JP2009067625A - Surface treatment method for treating inorganic substrates, such as pottery surfaces, porcelain enamel surfaces, glass surfaces or the like of sanitary wares, general furnitures or the like - Google Patents

Surface treatment method for treating inorganic substrates, such as pottery surfaces, porcelain enamel surfaces, glass surfaces or the like of sanitary wares, general furnitures or the like Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a coating and processing method of a fluorine-based compound by which the processing on site can be done and which solves the problem that the processing on site is unstable and can not be easily processed owing to the characteristics of the liquid coating agent because it has a very unique structure. <P>SOLUTION: The surface treatment method comprises raising the boiling point by adding glycol ethers to a fluorine-based compound that is produced using a silane coupling agent, and then coating it on the surfaces of inorganic substrates such as pottery surfaces, porcelain surfaces, glass surfaces or the like of sanitary wares, general furniture or the like only at one time towards one direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フッ素系化合物を用いた衛生器具、一般什器などの陶磁器面、及びほうろう面、並びにガラス面などの無機質基材に対するコーティング工法による表面処理方法に関する。   The present invention relates to a surface treatment method by a coating method for inorganic substrates such as sanitary appliances using fluorine-based compounds, ceramic surfaces such as general furniture, enamel surfaces, and glass surfaces.

本来、フッ素系化合物などのコーティング剤は、シランカップリング剤を用いた製造法にて、非常に特殊な構造を有するフッ素系化合物からなるコーティング剤であるため、従来の防汚コーティング剤に比べ格段に優れた防汚性能を有しているのが大きな特徴である(たとえば、特許文献参照。)。   Originally, coating agents such as fluorine compounds are coating agents made of a fluorine compound having a very special structure in a manufacturing method using a silane coupling agent. It is a great feature that it has excellent antifouling performance (see, for example, Patent Documents).

特開平7−216047号公報JP-A-7-216047

しかしながら、フッ素系化合物などのコーティング剤は、原材料が高価なことや施工条件にも左右されることから、主に工場ラインでの加工が主で、現場施工をするには湿度、温度、施工条件的にも不向きといったものである。そこで、この非常に特殊な構造を有するフッ素系化合物からなるコーティング剤を現場施工において加工し、安定させる技術開発を構築した。   However, coating materials such as fluorine-based compounds are mainly processed at the factory line because the raw materials are expensive and depend on construction conditions, and humidity, temperature, and construction conditions are required for on-site construction. It is unsuitable. Therefore, we developed a technology development to process and stabilize the coating agent made of a fluorine-based compound having a very special structure in the field construction.

従来のフッ素樹脂、フッ素樹脂微粒子とフッ素系ワニスを主成分とするコーティング剤は、高価な材料であるが、鉛筆硬度にてB〜4Bといった柔らかいもので、色んな基材に密着し、且つ施工は容易で誰でも簡単にコーティングができるといったものであるが、IPA(イソプロピルアルコール)やシンナーなどで拭くと簡単に取れてしまうことや磨耗性にも弱いため施工条件が限られていた。   Conventional coatings mainly composed of fluororesin, fluororesin fine particles and fluorinated varnish are expensive materials, but they are soft, such as B to 4B, with pencil hardness and adhere to various base materials. Although it is easy and anyone can easily coat it, it was easy to remove by wiping with IPA (Isopropyl Alcohol) or thinner, etc. and the construction conditions were limited because it was also weak to wear.

本発明者の技術開発したシランカップリング剤を用いて製造されたフッ素系化合物は、一度他の元素と結びつくと、熱に強い薬品や、溶剤に侵されにくいといった「安全性の高い」化合物を作りだすものであるが、他の元素と結合をさせるため、シランカップリング剤が用いられる。   Fluorine compounds manufactured using the silane coupling agent developed by the inventor's technology, once combined with other elements, are highly safe chemicals that are resistant to heat and chemicals and solvents. A silane coupling agent is used for bonding with other elements.

このシランカップリング剤は、空気中の水分などに反応して加水分解していくものであり、保存安定性、使用条件、使用目的などでかなり左右されるため、現場でのコーティング加工は不安定であり困難とされている。   This silane coupling agent hydrolyzes by reacting with moisture in the air, and is considerably affected by storage stability, use conditions, purpose of use, etc., so on-site coating processing is unstable. It is difficult.

本発明者は、この困難な問題を極力回避すべくフッ素系化合物からなる、シランカップリング剤が用いられる原材料を、室内温度をエアコンにて、20℃から24℃に設定し、コーティング剤を20mlから100mlの遮光性のビンに充填した後、窒素ガスにて脱気処理を行い、シラン系からなる原材料の空気中の水分などに反応して加水分解していく被害を最低限度に抑えた。   In order to avoid this difficult problem as much as possible, the present inventor made a raw material for the silane coupling agent made of a fluorine-based compound, set the room temperature from 20 ° C. to 24 ° C. with an air conditioner, and coated the coating agent with 20 ml. After filling into a 100ml light-shielding bottle, it was degassed with nitrogen gas to minimize the damage caused by hydrolysis of the silane-based raw material in response to moisture in the air.

