JP2005218980A - コーティング組成物の塗工方法、及び、コーティング組成物含浸体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 被コーティング物体に、撥水性を付与することができ、かつ、液垂れすることなく塗工することができるコーティング組成物の塗布方法を提供すること。
【解決手段】 コーティング組成物の塗工方法は、有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、この含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えている。また、第一の工程においては、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を含浸体に予め含浸させておいてもよい。
【選択図】 なし
【解決手段】 コーティング組成物の塗工方法は、有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、この含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えている。また、第一の工程においては、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を含浸体に予め含浸させておいてもよい。
【選択図】 なし
Description
本発明は、コーティング組成物の塗工方法およびコーティング組成物含浸体に関し、特に、建築物や車両等のガラス、乗用車のサイドミラー等のように、屋外に設置されたり、屋外で使用されるガラスやミラー等の表面にコーティング組成物を塗工する方法およびこのコーティング組成物を有するコーティング組成物含浸体に関する。
乗用車のサイドミラーやガラス、家屋の窓ガラス等のように、屋外に設置されたり、屋外で使用されるガラスやミラーは、雨滴等が付着すると、視覚的に識別しにくくなり、視認性が低下する。そのため、ガラスやミラーの表面に撥水性を付与する技術の開発が行われている。
例えば、特開２００２−８８３１５号公報には、微粒子及びブロックポリマーを用いてガラス表面等に撥水性を付与するコーティング組成物が開示されている。しかしながら、この方法では、ブロックポリマーを製造するか、あるいは商業的に入手しなければならず、量産性およびコストの点で問題があった。また、特開２００３−３０６６７０号公報には、微粒子、シランカップリング剤等のカップリング剤、酸及び溶剤を含有する撥水処理剤であって、微粒子が分散されている状態でカップリング剤を配合した撥水処理剤が開示されているが、カップリング剤が残存するとフリーのカップリング剤がミラー表面のＯＨ基と反応してミラー表面に付着し、撥水機能が低下する場合がある。また、微粒子表面にカップリング剤によって処理されない表面が残存すると、この未処理の表面同士が水素結合を生じ、分散液中で再凝集を起こしてしまうことがある。
また、これらのコーティング組成物や撥水処理剤は、スプレー塗布等によって塗工されると、必要な膜厚のコーティング膜を形成するためには多量の液をスプレー塗布しなければならず、塗工表面、例えば乗用車のサイドミラー等の表面を伝って液が下方に滴り落ちて車のボディの塗装を侵したり、液垂れした下方の厚みが厚くなって外観にムラが生じたり、下方の厚みのある塗膜部分の乾燥時間が長くなってしまう等の問題もあった。また、均一な厚みの塗膜を形成するためにはスプレー作業を迅速に終了させなければならない等の問題もあった。
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、液垂れすることなく塗工することができ、また、経時的に安定なコーティング組成物を塗工することができるコーティング組成物の塗工方法、及び、コーティング組成物含浸体を提供することにある。
上記問題点に鑑み、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明のコーティング組成物の塗工方法は、有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、前記含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えたことを特徴とする。
すなわち、本発明のコーティング組成物の塗工方法は、有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、前記含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記第一の工程は、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を含浸体に予め含浸させておくことができる。
また、前記コーティング組成物は、粒子径が１００ｎｍ以下であり、表面が疎水性の微粒子を、キャビテーション作用によって有機溶媒中に分散させられていることが好ましい。
また、前記微粒子は、親水性の微粒子に疎水化処理を行って、表面を疎水性にした微粒子であることが好ましい。
また、前記微粒子は、二酸化珪素からなることが好ましい。
また、前記微粒子は、二酸化珪素からなることが好ましい。
本発明に用いられるコーティング組成物は、有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分を更に含有し、かつ、該透明体の配合量が、前記微粒子の重量の０．０１〜２５質量％であることが好ましい。
また、微粒子の含有量は、コーティング組成物中、１．０質量％以上、１０．０質量％以下であることが好ましい。
また、本発明のコーティング組成物の塗工方法の第一の工程においては、コーティング組成物を、含浸体の１００質量部に対して１００〜６００質量部含有させることが好ましい。
