JPH09220518A - Article bearing water-repelling coating film and manufacture thereof - Google Patents

Article bearing water-repelling coating film and manufacture thereof

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JPH09220518A
JPH09220518A JP8034998A JP3499896A JPH09220518A JP H09220518 A JPH09220518 A JP H09220518A JP 8034998 A JP8034998 A JP 8034998A JP 3499896 A JP3499896 A JP 3499896A JP H09220518 A JPH09220518 A JP H09220518A
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JP
Japan
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fine particles
water
article
resin
film
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Pending
Application number
JP8034998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Imagawa
明 今川
Shigeki Nomura
茂樹 野村
Yuji Eguchi
勇司 江口
Masatoshi Murashima
正敏 村島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high durability and excellent transparency by applying emulsified water-repelling fine particles and resin to an article, drying, and hardening the applied emulsion. SOLUTION: This article bearing a water-repelling coating film is obtained by applying emulsified water-repelling fine particles and a resin to an article, drying and hardening the applied emulsion. In the composition of the water- repelling coating film, since the fine particles having extremely high water- repelling property exist in a hydrophilic components, as shown in the model illustration of the cross-section structure of the water-repelling coating film, the water-repelling particles in the coating film on the article are spontaneously gathered in the surface of the coating film near the air layer due to the function of surface energy and the density of the water-repelling fine particles in the coating film is low in the article side and increases slantingly toward the surface. Moreover, the polarity of the coating film composition is heightened by emulsifying the fine particles and such a structure can be materialized easily.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撥水性皮膜を有す
る物品および該物品の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an article having a water-repellent coating and a method for producing the article.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、建造物外壁や屋根材など雨水
等による汚れ防止、内装や家具の汚れ防止などの目的
で、これらの表面に撥水性を有する材料をコーティング
する技術が用いられている。上記撥水性を有する材料と
しては、アルキルシリコーン系あるいはフッ素系の樹脂
が用いられているが、上記の樹脂を溶解した塗料は基材
との密着性に問題があり、基材に密着性向上の処理を施
す工程が別途必要である。また、素材自身が高価である
ため経済的に不利である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been used a technique of coating a surface of a building outer wall or a roofing material with a water-repellent material for the purpose of preventing stains such as rainwater and stains of interiors and furniture. . As the material having water repellency, an alkylsilicone-based resin or a fluorine-based resin is used. However, a coating material in which the above resin is dissolved has a problem in adhesiveness with a base material, and it is difficult to improve the adhesiveness with the base material. A separate process is required. In addition, the material itself is expensive, which is economically disadvantageous.

【0003】これに対し、近年、疎水性の微粒子を配合
した塗料によって撥水性を発現させる技術が見いだされ
ている。たとえば、特開平3−215570号公報にお
いて、表面張力が32dyn/cm以下の疎水性微粒子
を吸水率0.5%以下の樹脂中に添加した撥水性塗料及
び塗膜が開示されている。また、特開平4−45181
号公報及び特開平4−93597号公報においては、シ
リコーン系樹脂に疎水表面処理した微粒子を配合した撥
水性塗料組成物が開示されている。
On the other hand, in recent years, there has been found a technique of exhibiting water repellency by using a coating material containing hydrophobic fine particles. For example, JP-A-3-215570 discloses a water-repellent coating material and a coating film in which hydrophobic fine particles having a surface tension of 32 dyn / cm or less are added to a resin having a water absorption rate of 0.5% or less. In addition, JP-A-4-45181
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-93597 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-93597 disclose a water-repellent coating composition in which fine particles having a hydrophobic surface treatment are mixed with a silicone resin.

【0004】しかしながら、特開平3−215570号
公報に開示されている塗料においては、表面張力が32
dyn/cm以下の微粒子を製造する方法は開示されて
いない。また、特開平4−45181号公報及び特開平
4−93597号公報に示されている組成物は、疎水性
微粒子を配合し、表面に微細な凹凸を形成することによ
って撥水性を与えるものであり、透明性を低下させるた
め、外壁、内装等の意匠性が求められる用途には適して
いない。
However, in the paint disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-215570, the surface tension is 32.
A method for producing fine particles having a dyn / cm or less is not disclosed. Further, the compositions disclosed in JP-A-4-45181 and JP-A-4-93597 provide water repellency by blending hydrophobic fine particles and forming fine irregularities on the surface. However, since it lowers transparency, it is not suitable for applications requiring designability such as outer walls and interiors.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、耐久性および透明性に優れた撥水性皮膜を有する物
品を提供する。
In view of the above problems, the present invention provides an article having a water-repellent coating excellent in durability and transparency.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、疎水性微粒子
および樹脂をエマルジョン化したものを物品に塗布し、
乾燥および/又は硬化させて得られた撥水性皮膜を有す
る物品を提供する。
According to the present invention, an article obtained by emulsifying hydrophobic fine particles and a resin is applied to an article,
An article having a water-repellent coating obtained by drying and / or curing is provided.

【0007】本発明の撥水性皮膜が形成される物品は、
特に限定されるものではなく、その材質としては、プラ
スチックプレートやフィルムなどのプラスチック材料、
木材合板、セメント、ガラスなどの無機材料、屋根瓦な
どの窯業系材料、金属等が挙げられる。その形状も限定
されるものではなく、板状物、板状物表面にエンボス形
状を施したもの、種々の形状に成形された成形物等が使
用できる。
The article on which the water-repellent coating of the present invention is formed is
The material is not particularly limited, and a plastic material such as a plastic plate or a film,
Inorganic materials such as wood plywood, cement and glass, ceramic-based materials such as roof tiles, metals and the like. The shape is not limited, and a plate-shaped product, a plate-shaped product having an embossed surface, a molded product molded into various shapes, and the like can be used.

【0008】<疎水性微粒子>本発明の撥水性皮膜に用
いられる疎水性微粒子としては、極めて高い疎水性能を
有する材料からなるものが選ばれる。更に、皮膜に透明
性を付与するために、当該微粒子の粒径が可視光の波長
以下のものを用いる。具体的には、上記粒径は300n
m以下であり、より好ましくは、100nm以下であ
る。また、5nm以下の粒径のものは安定して製造する
ことが困難であり実用的でないため、本発明の撥水性皮
膜に用いる疎水性微粒子の平均粒径は、5〜300nm
であることが好ましい。
<Hydrophobic fine particles> The hydrophobic fine particles used in the water-repellent coating of the present invention are selected from materials having extremely high hydrophobicity. Further, in order to impart transparency to the film, those having a particle diameter of the visible light or less are used. Specifically, the particle size is 300n
m or less, and more preferably 100 nm or less. Moreover, since those having a particle size of 5 nm or less are difficult to stably produce and are not practical, the average particle size of the hydrophobic fine particles used in the water-repellent coating of the present invention is 5 to 300 nm.
It is preferred that

【0009】上記疎水性微粒子は、粒径制御しながら合
成したシリカ微粒子表面に疎水性基を結合させたものが
好適である。他に、高い疎水性を有するものとして、フ
ッ素系樹脂の微粒子が挙げられるが、当該樹脂微粒子で
は300nm以下の粒径に制御することが困難であり、
分球などのきわめて手間のかかる工程を経る必要があ
る。一方、平均粒径が5〜300nmに制御されたアル
キル化シリカ微粒子が市販されているが、これは本発明
に必要な高い撥水性を発現するには至らない。
It is preferable that the hydrophobic fine particles have a hydrophobic group bonded to the surface of silica fine particles synthesized while controlling the particle size. In addition, as particles having high hydrophobicity, there are fine particles of fluororesin, but it is difficult to control the particle diameter of the resin fine particles to 300 nm or less,
It is necessary to go through an extremely time-consuming process such as branching. On the other hand, alkylated silica fine particles whose average particle size is controlled to 5 to 300 nm are commercially available, but this does not reach the high water repellency required for the present invention.

