СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2017 года по МПК B05D5/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка основана на заявке №2014-123477 на патент Японии, поданной в Японское патентное ведомство 16 июня 2014 г., которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к строительному материалу, содержащему защищающий от ультрафиолетового излучения слой, и к способу его производства.

2. Описание уровня техники

В целом строительные материалы, такие как материалы крыши, материалы стены и декорационные материалы, которые подвержены воздействию ультрафиолетового излучения на внешней стороне здания, снабжают защитой против ультрафиолетового излучения.

Например, JP 2002-36442 А относится к покрывающей структуре, в которой органическое покрытие образовано на подложке, а верхняя покрывающая пленка образована в качестве поверхностного слоя, и раскрывает покрывающую структуру, в которой верхняя покрывающая пленка состоит из прозрачной пленки из смолы на основе кремния, содержащей оксид цинка в качестве неорганического поглотителя ультрафиолетового излучения. Согласно JP 2002-36442 А данная покрывающая структура может эффективно сдерживать фоторазложение и тому подобное в течение длительного периода времени. Кроме того, в дополнение к поглощению ультрафиолетового излучения оксид цинка имеет возможность защиты от ультрафиолетового излучения. Также известно, что данный эффект защиты от ультрафиолетового излучения может снизить ухудшение покрытия вследствие ультрафиолетового излучения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако оксид цинка имеет свойства в виде фотовозбуждаемости для выработки радикалов (фоторадикалов) и вызывания разрушения органического покрытия при помощи радикалов. Соответственно, существует проблема, заключающаяся в том, что включение оксида цинка в прозрачную пленку из силиконовой смолы, как описано в JP 2002-36442 А, может приводить к ухудшению органического покрытия.

Настоящее изобретение выполнено ввиду указанной выше проблемы и относится к строительному материалу, содержащему защищающий от ультрафиолетового излучения слой, содержащий оксид цинка на поверхности подложки, и задачей настоящего изобретения является обеспечение особенно долговечного строительного материала, содержащего защищающий от ультрафиолетового излучения слой, который не вызывает разрушение подложки или промежуточного смоляного слоя посредством фоторадикалов, которые могут быть выработаны оксидом цинка, а также способ его производства.

Для решения описанной выше задачи строительный материал в соответствии с настоящим изобретением содержит: подложку и защищающий от ультрафиолетового излучения слой, содержащий частицы оксида цинка и частицы оксида кремния, образованные на поверхности подложки, причем частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое прикреплены к поверхности подложки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показан увеличенный вертикальный вид в разрезе части строительного материала в соответствии с вариантом 1 реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показан увеличенный вертикальный вид в разрезе части строительного материала в соответствии с вариантом 2 реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вариант реализации представляет собой строительный материал, в котором защищающий от ультрафиолетового излучения слой, содержащий частицы оксида цинка и частицы оксида кремния, образованный непосредственно на поверхности подложки или опосредовано при наличии промежуточного смоляного слоя, расположенного между подложкой и защищающем от ультрафиолетового излучения слоем, причем частицы оксида кремния прикреплены к подложке или к промежуточному смоляному слою.

В строительном материале защищающий от ультрафиолетового излучения слой на поверхности подложки образован из частиц оксида цинка и частиц оксида кремния, которые имеют сопротивление к фоторадикалам. Соответственно, частицы оксида цинка служат в качестве связующего для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, и, таким образом, возможно эффективным образом решить проблему ухудшения подложки или промежуточного смоляного слоя, а также защищающего от ультрафиолетового излучения слоя посредством фоторадикалов, выработанных частицами оксида цинка.

В данном случае строительный материал предназначен для материалов крыши, материалов стены, декорационным материалам и тому подобного, которые подвержены воздействию ультрафиолетового излучения на внешней стороне зданий, как описано выше.

Примеры "подложки", образующей строительный материал, включают керамическую облицовочную плиту, состоящую в основном из цемента, плиту из легковесного автоклавированного бетона, металлическую облицовочную плиту, состоящую в основном из металла, и смоляную плиту.