また、微粒子の含有量は、コーティング組成物中、１．０質量％以上、１０．０質量％以下であることが好ましい。
また、本発明のコーティング組成物の塗工方法の第一の工程においては、コーティング組成物を、含浸体の１００質量部に対して１００〜６００質量部含有させることが好ましい。
本発明のコーティング組成物含浸体は、上記いずれかのコーティング組成物の塗工方法に用いられる含浸体であって、該含浸体１００質量部に対してコーティング組成物を１００〜６００質量部含有することを特徴とする。
本発明によれば、液垂れすることなく塗工することができ、また、経時的に安定なコーティング組成物を塗工することができるコーティング組成物の塗工方法、及び、コーティング組成物含浸体を提供することができる。
本発明のコーティング組成物の塗布方法は、有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、前記含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えている。コーティング組成物を含浸体に含浸させる第一の工程は、第二の工程の直前に行ってもよいし、あるいは、予め含浸させておいてもよい。コーティング組成物を含浸体に予め含浸させておく場合には、例えば、コーティング組成物を含浸した含浸体を密閉容器、密閉可能な袋等に入れて保存しておいてもよい。あるいは、コーティング組成物を含浸したコーティング組成物含浸体を備えておいてもよい。コーティング組成物含浸体は、溶剤等が蒸発しないように、密閉可能な容器や袋等に封入された形態のものでもよいし、また、単数又は複数のコーティング組成物含浸体が１つの容器等に封入された形態でもよい。
コーティング組成物の含浸量は、含浸体の重量を基準にして、含浸体１００質量部に対し、１００〜６００質量部であることが好ましい。したがって、コーティング組成物含浸体として備えておく場合には、かかる範囲内の含浸量となるように調節してコーティング組成物を含浸体に含浸させることが好ましい。また、第二の工程の直前に含浸させる行為を行う場合には、コーティング組成物の所定量を容易に計量できる手段が設けられていることが好ましく、例えば、計量スプーン等の計量用容器を備えていること、あるいは、コーティング組成物を保持している容器等の口に所定量ずつ排出されるような計量手段が備わっていること等、適宜、利用することができる。
含浸体としては、吸液性を有する材質であれば特に限定されることなく使用することができるが、例えば、ウレタンエーテルフォーム、ウレタンエステルフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコンスポンジ、ゴムスポンジ等のスポンジ類、綿、麻、絹、レーヨン、ポリエステル、ナイロン等からなる布帛類、不織布フェルト、織物フェルト、成形フェルト等のフェルト類、乾式不織布、湿式不織布、スプレーファイバー式不織布、スパンボンド式不織布、和紙、洋紙（わら半紙、中質紙、上質紙、塗工紙）等の紙類などが挙げられる。また、これらの複合体、例えば、スポンジと布との複合体、フェルトと紙との複合体等を用いることもできる。
本発明に用いられるコーティング組成物は、表面が疎水性である微粒子を、有機溶媒中に分散させたものである。この微粒子は、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子であることが必要であるが、微粒子の粒子径は、１〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが更に好ましい。微粒子の粒子径が１００ｎｍを越えると、コーティング膜表面で光の散乱が生じ、透明性を保持することができなくなることがあるからである。すなわち、微粒子をガラス等の表面に付着させたコーティング膜は、この微粒子と同等の大きさや高さの凹凸を有するので、平均粒径が１００ｎｍ以下の微粒子を付着させれば、可視光線の波長（主に、４００〜８００ｎｍ程度）より小さな凹凸となり、コーティング膜表面で光の散乱が生じず、透明性を保持することができる。
微粒子の形状は、厳密な意味での球状に限定されることはない。例えば、その結晶形態や凝集状態の形態が、ほぼ球状、円柱状、鱗片状、繊維状、不定形状、多面体形状等であってもよい。
表面が疎水性の微粒子は、珪素、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、アンチモン、スズ、タングステン、亜鉛、鉄、セリウム、マンガン、銅、マグネシウム、ホルミウム、ニッケル等の酸化物、または、炭素を主成分とすることが好ましいが、特に酸化ケイ素であることが好ましい。本発明においては、これらを単独で、あるいは２種類以上を混合して使用することができる。微粒子が酸化亜鉛を用いて形成された場合には、コーティング膜表面に、さらに抗菌、抗カビ作用を付与することができる。
本発明においては、親水性の微粒子に疎水化処理を行って、表面を疎水性にしてもよく、必要に応じて、上記微粒子の表面に、疎水化処理を行ってもよい。
表面を疎水化する方法としては、微粒子表面に疎水性を付与することができれば特に限定されることはなく、適宜採用される。例えば、表面にフッ素やアルキル基を含有させることが好ましい。微粒子表面にフッ素やアルキル基を含有させる方法としては、シリル化剤、シランカップリング剤、アルキルアルミニウム等の有機金属化合物を用いる方法等が挙げられる。ここでシリル化剤とは、無機材料に対して親和性あるいは反応性を有する加水分解性シリル基に、アルキル基、アリル基、フッ素を含有したフルオロアルキル基等を結合させた化合物である。珪素に結合した加水分解性基としては、アルコキシ基、ハロゲン、アセトキシ基等が挙げられるが、通常、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、塩素が好ましく使用される。例えば、トリメチルシリル化剤、アルキルシラン類、アリールシラン類、フルオロアルキルシラン類等を挙げることができる。
