JP2012106420A - 撥水表面を有する複合材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固相体4と、固相体4の表面にあって、多孔質粒子12が充填された表面を備える多孔質粒子層10と、を備える、複合材料2を構成する。多孔質粒子12としては好ましくは無機材料、セラミックス材料を用いる。例えば、シリカ、マイカ、タルク、セリサイト、カオリン、クレー、ベントナイト、活性炭、カーボンブラック等が挙げられる。また、酸化チタン、酸化アルミニウム(アルミナ)等の酸化物、水酸化アルミニウム等の水酸化物及び塩化アルミニウム等のハロゲン化物が挙げられる。
【選択図】図1
Description
固相体と、
前記固相体の表面にあって、多孔質粒子が充填された表面を備える多孔質粒子層と、
を備える、複合材料。
(2)前記多孔質粒子層は、前記多孔質粒子が集積した層である、(1)に記載の複合材料。
(3)前記多孔質粒子層は、前記多孔質粒子間に空隙を備える、(1)又は(2)に記載の複合材料。
(4)前記多孔質粒子は、その表面に疎水性樹脂被膜を有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の複合材料。
(5)前記多孔質粒子は、平均粒径が0.1μm以上10μm以下であって、平均細孔径が0.1nm以上100nm以下である、(1)〜(4)のいずれかに記載の複合材料。
(6)前記多孔質粒子層は、前記固相体に形成された表層の少なくとも一部を構成している、(1)〜(5)のいずれかに記載の複合材料。
(7)撥液表面を有する複合材料の製造方法であって、
多孔質粒子を固相体の表面に付着させて充填する工程、
を備える、製造方法。
(8)前記多孔質粒子はその表面に疎水性樹脂被膜を有する、(7)に記載の製造方法。
(9)前記充填工程は、前記多孔質粒子と疎水性樹脂材料とを含有する液を、固相体の表面に供給して皮膜化する工程である、(8)に記載の製造方法。
を備える、製造方法。
(10)多孔質粒子を含有する、撥液表面形成用組成物。
(11)さらに、疎水性樹脂を含有する、(10)に記載の組成物。
本明細書に開示される複合材料は、固相体と、前記固相体の表面にあって、多孔質粒子が充填された表面を備える多孔質粒子層と、を備えることができる。図1に示すように、本複合材料2は、固相体4の表面に多孔質粒子層10を備えていれば足りる。後述するように、他の表層を備えていてもよい。
固相体4は、固相を有していれば足り、特に限定されない。撥液表面を有することが有利に作用する固相体4であることが好ましい。こうした固相体4としては、金属、セラミックス、ガラス、これらの複合材料、これらの1種以上と他の材料との複合材料が挙げられる。こうした固相体は、特に、塩害、着雪、雨水等、水分を含有する各種汚染源への抵抗性を付与することが求められる材料が挙げられる。こうした材料は広く存在し、特に限定されないが、例えば、建築材料、構造材料、車両、船舶等の輸送体材料が挙げられる。固相体4の形態も特に限定されないで、用途等に応じて各種形態を採ることができる。例えば、シート状、板状、メッシュ状、粒子状、膜状、多孔質材料、繊維状等とすることができる。
多孔質粒子層10は、固相体4の表面に多孔質粒子12が充填された表面を有している。多孔質粒子12が充填された表面とは、実質的に多孔質粒子12のみからなる表面をいう。不可避的に形成される多孔質粒子12が存在しない領域があることを排除するものではない。また、撥液性が確保できていれば部分的に多孔質粒子12によって形成されていない表面、すなわち、多孔質粒子12が存在していない部分があることを排除するものでもない。
本明細書に開示される撥液表面を有する複合材料の製造方法は、多孔質粒子を固相体の表面に付着させて充填する工程を備えることができる。この方法によれば、本複合材料を容易に製造することができる。
