JP2018203895A - Hydrophilic oil repellent coating film and antifouling coated body - Google Patents

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Abstract

To provide a hydrophilic oil repellent coating film capable of achieving hydrophilic oil repellency and achieving self-cleaning property which makes removal easy even when stain is adhered.SOLUTION: A hydrophilic oil repellent coating film is at least constituted by hydrophilic nanoparticles having average particle diameter of 100 nm or less, has convexoconcave with arithmetic average roughness Ra in a range of 2.5 to 100 nm on a surface of the hydrophilic oil repellent coating film, and further contains at least one of a fluorine compound and a silicon compound as an oil repellent component, and has water contact angle of less than 15°, and oil contact angle of over 15°.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、被覆対象物の表面に親水性と撥油性との双方を付与することが可能な親水撥油性被覆膜と、この親水撥油性被覆膜を防汚対象となる表面に形成した防汚被覆体とに関する。   In the present invention, a hydrophilic oil-repellent coating film capable of imparting both hydrophilicity and oil repellency to the surface of an object to be coated, and the hydrophilic oil-repellent coating film are formed on the surface to be antifouling. It relates to an antifouling covering.

従来から、物品の防汚性を実現するために当該物品の表面に親水撥油性を付与することが行われている。このような親水撥油性の付与は、代表的には、フッ素含有化合物を用いて物品の表面に親水撥油性を有する膜を形成する手法が挙げられる。   Conventionally, in order to realize the antifouling property of an article, hydrophilic oil repellency is imparted to the surface of the article. Such imparting of hydrophilic oil repellency typically includes a technique of forming a film having hydrophilic oil repellency on the surface of an article using a fluorine-containing compound.

例えば、特許文献1には、パーフルオロカーボンと、酸素原子を有し、C−H結合およびハロゲン原子のいずれも有しない酸素含有化合物とが存在する雰囲気中で放電処理することで、親水撥油性を有する膜を形成する方法が開示されている。この膜における親水撥油性の程度は、放電処理雰囲気中に存在する酸素原子の原子数とフッ素原子の原子数との比によって調整されている。   For example, Patent Document 1 discloses hydrophilic oil repellency by performing discharge treatment in an atmosphere containing a perfluorocarbon and an oxygen-containing compound having an oxygen atom and having neither a C—H bond nor a halogen atom. A method for forming a film having the same is disclosed. The degree of hydrophilic oil repellency in this film is adjusted by the ratio of the number of oxygen atoms and the number of fluorine atoms present in the discharge treatment atmosphere.

また、特許文献2には、フッ素原子およびアルキレンオキサイド基を有する有機化合物、および、特定構造のリン酸エステル化合物からなる親水撥油性付与剤が開示されており、この親水撥油性付与剤と硬化性モノマーおよび/またはオリゴマーとを含有する組成物を塗布して、親水撥油性の塗膜を形成している。具体的な親水撥油性付与剤としては、フッ素原子含有(メタ)アクリレートとアルキレンオキサイド含有(メタ)アクリレートを少なくとも1種類ずつ共重合成分として含む共重合体、あるいは、フッ素原子およびアルキレンオキサイド基を有し、分子量が4000以下程度の低分子の有機化合物が例示されている。これら親水撥油性付与剤では、親水撥油性の向上の観点から、分子中のフッ素原子の含有量の割合、あるいは、アルキレンオキサイド基の合計量の割合を限定している。   Patent Document 2 discloses a hydrophilic oil repellency imparting agent comprising an organic compound having a fluorine atom and an alkylene oxide group, and a phosphate ester compound having a specific structure, and this hydrophilic oil repellency imparting agent and curability are disclosed. A composition containing a monomer and / or an oligomer is applied to form a hydrophilic oil-repellent coating film. Specific examples of the hydrophilic oil repellency imparting agent include a copolymer containing at least one fluorine atom-containing (meth) acrylate and an alkylene oxide-containing (meth) acrylate as a copolymer component, or a fluorine atom and an alkylene oxide group. In addition, low molecular organic compounds having a molecular weight of about 4000 or less are exemplified. In these hydrophilic oil repellency imparting agents, the proportion of the fluorine atom content in the molecule or the proportion of the total amount of alkylene oxide groups is limited from the viewpoint of improving the hydrophilic oil repellency.

さらに、特許文献3には、特定構造のペルフルオロアルキル基含有化合物である親水撥油剤が開示され、特許文献4には、特定構造のペルフルオロポリエーテル基含有化合物である親水撥油剤が開示され、特許文献5には、特定構造のペルフルオロアルキル基および/またはペルフルオロアルキレン基を含むフッ素系化合物である親水撥油剤が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a hydrophilic oil repellent that is a perfluoroalkyl group-containing compound having a specific structure, and Patent Document 4 discloses a hydrophilic oil repellent that is a perfluoropolyether group-containing compound having a specific structure. Document 5 discloses a hydrophilic oil repellent that is a fluorine-based compound containing a perfluoroalkyl group and / or a perfluoroalkylene group having a specific structure.

特許文献3または4では、前記の親水撥油剤と溶媒とを含む表面被覆材を塗布して塗膜(塗布膜)を形成することにより、物品の表面に親水撥油性を付与している。特許文献5では、親水撥油剤と結合剤と溶媒とを含む表面被覆材を形成している。これら特許文献に開示される親水撥油剤はいずれも、親水撥油性を発揮するために、分子中に撥油性賦与基(撥油性付与基)と親水性賦与基(親水性付与基)とを含んでいる。   In Patent Document 3 or 4, a surface coating material containing the hydrophilic oil repellent and a solvent is applied to form a coating film (coating film), thereby imparting hydrophilic oil repellency to the surface of the article. In Patent Document 5, a surface covering material including a hydrophilic oil repellent, a binder, and a solvent is formed. All of the hydrophilic oil repellents disclosed in these patent documents contain an oil repellency-imparting group (oil repellency-imparting group) and a hydrophilic property-imparting group (hydrophilicity-providing group) in order to exert hydrophilic oil repellency. It is out.

また、物品の防汚性を実現するための他の手法として、当該物品の表面に、微小領域の親水性部分および疎水性部分を相互に独立して露出する膜を形成する手法が知られている。例えば、特許文献6には、15nm以下の平均粒径を有するシリカ超微粒子と、好ましくは50〜500nmの範囲内のフッ素樹脂粒子とを含む、これらを所定の質量比で配合したコーティング組成物が開示されている。   In addition, as another technique for realizing the antifouling property of an article, a technique is known in which a film that exposes a hydrophilic part and a hydrophobic part of a minute region independently of each other on the surface of the article is known. Yes. For example, Patent Document 6 discloses a coating composition containing ultrafine silica particles having an average particle size of 15 nm or less and fluororesin particles preferably in the range of 50 to 500 nm, which are blended at a predetermined mass ratio. It is disclosed.

このコーティング組成物を用いて塗膜(コーティング膜)を形成することにより、シリカ超微粒子に起因する親水性部分と、フッ素樹脂粒子に起因する疎水性部分とをバランスよく混在させている。特許文献6では、これにより、親水性の汚れおよび親油性の汚れの双方の付着の防止を図っている。   By forming a coating film (coating film) using this coating composition, a hydrophilic portion caused by silica ultrafine particles and a hydrophobic portion caused by fluororesin particles are mixed in a balanced manner. In Patent Document 6, this prevents the adhesion of both hydrophilic dirt and lipophilic dirt.

特開2008−031511号公報JP 2008-031511 A 国際公開第2015/046375号International Publication No. 2015/046375 特開2016−074828号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-074828 特開2016−074830号公報JP, 2006-074830, A 国際公開第2016/017761号International Publication No. 2016/017761 国際公開第2008/087877号International Publication No. 2008/087877

ここで、近年、物品の防汚性を向上する観点から、セルフクリーニング性(セルフクリーン機能)が注目されている。代表的には、セルフクリーニング性とは、水洗により容易に汚れを除去できることであると定義することができる。   Here, in recent years, self-cleaning property (self-cleaning function) has attracted attention from the viewpoint of improving the antifouling property of articles. Typically, the self-cleaning property can be defined as being able to easily remove dirt by washing with water.

しかしながら、前述した特許文献1〜6では、このようなセルフクリーニング性に関しては、何ら検討されておらず、物品の防汚性をより一層向上することは困難となっている。   However, in Patent Documents 1 to 6 described above, such self-cleaning property is not studied at all, and it is difficult to further improve the antifouling property of the article.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、親水撥油性を実現することが可能であるとともに、汚れが付着しても除去しやすくなるセルフクリーニング性を実現することが可能な親水撥油性被覆膜を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and can achieve hydrophilic oil repellency and can realize self-cleaning properties that are easy to remove even if dirt adheres. An object is to provide a possible hydrophilic oil-repellent coating film.

本発明者らが鋭意検討した結果、シリカ等の親水性のナノ粒子にフッ素化合物等の撥油性成分を組み合わせて被覆膜を形成する際に、その表面の凹凸の程度を制御することによって、親水撥油性を実現できるとともに、乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止することが可能であり、さらに、汚れが付着しても除去しやすくすることが可能であることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies by the inventors, when forming a coating film by combining a hydrophilic nanoparticle such as silica with an oil repellent component such as a fluorine compound, by controlling the degree of unevenness on the surface, Originally found that it is possible to achieve hydrophilic oil repellency, effectively suppress or prevent the adhesion of dry dirt, and to make it easy to remove even if dirt adheres. The invention has been completed.

すなわち、本発明に係る親水撥油性被覆膜は、前記の課題を解決するために、100nm以下の平均粒径を有する親水性のナノ粒子により少なくとも構成される被覆膜であって、当該被覆膜の表面に算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有するとともに、さらに、撥油性成分として、フッ素化合物およびケイ素化合物の少なくとも一方を含有し、水接触角が15°未満であり、かつ、油接触角が15°超である構成である。   That is, the hydrophilic oil-repellent coating film according to the present invention is a coating film composed of at least hydrophilic nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm or less in order to solve the above-described problems. The surface of the covering film has irregularities with an arithmetic average roughness Ra in the range of 2.5 to 100 nm, and further contains at least one of a fluorine compound and a silicon compound as an oil repellent component, and a water contact angle of 15 °. And the oil contact angle is more than 15 °.

