JP2007314608A - 耐指紋性塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】付着した指紋が目立ちにくい塗膜を形成することができる耐指紋性塗料を提供する。
【解決手段】塗膜形成成分として、水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を含有する。本発明の塗料で形成される塗膜は、極性の高い水酸基あるいは水酸基誘導体が多く存在し、塗膜の表面自由エネルギーが高くなり、指紋の主成分である皮脂の接触角が小さい被膜を形成することができ、指紋を大きく濡れ広がらせることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、付着した指紋が目立ちにくい塗膜を形成することができる耐指紋性塗料に関するものである。

美観の向上のためや、視認性などの光学特性を得たりするために、基材の表面に塗料を塗布して塗膜を形成することが行なわれているが、指紋や手垢など人間の手の接触に伴う汚染物がこの塗膜の表面に付着すると、美観が損なわれたり、視認性などの光学特性が損なわれたりすることになる（尚、本発明において人間の手の接触に伴う指紋や手垢などの汚染物を「指紋」と記す）。例えば、ピアノや高級家具などの表面を鏡面仕上げするために塗装した塗膜に指紋が付着すると、美観が損なわれ見苦しくなる。あるいは、ディスプレイに施した塗膜の表面に指紋が付着すると、付着した指紋の表面で光が乱反射するため、視認性などの光学特性が損なわれる。

そこで、塗膜の表面に指紋が付着することを防止するため、あるいは付着した指紋を除去し易くするため、例えば撥油性のフッ素を含有する塗料で塗膜を形成する方法などが従来から提案されている。しかし、撥油性のフッ素を含有する塗膜は、指紋の主成分である皮脂を完全にはじくことはできず、実用上有効なレベルの耐指紋性は得られない。また、撥油性の表面においては、指紋が凝集する傾向があり、かえって付着した指紋が目立ったり、光学特性が大きく損なわれたりする場合もある。

一方、塗膜を親油性にすることによって、指紋の主成分である皮脂を濡れ広がらせて、指紋が目立たなくなるようにする方法がある（特許文献１参照）。例えば、金属やガラスの表面にアクリル等のクリアー塗膜を形成すると、表面の親油性が向上し、耐指紋性はやや向上する。しかしこの方法おいても、指紋が明らかに目立たないようにする実用レベルの耐指紋性を得ることは難しい。
特開２００１−３５８０８号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、付着した指紋が目立ちにくい塗膜を形成することができる耐指紋性塗料を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る耐指紋性塗料は、塗膜形成成分として、水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を含有して成ることを特徴とするものである。

水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を塗膜形成成分として形成される塗膜は、極性の高い水酸基あるいは水酸基誘導体が多く存在するものであり、塗膜の表面自由エネルギーが高くなる。このため、指紋の主成分である皮脂の接触角が小さい塗膜を形成することができるものであり、指紋を大きく濡れ広がらせて、付着した指紋が目立ちにくい塗膜を形成することができるものである。

また請求項２の発明は、請求項１において、メラミン硬化剤が、アクリル樹脂の水酸基の数１に対してメラミン硬化剤のアミノ基の数が０．４以上０．９５以下となるように配合されていることを特徴とするものである。

この配合量のメラミン硬化剤でアクリル樹脂を硬化させて形成される塗膜には、硬化後も硬化反応に使用されなかった水酸基が塗膜内部に残留するものであり、この水酸基によって表面自由エネルギーが高い塗膜を形成することができるものである。

また請求項３の発明は、請求項１において、イソシアネート硬化剤が、アクリル樹脂の水酸基の数１に対してイソシアネート硬化剤のイソシアネート基の数が０．４以上０．９５以下となるように配合されていることを特徴とするものである。

この配合量のイソシアネート硬化剤でアクリル樹脂を硬化させて形成される塗膜には、硬化後も硬化反応に使用されなかった水酸基が塗膜内部に残留するものであり、この水酸基によって表面自由エネルギーが高い塗膜を形成することができるものである。

本発明によれば、水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を塗膜形成成分として含有するので、極性の高い水酸基あるいは酸基誘導体が多く存在する、表面自由エネルギーが高い塗膜を形成することができるものであり、指紋の主成分である皮脂の接触角が小さく、指紋を大きく濡れ広がらせて、付着した指紋が目立ちにくい塗膜を形成することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明に係る耐指紋性塗料は、塗料構成主成分である膜形成樹脂として、水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を用いるものである。

水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂によって形成される塗膜の内部には、極性の高い水酸基やエステル基などの水酸基誘導体が多く存在するものであり、特に後述のようにイソシアネート硬化剤で硬化させる場合、極性の高い水酸基あるいはエステル基やウレタン基などの水酸基誘導体が多く存在するものであり、塗膜の表面自由エネルギーが高くなる。このため、塗膜の表面に液体が接触した際に液体がより濡れ広がり易くなり、指紋の主成分である皮脂の接触角が小さくなるようにすることができ、塗膜に指紋が付着しても指紋を濡れ広がらせることによって、指紋が目立ちにくくなるようにすることができるものである。

