JP2017064706A - Coating film forming method, and functional material provided with coating film - Google Patents

Coating film forming method, and functional material provided with coating film Download PDF

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Tetsuya Shichi
哲也 志知
満美 池戸
Mitsuyoshi Ikedo
満美 池戸
恭子 片岡
Kyoko Kataoka
恭子 片岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which exhibits excellent workability and can easily form a coating film having an even or uniform, and good appearance on a surface of a base material.SOLUTION: A method of forming a coating film on a surface of a base material includes: at least a process of forming a liquid film by applying an aqueous coating composition on the surface of the base material; and a process of forming a coating film by drying the liquid film. The liquid film has a fine uneven shape including a plurality of protruded parts and a plurality of recessed parts. In the coating film forming process, the coating film, on which the fine uneven shape of the liquid film is maintained, is formed by drying the liquid film.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、優れた施工性を有し、基材の表面に均一または均質で、良好な外観を有するコーティング被膜を容易に形成可能なコーティング被膜形成方法、および基材と、当該基材の表面に形成された、均一または均質で、良好な外観を有するコーティング被膜とを備えてなる機能材に関する。   The present invention relates to a coating film forming method capable of easily forming a coating film having excellent workability, uniform or homogeneous on the surface of the substrate, and having a good appearance, and the substrate, and the surface of the substrate It is related with the functional material provided with the coating film which has the uniform or homogeneous and the favorable external appearance formed.

基材の表面にコーティング被膜を形成する一つの手段として、水を分散媒として含む水系コーティング組成物が用いられている。水系コーティング組成物は、一般に、溶剤を分散媒として含む非水系コーティング組成物に比べて、表面張力が低く、粘度が低い傾向にある。すなわち、水系コーティング組成物は高いレベリング性(基材の表面に濡れ広がりやすい性質)を有する。現場施工において、このような高いレベリング性を有する水系コーティング組成物を、壁面などの広い面または垂直面もしくは傾斜面を有する基材に適用する場合、液だれや塗りムラなどの外観不良が生じ易く、均一な被膜を形成するのは難しいことがある。とりわけガラスなどの透明な基材に適用する場合、外観不良がより生じ易く、均一な被膜を形成するのは一層難しい。こうした不具合を抑制するため、施工者に高い技能を要求しなければならない実情があり、現場施工に高い技術が求められている。   As one means for forming a coating film on the surface of a substrate, an aqueous coating composition containing water as a dispersion medium is used. The aqueous coating composition generally tends to have a lower surface tension and lower viscosity than a non-aqueous coating composition containing a solvent as a dispersion medium. That is, the water-based coating composition has high leveling properties (propensity to easily spread on the surface of the substrate). When applying a water-based coating composition having such a high leveling property to a substrate having a wide surface such as a wall surface or a vertical surface or inclined surface in field construction, appearance defects such as dripping and uneven coating are likely to occur. It may be difficult to form a uniform film. In particular, when applied to a transparent substrate such as glass, poor appearance tends to occur more easily, and it is more difficult to form a uniform film. In order to suppress such problems, there is a situation that requires a high level of skill from the installer, and high technology is required for on-site construction.

WO98/003607号公報(特許文献1)には、界面活性剤を添加することにより、コーティング組成物を基材の表面に均質に適用できることが記載されている。特開平10−337526号公報(特許文献2)には、汚れが付着している既設の基材表面を洗浄した後にコーティング組成物を塗布する方法が記載されている。このコーティング組成物に界面活性剤を添加することによって、基材の表面への濡れ性を向上させることができると記載されている。   WO98 / 003607 (Patent Document 1) describes that a coating composition can be uniformly applied to the surface of a substrate by adding a surfactant. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-337526 (Patent Document 2) describes a method in which a coating composition is applied after cleaning the surface of an existing base material on which dirt is adhered. It is described that the wettability to the surface of the substrate can be improved by adding a surfactant to the coating composition.

特開2000−246115号公報(特許文献3)には、基材の表面に実質的に均一に分散した状態で、例えば不連続状、好ましくは島状で形成された光触媒被膜を有する光触媒性部材が記載されている。この光触媒性部材は、気候変動など基材が膨張・収縮し易い環境下でも光触媒機能を良好に発揮できると報告されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-246115 (Patent Document 3) discloses a photocatalytic member having a photocatalytic coating formed, for example, in a discontinuous manner, preferably in an island shape, in a substantially uniformly dispersed state on the surface of a substrate. Is described. It has been reported that this photocatalytic member can exert its photocatalytic function satisfactorily even in an environment where the substrate is likely to expand and contract due to climate change.

しかしながら、壁面など水系コーティング組成物の適用が困難な基材の表面に、均一で良好な外観を有する、優れたコーティング被膜を高い施工技術を要することなく容易に形成可能な方法が依然求められている。   However, there is still a need for a method that can easily form an excellent coating film having a uniform and good appearance on a surface of a substrate such as a wall surface on which it is difficult to apply an aqueous coating composition without requiring high construction techniques. Yes.

WO98/003607号公報WO98 / 003607 Publication 特開平10−337526号公報JP-A-10-337526 特開2000−246115号公報JP 2000-246115 A

本発明者らは、今般、基材の表面に微細な凹凸形状を有する液膜を形成し、この微細な凹凸形状が維持されるように当該液膜を乾燥させて被膜を形成することにより、優れた施工性を有し、基材の表面に均一または均質で、良好な外観を有するコーティング被膜を容易に形成できるとの知見を得た。本発明は斯かる知見に基づくものである。   The present inventors recently formed a liquid film having a fine uneven shape on the surface of the base material, and dried the liquid film so as to maintain this fine uneven shape, thereby forming a film, It was found that a coating film having excellent workability, uniform or homogeneous, and a good appearance can be easily formed on the surface of the substrate. The present invention is based on such knowledge.

従って、本発明は、優れた施工性を有し、基材の表面に均一または均質で、良好な外観を有するコーティング被膜を容易に形成可能な方法を提供することを目的とする。また、本発明は、基材と、当該基材の表面に形成された、均一または均質で、良好な外観を有するコーティング被膜とを備えてなる機能材を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of easily forming a coating film having excellent workability, uniform or homogeneous on the surface of a substrate, and having a good appearance. Another object of the present invention is to provide a functional material comprising a base material and a coating film formed on the surface of the base material that is uniform or homogeneous and has a good appearance.

すなわち、本発明は、コーティング被膜を基材の表面に形成する方法であって、
当該方法が、
水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する工程と、
前記液膜を乾燥させて被膜を形成する工程と
を少なくとも含んでなり、
前記液膜が、複数の凸部および複数の凹部を含む微細な凹凸形状を有しており、
前記被膜形成工程において、前記液膜を乾燥させて前記液膜の前記微細な凹凸形状が維持された前記被膜を形成することを特徴とする。
That is, the present invention is a method of forming a coating film on the surface of a substrate,
The method is
Applying a water-based coating composition to the surface of the substrate to form a liquid film;
Forming a film by drying the liquid film, and
The liquid film has a fine uneven shape including a plurality of convex portions and a plurality of concave portions,
In the coating film forming step, the liquid film is dried to form the coating film in which the fine uneven shape of the liquid film is maintained.

また、本発明は、基材と、当該基材の表面に形成されたコーティング被膜とを備えてなる機能材であって、前記コーティング被膜が複数の凸部および複数の凹部を含む微細な凹凸形状を有することを特徴とする。   Further, the present invention is a functional material comprising a base material and a coating film formed on the surface of the base material, wherein the coating film includes a plurality of convex portions and a plurality of concave portions. It is characterized by having.

本発明によるコーティング被膜形成方法は、水系コーティング組成物の基材への適用が困難な環境下であっても、当該水系コーティング組成物および/または基材に特別な処理を施すことなく、当該水系コーティング組成物から形成される液膜の形状を微細な凹凸形状に制御しながら、当該液膜の形状が維持された形状を有する被膜を簡便に形成することができる。本発明においては、微細な凹凸形状を有する液膜が形成され、この形状が維持されたまま液膜が乾燥し、均質で外観に優れたコーティング被膜となる。液膜が微細な凹凸形状を有することにより、この形状が、乾燥途中の液膜、さらには乾燥後の被膜に維持されると考えられる。この形状の維持により、均一で良好な外観を有する優れたコーティング被膜を、高い施工技術を要することなく容易に形成することができる。具体的には、壁面のように窓ガラス等よりも広い面積を有する基材に、垂直面もしくは傾斜面を有する基材に、またはこのような基材であって透明性のあるものに、液だれ、塗りムラ、塗筋などの外観不良が視認されることのない、均一なコーティング被膜を、高い施工技能を要することなく容易に形成することができる。あるいは、夏場など気温が高く液膜の乾燥時間が短い環境下で、現場施工する場合における、塗りムラ、塗筋などの外観不良、および、冬場などの気温が低く液膜の乾燥時間が長い環境下で、現場施工する場合における液ダレなどの外観不良が視認されることのない、均一なコーティング被膜を、高い施工技能を要することなく容易に形成することができる。さらに、このような優れた施工性を安定して発現・維持することができる。   The coating film forming method according to the present invention allows the aqueous coating composition and / or the substrate to be used without any special treatment even in an environment where it is difficult to apply the aqueous coating composition to the substrate. A film having a shape in which the shape of the liquid film is maintained can be easily formed while controlling the shape of the liquid film formed from the coating composition to a fine uneven shape. In the present invention, a liquid film having a fine concavo-convex shape is formed, and the liquid film is dried while maintaining this shape, so that a coating film having a uniform and excellent appearance is obtained. When the liquid film has a fine uneven shape, it is considered that this shape is maintained in the liquid film in the middle of drying and further in the film after drying. By maintaining this shape, it is possible to easily form an excellent coating film having a uniform and good appearance without requiring a high construction technique. Specifically, a substrate having a larger area than a window glass or the like such as a wall surface, a substrate having a vertical surface or an inclined surface, or such a substrate and having transparency. It is possible to easily form a uniform coating film without requiring high construction skills without any appearance defects such as coating unevenness and coating stripes being visually recognized. Or, in the summer, when the temperature is high and the drying time of the liquid film is short, when performing on-site construction, poor appearance such as coating unevenness, streaks, etc., and the environment where the temperature is low and the drying time of the liquid film is long, such as in winter A uniform coating film can be easily formed without requiring high construction skills without any visual defects such as liquid sag in the case of site construction. Furthermore, such excellent workability can be stably expressed and maintained.

本発明によるコーティング被膜形成方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a coating film forming method according to the present invention. (a)本発明によるコーティング被膜形成方法において形成される液膜および被膜を示す模式図である。(b)従来のコーティング被膜形成方法において形成される液膜および被膜を示す模式図である。(A) It is a schematic diagram which shows the liquid film and film formed in the coating film formation method by this invention. (B) It is a schematic diagram which shows the liquid film and film which are formed in the conventional coating film formation method. スポンジローラーを回転させながら水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which applies a water-system coating composition to the surface of a base material, rotating a sponge roller, and forms a liquid film. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された液膜の写真である。3 is a photograph of a liquid film formed by the coating film forming method according to the present invention. 図4(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。5 is a photograph of a film formed by drying the liquid film shown in FIG. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された別の液膜の写真である。It is a photograph of another liquid film formed by the coating film formation method by this invention. 図5(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。6 is a photograph of a film formed by drying the liquid film shown in FIG. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された液膜の写真である。It is a photograph of the liquid film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 図6(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by drying the liquid film shown in FIG. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method by this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. 本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された被膜の写真である。It is a photograph of the film formed by the coating film formation method which does not belong to this invention. デジタルホログラフィック顕微鏡観察によって得た被膜37〜41の表面形状プロファイルを示す。The surface shape profile of the films | membranes 37-41 obtained by digital holographic microscope observation is shown. デジタルホログラフィック顕微鏡観察によって得た被膜42〜46の表面形状プロファイルを示す。The surface shape profile of the films | membranes 42-46 obtained by the digital holographic microscope observation is shown.

コーティング被膜形成方法
図1は、本発明によるコーティング被膜形成方法のフローチャートである。本発明によるコーティング被膜形成方法は、図1に示すように、水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する工程(工程1)と、この液膜を乾燥させて被膜を形成する工程(工程2)とを少なくとも含んでなる。
Coating Film Forming Method FIG. 1 is a flowchart of a coating film forming method according to the present invention. As shown in FIG. 1, the coating film forming method according to the present invention includes a step of forming a liquid film by applying an aqueous coating composition to the surface of a substrate (step 1), and drying the liquid film to form a film. And forming (step 2) at least.

図2及び図3を参照しつつ、図1のフローチャートに示す工程を詳細に説明する。図2(a)は、本発明によるコーティング被膜形成方法において形成される液膜および被膜を示す模式図である。図2(b)は、従来のコーティング被膜形成方法において形成される液膜および被膜を示す模式図である。図3は、スポンジローラーを回転させながら水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する態様を示す模式図である。   The steps shown in the flowchart of FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2A is a schematic diagram showing a liquid film and a film formed in the coating film forming method according to the present invention. FIG. 2B is a schematic diagram showing a liquid film and a film formed in the conventional coating film forming method. FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment in which a liquid film is formed by applying an aqueous coating composition to the surface of a substrate while rotating a sponge roller.

液膜の形成(工程1)
本発明によるコーティング被膜形成方法においては、先ず、水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する。
Formation of liquid film (Step 1)
In the coating film forming method according to the present invention, first, a liquid film is formed by applying an aqueous coating composition to the surface of a substrate.

液膜
本発明において、液膜とは、水系コーティング組成物を基材の表面に適用した後に形成された膜であって、乾燥し始める前のウエットな状態の膜を指す。図2(a)に示すように、液膜101は、複数の凸部101aおよび複数の凹部101bを含む微細な凹凸形状を有する。微細な凹凸形状としては、例えば、複数の凸部101aおよび複数の凹部101bが、基材表面全体に亘って均一に存在している状態のものが挙げられる。例えば、複数の凸部101aおよび複数の凹部101bが、基材表面の縦方向および横方向双方において交互に規則正しく分布している状態が挙げられる。
Liquid Film In the present invention, the liquid film refers to a film formed after applying the aqueous coating composition to the surface of the base material and in a wet state before starting to dry. As shown in FIG. 2A, the liquid film 101 has a fine uneven shape including a plurality of convex portions 101a and a plurality of concave portions 101b. Examples of the fine concavo-convex shape include a state in which a plurality of convex portions 101a and a plurality of concave portions 101b are present uniformly over the entire substrate surface. For example, a state in which the plurality of convex portions 101a and the plurality of concave portions 101b are regularly distributed alternately in both the vertical direction and the horizontal direction of the substrate surface can be mentioned.

ここで、基材から液膜に向かう積層(鉛直)方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な方向をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向の双方に垂直な方向をY軸方向とする。上記凸部101aの直径とは、X-Y平面、すなわち液膜101の表面において、隣接する2つの凸部101aの間の距離である。凸部101aの厚さとは、凸部101aのZ軸方向に沿う長さである。   Here, the stacking (vertical) direction from the substrate to the liquid film is the Z-axis direction, the direction perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction, and the direction perpendicular to both the Z-axis direction and the X-axis direction is the Y-axis direction. And The diameter of the convex portion 101a is a distance between two adjacent convex portions 101a on the XY plane, that is, the surface of the liquid film 101. The thickness of the convex portion 101a is the length along the Z-axis direction of the convex portion 101a.

液膜101の微細な凹凸形状は、液膜101の表面(X−Y平面)を観察した場合に、微細な網目状、鱗状であることが好ましく、鱗状であることがより好ましい。液膜101に含まれる単位体積あたりのコーティング組成物の量が所定値より少ない、または該コーティング組成物の表面張力及び粘度が所定値よりも大きい等の場合は、微細な網目状や鱗状の微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。一方、液膜101に含まれる単位体積あたりのコーティング組成物の量が所定値よりも多い、または該コーティング組成物の表面張力及び粘度が所定値よりも小さい等の場合には、例えば、微細な網目状や鱗状の微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することが困難である。あるいは、これら微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができた場合であっても、後述する乾燥途中にこれら微細な凹凸形状を維持できないおそれがある。この場合、乾燥後の被膜においては、その外観に塗りムラ等が視認されてしまう。   When the surface (XY plane) of the liquid film 101 is observed, the fine concavo-convex shape of the liquid film 101 is preferably a fine mesh or scale, and more preferably a scale. When the amount of the coating composition per unit volume contained in the liquid film 101 is less than a predetermined value, or when the surface tension and viscosity of the coating composition are larger than a predetermined value, etc. A liquid film 101 having an uneven shape can be formed. On the other hand, when the amount of the coating composition per unit volume contained in the liquid film 101 is larger than a predetermined value or the surface tension and viscosity of the coating composition are smaller than a predetermined value, It is difficult to form the liquid film 101 having a fine concavo-convex shape such as a mesh or scale. Alternatively, even if the liquid film 101 having these fine uneven shapes can be formed, there is a possibility that these fine uneven shapes cannot be maintained during the drying described later. In this case, coating unevenness etc. will be visually recognized in the external appearance in the film after drying.

本発明によれば、液膜101が微細な凹凸形状を有しており、かつ、この形状が、乾燥途中の液膜、さらには乾燥後の被膜102に維持されることにより、均一で良好な外観を有する優れたコーティング被膜を、高い施工技術を要することなく容易に形成することができる。   According to the present invention, the liquid film 101 has a fine concavo-convex shape, and this shape is maintained in the liquid film in the middle of drying, and further in the coating film 102 after drying. An excellent coating film having an external appearance can be easily formed without requiring a high construction technique.

被膜の形成(工程2)
本発明によるコーティング被膜形成方法においては、次いで、工程1で形成された液膜を乾燥させて被膜を形成する。被膜は、液膜が有する微細な凹凸形状が維持されるように当該液膜を乾燥させて形成される。つまり、液膜が有する微細な凹凸形状を維持したまま液膜を乾燥して、被膜を形成する。このように形成された被膜は、その後もこの凹凸形状を維持する。すなわち、液膜が有する微細な凹凸形状は、乾燥途中の液膜、さらには乾燥後の被膜に維持される。この形状の維持が、良好なコーティング被膜の形成に寄与する。微細な凹凸形状が維持される作用機序として、以下の現象が生じるものと考えられる。
Formation of film (process 2)
In the coating film forming method according to the present invention, the liquid film formed in step 1 is then dried to form a film. The coating is formed by drying the liquid film so that the fine uneven shape of the liquid film is maintained. That is, the liquid film is dried while maintaining the fine uneven shape of the liquid film to form a coating film. The film thus formed maintains this uneven shape after that. That is, the fine uneven shape of the liquid film is maintained in the liquid film in the middle of drying and further in the dried film. The maintenance of this shape contributes to the formation of a good coating film. It is considered that the following phenomenon occurs as an action mechanism for maintaining a fine uneven shape.