前記構成によれば、親水性のナノ粒子と撥油性成分とを用いて、その表面に前記の範囲内の凹凸を有する被覆膜を形成している。これにより、良好な親水撥油性を実現できるとともに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することも可能となる。   According to the said structure, the coating film which has the unevenness | corrugation in the said range on the surface is formed using the hydrophilic nanoparticle and the oil-repellent component. As a result, it is possible to realize good hydrophilic oil repellency and to realize self-cleaning properties that facilitate removal even if dirt is attached.

また、本発明には、被覆対象物における防汚対象となる表面を、前記構成の親水撥油性被覆膜で被覆してなる構成の防汚被覆体も含まれる。   In addition, the present invention includes an antifouling coating having a structure in which a surface to be antifouling in a coating object is coated with the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration.

本発明では、以上の構成により、親水撥油性を実現することが可能であるとともに、汚れが付着しても除去しやすくなるセルフクリーニング性を実現することが可能な親水撥油性被覆膜を提供することができる、という効果を奏する。   The present invention provides a hydrophilic oil-repellent coating film that can achieve hydrophilic oil-repellent properties and can achieve self-cleaning properties that can be easily removed even if dirt is attached. There is an effect that can be done.

本開示に係る親水撥油性被覆膜は、100nm以下の平均粒径を有する親水性のナノ粒子により少なくとも構成される被覆膜であって、当該被覆膜の表面に算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有するとともに、さらに、撥油性成分として、フッ素化合物およびケイ素化合物の少なくとも一方を含有し、水接触角が15°未満であり、かつ、油接触角が15°超である構成である。   The hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure is a coating film composed at least of hydrophilic nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm or less, and has an arithmetic average roughness Ra on the surface of the coating film. While having irregularities in the range of 2.5 to 100 nm, and further containing at least one of a fluorine compound and a silicon compound as an oil repellent component, the water contact angle is less than 15 °, and the oil contact angle is 15 The configuration is over °.

前記構成によれば、親水性のナノ粒子と撥油性成分とを用いて、その表面に前記の範囲内の微細な凹凸を有する被覆膜を形成している。これにより、良好な親水撥油性を実現できるとともに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することも可能となる。   According to the said structure, the coating film which has the fine unevenness | corrugation in the said range on the surface is formed using the hydrophilic nanoparticle and the oil-repellent component. As a result, it is possible to realize good hydrophilic oil repellency and to realize self-cleaning properties that facilitate removal even if dirt is attached.

前記構成の親水撥油性被覆膜においては、前記ナノ粒子の平均粒径は5〜100nmの範囲内にある構成であってもよい。   In the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration, the nanoparticle may have an average particle size in the range of 5 to 100 nm.

前記構成によれば、ナノ粒子の平均粒径が前記の範囲内であれば、微細な表面凹凸をより良好に実現することができる。   According to the said structure, if the average particle diameter of a nanoparticle is in the said range, a fine surface unevenness | corrugation can be implement | achieved more favorably.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、前記ナノ粒子が、金属ナノ粒子、無機酸化物ナノ粒子、無機窒化物ナノ粒子、無機カルコゲン化物ナノ粒子、(メタ)アクリル系樹脂ナノ粒子からなる群より選択される少なくとも1種である構成であってもよい。   Further, in the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration, the nanoparticles are composed of metal nanoparticles, inorganic oxide nanoparticles, inorganic nitride nanoparticles, inorganic chalcogenide nanoparticles, and (meth) acrylic resin nanoparticles. The structure which is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of may be sufficient.

前記構成によれば、ナノ粒子が前記群の少なくともいずれかの材質からなる粒子であれば、良好な親水撥油性被覆膜を形成することができる。   According to the said structure, if a nanoparticle is a particle | grains which consist of at least any material of the said group, a favorable hydrophilic oil-repellent coating film can be formed.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、膜厚が500nm以下である構成であってもよい。   Further, the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described structure may have a film thickness of 500 nm or less.

前記構成によれば、親水撥油性被覆膜の帯電性を良好に軽減させ、乾性の汚れの付着を良好に抑制または防止することができる。   According to the said structure, the electrical charging property of a hydrophilic oil-repellent coating film can be reduced favorably, and adhesion of a dry dirt can be suppressed or prevented favorably.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、前記撥油性成分は、平均分子量が10000以下であり、かつ、粒子状に形成されていないものである構成であってもよい。   Moreover, in the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described structure, the oil-repellent component may have an average molecular weight of 10,000 or less and not formed into particles.

前記構成によれば、親水撥油性被覆膜の表面において微細な凹凸が形成しやすくなるとともに、その表面に良好な撥油性を付与しやすくなる。それゆえ、良好な親水撥油性を実現できるとともに、乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止することができ、さらに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することも可能となる。   According to the said structure, while becoming easy to form fine unevenness | corrugation in the surface of a hydrophilic oil-repellent coating film, it becomes easy to provide favorable oil repellency to the surface. Therefore, it can realize good hydrophilic oil repellency, can effectively suppress or prevent the adhesion of dry dirt, and can also realize self-cleaning properties that make it easy to remove even if dirt adheres. It becomes.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、全重量を100重量%としたときに、前記撥油性成分は0.1〜10重量%の範囲内で含有されている構成であってもよい。   In the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described structure, the oil-repellent component may be contained within a range of 0.1 to 10% by weight when the total weight is 100% by weight. Good.

前記構成によれば、親水撥油性被覆膜の表面において、ナノ粒子に由来する微細な凹凸の実現と撥油性成分による撥油性(撥油作用)の実現とを良好に両立させることが可能となる。   According to the above configuration, on the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film, it is possible to achieve both the achievement of fine irregularities derived from nanoparticles and the achievement of oil repellency (oil repellency) by the oil-repellent component. Become.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、前記ナノ粒子および前記撥油性成分に加えて、前記ナノ粒子との親和性を有する材料から少なくとも構成される接着成分を含有する構成であってもよい。   In addition, the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration includes an adhesive component composed of at least a material having an affinity for the nanoparticles in addition to the nanoparticles and the oil-repellent component. Also good.

前記構成によれば、親水撥油性被覆膜の強度または耐久性を向上することができるとともに、表面の微細な凹凸が維持されやすくなり、乾性の汚れの付着を抑制または防止する効果を向上することができる。   According to the said structure, while being able to improve the intensity | strength or durability of a hydrophilic oil-repellent coating film, it becomes easy to maintain the fine unevenness | corrugation of a surface, and improves the effect which suppresses or prevents adhesion of dry dirt. be able to.

また、前記構成の親水撥油性被覆膜においては、表面抵抗率が1013Ω/□以下である構成であってもよい。 Further, the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration may have a surface resistivity of 10 13 Ω / □ or less.

前記構成によれば、親水撥油性被覆膜の帯電性を良好に軽減させることができるので、乾性の汚れの付着を良好に抑制または防止することができる。   According to the above-described configuration, the chargeability of the hydrophilic oil-repellent coating film can be reduced satisfactorily, so that the adhesion of dry dirt can be suppressed or prevented satisfactorily.

本開示に係る防汚被覆体は、被覆対象物における防汚対象となる表面を、前記構成の親水撥油性被覆膜で被覆してなる構成である。これにより、防汚被覆体は、特に乾性の汚れの付着を有効に抑制または回避することができるとともに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することが可能となる。   The antifouling covering according to the present disclosure has a configuration in which a surface to be antifouling in a covering object is covered with the hydrophilic oil-repellent coating film having the above-described configuration. As a result, the antifouling coating can effectively suppress or avoid the adhesion of dry dirt, and can realize self-cleaning properties that facilitate removal even if dirt adheres.

前記構成の防汚被覆体は、前記被覆対象物が、電気製品またはその部品である構成であってもよい。これにより、電気製品またはその部品の表面に対して良好な防汚処理を施すことができる。
以下、本開示の代表的な構成例について、具体的に説明する。
In the antifouling covering body having the above-described configuration, the covering object may be an electric product or a part thereof. Thereby, the favorable antifouling process can be performed with respect to the surface of an electric product or its components.
Hereinafter, a typical configuration example of the present disclosure will be specifically described.

[親水撥油性被覆膜]
本開示に係る親水撥油性被覆膜は、100nm以下の平均粒径を有する親水性のナノ粒子により少なくとも構成されるとともに、後述する撥油性成分を含有しており、その表面の算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有する膜である。親水撥油性被覆膜を構成するナノ粒子は、親水性であればその種類は特に限定されないが、代表的には、金属ナノ粒子、無機酸化物ナノ粒子、無機窒化物ナノ粒子、無機カルコゲン化物ナノ粒子(無機酸化物ナノ粒子を除く)、(メタ)アクリル系樹脂ナノ粒子等を挙げることができる。
[Hydrophilic oil repellent coating film]
The hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure is composed of at least hydrophilic nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm or less and contains an oil-repellent component described later, and has an arithmetic average roughness on the surface thereof. Ra is a film having irregularities in the range of 2.5 to 100 nm. The kind of nanoparticles constituting the hydrophilic oil-repellent coating film is not particularly limited as long as it is hydrophilic, but typically, metal nanoparticles, inorganic oxide nanoparticles, inorganic nitride nanoparticles, inorganic chalcogenides Examples thereof include nanoparticles (excluding inorganic oxide nanoparticles), (meth) acrylic resin nanoparticles, and the like.

具体的には、例えば、金属ナノ粒子としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄白金(FePt)等の周期表第11族元素またはその合金;ニッケル(Ni,第10族元素)、スズ(Sn,第14族元素)等の周期表第11族元素以外のメッキ用金属元素等を挙げることができる。また、無機酸化物ナノ粒子としては、シリカ(酸化ケイ素、SiO2 )、酸化イットリウム(Y23)、チタン酸バリウム(BaTiO3 )、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化チタン(TiO2 )、酸化インジウム(In23)等を挙げることができる。無機窒化物ナノ粒子としては、窒化ガリウム(GaN)等を挙げることができる。無機カルコゲン化物ナノ粒子としては、セレン化カドミウム(CdSe)等を挙げることができる。(メタ)アクリル系樹脂ナノ粒子としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等を挙げることができる。 Specifically, for example, as the metal nanoparticles, Group 11 elements of the periodic table such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), iron platinum (FePt) or alloys thereof; Examples include metal elements for plating other than Group 11 elements of the periodic table, such as Group 10 elements) and tin (Sn, Group 14 elements). Examples of the inorganic oxide nanoparticles include silica (silicon oxide, SiO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), antimony-doped tin oxide (ATO), and titanium oxide (TiO 2 ). And indium oxide (In 2 O 3 ). Examples of the inorganic nitride nanoparticles include gallium nitride (GaN). Examples of the inorganic chalcogenide nanoparticles include cadmium selenide (CdSe). Examples of (meth) acrylic resin nanoparticles include polymethyl methacrylate (PMMA).