ここで、指紋の主成分の皮脂は中性脂肪（トリグリセリドなど）および中性脂肪が分解した脂肪酸（オレイン酸やパルミチン酸など）からなるものであり、皮脂の代表的な成分であるオレイン酸の付着性、ぬれ性や付着時の目立ちやすさが、耐指紋性を左右する。そして、塗料の膜形成成分の樹脂として水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を用いることによって、オレイン酸の接触角が１５度以下の塗膜を形成することができるものである。このように塗膜の表面のオレイン酸接触角が１５度以下であると、塗膜に指紋が付着しても、指紋を大きく濡れ広がらせることができるものであり、指紋が目立たないようにして、耐指紋性を高めることができるものである。

アクリル樹脂の水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合、形成される塗膜の表面自由エネルギーが低く、さらにオレイン酸と接触した際の界面自由エネルギーが大きくなるため、オレイン酸の接触角を１５度以下にすることは難しい。アクリル樹脂の水酸基価の上限は特に限定されないが、水酸基価が高すぎると形成される塗膜の極性が高くなり過ぎて、オレイン酸の極性との乖離が大きくなり、オレイン酸と接触した際の界面自由エネルギーが大きくなって、この場合もオレイン酸の接触角を１５度以下にすることは難しくなる。このため、アクリル樹脂の水酸基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが望ましい。

本発明の塗料は、アクリル樹脂にメラミン硬化剤を配合して、熱硬化性アクリルメラミン塗料として使用することができる。メラミン硬化剤としてはメラミン樹脂などを用いることができるが、メラミン硬化剤の配合量は、アクリル樹脂の水酸基の数を１とすると、メラミン硬化剤のアミノ基の数が０．４以上、０．９５以下となるように設定するのが好ましい。

上記の配合量のメラミン硬化剤でアクリル樹脂を硬化させて形成される塗膜には、硬化後も硬化反応に使用されなかった水酸基が塗膜内部に残留するものであり、この水酸基によって塗膜の表面自由エネルギーが高くなって、塗膜の表面に液体が接触した際に液体がより濡れ広がり易くなるので、オレイン酸の接触角を低下させて、耐指紋性を高めることができるものである。アクリル樹脂の水酸基数に対するメラミン硬化剤のアミノ基の数が０．４未満の場合、水酸基が過剰に残留するために塗膜の耐水性が低下するおそれがあり、また架橋密度が低下するために指紋の成分が塗膜中に浸透する場合があって、逆に耐指紋性が大きく低下するおそれがある。アクリル樹脂の水酸基数に対するメラミン硬化剤のアミノ基の数が０．９５を超える場合は、残留する水酸基が少なくなるので、上記のようなオレイン酸の接触角を低下させる効果を高く得ることが難しくなる。

また、アクリル樹脂にイソシアネート系硬化剤を配合して、熱硬化性あるいは常温硬化性のアクリルウレタン塗料として使用することもできる。イソシアネート系硬化剤としてはＭＤＩやＴＤＩ等のイソシアネート樹脂などを用いることができるが、イソシアネート硬化剤の配合量は、メラミン樹脂の水酸基の数を１とすると、イソシアネート系硬化剤のイソシアネート基の数が０．４以上、０．９５以下となるように設定するのが好ましい。

上記の配合量のイソシアネート系硬化剤でアクリル樹脂を硬化させて形成される塗膜には、硬化後も硬化反応に使用されなかった水酸基が塗膜内部に残留するものであり、この水酸基によって塗膜の表面自由エネルギーが高くなって、塗膜の表面に液体が接触した際に液体がより濡れ広がり易くなるので、オレイン酸の接触角を低下させて、耐指紋性を高めることができるものである。アクリル樹脂の水酸基数に対するイソシアネート系硬化剤のイソシアネート基の数が０．４未満の場合、水酸基が過剰に残留するために塗膜の耐水性が低下するおそれがあり、また架橋密度が低下するために指紋の成分が塗膜中に浸透する場合があって、逆に耐指紋性が大きく低下するおそれがある。アクリル樹脂の水酸基数に対するイソシアネート系硬化剤のイソシアネート基の数が０．９５を超える場合は、残留する水酸基が少なくなるので、上記のようなオレイン酸の接触角を低下させる効果を高く得ることが難しくなる。

本発明の塗料には、上記のような水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂や、メラミン硬化剤、イソシアネート系硬化剤の他に、耐指紋性の向上以外の塗料や塗膜として求められる性能を発現するために各種の成分を含むことができる。このような成分としては、例えば、溶剤、硬化剤、顔料、レベリング剤、湿潤剤、防腐剤などを挙げることができる。

上記の組成で形成される本発明の耐指紋性塗料は、種々の塗装対象に塗装して塗膜を形成することによって、耐指紋性を付与することができるものである。塗装する対象は特に限定されるものではないが、例えば、ピアノや高級家具など表面に光沢を有し、指紋が付着すると美観を損なうものや、ディスプレイや光学ディスクなど、指紋が付着すると視認性や光応答性などの光学特性を損なうものなどに適用することができる。