例えば、図2(a)に示すように、液膜101が乾燥している間、微細な凹凸形状に含まれる凸部101aの高さが分散媒の蒸発に伴い小さくなることを除き、液膜101が有する微細な凹凸形状がほとんど変化しない現象が生じるものと考えられる。すなわち、乾燥前の微細な凹凸形状(101a、101b)と、乾燥後の微細な凹凸形状(102a、102b)とを2次元(平面)的に対比した場合、両者における凸部(101a、102a)および凹部(101b、102b)の位置がほとんど変化していない現象である。また、凸部101aが流動せず(縦方向および/または横方向に濡れ広がらず)、元の凸部101aの形状、および基材表面における位置が変化することがほとんど無い現象が生じるものと考えられる。さらに、凸部101aが流動せず、隣接する凸部101aと接触し、元の凸部101aの形状、基材表面における位置、基材表面に存在する凸部101aの数(密度)が変化することがほとんど無い現象が生じるものと考えられる。このように、工程2では、液膜101の微細な凹凸形状が反映された微細な凹凸形状を有する被膜102が形成される。   For example, as shown in FIG. 2A, while the liquid film 101 is dried, the height of the convex portion 101a included in the fine concavo-convex shape is reduced as the dispersion medium evaporates. It is considered that a phenomenon in which the fine uneven shape of 101 has hardly changed occurs. That is, when the fine uneven shape before drying (101a, 101b) and the fine uneven shape after drying (102a, 102b) are compared two-dimensionally (planar), the convex portions (101a, 102a) in both This is a phenomenon in which the positions of the recesses (101b, 102b) hardly change. Further, it is thought that the phenomenon that the convex portion 101a does not flow (wet and spread in the vertical direction and / or the horizontal direction), and the shape of the original convex portion 101a and the position on the substrate surface hardly change. It is done. Further, the convex portion 101a does not flow, but comes into contact with the adjacent convex portion 101a, and the shape of the original convex portion 101a, the position on the substrate surface, and the number (density) of the convex portions 101a existing on the substrate surface change. It is thought that a phenomenon with almost no occurrence occurs. As described above, in step 2, the coating film 102 having a fine uneven shape reflecting the fine uneven shape of the liquid film 101 is formed.

被膜
本発明において、被膜102とは、液膜101が乾燥した後の状態の膜を指す。被膜102においては、液膜101が有していた微細な凹凸形状が維持されている。従って、被膜102においては、塗りムラ等の外観不良が視認されにくい。また、タレ等の不具合の発生も抑制される。液膜101が有していた微細な凹凸形状が維持された状態の、被膜102の形状は、微細な網目状、鱗状が好ましく、鱗状がより好ましい。
Film In the present invention, the film 102 refers to a film in a state after the liquid film 101 is dried. In the coating 102, the fine uneven shape that the liquid film 101 had is maintained. Accordingly, in the coating 102, it is difficult to visually recognize defective appearance such as uneven coating. In addition, occurrence of defects such as sagging is suppressed. The shape of the coating film 102 in a state in which the fine uneven shape of the liquid film 101 is maintained is preferably a fine mesh shape or a scale shape, and more preferably a scale shape.

図3に示すように、施工現場では、例えばローラー10などの手段を用いて水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜101を形成する。例えば、ローラー10を基材の表面に押し付けて染み出させた水系コーティング組成物を、ローラーで塗り広げて液膜を形成する。このとき、ローラーの材質、水系コーティング組成物の物性などの諸条件に応じて、厚さが大きい凸部(例えば凸部101a)と、厚さが小さい凹部(例えば凹部101b)とからなる凹凸形状を有する液膜が形成される。   As shown in FIG. 3, at the construction site, a liquid film 101 is formed by applying a water-based coating composition to the surface of the substrate using means such as a roller 10. For example, the aqueous coating composition exuded by pressing the roller 10 against the surface of the substrate is spread with a roller to form a liquid film. At this time, depending on various conditions such as the material of the roller and the physical properties of the aqueous coating composition, a concavo-convex shape consisting of a convex portion having a large thickness (for example, convex portion 101a) and a concave portion having a small thickness (for example, concave portion 101b). A liquid film having is formed.

水系コーティング組成物は、一般に、基材に適用された後、その表面に濡れ広がって、均一な液膜、被膜が形成されるように、レベリング性が高いものが好適に用いられる。本発明者らの行った実験によればり、以下の現象が確認された。すなわち、このようにレベリング性の高い水系コーティング組成物を基材に適用して、図2(b)に示すような、厚さ及び直径が大きい凸部201aを含む液膜201を形成した場合、基材に適用した後、凹部201b方向に濡れ広がろうとする力が生じて、乾燥時に、例えば、隣接する2つの凸部201a同士が結合して被膜202に大きな凸部202aが不均一に形成される。ここで、凸部202aが不均一に形成されるとは、凸部202a自体の大きさが不均一であること、および、凸部202aの被膜202内における配置が不均一であること、の両方を意味する。この不均一に形成された凸部202aが塗りムラ等の外観不良として視認される。   In general, a water-based coating composition having a high leveling property is suitably used so that a uniform liquid film and a film are formed after being applied to a substrate and spreading on the surface thereof. According to experiments conducted by the present inventors, the following phenomenon was confirmed. That is, when the water-based coating composition having a high leveling property is applied to the base material as described above and the liquid film 201 including the convex portion 201a having a large thickness and diameter as shown in FIG. 2B is formed, After applying to the base material, a force to wet and spread in the direction of the concave portion 201b is generated, and when drying, for example, two adjacent convex portions 201a are bonded to each other to form a large convex portion 202a on the coating 202 unevenly. Is done. Here, the convex portion 202a is formed non-uniformly, both the size of the convex portion 202a itself is non-uniform and the arrangement of the convex portion 202a in the coating 202 is non-uniform. Means. The unevenly formed convex portion 202a is visually recognized as an appearance defect such as uneven coating.

さらに、図2(b)に示すように、微細でなく、また不規則な凹凸形状を有する液膜201にあっては、乾燥時、凸部201aが濡れ広がって、隣接する2つの凸部201a同士が結合して、新たな凸部202aを有する被膜202が形成される。また、凸部201aに含まれる液が濡れ広がることで、被膜202において液膜201の凹部201bとは異なる位置にフラットな凹部202bが形成され、凸部202aの高さが相対的に大きくなる。また、凸部202aの被膜202中での配置も不規則となる。さらに、液膜201は不均一に濡れ広がるため、凸部202aの高さのばらつきが大きくなる。これらの現象は、被膜202において塗りムラ等の外観不良として視認される。   Further, as shown in FIG. 2B, in the liquid film 201 that is not fine and has an irregular concavo-convex shape, the protrusion 201a wets and spreads when dried, and two adjacent protrusions 201a The films 202 are bonded to each other to form a film 202 having new convex portions 202a. Further, when the liquid contained in the convex portion 201a is wet and spread, a flat concave portion 202b is formed at a position different from the concave portion 201b of the liquid film 201 in the coating film 202, and the height of the convex portion 202a becomes relatively large. Further, the arrangement of the convex portions 202a in the coating 202 is irregular. Furthermore, since the liquid film 201 spreads out in a non-uniform manner, the variation in the height of the convex portion 202a increases. These phenomena are visually recognized as poor appearance such as uneven coating in the coating film 202.

これに対し、本発明によれば、上述した現象の発生は抑制される。例えば、本発明にあっては、水系コーティング組成物によって微細な凹凸形状(101a、101b)を有する液膜101を形成し、かつ、凸部101aが、適用後、凹部101b方向に濡れ広がらないように工夫している。従って、液膜101において、乾燥時、隣接する2つの凸部101a同士が結合することが抑制される。よって、液膜101の有する微細な凹凸形状が、乾燥途中の液膜及び乾燥後の被膜に維持される。このように形成された被膜102が有する微細な凹凸形状はほとんど視認されることがないため、被膜102は良好な外観を有する。   On the other hand, according to the present invention, the occurrence of the phenomenon described above is suppressed. For example, in the present invention, the liquid film 101 having a fine uneven shape (101a, 101b) is formed by the aqueous coating composition, and the protrusion 101a does not wet and spread in the direction of the recess 101b after application. It is devised to. Therefore, in the liquid film 101, the two adjacent convex portions 101a are suppressed from being bonded to each other during drying. Therefore, the fine uneven shape of the liquid film 101 is maintained in the liquid film in the middle of drying and the film after drying. Since the fine uneven shape of the coating film 102 formed in this way is hardly visible, the coating film 102 has a good appearance.

本発明において、被膜102の厚さは、例えば10nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上150nm以下であることがより好ましい。被膜の厚さが10nm以上であることにより、被膜が光触媒を含む場合、光触媒の効果が十分に発揮される。被膜の厚さが200nm以下であることにより、液膜101に厚い凸部101aが均一に形成された場合であっても、被膜の塗りムラが視認され難い。また、被膜の透明性に優れる。   In the present invention, the thickness of the coating 102 is, for example, preferably 10 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 150 nm or less. When the thickness of the coating is 10 nm or more, when the coating contains a photocatalyst, the effect of the photocatalyst is sufficiently exhibited. When the thickness of the coating is 200 nm or less, even when the thick protrusions 101a are uniformly formed on the liquid film 101, the coating unevenness of the coating is hardly visible. Moreover, the transparency of the coating is excellent.

本発明によるコーティング被膜の形成方法について、図4〜図6を参照しつつさらに説明する。図4(a)は、本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された液膜の写真である。図4(b)は、図4(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。図5(a)は、本発明によるコーティング被膜形成方法により形成された別の液膜の写真である。図5(b)は、図5(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。図6(a)は、本発明に属さないコーティング被膜形成方法により形成された液膜の写真である。図6(b)は、図6(a)に示す液膜が乾燥して形成された被膜の写真である。なお、写真中央に位置する黒いしるしは、写真撮影時のピント調整のためのしるしである。   The method for forming a coating film according to the present invention will be further described with reference to FIGS. FIG. 4A is a photograph of a liquid film formed by the coating film forming method according to the present invention. FIG. 4B is a photograph of a film formed by drying the liquid film shown in FIG. FIG. 5 (a) is a photograph of another liquid film formed by the coating film forming method according to the present invention. FIG. 5B is a photograph of a film formed by drying the liquid film shown in FIG. FIG. 6A is a photograph of a liquid film formed by a coating film forming method not belonging to the present invention. FIG. 6B is a photograph of a film formed by drying the liquid film shown in FIG. Note that the black mark located at the center of the photo is a mark for adjusting the focus when taking the photo.

図4(a)に示すように、液膜101は、その表面を観察した場合に、鱗状の微細な凹凸形状を有している。そして図4(b)に示すように、この液膜101を乾燥させて形成した被膜102も、同様に鱗状の微細な凹凸形状を有している。すなわち、図4(a)(b)に示すように、本発明によるコーティング被膜の形成方法においては、液膜101に設けた微細な凹凸形状が維持された被膜102を形成することができる。鱗状の微細な凹凸を有する被膜102においては、塗りムラ等が視認されず、優れた外観を有している。   As shown in FIG. 4A, the liquid film 101 has a scale-like fine uneven shape when the surface is observed. And as shown in FIG.4 (b), the coating film 102 formed by drying this liquid film 101 similarly has a scale-like fine uneven | corrugated shape. That is, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), in the method for forming a coating film according to the present invention, it is possible to form the film 102 provided on the liquid film 101 with the fine uneven shape maintained. In the coating film 102 having scale-like fine irregularities, coating unevenness or the like is not visually recognized, and has an excellent appearance.

図5(a)に示すように、液膜101は、その表面を観察した場合に、網目状の微細な凹凸形状を有している。そして図5(b)に示すように、この液膜101を乾燥させて形成した被膜102も、同様に網目状の微細な凹凸形状を有している。すなわち、図5(a)(b)に示すように、本発明によるコーティング被膜の形成方法においては、液膜101に設けた微細な凹凸形状が維持された被膜102を形成することができる。網目状の微細な凹凸を有する被膜102においても、塗りムラ等が視認されにくく、優れた外観を有している。   As shown in FIG. 5 (a), the liquid film 101 has a fine concavo-convex shape in a mesh shape when the surface is observed. Then, as shown in FIG. 5B, the coating film 102 formed by drying the liquid film 101 similarly has a fine mesh-like uneven shape. That is, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the method for forming a coating film according to the present invention, it is possible to form the film 102 provided on the liquid film 101 and maintaining the fine uneven shape. Even in the coating film 102 having a fine mesh asperity, uneven coating or the like is hardly visible and has an excellent appearance.

なお、図5に示す被膜102においては、隣接する凸部同士の一部が結合している場合もあるが、全体としては、液膜101の微細な凹凸形状が被膜102においても維持されており、被膜102は優れた外観を有している。また、図5に示す液膜101において、凸部101aが、例えば図4(a)に示す液膜101の場合と比べて大きいため、白っぽく見えている。この図5に示す凸部は、液膜101内に均一に配置されており、また凹部の厚さと凸部の厚さとの相対的な差が小さいため、被膜102においても塗りムラとして視認されにくい。   In the coating film 102 shown in FIG. 5, some of the adjacent convex portions may be bonded, but as a whole, the fine uneven shape of the liquid film 101 is maintained in the coating film 102. The coating 102 has an excellent appearance. Further, in the liquid film 101 shown in FIG. 5, the convex portion 101a is larger than the case of the liquid film 101 shown in FIG. The convex portions shown in FIG. 5 are uniformly arranged in the liquid film 101, and since the relative difference between the thickness of the concave portion and the thickness of the convex portion is small, it is difficult for the coating film 102 to be recognized as uneven coating. .

これに対して、図6(a)に示すように、液膜201は、その表面を観察した場合に、微細な凹凸形状を有しておらず、凹部の厚さと凸部の厚さとの相対的な差が大きい。また、液膜の厚い部分(凸部201a)が不規則に配置されている。そして図6(b)に示すように、この液膜201を乾燥させて形成した被膜202には、例えば、液膜の凸部201aとは異なる位置に、大きな凸部202aが不規則に形成されている。図6(a)(b)を比べると、本発明に属さないコーティング被膜の形成方法において形成された場合には、液膜201が乾燥する際に、液の移動が生じてしまい、液膜201と被膜202とで、その表面の形状が変化してしまうことがわかる。また、この変化が均一ではなく不均一に生じるために、被膜202においては、塗りムラが視認されてしまう。   On the other hand, as shown in FIG. 6A, the liquid film 201 does not have a fine uneven shape when the surface thereof is observed, and the relative thickness between the thickness of the concave portion and the thickness of the convex portion. There is a big difference. Moreover, the thick part (convex part 201a) of the liquid film is irregularly arranged. Then, as shown in FIG. 6B, the film 202 formed by drying the liquid film 201 has irregularly formed large convex portions 202a at positions different from the convex portion 201a of the liquid film, for example. ing. 6 (a) and 6 (b), when formed in the coating film forming method not belonging to the present invention, the liquid film 201 is moved when the liquid film 201 is dried. It can be seen that the shape of the surface of the coating 202 changes. Further, since this change occurs not uniformly but unevenly, coating unevenness is visually recognized in the coating film 202.

液膜の乾燥方法は自然乾燥でも良いし、加熱、気流、減圧等の方法で乾燥を促進しても良い。本発明において、液膜の乾燥時間は短い方が好ましい。より好ましい乾燥時間は概ね10秒以上5分以内である。乾燥時間の下限を10秒以上、つまり短過ぎない時間にすることにより、水系コーティング組成物を基材表面に適用している間に液膜が乾燥してしまうのを防ぐことが可能となり、その結果、液膜が有する微細な凹凸形状が維持されたままの均一または均質な被膜を形成することができる。さらにより好ましい乾燥時間は、概ね10秒以上2分以内である。   The method of drying the liquid film may be natural drying, or may be accelerated by heating, airflow, reduced pressure, or the like. In the present invention, it is preferable that the drying time of the liquid film is short. A more preferable drying time is approximately 10 seconds or more and 5 minutes or less. By setting the lower limit of the drying time to 10 seconds or more, that is, a time that is not too short, it becomes possible to prevent the liquid film from drying while the aqueous coating composition is applied to the substrate surface. As a result, it is possible to form a uniform or homogeneous film while maintaining the fine uneven shape of the liquid film. An even more preferable drying time is approximately 10 seconds to 2 minutes.

被膜の表面形状
本発明の好ましい態様によれば、本発明による方法により得られる被膜が有する微細な凹凸形状は、等方性を有する。「等方性を有する」とは、コーティング被膜において、被膜表面に沿った任意の方向で、つまり塗装方向(例えば、縦方向および横方向)によらずに微細な凹凸形状が形成され、筋状模様などが視認されない状態を意味する。これらの状態は、例えば、被膜表面を目視により観察することができる。また、後記するデジタルホログラフィック顕微鏡解析によって得られるピークに関する測定値が、被膜表面に沿った任意の方向(例えば、縦方向および横方向)において、有意差がないことをもって確認することができる。
Surface Shape of Coating According to a preferred embodiment of the present invention, the fine uneven shape of the coating obtained by the method according to the present invention is isotropic. “Isotropic” means that in the coating film, fine irregularities are formed in any direction along the surface of the film, that is, irrespective of the coating direction (for example, the vertical direction and the horizontal direction), This means that the pattern is not visible. In these states, for example, the coating surface can be visually observed. Moreover, it can confirm that the measured value regarding the peak obtained by the digital holographic microscope analysis mentioned later does not have a significant difference in arbitrary directions (for example, a vertical direction and a horizontal direction) along the film surface.

上記態様においては、コーティング被膜の表面形状が等方性を有することに加えて、被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルを処理して計測したとき、被膜表面の凹凸形状が、300μm以上500μm以下の平均ピーク幅、かつ、単位長さ2.5mmにおいて4個以上8個以下の平均ピーク個数をさらに有する。このような表面形状を有する被膜においては、複数の凸部および複数の凹部は、微細であり、かつ、基材表面全体に亘って均一または規則正しく存在している。   In the above aspect, in addition to the surface shape of the coating film being isotropic, when the profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope is measured and measured, The shape further has an average peak width of 300 μm or more and 500 μm or less, and an average peak number of 4 or more and 8 or less in a unit length of 2.5 mm. In the film having such a surface shape, the plurality of convex portions and the plurality of concave portions are fine and exist uniformly or regularly over the entire surface of the substrate.

デジタルホログラフィック顕微鏡は、コーティング被膜の表面形状を非常に微細なレベルで3次元解析できる装置である。本発明においては、デジタルホログラフィック顕微鏡を用いて得られる測定データをプロファイリングし、ピーク(凸部)の幅、単位長さあたりのピークの個数、被膜厚に対するピーク高さの割合という3つのパラメータを導き出し、これらをコーティング被膜の表面形状の指標とすることにより、微細な凹凸形状の数値化を実現している。3つの指標のうち、ピーク(凸部)の幅、および単位長さあたりのピークの個数は、コーティング被膜の表面形状の均一性または規則性を2次元的に可視化することを可能とするものである。これら2つの指標に加えて、被膜厚に対するピーク高さの割合を考慮することで、コーティング被膜の表面形状の均一性または規則性を3次元的に可視化することが可能となる。   The digital holographic microscope is an apparatus that can three-dimensionally analyze the surface shape of a coating film at a very fine level. In the present invention, the measurement data obtained using a digital holographic microscope is profiled, and the three parameters of the width of the peak (convex portion), the number of peaks per unit length, and the ratio of the peak height to the film thickness are set. By deriving them and using them as indices of the surface shape of the coating film, the quantification of fine irregularities is realized. Of the three indicators, the width of the peak (convex part) and the number of peaks per unit length enable two-dimensional visualization of the uniformity or regularity of the surface shape of the coating film. is there. In addition to these two indexes, by considering the ratio of the peak height to the film thickness, it is possible to visualize the uniformity or regularity of the surface shape of the coating film three-dimensionally.

