JP2021161155A - Coating composition, coat, coated article, range hood, and method for producing coat - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、塗料組成物、皮膜、塗装品、レンジフード及び皮膜の製造方法に関し、詳しくは皮膜を作製するための塗料組成物、この塗料組成物から作製された皮膜、この皮膜を備える塗装品、この皮膜を備える羽根車を備えるレンジフード、及びこの皮膜の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a coating composition, a film, a coated product, a range hood, and a method for producing a coating. The present invention relates to a range hood including an impeller provided with this film, and a method for producing this film.
レンジフードにおける羽根車には、調理器具から発生する油煙や周囲に浮遊する埃等が付着しやすい。この羽根車は一般に頻繁に洗浄するものではないため、羽根車に付着した油汚れ等は除去しにくく、洗浄に手間がかかる。 Oily smoke generated from cooking utensils and dust floating in the surroundings tend to adhere to the impeller in the range hood. Since this impeller is generally not cleaned frequently, it is difficult to remove oil stains and the like adhering to the impeller, and it takes time and effort to clean the impeller.
物品に汚れを付着しにくくし、かつ物品から汚れを除去しやすくするために、撥水性や撥油性を有するコーティングを施すことが行われている。例えば特許文献１には、物品にフルオロシリコーン化合物を含有する塗料組成物を塗装することで、物品の表面に撥水撥油性を有する防汚性に優れた塗膜を形成することが、開示されている。
A water-repellent or oil-repellent coating is applied to make it difficult for dirt to adhere to the article and to make it easier to remove the dirt from the article. For example,
レンジフードにおける羽根車の油汚れのように、強くこびりついた油汚れは、撥油性を付与しただけでは、容易には除去できない。 Oil stains that stick strongly, such as oil stains on impellers in a range hood, cannot be easily removed simply by imparting oil repellency.
本開示の課題は、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を作製できる塗料組成物、この塗料組成物から作製された皮膜、この皮膜を備える塗装品、この皮膜を備える羽根車を備えるレンジフード、及びこの皮膜の製造方法を、提供することである。 The subject of the present disclosure is a coating composition capable of producing a film capable of easily removing oil stains by washing with water even if oil stains adhere, a film prepared from this coating composition, and a coating product having this film. It is an object of the present invention to provide a range hood including an impeller provided with this film, and a method for producing this film.
本開示の一態様に係る塗料組成物は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する。前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。 The coating composition according to one aspect of the present disclosure contains a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B). The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
本開示の別の一態様に係る塗料組成物は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分の少なくとも一部を反応させた反応成分（Ｄ）を含有する。前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。 The coating composition according to another aspect of the present disclosure contains a reaction component (D) obtained by reacting at least a part of a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B). .. The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
本開示の一態様に係る皮膜は、前記塗料組成物の硬化物である。 The film according to one aspect of the present disclosure is a cured product of the coating composition.
本開示の一態様に係る塗装品は、基材と、前記基材を覆う前記皮膜とを備える。 The coated product according to one aspect of the present disclosure includes a base material and the film covering the base material.
本開示の一態様に係るレンジフードは、ケーシングと、前記ケーシング内に配置されている羽根車と、前記ケーシング内へ洗浄水を供給する給水手段とを備える。前記羽根車は、前記皮膜を有する。 The range hood according to one aspect of the present disclosure includes a casing, an impeller arranged in the casing, and a water supply means for supplying washing water into the casing. The impeller has the film.
本開示の一態様に係る皮膜の製造方法では、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する塗料組成物を用意する。前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。前記塗料組成物中で前記重合性成分の少なくとも一部の重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成する。前記塗料組成物を塗布して塗膜を作製する。前記塗膜中で前記反応成分（Ｄ）の重合反応を進行させることで前記塗膜を硬化させて、皮膜を作製する。 In the method for producing a film according to one aspect of the present disclosure, a coating composition containing a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) is prepared. The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group. The reaction component (D) is synthesized by advancing the polymerization reaction of at least a part of the polymerizable component in the coating composition. The coating composition is applied to prepare a coating film. The coating film is cured by advancing the polymerization reaction of the reaction component (D) in the coating film to prepare a film.
本開示によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を作製できる塗料組成物、この塗料組成物から作製された皮膜、この皮膜を備える塗装品及びこの皮膜の製造方法を、提供できる。 According to the present disclosure, a coating composition capable of producing a film capable of easily removing oil stains by washing with water even if oil stains adhere, a film prepared from this coating composition, a coated product having this film, and the like. A method for producing a film can be provided.
以下、本開示の実施形態について説明する。なお本開示は以下の実施形態のみには制限されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. The disclosure is not limited to the following embodiments.
本実施形態に係る塗料組成物（以下、組成物（Ｘ）という）について説明する。塗料組成物は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とから調製される。 The coating composition (hereinafter, referred to as composition (X)) according to this embodiment will be described. The coating composition is prepared from the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B).
組成物（Ｘ）は、例えば撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する組成物（以下、組成物（Ｘ１）という）である。 The composition (X) is, for example, a composition containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) (hereinafter referred to as a composition (X1)).
また、組成物（Ｘ）は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分の少なくとも一部を反応させた反応成分（Ｄ）を含有する組成物（以下、組成物（Ｘ２）という）であってもよい。 Further, the composition (X) is a composition containing a reaction component (D) obtained by reacting at least a part of a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) (hereinafter, It may be a composition (X2)).
撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。親水性ポリマー（Ｂ）は、重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。 The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
本実施形態の組成物（Ｘ）を硬化させて皮膜を作製すると、皮膜には油汚れが付着しにくく、また油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい。これは、上記の撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを使用して皮膜を作製することで、皮膜の表面にパーフルオロアルキル基（ａ２）と両性親水基とが共に配置されやすく、これにより皮膜の表面に撥水性と親水性とがバランス良く発現しやすいためであると推察される。この場合、皮膜の上に油汚れが付着しても、皮膜には油汚れが強くこびりつきにくく、また皮膜を水で洗浄すると皮膜と油汚れとの間に水が入り込みやすくなり、そのため皮膜から油汚れが除去されやすいと推察される。 When the composition (X) of the present embodiment is cured to form a film, oil stains are less likely to adhere to the film, and even if oil stains adhere, it is easy to remove the oil stains by washing with water. This is because a film is formed using the above oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B), so that the perfluoroalkyl group (a2) and the amphoteric hydrophilic group are both arranged on the surface of the film. It is presumed that this is because water repellency and hydrophilicity are easily developed on the surface of the film in a well-balanced manner. In this case, even if oil stains adhere to the film, the oil stains are strong and difficult to stick to the film, and when the film is washed with water, water easily enters between the film and the oil stains, so oil from the film. It is presumed that dirt is easily removed.
