覆后立即形成均勻的膜并干燥時(shí)，涂布液 的液滴在吹出空氣的壓力下被壓碎并且彼此結(jié)合以形成膜并干燥，從 而獲得了期望的涂膜，其中吹氣機(jī)從涂布液噴嘴的周邊向涂覆表面形 成氣簾以圍住涂布液。
即，本發(fā)明涉及通過使用涂布機(jī)在噴嘴的噴出壓力為
0. 01-0. 098MPa下在基材上涂布至少含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線 屏蔽劑、粘合劑組分和多元醇溶劑的涂布液，然后干燥得到的涂層從
的涂裝方法，其中涂布液中多元醇的含量為50-95wt%，涂布機(jī)噴嘴的 頂端口徑為0. 5-3. Omm。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過使用涂布機(jī)在基材上 涂覆上述涂布液，然后干燥得到的涂層從而在基材的表面上形成含有 紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜的涂裝方法，其中涂布機(jī)裝配 有用于形成氣簾的吹氣機(jī)并且涂布機(jī)噴嘴的頂端口徑為0. 5-3. Omm。 發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明的涂裝方法，能在任何物品表面上形成含有紫外線屏 蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜，涂膜的耐久性和耐磨性優(yōu)異，不均勻 涂布、麻點(diǎn)、斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損、或開裂的問題少，并且能夠有 效利用紫外線屏蔽性能或紅外線屏蔽性能。此外，均勻的紫外線屏蔽 性涂膜或紅外線屏蔽性涂膜能夠在任何工作環(huán)境下在一個(gè)涂覆步驟中 簡單地形成，并且薄膜的透明性得以充分確保。
因此，本發(fā)明的涂裝方法能夠在建造和重建房屋時(shí)簡單地應(yīng)用于 窗戶玻璃，還能夠在給油或汽車清洗時(shí)應(yīng)用于汽車。當(dāng)在窗戶玻璃或 汽車的擋風(fēng)玻璃、側(cè)面玻璃和后部玻璃上形成紫外線屏蔽性涂膜時(shí)， 能將紫外線阻斷，因此能防止物品由日光引起的褪色或變色，能保護(hù) 人體不受有害的紫外線。當(dāng)形成紅外線屏蔽性薄膜時(shí)，能夠抑制房間 或汽車內(nèi)溫度升高，這有助于節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式
作為本發(fā)明中使用的涂布機(jī)，可使用可商購的噴槍等，它們至少 具有供給裝置和噴嘴，所述供給裝置提供含有紫外線屏蔽劑和/或紅外 線屏蔽劑的涂布液，所述噴嘴噴出由供給裝置提供的涂布液。噴嘴的 頂端口徑為0. 5-3. Omm并且噴嘴的噴出壓力為0. 01-0. 098MPa是必要 的。通過應(yīng)用這些范圍，涂布液能夠以具有對應(yīng)于噴嘴頂端口徑的約 0. 5-3. Omm的直徑，即接近于水滴直徑的液滴噴出，而沒有使涂布液 成為超細(xì)顆粒。噴嘴的頂端口徑優(yōu)選為約1.0-2. Omm，更優(yōu)選為約 1.0-1.5mm。若頂端口徑小于0. 5mm，液滴傾向于變得更^:細(xì)并且此外 不能使期望量的涂布液在一個(gè)步驟中涂覆，而且如果在幾個(gè)步驟中再
涂覆，易于發(fā)生涂層發(fā)白而導(dǎo)致透明性或強(qiáng)度降低或涂膜的分離。另