デジタルホログラフィック顕微鏡を用い、例えば以下のような手法で、コーティング被膜の表面形状のピーク(凸部)の幅、単位長さあたりのピークの個数、被膜厚に対するピーク高さの割合を求めることができる。
コーティング被膜において、所定の方向へ所定の長さ、例えば10mm分の表面形状プロファイルを測定する。1ショットで1×1mmの視野の撮影が最大であるため、1ショット毎に0.8mmずつ視野をずらしながら13ショットの撮影を実施する。得られた13個の2次元の表面形状プロファイル(x、y、高さのデータ)を基に、1次元のプロファイル(x、高さのデータ)を抽出する。13個のプロファイルを統合するため、各プロファイルのベースライン、ドリフト、位置の補正を行い、1本のプロファイルに統合する。その際、重なり部分は2つのプロファイルデータの平均値とする。得られたプロファイルのノイズを除去するため100点移動平均をとる。このような手順で得られた位置対高さのデータから以下の手法でピーク幅、単位長さあたりのピーク個数、ピーク高さを計測する。
Using a digital holographic microscope, the width of the peak (convex part) of the surface shape of the coating film, the number of peaks per unit length, and the ratio of the peak height to the film thickness can be obtained by the following method, for example. it can.
In the coating film, a surface shape profile for a predetermined length, for example, 10 mm, is measured in a predetermined direction. Since shooting with a field of view of 1 x 1 mm is the maximum for each shot, 13 shots are taken while shifting the field of view by 0.8 mm for each shot. A one-dimensional profile (x, height data) is extracted based on the obtained 13 two-dimensional surface shape profiles (x, y, height data). In order to integrate 13 profiles, the baseline, drift and position of each profile are corrected and integrated into one profile. At that time, the overlapping portion is an average value of the two profile data. A 100-point moving average is taken to remove noise in the obtained profile. The peak width, the number of peaks per unit length, and the peak height are measured from the position-to-height data obtained by such a procedure by the following method.

・ピーク幅:ピークの両側にある2つの極小部分(谷)の間の距離を計測する。
・ピーク個数:プロファイルを、例えば0〜2500μm、2500〜5000μm、5000〜7500μm、7500〜10000μmの4つの領域に区切り、各領域にあるピークの個数を計測する。
・ピーク高さ:ピーク幅を求めた際の2つの極小部を結ぶ直線を描き、ピークの頂点から垂線を引いてピークから直線までの距離(ピーク高さ)を求める。この距離の被膜の厚さに対する割合を計測する。被膜の厚さは例えば以下の方法で求められる。サンプルの被膜にカッターナイフで切り込みを入れ、基材表面まで到達する傷を形成する。この傷の部分をデジタルホログラフィック顕微鏡で測定し、被膜表面と基材表面の高低差から被膜の厚さを求める。
・ Peak width: Measure the distance between two minimum parts (valleys) on both sides of the peak.
Number of peaks: The profile is divided into, for example, four regions of 0 to 2500 μm, 2500 to 5000 μm, 5000 to 7500 μm, and 7500 to 10,000 μm, and the number of peaks in each region is measured.
・ Peak height: Draw a straight line connecting the two minimum parts when the peak width is obtained, and draw a perpendicular from the peak vertex to find the distance from the peak to the straight line (peak height). The ratio of this distance to the film thickness is measured. The thickness of the coating is obtained by the following method, for example. The sample film is cut with a cutter knife to form a scratch reaching the substrate surface. The scratched portion is measured with a digital holographic microscope, and the thickness of the coating is obtained from the difference in height between the coating surface and the substrate surface.

本発明の好ましい態様によれば、コーティング被膜の微細な凹凸形状の、コーティング被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルを処理して計測された、被膜の厚さに対するピーク高さの割合が10%以下である。このような表面形状を有する被膜は、被膜が光触媒を含む場合、光触媒の効果が十分に発揮される。また、被膜に厚さが厚い凸部が均一に形成された場合であっても、塗りムラなどの外観不良が視認され難い。また、被膜の透明性に優れる。   According to a preferred aspect of the present invention, the peak with respect to the thickness of the coating film, which is measured by processing a profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope, of the fine uneven shape of the coating film. The ratio of the height is 10% or less. When the coating film having such a surface shape contains a photocatalyst, the effect of the photocatalyst is sufficiently exhibited. Further, even when the thick convex portions are uniformly formed on the coating, it is difficult to visually recognize defective appearance such as uneven coating. Moreover, the transparency of the coating is excellent.

次に、本発明によるコーティング被膜の形成方法に用いる水系コーティング組成物について説明する。   Next, the aqueous coating composition used in the method for forming a coating film according to the present invention will be described.

水系コーティング組成物
<粘度>
水系コーティング組成物の粘度は、例えば、当該組成物と組み合わせて用いられるスポンジローラーの性質に応じて適宜選択することができる。組合せの詳細については後述する。本発明の好ましい態様によれば、水系コーティング組成物の粘度は4.5mPa・s以上である。水系コーティング組成物の粘度の下限を4.5mPa・s以上、つまり粘度が小さくなり過ぎないように調整することにより、水系コーティング組成物からなる凸部101aが基材の表面に濡れ広がるのを抑制することができ、その結果、微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。また、被膜の形成(液膜の乾燥)工程において、凸部101aを形成する水系コーティング組成物の移動、すなわち凸部101aの流動を抑制することが可能となり、微細な凹凸形状を維持したまま液膜101を乾燥させることができる。その結果、被膜102に塗りムラ等の外観不良が視認されるのを抑制することができる。
Water-based coating composition <viscosity>
The viscosity of the aqueous coating composition can be appropriately selected depending on, for example, the properties of the sponge roller used in combination with the composition. Details of the combination will be described later. According to a preferred embodiment of the present invention, the water-based coating composition has a viscosity of 4.5 mPa · s or more. By controlling the lower limit of the viscosity of the aqueous coating composition to 4.5 mPa · s or more, that is, the viscosity does not become too small, the convex portion 101a made of the aqueous coating composition is prevented from spreading on the surface of the substrate. As a result, the liquid film 101 having a fine uneven shape can be formed. In addition, in the film formation (liquid film drying) step, it is possible to suppress the movement of the aqueous coating composition that forms the convex portions 101a, that is, the flow of the convex portions 101a, and the liquid can be maintained while maintaining a fine uneven shape. The membrane 101 can be dried. As a result, it is possible to suppress the appearance defect such as uneven coating on the coating 102 from being visually recognized.

本発明の好ましい態様によれば、水系コーティング組成物の粘度は、3000mPa・sよりも小さい。水系コーティング組成物の粘度の上限をこの範囲に調整することにより、水系コーティング組成物の塗装性の低下を抑制することができる。また、後述するように、例えば、気孔径が小さいスポンジローラーを用いる場合には、水系コーティング組成物の粘度を1000mPa・s以下、より好ましくは200mPa・s以下に小さくすることで、より確実に被膜に塗りムラ等が視認されることを抑制でき好ましい。水系コーティング組成物の粘度は、例えば、後述する増粘剤を用いて調整することができる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the viscosity of the aqueous coating composition is less than 3000 mPa · s. By adjusting the upper limit of the viscosity of the aqueous coating composition within this range, it is possible to suppress a decrease in paintability of the aqueous coating composition. Further, as will be described later, for example, when a sponge roller having a small pore diameter is used, the viscosity of the aqueous coating composition is reduced to 1000 mPa · s or less, more preferably 200 mPa · s or less, thereby more reliably coating the film. It is preferable that the coating unevenness and the like are visually recognized. The viscosity of the aqueous coating composition can be adjusted using, for example, a thickener described later.

水系コーティング組成物の粘度は、例えば、B型粘度計(例えば、東機産業(株)製、TV−10)、または、レオメーター(例えば、Thermo Scientific社製、HAAKE MARSII)を用いて測定することができる。B型粘度計の測定条件は、ローターの回転数を6rpm、測定温度を25℃とする。ローターは、試料の粘度が100mPa・s未満の場合はLアダプターを、100mPa・s以上1000mPa・s未満の場合はM1ローターを、1000mPa・s以上5000mPa・s未満の場合はM2ローターを使用する。レオメーターの測定条件は、温度25℃とする。センサーは、コーンプレート(φ60mm、1°)を使用する。   The viscosity of the aqueous coating composition is measured using, for example, a B-type viscometer (for example, TV-10 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) or a rheometer (for example, HAAKE MARSII manufactured by Thermo Scientific). be able to. The measurement conditions of the B-type viscometer are such that the rotational speed of the rotor is 6 rpm and the measurement temperature is 25 ° C. The rotor uses an L adapter when the viscosity of the sample is less than 100 mPa · s, an M1 rotor when it is 100 mPa · s or more and less than 1000 mPa · s, and an M2 rotor when it is 1000 mPa · s or more and less than 5000 mPa · s. The measurement condition of the rheometer is a temperature of 25 ° C. The sensor uses a cone plate (φ60 mm, 1 °).

<表面張力>
水系コーティング組成物の表面張力は、例えば、これと組み合わせて用いられるスポンジローラーの性質に応じて適宜選択することができる。組合せの詳細については後述する。本発明の好ましい態様によれば、水系コーティング組成物の表面張力は25mN/mより大きく72mN/m以下である。水系コーティング組成物の表面張力の下限を25mN/mより大きく、つまり表面張力が小さくなり過ぎないように調整することにより、水系コーティング組成物からなる凸部101aが基材の表面に濡れ広がるのを抑制することができ、その結果、微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。また、後述する被膜の形成(液膜の乾燥)工程において、液膜101が有する微細な凹凸形状に含まれる隣接する凸部101a同士が接触または結合するのを抑制することが可能となり、微細な凹凸形状を維持したまま液膜101を乾燥させることができる。その結果、被膜102に塗りムラ等の外観不良が視認されるのを抑制することができる。水系コーティング組成物の表面張力の上限を72mN/m以下に調整することにより、基材に対する水系コーティング組成物の濡れ性の低下、ひいては塗装性の低下を抑制することができる。水系コーティング組成物の表面張力は、例えば、後述する界面活性剤を用いて調整することができる。
<Surface tension>
The surface tension of the water-based coating composition can be appropriately selected depending on, for example, the properties of the sponge roller used in combination therewith. Details of the combination will be described later. According to a preferred embodiment of the present invention, the surface tension of the aqueous coating composition is greater than 25 mN / m and not greater than 72 mN / m. By adjusting the lower limit of the surface tension of the aqueous coating composition to more than 25 mN / m, that is, the surface tension does not become too small, the convex portion 101a made of the aqueous coating composition spreads on the surface of the substrate. As a result, the liquid film 101 having a fine uneven shape can be formed. Further, in the film formation (liquid film drying) step to be described later, it is possible to suppress the adjacent protrusions 101a included in the fine uneven shape of the liquid film 101 from contacting or bonding with each other. The liquid film 101 can be dried while maintaining the uneven shape. As a result, it is possible to suppress the appearance defect such as uneven coating on the coating 102 from being visually recognized. By adjusting the upper limit of the surface tension of the aqueous coating composition to 72 mN / m or less, it is possible to suppress a decrease in wettability of the aqueous coating composition with respect to the substrate, and thus a decrease in paintability. The surface tension of the aqueous coating composition can be adjusted using, for example, a surfactant described later.

水系コーティング組成物の表面張力は、公知の方法により測定することができる。測定方法としては、例えば、プレート法(Wilhelmy法)、リング法(du Nouy法)、懸滴法、最大泡圧法等が挙げられる。本発明においては、水系コーティング組成物の表面張力は、最大泡圧法を用いて測定される。具体的な方法のひとつとして、最大泡圧法による表面張力測定装置である英弘精機製のSITA t60を用い、気泡寿命30〜20,000msで動的表面張力を測定し、20,000msのときの値を表面張力(静的表面張力に準ずる値)として記録する。   The surface tension of the aqueous coating composition can be measured by a known method. Examples of the measuring method include plate method (Wilhelmy method), ring method (du Nouy method), hanging drop method, maximum bubble pressure method and the like. In the present invention, the surface tension of the aqueous coating composition is measured using the maximum bubble pressure method. As a specific method, the dynamic surface tension is measured with a bubble life of 30 to 20,000 ms using a SITA t60 manufactured by Eihiro Seiki, which is a surface tension measuring device by the maximum bubble pressure method, and the value at 20,000 ms. Is recorded as the surface tension (value according to the static surface tension).

<成分>
本発明に用いられる水系コーティング組成物は、機能性粒子と、水を主として含む分散媒とを少なくとも含む。機能性粒子としては、光触媒粒子を好ましく用いることができる。
(光触媒粒子)
水系コーティング組成物に含まれる光触媒粒子は、好ましくは、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、チタン酸ストロンチウムから選ばれる少なくとも1種の光触媒粒子である。これらの中で、アナターゼ型酸化チタンは光触媒活性および親水化効果が高く、好適に用いることができる。これらの光触媒粒子として、窒素等の元素をドープしたり銅や鉄の化合物を表面に担持したりして可視光応答性を高めた光触媒粒子を利用することもできる。
<Ingredients>
The aqueous coating composition used in the present invention contains at least functional particles and a dispersion medium mainly containing water. As the functional particles, photocatalyst particles can be preferably used.
(Photocatalyst particles)
The photocatalyst particles contained in the aqueous coating composition are preferably at least one photocatalyst particle selected from anatase type titanium oxide, rutile type titanium oxide, brookite type titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, niobium oxide, and strontium titanate. It is. Among these, anatase-type titanium oxide has high photocatalytic activity and a hydrophilizing effect, and can be suitably used. As these photocatalyst particles, photocatalyst particles that are doped with an element such as nitrogen or have a copper or iron compound supported on the surface to enhance the visible light response can also be used.

光触媒粒子の粒子径は1nm以上50nm以下の範囲が好適であり、5nm以上20nm以下の範囲がより好適である。粒子径が1nm以上、より好ましくは5nm以上であることにより、光触媒活性と親水化性能を十分に発揮することができる。粒子径が50nm以下、より好ましくは20nm以下であることにより、可視光の散乱が起こりにくいため、透明性に優れた被膜を得ることができる。ここで、粒子径は、被膜の破断面を、走査型電子顕微鏡により20万倍で観察した100個の粒子の長さを測定した個数平均値として算出される。観察される粒子の形状が略円形の場合、粒子の長さとは粒子の直径を意味する。観察される粒子の形状が非円形の場合、粒子の長さは((長径+短径)/2)として略算出される。   The particle diameter of the photocatalyst particles is preferably in the range of 1 nm to 50 nm, and more preferably in the range of 5 nm to 20 nm. When the particle diameter is 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, the photocatalytic activity and the hydrophilization performance can be sufficiently exhibited. When the particle diameter is 50 nm or less, and more preferably 20 nm or less, since visible light hardly scatters, a film having excellent transparency can be obtained. Here, the particle diameter is calculated as a number average value obtained by measuring the length of 100 particles obtained by observing the fracture surface of the coating film with a scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times. When the observed particle shape is substantially circular, the particle length means the particle diameter. When the observed particle shape is non-circular, the particle length is approximately calculated as ((major axis + minor axis) / 2).

光触媒粒子の濃度は、0.05質量%以上5質量%以下の範囲が好適であり、0.1質量%以上1質量%以下の範囲がより好適である。この範囲で光触媒粒子を含むことにより、光触媒活性と親水化性能が十分に発揮できるとともに、被膜が厚くなりすぎることを防ぎ、良好な透明性を得ることができる。   The concentration of the photocatalyst particles is preferably in the range of 0.05% by mass to 5% by mass, and more preferably in the range of 0.1% by mass to 1% by mass. By including the photocatalyst particles in this range, the photocatalytic activity and the hydrophilization performance can be sufficiently exhibited, the film can be prevented from becoming too thick, and good transparency can be obtained.

(分散媒)
水系コーティング組成物に含まれる分散媒は水を主として含む。ここで、「水を主として含む分散媒」とは、水を60質量%以上100質量%以下、好適には水を80質量%以上100質量%以下含むものである。水と水以外の有機溶媒とを混合してなる混合溶媒を用いる場合、有機溶媒は水に可溶性のものが好適に利用できる。
(Dispersion medium)
The dispersion medium contained in the aqueous coating composition mainly contains water. Here, the “dispersion medium mainly containing water” includes water in an amount of 60% by mass to 100% by mass, preferably 80% by mass to 100% by mass. When using a mixed solvent obtained by mixing water and an organic solvent other than water, an organic solvent that is soluble in water can be suitably used.

水に可溶性の有機溶剤としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等が好ましく挙げられる。本発明においては、これらの群から選択される少なくとも1種の有機溶媒を使用することができる。   Water-soluble organic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, pentanol, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, ethylene glycol , Propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve and the like are preferable. In the present invention, at least one organic solvent selected from these groups can be used.

水系コーティング組成物は、固形分濃度が0.1質量%以上10質量%以下となるように、前記分散媒を含有することが好ましい。このような範囲で分散媒を含むことにより、透明で外観に優れた被膜を得ることができる。   The aqueous coating composition preferably contains the dispersion medium so that the solid content concentration is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less. By including the dispersion medium in such a range, a transparent and excellent coating film can be obtained.

前記分散媒のpHは6以下または8以上であることが好ましい。この範囲のpHは、光触媒粒子または後述する無機酸化物微粒子の等電点から十分に離れているため、光触媒粒子または無機酸化物粒子が安定して分散することができる。その結果、凝集粒の生成を抑制することができ、透明で外観に優れた被膜を得ることができる。   The pH of the dispersion medium is preferably 6 or less or 8 or more. Since the pH in this range is sufficiently far from the isoelectric point of the photocatalyst particles or the inorganic oxide fine particles described later, the photocatalyst particles or the inorganic oxide particles can be stably dispersed. As a result, the formation of aggregated particles can be suppressed, and a transparent film having an excellent appearance can be obtained.

(増粘剤)
本発明において、水系コーティング組成物は増粘剤を含んでいてもよい。増粘剤を含むことにより、水系コーティング組成物の粘度を所望の範囲に調整することができる。本発明において、コーティング組成物の粘度は5mPa・sよりも大きいことが好ましい。
(Thickener)
In the present invention, the aqueous coating composition may contain a thickener. By including a thickener, the viscosity of the aqueous coating composition can be adjusted to a desired range. In the present invention, the viscosity of the coating composition is preferably greater than 5 mPa · s.

本発明において、水系コーティング組成物に含まれる増粘剤としては、水に対する溶解性または分散性が極度に低い物質を除き、通常増粘剤として用いられる種々の物質を用いることができる。増粘剤の例としては、水溶性又は水分散性増粘剤が挙げられる。このような増粘剤を含むことにより、水系コーティング組成物を目的の粘度に調整することが可能となり、また凝集物を生じてコーティング被膜の外観が悪化するのを防止することができる。水溶性増粘剤の例としては、キサンタンガム、ウェランガム、アラビアガム、ローカストビーンガム、ダイユータンガム、グァーガム等の増粘多糖類、好ましくは、ウェランガム、ダイユータンガム等の主鎖にグルクロン酸および/またはラムノースを含む増粘多糖類;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の合成水溶性高分子;デキストリン、ペクチン、ゼラチン等の天然水溶性高分子;アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸誘導体、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体が挙げられる。これらの水溶性増粘剤としては、サチアキサン(カーギル)(キサンタンガム)、ウェランガム(三晶(株))(ウェランガム)、アラビックコール(三栄薬品貿易(株))(アラビアガム)、ゲニュガム(CPケルコ)(ローカストビーンガム)、ケルコクリート(CPケルコ)(ダイユータンガム)、メイプロドール(デュポン)(グァーガム)、アロン(東亞合成(株))(ポリアクリル酸ナトリウム)、ポリビニルピロリドン(日本触媒(株))(ポリビニルピロリドン)等の商品名で市販されているものを使用することができる。水分散性増粘剤の例としては、合成ヘクトライト、合成サポナイト等のスメクタイト系粘土鉱物が挙げられる。これらの水分散性増粘剤としては、ラポナイトRD、ラポナイトB(ロックウッド)、ルーセンタイト(コープケミカル(株))、スメクトンSA(クニミネ工業(株))等の商品名で市販されているものを使用することができる。これらの増粘剤は単独で使用しても良いし、二種類以上を混合して使用しても良い。   In the present invention, as the thickener contained in the aqueous coating composition, various substances that are usually used as a thickener can be used, except for substances having extremely low solubility or dispersibility in water. Examples of thickeners include water soluble or water dispersible thickeners. By including such a thickener, it becomes possible to adjust the water-based coating composition to a target viscosity, and it is possible to prevent the appearance of the coating film from deteriorating due to the formation of aggregates. Examples of water-soluble thickeners include thickening polysaccharides such as xanthan gum, welan gum, gum arabic, locust bean gum, diyutan gum, guar gum, preferably glucuronic acid and / or main chain of welan gum, diyutan gum and the like. Or thickening polysaccharides containing rhamnose; synthetic water-soluble polymers such as polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone; natural water-soluble polymers such as dextrin, pectin, gelatin; sodium alginate, ammonium alginate, etc. And alginic acid derivatives, cellulose derivatives such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, and hydroxyethylcellulose. These water-soluble thickeners include satiaxan (cargill) (xanthan gum), welan gum (Sanki Co., Ltd.) (welan gum), arabic coal (Sanei Pharmaceutical Trading Co., Ltd.) (arabic gum), and Genu gum (CP Kerco). (Locust bean gum), Kelco cleat (CP Kelco) (Diyutan gum), Meiprodol (DuPont) (Guar gum), Aron (Toagosei Co., Ltd.) (Polysodium acrylate), Polyvinylpyrrolidone (Nippon Shokubai Co., Ltd.) )) (Polyvinylpyrrolidone) and other commercially available products can be used. Examples of water dispersible thickeners include smectite clay minerals such as synthetic hectorite and synthetic saponite. These water-dispersible thickeners are commercially available under trade names such as Laponite RD, Laponite B (Rockwood), Lucentite (Coop Chemical Co., Ltd.), Smecton SA (Kunimine Industry Co., Ltd.), etc. Can be used. These thickeners may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、増粘剤の添加量は、好ましくは、水系コーティング組成物の粘度を4.5mPa・s以上に大きい値に調整可能な量であればよく、増粘剤の種類等を考慮しつつ適宜決定される。例えば、増粘剤として、ダイユータンガム(ケルコクリートDG(CPケルコ))を用いる場合、水系コーティング組成物の粘度を所望の範囲に調整するために、増粘剤の添加量は0.01質量%以上0.25質量%以下が好ましい。   In the present invention, the addition amount of the thickener is preferably an amount that can adjust the viscosity of the aqueous coating composition to a value as large as 4.5 mPa · s or more, and considers the type of the thickener. It is determined as appropriate. For example, when diutan gum (Kelcocrete DG (CP Kelco)) is used as the thickener, the addition amount of the thickener is 0.01% in order to adjust the viscosity of the aqueous coating composition to a desired range. % Or more and 0.25% by mass or less is preferable.