撥油性化合物（Ａ）について説明する。撥油性化合物（Ａ）は、モノマー、オリゴマー及びポリマーのうち少なくとも一種を含んでよい。撥油性化合物（Ａ）は、上記のとおり、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。撥油性化合物（Ａ）が重合性官能基（ａ１）を有することで、撥油性化合物（Ａ）から重合反応により皮膜を作製できる。撥油性化合物（Ａ）がパーフルオロアルキル基（ａ２）を有することで、皮膜の表面が撥油性を有することができる。 The oil-repellent compound (A) will be described. The oil-repellent compound (A) may contain at least one of a monomer, an oligomer and a polymer. As described above, the oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). Since the oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1), a film can be formed from the oil-repellent compound (A) by a polymerization reaction. Since the oil-repellent compound (A) has a perfluoroalkyl group (a2), the surface of the film can have oil-repellent properties.
重合性官能基（ａ１）は、例えばビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、シラノール基及びアルコキシシリル基等からなる群から選択される少なくとも一種を含有する。なお、重合性官能基（ａ１）は前記のみには制限されない。 The polymerizable functional group (a1) contains at least one selected from the group consisting of, for example, a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a silanol group, an alkoxysilyl group and the like. The polymerizable functional group (a1) is not limited to the above.
重合性官能基（ａ１）は、シラノール基とアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。特に重合性官能基（ａ１）は、トリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、皮膜の表面に撥油性が特に発現しやすくなる。その理由は、撥油性化合物（Ａ）は良好な反応性を有することから、撥油性化合物（Ａ）の自己重合によって粒子状の部分が皮膜に生じやすくなり、そのためにパーフルオロアルキル基（ａ２）による撥油性が発現しやすくなるため、並びにこの粒子状の部分によって皮膜の表面に凹凸が生じやすいためであると、推察される。なお、前記のように皮膜は粒子状の部分を有することが好ましいと推察されるが、皮膜は必ずしも粒子状の部分を有さなくてもよい。 The polymerizable functional group (a1) preferably contains at least one of a silanol group and an alkoxysilyl group. In particular, the polymerizable functional group (a1) preferably contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group. In this case, oil repellency is particularly likely to be exhibited on the surface of the film. The reason is that since the oil-repellent compound (A) has good reactivity, the self-polymerization of the oil-repellent compound (A) tends to form a particulate portion on the film, and therefore the perfluoroalkyl group (a2). It is presumed that this is because the oil repellency is likely to be exhibited due to the above, and the surface of the film is likely to be uneven due to the particle-like portion. As described above, it is presumed that the film preferably has a particle-like portion, but the film does not necessarily have to have a particle-like portion.
パーフルオロアルキル基（ａ２）は、例えばＣnＦ2n+1で表される。ｎは例えば１〜２０の数である。 The perfluoroalkyl group (a2) is represented by , for example, C n F 2n + 1. n is, for example, a number from 1 to 20.
撥油性化合物（Ａ）は、例えば下記の一般式（１）で表される化合物を含む。 The oil-repellent compound (A) includes, for example, a compound represented by the following general formula (1).
ＣnＦ2n+1−Ｒ1−Ｓｉ（ＯＲ）3 …（１）
式（１）において、ｎは例えば１〜２０の数である。Ｒ1は単結合又は二価の有機基であり、有機基は例えば炭素数１〜４のアルキレン基である。Ｒは水素またはアルキル基であり、アルキル基である場合はその炭素数は例えば１〜４である。
C n F 2n + 1 −R 1 −Si (OR) 3 … (1)
In formula (1), n is, for example, a number from 1 to 20. R 1 is a single bond or divalent organic group, and the organic group is, for example, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. R is a hydrogen or an alkyl group, and when it is an alkyl group, its carbon number is, for example, 1 to 4.
親水性ポリマー（Ｂ）について説明する。上述のとおり親水性ポリマー（Ｂ）は重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。組成物（Ｘ）が親水性ポリマー（Ｂ）を含有することで、皮膜に親水性が特に発現しやすくなる。これは、両性親水基が親水性を発現される能力が高いこと、並びに親水性ポリマー（Ｂ）はポリマーであることから、両性親水基がある程度固まった部分が皮膜に分散して存在しやすくなり、そのため皮膜の表面に両性親水基が分布しやすくなるためであると、推察される。 The hydrophilic polymer (B) will be described. As described above, the hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group. When the composition (X) contains the hydrophilic polymer (B), hydrophilicity is particularly likely to be exhibited in the film. This is because the amphoteric hydrophilic groups have a high ability to express hydrophilicity, and since the hydrophilic polymer (B) is a polymer, the portion where the amphoteric hydrophilic groups are solidified to some extent is likely to be dispersed in the film. Therefore, it is presumed that the amphoteric hydrophilic groups are easily distributed on the surface of the film.
親水性ポリマー（Ｂ）は、例えば単位構造（ｂ２）を繰り返し単位として含む分子鎖と、この分子鎖に結合した重合性官能基（ｂ１）とを有する。なお、親水性ポリマー（Ｂ）の構造はこれに限定されない。親水性ポリマー（Ｂ）の分子鎖は繰り返し単位として単位構造（ｂ２）のみを有していてもよく、親水性ポリマー（Ｂ）の物性の調整等のために単位構造（ｂ２）以外の単位構造を更に有していてもよい。 The hydrophilic polymer (B) has, for example, a molecular chain containing a unit structure (b2) as a repeating unit and a polymerizable functional group (b1) bonded to the molecular chain. The structure of the hydrophilic polymer (B) is not limited to this. The molecular chain of the hydrophilic polymer (B) may have only a unit structure (b2) as a repeating unit, and a unit structure other than the unit structure (b2) may be used for adjusting the physical properties of the hydrophilic polymer (B). May further have.
重合性官能基（ｂ１）は、重合性官能基（ａ１）との反応性を有するならば、特に制限はない。重合性官能基（ｂ１）は、具体的には、重合性官能基（ａ１）の構造にもよるが、例えばビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、シラノール基及びアルコキシシリル基等からなる群から選択される少なくも一種を含有する。なお、重合性官能基（ｂ１）は前記のみには制限されない。 The polymerizable functional group (b1) is not particularly limited as long as it has reactivity with the polymerizable functional group (a1). The polymerizable functional group (b1) is specifically selected from the group consisting of a vinyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a silanol group, an alkoxysilyl group and the like, although it depends on the structure of the polymerizable functional group (a1). Contains at least one type. The polymerizable functional group (b1) is not limited to the above.
重合性官能基（ｂ１）は、シラノール基とアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。特に重合性官能基（ｂ１）は、トリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。この場合、皮膜の表面に親水性と撥油性とが特に発現しやすくなる。その理由は、親水性ポリマー（Ｂ）は良好な反応性を有することから、撥油性化合物（Ａ）と結合しやすくなり、そのため皮膜の表面に撥油性と親水性とが同時に発現しやすくなるためであると推察される。 The polymerizable functional group (b1) preferably contains at least one of a silanol group and an alkoxysilyl group. In particular, the polymerizable functional group (b1) preferably contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group. In this case, hydrophilicity and oil repellency are particularly likely to be developed on the surface of the film. The reason is that the hydrophilic polymer (B) has good reactivity, so that it easily binds to the oil-repellent compound (A), and therefore, the oil-repellent property and the hydrophilicity are easily developed on the surface of the film at the same time. It is inferred that.