一方面，若頂端口徑大于3. Omm，涂覆期間發(fā)生流桂，導(dǎo)致所得到的 薄膜厚度有明顯的部分偏差從而致使涂膜外觀差，例如彩虹色。作為 供給裝置，可使用傳統(tǒng)方式例如充氣式供給、重力式供給和壓送式供 給，并且優(yōu)選使用壓力供給型供給泵，并且這種情況下，優(yōu)選在較低 的噴嘴噴出壓力下進(jìn)行供給，優(yōu)選0. 01-0. 09MPa ，更優(yōu)選約 0. 01-0. 05MPa。若噴出壓力低于Q. OlMPa，涂布液幾乎不能在保持涂 布液的均勻大小的液滴的情況下被涂覆到基材上從而導(dǎo)致產(chǎn)生斑點(diǎn)。 若噴出壓力超過0. 098MPa，液滴易于變得更微細(xì)，而且此外涂布液飛 散從而降低了涂覆效率，而且?guī)缀醪荒苄纬删鶆虻谋∧?。從噴嘴噴?的涂布液的量優(yōu)選為30-200ml/min，更優(yōu)選約50-100ml/min。若噴出 量小于30ml/min,直徑接近于水滴的液滴幾乎不能彼此連結(jié)從而導(dǎo)致 出現(xiàn)斑點(diǎn)，而若噴出量超過200ml/min,涂覆期間發(fā)生涂布液流掛， 導(dǎo)致得到的薄膜厚度有明顯的部分偏差，從而致使涂膜外觀差，例如 彩虹色。供給裝置例如供給泵和涂布液噴嘴直接相連或通過軟管或管 道相連以組成噴涂機(jī)，并且從供給裝置供給的和從噴嘴噴出的涂布液 輸送到涂覆表面并沉積在上面。
用于本發(fā)明的優(yōu)選的涂布機(jī)至少具有供給含有紫外線屏蔽劑和/ 或紅外線屏蔽劑的涂布液的供給裝置、供給空氣的吹氣機(jī)以及同時(shí)噴 射由供給裝置供給的涂布液和由吹氣機(jī)供給的空氣的噴槍。所述的噴 槍在其頂端內(nèi)部具有涂布液噴嘴和在涂布液噴嘴外周側(cè)上具有空氣吹 出口，從而以包圍噴出的涂布液的方式形成氣簾。供給裝置例如供給 泵與噴槍(涂布液噴嘴)直接連接或通過軟管或管道相連，而且吹氣 機(jī)和噴槍(空氣吹出口 )也用軟管或管道連接以組成涂布機(jī)，由供給 裝置供給的和從噴嘴噴出的涂布液被由涂布機(jī)外側(cè)的吹氣機(jī)供給并從 空氣吹出口吹出的大量氣流(稱為氣簾)包圍，并且涂布液被輸送到 涂覆表面并沉積在上面。通過使用裝配有形成氣簾的吹氣機(jī)的涂布機(jī)， 由于從涂布液噴嘴噴出的涂布液的外側(cè)被空氣包圍，因此涂布液幾乎 不向周邊飛散，傷害工人健康的原因大大降低，涂布液的損失降低，
并且大規(guī)模的遮蔽變得不必要。
當(dāng)從空氣吹出口吹出的空氣壓力低而量大時(shí)，獲得了更為充分的 氣簾，因此優(yōu)選。因此，形成氣簾的吹氣機(jī)的吹氣壓力優(yōu)選為
0. 01-0. 098MPa，更優(yōu)選0. 01-0. Q5MPa，進(jìn)一步優(yōu)選約0. 015-0. G4MPa。 如果吹氣壓力在上述范圍內(nèi)，足夠量的氣簾能形成，因此優(yōu)選，如果 吹氣壓力低于0. OlMPa，則氣簾形成不充分，如果高于0. 098MPa，則 空氣的量太大，因此不優(yōu)選。氣流的量優(yōu)選為約500-5000升/分鐘， 更優(yōu)選約1000-3000升/分鐘。空氣的溫度優(yōu)選高于涂覆環(huán)境溫度至少 10°C，更優(yōu)選約10-50°C，進(jìn)一步優(yōu)選約10-25°C。通過將空氣溫度設(shè) 定為高于涂覆環(huán)境溫度，涂膜的干燥和固化能同時(shí)進(jìn)行。為了產(chǎn)生溫 度高于涂覆環(huán)境溫度的空氣，優(yōu)選使用裝配有高旋轉(zhuǎn)型渦輪的吹氣機(jī)， 空氣的溫度可通過其旋轉(zhuǎn)摩擦熱而升高。高旋轉(zhuǎn)型渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)通常為 每分鐘約21000-25000轉(zhuǎn)，空氣溫度能通過適當(dāng)控制轉(zhuǎn)數(shù)而調(diào)節(jié)，在 這種情況下，不需要專門的暖空氣產(chǎn)生裝置。作為這樣的涂布機(jī)，可 優(yōu)選使用Chiron GmbH制造的暖空氣低壓涂布才幾(SG-2500, SG-2000， SG-91等)，由Wagner Co. ， Ltd.,制造的噴槍等。當(dāng)把空氣溫度升至 高于涂覆環(huán)境溫度至少3(TC的溫度時(shí)，若使用高旋轉(zhuǎn)型渦輪不能充分 升高溫度時(shí)，可裝配加熱裝置以產(chǎn)生給定溫度的暖空氣。