これらナノ粒子は、基本的には、1種類のみで親水撥油性被覆膜を構成するが、複数種類が組み合わせられて親水撥油性被覆膜を構成することもできる。これらの中でも、汎用性、コスト、平均粒径の調整のしやすさ等から、シリカナノ粒子が特に好ましく用いられる。また、親水撥油性被覆膜は、基本的には、ナノ粒子および後述する撥油性成分で構成されるが、親水撥油性被覆膜による防汚性能を妨げない限りでナノ粒子および撥油性成分以外の成分を含んでもよい。例えば、親水撥油性被覆膜は、ナノ粒子および撥油性成分に加えて帯電防止剤を含んでもよい。   These nanoparticles basically constitute a hydrophilic oil-repellent coating film by only one kind, but a plurality of kinds can be combined to constitute a hydrophilic oil-repellent coating film. Among these, silica nanoparticles are particularly preferably used because of versatility, cost, ease of adjustment of average particle diameter, and the like. The hydrophilic oil-repellent coating film is basically composed of nanoparticles and an oil-repellent component described later, but the nanoparticles and the oil-repellent component are not limited as long as the antifouling performance by the hydrophilic oil-repellent coating film is not hindered. Other components may be included. For example, the hydrophilic oil-repellent coating film may contain an antistatic agent in addition to the nanoparticles and the oil-repellent component.

ナノ粒子の粒径は、100nm以下であればよいが、本開示においては、5〜100nmの範囲内であることがより好ましい。また、平均粒径のより好ましい範囲としては、15nm超100nm未満の範囲内、あるいは、20nm〜100nmの範囲内を挙げることもできる。   The diameter of the nanoparticles may be 100 nm or less, but in the present disclosure, it is more preferably in the range of 5 to 100 nm. Moreover, as a more preferable range of the average particle diameter, a range of more than 15 nm and less than 100 nm, or a range of 20 nm to 100 nm can be exemplified.

ナノ粒子の粒径が100nm以下であれば、親水撥油性被覆膜の表面においてナノレベルの凹凸構造を実現しやすくなる。また、親水撥油性被覆膜の具体的な構成にもよるが、ナノ粒子の粒径が5〜100nmの範囲内であれば、ナノレベルの凹凸構造をより好適な範囲内に調整しやすくすることができる。さらに、親水撥油性被覆膜が後述するように接着成分を含む場合には、ナノ粒子の粒径が15nm超100nm未満の範囲内、もしくは、20〜100nmの範囲内に設定することで、ナノレベルの凹凸構造をより好適な範囲内に調整しやすくすることができる。   When the particle diameter of the nanoparticles is 100 nm or less, it becomes easy to realize a nano-level uneven structure on the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film. Further, although depending on the specific configuration of the hydrophilic oil-repellent coating film, if the particle size of the nanoparticles is in the range of 5 to 100 nm, the nano-level uneven structure can be easily adjusted to a more suitable range. be able to. Furthermore, when the hydrophilic oil-repellent coating film contains an adhesive component as described later, the nanoparticle size is set within a range of more than 15 nm and less than 100 nm, or within a range of 20 to 100 nm, It is possible to easily adjust the level uneven structure within a more preferable range.

親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRaは、2.5〜100nmの範囲内であればよい。算術平均粗さRaがこの範囲内であれば、このような親水撥油性被覆膜を被覆対象物に形成することで、少なくとも乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止することが可能になる。   The arithmetic average roughness Ra of the surface of the hydrophilic / oil-repellent coating film may be in the range of 2.5 to 100 nm. If the arithmetic average roughness Ra is within this range, it is possible to effectively suppress or prevent at least the adhesion of dry dirt by forming such a hydrophilic oil-repellent coating film on the object to be coated. .

本開示に係る親水撥油性被覆膜に含有される撥油性成分は、撥油性を呈するフッ素化合物およびケイ素化合物の少なくとも一方であればよい。フッ素化合物またはケイ素化合物は、分子中にフッ素またはケイ素(もしくはその両方)を含む化合物であればよい。これら撥油性成分は、撥水撥油剤、界面活性剤、表面処理剤、表面改質剤、反射防止剤、コーティング剤等として用いられているものを挙げることができる。   The oil repellent component contained in the hydrophilic oil repellent coating film according to the present disclosure may be at least one of a fluorine compound and a silicon compound exhibiting oil repellency. The fluorine compound or silicon compound may be a compound containing fluorine or silicon (or both) in the molecule. Examples of these oil repellent components include those used as water and oil repellents, surfactants, surface treatment agents, surface modifiers, antireflection agents, coating agents and the like.

具体的な撥油性成分としては、公知の有機フッ素化合物または有機ケイ素化合物が挙げられるが、特に限定されない。これら撥油性成分は1種類のみを用いてもよいし2種類以上を適宜組み合わせて用いてもよい。例えば、好ましいフッ素系化合物としては、構造中に疎水基および親水基の双方を有し、代表的な疎水基としては、直鎖もしくは分岐パーフルオロアクリル基を挙げることができ、代表的な親水基としては、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル塩の少なくともいずれかを挙げることができる。   Specific examples of the oil-repellent component include known organic fluorine compounds or organosilicon compounds, but are not particularly limited. These oil repellent components may be used alone or in combination of two or more. For example, preferred fluorine-based compounds have both a hydrophobic group and a hydrophilic group in the structure, and typical hydrophobic groups include linear or branched perfluoroacrylic groups. Examples thereof include at least one of a sulfonic acid group, a sulfuric acid ester group, and a phosphoric acid ester salt.

本開示に係る親水撥油性被覆膜においては、撥油性成分の含有量は特に限定されず、使用目的に応じて、ナノ粒子による親水性と撥油性成分による撥油性とを好適に発揮できる程度に撥油性成分が含有されていればよい。代表的な好ましい含有量としては、親水撥油性被覆膜の全重量を100重量%としたときに、撥油性成分は0.1〜10重量%の範囲内で含有されていればよく、0.1〜5重量%の範囲内であってもよく、0.1〜4.5重量%の範囲内であってもよい。   In the hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure, the content of the oil-repellent component is not particularly limited, and depending on the purpose of use, hydrophilicity due to nanoparticles and oil-repellency due to the oil-repellent component can be suitably exhibited. The oil repellent component should just be contained in. As a typical preferable content, when the total weight of the hydrophilic oil-repellent coating film is 100% by weight, the oil-repellent component may be contained within the range of 0.1 to 10% by weight. It may be in the range of 1 to 5% by weight or in the range of 0.1 to 4.5% by weight.

撥油性成分の含有量が下限の0.1重量%を下回ると、諸条件にもよるが、親水撥油性被覆膜において十分な撥油性を発揮できない場合がある。一方、撥油性成分の上限については、求められる撥油性に応じて撥油性成分の含有量を適宜調整すればよいため、特に限定されないものの、一般的には、10重量%を超えると親水性が失われるとともに親水撥油性被覆膜の表面において良好な表面粗さ(微細な凹凸)を実現できなくなる可能性があり、ナノ粒子による乾性の汚れの付着防止効果に影響を及ぼす恐れがある。親水撥油性被覆膜の用途にもよるが、撥油性成分の含有量が10重量%以下、好ましくは5重量%以下もしくは5重量%未満であれば、ナノ粒子に由来する微細な凹凸の実現と撥油性成分による撥油性(撥油作用)の実現とを良好に両立させることができる傾向にある。   If the content of the oil-repellent component is less than the lower limit of 0.1% by weight, the hydrophilic oil-repellent coating film may not exhibit sufficient oil repellency, depending on various conditions. On the other hand, the upper limit of the oil repellency component is not particularly limited because the content of the oil repellency component may be appropriately adjusted according to the required oil repellency. In addition to being lost, there is a possibility that good surface roughness (fine irregularities) cannot be realized on the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film, which may affect the effect of preventing adhesion of dry dirt by the nanoparticles. Depending on the application of the hydrophilic oil-repellent coating film, if the content of the oil-repellent component is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less or less than 5% by weight, fine irregularities derived from nanoparticles are realized. And the realization of oil repellency (oil repellency) by the oil repellency component tend to be compatible with each other.

撥油性成分の具体的な形状は特に限定されず、ナノ粒子を主体とする被覆膜中に撥油性成分が良好に分散できるような形状であればよいが、撥油性成分はできる限り低分子であることが好ましい。また、撥油性成分は、粒子状、粉体状または凝集体状等ではなく、分子レベルで被覆膜に分散されることが好ましい。撥油性成分の具体的な分子量については特に限定されないが、一般的には、平均分子量が10000以下であればよく、好ましくは8000以下であればよく、より好ましくは6000以下であればよい。   The specific shape of the oil-repellent component is not particularly limited as long as the oil-repellent component can be satisfactorily dispersed in the coating film mainly composed of nanoparticles. It is preferable that The oil repellent component is preferably dispersed in the coating film at the molecular level, not in the form of particles, powder or aggregates. The specific molecular weight of the oil-repellent component is not particularly limited, but in general, the average molecular weight may be 10,000 or less, preferably 8000 or less, and more preferably 6000 or less.

分子量を基準としたとき、一般的には、分子量が10000を超えると高分子と見なされるため、撥油性成分は、その種類にもよるが、高分子ではない中分子または低分子であることが好ましい。撥油性成分がモノマー成分を重合した重合体である場合には、重合度が相対的に低いもの(オリゴマー)であってもよい。このように撥油性成分がオリゴマーである場合、その分子量は10000を超えていてもよい。   When the molecular weight is used as a standard, it is generally regarded as a polymer when the molecular weight exceeds 10,000. Therefore, the oil-repellent component may be a medium molecule or a low molecule that is not a polymer, depending on the type. preferable. When the oil repellent component is a polymer obtained by polymerizing a monomer component, it may be a polymer having a relatively low degree of polymerization (oligomer). Thus, when the oil repellent component is an oligomer, its molecular weight may exceed 10,000.

