JP2020049901A - 抗菌性を備えた親水防汚コート構造およびその形成方法、測量機器 - Google Patents
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Abstract
Description
この理由は明らかではないが、含フッ素重合体(A)に由来するフッ素樹脂のネットワークと、金属アルコキシド(B)に由来するネットワーク(例えば、シロキサン骨格のネットワーク)との両方を含む塗膜が得られること、塗膜中に含フッ素重合体(A)に由来するフッ素樹脂が存在し、このフッ素樹脂の持つ機能が担保されること、金属アルコキシド(B)の態様によっては塗膜表面に親水性であるシラノール基が存在し、汚れを水で洗い流しやすくなること等が考えられることが書かれており、段落0078には、建設機械としては、例えば、計測または測量機器が挙げられる旨書かれている。
1.第1実施形態:ガラスライクコート層とベタイン構造体層の二液積層
(1−1.構成)
図1に、本発明の第1実施形態に係る親水防汚コート構造1を示す。また、図4〜7に、親水防汚コート構造1の各層を形成する際の化学的状態を示す。
次に、第1実施形態の親水コート構造の形成工程を説明する。図1(a)に示すように、測量機器等の筐体である樹脂製の基材10を用意する。樹脂基材10の表面は、当初よりエンボス加工やシボ加工といった凹凸を有していても良いし、平滑であってもよい。図では、平滑な状態を図示している。
第1実施形態によれば、テトラアルコキシシランと、樹脂のエッチング成分を含有する溶剤を含有する溶剤を樹脂表面に塗布しているので、エッチング成分により樹脂表面が溶解され、ナノオーダーの微細な凹凸が樹脂層表面に形成されるとともに、テトラアルコキシシランが加水分解されて縮合重合し、ケイ素と酸素からなるガラスライクコート層を形成し、この層が樹脂層の微細な凹凸を介して物理的に接着される。
(2−1.構成)
図2に、本発明の第2実施形態に係る防汚コート構造2を示す。また、図8〜9に、防汚コート構造2の各層を形成する際の化学的状態を示す。図2(c)で符号20は、第1実施形態と同じ樹脂基材である。
次に、第2実施形態の防汚コート構造の形成工程を説明する。図2(a)に示すように、測量機器、眼科機器等の筐体である樹脂製の基材20を用意する。樹脂基材20の表面は、平滑な状態を図示している。
本発明によれば、第2実施形態においてはテトラアルコキシシランと、樹脂のエッチング成分と、ベタイン構造体を含有する溶剤を樹脂表面に塗布しているので、エッチング成分により樹脂表面が溶解され、ナノオーダーの微細な凹凸が樹脂層表面に形成されるとともに、テトラアルコキシシランが加水分解されて縮合重合し、ケイ素と酸素からなるガラスライクコート部分を形成し、この部分が樹脂層の微細な凹凸を介して物理的に接着される。また、同時に、ベタイン構造体のシラン部分が加水分解されて縮合重合し、ベタイン構造体部分を形成するとともに、ガラスライクコート部分のOH基と縮合してシロキサン結合を形成する。 なお、これは、例えば上述の特許文献4に開示されているような樹脂とOH基とが縮合する場合と比較し硬度が高く、特許文献4の塗料と異なり表面の耐久性が高い。
第1実施形態および第2実施形態は、金属やガラス等と異なり表面にOH基が少なく、また、表面の活性化が困難で、親水コーティングを直接的に行うことが難しい樹脂に対して特に有効である。そのような樹脂としては、特に限定されないが、測量装置、その他の測定装置の筐体に多用されているABSが特に好ましい。
(3−1.構成)
図10〜11に、本発明の第3実施形態に係る防汚コート構造3の各層を形成する際の化学的状態を示す。本実施形態では、図11で符号30は、第1実施形態と同様樹脂基材とすることもでき、また、符号30をダイキャスト構造として、これら基材に直接的に塗料とベタイン構造体部分の一液塗布による防汚層を設けることもできる。
次に、第3実施形態の防汚コート構造の形成工程を説明する。図10に示すように、銀化合物と、ベタイン構造部分とトリアルコキシシラン部分を有するベタイン構造体と、ポリエステル樹脂成分の混合物を用意し、必要に応じて他の添加剤と、これらを溶解可能な溶媒に溶解させた溶剤(一液防汚コート塗料)とする。続いて、基材30の表面に、この溶剤を塗布する。基材と塗料樹脂の密着性に問題がある場合は基材のエッチング成分を含有させて基材にミクロの凹凸を形成し、塗料樹脂と物理的に密着させることは第1および第2実施形態と同様である。
本実施形態によれば、塗料成分であるポリエステル樹脂と、ベタイン構造体を含有する溶剤を基材表面に塗布しているので、ポリエステル塗料樹脂が基材に塗布されると共に、ベタイン構造体のシラン部分が加水分解されてヒドロキシル基を形成し、ベタイン構造体部分をポリエステル樹脂部分の表面に形成することができる。
(4−1.構成)
図12〜16に、本発明の第4実施形態に係る親水防汚コート構造4の各層を形成する際の化学的状態を示す。
次に、第4実施形態の親水コート構造の形成工程を説明する。本実施形態では、ガラスライクコート層41を形成するために、図12に示すように、二種類のテトラアルコキシシランを含有する溶剤を用いる。二種類のうち一方はテトラアルコキシシランの4つのアルコキシ基のうち1つがOR1、残りの3つがOR2であるもの(Si(OR1)(OR2)3)と、4つが全て同じOR2であるもの(Si(OR2)4)である。ここで、OR1とOR2は、加水分解速度がOR1<OR2となるような組み合わせであれば限定されず、例えば、OR1がメトキシ基であれば、OR2がエトキシ基やプロポキシ基が選択される。