其次，含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂布液至少包含紫 外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑、粘合劑組分和多元醇溶劑，涂布液以 50-95wt。/。的量含有多元醇作為溶劑是重要的。當(dāng)多元醇的含量至少在 上述范圍內(nèi)時(shí)，能通過用上述涂布機(jī)涂覆該涂布液而獲得需要的涂膜， 該含量優(yōu)選為約60-90wt%，更優(yōu)選為約70-90wt%。若多元醇的含量少 于50wt%，揮發(fā)干燥進(jìn)行緩慢從而導(dǎo)致液體流掛，不能獲得需要的涂 膜。若多元醇的含量大于95wt%,紫外線屏蔽劑或紅外線屏蔽劑的含 量小，其性能不能被充分利用，不能獲得需要的涂膜。
加入涂布液的溶劑基本上是多元醇，其量如上所述在50-95wt。/。的 范圍內(nèi)。多元醇為一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)羥基的醇，可使用二元 醇類、丙三醇等，其中二元醇類為具有兩個(gè)羥基的二元醇類，丙三醇 為具有三個(gè)雍基的三元醇。也可使用四元或更多元醇類，但更優(yōu)選其 為低沸點(diǎn)的二元醇類的二元醇類。二元醇類的例子為乙二醇、丙二醇、
1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1,5-戊二醇、1， 6-己二醇和1， 7-庚二醇， 并且最優(yōu)選為丙二醇。除多元醇外，還可加入至少一種選自無機(jī)溶劑 例如水和有機(jī)溶劑例如一元醇類、醚類和酰胺類的溶劑，考慮涂布液 的粘度等可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)溶劑的量。例如，當(dāng)把一元醇例如曱醇、乙醇、 丙醇或丁醇與多元醇一起使用時(shí)，干燥溫度可較低。
加入涂覆溶液的粘合劑組分作為形成涂膜的粘合劑，可使用已知 的粘合劑組分。例如，可使用那些適當(dāng)?shù)剡x自有機(jī)硅樹脂、烷氧基硅 烷、烷氧基硅烷的部分水解縮合物、烷氧基硅烷的水解生成物、含氟 樹脂、聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯酯樹脂、聚苯乙烯、聚丙烯、丙 烯酸樹脂、有機(jī)硅丙烯酸樹脂、曱基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚酰胺、 聚縮醛、尿素樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、丙烯酸氨 基曱酸酯樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺樹脂、水玻璃、水泥、 石骨等。本發(fā)明中，更優(yōu)選有機(jī)硅樹脂、烷氧基硅烷、烷氧基硅烷的 部分水解縮合物以及烷氧基硅烷的水解生成物，因?yàn)樗鼈兲峁└咄磕?br> 硬度。有機(jī)硅樹脂是具有重復(fù)單元(""Si-0- ) 的硅氧烷鍵作為主鏈和 烷基、芳基等作為側(cè)鏈的聚合物，而且優(yōu)選具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚硅 氧烷，并且可以是改性聚硅氧烷如環(huán)氧改性、聚酯改性、醇酸改性和 丙烯酸改性的聚硅氧烷。烷氧基硅烷包括例如單體如四烷氧基硅烷、 單烷基三烷氧基硅烷、二烷基二烷氧基硅烷和三烷基單烷氧基硅烷。