(界面活性剤)
本発明において、水系コーティング組成物は界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤を含むことにより、水系コーティング組成物の表面張力を所望の範囲に調整することができる。本発明の好ましい態様によれば、水系コーティング組成物の表面張力は、25mN/mより大きく72mN/m以下の範囲である。
(Surfactant)
In the present invention, the aqueous coating composition may contain a surfactant. By including the surfactant, the surface tension of the aqueous coating composition can be adjusted to a desired range. According to a preferred embodiment of the present invention, the surface tension of the aqueous coating composition is in the range of more than 25 mN / m and not more than 72 mN / m.

表面張力を所望の範囲に調整することにより、水系コーティング組成物の基材表面に対する濡れ性を向上させ、液膜101を基材表面に均一に形成することが可能となる。さらに、液膜101からの分散媒の蒸発が均一になり、液膜101が有する微細な凹凸形状を維持したまま被膜102を形成することが可能となる。本発明において用いられる界面活性剤は、分散媒の主成分である水への溶解度が高く、表面張力の低減効果が高い物質であることが好ましい。表面張力の低減効果が高い界面活性剤を用いることにより、ごく少量の添加で水系コーティング組成物の表面張力を所望の範囲に調整することができ、その結果、被膜102の耐久性を向上させることができる。また、界面活性剤は、泡が立ちにくい物質であることが好ましい。気泡を含む水系コーティング組成物を用いると、液膜101に気泡が生じ、その痕跡が被膜102に残るが、低泡性界面活性剤を用いることにより、残留気泡によるコーティング被膜の外観の悪化を防止することができる。このような界面活性剤の好ましい例として、アセチレンジオール系の界面活性剤や、ポリエーテル変性シリコーン系の界面活性剤が挙げられる。   By adjusting the surface tension to a desired range, the wettability of the aqueous coating composition to the substrate surface can be improved, and the liquid film 101 can be uniformly formed on the substrate surface. Further, the evaporation of the dispersion medium from the liquid film 101 becomes uniform, and the coating film 102 can be formed while maintaining the fine uneven shape of the liquid film 101. The surfactant used in the present invention is preferably a substance having a high solubility in water, which is the main component of the dispersion medium, and a high effect of reducing the surface tension. By using a surfactant having a high surface tension reducing effect, the surface tension of the aqueous coating composition can be adjusted to a desired range with a very small amount of addition, and as a result, the durability of the coating film 102 can be improved. Can do. The surfactant is preferably a substance that does not easily foam. When a water-based coating composition containing bubbles is used, bubbles are generated in the liquid film 101 and the traces remain in the film 102. By using a low-foaming surfactant, however, deterioration of the appearance of the coating film due to residual bubbles is prevented. can do. Preferable examples of such surfactants include acetylenediol-based surfactants and polyether-modified silicone-based surfactants.

本発明において、界面活性剤の添加量は、水系コーティング組成物の表面張力を25mN/mより大きく72mN/m以下の範囲に調整可能な量であればよく、界面活性剤の種類等を考慮しつつ適宜決定される。例えば、界面活性剤として、アセチレンジオール系の界面活性剤や、ポリエーテル変性シリコーン系の界面活性剤を用いる場合、水系コーティング組成物の表面張力を所望の範囲に調整するために、界面活性剤の添加量は0.01質量%以上0.5質量%以下が好ましい。これにより、水系コーティング組成物の表面張力を低下させ過ぎることを防止することができ、その結果、微細な凹凸形状を有する液膜101およびコーティング被膜102を形成することができる。   In the present invention, the addition amount of the surfactant may be an amount that can adjust the surface tension of the aqueous coating composition to a range of more than 25 mN / m and not more than 72 mN / m. It is determined as appropriate. For example, when an acetylenic diol surfactant or a polyether-modified silicone surfactant is used as the surfactant, in order to adjust the surface tension of the aqueous coating composition to a desired range, The addition amount is preferably 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less. Thereby, it is possible to prevent the surface tension of the aqueous coating composition from being excessively lowered, and as a result, it is possible to form the liquid film 101 and the coating film 102 having fine irregularities.

(無機酸化物粒子)
本発明において、水系コーティング組成物は無機酸化物微粒子を含んでいてもよい。無機酸化物微粒子としては、バインダーとして機能するものであって透明な被膜を形成可能なものを好適に用いることができる。材料としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化セリウム等から選ばれる少なくとも1種の、上記光触媒粒子とは異なる、酸化物の微粒子が好ましく挙げられる。これらの中で、酸化ケイ素の微粒子はバインダーとして優れているため、被膜の基材への密着性が強く、特に好ましい。
(Inorganic oxide particles)
In the present invention, the aqueous coating composition may contain inorganic oxide fine particles. As the inorganic oxide fine particles, those functioning as a binder and capable of forming a transparent film can be suitably used. Preferred examples of the material include fine particles of oxide different from the above photocatalyst particles, for example, selected from silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, cerium oxide and the like. Among these, since the fine particles of silicon oxide are excellent as a binder, the adhesion of the coating film to the substrate is strong and particularly preferable.

無機酸化物微粒子の粒子径は50nm以下が好適である。粒子径がこの範囲であることにより、可視光の散乱が起こりにくく、透明性に優れた被膜を得ることができる。更に、粒子径が20nm以下であると、バインダーとしての効果が高くなり、被膜の密着性に優れる。ここで、粒子径は、被膜の破断面を、走査型電子顕微鏡により20万倍で観察した100個の粒子の長さを測定した個数平均値として算出される。観察される粒子の形状が略円形の場合、粒子の長さとは粒子の直径を意味する。観察される粒子の形状が非円形の場合、粒子の長さは((長径+短径)/2)として略算出される。   The particle diameter of the inorganic oxide fine particles is preferably 50 nm or less. When the particle diameter is in this range, visible light scattering hardly occurs and a film having excellent transparency can be obtained. Furthermore, when the particle diameter is 20 nm or less, the effect as a binder is enhanced, and the adhesion of the film is excellent. Here, the particle diameter is calculated as a number average value obtained by measuring the length of 100 particles obtained by observing the fracture surface of the coating film with a scanning electron microscope at a magnification of 200,000 times. When the observed particle shape is substantially circular, the particle length means the particle diameter. When the observed particle shape is non-circular, the particle length is approximately calculated as ((major axis + minor axis) / 2).

無機酸化物微粒子の濃度は、0.05質量%以上5質量%以下の範囲が好適であり、0.1質量%以上1質量%以下の範囲がより好適である。この範囲で無機酸化物粒子を含むことにより、バインダーとしての効果を十分に発揮できるとともに、被膜が厚くなりすぎることを防ぎ、良好な透明性を得ることができる。   The concentration of the inorganic oxide fine particles is preferably in the range of 0.05% by mass to 5% by mass, and more preferably in the range of 0.1% by mass to 1% by mass. By including the inorganic oxide particles within this range, the effect as a binder can be sufficiently exhibited, and the coating can be prevented from becoming too thick, and good transparency can be obtained.

水系コーティング組成物の基材への適用
<適用手段>
本発明の好ましい態様によれば、水系コーティング組成物は、例えば、ローラーを用いて基材に適用される。ローラーの材質は、スポンジであることが好ましい。
Application of water-based coating composition to substrate <Applied means>
According to a preferred embodiment of the present invention, the aqueous coating composition is applied to the substrate using, for example, a roller. The material of the roller is preferably a sponge.

(スポンジローラー)
本発明において、スポンジローラーのスポンジは湿式スポンジであることが好ましい。湿式スポンジにあっては、例えば水溶性塩の微粒子(気孔生成剤)を練り込んだ原料樹脂を硬化させ、その後塩を洗い流すことにより多孔質構造が形成される。従って、湿式発泡では、小さい微粒子を用いることにより、気孔径の小さいスポンジを容易に形成することができる。これに対し、乾式スポンジにあっては、発泡剤または重合過程で発生するガスを利用して原料樹脂(例えばウレタン)を発泡させることにより多孔質構造が形成される。従って、乾式発泡では、気孔径の小さいスポンジを形成することは困難である。
(Sponge roller)
In the present invention, the sponge of the sponge roller is preferably a wet sponge. In the case of a wet sponge, for example, a raw material resin kneaded with water-soluble salt fine particles (pore generation agent) is cured, and then the salt is washed away to form a porous structure. Accordingly, in the wet foaming, a sponge having a small pore diameter can be easily formed by using small fine particles. On the other hand, in a dry sponge, a porous structure is formed by foaming a raw material resin (for example, urethane) using a foaming agent or a gas generated in a polymerization process. Therefore, it is difficult to form a sponge having a small pore diameter by dry foaming.

連続気孔
本発明の好ましい態様によれば、スポンジローラーは連続気孔を有する。連続気孔とは、隣接する気孔同士の少なくとも一部がつながっている状態を指す。ここで、隣接するとは、2次元だけでなく3次元的に隣り合って接して設けられる態様を言う。
Continuous pores According to a preferred embodiment of the present invention, the sponge roller has continuous pores. Continuous pores refer to a state in which at least some of adjacent pores are connected. Here, the term “adjacent” refers to a mode in which they are provided adjacent to each other not only in two dimensions but also in three dimensions.

平均気孔径
本発明の好ましい態様によれば、適用する水系コーティング組成物の粘度、表面張力等の液性状などにもよるが、スポンジローラーが有する連続気孔の平均気孔径は、例えば、30μm以上150μm以下である。より好ましくは100μm未満、さらにより好ましくは50μm以下である。スポンジローラーの平均気孔径が小さく、この範囲にあることで、微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。平均気孔径とは、連続気孔を構成する個々の気孔の径の平均径をいう。平均気孔径は、例えば以下の方法により測定される。即ち、100倍の倍率でスポンジローラーの走査電子顕微鏡写真を撮影し、走査電子顕微鏡画像の対角に長さ(l)の線を2本引き、それぞれの線を横切る気孔数(n)を数える。平均気孔径(μm)を、2l/nとして算出する。
Average pore diameter According to a preferred embodiment of the present invention, the average pore diameter of the continuous pores of the sponge roller is, for example, 30 μm or more and 150 μm, depending on the viscosity and surface properties of the aqueous coating composition to be applied. It is as follows. More preferably, it is less than 100 micrometers, More preferably, it is 50 micrometers or less. When the average pore diameter of the sponge roller is small and within this range, the liquid film 101 having a fine uneven shape can be formed. The average pore diameter means an average diameter of individual pores constituting the continuous pores. The average pore diameter is measured, for example, by the following method. That is, a scanning electron micrograph of a sponge roller is taken at a magnification of 100 times, two lines of length (l) are drawn on the diagonal of the scanning electron microscope image, and the number of pores (n) crossing each line is counted. . The average pore diameter (μm) is calculated as 2 l / n.

本発明において、水系コーティング組成物の粘度が低い場合には、気孔径が小さいスポンジローラーを用いることが好ましい。このように、組成物とスポンジローラーとの組合せをうまく工夫することで、微細な凹凸形状を有する均一または均質な液膜及び被膜を形成することができる。   In the present invention, when the viscosity of the aqueous coating composition is low, it is preferable to use a sponge roller having a small pore diameter. Thus, by devising a combination of the composition and the sponge roller, it is possible to form a uniform or homogeneous liquid film and film having a fine uneven shape.

本発明において、気孔径が小さいスポンジローラーを用いる場合には、表面張力が小さい水系コーティング組成物を用いることが好ましい。   In the present invention, when a sponge roller having a small pore diameter is used, it is preferable to use an aqueous coating composition having a small surface tension.

なお、スポンジローラーと組み合わせる水性コーティング組成物の性状(粘度、表面張力など)や、スポンジローラーの気孔径だけでなく、後述するスポンジローラーのバブルポイント径、エタノール透過時間も合わせて考慮することが好ましい。   In addition, it is preferable to consider not only the properties (viscosity, surface tension, etc.) of the aqueous coating composition combined with the sponge roller, the pore diameter of the sponge roller, but also the bubble point diameter of the sponge roller, which will be described later, and the ethanol permeation time. .

エタノール透過時間
本発明の好ましい態様によれば、スポンジローラーのエタノール透過時間が20秒以上270秒以下である。エタノール透過時間はスポンジローラーの性能の一指標であり、例えば、スポンジローラーの吸水性能を表している。エタノール透過時間は、例えば以下の方法により測定される。即ち、内径17.4mmのガラス管を垂直に設置し、その下端部に直径6.8mmの穴の空いた板をガラス管の断面と穴が同心円となるように取り付ける。更に、厚さ2mmにカットしたスポンジを板の穴を塞ぐように密着させる。ガラス管に深さ100mm(23.7ml)のエタノールを注ぎ、スポンジを通して完全に排出されるまでの時間を計測する。本発明において、スポンジローラーのエタノール透過時間は、より好ましくは27秒以上261秒以下、さらにより好ましくは70秒以上261秒以下、特に好ましくは150秒以上261秒以下である。
Ethanol transmission time According to a preferred embodiment of the present invention, the ethanol transmission time of the sponge roller is 20 seconds or longer and 270 seconds or shorter. The ethanol permeation time is an index of the performance of the sponge roller, and represents, for example, the water absorption performance of the sponge roller. The ethanol permeation time is measured, for example, by the following method. That is, a glass tube having an inner diameter of 17.4 mm is installed vertically, and a plate having a hole with a diameter of 6.8 mm is attached to the lower end thereof so that the cross section of the glass tube and the hole are concentric. Furthermore, a sponge cut to a thickness of 2 mm is closely attached so as to close the hole in the plate. Pour 100 mm (23.7 ml) of ethanol into the glass tube and measure the time until it is completely discharged through the sponge. In the present invention, the ethanol permeation time of the sponge roller is more preferably 27 seconds to 261 seconds, even more preferably 70 seconds to 261 seconds, and particularly preferably 150 seconds to 261 seconds.

バブルポイント径
本発明の好ましい態様によれば、スポンジローラーのバブルポイント径は、例えば、42μm以下である。バブルポイント径はスポンジローラーの性能の一指標であり、例えば、スポンジローラーの吸水性能を表している。バブルポイント径とは、ASTM F316−03およびJIS K 3832に規定される手法(バブルポイント法)により測定される最大気孔径である。即ち、スポンジを試験液に浸漬して下側から空気の圧力を上げていき、ある圧力に達した時に最初に最大孔径の孔から気泡が発生する。この時の圧力(P:バブルポイント圧)を用いて、下記式から最大孔径(D)が求められる。試験液としては例えばエタノールを用いることができる。本発明において、スポンジローラーのバブルポイント径は、より好ましくは26μm以下、さらにより好ましくは16.5μm以下である。
D=4γcosθ/P
(式中、D:最大気孔径(m)、γ:試験液の表面張力(N/m)、θ:スポンジと試験液の接触角(rad)、P:バブルポイント圧(Pa)を表す)
Bubble Point Diameter According to a preferred aspect of the present invention, the bubble point diameter of the sponge roller is, for example, 42 μm or less. The bubble point diameter is an index of the performance of the sponge roller, and represents, for example, the water absorption performance of the sponge roller. The bubble point diameter is a maximum pore diameter measured by a method (bubble point method) defined in ASTM F316-03 and JIS K3832. That is, the sponge is immersed in the test solution and the air pressure is increased from the lower side. When a certain pressure is reached, bubbles are first generated from the hole having the maximum pore diameter. Using the pressure (P: bubble point pressure) at this time, the maximum pore diameter (D) is obtained from the following formula. For example, ethanol can be used as the test solution. In the present invention, the bubble point diameter of the sponge roller is more preferably 26 μm or less, and even more preferably 16.5 μm or less.
D = 4γ cos θ / P
(Where D: maximum pore diameter (m), γ: surface tension of test solution (N / m), θ: contact angle between sponge and test solution (rad), P: bubble point pressure (Pa))

吸水速度
本発明の好ましい態様によれば、スポンジローラーの吸水速度が1分以下である。吸水速度はスポンジローラーの性能の一指標である。吸水速度は、例えばJIS L1907「繊維製品の吸水性試験方法」7.1.1滴下法を参考に測定される。即ち、水滴(0.04mL)1滴を10mmの高さから試験片の表面に滴下し、水滴が試験片の表面に達したときから、試験片が水滴を吸収するにつれて鏡面反射が消え、湿潤だけが残った状態までの時間を計測する。尚、JIS L1907では、200mm×200mmの試験片を用いる測定が規定されているが、本明細書では、試験片としてローラーの円柱状の外周面を用いる。本発明において、スポンジローラーの吸水速度は、好ましくは30秒以下、より好ましくは5秒以下、さらにより好ましくは1秒以下である。
Water absorption rate According to a preferred embodiment of the present invention, the water absorption rate of the sponge roller is 1 minute or less. The water absorption speed is an index of the performance of the sponge roller. The water absorption rate is measured with reference to, for example, JIS L1907 “Water absorption test method for textile products” 7.1.1 dropping method. That is, a drop of water (0.04 mL) is dropped from the height of 10 mm onto the surface of the test piece, and when the water drop reaches the surface of the test piece, the specular reflection disappears as the test piece absorbs the water drop, and only wet Measure the time until the remains. In JIS L1907, measurement using a test piece of 200 mm × 200 mm is specified, but in this specification, a cylindrical outer peripheral surface of a roller is used as the test piece. In the present invention, the water absorption speed of the sponge roller is preferably 30 seconds or less, more preferably 5 seconds or less, and even more preferably 1 second or less.