両性親水基を有する単位構造（ｂ２）は、例えば両性親水基を有する（メタ）アクリル化合物などの重合性モノマーを重合することで得られる。両性親水基は、例えばベタイン型官能基を含む。この場合、皮膜の親水性が特に発現しやすい。ベタイン型官能基は、例えばスルホベタイン型官能基とカルボキシベタイン型官能基とのうち少なくとも一方を含む。スルホベタイン型官能基を有する単位構造は、例えば下記式（２）に示す構造を有する。また、カルボキシベタイン型官能基を有する単位構造は、例えば下記式（３）に示す構造を有する。親水性ポリマー（Ｂ）は、例えば式（２）に示す単位構造と式（３）に示す単位構造のとのうち、少なくとも一方を有する。 The unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group can be obtained by polymerizing a polymerizable monomer such as a (meth) acrylic compound having an amphoteric hydrophilic group. Amphoteric hydrophilic groups include, for example, betaine-type functional groups. In this case, the hydrophilicity of the film is particularly likely to be developed. The betaine type functional group includes, for example, at least one of a sulfobetaine type functional group and a carboxybetaine type functional group. The unit structure having a sulfobetaine type functional group has, for example, a structure represented by the following formula (2). Further, the unit structure having a carboxybetaine type functional group has, for example, a structure represented by the following formula (3). The hydrophilic polymer (B) has, for example, at least one of the unit structure represented by the formula (2) and the unit structure represented by the formula (3).
式（２）及び式（３）の各々において、Ｒ１は水素またはメチル基である。Ｒ２及びＲ３の各々は二価の有機基であり、例えばアルキレン基である。Ｒ４及びＲ５の各々は水素又はアルキル基である。Ｒ２がアルキレン基である場合にはアルキレン基の炭素数は例えば１〜１０である。Ｒ３がアルキレン基である場合にはアルキレン基の炭素数は例えば１〜５である。Ｒ４がアルキル基の場合にはアルキル基の炭素数は１〜１０である。Ｒ５がアルキル基の場合にはアルキル基の炭素数は例えば１〜１０である。 In each of formulas (2) and (3), R 1 is a hydrogen or methyl group. Each of R 2 and R 3 is a divalent organic group, for example an alkylene group. Each of R 4 and R 5 is a hydrogen or alkyl group. When R 2 is an alkylene group, the alkylene group has, for example, 1 to 10 carbon atoms. When R 3 is an alkylene group, the alkylene group has, for example, 1 to 5 carbon atoms. When R 4 is an alkyl group, the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms. When R 5 is an alkyl group, the number of carbon atoms of the alkyl group is, for example, 1 to 10.
より具体的には、例えば親水性ポリマー（Ｂ）は、式（４）に示す構造を含むポリマーと、式（５）に示す構造を含むポリマーとのうち、少なくとも一方を含有する。 More specifically, for example, the hydrophilic polymer (B) contains at least one of a polymer having a structure represented by the formula (4) and a polymer having a structure represented by the formula (5).
式（４）及び式（５）の各々において、ｎは分子鎖中の括弧内の単位構造の数を示す。Ｒは、水素又はメチル基などのアルキル基である。 In each of the formulas (4) and (5), n indicates the number of unit structures in parentheses in the molecular chain. R is an alkyl group such as a hydrogen or methyl group.
親水性ポリマー（Ｂ）は、例えばベタイン型官能基と重合性不飽和化合物とを有する重合性モノマーを重合させ、かつこの重合性モノマーの重合により形成された分子鎖の末端を重合性官能基（ａ１）で修飾することで、得られる。 In the hydrophilic polymer (B), for example, a polymerizable monomer having a betaine-type functional group and a polymerizable unsaturated compound is polymerized, and the end of the molecular chain formed by the polymerization of the polymerizable monomer is a polymerizable functional group (B). It can be obtained by modifying with a1).
親水性ポリマー（Ｂ）の重量平均分子量は、例えば１００００以上１００００００以下である。重量平均分子量が１００００以上であることで、皮膜に親水性が特に発現しやすくなる。また、重量平均分子量が１００００００以下であれば、反応性を損なわず、撥油性と親水性とが同時に発現しやすい。この重量平均分子量は１００００以上５０００００以下であればより好ましく、３００００以上２０００００以下であれば更に好ましい。なお重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて測定される。 The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer (B) is, for example, 10,000 or more and 1,000,000 or less. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, hydrophilicity is particularly likely to be developed in the film. Further, when the weight average molecular weight is 1,000,000 or less, the reactivity is not impaired and oil repellency and hydrophilicity are likely to be exhibited at the same time. The weight average molecular weight is more preferably 10,000 or more and 500,000 or less, and further preferably 30,000 or more and 200,000 or less. The weight average molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).
また、親水性ポリマー（Ｂ）の両性親水基の当量は、２００以上１０００以下であることが好ましい。両性親水基の当量が１０００以下であると、皮膜に親水性が特に発現しやすい。また、両性親水基の当量が２００以上であると、より塗膜の耐水性に優れる。 The equivalent of the amphoteric hydrophilic groups of the hydrophilic polymer (B) is preferably 200 or more and 1000 or less. When the equivalent of the amphoteric hydrophilic groups is 1000 or less, hydrophilicity is particularly likely to be developed in the film. Further, when the equivalent of the amphoteric hydrophilic groups is 200 or more, the water resistance of the coating film is more excellent.
撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）との比率は適宜設定される。例えば撥油性化合物（Ａ）中のフルオロアルキル基と親水性ポリマー（Ｂ）中の両性親水基とのモル比は、１：０．５から１：６５であることが好ましく、１：１から１：６５であればより好ましい。また、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）のモル比は、１：０．００２８から１：０．４であることが好ましく、１：０．００６から１：０．４であればより好ましい。この場合、皮膜の撥油性と親水性とが特にバランス良く発現しやすい。 The ratio of the oil-repellent compound (A) to the hydrophilic polymer (B) is appropriately set. For example, the molar ratio of the fluoroalkyl group in the oil-repellent compound (A) to the amphoteric hydrophilic group in the hydrophilic polymer (B) is preferably 1: 0.5 to 1:65, and 1: 1 to 1. : 65 is more preferable. The molar ratio of the oil-repellent compound (A) to the hydrophilic polymer (B) is preferably 1: 0.0028 to 1: 0.4, preferably 1: 0.006 to 1: 0.4. More preferable. In this case, the oil repellency and hydrophilicity of the film tend to be particularly well-balanced.