一般にフッ素系化合物に添加されているシランカップリング剤は、アルコキシ基側が加水分解し、シラノールとなって無機素材へ作用し、その効果を発揮するものであるが、金属に対してはメルカブト基やスルフィド基など有機官能基側も作用されることから、密着効果が得られる場合がある。   In general, a silane coupling agent added to a fluorine-based compound is hydrolyzed on the alkoxy group side, becomes silanol, acts on an inorganic material, and exhibits its effect. Since an organic functional group side such as a sulfide group is also acted, an adhesion effect may be obtained.

シランカップリング剤のアルコキシシリル基は、水に溶解するとシラノール基となる。このシラノール基は不安定で、経時変化により縮合反応が起こり、この結果、シロキサン結合が生じてゲル化したりするので、長期保存や常時在庫するといったことが難しい。一般的にシラノール基は水溶液中では不安定であるが、弱酸性領域になると安定性がよくなる。また、アミノシランはアミノ基との相互作用によって、水溶液中内で非常に安定性がよくなる。   The alkoxysilyl group of the silane coupling agent becomes a silanol group when dissolved in water. This silanol group is unstable and undergoes a condensation reaction with the passage of time. As a result, a siloxane bond is generated and gels, so that it is difficult to store for a long time or always stock. In general, a silanol group is unstable in an aqueous solution, but stability is improved in a weakly acidic region. In addition, aminosilane is very stable in aqueous solution due to the interaction with amino groups.

以上の非常に特殊な構造を有するフッ素系化合物からなるコーティング剤は、湿度、温度、施工環境などの管理条件のもと、設備が整った精密工場でのコーティング加工が主で、実用例としては顕微鏡、カメラ、メガネのレンズ、液晶画面、電子機器などの撥水防汚に用いられることが主流であった。   The coating agents made of fluorine compounds with a very special structure as described above are mainly used for coating processing in precision factories equipped with facilities under control conditions such as humidity, temperature, and construction environment. It was mainly used for water-repellent antifouling of microscopes, cameras, eyeglass lenses, liquid crystal screens, electronic devices and the like.

本発明者は、この非常に特殊な構造を有するフッ素系化合物からなるコーティング剤を、一般の陶器、磁器タイル、ガラス、鏡、鋳物ホーロー、鋼板ホーローといった無機質に対するコーティング被塗面との安定した定着と、その技術開発の安定性を構築すべく、いかなる施工条件であっても、確実な施工を可能とする、コーティング工法を開発することが本発明の課題である。   The present inventor has made the coating agent made of a fluorine-based compound having a very special structure stable and fixed on a coating surface to be coated on inorganic materials such as general ceramics, porcelain tiles, glass, mirrors, cast enamels, and steel enamels. It is an object of the present invention to develop a coating method that enables reliable construction under any construction conditions in order to establish the stability of technical development.

また、この非常に特殊な構造を有するフッ素系化合物からなるコーティング剤は、プラスチック、ABS、ウレタン樹脂などに対しては、付着力が弱いためその場合は、プライマーを下に塗りその上からコーティングすることが好ましい。   In addition, the coating agent made of a fluorine-based compound having a very special structure has a low adhesion to plastics, ABS, urethane resins, etc., so in that case, coat with a primer underneath. It is preferable.

かかる課題を解決せんとして、本発明者は鋭意技術開発の結果、このコーティング剤を塗布する被塗面に対するコーティング工法と下地処理工法を開発したものである。   In order to solve this problem, the present inventor has developed a coating method and a base treatment method for the surface to be coated on which the coating agent is applied as a result of earnestly developing the technology.

本発明では、衛生器具、一般什器などの陶磁器面、及びほうろう面、並びにガラス面などの無機質基材に施す表面処理方法において、シランカップリング剤を用いて製造したフッ素系化合物にグリコールエーテル類を添加して沸点を上昇させ、その後、衛生器具、一般什器などの陶磁器面、及びほうろう面、並びにガラス面などの無機質基材の表面に一方方向へ向けて一度だけ塗布することにした。   In the present invention, a glycol ether is added to a fluorine-based compound produced using a silane coupling agent in a surface treatment method applied to an inorganic base material such as sanitary ware, ceramic surfaces such as general furniture, and enamel surfaces, and glass surfaces. The boiling point was raised by addition, and then the coating was applied only once in one direction to the surface of an inorganic base material such as sanitary ware, ceramic surfaces such as general furniture, and enamel surfaces, and glass surfaces.

フッ素系化合物のコーティングを実施するには、シランカップリング剤の問題や湿度、温度、水分などの管理条件のもと、設備が整った精密工場でのコーティングが主で、カメラのレンズ、メガネのレンズ、顕微鏡のレンズ、液晶画面、電子機器、部品類並びに精密機器などの産業でのコーティングが主流であったが、本発明により幅広い産業でのコーティングが可能となる。   Fluorine-based compounds are usually coated in precision factories equipped with equipment under control conditions such as silane coupling agents and humidity, temperature, and moisture. Coatings in industries such as lenses, microscope lenses, liquid crystal screens, electronic equipment, parts and precision equipment have been mainstream, but the present invention enables coating in a wide range of industries.