撥油性成分が相対的に高分子であったり、粒子状、粉体状または凝集体状であったりすると、親水撥油性被覆膜の表面において、ナノ粒子による微細な凹凸の形成を妨げる可能性があり、乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止できないおそれがある。例えば、ナノ粒子同士の間に高分子の撥油性成分、もしくは、粒子状等の撥油性成分が介在することで、良好な表面粗さが実現できなくなる可能性がある。また、撥油性成分が粒子状等である場合、その粒径にもよるが、表面粗さが大きくなりすぎる可能性もある。   If the oil-repellent component is relatively polymer, or is in the form of particles, powders or aggregates, the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film may hinder the formation of fine irregularities by nanoparticles. There is a possibility that the adhesion of dry dirt cannot be effectively suppressed or prevented. For example, when a polymer oil-repellent component or an oil-repellent component such as a particle is interposed between nanoparticles, a good surface roughness may not be realized. Further, when the oil-repellent component is in the form of particles or the like, the surface roughness may be too large depending on the particle size.

また、撥油性成分が相対的に低分子であり、粒子状等の形状でなければ、ナノ粒子と撥油性成分とを混合して被覆膜形成用組成物を調製し、被覆対象物に塗工(コーティング)したときに、撥油性成分が塗膜の表面に遊離しやすく(浮き出しやすく)なる。そのため、得られる親水撥油性被覆膜の表面に撥油性を付与しやすくなる。なお、親水撥油性被覆膜が後述する接着成分を含有する場合、撥油性成分は、接着成分との親和性を有していることが好ましい。それゆえ、撥油性成分としては、界面活性剤、表面処理剤、表面改質剤等のように、1分子中に異なる特性を有する複数種類の官能基を備えている化合物がより好ましい。   If the oil-repellent component is a relatively low molecule and is not in the form of particles or the like, a composition for forming a coating film is prepared by mixing nanoparticles and the oil-repellent component and applied to the object to be coated. When processed (coated), the oil-repellent component is easily released (easily raised) on the surface of the coating film. Therefore, it becomes easy to impart oil repellency to the surface of the obtained hydrophilic oil-repellent coating film. In addition, when a hydrophilic oil-repellent coating film contains the adhesive component mentioned later, it is preferable that an oil-repellent component has affinity with an adhesive component. Therefore, as the oil repellent component, a compound having a plurality of types of functional groups having different characteristics in one molecule, such as a surfactant, a surface treatment agent, and a surface modifier, is more preferable.

親水撥油性被覆膜は、前記の通り、少なくともナノ粒子および撥油性成分により構成され、表面の算術平均粗さRaが前記の範囲内であればよく、それ以外の具体的構成は特に限定されない。例えば、親水撥油性被覆膜の膜厚は特に限定されないが、一般的には、1μm(1,000nm)未満であればよく、500nm以下であることが好ましく、20〜500nmの範囲内であることがより好ましい。   As described above, the hydrophilic oil-repellent coating film is composed of at least nanoparticles and an oil-repellent component, and the arithmetic average roughness Ra of the surface only needs to be within the above range, and other specific configurations are not particularly limited. . For example, the film thickness of the hydrophilic oil-repellent coating film is not particularly limited, but generally it may be less than 1 μm (1,000 nm), preferably 500 nm or less, and in the range of 20 to 500 nm. It is more preferable.

親水撥油性被覆膜の膜厚が1μm未満すなわちナノレベルであれば、相対的に膜厚が小さく(薄く)なるため親水撥油性被覆膜の帯電性を良好に軽減させ、乾性の汚れの付着を良好に抑制または防止することができるとともに、親水撥油性被覆膜の透明性を向上することができる。また、諸条件にもよるが、膜厚が500nm以下であれば、親水撥油性被覆膜の帯電性をより一層良好に軽減させるとともに透明性をさらに向上することが可能となる。さらに、諸条件にもよるが、膜厚が20〜500nmの範囲内であれば、透明性の向上および帯電性のさらなる軽減を実現でき、乾性の汚れの付着をより一層良好に抑制または防止することができる。   If the film thickness of the hydrophilic oil-repellent coating film is less than 1 μm, that is, nano-level, the film thickness is relatively small (thin), so that the charging property of the hydrophilic oil-repellent coating film can be reduced well and dry dirt can be removed. Adhesion can be satisfactorily suppressed or prevented, and the transparency of the hydrophilic oil-repellent coating film can be improved. Further, although depending on various conditions, when the film thickness is 500 nm or less, it is possible to further reduce the chargeability of the hydrophilic oil-repellent coating film and further improve the transparency. Furthermore, although it depends on various conditions, if the film thickness is in the range of 20 to 500 nm, it is possible to realize improvement in transparency and further reduction in chargeability, and further suppress or prevent adhesion of dry dirt. be able to.

特に、膜厚が500nm以下(もしくは20〜500nmの範囲内)であれば、被覆対象物が金属等の導電性材料で構成されていることで、親水撥油性被覆膜が帯電しても被覆対象物の導電性によりアース(接地)されることができるため、実質的な帯電を回避することが可能になる。これにより、乾性の汚れの付着をより一層有効に抑制または防止することができる。また、親水撥油性被覆膜の膜厚が大きく(厚く)なると、当該親水撥油性被覆膜がナノ粒子を主成分とするためクラックが生じやすくなるが、膜厚が500nm以下であればクラックの発生を実質的に回避することができる。   In particular, if the film thickness is 500 nm or less (or in the range of 20 to 500 nm), the coating object is made of a conductive material such as metal, so that even if the hydrophilic oil-repellent coating film is charged, the coating is performed. Since it can be grounded (grounded) by the conductivity of the object, substantial charging can be avoided. Thereby, the adhesion of dry dirt can be more effectively suppressed or prevented. In addition, when the thickness of the hydrophilic oil-repellent coating film is increased (thick), cracks are likely to occur because the hydrophilic oil-repellent coating film is mainly composed of nanoparticles. Can be substantially avoided.

親水撥油性被覆膜の表面特性も特に限定されないが、表面抵抗率は1013Ω/□以下であればよい。これにより、親水撥油性被覆膜の帯電性を良好に軽減させることができるので、乾性の汚れの付着を良好に抑制または防止することができる。また、親水撥油性被覆膜の水接触角は15°未満であればよく、諸条件にもよるが5°以下であってもよい。同様に、親水撥油性被覆膜の油接触角は15°超であればよい。このように親水撥油性被覆膜の水接触角が小さく、かつ、油接触角が大きければ、その表面の親水性および撥油性が向上する。そのため、乾性の汚れが親水撥油性被覆膜の表面に堆積しても、水洗することで堆積した乾性の汚れを容易に除去することができる。また、親水撥油性被覆膜が撥油性であることから湿性の汚れのうち油性の汚れが付着しにくくなる。 The surface characteristics of the hydrophilic oil-repellent coating film are not particularly limited, but the surface resistivity may be 10 13 Ω / □ or less. Thereby, the chargeability of the hydrophilic oil-repellent coating film can be reduced satisfactorily, so that the adhesion of dry dirt can be satisfactorily suppressed or prevented. Further, the water contact angle of the hydrophilic oil-repellent coating film may be less than 15 °, and may be 5 ° or less depending on various conditions. Similarly, the oil contact angle of the hydrophilic oil-repellent coating film may be more than 15 °. As described above, when the water contact angle of the hydrophilic oil-repellent coating film is small and the oil contact angle is large, the hydrophilicity and oil repellency of the surface are improved. Therefore, even if dry dirt accumulates on the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film, the accumulated dry dirt can be easily removed by washing with water. In addition, since the hydrophilic oil-repellent coating film is oil-repellent, it is difficult for oily dirt to adhere to the wet dirt.

なお、ナノ粒子の粒径の測定方法は特に限定されず、公知の方法(拡散法、慣性法、沈降法、顕微鏡法、光散乱回折法等)を好適に用いることができる。本実施の計値では、公知の方法で測定された粒径がナノレベルにあればよい。また、親水撥油性被覆膜の算術平均粗さRaはJIS B0601に基づいて測定(評価)すればよい。   In addition, the measuring method of the particle diameter of a nanoparticle is not specifically limited, A well-known method (Diffusion method, an inertia method, a sedimentation method, a microscope method, a light-scattering diffraction method etc.) can be used suitably. In the measurement value of the present embodiment, the particle size measured by a known method may be at the nano level. Further, the arithmetic average roughness Ra of the hydrophilic / oil-repellent coating film may be measured (evaluated) based on JIS B0601.

さらに、親水撥油性被覆膜の膜厚の測定方法も特に限定されないが、本実施の形態では、後述する実施例で説明するように、電子顕微鏡により被覆断面を観察し、複数の観察画像から測定した膜厚の平均値を算出している。また、親水撥油性被覆膜の水接触角および油接触角の測定(評価)方法も特に限定されず、例えば、協和界面科学(株)製接触角計、製品名:DMo−501を用いて測定(評価)すればよい。   Furthermore, the method for measuring the film thickness of the hydrophilic / oil-repellent coating film is not particularly limited, but in this embodiment, as described in the examples described later, a coating cross section is observed with an electron microscope, and a plurality of observation images are used. The average value of the measured film thickness is calculated. Also, the method for measuring (evaluating) the water contact angle and the oil contact angle of the hydrophilic oil-repellent coating film is not particularly limited. For example, a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., product name: DMo-501 is used. What is necessary is just to measure (evaluate).

親水撥油性被覆膜の具体的な形成方法(製造方法)は特に限定されず、ナノ粒子による微細な凹凸を形成することが可能であれば、公知のさまざまな方法を用いることができる。代表的な形成方法としては、ナノ粒子を含む塗工液(コーティング剤)を調製してこれを塗工する公知の塗工方法、ゾルゲル法、ナノインプリント、陽極酸化金型を用いた転写、サンドブラスト、セラミックスの自己組織化等を挙げることができる。   The specific formation method (manufacturing method) of the hydrophilic / oil-repellent coating film is not particularly limited, and various known methods can be used as long as fine irregularities can be formed by nanoparticles. As a typical forming method, a known coating method in which a coating liquid (coating agent) containing nanoparticles is prepared and applied, a sol-gel method, nanoimprinting, transfer using an anodizing mold, sandblasting, Examples include self-organization of ceramics.