重合性成分は、撥油性化合物（Ａ）及び親水性ポリマー（Ｂ）のみを含有してもよいが、組成物（Ｘ）から作製される皮膜の特性を過度に損なわない範囲で、撥油性化合物（Ａ）及び親水性ポリマー（Ｂ）以外の重合性化合物（Ｃ）を含有してもよい。重合性化合物（Ｃ）は、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）と反応しうる重合性官能基（ｃ１）を有する。例えば、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がシラノール基とアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む場合に、重合性官能基（ｃ１）もシラノール基とアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む。 The polymerizable component may contain only the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B), but the oil-repellent compound is not excessively impaired in the characteristics of the film produced from the composition (X). A polymerizable compound (C) other than the (A) and the hydrophilic polymer (B) may be contained. The polymerizable compound (C) has a polymerizable functional group (a1) and a polymerizable functional group (c1) capable of reacting with the polymerizable functional group (b1). For example, when each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains at least one of a silanol group and an alkoxysilyl group, the polymerizable functional group (c1) is also a silanol group and an alkoxysilyl group. Includes at least one of.
組成物（Ｘ）は、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の種類に応じ、これらの反応を進行させるための適宜の添加剤を含有してもよい。例えば重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がシラノール基とアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含有する場合には、組成物（Ｘ）は、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の脱水縮合反応を進行させるため酸触媒、塩基触媒などの触媒を含有してもよい。また、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がビニル基、（メタ）アクリロイル基などのラジカル重合性の官能基を含む場合は、組成物（Ｘ）は、光ラジカル重合開始剤、熱ラジカル重合開始剤などのラジカル重合開始剤を含有してもよい。これらの添加剤の含有量は適宜設定される。 The composition (X) may contain an appropriate additive for advancing these reactions, depending on the type of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1). For example, when each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains at least one of a silanol group and an alkoxysilyl group, the composition (X) contains the polymerizable functional group (a1). ) And the polymerizable functional group (b1) may contain a catalyst such as an acid catalyst or a base catalyst in order to proceed with the dehydration condensation reaction. When each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains a radically polymerizable functional group such as a vinyl group or a (meth) acryloyl group, the composition (X) is a photoradical. A radical polymerization initiator such as a polymerization initiator or a thermal radical polymerization initiator may be contained. The content of these additives is set as appropriate.
組成物（Ｘ）は、皮膜の特性を調整するなどの目的で、上記以外の種々の添加剤を含有してもよい。 The composition (X) may contain various additives other than the above for the purpose of adjusting the characteristics of the film.
組成物（Ｘ）は、水系溶媒を含有してもよい。水系溶媒は、水を含有する。水系溶媒は更に親水性有機溶媒を含有してもよい。親水性有機溶媒は、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、アセトン等からなる群から選択される少なくとも一種を含有する。 The composition (X) may contain an aqueous solvent. The aqueous solvent contains water. The aqueous solvent may further contain a hydrophilic organic solvent. The hydrophilic organic solvent contains at least one selected from the group consisting of, for example, methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, acetone and the like.
組成物（Ｘ）中の水系溶媒の割合に特に制限はない。水系溶媒の割合は、例えば組成物（Ｘ）全量に対して１００質量％以上１００００質量％以下である。 The ratio of the aqueous solvent in the composition (X) is not particularly limited. The ratio of the aqueous solvent is, for example, 100% by mass or more and 10000% by mass or less with respect to the total amount of the composition (X).
組成物（Ｘ）の調製方法について説明する。 The method for preparing the composition (X) will be described.
撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含む重合性成分、並びに必要により使用される添加剤及び水性溶媒を混合する。これにより、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する組成物（Ｘ１）を調製できる。 The polymerizable component containing the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B), and the additives and aqueous solvent used as necessary are mixed. Thereby, the composition (X1) containing the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B) can be prepared.
組成物（Ｘ１）中で重合性成分の少なくとも一部の重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成してもよい。これにより、反応成分（Ｄ）を含有する組成物（Ｘ２）を調製できる。組成物（Ｘ２）中の反応成分（Ｄ）は、重合性成分の重合反応を、重合性成分が完全には硬化しない程度に進行させることで合成される。このため、反応成分（Ｄ）は複数の分子を含み、重合反応性を有しており、組成物（Ｘ２）は流動性を保っている。 The reaction component (D) may be synthesized by advancing the polymerization reaction of at least a part of the polymerizable component in the composition (X1). Thereby, the composition (X2) containing the reaction component (D) can be prepared. The reaction component (D) in the composition (X2) is synthesized by advancing the polymerization reaction of the polymerizable component to the extent that the polymerizable component is not completely cured. Therefore, the reaction component (D) contains a plurality of molecules and has a polymerization reactivity, and the composition (X2) maintains fluidity.
反応成分（Ｄ）は、重合性成分に含まれる複数の分子のうち、少なくとも一部の分子が反応することで得られる成分である。このため、反応成分（Ｄ）は、重合性成分の全てが反応して得られた重合体のみを含有し、又は重合性成分のうちの一部が反応して生成した重合体と、重合性成分のうちの重合体の生成時に反応しなかった未反応成分とを含有する。反応成分（Ｄ）中の重合体は、例えば撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含む成分の重合体、撥油性化合物（Ａ）を含み親水性ポリマー（Ｂ）を含まない成分の重合体、及び撥油性化合物（Ａ）を含まず親水性ポリマー（Ｂ）を含む成分の重合体のうち、少なくとも一種を含有する。未反応成分は、未反応の撥油性化合物（Ａ）及び未反応の親水性ポリマー（Ｂ）のうち、少なくとも一方を含有してよい。また、重合性成分中の撥油性化合物（Ａ）のうちの一部又は全部が未反応成分に含まれてもよく、また重合性成分中の親水性ポリマー（Ｂ）のうちの一部又は全部が未反応成分に含まれてもよい。 The reaction component (D) is a component obtained by reacting at least a part of the plurality of molecules contained in the polymerizable component. Therefore, the reaction component (D) contains only the polymer obtained by reacting all of the polymerizable components, or is polymerizable with the polymer produced by the reaction of a part of the polymerizable components. Among the components, it contains an unreacted component that did not react at the time of forming the polymer. The polymer in the reaction component (D) contains, for example, a polymer of a component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B), an oil-repellent compound (A), and does not contain a hydrophilic polymer (B). It contains at least one of the polymer of the component and the polymer of the component containing the hydrophilic polymer (B) without containing the oil-repellent compound (A). The unreacted component may contain at least one of the unreacted oil-repellent compound (A) and the unreacted hydrophilic polymer (B). Further, a part or all of the oil-repellent compound (A) in the polymerizable component may be contained in the unreacted component, and a part or all of the hydrophilic polymer (B) in the polymerizable component. May be included in the unreacted component.
重合性成分の重合反応は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）の種類に応じた適宜の方法で進行させる。例えば重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がトリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む場合には、組成物（Ｘ１）を常温下で、又は加熱することで、加水分解縮合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成する。また、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がラジカル重合性官能基を含み、かつ組成物（Ｘ１）が光ラジカル重合開始剤を含有する場合には、組成物（Ｘ１）に紫外線を照射することで、光ラジカル重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成する。 The polymerization reaction of the polymerizable component is carried out by an appropriate method depending on the type of the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B). For example, when each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group, the composition (X1) is heated at room temperature or heated. By doing so, the hydrolysis condensation reaction is allowed to proceed, and the reaction component (D) is synthesized. When each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains a radically polymerizable functional group, and the composition (X1) contains a photoradical polymerization initiator, the composition ( By irradiating X1) with ultraviolet rays, the photoradical polymerization reaction is allowed to proceed, and the reaction component (D) is synthesized.