本明細書に開示される撥液表面形成用組成物は、多孔質粒子を含有することができる。本組成物は、固相体に撥液表面を有する多孔質粒子層を形成することができる。この組成物は、多孔質球状微粒子12とともにこれの分散や供給に適した溶媒等の媒体を含むことができる。こうした媒体については既に説明した。また、本組成物は、皮膜材料を含む懸濁液であってもよい。こうした態様についても既に説明した。本組成物は、ディッピング用であってもよいし、噴霧用であってもよいし、塗布用であってもよい。
<溶剤の調製>
市販のアクリルシリコーン剤であるサイマックUS270(東亞合成(株)製)にエタノールを加え希釈した。市販品は固形分30wt%であるので、この固形分が5wt%となるように調製し、これを溶剤とした。
前記溶剤と微粒子を混合した塗装液に、塗装させたい基板を浸し、引き上げ速度3 mm/secにてディップコーティングを行った。なお塗装液は静置すると微粒子が沈殿するため、ディップコートの際は攪拌を行った。塗装後、室温で約10分乾燥させた。ディップコートおよび乾燥を5回繰り返した。
水滴接触角の測定には、全自動接触角計DropMasterシリーズDM−701(協和界面科学(株)製)を用いた。水滴を形成する注射針には超撥水測定用カテラン針32Gを用いた。水滴の液量は2μlとし、塗装された基板に液滴を着滴させた。解析ソフトウェアFAMS(協和界面科学(株)製)を用い、着滴した水滴を真円フィッティングし、接触角を求めた。測定は5回行い、最大値と最小値は除き、残りの3つの値の平均値を接触角として採用した。
溶剤のみを塗装液とした。この塗装液中にソーダガラス板を浸しディップコートを行い乾燥した。最後の乾燥は60℃で30分とした。この物品の水滴接触角を測定した。結果を表3に示す。溶剤のみを塗装された物品は、水滴接触角の結果、本発明の物品に比べて撥水性が低かった。
無孔の微粒子、市販のアドマファイン シリカSO−C6(平均粒径2.0μm、比表面積1.7m2/g)を溶剤10mlに加え、微粒子が5wt%となるように塗装液を調製した。この塗装液中にソーダガラス板を浸しディップコートを行い乾燥した。最後の乾燥は150℃で30分とした。微粒子同士が接着されている表面を有する物品を得た。この物品の水滴接触角を測定した。結果を表3に示す。また、比較例2で得られた物品の電子顕微鏡写真(倍率10000倍、30000倍、100000倍)を図6に示す。無孔微粒子を溶剤に加え塗装された物品は、水滴接触角の結果、本発明の物品に比べて撥水性が低かった。
Claims (11)
- 撥液表面を有する複合材料であって、
固相体と、
前記固相体の表面にあって、多孔質粒子が充填された表面を備える多孔質粒子層と、
を備える、複合材料。 - 前記多孔質粒子層は、前記多孔質粒子が集積した層である、請求項1に記載の複合材料。
- 前記多孔質粒子層は、前記多孔質粒子間に空隙を備える、請求項1又は2に記載の複合材料。
- 前記多孔質粒子は、その表面に疎水性樹脂被膜を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の複合材料。
- 前記多孔質粒子は、平均粒径が0.1μm以上10μm以下であって、平均細孔径が0.1nm以上100nm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の複合材料。
- 前記多孔質粒子層は、前記固相体に形成された表層の少なくとも一部を構成している、請求項1〜5のいずれかに記載の複合材料。
- 撥液表面を有する複合材料の製造方法であって、
多孔質粒子を固相体の表面に付着させて充填する工程、
を備える、製造方法。 - 前記多孔質粒子はその表面に疎水性樹脂被膜を有する、請求項7に記載の製造方法。
- 前記充填工程は、前記多孔質粒子と疎水性樹脂材料とを含有する液を、固相体の表面に供給して皮膜化する工程である、請求項8に記載の製造方法。
を備える、製造方法。 - 多孔質粒子を含有する、撥液表面形成用組成物。
- さらに、疎水性樹脂を含有する、請求項10に記載の組成物。
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