"Частицы оксида кремния", образующие защищающий от ультрафиолетового излучения слой, имеют свойства, заключающиеся в высокой гидрофильности, в том, что они меньше подвержены появлению пятен, и в том, что они обеспечивают легкое смывание появившихся пятен дождевой водой или тому подобным (так называемую способность к самоочищению или эффект самоочищения). Частицы оксида кремния также имеют связующее усилие и функционируют в качестве связующего, который связан с частицами оксида цинка, для образования слоя. Следует отметить, что в качестве частиц оксида кремния могут быть использованы коллоидный оксид кремния, высокодисперсный оксид кремния и тому подобное.

С другой стороны, "частицы оксида цинка", образующие защищающий от ультрафиолетового излучения слой, имеют эффект защиты от ультрафиолетового излучения.

Таким образом, защищающий от ультрафиолетового излучения слой, образующий строительный материал, представляет собой слой, включающий в себя эффект самоочищения, обеспеченный частицами оксида кремния, и эффект защиты от ультрафиолетового излучения, обеспеченный частицами оксида цинка.

Например, частицы оксида цинка и частицы оксида кремния, образующие защищающий от ультрафиолетового излучения слой, выполнены в виде целого посредством того, что частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка посредством межмолекулярной связи. Также частицы оксида кремния прикреплены к подложке или промежуточному смоляному слою, служащему в качестве лежащего ниже слоя, для образования строительного материала. В терминах настоящего описания, "прикреплены к" означает, что силанольные группы, включенные в частицы оксида кремния, и функциональные группы, включенные в подложку или промежуточный смоляной слой, связаны посредством водородного связывания или тому подобного.

Таким образом, использование частиц оксида кремния обеспечивает соединение частиц оксида цинка и частиц оксида кремния посредством межмолекулярной силы и соединение частиц оксида кремния и подложки или промежуточного смоляного слоя посредством водородного связывания. Соответственно, можно прикрепить частицы оксида цинка к поверхности подложки или промежуточного смоляного слоя без использования органического связующего, как в покрывающей структуре, раскрытой в JP 2002-36442 А.

Кроме того, так как частицы оксида кремния окружают частицы оксида цинка, возможно защитить подложку или промежуточный смоляной слой от фоторадикалов, выработанных оксидом цинка, таким образом обеспечивая возможность повышения долговечности строительного материала.

Примеры из соответствующего уровня техники включают технологию, раскрытую в JP 2002-36442 А, в соответствии с которой оксид цинка содержится в органическом покрытии для обеспечения эффекта поглощения ультрафиолетового излучения, и технологию, в соответствии с которой слой, содержащий частицы оксида кремния, образован на поверхности подложки для обеспечения эффекта самоочищения. Однако отсутствует технология, которая учитывает и сопротивление фоторадикалам и связующие свойства частиц оксида кремния для достижения эффекта защиты от ультрафиолетового излучения и эффекта защиты подложки или промежуточного смоляного слоя от фоторадикалов посредством размещения частиц оксида кремния вокруг частиц оксида цинка для образования слоя. Более того, применение данной технологии к строительному материалу представляет собой беспрецедентную, новую и оригинальную техническую идею.

Примеры конфигурации строительного материала включают конфигурацию, в которой защищающий от ультрафиолетового излучения слой непосредственно образован на поверхности подложки, при этом частицы оксида кремния прикреплены к подложке, и конфигурацию, в которой один или множество промежуточных смоляных слоев расположены между подложкой и защищающем от ультрафиолетового излучения слое, при этом частицы оксида кремния прикреплены к крайнему слою промежуточного смоляного слоя.