皮膜、皮膜を備える塗装品、並びにこれらの製造方法について説明する。 A film, a coated product having a film, and a method for producing these will be described.
皮膜は、組成物（Ｘ）の硬化物である。また塗装品は、基材と、基材を覆う皮膜とを備える。 The film is a cured product of the composition (X). Further, the painted product includes a base material and a film covering the base material.
皮膜及び塗装品を製造する場合、例えばまず、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する組成物（Ｘ）（すなわち組成物（Ｘ１））を用意する。 When producing a film or a coated product, for example, first, a composition (X) (that is, a composition (X1)) containing a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) is prepared. do.
この組成物（Ｘ）中で重合性成分の重合反応を、組成物（Ｘ）を硬化させないように進行させて、反応成分（Ｄ）を得る。すなわち、組成物（Ｘ２）を調製する。 The polymerization reaction of the polymerizable component in the composition (X) is allowed to proceed so as not to cure the composition (X) to obtain the reaction component (D). That is, the composition (X2) is prepared.
次に、組成物（Ｘ）を基材に塗布して塗膜を作製する。続いて、塗膜中で反応成分（Ｄ）の重合反応を進行させることで塗膜を硬化させて、皮膜を作製する。これにより、皮膜及び皮膜を備える塗装品を製造できる。 Next, the composition (X) is applied to a base material to prepare a coating film. Subsequently, the coating film is cured by advancing the polymerization reaction of the reaction component (D) in the coating film to prepare a film. As a result, a film and a coated product having the film can be manufactured.
反応成分（Ｄ）を重合させるにあたっては、反応成分（Ｄ）の構造に応じた適宜方法が採用される。例えば重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がトリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む場合には、塗膜を加熱することで加水分解縮合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を更に重合させ、皮膜を作製する。また、重合性官能基（ａ１）及び重合性官能基（ｂ１）の各々がラジカル重合性官能基を含み、かつ組成物（Ｘ）が光ラジカル重合開始剤を含有する場合には、塗膜に紫外線を照射することで、光ラジカル重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を更に重合させ、皮膜を作製する。 In polymerizing the reaction component (D), an appropriate method according to the structure of the reaction component (D) is adopted. For example, when each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group, the coating film is heated to carry out a hydrolysis condensation reaction. The reaction component (D) is further polymerized to prepare a film. When each of the polymerizable functional group (a1) and the polymerizable functional group (b1) contains a radically polymerizable functional group and the composition (X) contains a photoradical polymerization initiator, the coating film is coated. By irradiating with ultraviolet rays, the photoradical polymerization reaction is allowed to proceed, and the reaction component (D) is further polymerized to prepare a film.
上記の方法では、組成物（Ｘ）を基材に塗布する前に、予め組成物（Ｘ）中での重合性成分を重合させて反応成分（Ｄ）を合成し、続いて組成物（Ｘ）を基材に塗布して塗膜を作製し、続いて塗膜中で反応成分（Ｄ）の重合反応を更に進行させて、皮膜を作製する。この場合、皮膜の撥油性が特に発現しやすい。これは、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）との共重合によって、反応成分（Ｄ）中の一つの分子中にパーフルオロアルキル基（ａ２）と両性親水基とが併存しやすく、そのため組成物（Ｘ）から作製された塗膜の表面にパーフルオロアルキル基（ａ２）と両性親水基とがバランス良く分布しやすいためであると、推察される。また、反応成分（Ｄ）には、撥油性化合物（Ａ）の自己重合によって粒子状の部分が形成されやすくなり、この粒子状の部分によっても、撥油性が発現しやすくなると推察される。なお、粒子状の部分による撥油性の発現について推察される理由はすでに説明したとおりである。 In the above method, before the composition (X) is applied to the substrate, the polymerizable component in the composition (X) is polymerized in advance to synthesize the reaction component (D), and then the composition (X) is synthesized. ) Is applied to a base material to prepare a coating film, and then the polymerization reaction of the reaction component (D) is further advanced in the coating film to prepare a coating film. In this case, the oil repellency of the film is particularly likely to be exhibited. This is because the perfluoroalkyl group (a2) and the amphoteric hydrophilic group are likely to coexist in one molecule of the reaction component (D) due to the copolymerization of the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B). Therefore, it is presumed that the perfluoroalkyl group (a2) and the amphoteric hydrophilic group are easily distributed on the surface of the coating film prepared from the composition (X) in a well-balanced manner. Further, it is presumed that the reaction component (D) is likely to have a particulate portion formed by the self-polymerization of the oil-repellent compound (A), and that the particulate portion also facilitates the development of oil repellency. The reason for inferring the development of oil repellency due to the particulate portion has already been explained.
なお、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する組成物（Ｘ）（すなわち組成物（Ｘ１））を、事前に反応成分（Ｄ）を合成することなく基材に塗布して塗膜を作製し、この塗膜中で重合性成分の重合反応を十分に進行させて、皮膜を作製してもよい。ただし、この場合、撥油性はやや低下しやすい。これは、親水性ポリマー（Ｂ）を使用したことによって、塗膜の表面に親水性ポリマー（Ｂ）が存在しやすくなり、相対的に撥油性化合物（Ａ）が表面に存在しにくくなったためであると、推察される。 The reaction component (D) is synthesized in advance from the composition (X) (that is, the composition (X1)) containing the polymerizable component containing the oil-repellent compound (A) and the hydrophilic polymer (B). It is also possible to prepare a coating film by applying it to a substrate without using it, and sufficiently proceed with the polymerization reaction of the polymerizable component in this coating film to prepare a coating film. However, in this case, the oil repellency tends to decrease slightly. This is because the use of the hydrophilic polymer (B) makes it easier for the hydrophilic polymer (B) to be present on the surface of the coating film, and makes it relatively difficult for the oil-repellent compound (A) to be present on the surface. It is inferred that there is.
皮膜の表面のフッ素原子の割合は、５ａｔ％以上であることが好ましい。また、単位構造（ｂ２）における両性親水基がベタイン型官能基である場合の、皮膜の表面の窒素原子の割合は、１ａｔ％以上であることが好ましい。この場合、皮膜の表面の撥油性と親水性とが特にバランス良く発現し、皮膜から油汚れが特に除去されやすくなる。このフッ素原子の割合及び窒素原子の割合は、上記の組成物（Ｘ）の組成を調整することで実現できる。なお、皮膜の表面のフッ素原子の割合及び窒素原子の割合は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で測定できる。フッ素原子の割合は、より好ましくは１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下であり、更に好ましくは２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下である。また、窒素原子の割合は、より好ましくは１．５ａｔ％以上１５ａｔ％以下であり、更に好ましくは１．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下である。 The proportion of fluorine atoms on the surface of the film is preferably 5 at% or more. When the amphoteric hydrophilic group in the unit structure (b2) is a betaine-type functional group, the ratio of nitrogen atoms on the surface of the film is preferably 1 at% or more. In this case, the oil repellency and hydrophilicity of the surface of the film are particularly well-balanced, and oil stains are particularly easily removed from the film. The ratio of fluorine atoms and the ratio of nitrogen atoms can be realized by adjusting the composition of the above composition (X). The proportion of fluorine atoms and the proportion of nitrogen atoms on the surface of the film can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The proportion of fluorine atoms is more preferably 10 at% or more and 60 at% or less, and further preferably 20 at% or more and 50 at% or less. The proportion of nitrogen atoms is more preferably 1.5 at% or more and 15 at% or less, and further preferably 1.5 at% or more and 10 at% or less.