親水撥油性被覆膜は、前記の通り、ナノ粒子および撥油性成分により構成されていればよいが、さらに、このナノ粒子との親和性を有する材料から少なくとも構成される接着成分を含有してもよい。接着成分の機能としては、ナノ粒子同士を接着させる機能とともに、ナノ粒子を被覆対象物である熱交換器の表面に接着させる機能とを有していればよい。それゆえ、少なくともナノ粒子に対して親和性を有する材料が主成分となっていればよい。   The hydrophilic oil-repellent coating film only needs to be composed of nanoparticles and an oil-repellent component as described above, and further contains an adhesive component composed of at least a material having affinity with the nanoparticles. Also good. The function of the adhesive component is not limited as long as it has a function of adhering nanoparticles to each other and a function of adhering the nanoparticles to the surface of the heat exchanger that is the object to be coated. Therefore, it is sufficient that a material having at least affinity for nanoparticles is a main component.

親水撥油性被覆膜が接着成分を含有することで、ナノ粒子で構成される親水撥油性被覆膜の強度または耐久性を向上することができる。また、ナノ粒子が親水撥油性被覆膜の表面で良好に維持されることから、表面の微細な凹凸が維持されやすくなり、乾性の汚れの付着を抑制または防止する効果を向上することができる。   When the hydrophilic oil-repellent coating film contains an adhesive component, the strength or durability of the hydrophilic oil-repellent coating film composed of nanoparticles can be improved. In addition, since the nanoparticles are well maintained on the surface of the hydrophilic and oil-repellent coating film, fine irregularities on the surface are easily maintained, and the effect of suppressing or preventing the adhesion of dry dirt can be improved. .

具体的な接着成分の組成については特に限定されず、ナノ粒子に対して親和性を有していればよい。例えば、ナノ粒子がシリカナノ粒子であれば、シリカとの親和性を有する材料を接着成分として用いることができる。シリカとの親和性を有する材料としては、テトラメトキシシランまたはテトラエトキシシラン等のシラン化合物、アクリル樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。また、接着成分には、これら材料に加えて公知の添加剤が含まれてもよい。したがって、本開示に係る親水撥油性被覆膜は、少なくともナノ粒子および撥油性成分で構成されていればよいが、ナノ粒子および撥油性成分に加えて接着成分を含有する構成であってもよく、ナノ粒子、撥油性成分および接着成分に加えて公知の添加剤を含有する構成であってもよい。   The specific composition of the adhesive component is not particularly limited as long as it has affinity for the nanoparticles. For example, if the nanoparticles are silica nanoparticles, a material having an affinity for silica can be used as an adhesive component. Examples of materials having an affinity for silica include silane compounds such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane, acrylic resins, and fluororesins. In addition to these materials, the adhesive component may contain known additives. Therefore, the hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure only needs to be composed of at least nanoparticles and an oil-repellent component, but may be configured to contain an adhesive component in addition to the nanoparticles and the oil-repellent component. In addition to the nanoparticles, the oil-repellent component, and the adhesive component, a known additive may be included.

親水撥油性被覆膜が接着成分を含有する場合、その含有量(含有率)は特に限定されないが、例えば、親水撥油性被覆膜の全重量を100重量%としたときに、好ましい範囲として5〜60重量%の範囲内を挙げることができ、より好ましい範囲として10〜50重量%の範囲内を挙げることができる。諸条件にもよるが、接着成分が60重量%を超えれば、ナノ粒子に対して接着成分の量が多くなりすぎて、親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRaが所定の範囲から外れるおそれがある。また接着成分が5重量%未満であれば、接着成分の含有量に見合った強度または耐久性の向上等の効果が十分に得られないおそれがある。   When the hydrophilic oil-repellent coating film contains an adhesive component, the content (content ratio) is not particularly limited. For example, when the total weight of the hydrophilic oil-repellent coating film is 100% by weight, Within the range of 5 to 60% by weight, a more preferable range is within the range of 10 to 50% by weight. Although depending on various conditions, if the adhesive component exceeds 60% by weight, the amount of the adhesive component relative to the nanoparticles becomes excessive, and the arithmetic average roughness Ra of the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film is within a predetermined range. May come off. On the other hand, if the adhesive component is less than 5% by weight, effects such as improvement in strength or durability commensurate with the content of the adhesive component may not be obtained sufficiently.

[親水撥油性被覆膜の塵埃付着率]
本開示に係る親水撥油性被覆膜は、その塵埃付着率が15%以下となっていることが好ましい。ここで、本開示における塵埃付着率とは、親水撥油性被覆膜が形成されない被覆対象物の表面(被覆前表面)における模擬塵埃の付着量に対する、親水撥油性被覆膜が形成された被覆対象物の表面(親水撥油性被覆膜により構成される被覆表面)における模擬塵埃の付着量として算出される。
[Dust adhesion rate of hydrophilic oil-repellent coating film]
The hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure preferably has a dust adhesion rate of 15% or less. Here, the dust adhesion rate in the present disclosure refers to a coating in which a hydrophilic oil-repellent coating film is formed with respect to the adhesion amount of simulated dust on the surface of the object to be coated (the surface before coating) where the hydrophilic oil-repellent coating film is not formed. It is calculated as the adhesion amount of the simulated dust on the surface of the object (coating surface constituted by a hydrophilic oil-repellent coating film).

塵埃付着率の算出に用いられる模擬塵埃は、本開示においては、有機系の模擬塵埃および無機系の模擬塵埃を混合した混合模擬塵埃が好適に用いられる。有機系の模擬塵埃および無機系の模擬塵埃の具体的な種類は特に限定されないが、JIS(日本工業規格)等のような各種規格で定められる試験用粉体等を好適に用いることができる。また、有機系の模擬塵埃および無機系の模擬塵埃は、いずれも1種類であってもよいが、2種類以上が組み合わせて用いられることが好ましい。   In the present disclosure, mixed simulated dust obtained by mixing organic simulated dust and inorganic simulated dust is preferably used as the simulated dust used for calculating the dust adhesion rate. Specific types of the organic simulated dust and the inorganic simulated dust are not particularly limited, but test powders defined by various standards such as JIS (Japanese Industrial Standard) can be suitably used. In addition, the organic simulated dust and the inorganic simulated dust may be one type, but it is preferable that two or more types are used in combination.

本開示では、後述する実施例に示すように、無機系の模擬塵埃として2種類のけい砂を用いるとともに、有機系の模擬塵埃として、コットンリンタおよびコーンスターチを用いている。具体的なけい砂としては、JIS Z 8901に規定される1種けい砂および3種けい砂の2種類が用いられる。コットンリンタとしては、公益社団法人日本空気清浄協会(JACA)により試験用粉体の1種として販売されるものが用いられる。コーンスターチは市販のものである。けい砂は無機系塵埃の付着を評価するために用いられ、コットンリンタは有機系塵埃のうち繊維系塵埃の付着を評価するために用いられ、コーンスターチは有機系塵埃のうち粉体系塵埃(粉塵、粒系塵埃)の付着を評価するために用いられる。   In the present disclosure, as shown in Examples described later, two types of silica sand are used as inorganic simulated dust, and cotton linter and corn starch are used as organic simulated dust. As specific siliceous sand, two kinds of kind 1 sand and kind 3 sand specified in JIS Z 8901 are used. As the cotton linter, those sold as a kind of test powder by the Japan Air Cleaning Association (JACA) are used. Corn starch is commercially available. Silica sand is used to evaluate the adhesion of inorganic dust, cotton linter is used to evaluate the adhesion of fiber dust out of organic dust, and corn starch is powder dust (dust, It is used to evaluate adhesion of granular dust).

特許文献6の実施例および比較例では、模擬塵埃として、関東ローム粉塵またはカーボンブラックをそれぞれ単独で用いて、塵埃の付着性(防汚性能)を評価している。しかしながら、通常、生活空間に存在する塵埃は多種多様なものが混在しているため、本開示のように、乾性の汚れの防汚性能を評価する上では、単独種の塵埃をそれぞれ用いて付着性(防汚性能)を評価しても、十分な評価結果を得ることができない。また、関東ローム粉塵は、親水性の汚れの評価用に用いられており、カーボンブラックは、親油性の汚れの評価用に用いられている。   In the examples and comparative examples of Patent Document 6, the adhesion (antifouling performance) of dust is evaluated using Kanto loam dust or carbon black alone as simulated dust. However, since there are usually a wide variety of dusts that exist in living spaces, as in the present disclosure, when evaluating the antifouling performance of dry dirt, each type of dust is used to adhere. Even if the property (antifouling performance) is evaluated, sufficient evaluation results cannot be obtained. Moreover, Kanto Loam dust is used for the evaluation of hydrophilic dirt, and carbon black is used for the evaluation of lipophilic dirt.

これに対して、本開示では、乾性の汚れとして、単独の模擬塵埃を用いずに、生活空間に存在する実際の塵埃をモデル化し、有機系の模擬塵埃および無機系の模擬塵埃を混合した混合模擬塵埃を用いている。そのため、乾性の汚れの防汚性能を良好に評価することができる。また、乾性の汚れである粉体系塵埃の中には、関東ローム粉塵のように親水性を呈するものも含まれるが、本開示の混合模擬塵埃では、有機系の模擬塵埃として、繊維径塵埃であるコットンリンタに加えて、粉体系塵埃として、親水性であるコーンスターチを用いている。コーンスターチは、乾燥状態では乾性の汚れとして振る舞うが、湿気が存在すると、吸水して親水性の汚れとしても振る舞い得る。粉体系塵埃として、このような特性を有するコーンスターチを用いることで、実際の塵埃に対する防汚性能を良好に評価することが可能となる。   On the other hand, in the present disclosure, the actual dust existing in the living space is modeled as dry dirt without using a single simulated dust, and a mixture of organic simulated dust and inorganic simulated dust is mixed. Simulated dust is used. Therefore, the antifouling performance of dry dirt can be evaluated well. In addition, powder-type dust that is dry dirt includes those that are hydrophilic, such as Kanto Loam dust. However, in the mixed simulated dust of the present disclosure, fiber-sized dust is used as organic simulated dust. In addition to some cotton linters, hydrophilic corn starch is used as powder dust. Corn starch behaves as dry dirt in the dry state, but in the presence of moisture, it can absorb water and act as hydrophilic dirt. By using corn starch having such characteristics as the powdery dust, it is possible to satisfactorily evaluate the antifouling performance against actual dust.