本工法は、乾式工法で陶器、磁器タイル、ガラス、鏡、鋳物ホーロー、鋼板ホーローの無機質に対しての撥水防汚コートが大きな目的であり、基材は完全に湿気を除去する必要がある。この加工を施すことにより、従来のフッ素系コーティング剤とは異なる、長期間にわたっての耐摩耗性、耐久性、撥水防汚効果が可能となる。   This construction method is a dry construction method, and its main purpose is to provide a water-repellent antifouling coating for ceramics, porcelain tiles, glass, mirrors, cast enamels and steel plate enamels, and the substrate needs to completely remove moisture. By applying this processing, it becomes possible to provide wear resistance, durability and water-repellent antifouling effect over a long period of time, which is different from conventional fluorine-based coating agents.

そこで、本発明者は、フッ素系化合物からなる成分の耐摩耗性、耐久性、撥水防汚効果の根拠を裏付けるため、フッ素樹脂コーティングなどの撥水コート剤をはじめ、工業用のフッ素樹脂コーティング剤を用いて予備実験を行った。   Therefore, in order to support the grounds for the wear resistance, durability, and water-repellent antifouling effect of the components comprising the fluorine-based compound, the present inventor, including water-repellent coating agents such as fluororesin coatings, industrial fluororesin coating agents A preliminary experiment was conducted using

まず、被塗面となる素材を用意すべく、ガラス板サンプルとしては、製造元:セントラル硝子株式会社のガラス、厚さ約2mmを寸法70mm×120mmで50枚カットしたものを用意し、その表面をハロゲン化炭化水素、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロポリエーテルからなる、不燃性フッ素系溶剤を用いて、一種単独、又は二種以上を混合して基材に対して脱脂して使用し、日本製紙クレシア株式会社製のキムワイプにて完全に拭き取り作業を行う。   First, in order to prepare the material to be coated, a glass plate sample is prepared by the manufacturer: Central Glass Co., Ltd., prepared by cutting 50 sheets with a thickness of about 2mm and dimensions of 70mm x 120mm. Substrates made of halogenated hydrocarbons, hydrofluoroethers, hydrofluorocarbons, perfluoropolyethers, perfluoroalkanes, hydrofluoropolyethers, using nonflammable fluorine-based solvents, alone or in combination of two or more. The product is degreased and used, and completely wiped off with Kimwipe manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.

次に、本発明者の技術開発の構築にあたり、試験比較対象品としてフッ素樹脂製造元の原材料を5社選択し、同じ条件にてコーティングを行い、24時間後にその撥水、耐久性の基礎実験を行った。   Next, in establishing the technical development of the present inventor, five raw materials of fluororesin manufacturers are selected as test comparison products, coating is performed under the same conditions, and after 24 hours, basic experiments on water repellency and durability are performed. went.

今回、実験に当たって使用したコーティング剤は、
No.1 フッ素樹脂、シリコーンとIPA(イソプロピルアルコール)の混合剤
No.2 フッ素樹脂、ハロゲン化炭化水素の混合溶剤
No.3 撥水ガラスコーティング剤
No.4 フッ素系ポリマー、ハイドロフルオロカーボンの混合溶剤
No.5 ポリテトラフルオロエチレン系フッ素樹脂(水溶性)
である。以上のNo.1〜No.5のコーティング剤を用いて、本出願人の工法を構築したフッ素系化合物からなる成分との防汚効果の比較検証を行った。
The coating agent used in this experiment was
No.1 Mixture of fluororesin, silicone and IPA (isopropyl alcohol)
No.2 Mixed solvent of fluororesin and halogenated hydrocarbon
No.3 Water repellent glass coating agent
No.4 Mixed solvent of fluoropolymer and hydrofluorocarbon
No.5 Polytetrafluoroethylene fluororesin (water soluble)
It is. Using the coating agents of No. 1 to No. 5 described above, the antifouling effect was compared with a component composed of a fluorine-based compound for which the applicant's construction method was constructed.

撥水防汚実験内容については、試験用ガラスとしてセントラル硝子株式会社製造元のガラスを厚さ約2mm、寸法70mm×120mmで50枚カットしたものを用意し、上記のコーティング剤をガラスへ塗り、24時間放置した後、その被塗面に油性マジックで文字を書いた後、キッチンペーパーにて拭き取り、その後、IPA(イソプロピルアルコール)にて拭きあげる検証にて撥水防汚効果の実験を50回行った。   For the water-repellent antifouling test, prepare glass from the manufacturer of Central Glass Co., Ltd. with a thickness of about 2 mm and dimensions of 70 mm x 120 mm, and apply the above coating agent to the glass for 24 hours. After leaving, after writing letters on the coated surface with oil-based magic, wiping with kitchen paper, and then wiping with IPA (isopropyl alcohol), 50 water-repellent antifouling effects were tested 50 times.

使用した、マジックは商品名:RiKotaマーカー耐水性(MADE IN CHIINA)を使用、拭き上げに使用したペーパーは、商品名:エリエール(超吸水キッチンタオル 製造元:大王製紙株式会社)にて行った結果、No.2〜No.5のコーティング剤は、1回目の実験にて完全に表面の被膜が除去され、マジックを弾く効果はなくなった。   The magic used was the product name: RiKota Marker water resistance (MADE IN CHIINA), the paper used for wiping was the product name: Erière (super absorbent kitchen towel manufacturer: Daio Paper Co., Ltd.), In the coating agents of No. 2 to No. 5, the surface film was completely removed in the first experiment, and the effect of playing magic was lost.