皮膜の表面の水接触角が２０°以下であることが好ましい。また皮膜の表面のオレイン酸接触角が８０°以上であることが好ましい。この場合、水で洗浄することで皮膜から油汚れを特に除去しやすくなる。この水接触角及びオレイン酸接触角は、上記の本実施形態の組成物（Ｘ）の組成及び皮膜の製造方法の範囲内で実現可能である。水接触角は１５°以下であればより好ましく、１０°以下であれば更に好ましい。また、オレイン酸接触角は９０°以上であればより好ましく、１００°以上であれば更に好ましい。水接触角の下限に制限はなく、０°以上であればよい。また、オレイン酸接触角の上限特に制限はなく、１８０°以下であればよい。なお、水接触角及びオレイン酸接触角の測定方法は、後掲の実施例の欄で説明する。 The water contact angle on the surface of the film is preferably 20 ° or less. Further, it is preferable that the oleic acid contact angle on the surface of the film is 80 ° or more. In this case, washing with water makes it particularly easy to remove oil stains from the film. The water contact angle and the oleic acid contact angle can be realized within the range of the composition of the composition (X) of the present embodiment and the method for producing a film. The water contact angle is more preferably 15 ° or less, and even more preferably 10 ° or less. Further, the oleic acid contact angle is more preferably 90 ° or more, and further preferably 100 ° or more. There is no limit to the lower limit of the water contact angle, and it may be 0 ° or more. The upper limit of the oleic acid contact angle is not particularly limited and may be 180 ° or less. The method for measuring the water contact angle and the oleic acid contact angle will be described in the column of Examples described later.
塗装品の用途に特に制限はないが、油汚れが付着しやすい適宜の用途に採用されることが好ましい。 There is no particular limitation on the use of the painted product, but it is preferable to use it for an appropriate purpose in which oil stains are likely to adhere.
塗装品の好ましい用途の一つとして、レンジフードにおける羽根車が挙げられる。レンジフードにおける羽根車には、調理器具から発生する油煙や周囲に浮遊する埃等が付着しやすい。しかし、羽根車が、組成物（Ｘ）の硬化物である皮膜を有すると、羽根車に油汚れが付着しても、水で洗浄することで羽根車から油汚れを除去しやすい。また、そのため、レンジフードにおける羽根車を水を用いて自動洗浄することにより、羽根車を容易に洗浄することも実現できる。 One of the preferred applications for painted products is an impeller in a range hood. Oily smoke generated from cooking utensils and dust floating in the surroundings tend to adhere to the impeller in the range hood. However, if the impeller has a film that is a cured product of the composition (X), even if oil stains adhere to the impeller, it is easy to remove the oil stains from the impeller by washing with water. Therefore, it is also possible to easily clean the impeller by automatically cleaning the impeller in the range hood with water.
レンジフードは、例えばケーシングと、ケーシング内に配置されている羽根車と、ケーシング内へ洗浄水を供給する給水手段とを備える。この場合、給水手段がケーシングへ洗浄水を供給することで、羽根車を水で洗浄することができ、これにより羽根車から油汚れを除去することができる。 The range hood includes, for example, a casing, an impeller arranged in the casing, and a water supply means for supplying washing water into the casing. In this case, the water supply means supplies the casing with washing water, so that the impeller can be washed with water, whereby oil stains can be removed from the impeller.
レンジフードの、より具体的な構造の例について説明する。 An example of a more specific structure of the range hood will be described.
図１及び図２に示すように、レンジフードはフード２を備え、フード２は下方に開口して室内に通じる吸込口１と、上方に開口してダクト４に接続されている排出口５とを有する。フード２の内部には電動機６と、電動機６の回転軸７に取り付けた羽根車８とが配置されている。フード２の内部には、吸込口１と排出口５とに通じているケーシング９も配置されており、羽根車８はケーシング９の内部に配置されている。ケーシング９には、給水手段である給水ポンプ１３が接続されている。ケーシング９内には、給水ポンプ１３に接続された散水ノズル１４が設けられている。ケーシング９の下端は、下方に開口する孔１５を有し、孔１５には開閉弁１６が設けられている。開閉弁１６の下方には排水トレイ１７が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the range hood includes a
このレンジフードでは、電動機６が羽根車８を回転させると、吸込口１から排出口５へと向かう気流が発生することで、台所内などの室内を換気できる。
In this range hood, when the
また、開閉弁１６が閉じた状態で給水手段である給水ポンプ１３が洗浄水１１を散水ノズル１４へ向けて供給すると、洗浄水１１が散水ノズル１４からケーシング９内に噴射され、ケーシング９には洗浄水１１が貯められる。この状態で電動機６が羽根車８を回転させると、羽根車８が洗浄水で洗浄される。これにより、羽根車８から油汚れが除去されやすい。羽根車８の洗浄後、開閉弁１６が開けば、洗浄水１１をケーシング９から排水トレイ１７へ向けて排出できる。
Further, when the
このレンジフードでは、水を用いた羽根車８の自動洗浄が可能である。羽根車８が組成物（Ｘ）の硬化物である皮膜を有する場合、羽根車８の油汚れを水を用いた自動洗浄により除去しやすい。
In this range hood, the
以下、本実施形態のより具体的な実施例を提示する。なお、本実施形態は下記の実施例のみには制限されるものではない。 Hereinafter, more specific examples of this embodiment will be presented. The present embodiment is not limited to the following examples.
１．組成物の調製
表１の「組成」の欄に示す原料を混合することで、組成物を得た。各原料の詳細は下記のとおりである。
−撥油性化合物Ａ：Ｃ8Ｆ17ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
−撥油性化合物Ｂ：Ｃ6Ｆ13ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
−撥水性化合物Ｃ：ＣＦ3ＣＨ2ＣＨ2−Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
−親水性ポリマーＡ：カルボキシベタイン型官能基を有する構造単位を含む分子鎖の末端にトリシラノール基が結合した構造を有する親水性ポリマー。重量平均分子量７５０００。カルボキシベタイン型官能基の当量２２０。
−親水性ポリマーＢ：スルホベタイン型官能基を有する構造単位を含む分子鎖の末端にトリシラノール基が結合した構造を有する親水性ポリマー。重量平均分子量１９００００。スルホベタイン型官能基の当量３３０。
−親水性モノマー：Ｃｌ-（ＣＨ3）Ｎ+−Ｓｉ（ＯＨ）2−Ｏ−Ｓｉ（ＯＨ）2−Ｎ+（ＣＨ3）Ｃｌ-。
1. 1. Preparation of Composition A composition was obtained by mixing the raw materials shown in the “Composition” column of Table 1. Details of each raw material are as follows.