【0010】本発明の疎水性微粒子として用いるシリカ
微粒子の製造方法としては、テトラエトキシシラン等の
4官能シラン化合物の溶液を、酸性又はアルカリ性の水
溶液に滴下、撹拌する方法(湿式法)、精製4塩化ケイ
素の燃焼加水分解による方法(燒結法)等が挙げられ
る。これらの方法の中で、粒径の制御が比較的容易で、
得られたシリカ微粒子の表面に反応性に富むシラノール
基が十分に存在するため、テトラエトキシシラン等の4
官能シラン化合物の溶液をアルカリ性水溶液に滴下、撹
拌する方法が有利である。上記シリカ微粒子の粒径制御
は、使用する撹拌装置の撹拌効率を考慮して、アルカリ
水溶液のアルカリ濃度及び反応温度を調整することによ
って行うことが出来る。
The silica fine particles used as the hydrophobic fine particles of the present invention are produced by a method of adding a solution of a tetrafunctional silane compound such as tetraethoxysilane to an acidic or alkaline aqueous solution and stirring the mixture (wet method), and purification 4. Examples thereof include a method of burning hydrolysis of silicon chloride (sintering method) and the like. Among these methods, particle size control is relatively easy,
Since the highly reactive silanol groups are sufficiently present on the surface of the obtained silica fine particles, the amount of tetraethoxysilane etc.
A method of dropping a solution of the functional silane compound into an alkaline aqueous solution and stirring the mixture is advantageous. The particle size of the silica fine particles can be controlled by adjusting the alkali concentration of the alkaline aqueous solution and the reaction temperature in consideration of the stirring efficiency of the stirring device used.

【0011】上記シリカ微粒子表面に疎水性基を結合さ
せる方法としては、表面にシラノール基が多数存在する
シリカ微粒子に、パーフルオロ基、アルキル基、トリメ
チルシリル基、ジメチルシリレン基、フェニル基、ポリ
ジメチルシロキサンセグメント等を含む化合物を反応さ
せる例が挙げられる。その表面にパーフルオロアルキル
基を結合させたシリカ微粒子は、高い疎水性を有するた
め、本発明の疎水性微粒子として特に好ましい。
As a method of bonding a hydrophobic group to the surface of the silica fine particles, perfluoro group, alkyl group, trimethylsilyl group, dimethylsilylene group, phenyl group, polydimethylsiloxane are added to silica fine particles having many silanol groups on the surface. Examples include reacting a compound containing a segment and the like. Silica fine particles having a perfluoroalkyl group bonded to the surface thereof have high hydrophobicity and are therefore particularly preferable as the hydrophobic fine particles of the present invention.

【0012】上記表面パーフルオロアルキル化の方法は
種々知られており、シリカ微粒子表面に、パーフルオロ
アルキル基を少なくとも1個以上有する金属アルコキシ
化合物、金属ハロゲン化合物、金属イソシアネート化合
物等を縮合させる方法、フルオロアルキル含有界面活性
剤で処理する方法、フルオロアルキル基を有するアルコ
ールやアルキルオキシエチレンで処理する方法、フルオ
ロアルキル基を有する重合体で被覆する方法、フッ素含
有ガス存在下でプラズマ重合膜を表面に形成する方法等
が挙げられる。このうち、反応制御の容易さ及び処理後
の撥水性能の安定性の観点から、パーフルオロアルキル
基を有する金属アルコキシ化合物、金属ハロゲン化化合
物、金属イソシアネート化合物が好ましい。なお、これ
らのうちでも金属としてケイ素を有するものは、数種類
のパーフルオロアルキル基含有化合物が市販されている
ため、入手の点からも有利である。代表的なパーフルオ
ロアルキル基含有化合物としては、3,3,3−トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリ
フルオロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−ト
リフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、3,
3,3−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、3,
3,3−トリフルオロプロピルトリイソシアネートシラ
ン、2−パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラ
ン、2−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラ
ン、2−パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキ
シシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリクロロ
シラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリイソシア
ネートシラン等が挙げられる。
Various methods of the above surface perfluoroalkylation are known, and a method of condensing a metal alkoxy compound, a metal halogen compound, a metal isocyanate compound or the like having at least one perfluoroalkyl group on the surface of silica fine particles, Method with fluoroalkyl-containing surfactant, method with alcohol having fluoroalkyl group or alkyloxyethylene, method with polymer having fluoroalkyl group, plasma polymerized film on the surface in the presence of fluorine-containing gas The method of forming it may be mentioned. Among these, a metal alkoxy compound having a perfluoroalkyl group, a metal halogenated compound, and a metal isocyanate compound are preferable from the viewpoint of easy reaction control and stability of water repellency after treatment. Among these, those having silicon as a metal are advantageous from the viewpoint of availability because several kinds of perfluoroalkyl group-containing compounds are commercially available. Typical perfluoroalkyl group-containing compounds include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, and 3,3,3-trifluoropropyltriisopropoxy. Silane, 3,
3,3-trifluoropropyltrichlorosilane, 3,
3,3-trifluoropropyltriisocyanate silane, 2-perfluorooctylethyltrimethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, 2-perfluorooctylethyltrichlorosilane , 2-perfluorooctylethyltriisocyanate silane and the like.

【0013】上記パーフルオロアルキル基を有する金属
アルコキシ化合物、金属ハロゲン化化合物、金属イソシ
アネート化合物等を用いた微粒子の表面疎水化は、シリ
カ微粒子のアルコール等の溶媒懸濁液に対し、所定量の
パーフルオロアルキル基含有金属化合物を添加し、撹拌
後乾燥することによって行われる。撹拌の際、溶媒の沸
点までの範囲で加熱をしてもよい。反応時間は、通常3
0分から100時間までの範囲内で、化合物の反応性に
従って調整される。
The surface hydrophobization of fine particles using the above-mentioned metal alkoxy compound having a perfluoroalkyl group, a metal halide compound, a metal isocyanate compound, etc., is carried out by adding a predetermined amount of peroxide to a solvent suspension of silica fine particles in alcohol or the like. It is carried out by adding a fluoroalkyl group-containing metal compound, stirring and drying. During stirring, heating may be performed up to the boiling point of the solvent. Reaction time is usually 3
It is adjusted according to the reactivity of the compound within the range of 0 minutes to 100 hours.

【0014】<樹脂>本発明の撥水性皮膜に用いられる
樹脂としては、溶媒などに溶けるものか、あるいは単独
で適当な流動性を持つものであれば特に限定されない。
上記樹脂としてはポリメタクリル酸メチル、ポリカーボ
ネート、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
<Resin> The resin used in the water-repellent coating of the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in a solvent or the like or has a proper fluidity by itself.
Examples of the resin include polymethylmethacrylate, polycarbonate, polyvinyl chloride and the like.

【0015】皮膜の硬度および耐久性の観点から、架橋
性の樹脂を用いることが好ましい。上記架橋性の樹脂と
しては、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリ
コーン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレ
タン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、(メタ)アクリ
レート樹脂等が挙げられる。
From the viewpoint of hardness and durability of the film, it is preferable to use a crosslinkable resin. Examples of the crosslinkable resin include epoxy resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, benzoguanamine resin, polyimide resin, polyurethane resin, melamine resin, urea resin, and (meth) acrylate resin. .

【0016】高硬度を実現出来、かつ、紫外線、電子線
等によって容易に硬化できる等の理由から、分子内に2
個以上の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート
を用いることが特に好ましい。上記分子内に2個以上の
(メタ)アクリロイル基を有するアクリレートとして
は、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエ
チレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリ
コールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ノナプロピレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ
(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(アクリロ
キシジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス
[4−(メタクリロキシジエトキシ)フェニル]プロパ
ン、3−フェノキシ−2−プロパノイルアクリレート、
1,6−ビス(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロ
ピル)−ヘキシルエーテル等の2官能(メタ)アクリレ
ート等が挙げられる。これらは皮膜組成物の粘度調整に
用いることも出来る。
Due to the fact that high hardness can be realized and it can be easily cured by ultraviolet rays, electron beams, etc.
It is particularly preferable to use an acrylate having one or more (meth) acryloyl groups. Examples of the acrylate having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth). Acrylate, nonaethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, nonapropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( (Meth) acrylate, 2,2-bis [4- (acryloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxydiethoxy) phenyl] propa , 3-phenoxy-2-propanoyl acrylate,
Examples thereof include bifunctional (meth) acrylates such as 1,6-bis (3-acryloxy-2-hydroxypropyl) -hexyl ether. These can also be used for adjusting the viscosity of the coating composition.