No.1のコーティング剤に関しては、防汚テストを繰り返し行って10回目からマジックの拭き上げた痕が残りキッチンペーパのみでの除去は不可能であった。   With regard to the No. 1 coating agent, the antifouling test was repeatedly performed, and the traces of the magic wiped from the 10th time remained, and removal with kitchen paper alone was impossible.

そこで、IPA(イソプロピルアルコール)にて拭きあげ除去し、撥水効果の検証をした結果、撥水は残っていた。   Then, after wiping and removing with IPA (isopropyl alcohol) and verifying the water repellent effect, the water repellent remained.

一方、本発明者の技術開発のフッ素系化合物からなる成分との防汚テストを繰り返し行って、20回目からマジックの弾きが悪くなってきたが、取るのにはそんなに力も必要とせず、時間もそんなに掛からなかった。また、40回目のころから多少力を入れて取らないと時間が掛かるといった感じがしたが、マジックは完全に除去でき50回でも同じ結果であった。   On the other hand, the anti-fouling test with the component of the inventor's technically-developed fluorine-based compound was repeatedly performed, and the magic playing has deteriorated since the 20th time, but it does not require so much power and time to take It didn't take that much. Also, I felt that it would take some time if I did not put some effort from the 40th time, but the magic could be completely removed and the same result was obtained even 50 times.

このフッ素系化合物からなる成分と、No.1のコーティング剤と、50回の比較テストをした結果、フッ素系化合物からなる成分を用いた無機質材に対する加工と、そのコーティング工法が撥水、防汚ともその効果は明らかであった。   As a result of 50 comparative tests with this fluorine compound component and the No. 1 coating agent, processing of inorganic materials using the fluorine compound component and its coating method is water repellent and antifouling. The effect was obvious.

上記予備実験の結果を元に、さらに現場での施工データを取るべく、陶磁器洗面ボール、バスルームの鏡にNo.1のコーティング剤と、フッ素系化合物からなる成分を用いたコーティング工法にて、撥水効果、耐久性、防汚性能の検証を行った。   Based on the results of the above preliminary experiment, in order to obtain further construction data on site, a ceramic construction wash ball, a coating method using a No. 1 coating agent and a component composed of a fluorine compound in the bathroom mirror, The water repellent effect, durability and antifouling performance were verified.

ここで、No.1のコーティング剤と、フッ素系化合物からなる成分は、紫外線を吸収して反応する光触媒とは違って、汚れを分解するセルフクリーニングといった機能は備わっていないので、汚れが付着し、撥水効果がなくなってきたらその被塗面となる表面を拭き上げ、洗浄する必要がある。したがって、その撥水効果と磨耗性に関しての耐久性が要求される。   Unlike the photocatalyst that reacts by absorbing ultraviolet rays, the No. 1 coating agent and the component composed of a fluorine-based compound do not have a self-cleaning function that decomposes dirt, so that dirt adheres. When the water-repellent effect is lost, it is necessary to wipe and clean the surface to be coated. Therefore, durability with respect to the water repellent effect and wear resistance is required.

そのため、検証した内容については、被塗面となる素材を特定した陶磁器洗面ボール、バスルームの鏡に毎日、タオル生地にて拭き上げる実験を行った。バスルームの鏡については、ホームセンターなどで売っている掃除用具のナイロン製の束子を用いての実験を行った。   Therefore, for the verified contents, an experiment was conducted in which towels were wiped daily with a ceramic washbasin ball that specified the material to be coated and a bathroom mirror. For the bathroom mirror, we conducted an experiment using nylon bundles of cleaning tools sold at home centers.

No.1のコーティング剤と、フッ素系化合物からなる成分では、陶磁器洗面ボール、バスルームの鏡にコーティングを施した後、洗面ボールは毎日、市販のタオル生地にて拭き上げを行う。
鏡については、ナイロン製の束子に中性洗剤をつけて、円を描くようにして擦って洗い流したあと、シャワーをかけ、その撥水効果の確認を検証していった。
In the case of ingredients consisting of No. 1 coating agent and fluorine compounds, after the ceramic washbasin and bathroom mirror are coated, the washbasin is wiped with a commercially available towel cloth every day.
As for the mirror, a neutral detergent was attached to a nylon bundle, and it was washed by scrubbing in a circle, and then showered to verify the water-repellent effect.

上記の検証の結果で明らかになったことは、No.1のコーティング剤の成分は、撥水効果は残ってはいるものの、フッ素系化合物からなる成分と比べて、汚れを寄せつけ付着させる確率が非常に高いことが明らかであった。   As a result of the above verification, the No. 1 coating component has a water-repellent effect, but has a higher probability of attracting and adhering to dirt than a component made of a fluorine-based compound. It was clear that it was very expensive.