-Lipophilic compound A: C 8 F 17 CH 2 CH 2- Si (OCH 3 ) 3
-Lipophilic compound B: C 6 F 13 CH 2 CH 2- Si (OCH 3 ) 3
-Water-repellent compound C: CF 3 CH 2 CH 2- Si (OCH 3 ) 3
-Hydrophilic polymer A: A hydrophilic polymer having a structure in which a trisilanol group is bonded to the end of a molecular chain containing a structural unit having a carboxybetaine type functional group. Weight average molecular weight 75,000. Equivalent 220 of carboxybetaine type functional groups.
-Hydrophilic polymer B: A hydrophilic polymer having a structure in which a trisilanol group is bonded to the end of a molecular chain containing a structural unit having a sulfobetaine type functional group. Weight average molecular weight 190000. Equivalent 330 of sulfobetaine functional groups.
- hydrophilic monomers: Cl - (CH 3) N + -Si (OH) 2 -O-Si (OH) 2 -N + (CH 3) Cl -.
また、表には、撥油性化合物中のフルオロアルキル基と親水性ポリマー中の親水基とのモル比、並びに撥油性化合物と親水性ポリマーとのモル比も示す。 The table also shows the molar ratio of the fluoroalkyl group in the oil-repellent compound to the hydrophilic group in the hydrophilic polymer, and the molar ratio of the oil-repellent compound to the hydrophilic polymer.
２．皮膜の作製
組成物を調製したら、組成物を、常温で、表１の「攪拌時間」の欄に示す時間、攪拌した。
2. Preparation of Film After the composition was prepared, the composition was stirred at room temperature for the time shown in the "stirring time" column of Table 1.
基材としてガラス板を準備しＵＶオゾン処理を行った後に、その上に組成物をバーコートにて塗布してから、１１０℃、１５分間の条件で加熱した。これにより厚み数十ｎｍの皮膜を作製した。 A glass plate was prepared as a base material and treated with UV ozone, and then the composition was coated on the glass plate with a bar coat, and then heated at 110 ° C. for 15 minutes. As a result, a film having a thickness of several tens of nm was produced.
３．評価試験
下記の評価試験を行った。その結果を表１に示す。
3. 3. Evaluation test The following evaluation test was conducted. The results are shown in Table 1.
（１）水接触角
水平に配置した皮膜の表面上に２μＬの水滴を乗せて、水滴と皮膜の表面との接触角を測定した。
(1)
（２）オレイン酸接触角
水平に配置した皮膜の表面上に２μＬのオレイン酸の液滴を乗せて、液滴と皮膜の表面との接触角を測定した。
(2) Oleic acid
（３）油汚れ除去試験
水平に配置した皮膜の表面上に２μＬのオレイン酸の液滴を乗せて、この状態で皮膜を水中に浸漬した。その結果、皮膜から液滴が離れて浮き上がった場合を「○」、皮膜から液滴が離れなかった場合を「×」と、評価した。
(3) Oil stain
（４）表面のフッ素量、及び表面の窒素量
皮膜の表面のフッ素原子の割合及び窒素原子の割合を、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で測定した。
(4) Amount of Fluorine on the Surface and Amount of Nitrogen on the Surface The proportion of fluorine atoms on the surface of the film and the proportion of nitrogen atoms were measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
（５）表面元素マッピング
実施例１及び４について、皮膜の表面を、スタティック二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で測定した。その結果、フッ素原子の濃度の高い粒状の領域がほぼ均一に分布していることが、確認できた。
(5) Surface Element Mapping For Examples 1 and 4, the surface of the film was measured by static secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). As a result, it was confirmed that the granular regions having a high concentration of fluorine atoms were distributed almost uniformly.
以上の実施形態及び実施例から明らかなように、本開示の第一の態様に係る塗料組成物は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する。撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。親水性ポリマー（Ｂ）は、重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。 As is clear from the above embodiments and examples, the coating composition according to the first aspect of the present disclosure contains a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B). .. The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
第一の態様によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を作製できる塗料組成物を提供できる。 According to the first aspect, it is possible to provide a coating composition capable of producing a film capable of easily removing oil stains by washing with water even if oil stains are attached.
本開示の第二の態様に係る塗料組成物は、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分の少なくとも一部を反応させた反応成分（Ｄ）を含有する。撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。親水性ポリマー（Ｂ）は、重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。 The coating composition according to the second aspect of the present disclosure contains a reaction component (D) obtained by reacting at least a part of a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B). .. The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
第二の態様によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を作製できる塗料組成物を提供できる。 According to the second aspect, it is possible to provide a coating composition capable of producing a film capable of easily removing oil stains by washing with water even if oil stains are attached.
本開示の第三の態様に係る塗料組成物では、第一又は第二の態様において、重合性官能基（ａ１）は、トリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む。 In the coating composition according to the third aspect of the present disclosure, in the first or second aspect, the polymerizable functional group (a1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group.
第三の態様によると、皮膜の表面に撥油性が特に発現しやすくなる。 According to the third aspect, oil repellency is particularly likely to be developed on the surface of the film.
本開示の第四の態様に係る塗料組成物では、第一から第三のいずれか一の態様において、重合性官能基（ｂ１）は、トリシラノール基とトリアルコキシシリル基とのうち少なくとも一方を含む。 In the coating composition according to the fourth aspect of the present disclosure, in any one of the first to third aspects, the polymerizable functional group (b1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group. include.
第四の態様によると、皮膜の表面に撥水性と撥油性とが特に発現しやすくなる。 According to the fourth aspect, water repellency and oil repellency are particularly likely to be developed on the surface of the film.
本開示の第五の態様に係る塗料組成物では、第一から第四のいずれか一の態様において、両性親水基は、ベタイン型官能基を含む。 In the coating composition according to the fifth aspect of the present disclosure, in any one of the first to fourth aspects, the amphoteric hydrophilic group contains a betaine-type functional group.
第五の態様によると、皮膜の親水性が特に発現しやすくなる。 According to the fifth aspect, the hydrophilicity of the film is particularly likely to be developed.
本開示の第六の態様に係る皮膜は、第一から第五のいずれか一の態様に係る塗料組成物の硬化物である。 The film according to the sixth aspect of the present disclosure is a cured product of the coating composition according to any one of the first to fifth aspects.
第六の態様によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を提供できる。 According to the sixth aspect, even if oil stains are attached, a film that can easily remove the oil stains can be provided by washing with water.