【0017】また、ペンタエリスリトールトリ(メタ)
アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)ア
クリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート等
の3官能(メタ)アクリレート、その他ペンタエリスリ
トールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリ
トールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリ
トールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリ
トールにε−カプロラクトンを付加したポリオールに
(メタ)アクリル酸を反応させたカプロラクトン変性ジ
ペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社
から、「DPCAシリーズ」として市販されてい
る。)、1,1,3,3,5,5−ヘキサ((メタ)ア
クリロイルアルキレンジオキシ)シクロトリホスファゼ
ン等の4官能以上の(メタ)アクリレートは皮膜硬度を
向上するのに有利である。
Further, pentaerythritol tri (meth)
Trifunctional (meth) acrylates such as acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and glycerol tri (meth) acrylate, other pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) ) Acrylate, caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with a polyol obtained by adding ε-caprolactone to dipentaerythritol (commercially available as “DPCA series” from Nippon Kayaku Co., Ltd.), A tetra- or higher functional (meth) acrylate such as 1,1,3,3,5,5-hexa ((meth) acryloylalkylenedioxy) cyclotriphosphazene is advantageous for improving the film hardness.

【0018】さらに、アクリルモノマーの分子内にウレ
タン結合を有するアクリル系ウレタンオリゴマーを用い
ると硬化後の皮膜表面の耐摩耗性は更に向上する。上記
分子末端にアクリロイル基又はメタクリロイル基を有す
るウレタンオリゴマーは、例えば、1分子内に2個以上
のイソシアネート基を有する化合物と、活性水素を有す
るアクリレート又はメタクリレートを作用させて得るこ
とが出来る。上記1分子中に2個以上のイソシアネート
を有する化合物としては、例えば、m−フェニレン ジ
イソシアネート、p−フェニレン ジイソシアネート、
トルエン−2,4−ジイソシアネート、トルエン−2,
6−ジイソシアネート、トルエン−2,5−ジイソシア
ネート、トルエン−3,5−ジイソシアネート、m−キ
シリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアンート、トリメチル
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、4,4’−ジイソシアネート−3,3’−ジメチル
ビフェニル、4,4’−ジイソシアネート−3,3’−
ジメチルビフェニルメタン等が挙げられる。上記活性水
素含有のアクリレート又はメタクリレートとしては、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メ
タ)アクリレート、1,6−ビス(3−アクリロキシ−
2−ヒドロキシプロピル)−ヘキシルエーテル、ペンタ
エリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス−
(2−ヒドロキシエチル)−イソシアヌル酸エステル
(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸等が挙げら
れる。
Furthermore, when an acrylic urethane oligomer having a urethane bond in the molecule of an acrylic monomer is used, the abrasion resistance of the coating surface after curing is further improved. The urethane oligomer having an acryloyl group or a methacryloyl group at the molecular end can be obtained, for example, by reacting a compound having two or more isocyanate groups in one molecule with an acrylate or methacrylate having active hydrogen. Examples of the compound having two or more isocyanates in one molecule include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate,
Toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,
6-diisocyanate, toluene-2,5-diisocyanate, toluene-3,5-diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4 ′ -Diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diisocyanate-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diisocyanate-3,3'-
Dimethylbiphenylmethane and the like can be mentioned. The above-mentioned active hydrogen-containing acrylate or methacrylate is 2
-Hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, 1,6-bis (3-acryloxy-
2-hydroxypropyl) -hexyl ether, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris-
(2-hydroxyethyl) -isocyanuric acid ester (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, etc. are mentioned.

【0019】上記樹脂には、必要に応じて、当該樹脂に
適した重合開始剤(架橋開始剤)を加えてもよい。例え
ば、不飽和ポリエステル、多官能アクリレート等のラジ
カル重合機構によって反応し得る樹脂に対して、メチル
エチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオ
キサイド等の有機過酸化物やアゾビスイソブチロニトリ
ルなどのアゾ化合物等を用いて熱硬化させることが出来
る。この際、硬化促進剤としてナフテン酸コバルト、オ
クテン酸コバルト、ナフテン酸マンガン等の金属石鹸
類、ジメチルアニリン等の芳香族第三級アミン類、ジメ
チルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモ
ニウム塩類などを用いてもよい。
If desired, a polymerization initiator (crosslinking initiator) suitable for the resin may be added to the resin. For example, unsaturated polyesters, polyfunctional acrylates, and other resins that can react by a radical polymerization mechanism can be reacted with organic peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, and lauroyl peroxide, and azobisisobutyrate. It can be thermally cured using an azo compound such as ronitrile. At this time, as a curing accelerator, cobalt naphthenate, cobalt octenoate, metal soaps such as manganese naphthenate, aromatic tertiary amines such as dimethylaniline, and quaternary ammonium salts such as dimethylbenzylammonium chloride are used. May be.

【0020】さらに、硬化がラジカル重合機構を経て起
こる樹脂であって、多官能アクリレート等の反応速度が
速いものに対しては、次に挙げるような光重合開始剤を
用いて紫外線・可視光線照射による硬化をさせることも
出来る。上記光重合開始剤として、ソジウムメチルジチ
オカーバメイトサルファイド、ジフェニルモノサルファ
イド、ジベンゾチアゾイルモノサルファイド及びジサル
ファイド等のサルファイド類;チオキサントン、2−エ
チルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,
4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導
体;ヒドラゾン、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ
化合物;ベンゼンジアゾニウム塩等のジアゾ化合物;ベ
ンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチ
ルエーテル、ベンゾフェノン、ジメチルアミノベンゾフ
ェノン、ミヒラーケトン、ベンジルアントラキノン、t
−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、
2−エチルアントラキノン、2−アミノアントラキノ
ン、2−クロロアントラキノン等の芳香族カルボニル化
合物;p−ジメチルアミノ安息香酸メチル、p−ジメチ
ルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸
ブチル、p−ジエチルアミノ安息香酸イソプロピル等の
ジアルキルアミノ安息香酸エステル;ベンゾイルパーオ
キサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド等の過
酸化物;9−フェニルアクリジン、9−p−メトキシフ
ェニルアクリジン、9−アセチルアミノアクリジン、ベ
ンズアクリジン等のアクリジン誘導体;9,10−ジメ
チルベンズフェナジン、9−メチルベンズフェナジン、
10−メトキシベンズフェナジン等のフェナジン誘導
体;6,4’,4”−トリメトキシ−2,3−ジフェニ
ルキノキサリン等のキノキサリン誘導体;2,4,5−
トリフェニルイミダゾイル二量体、2−ニトロフルオレ
ン、2,4,6−トリフェニルピリリウム四弗化ホウ素
塩、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,
3,5−トリアジン、3,3’−カルボニルビスクマリ
ン、チオミヒラーケトン等が挙げられる。
Further, for a resin which is cured through a radical polymerization mechanism and has a high reaction rate such as a polyfunctional acrylate, the following photopolymerization initiator is used to irradiate it with ultraviolet rays or visible rays. It can also be cured by. As the photopolymerization initiator, sodium methyldithiocarbamate sulfide, diphenyl monosulfide, sulfides such as dibenzothiazoyl monosulfide and disulfide; thioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,
Thioxanthone derivatives such as 4-diethylthioxanthone; azo compounds such as hydrazone and azobisisobutyronitrile; diazo compounds such as benzenediazonium salts; benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzophenone, dimethylaminobenzophenone, Michler's ketone, benzylanthraquinone , T
-Butyl anthraquinone, 2-methyl anthraquinone,
Aromatic carbonyl compounds such as 2-ethylanthraquinone, 2-aminoanthraquinone and 2-chloroanthraquinone; methyl p-dimethylaminobenzoate, ethyl p-dimethylaminobenzoate, butyl p-dimethylaminobenzoate, p-diethylaminobenzoic acid Dialkylaminobenzoic acid esters such as isopropyl; peroxides such as benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, cumene hydroperoxide; 9-phenylacridine, 9-p-methoxyphenylacridine, 9 Acridine derivatives such as acetylaminoacridine and benzacridine; 9,10-dimethylbenzphenazine, 9-methylbenzphenazine,
Phenazine derivatives such as 10-methoxybenzphenazine; quinoxaline derivatives such as 6,4 ′, 4 ″ -trimethoxy-2,3-diphenylquinoxaline; 2,4,5-
Triphenylimidazoyl dimer, 2-nitrofluorene, 2,4,6-triphenylpyrylium boron tetrafluoride salt, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,
Examples include 3,5-triazine, 3,3′-carbonylbiscoumarin, thiomichler ketone and the like.