表面を疎水化する方法としては、微粒子表面に疎水性を付与することができれば特に限定されることはなく、適宜採用される。例えば、表面にフッ素やアルキル基を含有させることが好ましい。微粒子表面にフッ素やアルキル基を含有させる方法としては、シリル化剤、シランカップリング剤、アルキルアルミニウム等の有機金属化合物を用いる方法等が挙げられる。ここでシリル化剤とは、無機材料に対して親和性あるいは反応性を有する加水分解性シリル基に、アルキル基、アリル基、フッ素を含有したフルオロアルキル基等を結合させた化合物である。珪素に結合した加水分解性基としては、アルコキシ基、ハロゲン、アセトキシ基等が挙げられるが、通常、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、塩素が好ましく使用される。例えば、トリメチルシリル化剤、アルキルシラン類、アリールシラン類、フルオロアルキルシラン類等を挙げることができる。
本発明においては、乾式による疎水化処理を行うことが好ましい。ここで、乾式による疎水化処理とは、気相中で親水性微粒子と疎水化剤とを反応させることをいう。疎水化剤としては、モノメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等を使用することができる。例えば、高熱合成した二酸化珪素を、ジメチルジクロルシランを用いて流動床中で疎水化することができる。なお、疎水化反応は、４００〜６００℃の温度で実施することが好ましい。また、湿式による疎水化処理とは、溶液中で親水性微粒子と疎水化剤とを反応させることをいう。
なお、表面が疎水性の微粒子の疎水化度については、塗布等する対象である被コーティング物体の材質や、使用される有機溶媒の種類に応じて、適宜、設計されることが好ましい。
なお、表面が疎水性の微粒子の疎水化度については、塗布等する対象である被コーティング物体の材質や、使用される有機溶媒の種類に応じて、適宜、設計されることが好ましい。
微粒子の添加量は、コーティング組成物中、０．１質量％以上、１０．０質量％以下の範囲内であることが好ましく、１質量％以上、５質量％以下の範囲内であることが更に好ましい。微粒子の添加量が０．１質量％未満であると十分な撥水性が得られないことがあり、１０．０質量％を超えると透明感に劣る場合があるからである。
有機溶媒は、微粒子等を安定に分散させるための溶媒として機能する。本発明に用いられる有機溶媒としては、極性を有する有機溶媒でも非極性の有機溶媒でも使用することができる。本発明に好ましく使用される有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、アセトン、エチルメチルケトン等のケトン類、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類等、のような極性溶媒、ヘキサン、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン等の非極性溶媒が挙げられる。また、経時的安定性および超撥水性等の性能を損なわない範囲内で、有機溶媒に水を添加することもできる。
有機溶媒の使用量は、コーティング等の方法に応じて、適当な濃度や粘度となるように、適宜選択されることが好ましい。
有機溶媒の使用量は、コーティング等の方法に応じて、適当な濃度や粘度となるように、適宜選択されることが好ましい。
本発明においては、表面が疎水性で、粒径が１００ｎｍ以下の微粒子を、有機溶媒中で、キャビテーション作用により分散させることが好ましい。ここで、キャビテーション作用を起こさせるためには、例えば、微粒子を有機溶媒に入れて、超音波分散機等を用いて分散させることにより達成される。キャビテーション作用により分散させられた上記微粒子は予想外の超撥水性を発揮するが、このメカニズムは明らかではない。有機溶媒に超音波を照射すると、圧力の高い部分と低い部分が現れ、水に溶けていた気体がキャビティ（気泡）となって発生する。この気泡が瞬間的に収縮破壊して、疎水性の微粒子を良好な状態で分散させたり、あるいは、更に何らかの作用を微粒子自体に及ぼすと考えられる。なお、ホモジナイザー等の分散機によって分散させても超撥水性を発揮することがあるが、形成される被膜の透明性との兼ね合いで調整が必要である。
本発明においては、有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分を含有させることが好ましい。有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分は、バインダー的な作用を発揮し、被コーティング物体の表面、例えばガラス表面と、微粒子とを強固に結合させて、コーティング膜の耐久性を向上させることができる。例えば、このバインダー的な成分を含む有機溶媒を塗布等し、乾燥させると、有機溶媒が蒸発して透明被膜を形成する。本発明に用いられる、有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分としては、ジメチル、メチルフェニル、メチルハイドロジェン、アミノ変性、エポキシ変性、エポキシポリエーテル変性、カルボキシル変性、カルボキシルポリエーテル変性、アルコール変性、アルキル変性、アルキルアラルキル変性、アルキルアラルキルポリエーテル変性、ポリエーテル変性、フッ素変性のシリコーン等のシリコーン類、フェニルメチル系レジン、メチル系レジン、変性系レジン等のレジン類、ポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等の樹脂類、陰イオン表面活性剤、陽イオン表面活性剤、非イオン系表面活性剤、両性の表面活性剤等の表面活性剤類、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、アルキルアセタール化ポリビニルアルコール、ポリエーテル共重合体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸等の合成高分子類、高級アルコール類、高級脂肪酸類、シリカ系無機コーティング剤、シラザン系無機コーティング剤、シリコーンゴム等のゴム類、デンプン、グリコーゲン、セルロース等の多糖類、スメクタイト等の鉱物類等が挙げられる。