作為其烷氧基，可使用具有約1-8個(gè)碳原子的烷氧基如曱氧基、乙氧 基、丙氧基和丁氧基。作為烷基，可使用具有約1-8個(gè)碳原子的烷基 如曱基、乙基、丙基和丁基。烷氧基硅烷的具體例子為四曱氧基硅烷、 四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、單甲基三曱氧基硅烷、單乙基三乙氧 基硅烷、單丙基三丙氧基硅烷、二甲基二曱氧基硅烷、二乙基二乙氧 基硅烷、二丙基二丙氧基硅烷、三曱基單曱氧基硅烷、三乙基單乙氧
基硅烷、三丙基單丙氧基硅烷等。用作粘合劑組分的烷氧基硅烷的部 分水解縮合物為通過部分水解和縮合上述烷氧基硅烷單體而獲得的低
聚物如二聚物、三聚物或更高級的聚合物，優(yōu)選那些一個(gè)分子中約有
2-9個(gè)硅原子的聚合物。烷氧基硅烷的水解生成物為那些通過使烷氧 基硅烷幾乎完全水解縮合而形成粒子形狀的物質(zhì)，通常稱為有機(jī)硅溶 膠。
加入涂布液的粘合劑組分的量能取決于用途而適當(dāng)設(shè)定，例如優(yōu) 選4-49wt°/。，更優(yōu)選約5-35wt%,進(jìn)一步優(yōu)選約5-20wt%，以固體含量 計(jì)。如果小于5wty。，對基材或預(yù)先形成的底涂層的粘合性或膜強(qiáng)度傾 向于惡化，因此不優(yōu)選，如果超過49wtW，粘合劑組分在形成的涂膜 中的含量太高，因此紫外線屏蔽性能或紅外線屏蔽性能沒有充分顯現(xiàn)。
紫外線屏蔽劑包括反射紫外線的材料或吸收紫外線的材料，而紅 外線屏蔽劑包括反射紅外線的材料或吸收紅外線的材料，并且進(jìn)一步 包括僅反射或吸收近紅外線的材料。作為紫外線屏蔽劑，可使用已知 材料，其實(shí)例為有機(jī)化合物如苯并三唑類化合物和二苯甲酮類化合物， 和無機(jī)化合物如二氧化鈦、含水氧化鈦、水合氧化鈦、偏鈦酸、原鈦 酸、氫氧化鈦、氧化鋅、硅酸鋅和氧化鈰。上述鈦化合物例如二氧化 鈦本身具有強(qiáng)的光催化性能，因此，如果這種性能導(dǎo)致粘合劑組分分
解，光催化性能可以通過用硅、鋁、鋯等的氧化物、水合氧化物和氬 氧化物的至少 一種涂覆鈦化合物粒子的表面而得以降低以使粘合劑組 分難于分解。作為紅外線屏蔽劑，可使用已知材料，其實(shí)例為有機(jī)化 合物例如花類化合物、苯胺類化合物和花青類化合物；無機(jī)化合物例 如摻雜銻的氧化錫、摻雜銦的氧化錫、摻雜錫的氧化銦、摻雜鋁的氧 化鋅、云母-鈦(氧化鈦涂覆的云母)、氧化鐵涂覆的云母、堿式碳酸 鉛、氯氧化鉍、氧化硒、氧化鋅、二氧化鈦、氧化銠、氧化釕，和銅、 銀、鐵和錳的金屬絡(luò)合物；和金屬例如鋁、金、銀、銅、鉻、鎳、銦、 鈀和錫，及其合金。紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑在涂布液中的量 可適當(dāng)設(shè)定，和例如優(yōu)選1-46wt%，更優(yōu)選約5-35wt%，進(jìn)一步優(yōu)選約 5-20wt%，以固體含量計(jì)。若量小于lwt%，紫外線屏蔽性能或紅外線 屏蔽性能有時(shí)不足，若超過46wt%，粘合劑組分在形成涂膜中量太 小，膜強(qiáng)度傾向于下降。當(dāng)以固體形式使用紫外線屏蔽劑或紅外線屏
蔽劑時(shí)，其顆粒直徑和形狀沒有特別的限制，可使用任何尺寸和形狀 的那些，但在確保透明性的情況下，可適當(dāng)選擇能夠透射可見光的顆
粒直徑和形狀，優(yōu)選使用例如顆粒直徑約l-100nm的那些。