【0021】上記重合開始剤の添加量は、重合の目的と
なる架橋性樹脂100重量部に対して、0.1〜10重
量部であることが好ましい。添加量が少なすぎると、反
応が遅く未硬化になる、架橋に長時間の加熱又は光照射
が必要となる等の結果を与えるためである。添加量が多
すぎると、硬化後の樹脂の耐候性等が低下し、黄変が起
こりやすくなるため好ましくない。なお、重合開始剤を
加える代わりに、電子線や放射線のような高エネルギー
線で架橋を行わせることも出来る。
The addition amount of the above-mentioned polymerization initiator is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the crosslinkable resin which is the object of the polymerization. This is because if the addition amount is too small, the reaction will be slow and uncured, and the crosslinking will require heating or light irradiation for a long time. If the amount added is too large, the weather resistance of the resin after curing will decrease, and yellowing tends to occur, such being undesirable. Instead of adding a polymerization initiator, it is possible to carry out crosslinking with a high energy ray such as electron beam or radiation.

【0022】また、酸素阻害による感度の低下を防止す
るために、アミン化合物を添加してもよい。上記アミン
化合物としては、脂肪族アミン、芳香族アミン等の不揮
発性のものであれば、特に限定されない。例えば、トリ
エタノールアミン、メチルジエタノールアミン等がよく
使用される。光重合開始剤として、上記例示の中から、
ジアルキルアミノ安息香酸エステル、ミヒラーケトン等
のアミノ基含有のものを用いても、上記目的を達成する
ことができる。
Further, an amine compound may be added in order to prevent a decrease in sensitivity due to oxygen inhibition. The amine compound is not particularly limited as long as it is a non-volatile compound such as an aliphatic amine or an aromatic amine. For example, triethanolamine and methyldiethanolamine are often used. As the photopolymerization initiator, from the above examples,
The above object can be achieved by using an amino group-containing one such as dialkylaminobenzoic acid ester and Michler's ketone.

【0023】<界面活性剤>近年、環境汚染の防止、製
造時又は作業時の安全性を考慮して、塗料や皮膜形成物
質の非溶剤化が求められている。これらの要求に対応す
るため、本発明においては、塗料を水中に分散した、い
わゆる水系エマルジョン塗料により皮膜形成を行うこと
が好ましい。
<Surfactant> In recent years, in view of prevention of environmental pollution and safety during production or work, it has been required to make paints and film-forming substances nonsolvent. In order to meet these requirements, in the present invention, it is preferable to form a film with a so-called water-based emulsion paint in which the paint is dispersed in water.

【0024】この際、水中に塗料を分散させることを容
易にし、エマルジョン化組成物を物品表面に塗付する際
の塗工性を向上させ、発泡を抑える等の目的で、界面活
性剤を添加する。上記界面活性剤は、ノニオン系界面活
性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、
両性界面活性剤等が使用できる。
At this time, a surfactant is added for the purpose of facilitating the dispersion of the coating material in water, improving the coating property when coating the emulsified composition on the article surface, and suppressing foaming. To do. The above-mentioned surfactants are nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants,
Amphoteric surfactants and the like can be used.

【0025】ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキ
シエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル等のエーテル型、グリセリン脂肪
酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸
エステル等のエステル型、ポリエチレングリコール脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル等のエステルエーテル型、脂肪酸アルカノールアミ
ド型のものが挙げられる。
Examples of the nonionic surfactants include ether types such as polyoxyethylene alkylphenyl ether and polyoxyethylene alkyl ether, ester types such as glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester and sucrose fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, Examples thereof include ester ether type such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester and fatty acid alkanolamide type.

【0026】アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸モ
ノカルボン酸塩、N−アシロイルグルタミン酸塩等のカ
ルボン酸型、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼン
スルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩−ホルムアルデ
ヒド縮合物、スルホこはく酸ジアルキルエステル等のス
ルホン酸型、硫酸アルキル塩等の硫酸エステル型、リン
酸アルキル塩等のリン酸エステル型にものが挙げられ
る。カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミン塩
等のアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニウム塩、
ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチル
ベンジルアンモニウム塩等の第4級アンモニウム塩型の
ものが挙げられる。
As the anionic surfactant, a carboxylic acid type such as fatty acid monocarboxylic acid salt and N-acylloylglutamate, an alkyl sulfonate, an alkylbenzene sulfonate, a naphthalene sulfonate-formaldehyde condensate, and a sulfosuccinate. Examples thereof include sulfonic acid type such as acid dialkyl ester, sulfuric acid ester type such as alkyl sulfate salt, and phosphoric acid ester type such as alkyl phosphate salt. As the cationic surfactant, an amine salt type such as an alkylamine salt, an alkyltrimethylammonium salt,
Examples thereof include quaternary ammonium salt type compounds such as dialkyldimethylammonium salt and alkyldimethylbenzylammonium salt.

【0027】両性界面活性剤としては、N,N−ジメチ
ル−N−アルキルアミノ酢酸ベタイン等のカルボキシベ
タイン型、2−アルキル−1−ヒドロキシエチル−1−
カルボキシメチルイミダゾリニウムベタイン等のグリシ
ン型のものが挙げられる。
As the amphoteric surfactant, carboxybetaine type such as betaine N, N-dimethyl-N-alkylaminoacetate, 2-alkyl-1-hydroxyethyl-1-
Examples thereof include glycine type ones such as carboxymethylimidazolinium betaine.

【0028】上記界面活性剤のうち、界面活性剤の分散
性および分散安定性の能力向上のために、アルキル基部
分の水素をフッ素に置換したものが特に好ましい。
Among the above surfactants, those in which hydrogen in the alkyl group portion is replaced with fluorine are particularly preferable in order to improve the dispersibility and dispersion stability of the surfactant.

【0029】<水>本発明で用いられる水は特に限定さ
れるものではないが、アニオン系界面活性剤を用いる場
合は、カルシウムなどのカチオン性の金属塩を含んだ、
いわゆる硬水は好ましくない。キレート剤を用いて望ま
しくないイオンを捕捉させてもよいが、これらを含まな
い、イオン交換水や蒸留水を用いるのが簡便である。
<Water> Water used in the present invention is not particularly limited, but when an anionic surfactant is used, it contains a cationic metal salt such as calcium.
So-called hard water is not preferred. Although a chelating agent may be used to trap undesired ions, it is convenient to use ion-exchanged water or distilled water that does not contain these.

【0030】<添加剤>本発明の撥水性皮膜組成物に
は、上記成分以外に、顔料、揺変剤、充填剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、表面改質剤、脱法剤等の各種添加剤
を加えてもよい。
<Additives> In the water-repellent coating composition of the present invention, in addition to the above-mentioned components, various kinds of pigments, thixotropic agents, fillers, ultraviolet absorbers, antioxidants, surface modifiers, degutting agents, etc. Additives may be added.

【0031】また、物品表面に撥水性皮膜を設ける作業
が容易になるように、溶剤、増粘剤を加えて組成物の粘
度を調整することも出来る。上記溶剤としては、沸点の
低いもの又は揮発性の強いものは施工中に蒸発して粘度
が変化し、高沸点のものは乾燥工程に時間を要するた
め、沸点60〜160℃程度の溶剤が望ましい。具体的
には、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコール
モノエチルエーテル(エチルセロソルブ)、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン、酢酸ブチル、酢酸エチル、メチルイソプロピ
ルケトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、
アニソール、メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、ブタノール等が挙げられる。上記増粘剤は溶媒に溶
解可能な高分子等が用いられ、例えば、アクリル樹脂、
アクリルシリコン樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹
脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が好適に用いら
れる。
Further, the viscosity of the composition can be adjusted by adding a solvent and a thickener so that the work of forming a water-repellent coating on the article surface becomes easy. As the above-mentioned solvent, a solvent having a low boiling point or a solvent having a strong volatility evaporates during the construction to change the viscosity, and a solvent having a high boiling point requires a time for the drying step, and thus a solvent having a boiling point of about 60 to 160 ° C is desirable. . Specifically, cyclohexanone, ethylene glycol monomethyl ether (methyl cellosolve), ethylene glycol monoethyl ether (ethyl cellosolve), diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, butyl acetate, ethyl acetate, methyl isopropyl ketone, methyl ethyl ketone, toluene, xylene,
Examples include anisole, methanol, ethanol, isopropanol, butanol and the like. As the thickener, a polymer or the like which can be dissolved in a solvent is used, for example, an acrylic resin
Acrylic silicon resin, polysiloxane resin, fluororesin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer and the like are preferably used.