塵埃付着率は、前述したように、被覆対象物における親水撥油性被覆膜の被覆前表面における混合模擬塵埃の付着量に対する、親水撥油性被覆膜による構成される被覆表面における混合模擬塵埃の付着量の比率として定義される。本開示では、被覆前表面または被覆表面における混合模擬塵埃の付着量は、光学顕微鏡で撮影した画像を二値化処理することにより算出される、残存する混合模擬塵埃の面積比率として算出される。なお、この面積比率を塵埃付着面積とする。被覆前表面での塵埃付着面積をA0 とし、被覆表面での塵埃付着面積をA1 としたときに、塵埃付着率AR は、次式(1)で算出することができる。 As described above, the dust adhesion rate is the ratio of the mixed simulated dust on the coating surface constituted by the hydrophilic oil-repellent coating film to the adhesion amount of the mixed simulated dust on the surface before coating of the hydrophilic oil-repellent coating film on the object to be coated. It is defined as the ratio of the amount deposited. In the present disclosure, the adhering amount of the mixed simulated dust on the surface before coating or on the coating surface is calculated as an area ratio of the remaining mixed simulated dust calculated by binarizing an image photographed with an optical microscope. In addition, let this area ratio be a dust adhesion area. When the dust adhesion area on the surface before coating is A 0 and the dust adhesion area on the coating surface is A 1 , the dust adhesion rate A R can be calculated by the following equation (1).

Figure 2018203895
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親水撥油性被覆膜の塵埃付着率は好ましくは15%以下であればよいが、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましく、2%以下であることが特に好ましい。塵埃付着率が15%以下であれば、目視による塵埃の付着が目立たないため、十分な防汚性能が得られていると判断することができる。   The dust adhesion rate of the hydrophilic oil-repellent coating film is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, further preferably 5% or less, and particularly preferably 2% or less. preferable. If the dust adhesion rate is 15% or less, it is possible to determine that sufficient antifouling performance has been obtained because dust adhesion is not noticeable visually.

塵埃付着率を算出する際には、例えば、被覆対象物の表面の一部もしくは被覆対象物の一部を断片化したものに親水撥油性被覆膜を形成することで、これを評価用サンプルとして用いることができる。評価用サンプルにおいて、親水撥油性被覆膜が形成された表面を「被覆表面」としたときに、混合模擬塵埃は、この被覆表面に付着させることになるが、混合模擬塵埃を付着させる前に、評価用サンプルを除電することが好ましい。   When calculating the dust adhesion rate, for example, a hydrophilic oil-repellent coating film is formed on a part of the surface of the object to be coated or a part of the object to be coated. Can be used as In the sample for evaluation, when the surface on which the hydrophilic / oil-repellent coating film is formed is referred to as the “coating surface”, the mixed simulated dust adheres to the coated surface. The sample for evaluation is preferably neutralized.

また、評価用サンプルに混合模擬塵埃を付着させる方法、並びに、付着した混合模擬塵埃をふるい落す方法も特に限定されず、種々の方法を好適に用いることができる。例えば、後述する実施例では、混合模擬塵埃を被覆表面に所定量堆積させてから、評価用サンプルを垂直に傾けて落下させることにより、混合模擬塵埃をふるい落している。また、光学顕微鏡による被覆表面の画像撮影についても特に限定されず、混合模擬塵埃を観察可能な倍率で複数の画像を撮影すればよい。撮影した画像の二値化処理についても特に限定されず、公知の画像処理ソフトウェア等を用いればよい。   Moreover, the method for adhering the mixed simulated dust to the sample for evaluation and the method for removing the adhering mixed simulated dust are not particularly limited, and various methods can be suitably used. For example, in the examples described later, the mixed simulated dust is screened by depositing a predetermined amount of the mixed simulated dust on the coating surface and then dropping the evaluation sample by tilting it vertically. Moreover, it is not specifically limited about the imaging | photography of the coating | coated surface by an optical microscope, What is necessary is just to image | photograph a several image by the magnification which can observe mixed simulation dust. The binarization processing of the captured image is not particularly limited, and known image processing software or the like may be used.

[防汚被覆体]
本開示に係る防汚被覆体は、被覆対象物における防汚対象となる表面を前述した親水撥油性被覆膜で被覆して成るものであればよい。前記の通り、親水撥油性被覆膜は、その表面に算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有するとともに、親水性のナノ粒子および撥油性成分を含有することで、親水撥油性を有している。これにより、良好な親水撥油性を実現できるとともに、乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止することができ、さらに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することも可能となる。
[Anti-fouling coating]
The antifouling covering according to the present disclosure may be any one that is formed by covering the surface to be antifouling in the covering object with the above-described hydrophilic oil-repellent coating film. As described above, the hydrophilic oil-repellent coating film has irregularities within the range of arithmetic mean roughness Ra of 2.5 to 100 nm on its surface, and contains hydrophilic nanoparticles and an oil-repellent component. It has hydrophilic oil repellency. As a result, it is possible to achieve good hydrophilic oil repellency, to effectively suppress or prevent the adhesion of dry dirt, and to realize self-cleaning properties that make it easy to remove even if dirt adheres. It becomes.

本開示においては、セルフクリーニング性(セルフクリーン機能)とは、水洗により容易に汚れを除去できることと定義することができる。本発明者らの鋭意検討の結果、良好なセルフクリーニング性を実現する上では、物品に付着する汚れを、「湿性」という側面と「乾性」という側面との双方に基づいて検討した方がよいことが明らかとなった。   In the present disclosure, the self-cleaning property (self-cleaning function) can be defined as easily removing dirt by washing with water. As a result of intensive studies by the present inventors, in order to achieve good self-cleaning properties, it is better to examine the dirt adhering to the article based on both the “wet” and “dry” aspects. It became clear.

前述した特許文献1〜5では、フッ素含有化合物を用いて親水撥油性を有する膜(親水撥油膜)を形成することが開示されているのみである。言い換えれば、特許文献1〜5では、水または油等の「液体」を媒体(溶媒または分散媒等)とする「湿性」の汚れに着目しており、「乾性」の汚れに関しては何ら開示も示唆もされていない。   Patent Documents 1 to 5 described above only disclose forming a film having hydrophilic oil repellency (hydrophilic oil repellent film) using a fluorine-containing compound. In other words, Patent Documents 1 to 5 focus on “wet” dirt using a “liquid” such as water or oil as a medium (solvent or dispersion medium), and no disclosure is made regarding “dry” dirt. There is no suggestion.

例えば、特許文献1では、実施例においてオレイン酸または油性インクの付着性を評価しているだけで、「乾性」の汚れについては何ら評価していない。また、特許文献2〜5では、親水撥油膜にポリマー(樹脂)が含まれているため帯電しやすい可能性がある。この場合、帯電により「乾性」の汚れが親水撥油膜に付着しやすくなる。しかも、これら特許文献2〜5のいずれにおいても、付着した「乾性」の汚れを容易に除去できるか否かについては何ら検討していない。   For example, Patent Document 1 merely evaluates the adhesion of oleic acid or oil-based ink in Examples, and does not evaluate “dryness” stains. Moreover, in patent documents 2-5, since a polymer (resin) is contained in the hydrophilic oil-repellent film | membrane, there exists a possibility of being easy to be charged. In this case, “dry” dirt is likely to adhere to the hydrophilic oil-repellent film due to charging. In addition, none of these Patent Documents 2 to 5 considers whether or not the attached “dry” dirt can be easily removed.

また、前述した特許文献6では、物品に付着する汚れを、親水性の汚れ(ウェットな汚れ)および親油性の汚れ(オイリーな汚れ)として検討しており、明らかに「湿性」の汚れに着目している。しかも、特許文献6では、砂塵または埃等を親水性の汚れと見なしているが、これら汚れは「乾性」の汚れという側面も有している。特許文献6の実施例では、前記の通り、砂塵または埃等の具体例として、関東ローム粉塵およびカーボンブラックを挙げて、これらをエアーでコーティング膜に吹き付けて付着性を評価しているが、付着した「乾性」の汚れを容易に除去できるか否かについては何ら検討していない。   Further, in Patent Document 6 described above, stains adhering to an article are examined as hydrophilic stains (wet stains) and lipophilic stains (oily stains), and clearly focus on “wet” stains. doing. Moreover, in Patent Document 6, sand dust or dust is regarded as hydrophilic dirt, but these dirt also have an aspect of “dry” dirt. In Examples of Patent Document 6, as described above, Kanto Loam dust and carbon black are cited as specific examples of sand dust or dust, and these are sprayed onto the coating film with air to evaluate adhesion. There is no examination as to whether or not the “dry” dirt can be easily removed.

本開示においては、例えば後述する実施例に示すように、水中に防汚被覆体のサンプルを浸水させて静置し、その後、サンプルを引き上げることによりセルフクリーニング性を評価している。つまり、本開示に係る防汚被覆体においては、この程度の簡単な水洗であっても、「湿性」の汚れも「乾性」の汚れも容易に除去することが可能となっている。   In the present disclosure, for example, as shown in Examples described later, the sample of the antifouling coating is immersed in water and allowed to stand, and then the self-cleaning property is evaluated by pulling up the sample. That is, in the antifouling covering according to the present disclosure, it is possible to easily remove “wet” dirt and “dry” dirt even with such simple washing with water.

したがって、例えば、本開示に係る防汚被覆体が屋外に存在していれば、降雨あるいは水の散布程度の簡単な水洗によりにより汚れを除去することが可能となる。また、本開示に係る防汚被覆体が屋内に設置される機器またはその部品等であれば、特別な洗剤等を用いなくても防汚被覆体に水をかけたり防汚被覆体を水中に浸漬させたりするだけで、容易に汚れを除去することが可能になる。   Therefore, for example, if the antifouling covering according to the present disclosure is present outdoors, it is possible to remove the dirt by simple water washing such as rainfall or water spraying. In addition, if the antifouling covering according to the present disclosure is a device or a part thereof installed indoors, the antifouling covering may be sprayed or submerged in water without using a special detergent or the like. It is possible to easily remove dirt simply by soaking.