本発明の好ましい態様によれば、スポンジローラーは、連続気孔、平均気孔径、バブルポイント径、エタノール透過時間、および吸水速度からなる群から選択される少なくとも1つ以上の性能を有するものである。本発明のより好ましい態様によれば、スポンジローラーは、連続気孔を有し、さらに平均気孔径、バブルポイント径、エタノール透過時間、および吸水速度からなる群から選択される少なくとも1つ以上の性能を有する吸液性に優れたものである。このような性能を有するスポンジローラーを用いることにより、微細な凹凸形状を有する液膜101をより確実に形成することができる。例えば、スポンジローラーは、連続気孔を有し、その平均気孔径が30μm以上150μm以下であり、かつエタノール透過時間が20秒以上270秒以下であるものであることが好ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, the sponge roller has at least one performance selected from the group consisting of continuous pores, average pore diameter, bubble point diameter, ethanol permeation time, and water absorption speed. According to a more preferred aspect of the present invention, the sponge roller has continuous pores and further has at least one performance selected from the group consisting of average pore diameter, bubble point diameter, ethanol permeation time, and water absorption speed. It has excellent liquid absorbency. By using a sponge roller having such performance, the liquid film 101 having a fine uneven shape can be more reliably formed. For example, the sponge roller preferably has continuous pores, an average pore diameter of 30 μm or more and 150 μm or less, and an ethanol permeation time of 20 seconds or more and 270 seconds or less.

また、スポンジローラーは、連続気孔を有し、その平均気孔径が30μm以上100μm以下であることが好ましい。また、スポンジローラーは、連続気孔を有し、その気孔径が30μm以上50μm以下、かつ、バブルポイント径が16.5μm以下、であるものであることが好ましい。   The sponge roller preferably has continuous pores, and the average pore diameter is preferably 30 μm or more and 100 μm or less. The sponge roller preferably has continuous pores, and the pore diameter is 30 μm or more and 50 μm or less, and the bubble point diameter is 16.5 μm or less.

本発明において用いられる水系コーティング組成物とスポンジローラーの好ましい組合せは、例えば、粘度が4.5mPa・s以上3000mPa・s未満である水系コーティング組成物と、連続気孔を有し、平均気孔径が30μm以上150μm以下であり、エタノール透過時間が20秒以上270秒以下であるスポンジローラーとの組合せである。   A preferable combination of the aqueous coating composition and the sponge roller used in the present invention is, for example, an aqueous coating composition having a viscosity of 4.5 mPa · s or more and less than 3000 mPa · s, continuous pores, and an average pore diameter of 30 μm. This is a combination with a sponge roller having a thickness of 150 μm or less and an ethanol permeation time of 20 seconds to 270 seconds.

本発明において用いられる水系コーティング組成物とスポンジローラーの好ましい組合せは、例えば、表面張力が25mN/mより大きく72mN/m以下である水系コーティング組成物と、連続気孔を有し、平均気孔径が30μm以上150μm以下であり、エタノール透過時間が20秒以上270秒以下であるスポンジローラーとの組合せである。   A preferred combination of the aqueous coating composition and the sponge roller used in the present invention is, for example, an aqueous coating composition having a surface tension of more than 25 mN / m and not more than 72 mN / m, continuous pores, and an average pore diameter of 30 μm. This is a combination with a sponge roller having a thickness of 150 μm or less and an ethanol permeation time of 20 seconds to 270 seconds.

<適用量>
本発明の好ましい態様によれば、液膜形成工程において、基材の表面に適用される水系コーティング組成物の1回あたりの適用量は、用いられるスポンジローラー及び水系コーティング組成物の表面張力、粘度等にもよるが、2g/m以上15g/m以下である。1回あたりの適用量をこの範囲とすることにより、微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。1回あたりの適用量の下限を2g/m以上とすることにより、基材表面全体に水系コーティング組成物を行きわたらせることができ、かすれを生ずることなく、均一に適用することができる。1回あたりの適用量の上限を15g/m以下とすることにより、液溜り、すなわち大きな凸部201aを有する液膜201が形成されるのを抑制することができる。つまり、液膜形成時に、凸部から凹部への液の移動を抑制することができ、その結果、隣接する凸部同士が接触または結合してしまうのを抑制することができる。その結果、被膜に、塗りムラとして視認される大きな凸部202aが形成されることがなく、外観不良が視認されない良好な被膜102を形成することができる。より好ましい1回あたりの適用量は、3g/m以上10g/m以下であり、さらにより好ましい1回あたりの適用量は5g/m以上7g/m以下である。例えば、気孔径が大きいスポンジローラーを用い、粘度が高い水系コーティング組成物を適用する場合には、塗着量を10g/mよりも小さくすることが好ましい。
<Applicable amount>
According to a preferred embodiment of the present invention, in the liquid film forming step, the amount of application of the aqueous coating composition applied to the surface of the substrate per time is determined by the surface tension and viscosity of the sponge roller and aqueous coating composition used. Depending on the above, it is 2 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less. By setting the application amount per time within this range, it is possible to form the liquid film 101 having a fine uneven shape. By setting the lower limit of the application amount per one time to 2 g / m 2 or more, the aqueous coating composition can be spread over the entire surface of the substrate, and it can be applied uniformly without causing blur. By setting the upper limit of the application amount per one time to 15 g / m 2 or less, it is possible to suppress liquid accumulation, that is, formation of the liquid film 201 having a large convex portion 201a. That is, at the time of forming the liquid film, the movement of the liquid from the convex portion to the concave portion can be suppressed, and as a result, the adjacent convex portions can be prevented from contacting or combining. As a result, it is possible to form a good coating film 102 in which a large convex portion 202a that is visually recognized as coating unevenness is not formed on the coating film, and an appearance defect is not visually recognized. A more preferable application amount per time is 3 g / m 2 or more and 10 g / m 2 or less, and an even more preferable application amount per time is 5 g / m 2 or more and 7 g / m 2 or less. For example, when a sponge roller having a large pore diameter is used and a water-based coating composition having a high viscosity is applied, it is preferable to make the coating amount smaller than 10 g / m 2 .

<適用方法>
本発明の好ましい態様によれば、図3に示すように、スポンジローラー10を回転させながら水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜101を形成する。これにより、ローラー面が基材表面に対して滑らないように水系コーティング組成物を適用することができる。微細な凹凸(101aおよび101b)は、スポンジの気孔に起因して形成されるが、ストップローラーのように、ローラーの回転を止めて水系コーティング組成物を適用した場合、基材表面に形成された凹凸が、ローラーの移動によって引き伸ばされてしまい、これが筋状の塗りムラとして視認されてしまう。ローラーを回転させることにより、スポンジローラーの上述した各種性能に起因して、水系コーティング組成物の染み出し(図3の矢印Aout)と、既に基材表面に適用された余分な水系コーティング組成物の吸い取り(図3の矢印Ain)とを適切なバランスで行うことができ、微細な凹凸形状を有する液膜101を形成することができる。
<Application method>
According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a liquid film 101 is formed by applying the aqueous coating composition to the surface of the substrate while rotating the sponge roller 10. Thereby, a water-based coating composition can be applied so that a roller surface may not slip with respect to the base-material surface. Fine irregularities (101a and 101b) are formed due to the pores of the sponge, but formed on the substrate surface when the water-based coating composition was applied with the rotation of the roller stopped like a stop roller. The unevenness is stretched by the movement of the roller, and this is visually recognized as streaky coating unevenness. By rotating the roller, due to the above-mentioned various performances of the sponge roller, the aqueous coating composition oozes out (arrow A out in FIG. 3) and the excess aqueous coating composition already applied to the substrate surface. 3 (arrow A in in FIG. 3) can be performed in an appropriate balance, and the liquid film 101 having a fine uneven shape can be formed.

基材
本発明において、水系コーティング組成物を適用可能な好ましい基材としては、ガラス、タイル等窯業系無機材料、PMMA、ポリカーボネート等樹脂材料、金属材料、およびそれらの基材表面に形成された有機塗装面が挙げられる。
Substrate In the present invention, preferable base materials to which the water-based coating composition can be applied include ceramic inorganic materials such as glass and tiles, resin materials such as PMMA and polycarbonate, metal materials, and organic materials formed on the surfaces of these substrates. Painted surface.

<基材の前処理>
本発明において、水系コーティング組成物のハジキによる製膜不良を防止する目的で、例えばセリ粉洗浄などの方法で基材を予め洗浄してもよい。なお、基材表面の濡れ性を確保するための十分な洗浄は必ずしも必要でない。
<Pretreatment of substrate>
In the present invention, for the purpose of preventing film formation failure due to repellency of the aqueous coating composition, the substrate may be washed in advance by a method such as washing with seric powder. In addition, sufficient washing | cleaning for ensuring the wettability of the base-material surface is not necessarily required.

機能材
本発明による機能材は、基材と、当該基材の表面に形成されたコーティング被膜とを備えてなり、前記コーティング被膜が複数の凸部および複数の凹部を含む微細な凹凸形状を有するものである。被膜の微細な凹凸形状は、被膜の表面(X−Y平面)を2次元的に観察した場合に、微細な網目状、鱗状であることが好ましく、鱗状であることがより好ましい。「微細な凹凸形状」、「網目状の微細な凹凸形状」、「鱗状の微細な凹凸形状」については先に説明したとおりである。
Functional material The functional material according to the present invention includes a base material and a coating film formed on the surface of the base material, and the coating film has a fine uneven shape including a plurality of convex portions and a plurality of concave portions. Is. When the surface (XY plane) of the coating is observed two-dimensionally, the fine uneven shape of the coating is preferably a fine mesh or scale, and more preferably a scale. The “fine concavo-convex shape”, “network fine concavo-convex shape”, and “scale-like fine concavo-convex shape” are as described above.

本発明の好ましい態様によれば、コーティング被膜が有する微細な凹凸形状は等方性を有する。「等方性」については先に述べたとおりである。   According to the preferable aspect of this invention, the fine uneven | corrugated shape which a coating film has isotropic. “Isotropic” is as described above.

上記態様においては、コーティング被膜の表面形状が等方性を有することに加えて、被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルを処理して計測したとき、微細な凹凸形状が、300μm以上500μm以下の平均ピーク幅、かつ、単位長さ2.5mmにおいて4個以上8個以下の平均ピーク個数をさらに有する。このような表面形状を有する被膜においては、複数の凸部および複数の凹部は、微細であり、かつ、基材表面全体に亘って均一または規則正しく存在している。   In the above aspect, in addition to the surface shape of the coating film being isotropic, when the profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope is processed and measured, However, it further has an average peak width of 300 μm or more and 500 μm or less, and an average peak number of 4 or more and 8 or less in a unit length of 2.5 mm. In the film having such a surface shape, the plurality of convex portions and the plurality of concave portions are fine and exist uniformly or regularly over the entire substrate surface.

デジタルホログラフィック顕微鏡、これを用いて得られる表面形状プロファイルのピーク幅、単位長さあたりのピーク個数、被膜厚に対するピーク高さの割合については先に説明したとおりである。   The digital holographic microscope, the peak width of the surface profile obtained by using this, the number of peaks per unit length, and the ratio of the peak height to the film thickness are as described above.

本発明の好ましい態様によれば、コーティング被膜の微細な凹凸形状の、コーティング被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルを処理して計測された、被膜の厚さに対するピーク高さの割合が10%以下である。このような表面形状を有する被膜は、塗りムラ、塗筋などの外観不良が視認されることのない、均一な膜である。   According to a preferred aspect of the present invention, the peak with respect to the thickness of the coating film, which is measured by processing a profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope, of the fine uneven shape of the coating film. The ratio of the height is 10% or less. The film having such a surface shape is a uniform film in which poor appearance such as uneven coating and streaks are not visually recognized.

水系コーティング組成物の調製
<原材料>
・光触媒粒子1:アナターゼ型酸化チタン微粒子を含む弱塩基性の水分散液、粒子径20nm
・光触媒粒子2:アナターゼ型酸化チタン微粒子を含む弱塩基性の水分散液、粒子径30〜60nm
・無機酸化物粒子1:シリカ微粒子を含む塩基性の水分散液、粒子径8〜11nm
・無機酸化物粒子2:シリカ微粒子を含む塩基性の水分散液、粒子径4〜6nm
・界面活性剤1
・界面活性剤2
・界面活性剤3
・増粘剤1:ダイユータンガム
Preparation of water-based coating composition <Raw material>
Photocatalyst particles 1: Weakly basic aqueous dispersion containing anatase-type titanium oxide fine particles, particle diameter 20 nm
Photocatalyst particles 2: weakly basic aqueous dispersion containing anatase-type titanium oxide fine particles, particle diameter of 30 to 60 nm
Inorganic oxide particles 1: basic aqueous dispersion containing silica fine particles, particle size 8-11 nm
Inorganic oxide particles 2: Basic aqueous dispersion containing silica fine particles, particle diameter of 4 to 6 nm
・ Surfactant 1
・ Surfactant 2
・ Surfactant 3
・ Thickener 1: Dieutan gum

表1に示す種類の光触媒粒子、無機酸化物粒子、界面活性剤、増粘剤および水を、表1に示す濃度(質量%)で含む水系コーティング組成物1〜11を調製した。   Water-based coating compositions 1 to 11 containing the photocatalyst particles, inorganic oxide particles, surfactant, thickener and water shown in Table 1 at concentrations (mass%) shown in Table 1 were prepared.

水系コーティング組成物1〜11の表面張力および粘度は表2に示すとおりであった。表面張力は以下のように測定した。最大泡圧法による表面張力測定装置であるSITA t60(英弘精機製)を用い、気泡寿命30〜20,000msで動的表面張力を測定し、20,000msのときの値を表面張力(静的表面張力に準ずる値)とした。粘度は、B型粘度計(東機産業(株)製、TV−10)またはレオメーター(Thermo Scientific社製、HAAKE MARSII)を用いて測定した。B型粘度計では、回転数6rpm、温度25℃の条件とした。測定の際に使用したローターは、試料の粘度が100mPa・s未満の場合はLアダプターを、100mPa・s以上1000mPa・s未満の場合はM1ローターを、1000mPa・s以上5000mPa・s未満の場合はM2ローターを使用した。レオメーターでは、温度25℃の条件とし、センサーはコーンプレート(φ60mm、1°)を使用した。   The surface tension and viscosity of the aqueous coating compositions 1 to 11 were as shown in Table 2. The surface tension was measured as follows. Using SITA t60 (manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd.), a surface tension measuring device based on the maximum bubble pressure method, the dynamic surface tension is measured at a bubble life of 30 to 20,000 ms. Value according to tension). The viscosity was measured using a B-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., TV-10) or a rheometer (manufactured by Thermo Scientific, HAAKE MARSII). In the B-type viscometer, the rotation speed was 6 rpm and the temperature was 25 ° C. The rotor used for the measurement is an L adapter when the viscosity of the sample is less than 100 mPa · s, an M1 rotor when the sample is less than or equal to 100 mPa · s and less than 1000 mPa · s, and a rotor that is 1000 mPa · s and less than 5000 mPa · s. An M2 rotor was used. In the rheometer, the temperature was 25 ° C., and the sensor used was a cone plate (φ60 mm, 1 °).

コーティング被膜の形成
<基材の用意>
以下の試験1〜試験7では、基材としてソーダライムガラス(200×200×2t(mm))を用意した。次いで、酸化セリウム粉を含む研磨剤でガラス表面を洗浄し、ガラス表面を親水性にした。その後、ガラス表面をイオン交換水でよくすすぎ、自然乾燥させた。試験8では、基材として外壁材の有機塗装体を用いた。試験9では、基材としてフロートガラス基板(並ガラス)(100×200×2t(mm))を用意し、試験1〜7の基材に対して行った処理と同様の処理を行った。
Formation of coating film <Preparation of base material>
In the following tests 1 to 7, soda lime glass (200 × 200 × 2 t (mm)) was prepared as a base material. Next, the glass surface was washed with an abrasive containing cerium oxide powder to make the glass surface hydrophilic. Thereafter, the glass surface was rinsed well with ion exchange water and allowed to dry naturally. In Test 8, an organic coating body of an outer wall material was used as a base material. In Test 9, a float glass substrate (normal glass) (100 × 200 × 2 t (mm)) was prepared as a base material, and the same processing as that performed on the base materials in Tests 1 to 7 was performed.

(試験1)各種スポンジローラーを用いた試験
<各種ローラー>
使用したローラー1〜9の材質、製法、物性(平均気孔径、バブルポイント径、エタノール透過時間、および吸水速度)を表3に示す。
(Test 1) Test using various sponge rollers <Various rollers>
Table 3 shows the materials, production methods, and physical properties (average pore diameter, bubble point diameter, ethanol permeation time, and water absorption speed) of the rollers 1 to 9 used.

平均気孔径は、以下のように求めた。100倍の倍率でスポンジローラーの走査電子顕微鏡写真を撮影し、走査電子顕微鏡画像の対角に長さ(l)の線を2本引き、それぞれの線を横切る気孔数(n)を数えた。平均気孔径(μm)を、2l/nとして算出した。   The average pore diameter was determined as follows. A scanning electron micrograph of the sponge roller was taken at a magnification of 100 times, two lines of length (l) were drawn at the diagonal of the scanning electron microscope image, and the number of pores (n) crossing each line was counted. The average pore diameter (μm) was calculated as 2 l / n.

バブルポイント径は、ASTM F316−03およびJIS K 3832に規定されるバブルポイント法に従い、以下のように求めた。スポンジを試験液に浸漬して下側から空気の圧力を上げていき、最初に気泡が発生した孔の直径を最大気孔径とした。この時の圧力(P:バブルポイント圧)を用いて、下記式から最大気孔径(D)を求めた。試験液としてエタノールを用いた。
D=4γcosθ/P
(式中、D:最大気孔径(m)、γ:試験液の表面張力(N/m)、θ:スポンジと試験液の接触角(rad)、P:バブルポイント圧(Pa)を表す)
The bubble point diameter was determined as follows according to the bubble point method defined in ASTM F316-03 and JIS K3832. The sponge was immersed in the test solution, and the air pressure was increased from the lower side. The diameter of the hole in which bubbles were first generated was defined as the maximum pore diameter. Using the pressure (P: bubble point pressure) at this time, the maximum pore diameter (D) was determined from the following formula. Ethanol was used as a test solution.
D = 4γ cos θ / P
(Where D: maximum pore diameter (m), γ: surface tension of test solution (N / m), θ: contact angle between sponge and test solution (rad), P: bubble point pressure (Pa))

エタノール透過時間は、以下のように求めた。内径17.4mmのガラス管を垂直に設置し、その下端部に直径6.8mmの穴の空いた板をガラス管の断面と穴が同心円となるように取り付けた。更に、厚さ2mmにカットしたスポンジを板の穴を塞ぐように密着させ、ガラス管に深さ100mm(23.7ml)のエタノールを注ぎ、スポンジを通して完全に排出されるまでの時間を計測した。   The ethanol permeation time was determined as follows. A glass tube having an inner diameter of 17.4 mm was installed vertically, and a plate having a hole with a diameter of 6.8 mm was attached to the lower end thereof so that the cross section of the glass tube and the hole were concentric. Furthermore, a sponge cut to a thickness of 2 mm was brought into close contact with the hole in the plate, and 100 mm (23.7 ml) of ethanol was poured into the glass tube, and the time until it was completely discharged through the sponge was measured.

吸水速度は、JIS L1907「繊維製品の吸水性試験方法」7.1.1滴下法を参考に以下のように求めた。水滴(0.04mL)1滴を10mmの高さから試験片の表面に滴下し、水滴が試験片の表面に達したときから、試験片が水滴を吸収するにつれて鏡面反射が消え、湿潤だけが残った状態までの時間を計測した。試験片としてローラーの円柱状の外周面を用いた。吸水が瞬時に確認されたローラーについては、上記試験のスローモーションビデオを撮影し吸水速度を計測した。   The water absorption rate was obtained as follows with reference to JIS L1907 “Water absorption test method for textile products” 7.1.1 dropping method. A drop of water (0.04 mL) is dropped from the height of 10 mm onto the surface of the test piece. When the water drop reaches the surface of the test piece, the specular reflection disappears as the test piece absorbs the water drop, leaving only the wetness. The time to the state was measured. The cylindrical outer peripheral surface of the roller was used as a test piece. For the roller where water absorption was confirmed instantaneously, the slow motion video of the above test was taken and the water absorption speed was measured.