【0032】<皮膜組成物の製造方法>上記の疎水性微
粒子、樹脂、水、界面活性剤、及びその他の添加剤を混
合、撹拌することにより、本発明の皮膜組成物を得るこ
とが出来る。この際、樹脂100重量部に対して疎水性
微粒子を0.1重量部〜200重量部加えることが好ま
しく、より好ましくは1重量部〜100重量部である。
疎水性微粒子の割合が多すぎると、透明性の悪化、形成
後の皮膜の脆化等の原因となり、少なすぎると、撥水性
を発現させることができなくなるためである。
<Method for producing coating composition> The coating composition of the present invention can be obtained by mixing and stirring the above-mentioned hydrophobic fine particles, resin, water, surfactant, and other additives. At this time, it is preferable to add 0.1 to 200 parts by weight of the hydrophobic fine particles to 100 parts by weight of the resin, and more preferably 1 to 100 parts by weight.
This is because if the proportion of the hydrophobic fine particles is too large, it may cause deterioration of transparency and embrittlement of the film after formation, and if it is too small, water repellency cannot be exhibited.

【0033】上記混合の方法は特に限定されないが、一
般的には、予め疎水性微粒子を溶媒に分散させ、その後
に架橋剤や増粘剤、各種添加剤を加えて行われる。ま
た、撹拌はメカニカルスターラー、ミキサー等の一般的
な撹拌装置が使用可能であり、必要であれば分散時や撹
拌時に加温してもよい。
The mixing method is not particularly limited, but generally, the hydrophobic fine particles are dispersed in a solvent in advance, and thereafter, a crosslinking agent, a thickener, and various additives are added. A general stirring device such as a mechanical stirrer or a mixer can be used for stirring, and if necessary, heating may be performed during dispersion or stirring.

【0034】上記皮膜組成物を、激しく撹拌してエマル
ジョン化を行う。上記エマルジョン化の際には、撥水性
組成物の全成分を混合した後に攪拌する方法のみなら
ず、予め攪拌を行った混合物に架橋剤だけ後に加えた
り、粒子のみ又は粒子と溶剤を後に加えて更に撹拌する
等の様々な方法を採ることができ、用いる装置や組成物
の粘度に応じて、任意に材料の投入順序を選ぶことがで
きる。
The above coating composition is emulsified by vigorous stirring. At the time of emulsification, not only a method of stirring after mixing all components of the water-repellent composition, but also adding only the crosslinking agent to the mixture after stirring beforehand, or adding particles alone or particles and a solvent later. Further, various methods such as stirring can be adopted, and the order of introducing the materials can be arbitrarily selected depending on the apparatus used and the viscosity of the composition.

【0035】上記界面活性剤の添加量は、臨界ミセル濃
度よりも上であることが要求され、界面活性剤の種類に
より決定される。また、界面活性剤が余剰に存在すると
塗料の撥水性が低下するため、上記添加量は、固形分量
の50重量%を超えないことが好ましい。
The amount of the above-mentioned surfactant added is required to be higher than the critical micelle concentration and is determined by the kind of the surfactant. Further, since the water repellency of the coating material is deteriorated when the surfactant is present in excess, it is preferable that the addition amount does not exceed 50% by weight of the solid content.

【0036】上記エマルジョン化の際には、皮膜組成物
中の固形分と水の混合比が、固形分の含有量が0.5〜
50重量%になるようにすることが好ましい。固形分の
含有量が少なすぎると、剪断効果が減じて効率が低下
し、多すぎると、粘度が高くなりすぎて剪断による乳化
分散が困難になるためである。なお、分散後であれば、
エマルジョンの安定性が損なわれない範囲で、水を加え
て希釈することができる。
In the emulsification, the mixing ratio of the solid content and water in the coating composition is such that the solid content is 0.5 to
It is preferably 50% by weight. This is because if the solid content is too small, the shearing effect is reduced and the efficiency is reduced, and if it is too large, the viscosity becomes too high and it becomes difficult to emulsify and disperse by shearing. After dispersion,
Water can be added to dilute the emulsion as long as the stability of the emulsion is not impaired.

【0037】上記エマルジョン化を行うための撹拌装置
としては、高速乳化機、加圧ニーダー、コロイドミル、
高速撹拌シャフト、ソニケーター等を用いることができ
る。上記撹拌に要する時間は、装置により異なるが、安
定なエマルジョン化ができる最短の時間を選択すること
が好ましい。
As a stirring device for carrying out the emulsification, a high speed emulsifying machine, a pressure kneader, a colloid mill,
A high speed stirring shaft, a sonicator, etc. can be used. The time required for the stirring varies depending on the device, but it is preferable to select the shortest time for stable emulsion formation.

【0038】<皮膜形成>得られた撥水性皮膜組成物
を、物品表面に塗布し、乾燥および/又は硬化させて皮
膜を形成する。上記塗布は、皮膜組成物の物性や物品に
応じた適当な方法を使用できる。刷毛塗り、スプレーコ
ート法、カーテンコート法、フローコート法、バーコー
ト法、ドクターブレード法、ロールコート法、ディップ
コート法、エアーナイフ法、スピンコート法等によるの
が一般的である。皮膜の膜厚については、必要に応じて
変えることができる。一般的には1μから1mmの間で
あるが、これに限定されるものではない。上記物品表面
に設けた皮膜は、そのまま乾燥させてもよいし、熱、
光、高エネルギー線等によって硬化させてもよい。
<Film Formation> The obtained water-repellent film composition is applied to the surface of an article and dried and / or cured to form a film. For the coating, an appropriate method can be used depending on the physical properties of the coating composition and the article. Generally, brush coating, spray coating method, curtain coating method, flow coating method, bar coating method, doctor blade method, roll coating method, dip coating method, air knife method, spin coating method and the like are used. The film thickness of the film can be changed as necessary. Generally, it is between 1 μ and 1 mm, but is not limited to this. The film provided on the surface of the article may be dried as it is, or by heat,
It may be cured by light, high energy rays or the like.

【0039】<皮膜の構造>配合した疎水性微粒子によ
って、より効果的に撥水性を発現させるためには、皮膜
の表面に多くの疎水性微粒子が存在することが好まし
い。皮膜全体に存在する疎水性微粒子の量を多くすれ
ば、それに応じて皮膜表面に存在する微粒子を多くする
ことが出来るが、皮膜が脆くなったり、不透明になった
りといった欠点を生じる。
<Structure of coating> In order to more effectively develop water repellency by the blended hydrophobic fine particles, it is preferable that many hydrophobic fine particles are present on the surface of the coating. If the amount of the hydrophobic fine particles present in the entire film is increased, the amount of the fine particles existing on the surface of the film can be increased accordingly, but there are disadvantages that the film becomes brittle or becomes opaque.

【0040】本発明の撥水性皮膜組成物においては、極
めて疎水性の高い微粒子が親水性成分中に存在している
ため、表面エネルギーの働きによって、物品上に設けら
れた皮膜中の疎水性微粒子が、空気層に近い皮膜の表面
に自発的に集まって、皮膜中に存在する疎水性微粒子の
密度が、物品側では少なく、皮膜表面に向けて傾斜的に
大きくなる構造となる。さらに、エマルジョン化したこ
とによって皮膜組成物の極性が高まり、より上記構造を
実現し易くなっている。
In the water-repellent coating composition of the present invention, since very fine particles having extremely high hydrophobicity are present in the hydrophilic component, the surface fine particles serve to provide hydrophobic fine particles in the coating formed on the article. However, the structure is such that the density of the hydrophobic fine particles existing in the film spontaneously gathers on the surface of the film close to the air layer, and the density is small on the article side, and the density gradually increases toward the film surface. Furthermore, the emulsification increases the polarity of the coating composition, making it easier to realize the above structure.

【0041】本発明の撥水性皮膜の断面構造の模式図を
図1に示す。円で示す疎水性微粒子の密度が、物品側で
は少なく、皮膜表面に向けて傾斜的に大きくなってい
る。このような構造では皮膜全体の疎水性微粒子の量を
極端に多くすることなく、物品表面に撥水性を付与でき
る。このため、上記の欠点を有しないのみならず、より
少量の疎水性微粒子によって効果的に目的を達成でき
る。また、皮膜と物品が接する面には疎水性微粒子が極
少量しか存在しないため、特に密着性向上の処理等を要
さず、通常の樹脂と同様に扱うことが出来る。
A schematic view of the cross-sectional structure of the water-repellent coating of the present invention is shown in FIG. The density of the hydrophobic fine particles shown by the circle is small on the article side, and increases gradually toward the film surface. With such a structure, water repellency can be imparted to the article surface without extremely increasing the amount of the hydrophobic fine particles in the entire film. For this reason, not only does it not have the above-mentioned drawbacks, but the objective can be effectively achieved with a smaller amount of hydrophobic fine particles. Further, since only a very small amount of hydrophobic fine particles are present on the surface where the coating film and the article come into contact with each other, it is possible to handle it in the same manner as a normal resin without requiring treatment for improving the adhesion.