Последняя конфигурация включает однослойную или многослойную конфигурацию, включая, например, конфигурацию, состоящую только из цветного слоя, конфигурацию, состоящую из цветного слоя и слоя уплотнителя, служащего в качестве клейкого слоя, и конфигурацию, состоящую из прозрачного слоя, служащего в качестве светозащитного слоя, цветного слоя и слоя уплотнителя. Такой промежуточный смоляной слой может быть выполнен из акриловой смолы, акриловой силиконовой смолы, силиконовой смолы, фторуглеродной смолы или тому подобного, что включает функциональную группу (например, карбоксильную группу, карбонильную группу, спиртовую гидроксильную группу и тиольную группу), которая вступает в реакцию с силанольной группой, включенной в частицы оксида кремния. С точки зрения стоимости материалов и тому подобного, предпочтительным является использование акриловой смолы или акриловой силиконовой смолы.

В данном случае в предпочтительном варианте реализации содержание частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое составляет приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м².

Изобретателями было обнаружено, что степень защиты от ультрафиолетового излучения в размере 90% и более может быть достигнута, когда количество оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое составляет приблизительно 1,0 г/м². Таким образом, оказывается, что данная степень защиты от ультрафиолетового излучения обеспечивает строительному материалу долговечность приблизительно от 20 до 30 лет, и это является необходимым и достаточным уровнем эффекты защиты от ультрафиолетового излучения. Вследствие этого верхний предел содержания частиц оксида цинка выбран приблизительно в размере 1,0 г/м².

С другой стороны, изобретателями также было обнаружено, что степень достаточного эффекта защиты от ультрафиолетового излучения не может быть достигнута, когда содержание частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое составляет менее чем приблизительно 0,1 г/м². На основании этого нижний предел содержания частиц оксида цинка выбран приблизительно в размере 0,1 г/м².

В предпочтительном варианте реализации защищающий от ультрафиолетового слой имеет толщину в диапазоне приблизительно от 2,0 до 20,0 мкм.

Диапазон толщин приблизительно от 2,0 до 20,0 мкм выбран с точки зрения размеров частиц оксида кремния и частиц оксида цинка, содержащихся в защищающем от ультрафиолетового излучения слое, и обеспечивает прозрачность защищающего от ультрафиолетового излучения слоя. Изобретателями также было обнаружено, что толщина, превышающая 20,0 мкм, ухудшает прозрачность защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, что приводит к негативному воздействию на строительный материал.

В предпочтительном варианте реализации частицы оксида цинка имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 5,0 до 35,0 нм. В предпочтительном варианте реализации частицы оксида кремния имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 4,0 до 20,0 нм.

Описанные выше верхние и нижние пределы средних диаметров частиц оксида цинка выбраны по следующей причине. Диаметр менее чем приблизительно 5,0 нм не является универсальной величиной (т.е. величиной, которая продается на рынке и является легко доступной) и, таким образом, повышает стоимость материалов. Диаметр, превышающий приблизительно 35,0 нм, ухудшает прозрачность защищающего от ультрафиолетового излучения слоя. В данном случае пример способа определения среднего диаметра частиц оксида цинка представляет собой способ, в котором заранее за заданным количеством частиц оксида цинка наблюдают при помощи трансмиссионного электронного микроскопа для измерения диаметров частиц и определяют среднее значение диаметров частиц.

При этом описанные выше верхние и нижние пределы средних диаметров частиц оксида кремния выбраны по следующей причине.

Диаметр менее чем приблизительно 4,0 нм не является универсальной величиной и, таким образом, повышает стоимость материалов. Диаметр, превышающий приблизительно 20,0 нм, ухудшает прозрачность защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, таким образом защищающий от ультрафиолетового излучения слой становится легко затемняемым, а также снижается связующая сила. В данном случае пример способа определения среднего диаметра частиц оксида кремния представляет собой способ определения преобразованного значения из измеренного значения конкретной области поверхности (в соответствии со стандартом JIS Z8830), полученной посредством способа ВЕТ-адсорбции (способа адсорбции азота). В случае использования данного способа средний диаметр частиц определен Средним Диаметром Частиц (Диаметром Конкретной Области Поверхности: D (нм))=2720/S (где S - это конкретная область поверхности (м²/г)).

