JP2020132859A - 防汚性膜形成用液組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態の防汚性膜形成用液組成物(以下、単に液組成物ということもある。)は、上記式(1)又は式(2)に示されるフッ素系化合物、ポリアクリル酸、炭素数1〜3の範囲にある1種又は2種以上のアルコール及び水を混合して調製される。更に上記液組成物は、着色剤を含むことが好ましい。このフッ素系化合物は形成した膜に親水撥油性を付与するために用いられ、ポリアクリル酸は上記液組成物で膜を形成するための造膜剤として用いられる。アルコールと水はフッ素系化合物及びポリアクリル酸をそれぞれ溶液化するために用いられる。着色剤は形成した塗膜を目視で容易に確認するために用いられる。
防汚性膜形成用液組成物を調製するには、上記液組成物におけるフッ素系化合物とポリアクリル酸とアルコールと水との混合時の割合、又はフッ素系化合物とポリアクリル酸とアルコールとアルカリ水との混合時の割合が上述した質量比になるように各原料を混合する。混合する手順としては、先ず、ポリアクリル酸に、水又はアルカリ水溶液と、炭素数が1〜3の範囲にある1種又は2種以上のアルコールとを添加混合して、ポリアクリル酸の溶液を調製する。次いでこの溶液にフッ素系化合物を添加混合して防汚性膜形成用液組成物を調製する。
本実施の形態の防汚性膜は、基材上に上記液組成物を塗布した後に、大気中で室温乾燥させて上記液組成物を硬化することにより形成される。この基材としては、特に限定されないが、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、鉄等の金属板、窓ガラス、鏡等のガラス、タイル、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック又はポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム等が挙げられる。上記液組成物の塗布方法としては、スクリーン印刷法、バーコート法、ダイコート法、ドクターブレード、スピン法、刷毛塗り法等が挙げられる。
上記方法で形成された防汚性膜は、親水撥油性であって、油汚れを防止する防汚機能を有し、水を含んだ布等により油で汚れた膜ごと除去することができる。上記液組成物が着色剤を含む場合には、形成された防汚性膜を目視で容易に確認することができる。
固形分45質量%のポリアクリル酸(日本触媒社製、商品名:アクアリックHL415、重量平均分子量(Mw):10,000、pH2)の水溶液0.11g(固形分ポリアクリル酸0.05g)と、蒸留水4.85gと、エタノール5.00gとを秤量し、これらを十分に混合した後、この混合液に上記式(17)で表されるフッ素系化合物とエタノールを1:1で混合した溶液を0.04g添加混合して液組成物を調製した。
上記実施例1の液組成物の組成と、実施例2〜7及び比較例1〜6の液組成物の組成を以下の表1に示す。表1中の式の番号は、上述したフッ素系化合物の式の番号を意味する。実施例3のポリアクリル酸は(株)日本触媒社製、商品名AS−58を用いた。実施例7のポリアクリル酸は(株)日本触媒社製、商品名DL−40を用いた。実施例8では、実施例1で調製した液組成物5.00g(100質量%)に着色剤として食用青色1号を0.025g(0.5質量%)添加し、十分に混合して、最終的な液組成物を得た。比較例7では、実施例1で調製した液組成物5.00g(100質量%)に着色剤として食用青色1号を0.10g(2.0質量%)添加し、十分に混合して、最終的な液組成物を得た。表1には各成分の秤量とともに質量%を示している。また比較例5では、フッ素系化合物として特許文献1記載のフッ素含有官能基成分に窒素を含む下記の式(23)の化合物を用いた。
実施例1〜8及び比較例1〜7で得られた15種類の液組成物を、刷毛(末松刷子製ナイロン刷毛マイスター)を用いて、厚さ2mm、たて150mm、よこ75mmのSUS304基材上にそれぞれ乾燥後の厚さが1〜3μmとなるように塗布し、15種類の塗膜を形成した。すべての塗膜を室温の大気雰囲気中にて3時間静置し、塗膜を乾燥させて上記SUS304基材上に15種類の膜を得た。これらの膜について、膜表面の水濡れ性(親水性)、撥油性、n−ヘキサデカンの転落性、膜の外観及び膜の除去容易性を評価した。これらの結果を表2に示す。