【0042】上記効果を得るためには、疎水性微粒子の
皮膜含有量の50〜100重量%が、該皮膜の表面から
30%の厚み部分に含有されていることが好ましく、本
発明の撥水性皮膜を有する物品の製造方法によれば、こ
の条件を達成することが出来る。
In order to obtain the above effect, it is preferable that 50 to 100% by weight of the coating content of the hydrophobic fine particles is contained in the thickness portion of 30% from the surface of the coating. This condition can be achieved by the method for producing a coated article.

【0043】<架橋性基を有する疎水性微粒子>本発明
の方法による撥水性皮膜は、上記のように、疎水性微粒
子の大部分が皮膜表面付近に存在する理想的な構造とな
る。しかし、製造後に置かれる環境や樹脂との組み合わ
せによっては、表面に多量の微粒子が存在することが不
利にはたらき、皮膜表面の白化等の原因となることも考
えられる。
<Hydrophobic fine particles having a crosslinkable group> The water-repellent coating formed by the method of the present invention has an ideal structure in which most of the hydrophobic fine particles are present near the surface of the coating, as described above. However, the presence of a large amount of fine particles on the surface may be disadvantageous depending on the environment to be placed after the production and the combination with the resin, which may cause whitening of the film surface.

【0044】上記皮膜表面の白化等を防止し、疎水性微
粒子が表面に向けて傾斜的に存在する構造を安定に保持
するために、微粒子表面に架橋性基を導入し、当該架橋
性基と皮膜形成物中の樹脂を架橋させることが出来る。
微粒子表面の架橋性基と皮膜組成物中の樹脂の架橋は、
同時に、皮膜の表面硬度を向上させる効果を有する。こ
のため、上記架橋によって耐摩傷性、透明性に優れた表
面を得ることが出来る。
In order to prevent whitening of the surface of the film and to stably maintain the structure in which the hydrophobic fine particles are inclined toward the surface, a crosslinkable group is introduced into the fine particle surface, and The resin in the film-forming product can be crosslinked.
Crosslinking of the crosslinkable group on the surface of the fine particles and the resin in the coating composition,
At the same time, it has the effect of improving the surface hardness of the film. Therefore, a surface having excellent abrasion resistance and transparency can be obtained by the above crosslinking.

【0045】架橋性基と樹脂の組み合わせは、一般に架
橋反応を行うものとして知られているものから任意に選
択すればよい。先に好適な例として挙げたシリカ微粒子
は、表面に反応性に富むシラノール基を有するため、架
橋性基の導入において有利である。
The combination of the crosslinkable group and the resin may be arbitrarily selected from those generally known to carry out a crosslinking reaction. The silica fine particles mentioned as a suitable example above have silanol groups with high reactivity on the surface, and are therefore advantageous in introducing a crosslinkable group.

【0046】上記シリカ微粒子表面に架橋性基を導入す
るには、一分子中に、シラノール基と反応する部分と、
架橋性基の両方を有する化合物を、シラノール基と反応
させて用いればよい。シラノール基と反応する化合物と
しては、シランカップリング剤、イソシアネート化合物
等が挙げられる。架橋性基としては、ビニル基、アクリ
ロイル基、メタクリロイル基等の分子鎖の末端が二重結
合となるものが利用できる。具体的には、上記シラノー
ル基と反応させる化合物として、γ−メタクリロイルオ
キシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン等のシランカップリング剤;メタクリロイル
イソシアネート、メタクリロイルオキシエチルイソシア
ネート等のイソシアネート化合物等が挙げられる。
In order to introduce a crosslinkable group onto the surface of the above-mentioned silica fine particles, a portion which reacts with a silanol group in one molecule,
A compound having both crosslinkable groups may be used by reacting with a silanol group. Examples of compounds that react with silanol groups include silane coupling agents and isocyanate compounds. As the crosslinkable group, those having a double bond at the terminal of the molecular chain such as vinyl group, acryloyl group and methacryloyl group can be used. Specifically, a silane coupling agent such as γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltriethoxysilane as a compound that reacts with the silanol group; methacryloyl isocyanate, methacryloyloxyethyl. Examples thereof include isocyanate compounds such as isocyanate.

【0047】利用できる架橋性基は樹脂との組み合わせ
によって異なり、例えば、エポキシ樹脂に対しては、上
記例示のものに加えてエポキシ基を利用することが出来
る。上記エポキシ基を有し、かつ、シラノール基と反応
する化合物としては、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン等が挙げられる。
The crosslinkable groups that can be used differ depending on the combination with the resin. For example, for epoxy resins, epoxy groups can be used in addition to those exemplified above. Examples of the compound having an epoxy group and reacting with a silanol group include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane.

【0048】架橋性基の導入量は、微粒子表面の性質と
して疎水性が支配する範囲内で調整されるべきである。
表面パーフルオロアルキル化シリカ微粒子の場合は、表
面に導入されたパーフルオロアルキル基に対する架橋性
基のモル比が、0.01〜1となる範囲が好ましい。
The amount of the crosslinkable group to be introduced should be adjusted within the range where hydrophobicity is a dominant property of the surface of the fine particles.
In the case of surface perfluoroalkylated silica fine particles, the molar ratio of the crosslinkable group to the perfluoroalkyl group introduced on the surface is preferably in the range of 0.01 to 1.

【0049】疎水性微粒子に架橋性基を導入した場合
は、皮膜形成物中の樹脂として、皮膜を形成する際に、
化学反応を伴うもの(いわゆる重合性のもの)を用いる
必要がある。通常の熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂はこれ
に該当する。なお、樹脂単独で化学反応を行うものに限
られず、重合開始剤等の添加剤によって化学反応を行わ
せる形態であってもよい。乾燥および/又は硬化して皮
膜を形成する工程とは別に、疎水性微粒子表面の架橋性
基を反応させる工程を行ってもよいが、本発明の目的を
達成するのであれば、皮膜形成と同時に上記架橋を行わ
せるのが簡便であろう。
When a crosslinkable group is introduced into the hydrophobic fine particles, it can be used as a resin in the film-forming material to form a film.
It is necessary to use one that involves a chemical reaction (so-called polymerizable one). The usual thermosetting resin and photocurable resin correspond to this. The chemical reaction is not limited to the resin alone, and the chemical reaction may be performed by an additive such as a polymerization initiator. A step of reacting the crosslinkable group on the surface of the hydrophobic fine particles may be performed separately from the step of forming a film by drying and / or curing, but if the object of the present invention is achieved, the step of simultaneously forming the film may be performed. It would be convenient to carry out the above crosslinking.

【0050】上記架橋を行わせるのに適した樹脂の具体
例は、先に「架橋性の樹脂」として例示したものと同様
である。疎水性微粒子表面との架橋および樹脂自体の架
橋を同時に達成することによって、高硬度かつ耐久性に
優れた皮膜を得ることが出来る。
Specific examples of the resin suitable for carrying out the above-mentioned crosslinking are the same as those exemplified above as the "crosslinkable resin". By simultaneously achieving the cross-linking with the surface of the hydrophobic fine particles and the cross-linking of the resin itself, it is possible to obtain a film having high hardness and excellent durability.

【0051】他に、使用する樹脂によって重合開始剤等
を添加すること、複数の樹脂を混合して用いることが可
能なことも同様である。複数の樹脂を混合して用いる場
合は、その中の少なくとも1種が、上記化学反応を伴う
ものに該当すればよい。
Besides, it is the same that a polymerization initiator or the like can be added depending on the resin used, and a plurality of resins can be mixed and used. When a plurality of resins are mixed and used, at least one of them may be one that involves the above chemical reaction.

【0052】[0052]

【実施例】【Example】

実施例1 <シリカ微粒子の合成>テトラエトキシシラン(ナカラ
イテスク社製)40gをメタノール(ナカライテスク社
製)200mlに混合した溶液を、メタノール475m
lと28%アンモニア水溶液(ナカライテスク社製)6
0mlの混合溶液中に、メカニカルスターラー(新東科
学社製)で撹拌しながら滴下することによって、シリカ
微粒子が懸濁した溶液を得た。この溶液中のアンモニ
ア、メタノール成分を蒸留置換により、エタノール(ナ
カライテスク社製)に置き換えた。
Example 1 <Synthesis of Silica Fine Particles> A solution prepared by mixing 40 g of tetraethoxysilane (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) with 200 ml of methanol (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) was mixed with 475 m of methanol.
1 and 28% ammonia solution (manufactured by Nacalai Tesque) 6
A solution in which fine silica particles were suspended was obtained by adding dropwise to 0 ml of the mixed solution while stirring with a mechanical stirrer (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.). The ammonia and methanol components in this solution were replaced by ethanol (Nacalai Tesque, Inc.) by distillation.