Вариант реализации также направлен на способ производства строительного материала, в котором частицы оксида кремния прикреплены к подложке или промежуточному смоляному слою, включающий: смешивание частиц оксида кремния, частиц оксида цинка, поверхностно-активного вещества, спирта и воды для производства покрывающего материала; и нанесение покрывающего материала на поверхность подложки или и на поверхность промежуточного смоляного слоя, образованного на поверхности подложки, и высушивание покрывающего материала для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, в котором частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка.

В данном случае на этапе высушивания можно применять способ непосредственного высушивания покрывающего материала при высокой температуре с использованием высушивания воздухом, сушильного устройства или тому подобного. Также можно применять способ высушивания покрывающего материала посредством использования предварительного нагревания, при котором предварительно нагревают подложку или промежуточный смоляной слой.

При использовании способа производства в соответствии с вариантом реализации можно производить строительный материал с высокой долговечностью, которому присущи эффект самоочищения и эффект защиты от ультрафиолетового излучения при пониженной стоимости производства в сравнении со строительным материалом, который подвергли обработке для покрытия фтором для обеспечения эффекта самоочищения.

Как понятно из приведенного выше описания, в случае строительного материала в соответствии с вариантом реализации защищающий от ультрафиолетового излучения слой на поверхности подложки выполнен как единое целое посредством расположения частиц оксида кремния, которые имеют сопротивление к фоторадикалам, вокруг частиц оксида цинка. Соответственно, частицы оксида кремния служат в качестве связующего для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, и, таким образом, возможно решить проблему ухудшения подложки или промежуточного смолистого слоя, а также защищающего от ультрафиолетового излучения слоя посредством фоторадикалов, таким образом обеспечивая возможность создания строительного материала с высокой долговечностью, имеющего способность к самоочищению и способность к защите от ультрафиолетового излучения.

Далее в настоящем описании варианты реализации строительного материала в соответствии с настоящим изобретением описаны со ссылками на чертежи.

(Строительный материал в соответствии с вариантом 1 реализации)

На фиг. 1 показан увеличенный вертикальный вид в разрезе части строительного материала в соответствии с вариантом 1 реализации настоящего изобретения.

Строительный материал 10, показанный на фиг. 1, выполнен в качестве единого целого посредством защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, образованного на поверхности подложки 1, и используется в качестве материала для крыши, материала для стены, декорационного материала и тому подобного, которые образуют здание.

Защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2 выполнен в виде единого целого посредством расположения частиц 4 оксида кремния вокруг частиц 3 оксида цинка при помощи межмолекулярной силы, и частицы 4 оксида кремния служат в качестве связующего для соединения частиц 3 оксида цинка друг с другом, и частицы 4 оксида кремния связаны при помощи водорода с подложкой 1 для соединения частиц 3 оксида цинка с подложкой 1.

В данном случае подложка 1 выполнена из керамической облицовочной плиты (например, из усиленной древесными волокнами цементной плиты, усиленной волокнами цементной плиты, усиленной волокнами цементной плиты с силикатом кальция или сульфатно-шлаковой плиты), состоящей в основном из цемента, плиты из легковесного автоклавированного бетона, металлической облицовочной плиты, состоящей в основном из металла, и смоляной плиты или тому подобного.

Частицы 3 оксида цинка, образующие защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2, представляют собой частицы, имеют эффект защиты от ультрафиолетового излучения. В то же время частицы 4 оксида кремния имеют эффект самоочищения, заключающийся в их высокой гидрофильности, они меньше подвержены появлению пятен, и они обеспечивают легкое смывание появившихся пятен дождевой водой или тому подобным. В качестве частиц 4 оксида кремния могут быть использованы коллоидный оксид кремния, высокодисперсный оксид кремния и тому подобное.