第4実施形態によれば、第1および第2実施形態で説明したとおり、ケイ素と酸素からなるガラスライクコート層が基材の微細な凹凸を介して物理的に接着され、ベタイン構造体層がガラスライクコート層のOH基とも縮合してシロキサン結合を形成する。このように、基材とガラスライクコート層がアンカー効果により物理的に接着され、ガラスライクコート層とベタイン構造体層がシロキサン結合により化学的に結合されているので、三者の密着力が格段に向上するという効果を奏する。
本発明の親水防汚コート構造を施す測量機器の具体例として、レーザ照射装置100について図18および19に示すとともに説明する。
(実施例1、比較例1)
測量機器の一部の製品は、下水管内に設置され使用されるため、筐体に下水の汚物等が付着し、汚れてしまう。その状況を再現するべく、実施例1および比較例1の測量機器筐体表面に、下水の汚物を塗布し、乾燥させた後に下水の汚物を水で流し、剥離後の外観を観察した。実施例1では、ガラスライクコートである測量機器筐体表面に、本発明の第1実施形態の親水防汚コート構造を採用した。コート剤溶液中の銀イオン濃度は1質量%であり、使用した化合物は硝酸銀であった。比較例1では、表面は未コートのガラスライクコートのままであった。
次に、本発明の銀イオン濃度1質量%の溶剤を塗布して防汚層を形成した第1実施形態の親水防汚コート構造を採用した実施例2、3の試験片と、銀イオンを含有しない以外は第1実施形態の親水防汚コート構造と同様のコート構造を採用した比較例2、3の試験片を調製した。なお、試験条件は、抗菌製品技術協議会のフィルム密着法の規格に依拠して行った。
10:基材(樹脂基材)
11:ガラスライクコート層
12:ベタイン構造体層
2:親水防汚コート構造
20:基材(樹脂基材)
21:一液積層で形成された防汚層(ガラスライクコート部分+ベタイン構造体部分)
3:親水防汚コート構造
30:基材
31:一液積層で形成された防汚層(塗料樹脂部分+ベタイン構造体部分)
4:親水防汚コート構造
40:基材
41:ガラスライクコート層
42:ベタイン構造体層
100:レーザ照射装置
101:本体部
110:支持脚
102:筒状の筐体
103:投光窓
104:受光窓
105:前部脚
106:レーザ保護カバー
121:操作パネル
122:各種操作スイッチ
123:気泡管
124:受光窓
130:表示部
Claims (11)
- 基材層と、
前記基材層に設けられたガラスライクコート層と、
前記ガラスライクコート層に設けられたベタイン構造体層と
を備え、
前記ガラスライクコート層および前記ベタイン構造体層は、1質量%以上の銀イオンを含有することを特徴とする親水防汚コート構造。 - 前記基材層は樹脂層であり、表面がエッチングされたものであることを特徴とする請求項1に記載の親水防汚コート構造。
- 基材層と、
前記基材層に設けられた塗料樹脂層と、
前記塗料樹脂層に設けられたベタイン構造体層と
を備え、
前記塗料樹脂層および前記ベタイン構造体層は、1質量%以上の銀イオンを含有することを特徴とする親水防汚コート構造。 - 前記塗料樹脂は、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の親水防汚コート構造。
- 親水防汚コート構造の形成方法であって、
1質量%以上の銀イオンと、テトラアルコキシシランとを含有する溶剤を基材層表面に塗布し、
前記アルコキシシランを加水分解して前記基材層に銀イオンを含有するガラスライクコート層を形成し、
1質量%以上の銀イオンと、ベタイン構造体とを含有する溶剤を前記ガラスライクコート層に塗布し、
前記ベタイン構造体のシラン部分を加水分解して前記ガラスライクコート層に銀イオンを含有するベタイン構造体層を形成することを特徴とする親水防汚コート構造の形成方法。 - 前記テトラアルコキシシランを含有する溶剤は、4つの官能基が全て同一のテトラアルコキシシランと、1つの官能基が異なるテトラアルコキシシランとを含むことを特徴とする請求項5に記載の親水防汚コート構造の形成方法。
- 前記基材層は樹脂層であり、前記テトラアルコキシシランを含有する溶剤は前記樹脂層のエッチング成分を含有することを特徴とする請求項5または6に記載の親水防汚コート構造の形成方法。
- 親水防汚コート構造の形成方法であって、
1質量%以上の銀イオンと、テトラアルコキシシランと、ベタイン構造体とを含有する溶剤を基材層表面に塗布し、
前記アルコキシシランおよび前記ベタイン構造体のシラン部分を加水分解して、前記基材層に銀イオンを含有するガラスライクコート層およびベタイン構造体層を形成することを特徴とする親水防汚コート構造の形成方法。 - 前記基材層は樹脂層であり、前記溶剤は前記樹脂層のエッチング成分を含有することを特徴とする請求項8に記載の親水防汚コート構造の形成方法。
- 親水防汚コート構造の形成方法であって、
1質量%以上の銀イオンと、塗料樹脂と、ベタイン構造体とを含有する溶剤を基材層表面に塗布し、
前記ベタイン構造体のシラン部分を加水分解して、前記基材層に銀イオンを含有する塗料樹脂層およびベタイン構造体層を形成することを特徴とする親水防汚コート構造の形成方法。 - 請求項1〜4に記載の親水防汚コート構造を樹脂製の筐体表面に有することを特徴とする測量機器。
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