【0053】<シリカ微粒子のパーフルオロアルキル化
>上記で得たシリカ微粒子100重量部に対し、2−パ
ーフルオロオクチルエチルトリクロロシラン(東芝シリ
コーン社製)を0.1重量部加え、12時間加熱環流す
ることにより、表面に2−パーフルオロオクチルエチル
基が導入されたシリカ微粒子の懸濁液を得た。これを蒸
発乾固させ、表面がパーフルオロアルキル化されたシリ
カ微粒子を得た。
<Perfluoroalkylation of Silica Fine Particles> To 100 parts by weight of the silica fine particles obtained above, 0.1 part by weight of 2-perfluorooctylethyltrichlorosilane (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was added and heated under reflux for 12 hours. By doing so, a suspension of silica fine particles having a 2-perfluorooctylethyl group introduced on the surface was obtained. This was evaporated to dryness to obtain silica fine particles whose surface was perfluoroalkylated.

【0054】<シリカ微粒子の粒径測定>上記方法によ
って得たシリカ微粒子を、予め両面テープを張り付けて
おいたガラス基板上に散布し、走査型電子顕微鏡で写真
撮影を行った。この写真上に写っている粒子の粒径を直
接測定し、平均粒径を求めたところ、平均粒径100n
mであった。
<Measurement of Particle Size of Silica Fine Particles> The silica fine particles obtained by the above method were dispersed on a glass substrate to which a double-sided tape was attached in advance and photographed with a scanning electron microscope. The particle size of the particles shown in this photograph was directly measured and the average particle size was determined.
m.

【0055】<撥水性皮膜組成物の調製>アクリルモノ
マーとしてカプロラクトン変性ジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレート(日本化薬社製、カヤラッドDPC
A−30)100重量部、光硬化剤として2,4−ジエ
チルチオキサントン(日本化薬社製、カヤキュアーDE
TX)5重量部、光硬化促進剤として4−ジメチルアミ
ノ安息香酸エチル(日本化薬社製、カヤキュアーEP
A)5重量部、界面活性剤としてパーフルオロウンデカ
ン酸ナトリウム(ダイキンファインケミカル研究所社
製、品番C−2000)10重量部、水500重量部を
混合し、ソニケーター(日本精機製作所社製、US60
0T、チップ20mmφ)で60秒処理し、エマルジョ
ン化を行った。一方、上記パーフルオロアルキル化シリ
カ微粒子20重量部、トルエン500重量部、界面活性
剤(パーフルオロウンデカン酸ナトリウム)10重量部
を混合し、ソニケーター(日本精機製作所社製、US6
00T、チップ20mmφ)で60秒処理し、エマルジ
ョン化を行った。上記二つのエマルジョン溶液をあわせ
て撹拌し、撥水性皮膜組成物を得た。
<Preparation of Water-Repellent Film Composition> Caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate as an acrylic monomer (Kayarad DPC manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
A-30) 100 parts by weight, 2,4-diethylthioxanthone as a photo-curing agent (manufactured by Nippon Kayaku Co., Kayakyu DE
TX) 5 parts by weight, ethyl 4-dimethylaminobenzoate as a photo-curing accelerator (manufactured by Nippon Kayaku Co., Kayakyu EP
A) 5 parts by weight, 10 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate (manufactured by Daikin Fine Chemical Laboratories, Inc., product number C-2000) as a surfactant, and 500 parts by weight of water were mixed, and a sonicator (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, US60) was mixed.
It was emulsified by treating it with 0T and a tip of 20 mmφ for 60 seconds. On the other hand, 20 parts by weight of the fine particles of perfluoroalkylated silica, 500 parts by weight of toluene, and 10 parts by weight of a surfactant (sodium perfluoroundecanoate) were mixed, and a sonicator (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Ltd., US6) was mixed.
00T, chip 20 mmφ) for 60 seconds for emulsification. The above two emulsion solutions were combined and stirred to obtain a water repellent coating composition.

【0056】<皮膜形成>上記撥水性皮膜組成物を、刷
毛を用いて厚さ3mmのポリメチルメタクリレート樹脂
板上に塗布し、メタルハライドランプで光照射(1,0
00mJ/cm2)して、撥水性皮膜を有する樹脂板を
作製した。上記皮膜の膜厚を走査型電子顕微鏡により確
認したところ、3μmであった。
<Formation of film> The above water-repellent film composition was applied onto a polymethylmethacrylate resin plate having a thickness of 3 mm by using a brush and light irradiation (1,0) with a metal halide lamp.
To 100 mJ / cm 2 ) to prepare a resin plate having a water-repellent coating. When the film thickness of the above film was confirmed by a scanning electron microscope, it was 3 μm.

【0057】実施例2 シリカ微粒子のパーフルオロアルキル化の際に、アンモ
ニア水を30ml、2−パーフルオロオクチルエチルト
リクロロシランをシリカ微粒子に対し0.4wt%加え
たこと以外は、実施例1と同様に微粒子を合成した。得
られた微粒子の平均粒径は50nmであった。実施例1
と同様に皮膜形成を行って、撥水性皮膜を有する樹脂板
を作製した。
Example 2 The same as Example 1 except that 30 ml of aqueous ammonia and 0.4 wt% of 2-perfluorooctylethyltrichlorosilane were added to the silica particles during the perfluoroalkylation of the silica particles. Fine particles were synthesized. The average particle size of the obtained fine particles was 50 nm. Example 1
A film was formed in the same manner as in 1. to produce a resin plate having a water-repellent film.

【0058】実施例3 シリカ微粒子のパーフルオロアルキル化の際に、アンモ
ニア水を15ml、2−パーフルオロオクチルエチルト
リクロロシランをシリカ微粒子に対し2.2wt%加え
たこと以外は、実施例1と同様に微粒子を合成した。得
られた微粒子の平均粒径は30nmであった。実施例1
と同様に皮膜形成を行って、撥水性皮膜を有する樹脂板
を作製した。
Example 3 Similar to Example 1, except that 15 ml of ammonia water and 2.2 wt% of 2-perfluorooctylethyltrichlorosilane were added to the silica fine particles during the perfluoroalkylation of the silica fine particles. Fine particles were synthesized. The average particle size of the obtained fine particles was 30 nm. Example 1
A film was formed in the same manner as in 1. to produce a resin plate having a water-repellent film.

【0059】実施例4 カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアク
リレート100重量部、2,4−ジエチルチオキサント
ン5重量部、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル5重量
部、パーフルオロウンデカン酸ナトリウム2重量部、水
2000重量部を混合し、ソニケーターで60秒処理
し、エマルジョン化を行った。実施例1にて作成したパ
ーフルオロアルキル化シリカ微粒子(粒径100nm)
10重量部、トルエン500重量部、パーフルオロウン
デカン酸ナトリウム2重量部を混合し、ソニケーターで
60秒処理し、エマルジョン化を行った。上記二つのエ
マルジョン溶液をあわせて撹拌し、得られた撥水性皮膜
組成物を実施例1と同様に皮膜形成を行って、撥水性皮
膜を有する樹脂板を作製した。
Example 4 100 parts by weight of caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate, 5 parts by weight of 2,4-diethylthioxanthone, 5 parts by weight of ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 2 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate, 2000 parts by weight of water. The parts were mixed and treated with a sonicator for 60 seconds to emulsify. Fine particles of perfluoroalkylated silica prepared in Example 1 (particle size 100 nm)
10 parts by weight, 500 parts by weight of toluene, and 2 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate were mixed and treated with a sonicator for 60 seconds to emulsify. The above two emulsion solutions were combined and stirred, and the obtained water-repellent film composition was subjected to film formation in the same manner as in Example 1 to prepare a resin plate having a water-repellent film.