Используют частицы 3 оксида цинка, имеющие диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 5,0 до 35,0 нм, и используют частицы оксида кремния, имеющие диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 4,0 до 20,0 нм. Каждый из этих численных диапазонов величин выбран с точки зрения стоимости материалов и обеспечения прозрачности защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2.

Количество частиц 3 оксида цинка, содержащихся в защищающем от ультрафиолетового излучения слое 2, отрегулировано в диапазоне приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м². Числовой диапазон величин выбран с точки зрения достижения достаточного эффекта защиты от ультрафиолетового излучения.

Кроме того, толщина защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2 отрегулирована в диапазоне приблизительно от 2,0 до 20,0 мкм. Диапазон толщин выбран с точки зрения диаметров частиц оксида кремния и частиц оксида цинка, содержащихся в защищающем от ультрафиолетового излучения слое 2, и обеспечивает прозрачность защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2.

В случае строительного материала 10, показанного на фиг. 1, защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2 на поверхности подложки 1 выполнен как единое целое посредством размещения частиц 4 оксида кремния, которые имеют сопротивление к фоторадикалам, вокруг частиц 3 оксида цинка. Соответственно, частицы 4 оксида кремния служат в качестве связующего для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, и, таким образом, возможно решить проблему ухудшения подложки 1 или защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2 посредством фоторадикалов. Кроме того, обеспечение защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, имеющего структуру, в которой частицы 4 оксида кремния окружают частицы 3 оксида цинка, обеспечивает возможность защиты подложки 1 против фоторадикалов, выработанных частицами 3 оксида цинка, таким образом обеспечивая строительный материал, проявляющий высокую долговечность в дополнение к наличию в нем эффекта защиты от ультрафиолетового излучения, обеспеченного частицами 3 оксида цинка. Кроме того, строительный материал 10 также имеет эффект самоочищения, обеспеченный частицами 4 оксида кремния, что способствует снижению затрат на обслуживание.

Следует отметить, что хотя часто для обеспечения эффекта самоочищения используют покрытые фтором строительные материалы, изобретателями было обнаружено, что использование защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, показанного на фиг. 1, обеспечивает достижение более низкой стоимости производства по сравнению с использованием покрытия фтором.

Далее будет описан способ производства строительного материала 10.

Сначала смешивают частицы оксида кремния, частицы оксида цинка, поверхностно-активное вещество, спирт и воду для производства покрывающего материала.

Покрывающий материал наносят на поверхность подложки 1. Примеры способа нанесения, используемые в настоящем изобретении, включают нанесение с использованием устройства для нанесения покрытий валиком или устройства для нанесения покрытия методом полива в дополнение к нанесению покрытия при помощи распыления покрывающего материала.

После нанесения покрывающего материала спирт и воду испаряют посредством высушивания в окружающей среде при температуре приблизительно 60°С, например, для образования на поверхности подложки 1 защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, в котором частицы 4 оксида кремния связаны вокруг частиц 3 оксида цинка, а частицы 3 оксида цинка соединены друг с другом посредством частиц 4 оксида кремния, таким образом обеспечивая производство строительного материала 10. В данном случае защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2 и подложка 1 соединены посредством водородного связывания между частицами 4 оксида кремния и подложкой 1.

Следует отметить, что на этапе высушивания возможно использовать способ предварительного нагрева подложки 1 приблизительно до 60°С или выше и высушивания покрывающего материала с использованием предварительного нагрева в дополнение к способу непосредственного нагрева покрывающего материала при температуре окружающей среды приблизительно 60°С.

(Строительный материал в соответствии с вариантом 2 реализации)

На фиг. 2 показан увеличенный вертикальный вид в разрезе части строительного материала в соответствии с вариантом 2 реализации настоящего изобретения.