對于本發(fā)明中所用的涂布液，除紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽 劑、粘合劑組分和多元醇溶劑外可任選地加入添加劑例如分散劑、增 稠劑、粘度調(diào)節(jié)劑、固化劑、交聯(lián)劑、流平劑、表面活性劑、顏料、 填料、吸附劑、除臭劑、抗菌劑、導(dǎo)電劑、抗靜電劑和電磁波屏蔽劑。 此外，必要時(shí)可加入粘合劑組分的聚合催化劑和聚合引發(fā)劑。涂布液 能通過分別混合給定量的紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑、粘合劑組 分和多元醇溶劑以及必要時(shí)的添加劑而制備，涂布液的粘度可以通過 溶劑的種類或溶劑的量來調(diào)節(jié)。涂布液的總固體濃度優(yōu)選為約 5-50wt。/。，更優(yōu)選10-50wt。/。，進(jìn)一步優(yōu)選20-45wt%。如果涂布液的總 固體濃度小于5wt%,形成的涂膜傾向于紫外線屏蔽性能或紅外線屏蔽 性能變得不足，如果超過50wt%，形成的涂膜易于有裂縫，這傾向于 降低涂膜的透光度。紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑相對于總固體濃 度的量可取決于用途而適當(dāng)設(shè)定，甚至約2-90wt。/。能給出足夠的性能， 是合適的，和約5-80wt。/。更為優(yōu)選。本發(fā)明中，優(yōu)選使用總固體濃度 為5-50wt。/。并且至少包含以固體含量計(jì)為4-49w"的粘合劑組分和 50-95wt。/。的多元醇的涂布液。
使用噴嘴的頂端口徑為0. 5-3. Omm的涂布機(jī)或^f吏用噴嘴的頂端口 徑為0. 5-3. Omm且裝配了用于形成氣簾的吹氣機(jī)的涂布機(jī)，在噴嘴的 噴出壓力為0. 01-0. 098MPa下將至少包含紫外線屏蔽劑和/或紅外線 屏蔽劑、粘合劑組分和多元醇溶劑的涂布液涂覆到基材上，其中多元 醇含量為50-95wt%,然后干燥得到的涂層從而在基材的表面上形成含 有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜。涂覆速度、涂覆步驟的數(shù) 目、噴射高度等能根據(jù)基材、涂覆量的設(shè)定條件等適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。例如， 本發(fā)明中，涂覆能以每1米基材的縱向?qū)挾然驒M向?qū)挾燃s0. 3-30秒的 短暫時(shí)間進(jìn)行，更優(yōu)選涂覆時(shí)間為0. 5-10秒。即使以短時(shí)間涂覆涂布 液時(shí)，也能獲得每11112基材干燥涂布重量0. 01-30g，涂布重量優(yōu)選
0.01-20g。涂膜的厚度能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，厚度可為約10nm-50pm，優(yōu)選 約10nm-10Mm，更優(yōu)選約50nm-1. 0 u m。此外，本發(fā)明中，即使一次 涂布也能給出足夠的涂布重量，許多情況下，以l/3重疊重復(fù)的一次 涂布可能是足夠的，但如果需要更大的涂布重量，能進(jìn)行兩次到多次 的再涂覆。涂覆后，涂層可通過用風(fēng)干或氣簾的空氣接著干燥涂布表 面而固化。許多情況下，干燥和固化能通過風(fēng)干或用空氣充分進(jìn)行， 但當(dāng)在更高溫度下固化是必須時(shí)，涂布表面可使用加熱器加熱到約 300°C，更優(yōu)選約15(TC。加熱時(shí)間可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，優(yōu)選為約10-15分 鐘。當(dāng)使用可紫外線固化的粘合劑組分時(shí)，涂膜通過用紫外線輻射而 固化。此外，在產(chǎn)生光澤的情況下，涂膜的表面可使用磨光器來磨光。 因此，本發(fā)明中，能通過以每1米基材0. 3-30秒進(jìn)行一次涂覆并用風(fēng) 干或氣簾的空氣干燥涂層而除去溶劑從而獲得每11112基材0. 01-30g的 干燥涂布重量。