本開示に係る防汚被覆体の具体的な種類または具体的な構成については特に限定されず、防汚性能を付与したい物品を被覆対象物として、前述した親水撥油性被覆膜を被覆すればよい。代表的な被覆対象物としては、電気製品またはその部品を挙げることができる。電気製品またはその部品に対して親水撥油性被覆膜を形成することにより、電気製品に汚れが付着しにくくなり、掃除の頻度を減らすことができる。また、特定の場所に設置された電気製品であれば、凹凸で付着を防止できないような油汚れをセルフクリーンにより除去しやすくすることができる。   The specific type or the specific configuration of the antifouling coating according to the present disclosure is not particularly limited, and the article to be imparted with the antifouling performance is used as a coating object, and the above-described hydrophilic oil-repellent coating film is coated. Good. As a typical covering object, an electric product or a part thereof can be cited. By forming a hydrophilic oil-repellent coating film on an electrical product or its parts, dirt is less likely to adhere to the electrical product, and the frequency of cleaning can be reduced. Moreover, if it is an electric product installed in the specific place, the oil stain | pollution | contamination which cannot prevent adhesion with an unevenness | corrugation can be easily removed by self-cleaning.

具体的な電気製品としては、例えば、エアコン(空気調和機)、扇風機、掃除機、空気清浄機、換気扇、ドライヤー等のように、使用時に風を生成する家電製品;テレビ、冷蔵庫、電子レンジ等のように、特定の場所に設置して使用する家電製品;シェーバーあるいは調理家電(ジューサー、ミキサー、フードプロセッサー等)等のように、使用することで汚れが付着する家電製品;業務用大型エアコン、業務用扇風機、業務用掃除機、業務用換気扇、自動販売機、冷蔵または冷蔵ショーケース、その他のコールドチェーン機器等のような業務用電気機器;等を挙げることができる。   Specific electric products include, for example, home appliances that generate wind during use, such as air conditioners (air conditioners), fans, vacuum cleaners, air cleaners, ventilation fans, and dryers; TVs, refrigerators, microwave ovens, etc. Home appliances that are installed and used in specific places, such as shavers or cooking appliances (juicers, mixers, food processors, etc.), etc. Business electric appliances such as commercial fans, commercial vacuum cleaners, commercial ventilation fans, vending machines, refrigerated or refrigerated showcases, and other cold chain devices.

風を生成する電気製品の場合、風の生成機構に塵埃が蓄積されて乾性の汚れとして付着しやすいため、本開示に係る親水撥油性被覆膜を形成することで、風の生成機構に乾性の汚れが付着することを有効に抑制することができる。   In the case of electrical products that generate wind, dust accumulates in the wind generation mechanism and easily adheres as dry dirt.Therefore, by forming the hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure, the wind generation mechanism is dry. It is possible to effectively suppress the adhesion of dirt.

例えば、風を生成する電気製品がエアコンであれば、熱交換器、ルーバー、クロスフローファン等に塵埃が蓄積されやすいが、これら部品に親水撥油性被覆膜を形成することで、乾性の汚れの付着を有効に防止することができる。言い換えれば、本開示に係る防汚被覆体は、エアコンという完成した電気製品だけでなく、エアコンを構成する熱交換器、ルーバー、クロスフローファン等といった電気製品の部品も含まれる。   For example, if the electrical product that generates wind is an air conditioner, dust is likely to accumulate in heat exchangers, louvers, crossflow fans, etc., but by forming a hydrophilic oil-repellent coating film on these parts, dry dirt Can be effectively prevented. In other words, the antifouling covering according to the present disclosure includes not only a completed electric product called an air conditioner but also parts of an electric product such as a heat exchanger, a louver, and a cross flow fan that constitute the air conditioner.

あるいは、風を生成する電気製品がキッチンに設けられる場合、例えば、キッチンに設けられる換気扇またはエアコンであれば、塵埃等の乾性の汚れだけでなく、調理等によって油汚れすなわち湿性の汚れも付着しやすくなる。本開示に係る親水撥油性被覆膜であれば、乾性の汚れも湿性の汚れも付着しにくくできるとともに、これら汚れが付着しても、そのセルフクリーニング性により、簡単な水洗で汚れを除去することができる。なお、防汚被覆体としての部品は、電気製品の種類および構造等により異なるため、前記のエアコンの熱交換器あるいは換気扇の部品等に限定されないことは言うまでもない。   Alternatively, when an electrical product that generates wind is provided in a kitchen, for example, in the case of a ventilation fan or an air conditioner provided in a kitchen, not only dry dirt such as dust, but also oil dirt, that is, wet dirt due to cooking or the like adheres. It becomes easy. With the hydrophilic oil-repellent coating film according to the present disclosure, it is possible to make it difficult for dry and wet dirt to adhere, and even if these dirt adheres, the self-cleaning property removes the dirt by simple water washing. be able to. Needless to say, the parts as the antifouling covering are not limited to the heat exchanger of the air conditioner or the parts of the ventilation fan because they differ depending on the type and structure of the electrical product.

このように、本開示によれば、親水撥油性被覆膜は、100nm以下の平均粒径を有する親水性のナノ粒子により少なくとも構成され、当該親水撥油性被覆膜の表面に算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有するとともに、さらに、撥油性成分として、フッ素化合物およびケイ素化合物の少なくとも一方を含有し、水接触角が15°未満であり、かつ、油接触角が15°超である構成を有している。これにより、親水性のナノ粒子と撥油性成分とを用いて、その表面に前記の範囲内の凹凸を有する被覆膜を形成している。それゆえ、この親水撥油性被覆膜は、良好な親水撥油性を実現することが可能になるとともに、乾性の汚れの付着を有効に抑制または防止することができ、さらに、汚れが付着しても除去しやすくするセルフクリーニング性を実現することも可能となる。   Thus, according to the present disclosure, the hydrophilic oil-repellent coating film is composed of at least hydrophilic nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm or less, and the arithmetic average roughness is formed on the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film. Ra has irregularities in the range of 2.5 to 100 nm, and further contains at least one of a fluorine compound and a silicon compound as an oil repellent component, a water contact angle of less than 15 °, and an oil contact angle Is more than 15 °. Thereby, the coating film which has the unevenness | corrugation in the said range on the surface is formed using the hydrophilic nanoparticle and the oil-repellent component. Therefore, this hydrophilic and oil-repellent coating film can realize good hydrophilic and oil-repellent properties, and can effectively suppress or prevent the adhesion of dry dirt. It is also possible to realize self-cleaning properties that facilitate removal.

本発明について、実施例、比較例および参考例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。   The present invention will be described more specifically based on examples, comparative examples, and reference examples, but the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can make various changes, modifications, and alterations without departing from the scope of the present invention.

(混合模擬塵埃)
JIS Z 8901に規定される1種けい砂および3種けい砂と、公益社団法人日本空気清浄協会(JACA)により試験用粉体に販売されるコットンリンタと、市販のコーンスターチとを模擬塵埃として用い、これらを等重量となるように秤量して十分に混合して混合模擬塵埃とした。
(Mixed simulated dust)
Uses 1 and 3 types of silica sand as defined in JIS Z 8901, cotton linter sold as a test powder by the Japan Air Cleaners Association (JACA), and commercially available corn starch as simulated dust. These were weighed so as to have an equal weight and mixed thoroughly to obtain mixed simulated dust.

(親水撥油性被覆膜の算術平均粗さRa)
走査型プローブ顕微鏡(株式会社日立ハイテクサイエンス製、製品名:AFM5300)を用いて算術平均粗さRaを測定し、JIS B0601に基づいて算出した。
(Arithmetic mean roughness Ra of hydrophilic oil-repellent coating film)
The arithmetic average roughness Ra was measured using a scanning probe microscope (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., product name: AFM5300), and calculated based on JIS B0601.

(塵埃付着率の評価)
評価用サンプルを除電した上で、当該評価用サンプルに混合模擬粉末をふりかけてふるい落とし、その後に、評価用サンプルの表面を光学顕微鏡で撮影し、撮影画像を二値化処理し、表面における塵埃付着面積を測定した。評価用サンプルの表面のうち、親水撥油性被覆膜が形成されていない表面を基準面とし、親水撥油性被覆膜が形成されている面を評価面としたときに、基準面での塵埃付着面積に対する評価面上での塵埃付着面積の比率を塵埃付着率ARとした。塵埃付着面積が5%以下であれば塵埃付着率ARを「◎」、5%超15%以下であれば「○」、15%超であれば「×」として評価した。
(Evaluation of dust adhesion rate)
After neutralizing the sample for evaluation, the mixed sample powder is sifted over the sample for evaluation, and then the surface of the sample for evaluation is photographed with an optical microscope. The area was measured. Dust on the reference surface when the surface on which the hydrophilic oil-repellent coating film is not formed is used as the reference surface and the surface on which the hydrophilic oil-repellent coating film is formed is used as the evaluation surface. the proportion of dust deposition area on the evaluation surface for adhesion area was dust deposition rate a R. If dust adhesion area is less than 5% dust deposition rate A R "◎", if less than 5% 15% "○" was evaluated as "×" if greater than 15%.

(水接触角および油接触角)
評価用サンプルの表面に水または油(オレイン酸)を滴下し、協和界面科学(株)製接触角計、製品名:DMo−501を用いて接触角を測定した。
(Water contact angle and oil contact angle)
Water or oil (oleic acid) was dropped on the surface of the sample for evaluation, and the contact angle was measured using a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., product name: DMo-501.

(セルフクリーニング性の評価)
評価用サンプルの表面に50μLのオレイン酸を滴下し、直径が約10mm程度に広がるまで放置した。その後、評価用サンプルを垂直に保持した状態で、イオン交換水が貯留された水槽中に浸水させ10秒間静置した。その後、約5cm/秒程度の速度で評価用サンプルを引き上げ、表面に残存しているオレイン酸の直径を1mm単位で計測し、直径の大きさによりセルフクリーニング性CSを評価した。オレイン酸の直径が1mm以下であればセルフクリーニング性CSを「◎」、1mm超3mm以下であれば「○」、3mm超であれば「×」として評価した。
(Evaluation of self-cleaning properties)
50 μL of oleic acid was dropped onto the surface of the sample for evaluation and allowed to stand until the diameter expanded to about 10 mm. Then, in a state where the sample for evaluation was held vertically, the sample was immersed in a water tank in which ion-exchanged water was stored and left for 10 seconds. Thereafter, the sample for evaluation was pulled up at a speed of about 5 cm / second, the diameter of oleic acid remaining on the surface was measured in units of 1 mm, and the self-cleaning property CS was evaluated based on the size of the diameter. The diameter of the oleic acid was evaluated as long 1mm or less self-cleaning property C S as "◎", if 1mm ultra 3mm or less "○", if 3mm greater "×".