本発明においては、陶器、磁器タイル、ガラス、鏡、鋳物ホーロー、鋼板ホーローといった無機質などは焼成されて製造される為、その表面には肉眼では解らない無数のピンホールがあり、その中に色んな不純物が付着し混入している場合が多い。その他、基材の表面は凹凸となっており、その表面の下地処理も完全に行うための施工面を想定する。   In the present invention, since inorganic materials such as ceramics, porcelain tiles, glass, mirrors, cast enamels, steel plate enamels are baked and produced, there are innumerable pinholes on the surface that cannot be seen with the naked eye. In many cases, impurities are attached and mixed. In addition, the surface of the base material is uneven, and a construction surface for completely performing the surface treatment of the surface is assumed.

コーティングを施す基材に対し、まずは下地処理に関しては、成分が、珪酸70%、アルミナ14%、カルシウム3%、ナトリウム3%、磁鉄2%、カリウム2%、その他マグネシウム、チタン、マンガンなどを含む、天然無機質粉状の物質からなるシラスバルーンを超ミクロ化し、それをペースト状にて加工したものを、下地処理剤として加工することで、基材に傷も入らず且つ基材表面は、完全な親水性をもたらすほどの下地処理を可能にしたことで、フッ素系化合物と基材との密着効果を更に上げることを可能とする。   For the base material to be coated, first, regarding the base treatment, the components are 70% silicic acid, 14% alumina, 3% calcium, 3% sodium, 2% magnetic iron, 2% potassium, other magnesium, titanium, manganese, etc. The Shirasu balloon made of a natural inorganic powder-like material is micro-micronized and processed as a paste, which is processed as a paste, so that the substrate surface is not damaged and the substrate surface is completely By enabling the surface treatment so as to bring about a good hydrophilic property, it is possible to further improve the adhesion effect between the fluorine-based compound and the substrate.

更に、基材の焼成後にできるピンホールに混入付着している油分、不純物などを除去するためスチーム機を用いて完全な蒸気脱脂処理を行う。   Further, a complete steam degreasing process is performed using a steam machine in order to remove oil, impurities and the like adhering to and adhering to the pinholes formed after firing the substrate.

その後、基材を完全に乾燥させ拭き上げを行い、溶媒による脱脂処理を行う。   Thereafter, the substrate is completely dried and wiped off, and degreasing treatment with a solvent is performed.

この脱脂処理に使用するものは、液体からなる不燃性フッ素系溶剤として、沸点が40℃〜98.4℃の範囲にて構成されたハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハロゲン化炭化水素、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロポリエーテル、等が挙げられる。これらの不燃性フッ素系溶剤は、一種単独で、又は二種以上を混合して基材に対して脱脂して使用することができる。   What is used for this degreasing treatment is a non-flammable fluorine-based solvent comprising a liquid, a hydrofluoroether, a hydrofluorocarbon, a halogenated hydrocarbon, a perfluoropolyether having a boiling point in the range of 40 ° C to 98.4 ° C, Examples thereof include perfluoroalkane and hydrofluoropolyether. These nonflammable fluorine-based solvents can be used alone or in combination of two or more and degreased against the base material.

このフッ素系化合物に関しては、沸点温度が40℃〜54℃と低く揮発性が高いので、現場での施工に適するように、沸点を76℃〜158.7℃に沸点調整するために、アリルグリコール(AG)主体のグリコールエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエ−テル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノisoプロピルエーテル、エチレングリコールモノisoブチルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエ−テル、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノisoプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジnブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノnプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノnブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエ−テル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノnブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノnブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノnプロピルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールラウリン酸ソルビタンエステル、ポリエチレングリコールラウリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノブチルエーテル、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールエチレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル、ポリオキシプロピレンビスフェノールAエーテル、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンエーテル、ポリオキシエチレンペンタエリスリトールエーテル、ポリオキシプロピレントリメチロールプロパンエーテル、ポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリル酸エステルフェニルグリコール(PhG)主体のグリコールエーテル、ノニルフェノールポリエチレングリコールエーテル、の一種単独、又は二種以上を混合して使用する。その場合、コーティング剤における添加含有量は、0.1〜30質量%の範囲がさらに好ましい。   This fluorine-based compound has a low boiling point temperature of 40 ° C. to 54 ° C. and high volatility. Therefore, in order to adjust the boiling point to 76 ° C. to 158.7 ° C. so as to be suitable for on-site construction, allyl glycol is used. (AG) Main glycol ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether , Ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Monobutyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monobenzyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether , Diethylene glycol di nbutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono n propyl ether, dipropylene glycol mono n butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether -Tell, triethylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol mono nbutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono nbutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono npropyl ether, propylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol, polyethylene glycol methacrylate Luric acid ester, polyethylene glycol lauric acid sorbitan ester, polyethylene glycol lauryl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene monobutyl ether, polyoxyethylene monomethyl ether, polypropylene glycol ethylene glycol ether, polyoxyethylene bisphenol A ether, polyoxypropylene bisphenol A ether , Polyoxyethylene trimethylol propane ether, polyoxyethylene pentaerythritol ether, polyoxypropylene trimethylol propane ether, polyethylene glycol methacrylate, polyoxyethylene methyl ether methacrylate phenyl glycol (PhG) based glycol ether, nonylphenol polyethylene Glycol ethers, for alone or in combination of two or more use. In that case, the addition content in the coating agent is more preferably in the range of 0.1 to 30% by mass.