なお、陰イオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルカンスルホン酸、硫酸アルキル、硫酸アルキルポリオキシエチレン、リン酸アルキル、長鎖脂肪酸、α−スルホ脂肪酸エステル及びそれらの塩等が挙げられ、陽イオン界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等が挙げられ、非イオン系界面活性剤としては、アルキルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコシド等が挙げられ、両性界面活性剤としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、Ｎ−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体等が挙げられる。
有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分の添加量は、コーティング組成物の微粒子（固形分）の重量に対し、不揮発分で０．０１質量％以上、２５質量％以下の範囲内であることが好ましい。固形分１００％としての微粒子の重量に対し、２５質量％を超える範囲で添加すると、透明性が若干低下することがある。
例えば、表面が疎水性の微粒子等を有機溶媒に分散させたコーティング組成物を、ガラス等の被コーティング物体の表面に塗布等した後、乾燥させることによって、被コーティング物体に撥水性を付与することができる。ここで、微粒子は、被コーティング物体の表面に付着して凹凸を形成する。この凹凸は、ガラスと水滴との接点を小さくする働きをする。したがって、水滴の接触角度が１５０゜〜１７５゜であるような超撥水性を実現することができる。
有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分を含むコーティング組成物を用いた場合には、この成分がガラス等の被コーティング物体の表面と微粒子とを強固に結合させるバインダー的な役割を果たすので、ガラス等の被コーティング物体から剥がれにくい、耐久性のある、透明なコーティング膜を形成することができる。
本発明のコーティング組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で、一般的なコーティング液等に通常使用される添加剤等を添加することができ、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、香料、防腐剤、酸、アルカリ類等を添加することができる。
有機溶媒中にバインダー的な成分を含有する場合には、ガラス表面等に付着した微粒子によって形成された凹凸がコーティング膜表面に反映される程度の膜厚であることが好ましい。コーティング膜の膜厚が、形成された凹凸を埋め込んでしまうような厚さであると、十分な撥水性が得られないからである。
本発明において、コーティング組成物を含浸体に含浸させた後、この含浸体を被コーティング物体の表面に接触させつつ移動することによって、被コーティング物体に皮膜を形成することができる。このように含浸体を用いて、コーティング組成物を塗り広げて乾燥させることにより、液垂れすることなく塗工することができ、しかも、所望の厚みで、かつ、均一な厚みの皮膜を必要最低限の液量で形成することができる。また、本発明に係るコーティング組成物を用いて塗工すれば、撥水性に優れた皮膜を形成することができる。
本発明の塗工方法によってコーティング組成物を被コーティング物体にコーティングした後、乾燥させるが、乾燥温度は０℃〜１００℃であり、乾燥時間は１分〜１時間であることが好ましい。なお、本発明によれば、スプレー塗布、フローコーティング、ディップコーティング等に比べて乾燥時間が短くて済むようになる。
本発明の塗工方法によってコーティング組成物を被コーティング物体にコーティングした後、乾燥させるが、乾燥温度は０℃〜１００℃であり、乾燥時間は１分〜１時間であることが好ましい。なお、本発明によれば、スプレー塗布、フローコーティング、ディップコーティング等に比べて乾燥時間が短くて済むようになる。
本発明のコーティング組成物の塗工方法は、特に限定されることなく、種々の被コーティング物体に対して適用することができる。塗工される被コーティング物体としては、例えば、強化ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等のプラスチック、石類、コンクリート等が挙げられる。
本発明のコーティング組成物を、例えば、建築物の窓ガラス、外灯のガラス、車両の窓ガラス、自動車のサイドミラー、サングラス、各種計器等の窓ガラス、浴室用鏡等にコーティングすることができる。本発明のコーティング組成物をコーティングし、乾燥させて形成された皮膜面には、ごみが付着しにくいので、また、透明なコーティング膜を形成することができるので、高層住宅の窓ガラス、道路鏡、道路標識、看板等にも好ましく使用することができる。