(実施例1)
スライドガラスを基材として準備し、平均粒径20nmのシリカ粒子を、分散媒であるエタノールにpH調整等により十分に分散させるとともに、親水基としてのスルホン酸基および疎水基としてのパーフルオロアルキル基を有するアニオン系フッ素化合物を3重量%の濃度で配合した塗工液を公知の方法で調製し、基材の表面の約半分に当該塗工液を塗工して乾燥させることにより、実施例1の親水撥油性被覆膜が形成された評価用サンプルを作製した。この評価用サンプルにおいては、その表面の半分には親水撥油性被覆膜が形成され、残りの半分位には親水撥油性被覆膜は形成されていない。
Example 1
A slide glass is prepared as a base material, and silica particles having an average particle diameter of 20 nm are sufficiently dispersed in ethanol as a dispersion medium by adjusting pH, etc., and a sulfonic acid group as a hydrophilic group and a perfluoroalkyl group as a hydrophobic group A coating liquid containing an anionic fluorine compound having a concentration of 3% by weight was prepared by a known method, and the coating liquid was applied to about half of the surface of the substrate and dried. A sample for evaluation in which a hydrophilic oil-repellent coating film of 1 was formed was produced. In this evaluation sample, a hydrophilic oil-repellent coating film is formed on half of the surface, and a hydrophilic oil-repellent coating film is not formed on the other half.

得られた評価用サンプルについて、親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRa、塵埃付着率AR、水接触角、油接触角、およびセルフクリーニング性CSの結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of the arithmetic average roughness Ra, the dust adhesion rate A R , the water contact angle, the oil contact angle, and the self-cleaning property C S of the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film for the obtained sample for evaluation. .

(比較例1)
シリカ粒子として、平均粒径を100nmのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の親水撥油性被覆膜が形成された評価用サンプルを作製した。得られた評価用サンプルについて、親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRa、塵埃付着率AR、水接触角、油接触角、およびセルフクリーニング性CSの結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A sample for evaluation in which the hydrophilic oil-repellent coating film of Comparative Example 1 was formed was prepared in the same manner as in Example 1 except that silica particles having an average particle diameter of 100 nm were used. Table 1 shows the results of the arithmetic average roughness Ra, the dust adhesion rate A R , the water contact angle, the oil contact angle, and the self-cleaning property C S of the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film for the obtained sample for evaluation. .

(比較例2)
フッ素化合物の濃度を10重量%とした以外は、実施例1と同様にして、比較例2の親水撥油性被覆膜が形成された評価用サンプルを作製した。得られた評価用サンプルについて、親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRa、塵埃付着率AR、水接触角、油接触角、およびセルフクリーニング性CSの結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
An evaluation sample on which the hydrophilic oil-repellent coating film of Comparative Example 2 was formed was produced in the same manner as in Example 1 except that the concentration of the fluorine compound was changed to 10% by weight. Table 1 shows the results of the arithmetic average roughness Ra, the dust adhesion rate A R , the water contact angle, the oil contact angle, and the self-cleaning property C S of the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film for the obtained sample for evaluation. .

(比較例3)
シリカ粒子として、平均粒径を250nmのものを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例3の親水撥油性被覆膜が形成された評価用サンプルを作製した。得られた評価用サンプルについて、親水撥油性被覆膜の表面の算術平均粗さRa、塵埃付着率AR、水接触角、油接触角、およびセルフクリーニング性CSの結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
A sample for evaluation in which the hydrophilic oil-repellent coating film of Comparative Example 3 was formed was prepared in the same manner as in Example 1 except that silica particles having an average particle diameter of 250 nm were used. Table 1 shows the results of the arithmetic average roughness Ra, the dust adhesion rate A R , the water contact angle, the oil contact angle, and the self-cleaning property C S of the surface of the hydrophilic oil-repellent coating film for the obtained sample for evaluation. .

Figure 2018203895
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(実施例および比較例の対比)
実施例1の結果から明らかなように、親水撥油性被覆膜が100nm以下のナノ粒子により構成され、算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を表面に有し、有撥油性成分としてフッ素化合物を含有し、さらに、水接触角が15°未満であり、かつ、油接触角が15°超であれば、塵埃付着率を15%以下に抑えることが可能であり、かつ、良好なセルフクリーニング性を実現することが可能であることがわかる。
(Contrast of Examples and Comparative Examples)
As is clear from the results of Example 1, the hydrophilic oil-repellent coating film is composed of nanoparticles of 100 nm or less, and has an unevenness on the surface with an arithmetic average roughness Ra in the range of 2.5 to 100 nm. If it contains a fluorine compound as an oil repellent component, and the water contact angle is less than 15 ° and the oil contact angle exceeds 15 °, the dust adhesion rate can be suppressed to 15% or less, And it turns out that favorable self-cleaning property is realizable.

これに対して、比較例2のように、ナノ粒子の平均粒径が100nmを超えており、算術平均粗さRaも100nmを超えていれば、塵埃付着率は15%を超えていた。また、比較例1または3のように、ナノ粒子の平均粒径、算出平均粗さRaが所定範囲内であっても、水接触角および油接触角が所定範囲内でなければ、十分なセルフクリーニング性は得られなかった。それゆえ、ナノ粒子の平均粒径、表面に算術平均粗さRa、水接触角および油接触角が所定範囲内でなければ、十分なセルフクリーニング性を実現できないことがわかる。   On the other hand, as in Comparative Example 2, when the average particle size of the nanoparticles exceeded 100 nm and the arithmetic average roughness Ra exceeded 100 nm, the dust adhesion rate exceeded 15%. Further, as in Comparative Example 1 or 3, even if the average particle diameter and the calculated average roughness Ra of the nanoparticles are within a predetermined range, sufficient self-self is not required unless the water contact angle and oil contact angle are within the predetermined range. Cleanability was not obtained. Therefore, it can be seen that sufficient self-cleaning properties cannot be realized unless the average particle diameter of the nanoparticles, the arithmetic average roughness Ra, the water contact angle, and the oil contact angle on the surface are within predetermined ranges.

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope shown in the scope of the claims, and are disclosed in different embodiments and a plurality of modifications. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、少なくとも乾性の汚れの付着を抑制または防止する分野に広く好適に用いることができる。   The present invention can be widely and suitably used in the field of suppressing or preventing at least adhesion of dry dirt.

Claims (10)

100nm以下の平均粒径を有する親水性のナノ粒子により少なくとも構成される被覆膜であって、
当該被覆膜の表面に算術平均粗さRaが2.5〜100nmの範囲内の凹凸を有するとともに、さらに、撥油性成分として、フッ素化合物およびケイ素化合物の少なくとも一方を含有し、
水接触角が15°未満であり、かつ、油接触角が15°超であることを特徴とする、
親水撥油性被覆膜。
A coating film composed of at least hydrophilic nanoparticles having an average particle size of 100 nm or less,
The surface of the coating film has irregularities with an arithmetic average roughness Ra in the range of 2.5 to 100 nm, and further contains at least one of a fluorine compound and a silicon compound as an oil repellent component,
The water contact angle is less than 15 ° and the oil contact angle is more than 15 °,
Hydrophilic oil repellent coating film.
前記ナノ粒子の平均粒径は5〜100nmの範囲内にあることを特徴とする、
請求項1に記載の親水撥油性被覆膜。
The average particle diameter of the nanoparticles is in the range of 5 to 100 nm,
The hydrophilic oil-repellent coating film according to claim 1.
前記ナノ粒子が、金属ナノ粒子、無機酸化物ナノ粒子、無機窒化物ナノ粒子、無機カルコゲン化物ナノ粒子、(メタ)アクリル系樹脂ナノ粒子からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする、
請求項1または2に記載の親水撥油性被覆膜。
The nanoparticles are at least one selected from the group consisting of metal nanoparticles, inorganic oxide nanoparticles, inorganic nitride nanoparticles, inorganic chalcogenide nanoparticles, and (meth) acrylic resin nanoparticles. And
The hydrophilic oil-repellent coating film according to claim 1 or 2.
膜厚が500nm以下であることを特徴とする、
請求項1から3のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜。
The film thickness is 500 nm or less,
The hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 3.
前記撥油性成分は、平均分子量が10000以下であり、かつ、粒子状に形成されていないものであることを特徴とする、
請求項1から4のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜。
The oil-repellent component has an average molecular weight of 10,000 or less and is not formed into particles.
The hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 4.
全重量を100重量%としたときに、前記撥油性成分は0.1〜10重量%の範囲内で含有されていることを特徴とする、
請求項1から5のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜。
When the total weight is 100% by weight, the oil repellent component is contained within a range of 0.1 to 10% by weight,
The hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 5.
前記ナノ粒子および前記撥油性成分に加えて、前記ナノ粒子との親和性を有する材料から少なくとも構成される接着成分を含有することを特徴とする、
請求項1から6のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜。
In addition to the nanoparticles and the oil-repellent component, it contains an adhesive component composed at least of a material having affinity with the nanoparticles,
The hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 6.
表面抵抗率が1013Ω/□以下であることを特徴とする、
請求項1から7のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜。
The surface resistivity is 10 13 Ω / □ or less,
The hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 7.
被覆対象物における防汚対象となる表面を、請求項1から8のいずれか1項に記載の親水撥油性被覆膜で被覆してなることを特徴とする、
防汚被覆体。
The surface to be antifouling in the covering object is covered with the hydrophilic oil-repellent coating film according to any one of claims 1 to 8,
Antifouling covering.
前記被覆対象物が、電気製品またはその部品であることを特徴とする、
請求項9に記載の防汚被覆体。
The covering object is an electric product or a part thereof,
The antifouling covering according to claim 9.
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