Строительный материал 20, показанный на фиг. 2, выполнен как единое целое посредством слоя 5 уплотнителя, служащего в качестве клейкого слоя, образованного на поверхности подложки 1, цветной слой 6 образован на поверхности слоя 5 уплотнителя, прозрачный слой 7, служащий в качестве защищающего от излучения слоя, образован на поверхности цветного слоя 6, а защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2 образован на поверхности прозрачного слоя 7.

Каждый слой из числа слоя 5 уплотнителя, цветного слоя 6 и прозрачного слоя 7 образуют промежуточный смоляной слой, который выполнен из смолы на основе акрила, такой как акриловая смола или силиконовая акриловая смола. В дополнение к акриловой смоле и силиконовой акриловой смоле силиконовая смола и фторуглеродная смола могут быть также использованы для такого промежуточного смоляного слоя. Данные смолы являются предпочтительными смолистыми материалами, так как они имеют функциональную группу (например, карбоксильную группу, карбонильную группу, спиртовую гидроксильную группу и тиольную группу), которая вступает в реакцию с силанольной группой, включенной в частицы 4 оксида кремния. В особенности предпочтительным является использование акриловой смолы или силиконовой акриловой смолы с точки зрения стоимости материалов и тому подобного.

В случае строительного материала 20 защищающий от ультрафиолетового излучения слой 2 на поверхности подложки 7 также выполнен как единое целое посредством размещения частиц 4 оксида кремния, которые имеют сопротивление к фоторадикалам, вокруг частиц 3 оксида цинка. Соответственно, частицы 4 оксида кремния служат в качестве связующего для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, и, таким образом, обеспечена возможность предотвращения ухудшения защищающего от ультрафиолетового излучения слоя 2, а также слоя 5 уплотнителя, цветного слоя 6 и прозрачного слоя 7 посредством фоторадикалов, таким образом обеспечивая высокую долговечность строительного материала.

(Испытания отделения частиц оксида кремния и их результаты)

Изобретатели настоящего изобретения изготовили элементы строительного материала в соответствии с примерами 1-3 и строительный материал в соответствии со сравнительным примером и выполнили испытание для проверки наличия или отсутствия отделения частиц оксида кремния, образующих защищающий от ультрафиолетового излучения слой, образованный на поверхности каждого из элементов строительного материала (следует отметить, что в случае сравнительного примера слой, соответствующий защищающему от ультрафиолетового излучения слою, назван как самоочищающийся слой, так как в нем не обеспечено наличие частиц оксида цинка для эффекта защиты от ультрафиолетового излучения).

<Пример 1>

Слой из акриловой смолы (слой эмали) образован на поверхности цементной плиты, служащей в качестве подложки, а покрывающий материал, полученный посредством смешивания частиц оксида кремния, частиц оксида цинка, поверхностно-активного вещества, спирта и воды, нанесен на поверхность слоя из акриловой смолы, и покрывающий материал высушен для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, состоящего из частиц оксида цинка и частиц коллоидного оксида кремния. Следует отметить, что содержание оксида цинка составляет приблизительно 0,1 г/м², средний диаметр частиц оксида цинка составляет приблизительно 25,0 нм, средний диаметр частиц коллоидного оксида кремния составляет приблизительно 13,0 нм, а средняя толщина всего защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, образованного таким образом, составляет приблизительно 10,0 мкм.

<Пример 2>

Строительный материал изготовлен с такими же составляющими элементами, как и в примере 1, за исключением того, что содержание оксида цинка составляет приблизительно 0,3 г/м².

<Пример 3>

Строительный материал изготовлен с такими же составляющими элементами, как и в примере 1, за исключением того, что содержание оксида цинка составляет приблизительно 0,85 г/м².

<Сравнительный пример>

Слой из акриловой смолы (слой эмали), служащий в качестве промежуточного смоляного слоя, образован на поверхности цементной плиты, служащей в качестве подложки, для образования самоочищающегося слоя, состоящего из частиц коллоидного оксида кремния. Следует отметить, что как и в случае других примеров, средний диаметр частиц коллоидного оксида кремния составляет приблизительно 13,0 нм.