本発明の耐指紋性塗料を塗布する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー、ロールコーター、フローコーター、ディップコーター、バーコーター、刷毛塗り、静電塗装などの任意の方法を使用することができる。

また本発明の耐指紋性塗料を塗布した後に硬化する方法についても特に限定されるものではなく、例えば、溶剤の揮発によって硬化させる方法、メラミンやイソシアネートなどの架橋性の硬化剤を用いて熱硬化させる方法、紫外線重合開始剤を添加して紫外線照射により硬化させる方法や、電子線照射によって硬化させる方法などを挙げることができる。勿論、上記のようにメラミン硬化剤を用いてアクリルメラミン塗料として使用する場合には、熱硬化させる方法が好ましく、イソシアネート硬化剤を用いてアクリルウレタン塗料として使用する場合には、熱硬化あるいは常温硬化させる方法が好ましい。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
水酸基価が１４０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂に、このアクリル樹脂の水酸基１に対してアミノ基の数が１．２となる配合量で、アミノ基を有するブチルメラミン樹脂を架橋性硬化剤として配合し、これをキシレンおよびブチルセロソルブを溶剤として混合することによって、熱硬化性のアクリルメラミン塗料を得た。

そして基材として厚み２ｍｍで１０ｃｍ角のガラス板を用い、その表面に＃２０のバーコーターで上記の塗料を塗布し、１５０℃で２０分間加熱して塗料を硬化させることによって、膜厚２０μｍの塗膜を形成し、評価用サンプルを得た。

（実施例２）
実施例１と同じアクリル樹脂に、このアクリル樹脂の水酸基１に対してアミノ基の数が０．８となる配合量で、アミノ基を有するブチルメラミン樹脂を架橋性硬化剤として配合し、これをキシレンおよびブチルセロソルブを溶剤として混合することによって、熱硬化性のアクリルメラミン塗料を得た。

そして実施例１と同様にガラス板にこの塗料を塗布して熱硬化させることによって、表面評価用サンプルを得た。

（実施例３）
実施例１と同じアクリル樹脂に、このアクリル樹脂の水酸基１に対してイソシアネート基の数が０．８となる配合量で、イソシアネート基を有するイソシアネート樹脂を架橋性硬化剤として配合し、これをキシレンおよびブチルセロソルブを溶剤として混合することによって、常温硬化性のアクリルウレタン塗料を得た。

そして実施例１と同様にガラス板にこの塗料を塗布し、常温で２４時間放置して塗料を硬化させることによって、表面評価用のサンプルを得た。

（比較例１）
水酸基価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇであるアクリル樹脂に、このアクリルの水酸基１に対してアミノ基の数が１．２となる配合量で、アミノ基を有するブチルメラミン樹脂を架橋性硬化剤として配合し、これをキシレンおよびブチルセロソルブを溶剤として混合することによって、熱硬化性のアクリル塗料を得た。

そして実施例１と同様にガラス板にこの塗料を塗布して熱硬化させることによって、評価用サンプルを得た。

実施例１〜３及び比較例１で得た評価用サンプルを用い、塗膜のオレイン酸静止接触角と、水接触角、耐指紋性を測定した。

オレイン酸静止接触角は、塗膜の表面に０．３ｍｇのオレイン酸の液滴を着滴させた後５秒後の接触角を接触角計（協和界面（株）製「ＣＡ−ＤＴ」）を用いて測定した。

また水静止接触角は、塗膜の表面に０．３ｍｇの水滴を着滴させた後５秒後の接触角を接触角計（協和界面（株）製「ＣＡ−ＤＴ」）を用いて測定した。

耐指紋性については、塗膜の表面に指紋を付着させた後、任意の入射角（受光面の法線が光の方向に対してなす角）で白色蛍光灯を光源とする光を指紋にあて、その正反射光を観察した際に、指紋を目視で確認できるようになる入射角の値によって評価を行った。耐指紋性が良好な場合は、指紋を目視で確認できる入射角の値が大きくなる。

表１にみられるように、各実施例のものはいずれも比較例１に比べて、オレイン酸の接触角が小さく、また指紋を目視で確認できるようになる入射角が小さく、耐指紋性が優れていることが確認される。

Claims (3)

1. 塗膜形成成分として、水酸基価が１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアクリル樹脂を含有して成ることを特徴とする耐指紋性塗料。
2. メラミン硬化剤が、アクリル樹脂の水酸基の数１に対してメラミン硬化剤のアミノ基の数が０．４以上０．９５以下となるように配合されていることを特徴とする請求項１に記載の耐指紋性塗料。
3. イソシアネート硬化剤が、アクリル樹脂の水酸基の数１に対してイソシアネート硬化剤のイソシアネート基の数が０．４以上０．９５以下となるように配合されていることを特徴とする請求項１に記載の耐指紋性塗料。