<液膜の形成>
表3に記載の平均気孔径などが異なる各種のスポンジローラーを用いて、1回あたりの塗着量(g/m2)を表4に示す量とし、同一の水系コーティング組成物1を基材の表面に塗付して試料1〜10の液膜(液膜1〜10)を形成した。液膜9のみ、ローラーを回転させずに形成した。
<Formation of liquid film>
Using various sponge rollers with different average pore diameters described in Table 3, the coating amount per time (g / m 2 ) was set to the amount shown in Table 4, and the same aqueous coating composition 1 was used as the base material. The liquid film (Liquid films 1-10) of Samples 1-10 was formed by applying to the surface. Only the liquid film 9 was formed without rotating the roller.

<被膜の形成>
液膜1〜10が形成された基材を水平に静置し、十分に乾燥するまで自然乾燥させて試料1〜10の被膜(被膜1〜10)を形成した。
<Formation of coating>
The base material on which the liquid films 1 to 10 were formed was left to stand horizontally, and was naturally dried until it was sufficiently dried to form the coating films (the coating films 1 to 10) of the samples 1 to 10.

評価
外観評価
各種ローラーを用いて形成した被膜の外観を写真撮影により観察した。外観が非常に優れたものをA、外観が優れたものをB、やや外観に劣るが実用上許容できるものをC、外観不良をDと判定した。
Evaluation Appearance evaluation The appearance of the coating formed using various rollers was observed by photography. A sample having a very good appearance was determined as A, a sample having a good appearance as B, a sample slightly inferior in appearance but acceptable in practice, and a defective appearance as D.

平均気孔径が30μmのローラー1を用いて形成された試料1の液膜1は微細な凹凸形状(鱗状)を有していた。被膜1の形状を写真撮影して観察したところ、被膜1は、液膜1が有する微細な凹凸形状を維持したまま微細な凹凸形状(鱗状)を有しており、外観は非常に良好であり、外観判定はAであった。被膜1の画像を図7に示す。なお、前述の図4(a)が試料1の液膜1、前述の図4(b)が試料1の被膜1に、それぞれ対応している。また、試料1においては、液膜は10秒程度で速やかに乾燥した。   The liquid film 1 of the sample 1 formed using the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm had a fine uneven shape (scale shape). When the shape of the coating film 1 was photographed and observed, the coating film 1 had a fine concavo-convex shape (scale-like shape) while maintaining the fine concavo-convex shape of the liquid film 1, and the appearance was very good. Appearance judgment was A. An image of the coating 1 is shown in FIG. 4A corresponds to the liquid film 1 of the sample 1, and FIG. 4B corresponds to the coating film 1 of the sample 1. In sample 1, the liquid film was quickly dried in about 10 seconds.

平均気孔径が50μmのローラー2を用いて形成された試料2の液膜2は微細な凹凸形状(鱗状)を有していた。被膜2の形状を写真撮影して観察したところ、被膜2は、液膜2が有する微細な凹凸形状を維持したまま微細な凹凸形状(鱗状)を有しており、外観は非常に良好であり、外観判定はAであった。被膜2の画像を図8に示す。試料2においても、液膜は10秒程度で速やかに乾燥した。   The liquid film 2 of the sample 2 formed using the roller 2 having an average pore diameter of 50 μm had a fine uneven shape (scale shape). When the shape of the coating film 2 was photographed and observed, the coating film 2 had a fine concavo-convex shape (scale-like shape) while maintaining the fine concavo-convex shape of the liquid film 2, and the appearance was very good. Appearance judgment was A. An image of the coating 2 is shown in FIG. Also in sample 2, the liquid film was quickly dried in about 10 seconds.

平均気孔径が80μmのローラー3を用いて形成された試料3の液膜3は微細な凹凸形状(細かい網目状)を有していた。被膜3の形状を写真撮影して観察したところ、被膜3は、液膜3が有する微細な凹凸形状を維持したまま微細な凹凸形状(細かい網目状)を有しており、外観は良好であり、外観判定はBであった。被膜3の画像を図9に示す。試料3においては、液膜は速やかに乾燥した。   The liquid film 3 of the sample 3 formed using the roller 3 having an average pore diameter of 80 μm had a fine uneven shape (fine mesh shape). When the shape of the coating film 3 was photographed and observed, the coating film 3 had a fine concavo-convex shape (fine mesh shape) while maintaining the fine concavo-convex shape of the liquid film 3, and the appearance was good. Appearance judgment was B. An image of the coating 3 is shown in FIG. In sample 3, the liquid film was quickly dried.

平均気孔径が150μmのローラー4を用いて形成された試料4の液膜4は微細な凹凸形状(細かい網目状)を有していた。被膜4の形状を写真撮影して観察したところ、被膜4は、液膜4が有する微細な凹凸形状(細かい網目状)を構成する凸部が一部流動し、その結果液膜4の微細な凹凸形状(細かい網目状)が一部維持されなかったが、凸部が全体に均一に配置されていた。被膜4においては、塗りムラが視認され難く、外観は実用上許容可能なものであり、外観判定はCであった。被膜4の画像を図10に示す。また、試料4においては、液膜の流動した部分の乾燥に少し時間を要した。乾燥時間は1、2分程度であった。   The liquid film 4 of the sample 4 formed using the roller 4 having an average pore diameter of 150 μm had a fine uneven shape (fine mesh shape). When the shape of the coating film 4 is photographed and observed, the coating film 4 partially flows in the convex portions constituting the fine uneven shape (fine mesh shape) of the liquid film 4, and as a result, the liquid film 4 has a fine structure. Although the uneven shape (fine mesh shape) was not partially maintained, the convex portions were uniformly arranged throughout. In the coating 4, coating unevenness was difficult to be visually recognized, the appearance was practically acceptable, and the appearance determination was C. An image of the coating 4 is shown in FIG. In sample 4, it took a little time to dry the portion where the liquid film flowed. The drying time was about 1 or 2 minutes.

平均気孔径が200μmのローラー5を用いて形成された試料5の液膜5は大きな凸部を含む網目状の形状を有していた。被膜5の形状を写真撮影して観察したところ、被膜5は、液膜5が有する大きな凸部を含む網目状の形状が維持されていなかった。被膜5においては、塗りムラが視認され、外観は不良であり、外観判定はDであった。被膜5の画像を図11に示す。なお、前述の図6(a)が試料5の液膜5、前述の図6(b)が試料5の被膜5に、それぞれ対応している。また、試料5においては、液膜5の大きな凸部が乾燥し難かった。液膜5の乾燥には、5分程度の時間を要した。   The liquid film 5 of the sample 5 formed using the roller 5 having an average pore diameter of 200 μm had a mesh shape including large convex portions. When the shape of the coating film 5 was photographed and observed, the coating film 5 was not maintained in a mesh shape including large convex portions of the liquid film 5. In the coating 5, coating unevenness was visually recognized, the appearance was poor, and the appearance determination was D. An image of the film 5 is shown in FIG. 6A corresponds to the liquid film 5 of the sample 5, and FIG. 6B corresponds to the coating film 5 of the sample 5. Moreover, in the sample 5, the large convex part of the liquid film 5 was difficult to dry. The drying of the liquid film 5 took about 5 minutes.

平均気孔径が50μmの低密度オレフィンタイプのローラー6を用いて形成された試料6の液膜6は、鱗状の形状と網目状の形状とを有していた。被膜6の形状を写真撮影して観察したところ、被膜6は、液膜6が有する鱗状の形状と網目状の形状とを維持しており、外観は良好であり、外観判定はBであった。被膜6の画像を図12に示す。試料6においては、液膜は速やかに乾燥した。   The liquid film 6 of the sample 6 formed using the low-density olefin type roller 6 having an average pore diameter of 50 μm had a scale shape and a mesh shape. When the shape of the film 6 was photographed and observed, the film 6 maintained the scale-like shape and the net-like shape of the liquid film 6, the appearance was good, and the appearance judgment was B. . An image of the film 6 is shown in FIG. In sample 6, the liquid film was quickly dried.

平均気孔径が200μmの低密度オレフィンタイプのローラー7を用いて形成された試料7の液膜7は、大きな凸部を含む網目状の形状を有していた。被膜7の形状を写真撮影して観察したところ、液膜7が有する大きな凸部を含む網目状の形状が維持されていなかった。被膜7においては、塗りムラが視認され、外観は不良であり、外観判定はDであった。被膜7の画像を図13に示す。試料7においては、液膜の乾燥に5分程度の時間を要した。   The liquid film 7 of the sample 7 formed using the low density olefin type roller 7 having an average pore diameter of 200 μm had a mesh shape including large convex portions. When the shape of the film 7 was photographed and observed, the network shape including the large convex portions of the liquid film 7 was not maintained. In the coating 7, coating unevenness was visually recognized, the appearance was poor, and the appearance determination was D. An image of the film 7 is shown in FIG. In sample 7, it took about 5 minutes to dry the liquid film.

材質がウールのローラー8を用いて形成された試料8の液膜8は大きな凸部(例えば、図2(b)の201a)を含んでいた。被膜8の形状を写真撮影して観察したところ、被膜8は、液膜8に含まれる大きな凸部を反映した大きな凸部(例えば、図2(b)の202a)、あるいは液膜8に含まれる大きな凸部同士が乾燥時に結合して形成された新たな大きな凸部を含んでいた。また、これら大きな凸部の厚さ、直径もまちまちであり、また被膜中の配置も不均一であった。被膜8においては、塗りムラがはっきりと視認され、外観は不良であり、外観判定はDであった。被膜8の画像を図14に示す。試料8においては、液膜の乾燥に5分程度の時間を要した。   The liquid film 8 of the sample 8 formed using the roller 8 made of wool included a large convex portion (for example, 201a in FIG. 2B). When the shape of the coating film 8 is photographed and observed, the coating film 8 is included in the large convex portion (for example, 202a in FIG. 2B) reflecting the large convex portion included in the liquid film 8, or in the liquid film 8. The large protrusions that were formed were joined to each other during drying to include new large protrusions. In addition, the thickness and diameter of these large protrusions varied, and the arrangement in the film was not uniform. In the coating 8, the coating unevenness was clearly recognized, the appearance was poor, and the appearance determination was D. An image of the film 8 is shown in FIG. In sample 8, it took about 5 minutes to dry the liquid film.

材質がウールのローラー8を回転させずに用いて形成された試料9の液膜9は大きな凸部(例えば、図2(b)の201a)を含み、これが筋状に形成されていた。被膜9の形状を写真撮影して観察したところ、被膜9は、液膜9に含まれる筋状に形成された大きな凸部を反映した大きな凸部(例えば、図2(b)の202a)を含み、これが筋状に形成されていた。被膜9においては、この筋がはっきりと視認され、外観は不良であり、外観判定はDであった。被膜9の画像を図15に示す。試料9においては、液膜の乾燥に5分程度の時間を要した。   The liquid film 9 of the sample 9 formed by using the roller 8 made of wool without rotating includes a large convex portion (for example, 201a in FIG. 2B), which is formed in a streak shape. When the shape of the coating film 9 is photographed and observed, the coating film 9 has a large convex portion (for example, 202a in FIG. 2B) reflecting the large convex portion formed in the streaks included in the liquid film 9. This was formed in a streak shape. In the film 9, this streak was clearly recognized, the appearance was poor, and the appearance determination was D. An image of the film 9 is shown in FIG. In sample 9, it took about 5 minutes to dry the liquid film.

材質が乾式スポンジで、平均気孔径が500μmのローラー9を用いて形成された試料10の液膜10は大きな凸部(例えば、図2(b)の201a)を含んでいた。被膜10の形状を写真撮影して観察したところ、被膜10にも、大きな凸部(例えば、図2(b)の202a)、あるいは液膜10に含まれる大きな凸部同士が乾燥時に結合して形成された新たな大きな凸部が含まれていた。被膜10においては、これら大きな凸部が塗りムラとしてはっきりと視認され、外観は不良であり、外観判定はDであった。被膜10の画像を図16に示す。試料10においては、液膜の乾燥に5分程度の時間を要した。   The liquid film 10 of the sample 10 formed using a roller 9 having a dry sponge material and an average pore diameter of 500 μm included a large convex portion (for example, 201a in FIG. 2B). When the shape of the coating film 10 was photographed and observed, large convex portions (for example, 202a in FIG. 2B) or large convex portions included in the liquid film 10 were also bonded to the coating film 10 during drying. The newly formed large convex part was included. In the coating 10, these large convex portions were clearly recognized as uneven coating, the appearance was poor, and the appearance determination was D. An image of the coating 10 is shown in FIG. In sample 10, it took about 5 minutes to dry the liquid film.

(試験2)表面張力が低いコーティング組成物と気孔径が小さなスポンジローラーの組合せ
<液膜の形成>
表4に示すように、平均気孔径が50μmであるローラー2を用いて、試料11の液膜11を形成した。1回あたりの塗着量を7.75g/m2とした。これは、同じくローラー2を用いた試料2の塗着量とほぼ同じ量である。一方で、試料11においては、試料2で用いた水系コーティング組成物1よりも表面張力が小さい水系コーティング組成物4を用いている。水系コーティング組成物4の表面張力は30mN/mであった。
(Test 2) Combination of a coating composition having a low surface tension and a sponge roller having a small pore diameter <Liquid film formation>
As shown in Table 4, the liquid film 11 of the sample 11 was formed using the roller 2 having an average pore diameter of 50 μm. The coating amount per one time was set to 7.75 g / m 2 . This is almost the same amount as the amount of application of the sample 2 using the roller 2. On the other hand, in the sample 11, the aqueous coating composition 4 having a smaller surface tension than the aqueous coating composition 1 used in the sample 2 is used. The surface tension of the aqueous coating composition 4 was 30 mN / m.

<被膜の形成>
液膜11が形成された基材を水平に静置し、十分に乾燥するまで自然乾燥させて被膜11を形成した。
<Formation of coating>
The base material on which the liquid film 11 was formed was allowed to stand horizontally, and then naturally dried until it was sufficiently dried to form the film 11.

評価
外観評価
表面張力が58mN/mである水系コーティング組成物1を用いた液膜2は、鱗状の凹凸形状を有していた。一方で、表面張力が30mN/mである水系コーティング組成物4を用いた液膜11は、鱗状ではなく、細かい網目状の凹凸形状を有していた。これは、用いた水系コーティング組成物4の表面張力が低いため、凹凸形状が鱗状とはならず、濡れ広がったためと考えられる。つまり、液膜11が適用直後に有していた微細な凹凸が乾燥時に少し移動したことが確認された。被膜11の形状を写真撮影して観察した。被膜11の画像を図17に示す。被膜11においては、細かい網目状の凹凸が均一に設けられており、塗りムラは視認されなかった。被膜11の外観は実用上許容可能であり、外観判定はCであった。この試料11において、液膜11の乾燥には、液膜2の乾燥時間よりも長い時間を要した。
Evaluation Appearance evaluation The liquid film 2 using the aqueous coating composition 1 having a surface tension of 58 mN / m had a scale-like uneven shape. On the other hand, the liquid film 11 using the aqueous coating composition 4 having a surface tension of 30 mN / m had a fine mesh-like uneven shape rather than a scale shape. This is presumably because the surface tension of the aqueous coating composition 4 used was low, so that the uneven shape did not become scale-like and spread wet. That is, it was confirmed that the fine irregularities that the liquid film 11 had immediately after application moved a little during drying. The shape of the film 11 was photographed and observed. An image of the coating 11 is shown in FIG. In the coating 11, fine mesh-like irregularities were uniformly provided, and coating unevenness was not visually recognized. The appearance of the film 11 was practically acceptable, and the appearance determination was C. In this sample 11, it took a longer time to dry the liquid film 11 than the drying time of the liquid film 2.

(試験4)重ね塗りの試験
<液膜の形成>
表4に示すように、平均気孔径が30μmのローラー1を用いて、基材の表面に3回塗付(重ね塗り)して試料13の液膜13を形成した。具体的には、1回目の塗付により1回目の液膜を形成し、これを乾燥させて1回目の被膜を形成した。その後、2回目の塗付により1回目の被膜の上に2回目の液膜を形成し、これを乾燥させて2回目の被膜を形成した。その後、3回目の塗付により2回目の被膜の上に3回目の液膜を形成した(液膜13)。1回あたりの塗着量は、4〜5g/m2とした。これは、同じくローラー1を用いた試料1の1回あたりの塗着量とほぼ同じ量である。なお、試料13で用いた水系コーティング組成物2の表面張力及び粘度は、試料1で用いた水系コーティング組成物1の表面張力及び粘度とほぼ同じである。
(Test 4) Overcoat test <Liquid film formation>
As shown in Table 4, using the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm, the liquid film 13 of the sample 13 was formed by applying (overcoating) the surface of the base material three times. Specifically, a first liquid film was formed by the first application, and this was dried to form a first film. Thereafter, a second liquid film was formed on the first film by the second application, and this was dried to form a second film. Thereafter, a third liquid film was formed on the second film by the third application (liquid film 13). The coating amount per time was 4 to 5 g / m 2 . This is almost the same amount as the amount of application per sample of the sample 1 using the roller 1. The surface tension and viscosity of the aqueous coating composition 2 used in Sample 13 are substantially the same as the surface tension and viscosity of the aqueous coating composition 1 used in Sample 1.

<被膜の形成>
上記のとおり、1回の塗付毎に液膜が形成された基材を水平に静置し、十分に乾燥するまで自然乾燥させる工程を3回繰り返して被膜13を形成した。試料13においては、液膜は1回の塗付毎に、10秒程度で速やかに乾燥した。
<Formation of coating>
As described above, the coating film 13 was formed by repeating the process of allowing the substrate on which the liquid film was formed for each application to stand horizontally and then naturally drying until sufficiently dried to form the coating 13. In sample 13, the liquid film was quickly dried in about 10 seconds for each application.

評価
外観評価
液膜13においては、1回目から3回目いずれの液膜も鱗状の微細な凹凸形状を有していた。被膜13の形状を写真撮影して観察した。被膜13の画像を図19に示す。3回塗り重ねて形成した被膜13の形状は鱗状であることが確認された。つまり、1回目の被膜が有する鱗状は2回目の被膜を形成した後も消失せず維持され、同様に、2回目の被膜が有する鱗状も3回目の被膜を形成した後も消失せず維持され、その結果、3回重ね塗りをしても1回目および2回目の微細な凹凸形状が重ねられた鱗状の被膜13が形成されることが確認された。被膜13においては、塗りムラは視認されず、外観は非常に良好であり、外観判定はAであった。
Evaluation Appearance evaluation In the liquid film 13, the liquid films in the first to third times all had a scale-like fine uneven shape. The shape of the film 13 was photographed and observed. An image of the coating 13 is shown in FIG. It was confirmed that the shape of the coating 13 formed by applying three times was scale-like. That is, the scale shape of the first film is maintained without disappearing even after the second film is formed, and similarly, the scale shape of the second film is maintained without disappearing after the third film is formed. As a result, it was confirmed that the scale-like film 13 in which the fine irregularities of the first and second times were overlaid was formed even after three times of overcoating. In the coating 13, coating unevenness was not visually recognized, the appearance was very good, and the appearance determination was A.