<Способ испытания>

Используя металлизированный вертикальный метеорологический прибор MV3000 (изготовленный компанией Suga Test Instruments Co., Ltd.), было произведено облучение с количеством излучения 0,53 кВт/м² при температуре окружающей среды 65°С и влажностью 70%, в течение 20 часов, затем облучение прекратили на один час и распылили воду на поверхность в течение одной минуты до и после конденсации росы. Взяв данную последовательность операций за один цикл, было проведено заданное количество циклов, показанных в таблице 1, и при этом производилось наблюдение за разницей в цвете и наличием или отсутствием отделения частиц оксида кремния. Разница в цвете была измерена с использованием спектрофотометра CM600d, изготовленного компанией KONICA MINOLTA, INC. Следует отметить, что "отделение частиц оксида кремния" относится к явлению, заключающемуся в том, что ухудшение промежуточного смоляного слоя (слоя из акриловой смолы (слоя эмали)), лежащего под защищающим от ультрафиолетового излучения слоем или самоочищающимся слоем, снижает степень адгезии между промежуточным смоляным слоем и частицами оксида кремния, таким образом вызывая открепление частиц оксида кремния от промежуточного смоляного слоя. Защищающий от ультрафиолетового излучения слой или самоочищающийся слой, содержащий частицы оксида кремния, и нижележащий слой (промежуточный смоляной слой) находятся в близком контакте посредством водородного связывания (водородного связывания между силанольными группами частиц оксида кремния и функциональными группами связующего нижележащего слоя) или тому подобного. Однако, когда связующее промежуточного слоя ухудшается вследствие ультрафиолетового излучения, частицы оксида кремния вероятно открепятся от нижележащего слоя.

<Результаты исследования>

Результаты исследования показаны в Таблице 1, приведенной ниже.

Следует отметить: "А" означает, что частицы оксида кремния остались связанными, а "В" означает, что частицы оксида кремния были отделены.

В результате исследования в отношении наличия или отсутствия отделения частиц оксида кремния, отделение частиц оксида кремния наблюдалось в сравнительном примере, имеющем самоочищающийся слой, который не содержит оксид цинка, тогда как для каждого из примеров 1-3 наблюдалось, что частицы оксида кремния оставались на месте.

Оказалось, что результаты сравнительного примера, не содержащего оксида цинка и, следовательно, акриловой смолы в нижележащем слое, были ухудшены вследствие ультрафиолетового излучения и ухудшение нижележащего слоя привело к отделению частиц коллоидного оксида кремния.

Напротив, оказалось, что каждый из примеров 1-3 имеет содержание оксида цинка приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м² в защищающем от ультрафиолетового излучения слое, и, таким образом, ухудшение акриловой смолы в нижележащем слое было предотвращено посредством достаточного эффекта защиты от ультрафиолетового излучения, обеспеченного частицами оксида цинка, и сопротивления от фоторадикалов, обеспеченного частицами коллоидного оксида кремния, таким образом способствуя тому, что частицы коллоидного оксида кремния остаются на месте.

При этом если говорить относительно разницы в цвете, в сравнительном примере она большая и превышает 3,0 на стадии, когда количество циклов превысило 20, и таким образом можно определить, что эффект защиты от ультрафиолетового излучения не обеспечен. С другой стороны, разница в цвете в каждом из примеров 1-3 меньше чем 3,0 при 25 циклах, и можно определить, что достигнут достаточный эффект защиты от ультрафиолетового излучения. Предположительно это является следствием того, что защищающий от ультрафиолетового излучения слой имеет содержание оксида цинка в диапазоне приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м², и, следовательно, достигнут достаточный эффект защиты от ультрафиолетового излучения посредством частиц оксида цинка.

Хотя выше подробно описаны варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на чертежи, конкретные конфигурации никаким образом не ограничены данными вариантами реализации. Любые модификации конструкции и тому подобное, выполненные в пределах объема, которые не выходят за пределы сущности изобретения, считаются охваченными настоящим изобретением.