また、被塗面に対してスプレーガンを用いてのコーティングを行う場合は、揮発性が非常に高いため、通常のエアーコンプレッサーを用いたスプレーガンでの吹き付けでは、フッ素系化合物の液剤が気化して出るため、被塗面に対してのコーティング加工は困難であることや、スプレーノズルの先端部分で空気と水分が融合し合って化学反応にて縮合反応が起こり、フッ素系化合物の液剤分子が被塗面に対して結合しなくなる。   In addition, when coating the surface to be coated with a spray gun, the volatility is very high, so spraying with a spray gun using a normal air compressor vaporizes the liquid fluorine compound. Therefore, it is difficult to coat the surface to be coated, and air and moisture are fused together at the tip of the spray nozzle, causing a condensation reaction through a chemical reaction. It will not bond to the coated surface.

これを解決すべく、本発明者は、ブロー式の圧送温風ガンを用いて、フッ素系化合物の液剤に
上述したように沸点を調整して吹き付けを行うことで、この問題を解決した。
In order to solve this problem, the present inventor solved this problem by adjusting the boiling point of the liquid solution of the fluorine-based compound and spraying it on the liquid solution of the fluorine-based compound by using a blow-type pressurized hot air gun.

本発明によれば、通常の脱脂並びに下地処理を行った従来工法と、新工法にて行った工法での違いを福岡県工業技術センターの設備を使用して検証実験を行った結果、その実験結果のデータは以下の通りである。   According to the present invention, as a result of conducting a verification experiment using the facilities of the Fukuoka Industrial Technology Center, the difference between the conventional method of performing normal degreasing and ground treatment and the method of performing the new method was confirmed. The resulting data is as follows.

試験方法
協和界面化学(株)製 接触角計(CA-DT)
試験ガラス:(マイクロ スライド ガラス)
生地:JIS L0803に規程される(綿:3号)
検査内容:接触角及び耐磨耗試験
試験結果
従来工法
コーティング後の接触角:84.72
耐磨耗試験 10000回テスト結果:接触角は55.4
新工法
コーティング後の接触角:100.5
耐磨耗試験 10000回テスト結果:接触角は91.6
Test method Contact angle meter (CA-DT) manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.
Test glass: (micro slide glass)
Fabric: stipulated in JIS L0803 (Cotton: No. 3)
Inspection contents: Contact angle and abrasion resistance test Test result Conventional method Contact angle after coating: 84.72
Abrasion resistance test 10,000 test results: contact angle is 55.4
New construction method Contact angle after coating: 100.5
Abrasion test 10,000 times test result: contact angle 91.6

下地処理以外、同様の条件にてコーティングを施した結果、新工法の方が従来工法よりも接触角、耐磨耗性とも良い結果を出すことが明らかとなった。   As a result of coating under the same conditions other than the base treatment, it was found that the new method gives better results in both contact angle and wear resistance than the conventional method.

ここで、従来工法によるものは、以下の処理を施したものである。   Here, the method according to the conventional method is the one subjected to the following processing.

水、湯水が日常的に流れ磨耗を要するトイレ、バスルーム、洗面ボール、鏡や油分が付着しやすい、窓ガラス、キッチン棚のガラスなどを施工面としてコーティング工法を適用した。   The coating method was applied to toilets, bathrooms, wash-basins, mirrors and glass that easily adheres to water, hot water, water, hot water, etc.

まず、基材の表面の凹凸やピンホールとなっている部分の水分、油分などをシリコンオフ、炭化水素などを用いて、不織布ナイロンにて擦りながら洗浄脱脂を行い完全に乾燥させる。   First, the moisture and oil content of the irregularities and pinholes on the surface of the base material are cleaned and degreased while being rubbed with non-woven nylon using silicon-off, hydrocarbon, etc., and completely dried.

塗布する被塗面にフッ素系化合物の液剤をカップに入れた後、柔らかい刷毛、コットン、布、不織布の何れかを用いてそれに染込ませ、被塗面に塗りそのまま放置しておく。この場合、湿度の問題や、湿気が残っていないことを確認したうえで、コーティングを行い12時間〜24時間放置しておく。   A liquid solution of a fluorine-based compound is put in a cup on the surface to be coated, and then infiltrated with a soft brush, cotton, cloth, or non-woven fabric, and applied to the surface to be coated and left as it is. In this case, after confirming that there is no humidity problem or no moisture remaining, the coating is performed and left for 12 to 24 hours.

12時間〜24時間放置後、コーティング剤を塗布した被塗面はそのままでも構わないが、コーティングのムラが目立つ場合は、市販のIPA(イソプロピルアルコール)を用いて拭き上げるのが好ましい。   After leaving for 12 hours to 24 hours, the coated surface to which the coating agent has been applied may be left as it is, but when uneven coating is noticeable, it is preferable to wipe it off using commercially available IPA (isopropyl alcohol).

また、新工法によるものは、以下の各工程の処理を施したものである。   Moreover, the thing by a new construction method gives the process of each following process.