(試験5)水系コーティング組成物の表面張力を変化させた試験
表面張力を変化させたコーティング組成物5〜8について、平均気孔径が30μmのローラー1と、気孔径が200μmのローラー5と、を用いて試験を行った。
<液膜の形成>
表5に示すように、平均気孔径が30μmのローラー1を用いて、試料14〜17の液膜を形成した。また、平均気孔径が200μmのローラー5を用いて、試料19〜21の液膜を形成した。試料14〜17については、塗着量を8〜11g/m2とした。試料19〜21については、塗着量を4〜9g/m2とした。
(Test 5) Test in which the surface tension of the aqueous coating composition was changed For the coating compositions 5 to 8 in which the surface tension was changed, a roller 1 having an average pore diameter of 30 μm and a roller 5 having a pore diameter of 200 μm. And tested.
<Formation of liquid film>
As shown in Table 5, liquid films of Samples 14 to 17 were formed using a roller 1 having an average pore diameter of 30 μm. Moreover, the liquid film of samples 19-21 was formed using the roller 5 whose average pore diameter is 200 micrometers. For Samples 14 to 17, the coating amount was 8 to 11 g / m 2 . For samples 19 to 21, the coating amount was 4 to 9 g / m 2 .

<被膜の形成>
液膜14〜17、19〜21が形成された基材を水平に静置し、試験1と同様に自然乾燥させて被膜14〜17、19〜21を形成した。
<Formation of coating>
The base material on which the liquid films 14 to 17 and 19 to 21 were formed was allowed to stand horizontally and dried naturally in the same manner as in Test 1 to form the coating films 14 to 17 and 19 to 21.

評価
外観評価
被膜14〜17、19〜21の状態を目視により観察した。平均気孔径が30μmのローラー1を用いたときは、塗付する水系コーティング組成物の表面張力が29〜72mN/mと広い範囲に及ぶ場合であっても、被膜14〜17の外観は非常に良好であるか、良好であることが確認された。具体的には、水系コーティング組成物の表面張力が48mN/m以上に大きい場合には、塗りムラがなく、外観が非常に良好な被膜14〜16が形成された。これらの被膜においては、外観判定はAであった。水系コーティング組成物の表面張力が29mN/mと小さい場合であっても、微細な網目模様を有し、外観が良好な被膜17が形成された。被膜17においては、外観判定はBであった。
Evaluation Appearance evaluation The states of the coating films 14 to 17 and 19 to 21 were visually observed. When the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm is used, even if the surface tension of the aqueous coating composition to be applied is in a wide range of 29 to 72 mN / m, the appearance of the coatings 14 to 17 is very It was confirmed that it was good or good. Specifically, when the surface tension of the aqueous coating composition was as large as 48 mN / m or more, coatings 14 to 16 having no coating unevenness and very good appearance were formed. In these coatings, the appearance judgment was A. Even when the surface tension of the aqueous coating composition was as small as 29 mN / m, the film 17 having a fine mesh pattern and a good appearance was formed. In the coating film 17, the appearance determination was B.

一方、平均気孔径が200μmのローラー5を用いたときは、試料19〜21のように、表面張力が54mN/m以下の場合には、塗リムラやタレ等の不具合が生じた。   On the other hand, when the roller 5 having an average pore diameter of 200 μm was used, in the case where the surface tension was 54 mN / m or less as in Samples 19 to 21, problems such as coating lima and sagging occurred.

(試験6)水系コーティング組成物の粘度を変化させた試験
粘度を変化させたコーティング組成物6、9〜11について、平均気孔径が30μmのローラー1と、平均気孔径が200μmのローラー5と、を用いて試験を行った。
(Test 6) Test in which the viscosity of the aqueous coating composition was changed For the coating compositions 6 and 9 to 11 in which the viscosity was changed, the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm, the roller 5 having an average pore diameter of 200 μm, The test was conducted using.

<液膜の形成>
表6に示すように、平均気孔径が30μmのローラー1を用いて、試料15、22、24および26の液膜を形成した。また、平均気孔径が200μmのローラー5を用いて、試料19の液膜を形成した。試料15、22、24および26については、塗着量を6〜14g/m2とした。試料19については、塗着量を2〜5g/m2とした。
<Formation of liquid film>
As shown in Table 6, liquid films of Samples 15, 22, 24, and 26 were formed using the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm. Moreover, the liquid film of the sample 19 was formed using the roller 5 whose average pore diameter is 200 micrometers. For Samples 15, 22, 24, and 26, the coating amount was 6 to 14 g / m 2 . For sample 19, the coating amount was 2 to 5 g / m 2 .

<被膜の形成>
液膜15、19、22、24、26が形成された基材を水平に静置し、試験1と同様に自然乾燥させて被膜15、19、22、24、26を形成した。
<Formation of coating>
The substrate on which the liquid films 15, 19, 22, 24, and 26 were formed was left to stand horizontally and dried naturally in the same manner as in Test 1 to form the coating films 15, 19, 22, 24, and 26.

評価
外観評価
被膜15、19、22、24、26の状態を目視により観察した。平均気孔径が30μmのローラー1を用いたときは、塗付する水系コーティング組成物の粘度が5.4〜2079mPa・sと広い範囲に及ぶ場合であっても、被膜15、22、24および26の外観は不良と評価されるものはなかった。具体的には、水系コーティング組成物の粘度が185mPa・s以下の場合には、塗りムラがなく、外観が非常に良好な被膜15、22が形成された。これらの被膜の外観判定はAであった。また、水系コーティング組成物の粘度が684mPa・sと大きい場合にも、鱗状の塗装痕を有し、外観が良好な被膜24が形成された。被膜24においては、外観判定はBであった。一方、水系コーティング組成物の粘度が2079mPa・sと大きい被膜26では、斑点状の塗りムラがわずかに視認された。ただし、被膜26で視認された塗りムラはわずかであり、外観は実用上許容可能なものであった。被膜26においては、外観判定はCであった。
Evaluation Appearance evaluation The states of the coating films 15, 19, 22, 24, and 26 were visually observed. When the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm is used, even if the viscosity of the aqueous coating composition to be applied ranges from 5.4 to 2079 mPa · s, the coatings 15, 22, 24 and 26 No appearance was evaluated as poor. Specifically, when the viscosity of the water-based coating composition was 185 mPa · s or less, the coating films 15 and 22 having no coating unevenness and very good appearance were formed. The appearance of these coatings was A. Further, even when the viscosity of the aqueous coating composition was as large as 684 mPa · s, the film 24 having scale-like coating marks and good appearance was formed. In the film 24, the appearance determination was B. On the other hand, in the coating film 26 having a high viscosity of 2079 mPa · s of the aqueous coating composition, spotted coating unevenness was slightly visually recognized. However, the coating unevenness visually recognized by the coating 26 was slight, and the appearance was acceptable in practice. In the film 26, the appearance determination was C.

一方、平均気孔径が200μmのローラー5を用いたときは、水系コーティング組成物の粘度が5.4mPa・sと小さい被膜19では、塗りムラやタレ等の不具合が生じた。被膜19の外観は、不良であり、外観判定はDであった。   On the other hand, when the roller 5 having an average pore diameter of 200 μm was used, the coating film 19 having a small viscosity of the aqueous coating composition having a viscosity of 5.4 mPa · s caused problems such as uneven coating and sagging. The appearance of the film 19 was poor, and the appearance determination was D.

(試験7)塗着量を変化させた試験
平均気孔径が30μmのローラー1を用い、水系コーティング組成物9の塗着量を変化させた試験を行った。
(Test 7) Test in which the coating amount was changed Using the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm, a test was performed in which the coating amount of the aqueous coating composition 9 was changed.

<液膜の形成>
表7に示すように、平均気孔径が30μmのローラー1を用いて、1回あたりの塗着量(g/m2)を変化させ、水系コーティング組成物9を基材の表面に塗付して試料22および28の液膜を形成した。
<Formation of liquid film>
As shown in Table 7, the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm was used to change the coating amount (g / m 2 ) per one time, and the aqueous coating composition 9 was applied to the surface of the substrate. Thus, liquid films of Samples 22 and 28 were formed.

<被膜の形成>
液膜22、28が形成された基材を水平に静置し、試験1と同様に自然乾燥させて被膜22、28を形成した。
<Formation of coating>
The base material on which the liquid films 22 and 28 were formed was left to stand horizontally and dried naturally in the same manner as in Test 1 to form the coating films 22 and 28.

評価
外観評価
被膜22、28の状態を目視により観察した。平均気孔径が30μmのローラー1を用いた試料22、28では、いずれも、塗りムラがなく、外観が非常に良好な被膜22、28が形成された。これらの被膜の外観判定はAであった。
Evaluation Appearance evaluation The states of the coating films 22 and 28 were visually observed. In Samples 22 and 28 using the roller 1 having an average pore diameter of 30 μm, the coatings 22 and 28 with no coating unevenness and very good appearance were formed. The appearance of these coatings was A.

(試験8)外壁に適用した試験
次に、各種ローラーを用いて、外壁材の有機塗装体の表面に水系コーティング組成物を適用した例について述べる。
(Test 8) Test applied to the outer wall Next, an example in which the aqueous coating composition is applied to the surface of the organic coating body of the outer wall material using various rollers will be described.

スレート基板に、下塗、中塗を塗装した後、水系コーティング組成物12、13を表8に示す各種ローラーで当該塗装体に適用して、試料32〜36の液膜32〜36を形成した。スレート基板の大きさは、300mm×200mm×3mmtとした。下塗として、2液型エポキシ樹脂塗料(SR−50W、TOTO製)を用いた。中塗として、変性シリコーン樹脂塗料(ECO-EX中塗、色番#4000N、TOTO製)を用いた。水系コーティング組成物12は、粒子成分として光触媒粒子2を10mass%、無機酸化物粒子1を90mass%含んでいる。固形分濃度は5.5mass%であった。水系コーティング組成物13は、水系コーティング組成物12を3倍に濃縮したものであり、固形分濃度は16.5mass%であった。表8に示すように、試料32〜36の被膜32〜36を得た。   After coating the undercoat and the intermediate coat on the slate substrate, the aqueous coating compositions 12 and 13 were applied to the coated body with various rollers shown in Table 8 to form the liquid films 32-36 of the samples 32-36. The size of the slate substrate was 300 mm × 200 mm × 3 mmt. As an undercoat, a two-pack type epoxy resin paint (SR-50W, manufactured by TOTO) was used. As the intermediate coating, a modified silicone resin coating (ECO-EX intermediate coating, color number # 4000N, manufactured by TOTO) was used. The aqueous coating composition 12 contains 10 mass% of photocatalyst particles 2 and 90 mass% of inorganic oxide particles 1 as particle components. The solid concentration was 5.5 mass%. The aqueous coating composition 13 was obtained by concentrating the aqueous coating composition 12 three times, and the solid content concentration was 16.5 mass%. As shown in Table 8, coatings 32-36 of Samples 32-36 were obtained.

気孔径が小さいローラー1、6を用いて、固形分濃度が3倍高い水系コーティング組成物13を適用した試料32、33においては、液膜32、33は細かい凹凸形状を有していた。液膜32、33の乾燥工程において、この細かい凹凸形状を保ったまま10秒程度で速やかに乾燥した。得られた被膜32、33においては、鱗状の微細な凹凸形状が形成され、塗りムラが視認されない非常に良好な外観であった。外観判定はいずれもAであった。   In the samples 32 and 33 to which the aqueous coating composition 13 having a solid content concentration of 3 times higher was applied using the rollers 1 and 6 having a small pore diameter, the liquid films 32 and 33 had fine uneven shapes. In the drying process of the liquid films 32 and 33, it was quickly dried in about 10 seconds while maintaining this fine uneven shape. In the obtained coating films 32 and 33, the scale-like fine uneven | corrugated shape was formed, and it was the very favorable external appearance by which coating nonuniformity is not visually recognized. Appearance judgments were all A.

また、ローラー6を用い、水系コーティング組成物12を3回重ね塗りした試料35においては、3倍の固形分濃度である水系コーティング組成物13を同じローラー6で適用した試料33の被膜33と同様に鱗状の微細な凹凸形状を有する被膜35を得た。外観は非常に良好であり、外観判定はAであった。なお、1回の塗装ごとの液膜の乾燥時間は10秒程度であった。   Further, in the sample 35 in which the aqueous coating composition 12 is applied three times by using the roller 6, the same as the film 33 of the sample 33 in which the aqueous coating composition 13 having a solid content concentration of 3 times is applied by the same roller 6. Thus, a coating film 35 having a scale-like fine irregular shape was obtained. The appearance was very good and the appearance judgment was A. In addition, the drying time of the liquid film for each coating was about 10 seconds.

気孔径が大きいローラー5を用いて、水系コーティング組成物13を適用した試料34においては、液膜34に凹凸構造が形成された。この凹凸構造がやや大きめだったため、液膜34の乾燥工程において凸部の一部が流動し、被膜34には部分的に塗りムラが視認されたが、実用上許容範囲内であった。外観判定はCであった。液膜34の乾燥時間は試料32、33、35よりも少し長かったが、1分以内であった。   In the sample 34 to which the aqueous coating composition 13 was applied using the roller 5 having a large pore diameter, an uneven structure was formed in the liquid film 34. Since this concavo-convex structure was somewhat large, a part of the convex portion flowed in the drying process of the liquid film 34, and coating unevenness was partially recognized on the coating 34, but it was within a practically acceptable range. Appearance judgment was C. The drying time of the liquid film 34 was slightly longer than those of the samples 32, 33, and 35, but was within 1 minute.

ウールローラー8を用いて、水系コーティング組成物12を適用した試料36においては、液膜36が全体に濡れ広がり、凹凸形状は形成されなかった。液膜36が乾燥するに従って流動し、被膜36には塗りムラが視認された。液膜36の乾燥には3〜5分程度を要した。外観判定はDであった。   In the sample 36 to which the water-based coating composition 12 was applied using the wool roller 8, the liquid film 36 spreads throughout the entire surface, and the uneven shape was not formed. The liquid film 36 flowed as it dried, and coating unevenness was visually recognized on the film 36. It took about 3 to 5 minutes to dry the liquid film 36. Appearance judgment was D.

以上の試験より、基材がガラス、外壁等、のいずれであっても、ローラーの種類とコーティング組成物との組合せを同様に工夫することで、良好な外観の被膜が得られることがわかった。   From the above test, it was found that a film with a good appearance can be obtained by devising the combination of the type of roller and the coating composition in the same manner regardless of whether the substrate is glass, outer wall, or the like. .

(試験9)被膜の表面形状の測定試験
<液膜の形成>
表9に記載の各種塗装道具を用いて、塗着量を約10g/m2とし、同一の水系コーティング組成物2を基材の表面に塗付して試料37〜46の液膜(液膜37〜46)を形成した。
(Test 9) Measurement test of surface shape of coating film <Formation of liquid film>
Using the various coating tools shown in Table 9, the coating amount was set to about 10 g / m 2 , and the same aqueous coating composition 2 was applied to the surface of the base material. 37-46) were formed.

ローラー1〜5、8、9を用いた液膜37〜44の形成は以下のとおり行った。コーティング組成物にローラーを浸漬し、ローラーにコーティング組成物を十分に含ませた後、しごき板でローラーをしごいてコーティング組成物の含浸量を半分程度に調整した。基材へローラーを密着させ、回転させながら縦横に2往復ずつコーティング組成物を塗り広げ、液膜が乾燥する前に基材の長手方向へ仕上げ塗装を行った。液膜44のみ、ローラーを回転させずに形成した。具体的には、ローラーヘッドが回転しないようにローラーハンドルに固定して塗装を行った。ベルベットコーター(スポンジの表面に起毛地の布を接着したもの)を用いた液膜45は、適量のコーティング組成物をスポイトで塗装面の起毛地部分へ滴下し、基材へ押し付けて数回塗り広げた後、一方向に仕上げ塗りを行った。スプレーを用いた液膜46は、低圧霧化ガン(アネスト岩田LPH-101、オリフィス1.2mm)を使用した。霧化圧0.15MPaとし、3回塗り重ねて上記の塗着量とした。   Formation of the liquid films 37 to 44 using the rollers 1 to 5, 8 and 9 was performed as follows. A roller was immersed in the coating composition, and after the roller was sufficiently contained in the coating composition, the impregnation amount of the coating composition was adjusted to about half by squeezing the roller with an iron plate. A roller was brought into close contact with the substrate, and the coating composition was spread two times in the vertical and horizontal directions while rotating, and finish coating was performed in the longitudinal direction of the substrate before the liquid film was dried. Only the liquid film 44 was formed without rotating the roller. Specifically, the coating was performed by fixing to a roller handle so that the roller head did not rotate. The liquid film 45 using a velvet coater (a surface of a sponge with a brushed fabric bonded) is applied several times by dropping an appropriate amount of the coating composition onto the brushed portion of the painted surface with a dropper and pressing it onto the substrate. After spreading, finish coating was applied in one direction. For the liquid film 46 using a spray, a low-pressure atomizing gun (Anest Iwata LPH-101, orifice 1.2 mm) was used. The atomization pressure was 0.15 MPa, and the above coating amount was obtained by applying three times.

<被膜の形成>
液膜37〜46が形成された基材を水平に静置し、十分に乾燥するまで自然乾燥させて試料37〜46の被膜(被膜37〜46)を形成した。
<Formation of coating>
The base material on which the liquid films 37 to 46 were formed was allowed to stand horizontally, and then naturally dried until it was sufficiently dried to form the films of the samples 37 to 46 (coating films 37 to 46).

評価
(外観)
被膜37〜46の表面形状を写真撮影し、目視により、等方性の有無、すなわち塗装方向によらずに微細な凹凸形状が形成され、筋状模様などが視認されない状態か否か、および塗りムラの有無を観察した。被膜37〜46の各写真画像を図20〜29に示す。被膜の写真は、背景に黒色艶消し板を置き、被膜面にほぼ水平となる方向から白色LEDの照明をあてて被膜の模様が見やすい状態として撮影を行った。写真中の黒い線は、油性フェルトペンで引いた目印であり、直線の途中にある2つの点の間の距離が1cmである。
Evaluation (appearance)
The surface shape of the coatings 37 to 46 is photographed and visually checked for isotropic presence or absence, that is, whether a fine uneven shape is formed regardless of the coating direction and the streak pattern is not visually recognized, and coating The presence or absence of unevenness was observed. Photographic images of the coatings 37 to 46 are shown in FIGS. The film was photographed by placing a black matte plate in the background and illuminating a white LED from a direction almost horizontal to the film surface so that the pattern of the film was easy to see. The black line in the photograph is a mark drawn with an oil-based felt pen, and the distance between two points in the middle of the straight line is 1 cm.

(表面形状プロファイル)
さらに、被膜37〜46の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡(Lyncee Tec社製)で計測した。各被膜の表面形状の特徴を、ピーク(凸部)の幅、単位長さあたりのピークの個数、ピーク高さ(被膜厚に対する割合)の3つの指標で数値化して、評価した。表9に単位長さあたりのピークの個数、表10に被膜厚の評価結果を示し、表11に総合結果を示す。また、図30、31に、デジタルホログラフィック顕微鏡観察によって得た被膜37〜46の表面形状プロファイルを示す。
(Surface shape profile)
Further, the surface shapes of the coatings 37 to 46 were measured with a digital holographic microscope (manufactured by Lynce Tec). The characteristics of the surface shape of each coating were evaluated by quantifying with three indicators of peak (convex) width, number of peaks per unit length, and peak height (ratio to film thickness). Table 9 shows the number of peaks per unit length, Table 10 shows the evaluation results of the film thickness, and Table 11 shows the overall results. 30 and 31 show surface shape profiles of the films 37 to 46 obtained by digital holographic microscope observation.