本発明のコーティング組成物を、例えば、建築物の窓ガラス、外灯のガラス、車両の窓ガラス、自動車のサイドミラー、サングラス、各種計器等の窓ガラス、浴室用鏡等にコーティングすることができる。本発明のコーティング組成物をコーティングし、乾燥させて形成された皮膜面には、ごみが付着しにくいので、また、透明なコーティング膜を形成することができるので、高層住宅の窓ガラス、道路鏡、道路標識、看板等にも好ましく使用することができる。
本発明によれば、コーティング組成物を液垂れさせることなく塗工することができるので、必要最低限の使用量で効率良く塗工することができる。しかも、必要最低限の使用量で均一な膜厚で塗工されているので、短時間で乾燥を完了させることができる。また、本発明の塗工方法によれば、特に困難な、あるいは複雑な塗工方法を使用することがないので、容易に、良好な塗工膜を形成することができる。更にまた、本発明によれば、シランカップリング剤等を配合する必要がないので、カップリング剤が残存して撥水機能が低下することもなく、また、微粒子表面に未処理面が残存することもないので再凝集の問題も生じず、経時的に安定なコーティング組成物を塗工することができるし、結果的にはコストダウンを図ることもできる。また、本発明に使用されるコーティング組成物は酸を含まないので、塗装面を侵さず安全である。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１．０質量％を、イソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」と表記することもある）９９．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
作製したコーティング組成物を、含浸体として不織布（「コットエースＣ０３０」、目付け量３０ｇ／ｍ２、ユニチカ株式会社製）に、含浸量が不織布の重量１００質量部に対して４００質量部の割合で含浸させた。この含浸体を用いて、厚さ３ｍｍのガラス板の表面にコーティング組成物を塗工し、乾燥させて、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１．０質量％を、イソプロピルアルコール（以下「ＩＰＡ」と表記することもある）９９．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
作製したコーティング組成物を、含浸体として不織布（「コットエースＣ０３０」、目付け量３０ｇ／ｍ２、ユニチカ株式会社製）に、含浸量が不織布の重量１００質量部に対して４００質量部の割合で含浸させた。この含浸体を用いて、厚さ３ｍｍのガラス板の表面にコーティング組成物を塗工し、乾燥させて、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
次に、このコーティングサンプルについて、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。すなわち、作製したコーティングサンプルを、目視により観察し、透かして見て透明であるものを記号「○」、やや白いものを記号「△」、白いものを記号「×」で示した。なお、記号「○」又は「△」で示されたものは、実用範囲内のものである。
撥水性の評価については、コーティングサンプルを、４５度の角度に傾けて、このコーティング面に、面上の高さ１０ｃｍの位置から水滴を落下させた。この水滴が転がりながら下へ落ちていった場合には、記号「○」、落下された水滴がコーティング面に付着した場合には、記号「×」で示した。
耐久性の評価については、得られたコーティングサンプルのコーティング面に、このコーティング面上の高さ６８ｃｍの位置から水滴を１秒間に一滴（約０．０５ｍＬ）の割合で落下させた。コーティング面の状態を肉眼で観察し、コーティング面に剥がれが生じるまでに要した水滴の数を記録した。これらの評価結果を表１に示す。
（実施例２）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２５質量％（シリカ粒子の質量に対し２５質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９８．７５質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２５質量％（シリカ粒子の質量に対し２５質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９８．７５質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例３）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％を、イソプロピルアルコール９８．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％を、イソプロピルアルコール９８．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例４）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）を０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し２０％に該当）を、イソプロピルアルコール９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）を０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し２０％に該当）を、イソプロピルアルコール９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例５）