作為基材，可使用各種物品例如無機(jī)物品、有機(jī)物品和它們的復(fù) 合物品，而且它們包括例如陶資例如玻璃、瓷磚、混凝土、灰泥和陶 器，金屬材料、塑料材料、紙制材料、木制材料等的物品。具體地， 該涂布液能用于各種物品例如建筑物的玻璃構(gòu)件如窗玻璃、外墻、門、 柵欄和建筑物的大門、墻、天花板、門、地板、建筑物房間中的餐具 和家具，特別是浴室的地板、墻和門，廚房的天花板、爐灶和換氣扇， 盥洗室的便器和門，汽車和電車的擋風(fēng)玻璃、側(cè)面玻璃和后部玻璃等。 此外，除使用上述物品作為基材外，預(yù)先在基材表面上形成紫外線屏 蔽性涂膜或紅外線屏蔽性涂膜，然后將它們加工成物品。當(dāng)形成涂膜 的基材表面預(yù)先用玻璃復(fù)合物打磨，用研磨機(jī)研磨或用水、醇、酸和 堿中的至少一種洗滌，然后用涂布液涂覆時(shí)，涂膜的粘合強(qiáng)度能得以 提高。在玻璃基材的情況下，優(yōu)選使用玻璃復(fù)合物從表面上除去污染 物和油類，進(jìn)一步用醇清洗表面，然后涂覆涂布液?；哪馨丛瓲钸M(jìn) 行涂覆，但也可以預(yù)先使其表面進(jìn)行底涂處理或密封處理或形成下涂 層或中間涂層，此后涂覆涂布液。此外，在紫外線屏蔽膜或紅外線屏 蔽膜形成后，可以在薄膜上形成含有粘合劑組分等的保護(hù)層。
通過使用具有大的頂端口徑的涂布液噴嘴在低壓下形成的本發(fā)明 的涂膜，根據(jù)鉛筆硬度試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)和耐磨性試驗(yàn)，具有足夠的 強(qiáng)度，并且顯現(xiàn)出較少的不均勻涂布和麻點(diǎn)，而且作為肉眼檢驗(yàn)的結(jié) 果，基本上沒有斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損和裂縫。此外，能形成可屏蔽
90%以上的紫外線或40%以上的近紅外線的涂膜。紫外線和紅外線的透 光度通過分光光度計(jì)來測定。由于膜厚度能通過調(diào)節(jié)總固體濃度而適 當(dāng)調(diào)節(jié)，能得到約lOnm-50jum，優(yōu)選lOnm-10 jli m的膜厚度，能獲得 厚度約50nm-5nm且透明性優(yōu)異的涂膜。此外，也能獲得可見光透光 度為85%或更高的優(yōu)選涂膜。而且，還可以獲得發(fā)白或霧度較小的霧 度值為0. 5%或更低，進(jìn)一步為0. 3%或更低的涂膜。使用由Nippon Denshoku Kogyo K. K.制造的霧度計(jì)NDH 300A測定可見光透光度和霧 度值。以這種方式，能獲得表面上具有含紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏 蔽劑且膜厚度為lOnm-10 jam的涂膜的物品。優(yōu)選的實(shí)施方案為表面上 具有含紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜的玻璃物品，和擋風(fēng)玻 璃、側(cè)面玻璃以及后部玻璃的一部分上形成了含紫外線屏蔽劑和/或紅 外線屏蔽劑的涂膜的汽車。 實(shí)施例
本發(fā)明將通過以下實(shí)施例得以更加詳細(xì)地說明。 實(shí)施例1
使用噴射型暖空氣低壓涂布機(jī)將以下涂布液噴涂到鈉釣玻璃板 (150 x 70 x 6mm)上，將涂層在室溫下干燥以形成涂膜。干燥涂布重量 為2.8g/m2。得到的涂膜為淺灰色透明，能屏蔽40%的近紅外線和90% 的紫外線。
涂布液的組成
(1) 粘合劑組分有機(jī)硅樹脂 -—5wt%