本開示の第七の態様に係る皮膜では、第六の態様において、表面の水接触角が２０°以下、かつオレイン酸接触角が８０°以上である。 In the film according to the seventh aspect of the present disclosure, in the sixth aspect, the water contact angle of the surface is 20 ° or less and the oleic acid contact angle is 80 ° or more.
第七の態様によると、皮膜から油汚れを特に除去しやすくなる。 According to the seventh aspect, it becomes particularly easy to remove oil stains from the film.
本開示の第八の態様に係る皮膜は、第六又は第七の態様において、表面のフッ素原子の割合が５ａｔ％以上である。 In the sixth or seventh aspect of the film according to the eighth aspect of the present disclosure, the proportion of fluorine atoms on the surface is 5 at% or more.
第八の態様によると、皮膜から油汚れを特に除去しやすくなる。 According to the eighth aspect, it becomes particularly easy to remove oil stains from the film.
本開示の第九の態様に係る皮膜は、第六から第八のいずれか一の態様において、単位構造（ｂ２）における両性親水基がベタイン型官能基であり、表面の窒素原子の割合が１ａｔ％以上である。 In the film according to the ninth aspect of the present disclosure, in any one of the sixth to eighth aspects, the amphoteric hydrophilic group in the unit structure (b2) is a betaine-type functional group, and the ratio of nitrogen atoms on the surface is 1 at. % Or more.
第九の態様によると、皮膜から油汚れを特に除去しやすくなる。 According to the ninth aspect, it becomes particularly easy to remove oil stains from the film.
本開示の第十の態様に係る塗装品は、基材と、基材を覆う第六から第九のいずれか一の態様に係る皮膜とを備える。 The coated product according to the tenth aspect of the present disclosure includes a base material and a film according to any one of the sixth to ninth aspects covering the base material.
第十の態様によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい塗装品を提供できる。 According to the tenth aspect, it is possible to provide a coated product which can easily remove oil stains by washing with water even if oil stains are attached.
本開示の第十一の態様に係るレンジフードは、ケーシングと、ケーシング内に配置されている羽根車と、ケーシング内へ洗浄水を供給する給水手段とを備える。羽根車は、第六から第九のいずれか一の態様に係る皮膜を有する。 The range hood according to the eleventh aspect of the present disclosure includes a casing, an impeller arranged in the casing, and a water supply means for supplying washing water into the casing. The impeller has a coating according to any one of the sixth to ninth aspects.
第十一の態様によると、羽根車油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすいレンジフードを提供できる。 According to the eleventh aspect, it is possible to provide a range hood in which oil stains can be easily removed by washing with water even if impeller oil stains are attached.
本開示の第十二に係る皮膜の製造方法では、撥油性化合物（Ａ）と親水性ポリマー（Ｂ）とを含有する重合性成分を含有する塗料組成物を用意する。撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有する。親水性ポリマー（Ｂ）は、重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する。塗料組成物中で重合性成分の少なくとも一部の重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成する。塗料組成物を塗布して塗膜を作製する。塗膜中で反応成分（Ｄ）の重合反応を進行させることで塗膜を硬化させて、皮膜を作製する。 In the method for producing a film according to the twelfth of the present disclosure, a coating composition containing a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) is prepared. The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2). The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group. The reaction component (D) is synthesized by advancing the polymerization reaction of at least a part of the polymerizable component in the coating composition. A coating film is prepared by applying a coating composition. The coating film is cured by advancing the polymerization reaction of the reaction component (D) in the coating film to prepare a film.
第十二の態様によると、油汚れが付着しても水で洗浄することで油汚れを除去しやすい皮膜を作製できる塗料組成物を提供できる。
According to the twelfth aspect, it is possible to provide a coating composition capable of producing a film capable of easily removing oil stains by washing with water even if oil stains are attached.
Claims (12)
前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有し、
前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する、
塗料組成物。 Contains a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B),
The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2).
The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
Paint composition.
前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有し、
前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有する、
塗料組成物。 It contains a reaction component (D) obtained by reacting at least a part of a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B).
The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2).
The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
Paint composition.
請求項１又は２に記載の塗料組成物。 The polymerizable functional group (a1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group.
The coating composition according to claim 1 or 2.
請求項１から３のいずれか一項に記載の塗料組成物。 The polymerizable functional group (b1) contains at least one of a trisilanol group and a trialkoxysilyl group.
The coating composition according to any one of claims 1 to 3.
請求項１から４のいずれか一項に記載の塗料組成物。 The amphoteric hydrophilic group contains a betaine-type functional group.
The coating composition according to any one of claims 1 to 4.
皮膜。 A cured product of the coating composition according to any one of claims 1 to 5.
Film.
請求項６に記載の皮膜。 The water contact angle of the surface is 20 ° or less, and the oleic acid contact angle is 80 ° or more.
The film according to claim 6.
請求項６又は７に記載の皮膜。 The proportion of fluorine atoms on the surface is 5 at% or more.
The film according to claim 6 or 7.
表面の窒素原子の割合が１ａｔ％以上である、
請求項６から８のいずれか一項に記載の皮膜。 The amphoteric hydrophilic group in the unit structure (b2) is a betaine-type functional group.
The ratio of nitrogen atoms on the surface is 1 at% or more,
The film according to any one of claims 6 to 8.
前記基材を覆う請求項６から９のいずれか一項に記載の皮膜とを備える、
塗装品。 With the base material
The film according to any one of claims 6 to 9 is provided, which covers the base material.
Painted.
前記羽根車は、請求項６から９のいずれか一項に記載の皮膜を有する、
レンジフード。 A casing, an impeller arranged in the casing, and a water supply means for supplying washing water into the casing are provided.
The impeller has the film according to any one of claims 6 to 9.
Range food.
前記撥油性化合物（Ａ）は、重合性官能基（ａ１）と、パーフルオロアルキル基（ａ２）とを有し、
前記親水性ポリマー（Ｂ）は、前記重合性官能基（ａ１）との反応性を有する重合性官能基（ｂ１）と、両性親水基を有する単位構造（ｂ２）とを有し、
前記塗料組成物中で前記重合性成分の少なくとも一部の重合反応を進行させて、反応成分（Ｄ）を合成し、
前記塗料組成物を塗布して塗膜を作製し、
前記塗膜中で前記反応成分（Ｄ）の重合反応を進行させることで前記塗膜を硬化させて、皮膜を作製する、
皮膜の製造方法。 A coating composition containing a polymerizable component containing an oil-repellent compound (A) and a hydrophilic polymer (B) was prepared.
The oil-repellent compound (A) has a polymerizable functional group (a1) and a perfluoroalkyl group (a2).
The hydrophilic polymer (B) has a polymerizable functional group (b1) having reactivity with the polymerizable functional group (a1) and a unit structure (b2) having an amphoteric hydrophilic group.
The reaction component (D) is synthesized by advancing the polymerization reaction of at least a part of the polymerizable component in the coating composition.
The coating composition is applied to prepare a coating film, and the coating film is prepared.
By advancing the polymerization reaction of the reaction component (D) in the coating film, the coating film is cured to prepare a film.
Method of manufacturing the film.
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