表１に示すように、表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％を、イソプロピルアルコール９５．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表１に示すように、表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％を、イソプロピルアルコール９５．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例６）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）１．０質量％（シリカ粒子の重量に対し２０質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９４．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）１．０質量％（シリカ粒子の重量に対し２０質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９４．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例７）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）１．５質量％（シリカ粒子の質量に対し、３０質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９３．５質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率９８％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）５．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）１．５質量％（シリカ粒子の質量に対し、３０質量％に該当）を、イソプロピルアルコール９３．５質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率９８％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例８）
表１に示すように、表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１０．０質量％を、イソプロピルアルコール９０．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率９８％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表１に示すように、表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）１０．０質量％を、イソプロピルアルコール９０．０質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した以外は実施例１と同様にして、コーティング組成物を作製し、また、このコーティング組成物を用いてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率９８％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例９）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し、２０質量％に該当）を、アセトン９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し、２０質量％に該当）を、アセトン９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（実施例１０）
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し、２０質量％に該当）を、ｎ−ヘキサン９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
表面が疎水性で、粒子径が約７ｎｍのシリカ粒子（商品名「レオロシールＤＭ−３０Ｓ」、固形分１００％、株式会社トクヤマ製）２．０質量％、及び、アミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．４質量％（シリカ粒子の重量に対し、２０質量％に該当）を、ｎ−ヘキサン９７．６質量％に入れ、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にしてコーティングサンプルを作製した。なお、得られたコーティングサンプルは、６００ｎｍの波長の光に対して、透過率１００％であった。
得られたコーティングサンプルについて、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
（比較例１）
実施例４において作製したコーティング組成物を用い、このコーティング組成物をスプレー塗布し、評価試験のためのコーティングサンプルを作製した。
作製したコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
実施例４において作製したコーティング組成物を用い、このコーティング組成物をスプレー塗布し、評価試験のためのコーティングサンプルを作製した。
作製したコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
（比較例２）
実施例１において、表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をＩＰＡ９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