(2) 紅外線屏蔽劑
摻雜銻的氧化錫 一-3wt%
(3) 紅外線屏蔽劑氧化釕 ---lwt%
(4) 紫外線屏蔽劑
苯并三唑
(5)溶劑丙二醇
一一一lwt%
——90wt%。
涂覆通過使用裝配有高旋轉(zhuǎn)型渦輪的吹氣機(jī)的噴射型暖空氣低壓 涂布機(jī)(由Chiron GmbH制造的SG-91)在如下條件下進(jìn)行。
(1) 涂布液噴嘴頂端口徑1.2mm
(2) 噴出壓力0. 018MPa
(3) 噴出量70ml/min
(4) 吹氣機(jī)吹氣壓力0. 018MPa
(5) 氣簾的空氣流2200升/分鐘
(6) 氣簾的空氣溫度高于涂覆操作的環(huán)境溫度15°C
(7) 涂覆速度涂布機(jī)以每1米要涂覆的表面寬度3秒鐘的速度 移動。
作為用作基材的鈉鈣玻璃板的預(yù)處理，使用可商購的玻璃復(fù)合物 充分除去污染物和油類，另外用異丙醇清洗基材。 實(shí)施例2
以與實(shí)施例1相同的方式形成涂膜，除了使用如下的涂布液。干 燥涂布重量為8. 4g/m2。得到的涂膜為淺灰色透明，能屏蔽40%的近紅 外線和90%的紫外線。
涂布液的組成
(1) 粘合劑組分有機(jī)硅樹脂 -一 20wt%
(2) 紅外線屏蔽劑
摻雜銻的氧化錫 ---6wt%
(3) 紅外線屏蔽劑氧化釕 lwt%
(4) 紫外線屏蔽劑
苯并三哇 ---3wt%
(5)溶劑: 丙二醇
——70wt%
比較例1
以與實(shí)施例l相同的方式形成涂膜，除了暖空氣低壓涂布機(jī)的涂
布液噴嘴的頂端口徑為0. 3腿并且涂覆在如下條件下進(jìn)行。
(1) 涂布液噴嘴的頂端口徑0.3mm
(2) 噴出壓力0. 018MPa
(3) 噴出量18ml/min
(4) 吹氣機(jī)吹氣壓力0. 018MPa
(5) 氣簾的空氣流2200升/分鐘
(6) 氣簾的空氣溫度高于涂覆操作的環(huán)境溫度15°C
(7) 涂覆速度涂布機(jī)以每1米要涂覆的表面寬度3秒鐘的速度 移動。
得到的涂膜的干燥涂布重量為0. 7g/m2，產(chǎn)生麻點(diǎn)。得到的涂膜的 近紅外線屏蔽率為10%,紫外線屏蔽率為20%。 比較例2
以與比較例l相同的方式形成涂膜，除了使用比較例1的暖空氣 低壓涂布機(jī)進(jìn)行再涂覆三次外。得到的涂膜的干燥涂布重量為2g/m2， 但涂膜有斑點(diǎn)，與未涂覆的玻璃板相比透明性降低，涂膜硬度不足。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明的涂裝方法，能在任何物品表面形成耐久性和耐磨性 優(yōu)異，不均勻涂布、麻點(diǎn)、斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損或裂縫的問題少的 紫外線屏蔽膜或紅外線屏蔽膜。此外，均勻的涂膜能在任何操作環(huán)境 下通過一次涂布簡單地形成，而且薄膜的透明性能得以充分保證。因 此，入射的紫外線能通過利用這樣的紫外線屏蔽涂膜而阻斷，因此能 防止物品由陽光引起的褪色或變色，能保護(hù)人體免受有害的紫外線。 此外，通過使用紅外線屏蔽涂膜，房間或汽車內(nèi)的溫度上升能得以抑 制。
權(quán)利要求
1、一種涂裝方法，該方法通過使用涂布液噴嘴的頂端口徑為0.5-3.0mm的涂布機(jī)，在噴嘴的噴出壓力為0.01-0.98MPa下在基材上涂覆涂布液，然后干燥形成的涂層從而在基材的表面上形成含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜，所述涂布液至少包含紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑、粘合劑組分和多元醇溶劑并且多元醇的含量為50-95wt％。
2、 權(quán)利要求1所述的涂裝方法，其中所述多元醇為二元醇。