Изобретение относится к строительному материалу с высокой долговечностью, содержащему защищающий от ультрафиолетового излучения слой, и к способу его производства. Строительный материал содержит подложку и защищающий от ультрафиолетового излучения слой, содержащий частицы оксида цинка и частицы оксида кремния, образованные на поверхности подложки. Частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое прикреплены к поверхности подложки. Частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое. Способ производства строительного материала включает смешивание частиц оксида кремния, частиц оксида цинка, поверхностно-активного вещества, спирта и воды для производства покрывающего материала. Кроме того, способ включает нанесение покрывающего материала на поверхность подложки. Затем осуществляют высушивание покрывающего материала для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, в котором частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка. Техническим результатом изобретения является то, что строительный материал предотвращает разрушение подложки или промежуточного смоляного слоя вследствие фоторадикалов, которые могут быть выработаны оксидом цинка. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Строительный материал, содержащий: подложку и

защищающий от ультрафиолетового излучения слой, содержащий частицы оксида цинка и частицы оксида кремния, образованные на поверхности подложки,

причем частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое прикреплены к поверхности подложки,

причем частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое.

2. Строительный материал по п. 1,

в котором содержание частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое находится в диапазоне приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м².

3. Строительный материал по п. 1,

в котором защищающий от ультрафиолетового излучения слой имеет толщину в диапазоне приблизительно от 2,0 до 20,0 мкм.

4. Строительный материал по п. 1,

в котором частицы оксида цинка имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 5,0 до 35,0 нм.

5. Строительный материал по п. 1,

в котором частицы оксида кремния имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 4,0 до 20,0 нм.

6. Строительный материал по п. 1,

в котором частицы оксида кремния содержат коллоидный оксид кремния и/или высокодисперсный оксид кремния.

7. Строительный материал по п. 1,

в котором подложка покрыта промежуточным смоляным слоем для образования поверхности подложки, и

частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое прикреплены к промежуточному смоляному слою, образованному на подложке.

8. Строительный материал по п. 7,

в котором промежуточный смоляной слой выполнен из акриловой смолы и/или из акриловой силиконовой смолы.

9. Строительный материал по п. 1,

в котором частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое непосредственно прикреплены к подложке.

10. Способ производства строительного материала, включающий:

смешивание частиц оксида кремния, частиц оксида цинка, поверхностно-активного вещества, спирта и воды для производства покрывающего материала;

нанесение покрывающего материала на поверхность подложки и

высушивание покрывающего материала для образования защищающего от ультрафиолетового излучения слоя, в котором частицы оксида кремния расположены вокруг частиц оксида цинка.

11. Способ по п. 10,

в котором содержание частиц оксида цинка в защищающем от ультрафиолетового излучения слое находится в диапазоне приблизительно от 0,1 до 1,0 г/м².

12. Способ по п. 10,

в котором защищающий от ультрафиолетового излучения слой имеет толщину в диапазоне приблизительно от 2,0 до 20,0 мкм.

13. Способ по п. 10,

в котором частицы оксида цинка имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 5,0 до 35,0 нм.

14. Способ по п. 10,

в котором частицы оксида кремния имеют средний диаметр частиц в диапазоне приблизительно от 4,0 до 20,0 нм.

15. Способ по п. 10,

в котором частицы оксида кремния содержат коллоидный оксид кремния и/или высокодисперсный оксид кремния.

16. Способ по п. 10,

в котором подложка покрыта промежуточным смоляным слоем для образования поверхности подложки, и

частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое прикреплены к поверхности промежуточного смоляного слоя, образованного на подложке.

17. Способ по п. 16,

в котором промежуточный смоляной слой выполнен из акриловой смолы и/или из акриловой силиконовой смолы.

18. Способ по п. 10,

в котором частицы оксида кремния в защищающем от ультрафиолетового излучения слое непосредственно прикреплены к подложке.