実施例１において、表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をＩＰＡ９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
（比較例３）
実施例１において、表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をアセトン９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
実施例１において、表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をアセトン９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
（比較例４）
表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をｎ−ヘキサン９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
表２に示すように、疎水性シリカを用いずにアミノ変性シリコン（商品名「ＴＳＦ４７００」、ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、固形分１００％）０．２質量％をｎ−ヘキサン９９．８質量％に入れて、実施例１と同様に、超音波分散機を用い、周波数４４ｋＨｚで１時間分散してコーティング組成物を作製した。
次に、作製したコーティング組成物を用い、実施例１と同様にして、評価試験のためのコーティングサンプルを形成した。このコーティングサンプルについて、実施例１と同様にして、仕上がり性、撥水性および耐久性の評価を行った。これらの結果を表２に示す。
表１から明らかなように、実施例１〜１０のコーティングサンプルは、液垂れが生じることなく、しかも、膜厚が厚すぎることなく、均一な膜厚のコーティング膜を形成することができた。なお、実施例１〜１０のコーティングサンプルは、短時間でコーティング膜全体を乾燥させることができた。実施例１〜６、９、１０のコーティングサンプルは、仕上り性においても優れており、また、実施例７，８のコーティングサンプルも実用可能以上のレベルであり、かつ、優れた撥水性を示すものであった。水滴滴下法による耐久性の試験においては、５滴以上を示し、良好な耐久性を有するものであることが分かった。特に、有機溶媒に溶解し乾燥させると透明体を形成する成分を配合した実施例２、４、６〜７、９〜１０のコーティングサンプルは、耐久性の試験において３０滴以上を示し、長期間の使用に耐える特に優れた耐久性を有するものであることが分かった。すなわち、実施例１〜１０では、仕上り、撥水性、及び、耐久性の全ての評価において良好な結果が得られることが分かった。
表２から明らかなように、スプレー塗布を行った比較例１のコーティングサンプルは、膜厚が厚くなって仕上り性が低下した。また、液垂れも生じ、乾燥時間もコーティング膜の場所によって異なり、コーティング膜全体が乾燥するには、より長い時間を要した。
表面が疎水性の微粒子を配合していないコーティング組成物を用いて塗工した比較例２〜４のコーティングサンプルは、十分な撥水性が得られず、耐久性においても劣ったものであった。
表面が疎水性の微粒子を配合していないコーティング組成物を用いて塗工した比較例２〜４のコーティングサンプルは、十分な撥水性が得られず、耐久性においても劣ったものであった。
Claims (9)
- 有機溶媒中に、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を、含浸体に含浸させる第一の工程と、前記含浸体を用いて被コーティング物体に塗布する第二の工程とを備えたことを特徴とするコーティング組成物の塗工方法。
- 前記第一の工程が、表面が疎水性で、粒子径が１００ｎｍ以下の微粒子を分散状態で含有するコーティング組成物を含浸体に予め含浸させておくことを特徴とする請求項１記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 前記コーティング組成物は、粒子径が１００ｎｍ以下であり、表面が疎水性の微粒子を、キャビテーション作用によって有機溶媒中に分散させられていることを特徴とする請求項１又は２記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 前記微粒子は、親水性の微粒子に疎水化処理を行って、表面を疎水性にした微粒子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 前記微粒子が、二酸化珪素からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 有機溶媒に溶解し、乾燥させると透明体を形成する成分を更に含有し、かつ、該透明体の配合量が、前記微粒子の重量の０．０１〜２５質量％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 前記微粒子の含有量が、前記コーティング組成物中、１．０質量％以上、１０．０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 前記コーティング組成物を、前記含浸体の１００質量部に対して１００〜６００質量部含有させることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のコーティング組成物の塗工方法。
- 請求項１〜７のいずれかのコーティング組成物の塗工方法に用いられる含浸体であって、該含浸体１００質量部に対してコーティング組成物を１００〜６００質量部含有することを特徴とするコーティング組成物含浸体。
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