各被膜において、液膜を形成した際に仕上げ塗装を行った方向と直角をなす方向へ10mm(10,000μm)の長さ分の表面形状プロファイルを測定した。フェルトペンで描いた目印の線から2mm離れた線上で測定を行った。1ショットで1×1mmの視野の撮影が最大であるため、1ショット毎に0.8mmずつ視野をずらしながら13ショットの撮影を実施した。得られた13個の2次元の表面形状プロファイル(x、y、高さのデータ)を基に、1次元のプロファイル(x、高さのデータ)を抽出した。13個のプロファイルを統合するため、各プロファイルのベースライン、ドリフト、位置の補正を行った後、1本のプロファイルに統合した。その際、重なり部分は2つのプロファイルデータの平均値とした。得られたプロファイルはノイズが多かったため、ノイズ除去のために100点移動平均をとった。このような手順で得られた位置対高さのデータから以下の手法でピーク幅、単位長さあたりのピーク個数、ピーク高さを計測した。   For each coating, a surface shape profile for a length of 10 mm (10,000 μm) was measured in a direction perpendicular to the direction in which the finish coating was performed when the liquid film was formed. Measurement was performed on a line 2 mm away from the mark line drawn with the felt pen. Since shooting with a 1 × 1mm field of view is the largest in one shot, 13 shots were taken while shifting the field of view by 0.8mm for each shot. A one-dimensional profile (x, height data) was extracted based on the 13 obtained two-dimensional surface shape profiles (x, y, height data). In order to integrate 13 profiles, the baseline, drift and position of each profile were corrected and then merged into one profile. At that time, the overlapping portion was an average value of the two profile data. Since the obtained profile was noisy, a 100-point moving average was taken to remove noise. The peak width, the number of peaks per unit length, and the peak height were measured from the position-to-height data obtained by such a procedure by the following method.

・ピーク幅:ピークの両側にある2つの極小部分(谷)の間の距離を計測し、これをピーク幅とした。
・ピーク個数:プロファイルを0〜2500μm、2500〜5000μm、5000〜7500μm、7500〜10000μmの4つの領域(順に、領域1、2、3、4)に区切り、それぞれの領域にあるピークの個数を計測した。
・ピーク高さ:ピーク幅を求めた際の2つの極小部を結ぶ直線を描き、ピークの頂点から垂線を引いてピークから直線までの距離を求め、この距離の被膜の厚さに対する割合をピーク高さとして計測した。被膜の厚さは以下の方法で求めた。各サンプルの被膜にカッターナイフで切り込みを入れ、基材表面まで到達する傷を形成した。この傷の部分をデジタルホログラフィック顕微鏡にて測定し、被膜表面と基材表面の高低差から被膜の厚さを求めた。
-Peak width: The distance between two minimum parts (valleys) on both sides of the peak was measured and used as the peak width.
・ Number of peaks: The profile is divided into four areas (0, 2500, 5000, 5000, 7500, 7500, and 70000 μm (in order, areas 1, 2, 3, and 4), and the number of peaks in each area is measured. did.
・ Peak height: Draw a straight line connecting the two minimum parts when the peak width is obtained, and draw a perpendicular from the peak apex to obtain the distance from the peak to the straight line, and peak the ratio of this distance to the film thickness. Measured as height. The thickness of the coating was determined by the following method. The film of each sample was cut with a cutter knife to form a scratch reaching the substrate surface. The scratched portion was measured with a digital holographic microscope, and the thickness of the coating was determined from the difference in height between the coating surface and the substrate surface.

結果
平均気孔径が30〜150μmのローラー1〜4を用いて形成された被膜37〜40については、ピーク幅およびピーク個数の双方が所望の数値範囲(それぞれ、300μm以上500μm以下、4個以上8個以下/2.5mm)にあり、被膜表面は2次元的に均一または規則正しい凹凸形状を有していた。また、被膜37〜40は、ピーク個数のバラつきが小さく全体的に均一な周期構造となっていた。さらに、被膜37〜40は、塗装方向によらず凹凸形状が形成され、筋状模様などが視認されず、等方性を有しているとともに、塗りムラも視認されず、目視において良好な外観を有していた。従って、被膜37〜40はいずれも微細な凹凸形状を有していることが確認された。とりわけ、ローラー1、2を用いて形成された被膜37、38は、2次元的に均一または規則正しい凹凸形状を有していただけでなく、さらに被膜厚に対するピーク高さの割合も所望の数値範囲(10%以下)にあり、3次元的にも均一または規則正しい凹凸形状を有していた。従って、被膜37、38は良好な微細な凹凸形状を有していることが確認された。平均気孔径が80〜150μmのローラー3、4を用いて形成された被膜39、40は、ピーク高さの割合がその他の塗装具を用いて形成された被膜に比べて大きく、所望の数値範囲になかったが、ピーク幅およびピーク個数の双方は所望の数値範囲にあり、十分に微細な凹凸形状を有していた。なお、2次元的に良好な凹凸形状を有していれば、被膜は十分に微細な凹凸形状を有していると判断し、さらに3次元的にも良好な凹凸形状を有していれば、被膜は良好な微細な凹凸形状を有していると判断した。
Results For the coatings 37 to 40 formed using rollers 1 to 4 having an average pore diameter of 30 to 150 μm, both the peak width and the number of peaks are in a desired numerical range (each 300 μm to 500 μm, 4 to 8 The surface of the coating had a two-dimensionally uniform or regular uneven shape. In addition, the coatings 37 to 40 had a uniform periodic structure with little variation in the number of peaks. Furthermore, the coatings 37 to 40 are formed with an uneven shape regardless of the coating direction, the streak pattern or the like is not visually recognized, and isotropic, and the coating unevenness is also not visually recognized. Had. Therefore, it was confirmed that each of the coatings 37 to 40 has a fine uneven shape. In particular, the films 37 and 38 formed using the rollers 1 and 2 not only have a two-dimensionally uniform or regular uneven shape, and the ratio of the peak height to the film thickness is also in a desired numerical range ( 10% or less), and has a three-dimensional uniform or regular uneven shape. Therefore, it was confirmed that the coatings 37 and 38 have a good fine uneven shape. The coatings 39 and 40 formed using the rollers 3 and 4 having an average pore diameter of 80 to 150 μm have a higher peak height ratio than the coatings formed using other coating tools, and a desired numerical range. However, both the peak width and the number of peaks were in a desired numerical range, and had a sufficiently fine uneven shape. If the film has a two-dimensional good uneven shape, the film is judged to have a sufficiently fine uneven shape, and if it has a three-dimensional good uneven shape, The film was judged to have a good fine irregular shape.

一方、平均気孔径が200μmのローラー5を用いて形成された被膜41は、塗装方向によらず凹凸形状が形成され、筋状模様などは確認されず、等方性を有していたが、塗りムラが目立ち目視外観は不良であった。また、ピーク幅は所望の数値範囲にあった。しかし、ピーク個数が所望の数値範囲になく、かつバラつきも大きく、非周期的な構造となっていた。従って、被膜41は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。なお、ピーク高さも所望の数値範囲になかった。   On the other hand, the coating film 41 formed using the roller 5 having an average pore diameter of 200 μm has an isotropic shape regardless of the coating direction, and has no isotropic pattern and is not confirmed. The coating unevenness was conspicuous and the visual appearance was poor. The peak width was in the desired numerical range. However, the number of peaks is not in the desired numerical range, the variation is large, and the structure is aperiodic. Therefore, it was confirmed that the film 41 does not have a fine uneven shape. The peak height was not in the desired numerical range.

材質が乾式スポンジで、平均気孔径が500μmであり、吸水性のないローラー9を用いて形成された被膜42は、塗装方向によらず凹凸形状が形成され、筋状模様などは確認されず、等方性を有していたが、塗りムラが目立ち目視外観は不良であった。しかし、ピーク幅、ピーク個数、ピーク高さのいずれもが所望の数値範囲になく、またピーク個数のバラつきが大きく、非周期的な構造となっていた。従って、被膜42は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。   The material 42 is a dry sponge, the average pore diameter is 500 μm, and the coating 42 formed using the roller 9 having no water absorption has an irregular shape regardless of the coating direction, and no streak pattern is confirmed. Although it was isotropic, uneven coating was conspicuous and the visual appearance was poor. However, none of the peak width, the number of peaks, and the peak height are in the desired numerical range, the variation in the number of peaks is large, and the structure is aperiodic. Therefore, it was confirmed that the coating 42 does not have a fine uneven shape.

材質がウールであるローラー8を用いて形成された被膜43は、塗装方向によらず凹凸形状が形成され、筋状模様などは確認されず、等方性を有していたが、塗りムラが目立ち目視外観は不良であった。また、ピーク幅は所望の数値範囲にあった。しかし、ピーク個数が所望の数値範囲になく、かつバラつきがあり、非周期的な構造となっていた。従って、被膜43は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。なお、ピーク高さも所望の数値範囲になかった。   The coating film 43 formed using the roller 8 made of wool has an irregular shape regardless of the coating direction, has no isotropic streaks, and isotropic. The conspicuous visual appearance was poor. The peak width was in the desired numerical range. However, the number of peaks is not in the desired numerical range, has variations, and has an aperiodic structure. Therefore, it was confirmed that the film 43 does not have a fine uneven shape. The peak height was not in the desired numerical range.

材質がウールであるローラー8を回転させずに用いて形成された被膜44は、ピーク幅、ピーク個数、ピーク高さのいずれもが所望の数値範囲にあったが、大きな凸部を含んでおり、これが塗装方向に沿った筋状の模様や、塗りムラとなっていた。従って、被膜44は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。   The film 44 formed using the roller 8 made of wool without rotating it had all of the peak width, the number of peaks, and the peak height in a desired numerical range, but included a large convex portion. This was a streaky pattern along the painting direction and uneven coating. Therefore, it was confirmed that the coating 44 does not have a fine uneven shape.

ベルベットコーター(スポンジの表面に起毛地の布を接着したもの)を用いて形成された被膜45は、ピーク幅が所望の数値範囲になく、また大きな凸部を含んでおり、これが塗装方向に沿った筋状の模様や、塗りムラとなっていた。従って、被膜45は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。   The film 45 formed using a velvet coater (a sponge surface with a brushed fabric bonded) has a peak width that is not in the desired numerical range and includes large protrusions, which are along the coating direction. The pattern was uneven and the coating was uneven. Therefore, it was confirmed that the film 45 does not have a fine uneven shape.

スプレーを用いて形成された被膜46は、筋状模様などが視認されず、等方性を有していたが、塗りムラが目立ち目視外観は不良であった。しかし、ピーク幅、ピーク個数、ピーク高さのいずれも所望の数値範囲になかった。従って、被膜46は微細な凹凸形状を有していないことが確認された。   The coating 46 formed using the spray was not visually recognized with a streak pattern or the like, and was isotropic, but the coating unevenness was conspicuous and the visual appearance was poor. However, none of the peak width, the number of peaks, and the peak height were in the desired numerical range. Therefore, it was confirmed that the film 46 does not have a fine uneven shape.

以上より、平均気孔径が30μm以上150μm以下であり、吸水性が良好なローラーを用いて形成された被膜の表面形状は、材質が同じであるが、平均気孔径が上記範囲を超えて大きいローラー、あるいは平均気孔径が大きいだけでなく、吸収性もないローラー、あるいはベルベットコーターやスプレーなど他の塗装具を用いて形成された被膜の表面形状に比べて、等方性を有し、かつ、ピーク幅、ピークの個数、ピーク高さが所望の数値範囲にあり、微細な凹凸形状を有することが確認された。   As mentioned above, the average pore diameter is 30 μm or more and 150 μm or less, and the surface shape of the film formed using a roller having good water absorption is the same material, but the average pore diameter is larger than the above range. Or isotropic as compared to the surface shape of the film formed using other coating tools such as a roller having a large average pore diameter and not absorbing, or a velvet coater or spray, and It was confirmed that the peak width, the number of peaks, and the peak height are in a desired numerical range and have a fine uneven shape.

101:微細な凹凸形状を有する液膜(塗付直後、乾燥前)
101a:液膜の微細な凹凸形状を構成する凸部
101b:液膜の微細な凹凸形状を構成する凹部
102:微細な凹凸形状が維持されている被膜(乾燥後)
102a:被膜の微細な凹凸形状を構成する凸部
102b:被膜の微細な凹凸形状を構成する凹部
201:微細でない凹凸形状を有する液膜(従来技術)
201a:液膜の微細でない凹凸形状を構成する凸部
201b:液膜の微細でない凹凸形状を構成する凹部
202:微細でない凹凸形状を有する被膜(塗りムラあり)
202a:被膜の微細でない凹凸形状を構成する凸部(塗りムラとして視認される凸部)
202b:被膜の微細でない凹凸形状を構成する凹部(塗りムラとして視認される凹部)
101: Liquid film with fine irregularities (immediately after application, before drying)
101a: Convex part that forms the fine irregular shape of the liquid film
101b: Concavities that make up the fine irregular shape of the liquid film
102: Coating with fine irregularities maintained (after drying)
102a: Convex part that forms the fine irregular shape of the coating
102b: Concavities that make up the fine irregular shape of the coating
201: Liquid film with irregularities that are not fine (prior art)
201a: Convex part that forms uneven shape of liquid film
201b: Concave part constituting a non-fine uneven shape of the liquid film
202: Non-fine uneven film (with uneven coating)
202a: Convex part that forms a non-fine uneven shape of the film (convex part visually recognized as uneven coating)
202b: Concave portion that forms a non-fine uneven shape of the coating (a concave portion visually recognized as uneven coating)

Claims (19)

コーティング被膜を基材の表面に形成する方法であって、
当該方法が、
水系コーティング組成物を基材の表面に適用して液膜を形成する工程と、
前記液膜を乾燥させて被膜を形成する工程と
を少なくとも含んでなり、
前記液膜が、複数の凸部および複数の凹部を含む微細な凹凸形状を有しており、
前記被膜形成工程において、前記液膜を乾燥させて前記液膜の前記微細な凹凸形状が維持された前記被膜を形成することを特徴とする、方法。
A method of forming a coating film on a surface of a substrate,
The method is
Applying a water-based coating composition to the surface of the substrate to form a liquid film;
Forming a film by drying the liquid film, and
The liquid film has a fine uneven shape including a plurality of convex portions and a plurality of concave portions,
In the film forming step, the liquid film is dried to form the film in which the fine uneven shape of the liquid film is maintained.
前記液膜の微細な凹凸形状が維持されて形成された前記被膜が、鱗状の微細な凹凸形状を有する、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the coating film formed by maintaining the fine uneven shape of the liquid film has a scale-like fine uneven shape. 前記鱗状の微細な凹凸形状が、等方性を有し、かつ
前記鱗状の微細な凹凸形状の、前記被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルから計測された、平均ピーク幅が300μm以上500μm以下であり、かつ、単位長さ2.5mmにおける平均ピーク個数が4個以上8個以下である、請求項2に記載の方法。
The scale-like fine concavo-convex shape is isotropic, and the scale-like fine concavo-convex shape is an average measured from a profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope. The method according to claim 2, wherein the peak width is 300 μm or more and 500 μm or less, and the average number of peaks in a unit length of 2.5 mm is 4 or more and 8 or less.
前記鱗状の微細な凹凸形状の、前記被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルから計測された、前記被膜の厚さに対するピーク高さの割合が10%以下である、請求項3に記載の方法。   The ratio of the peak height to the thickness of the coating film, which is measured from a profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a fine concavo-convex shape of the scale with a digital holographic microscope, is 10% or less. The method of claim 3. 前記液膜を形成する工程が、水系コーティング組成物を、スポンジローラーを用いて基材の表面に適用して液膜を形成するものであり、
前記スポンジローラーが連続気孔を有し、前記連続気孔の平均気孔径が30μm以上150μm以下であり、エタノール透過時間が20秒以上270秒以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
The step of forming the liquid film is to form the liquid film by applying the aqueous coating composition to the surface of the substrate using a sponge roller,
The said sponge roller has a continuous pore, The average pore diameter of the said continuous pore is 30 micrometers or more and 150 micrometers or less, The ethanol permeation | transmission time is 20 seconds or more and 270 seconds or less, It is any one of Claims 1-4. the method of.
前記水系コーティング組成物の粘度が4.5mPa・s以上3000mPa・s未満である、請求項5に記載の方法。   The method according to claim 5, wherein the viscosity of the aqueous coating composition is 4.5 mPa · s or more and less than 3000 mPa · s. 前記水系コーティング組成物の表面張力が25mN/mより大きく72mN/m以下である、請求項5または6に記載の方法。   The method according to claim 5 or 6, wherein the surface tension of the aqueous coating composition is greater than 25 mN / m and not greater than 72 mN / m. 前記液膜形成工程において、前記基材の表面に適用される前記水系コーティング組成物の1回あたりの適用量が、2g/m以上15g/m以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 In the liquid film forming step, applying amount per one of the aqueous coating composition applied to a surface of said substrate is 2 g / m 2 or more 15 g / m 2 or less, more of claims 1 to 7 The method according to claim 1. 前記液膜形成工程において、前記スポンジローラーを回転させながら水系コーティング組成物を基材の表面に適用して前記液膜を形成することを特徴とする、請求項5〜8のいずれか一項に記載の方法。   In the said liquid film formation process, applying the aqueous coating composition to the surface of a base material, rotating the said sponge roller, forms the said liquid film, It is any one of Claims 5-8 characterized by the above-mentioned. The method described. 前記水系コーティング組成物が、機能性粒子と、水を主として含む分散媒とを含んでなる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the water-based coating composition comprises functional particles and a dispersion medium mainly containing water. 前記機能性粒子が、光触媒粒子である、請求項10に記載の方法。   The method according to claim 10, wherein the functional particles are photocatalytic particles. 前記水系コーティング組成物が、前記光触媒粒子以外の無機酸化物粒子をさらに含んでなる、請求項11に記載の方法。   The method according to claim 11, wherein the aqueous coating composition further comprises inorganic oxide particles other than the photocatalyst particles. 基材と、当該基材の表面に形成されたコーティング被膜とを備えてなる機能材であって、
前記コーティング被膜が複数の凸部および複数の凹部を含む微細な凹凸形状を有する、機能材。
A functional material comprising a base material and a coating film formed on the surface of the base material,
The functional material in which the coating film has a fine uneven shape including a plurality of convex portions and a plurality of concave portions.
前記微細な凹凸形状が、鱗状の微細な凹凸形状である、請求項13に記載の機能材。   The functional material according to claim 13, wherein the fine uneven shape is a scale-like fine uneven shape. 前記鱗状の微細な凹凸形状が、等方性を有し、かつ
前記鱗状の微細な凹凸形状の、前記被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルから計測された、平均ピーク幅が300μm以上500μm以下であり、かつ、単位長さ2.5mmにおける平均ピーク個数が4個以上8個以下である、請求項14に記載の機能材。
The scale-like fine concavo-convex shape is isotropic, and the scale-like fine concavo-convex shape is an average measured from a profile obtained by observing the surface shape of the coating film with a digital holographic microscope. The functional material according to claim 14, wherein the peak width is 300 μm or more and 500 μm or less, and the average number of peaks in a unit length of 2.5 mm is 4 or more and 8 or less.
前記鱗状の微細な凹凸形状の、前記コーティング被膜の表面形状をデジタルホログラフィック顕微鏡で観察して得られたプロファイルから計測された、前記被膜の厚さに対するピーク高さの割合が10%以下である、請求項15に記載の機能材。   The ratio of the peak height to the thickness of the coating film, which is measured from the profile obtained by observing the surface shape of the coating film of the scale-like fine irregularities with a digital holographic microscope, is 10% or less. The functional material according to claim 15. 前記コーティング被膜が機能性粒子を含んでなる、請求項13〜16のいずれか一項に記載の機能材。   The functional material according to any one of claims 13 to 16, wherein the coating film comprises functional particles. 前記機能性粒子が光触媒粒子である、請求項17に記載の機能材。   The functional material according to claim 17, wherein the functional particles are photocatalyst particles. 前記コーティング被膜が、光触媒粒子以外の無機酸化物粒子をさらに含んでなる、請求項18に記載の機能材。   The functional material according to claim 18, wherein the coating film further comprises inorganic oxide particles other than the photocatalyst particles.
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