1.研磨工程
基材表面とフッ素系化合物との成分の密着を向上すべく、シラスバルーンからなる、微粒子にて専用のナイロン、ポリエステルから造られた、不織布に酸化アルミニウムの超微粒子を塗布した化学合成繊維を用いて、研磨下地処理を行う。
1. Polishing process To improve the adhesion between the surface of the base material and the fluorine compound, chemically synthesized fibers made of nylon and polyester made of fine particles, made of shirasu balloon, coated with ultrafine aluminum oxide particles Is used to perform polishing ground treatment.

2.清浄工程
上記1の処理が終わった後、基材のピンホール内部に混入している不純物等をスチーム機にて蒸気を出して、上記1の工程では除去できなかった不純物、油分の残りを浮上させ処理を行う。
2. Cleaning process After the treatment in 1 above is completed, the steam and other impurities mixed in the pinholes of the base material are steamed out, and the remaining impurities and oil that cannot be removed in the above 1 process are floated. Process.

3.脱脂工程
上記2の水洗いを終えた後、乾燥させ沸点が40℃〜98.4℃の範囲にて構成されたハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハロゲン化炭化水素、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロポリエーテルからなる、不燃性フッ素系溶剤を用いて、一種単独、又は二種以上を混合して基材に対して脱脂して使用する。
3. Degreasing process After finishing washing in 2 above, the product is dried and hydrofluoroether, hydrofluorocarbon, halogenated hydrocarbon, perfluoropolyether, perfluoroalkane, hydrofluorocarbon having a boiling point in the range of 40 ° C to 98.4 ° C. A nonflammable fluorine-based solvent made of polyether is used alone or in combination of two or more, and degreased with respect to the base material.

4.沸点調整工程
上記3の作業が終わったら、乾いたウェスにて拭き上げ乾燥させた後、フッ素系化合物からなる原材料そのものが揮発性が非常に高い溶媒にて希釈されているため、現場施工には不向きである。それを解決すべく、現場施工が容易にできるように、沸点を76℃〜158.7℃に調整する沸点調整を行うため、グリコールエーテル類を0.1%から30%の範囲にて添加させたものを使用することで解決した。
4). Boiling point adjustment process After the above 3 work is completed, after wiping with a dry cloth and drying, the raw material itself made of a fluorine-based compound is diluted with a very volatile solvent. It is unsuitable. In order to solve this problem, glycol ethers were added in the range of 0.1% to 30% in order to adjust the boiling point to 76 ° C to 158.7 ° C so that construction at the site can be done easily. It was solved by using.

5.塗布工程
このフッ素系化合物をコーティングするやり方については、円を描くように塗ったり、左右に幾度も重ねるように塗ったりすると防汚、撥水効果が著しく損なわれることがあるので、この場合のコーティングは一方方向へ向けてスムーズに流れるように一度だけ塗る。手塗りにて使用するものは、柔らかいウェス、コットン、不織布、キムタオルなどが好ましい。スプレー工法にてコーティングを行う場合は、上記4の沸点調整を行ったコーティング剤を使用する。この時、使用するスプレーガンはブロー式の圧送温風ガンを用いてコーティングすることで、液剤の空気と水分が融合し合って化学反応にて縮合反応を起こす原因を解決した。
5). Application process About coating method of this fluorine-based compound, antifouling and water repellent effect may be significantly impaired if it is applied in a circle or overlaid on the left and right several times. Apply only once to flow smoothly in one direction. What is used by hand coating is preferably soft cloth, cotton, non-woven fabric, Kim towel or the like. When coating is performed by the spray method, the coating agent having the boiling point adjusted as described in 4 above is used. At this time, the spray gun used was coated with a blow-type hot-air supply gun to solve the cause of the condensation reaction caused by the chemical reaction caused by the fusion of the liquid air and moisture.

6.赤外線照射工程
基材との結合反応を更に高めるためコーティング後、ハンディタイプの1kwのIRT近赤外線ランプを使用した照射機にて30分間〜60分間の照射をすることが好ましい。
6). Infrared irradiation process After coating, it is preferable to irradiate for 30 minutes to 60 minutes with an irradiator using a handy type 1 kw IRT near infrared lamp in order to further enhance the binding reaction with the substrate.

7.仕上工程
24時間乾燥後、塗りムラがある場合はIPA(イソプロピルアルコール)にて拭き上げることにより、表面の素材を損なうことなく仕上がる。
7). Finishing process
After drying for 24 hours, if there is uneven coating, it can be finished without damaging the surface material by wiping with IPA (isopropyl alcohol).

具体的には、まず天然無機質粉状の物質を超ミクロ化したシラスバルーンを用いて、ナイロン、ポリエステルから造られた、不織布に酸化アルミニウムの超微粒子を塗布した化学合成繊維を用いて、基材の表面に付着している水垢、ウロコ、不純物などの除去するために研磨する。   Specifically, first of all, using a synthetic glass fiber made of nylon and polyester, coated with ultrafine particles of aluminum oxide, using a shirasu balloon made of ultra-micron natural mineral powder, Polish to remove scales, scales and impurities attached to the surface.