協和界面科学製ドロップマスターDM-700を用いて、シリンジに22℃±1℃のイオン交換水を準備し、シリンジの針の先端から2μLの液滴を飛び出した状態にする。次いで評価するPETフィルム上の膜をこの液滴に近づけて膜に液滴を付着させる。この付着した水の接触角を測定した。静止状態で水が膜表面に触れた1秒後の接触角をθ/2法により解析した値を水の接触角とし、膜表面の水濡れ性(親水性)を評価した。
協和界面科学製ドロップマスターDM-700を用いて、シリンジに22℃±1℃のn−ヘキサデカン(以下、油という。)を準備し、シリンジの針の先端から2μLの液滴を飛び出した状態にする。次いで評価するSUS304基材上の膜をこの液滴に近づけて膜に液滴を付着させる。この付着した油の接触角を測定した。静止状態で油が膜表面に触れた1秒後の接触角をθ/2法により解析した値を油の接触角とし、膜表面の撥油性を評価した。
協和界面科学製ドロップマスターDM-700を用いて、シリンジに22℃±1℃のn−ヘキサデカン(以下、油という。)を準備し、シリンジの針の先端から9μLの液滴を飛び出した状態にする。次いで評価するSUS304基材上の膜をこの液滴に近づけて膜に液滴を付着させる。次に、試料をのせた台を傾けて、油が転落した(流れ落ちた)時の傾斜の角度を測定した。
膜を目視で観察して、膜に筋が発生しているか否か、また膜全体にわたって虹色の干渉縞が発生しているか否かを調べた。膜に筋及び干渉縞が発生していないものは「優秀」とし、膜に筋又は干渉縞がやや発生している場合を「良好」とし、膜に筋又は干渉縞のいずれかが明らかに発生しているものを「不良」とした。
評価する膜の全面にサラダ油を不織布(旭化成社製、商品名:ベンコット)により塗り広げた後、水を十分に含ませた別のベンコットにてサラダ油が塗られた膜を拭いた。素手でSUS304基材表面を触り、膜のSUS304基材からの除去具合を調べた。サラダ油で汚れた膜がSUS304基材から完全に除去されるまでのベンコットで拭いた回数を調べた。3回以内に膜が完全に除去されたものを「良好」とし、3回払拭した結果、膜が一部でも残存したものを「不良」とした。
Claims (3)
- 親水撥油剤と、造膜剤と、溶媒とを含む防汚性膜形成用液組成物であって、
前記親水撥油剤が 下記式(1)又は式(2)で表されるフッ素系化合物であり、前記造膜剤がポリアクリル酸であり、かつ前記溶媒が炭素数1〜3の範囲にある1種又は2種以上のアルコール及び水であり、
前記フッ素系化合物と前記ポリアクリル酸と前記アルコールと前記水との質量比が、フッ素系化合物:ポリアクリル酸:アルコール:水=(0.001〜0.1):(0.1〜4):(25〜55):(40〜75)であることを特徴とするであることを特徴とする防汚性膜形成用液組成物。
上記式(1)中、p、q及びrは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また上記式(1)中、Xは、炭素数2〜10の炭化水素基であって、エーテル結合、CO−NH結合、O−CO−NH結合及びスルホンアミド結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。また上記式(1)中、Yは、ベタイン構造である親水基である。
上記式(2)中、p及びqは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また上記式(2)中、Xは、炭素数2〜10の炭化水素基であって、エーテル結合、CO−NH結合、O−CO−NH結合及びスルホンアミド結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。また上記式(2)中、Yは、ベタイン構造である親水基である。 - 前記防汚性膜形成用液組成物100質量%に対して、着色剤が0.01質量%〜1質量%含まれる請求項1記載の防汚性膜形成用液組成物。
- 請求項1又は2記載の防汚性膜形成用液組成物が硬化した成分を含む防汚性膜。
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