3、 權(quán)利要求2所述的涂裝方法，其中所述二元醇為丙二醇。
4、 權(quán)利要求1所述的涂裝方法，其中所述涂布液以70-90wt。/。的 量含有所述多元醇。
5、 權(quán)利要求1所述的涂裝方法，其中從所述噴嘴噴出的所述涂布 液的量在30-200ml/min的范圍內(nèi)。
6、 權(quán)利要求1所述的涂裝方法，其中所述涂布液的總固體濃度為 5-50wt。/。并且以4-49wt。/。的量含有所述粘合劑組分。
7、 權(quán)利要求l-6中任一項(xiàng)所述的涂裝方法，其中所述涂布機(jī)裝配有用于形成氣簾的吹氣機(jī)。
8、 權(quán)利要求7所述的涂裝方法，其中所述吹氣機(jī)的吹氣壓力為 0. 01-0. 098MPa。
9、 權(quán)利要求7或8所述的涂裝方法，其中所述氣簾的空氣溫度高 于涂覆環(huán)境溫度至少io°c。
10、 權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的涂裝方法，其中將涂布液以每 l米基材寬度O. 3-30秒涂覆一次，干燥涂布重量為每11112基材0. 01-30g 通過以每1米基材寬度0. 3-30秒涂覆一次并且通過風(fēng)干或用氣簾的空 氣干燥涂層以除去溶劑而提供。
11、 權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的涂裝方法，其中在用玻璃復(fù)合 物除去玻璃基材表面上的污染物和油類，并且進(jìn)一步用醇清洗表面之 后涂覆涂布液。
12、 權(quán)利要求l-ll中任一項(xiàng)所述的涂裝方法，其中所述基材為建 筑物的玻璃構(gòu)件的至少一部分。
13、 權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的涂裝方法，其中所述基材為汽 車的擋風(fēng)玻璃、后部玻璃和側(cè)面玻璃的至少一部分。
14、 一種含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑且膜厚度為 10nm-10jini的涂膜，該涂膜采用權(quán)利要求1-13所述的涂裝方法形成 于基材表面上。
15、 一種在表面上具有權(quán)利要求14所述的含有紫外線屏蔽劑和/ 或紅外線屏蔽劑的涂膜的物品。
16、 一種在表面上具有權(quán)利要求14所述的含有紫外線屏蔽劑和/ 或紅外線屏蔽劑的涂膜的玻璃物品。
17、 一種在擋風(fēng)玻璃、后部玻璃或側(cè)面玻璃的至少一部分上具有 權(quán)利要求H所述的含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的涂膜的汽 車。
全文摘要
用于形成紫外線或紅外線屏蔽涂膜的常規(guī)技術(shù)存在需要幾個(gè)再涂覆步驟以獲得期望的涂布重量和因此不能形成高強(qiáng)度涂膜的問題以及在一些工作環(huán)境下產(chǎn)生不均勻涂布、麻點(diǎn)、斑點(diǎn)、發(fā)白、部分破損和裂縫的問題。為了解決這些問題，使用噴嘴頂端直徑為0.5-3.0mm且裝備有用于形成氣簾的吹氣機(jī)的涂布機(jī)，在噴嘴的噴出壓力為0.01-0.098MPa下，將至少包含紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑、粘合劑和多元醇基溶劑且多元醇含量為50-95wt％的涂布液涂布于基材，然后干燥從而在基材表面上形成含有紫外線屏蔽劑和/或紅外線屏蔽劑的膜。
文檔編號B05D5/06GK101189075SQ20068001964
公開日2008年5月28日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者八木澤勝夫 申請人:株式會社富民