その後、更に凹凸やピンホールとなっている部分へスチームをあて中の汚れ、油分などを蒸気にて浮上させ洗浄した後、乾燥拭き上げを行い、沸点が40℃〜98.4℃の範囲にて構成されたハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハロゲン化炭化水素、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルカン、ハイドロフルオロポリエーテルからなる、不燃性フッ素系溶剤を用いて、基材に対して脱脂して使用する。   After that, apply steam to the irregularities and pinholes, so that dirt, oil, etc. are floated and washed with steam, and then wiped dry, and the boiling point is in the range of 40 to 98.4 ° C. The base material is degreased using a non-flammable fluorine-based solvent composed of hydrofluoroether, hydrofluorocarbon, halogenated hydrocarbon, perfluoropolyether, perfluoroalkane and hydrofluoropolyether.

塗布する被塗面にフッ素系化合物の液剤をカップに入れた後、柔らかい刷毛、コットン、布、不織布の何れかを用いてそれに染込ませ、被塗面に塗りそのまま放置しておく。この場合、塗布した後、被塗面基材にハンディタイプの1kwのIRT近赤外線ランプを使用した照射機にて30分間の照射をすることで被塗面とコーティング剤との結合促進を早める。   A liquid solution of a fluorine-based compound is put in a cup on the surface to be coated, and then infiltrated with a soft brush, cotton, cloth, or non-woven fabric, and applied to the surface to be coated and left as it is. In this case, after application, the bonding of the coated surface and the coating agent is accelerated by irradiating the coated surface substrate with an irradiation machine using a handy type 1 kw IRT near infrared lamp for 30 minutes.

被塗面には湿度、湿気が残っていないことを確認したうえで、コーティングを行い12時間放置しておく。   After confirming that the surface to be coated is free of humidity and humidity, perform coating and leave it for 12 hours.

12時間放置後、コーティング剤を塗布した被塗面はそのままでも構わないが、コーティングのムラが目立つ場合は、市販のIPA(イソプロピルアルコール)を用いて拭き上げる。   After leaving it to stand for 12 hours, the surface to be coated with the coating agent can be left as it is, but if the coating is uneven, wipe it off using commercially available IPA (isopropyl alcohol).

本発明者の技術開発したフッ素系化合物の被膜は、コーティング液組成物中の樹脂分が0.1〜2.0質量%程度のものであり、形成されるコーティング被膜の防汚層は加工条件にもよるが、0.1nm〜10nm以下の被膜で得られている。   The coating film of the fluorine compound developed by the inventor has a resin content in the coating liquid composition of about 0.1 to 2.0% by mass, and the antifouling layer of the coating film to be formed depends on the processing conditions. And a film having a thickness of 0.1 nm to 10 nm or less.

このコーティング加工後の性能試験を、福岡県工業技術センターへ接触角及び30000回の耐磨耗試験依頼をし、その検証データの結果は以下の通りであった。
試験方法
協和界面化学(株)製 接触角計(CA-DT)
試験ガラス:(マイクロ スライド ガラス)
生地:JIS L0803に規程される(綿:3号)
検査内容:接触角及び耐磨耗試験
試験結果
コーティング後の接触角:101.4
耐磨耗試験 30000回テスト結果:接触角は95.1
For the performance test after coating, we requested the Fukuoka Prefectural Industrial Technology Center for contact angle and 30000 wear resistance tests. The results of the verification data were as follows.
Test method Contact angle meter (CA-DT) manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.
Test glass: (micro slide glass)
Fabric: stipulated in JIS L0803 (Cotton: No. 3)
Inspection contents: Contact angle and abrasion resistance test Test result Contact angle after coating: 101.4
Abrasion resistance test 30000 times test result: contact angle is 95.1

以上の結果から、毎日10回の拭き上げを行ったと想定した場合、8年2ヶ月ちょっとの年数にて、コーティング加工当初の撥水効果より6.3%だけ減った結果となる。また、検証後IPA(イソプロピルアルコール)を用いて拭き上げても剥がれることなく、撥水効果を維持した。   From the above results, assuming that the wipes were wiped 10 times every day, the result was 6% less than the initial water-repellent effect of the coating process in just a few years of 8 years and 2 months. Moreover, even after wiping with IPA (isopropyl alcohol) after verification, the water-repellent effect was maintained without peeling.

Claims (1)

シランカップリング剤を用いて製造したフッ素系化合物にグリコールエーテル類を添加して沸点を上昇させ、その後、衛生器具、一般什器などの陶磁器面、及びほうろう面、並びにガラス面などの無機質基材の表面に一方方向へ向けて一度だけ塗布することを特徴とする衛生器具、一般什器などの陶磁器面、及びほうろう面、並びにガラス面などの無機質基材に施す表面処理方法。   Glycol ethers are added to fluorine-based compounds produced using silane coupling agents to raise the boiling point, and then the surface of inorganic substrates such as sanitary ware, ceramic surfaces such as general furniture, enamel surfaces, and glass surfaces. A surface treatment method applied to an inorganic base material such as a sanitary ware, a ceramic surface such as general furniture, an enamel surface, and a glass surface, wherein the surface is applied only once in one direction.
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