【0060】実施例5 カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアク
リレート100重量部、2,4−ジエチルチオキサント
ン5重量部、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル5重量
部、パーフルオロウンデカン酸ナトリウム10重量部、
水6400重量部を混合し、ソニケーターで60秒処理
し、エマルジョン化を行った。実施例2にて作成したパ
ーフルオロアルキル化シリカ微粒子(粒径50nm)2
0重量部、トルエン500重量部、パーフルオロウンデ
カン酸ナトリウム20重量部を混合し、ソニケーターで
60秒処理し、エマルジョン化を行った。上記二つのエ
マルジョン溶液をあわせて撹拌し、得られた撥水性皮膜
組成物を実施例1と同様に皮膜形成を行って、撥水性皮
膜を有する樹脂板を作製した。
Example 5 100 parts by weight of caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate, 5 parts by weight of 2,4-diethylthioxanthone, 5 parts by weight of ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 10 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate,
6400 parts by weight of water was mixed and treated with a sonicator for 60 seconds to emulsify. Perfluoroalkylated silica fine particles (particle size 50 nm) 2 prepared in Example 2
0 parts by weight, 500 parts by weight of toluene and 20 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate were mixed and treated with a sonicator for 60 seconds to emulsify. The above two emulsion solutions were combined and stirred, and the obtained water-repellent film composition was subjected to film formation in the same manner as in Example 1 to prepare a resin plate having a water-repellent film.

【0061】実施例6 <シリカ微粒子のパーフルオロアルキル化>実施例1の
<シリカ微粒子の合成>と同様の方法によって得たシリ
カ微粒子100重量部に対し、2−パーフルオロオクチ
ルエチルトリメトキシシラン(東芝シリコーン社製)を
160重量部加え、4時間加熱環流することにより、表
面に2−パーフルオロオクチルエチル基が導入されたシ
リカ微粒子の懸濁液を得た。これを蒸発乾固させ、表面
パーフルオロアルキル化されたシリカ微粒子を得た。
Example 6 <Perfluoroalkylation of silica fine particles> 100 parts by weight of silica fine particles obtained by the same method as in <Synthesis of silica fine particles> of Example 1 was used to prepare 2-perfluorooctylethyltrimethoxysilane ( 160 parts by weight of Toshiba Silicone Co., Ltd.) was added, and the mixture was heated under reflux for 4 hours to obtain a suspension of silica fine particles having a 2-perfluorooctylethyl group introduced on the surface. This was evaporated to dryness to obtain surface perfluoroalkylated silica fine particles.

【0062】<シリカ微粒子の粒径測定>上記シリカ微
粒子を、実施例1と同様の方法によって平均粒径を求め
たところ、平均粒径60nmであった。
<Measurement of Particle Diameter of Silica Fine Particles> The average particle diameter of the silica fine particles was determined by the same method as in Example 1 and found to be 60 nm.

【0063】<撥水性皮膜組成物の調製>アクリルモノ
マーとしてカプロラクトン変性ジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレート(日本化薬社製、カヤラッドDPC
A−30)100重量部、界面活性剤としてパーフルオ
ロウンデカン酸ナトリウム(ダイキンファインケミカル
研究所社製、品番C−2000)10重量部、水800
0重量部を混合し、ソニケーター(日本精機製作所社
製、US600T、チップ13mmφ)で60秒処理
し、エマルジョン化を行った。一方、上記シリカ微粒子
20重量部、トルエン500重量部、界面活性剤(パー
フルオロウンデカン酸ナトリウム)10重量部を混合
し、ソニケーター(日本精機製作所社製、US600
T、チップ13mmφ)で60秒処理し、エマルジョン
化を行った。上記二つのエマルジョン溶液をあわせて超
音波撹拌し、撥水性皮膜組成物を得た。
<Preparation of Water Repellent Film Composition> Caprolactone-modified dipentaerythritol hexaacrylate as an acrylic monomer (Kayarad DPC manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
A-30) 100 parts by weight, as a surfactant 10 parts by weight of sodium perfluoroundecanoate (manufactured by Daikin Fine Chemicals Ltd., product number C-2000), water 800
0 parts by weight were mixed and treated with a sonicator (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, US600T, chip 13 mmφ) for 60 seconds to emulsify. On the other hand, 20 parts by weight of the above silica fine particles, 500 parts by weight of toluene, and 10 parts by weight of a surfactant (sodium perfluoroundecanoate) were mixed to obtain a sonicator (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, US600).
T, tip 13 mmφ) for 60 seconds for emulsification. The above two emulsion solutions were combined and ultrasonically stirred to obtain a water repellent coating composition.

【0064】<皮膜形成>上記撥水性皮膜組成物を、刷
毛を用いて厚さ3mmのポリメチルメタクリレート樹脂
板上に塗布し、高圧水銀ランプで光照射(5,000m
J/cm2 )して、撥水性皮膜を有する樹脂板を作製し
た。上記皮膜の膜厚を走査型電子顕微鏡により確認した
ところ、3μmであった。
<Formation of film> The above water-repellent film composition was applied onto a polymethylmethacrylate resin plate having a thickness of 3 mm with a brush and irradiated with light from a high pressure mercury lamp (5,000 m).
J / cm 2 ) to prepare a resin plate having a water-repellent coating. When the film thickness of the above film was confirmed by a scanning electron microscope, it was 3 μm.

【0065】実施例7 <パーフルオロアルキル化シリカ微粒子の架橋性基導入
>実施例6の<シリカ微粒子のパーフルオロアルキル化
>によって得た表面フルオロアルキル化シリカ微粒子1
00重量部に対し、γ−メタクリロイルオキシプロピル
トリメトキシシラン(東レダウコーニングシリコーン社
製)を30重量部加え、さらに4時間加熱環流すること
により、表面にフルオロアルキル基およびγ−メタクリ
ロイルオキシプロピル基が導入されたシリカ微粒子の懸
濁液を得た。 これを蒸発乾固させ、表面パーフルオロ
アルキル化され、かつ、架橋性基の導入されたシリカ微
粒子を得た。
Example 7 <Introduction of crosslinkable group into perfluoroalkylated silica fine particles> Surface fluoroalkylated silica fine particles 1 obtained by <Perfluoroalkylation of silica fine particles> in Example 6
To 00 parts by weight, 30 parts by weight of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) was added, and the mixture was heated and refluxed for 4 hours to give fluoroalkyl groups and γ-methacryloyloxypropyl groups on the surface. A suspension of the introduced silica fine particles was obtained. This was evaporated to dryness, and silica fine particles surface-perfluoroalkylated and having a crosslinkable group introduced were obtained.

【0066】<シリカ微粒子の表面状態の測定>上記表
面パーフルオロアルキル化され、かつ、架橋性基の導入
されたシリカ微粒子と、これらの処理を行っていないシ
リカ微粒子のFT−IRを測定して比較した。図2に測
定結果を示す。上が上記処理を行っていないシリカ微粒
子の測定結果であるが、これと比較して、表面パーフル
オロアルキル化処理によるC−F結合に由来する115
0cm-1付近のピーク、架橋性基の導入処理によるC=
C結合に由来する1650cm-1付近のピークが認めら
れる。
<Measurement of Surface State of Silica Fine Particles> FT-IR of the above-mentioned silica fine particles perfluoroalkylated and having a crosslinkable group introduced therein and silica fine particles not subjected to these treatments were measured. Compared. FIG. 2 shows the measurement results. The above is the measurement result of the silica fine particles that have not been subjected to the above treatment, but compared with this, 115 derived from the C—F bond by the surface perfluoroalkylation treatment.
Peak near 0 cm −1, C = due to treatment for introducing crosslinkable group
A peak around 1650 cm −1 derived from C bond is observed.

【0067】<シリカ微粒子の粒径測定>上記シリカ微
粒子を、上記方法と同様に平均粒径を求めたところ、平
均粒径60nmであった。
<Measurement of Particle Size of Silica Fine Particles> The average particle size of the silica fine particles was determined in the same manner as in the above method, and was found to be 60 nm.

【0068】<撥水性皮膜組成物の調製、皮膜形成>上
記表面パーフルオロアルキル化され、かつ、架橋性基の
導入されたシリカ微粒子を用いて実施例6と同様に皮膜
形成を行って、撥水性皮膜を有する樹脂板を作製した。
<Preparation of Water-Repellent Film Composition and Film Formation> A film was formed in the same manner as in Example 6 by using the above-mentioned fine particles of perfluoroalkylated silica and having a crosslinkable group introduced, to form a film. A resin plate having an aqueous film was prepared.

【0069】実施例8、9 実施例7における<撥水性皮膜組成物の調製>におい
て、水の添加量を実施例7は17000重量部、実施例
8は98000重量部としたこと以外は実施例7と同様
に皮膜形成を行って、撥水性皮膜を有する樹脂板を作製
した。
Examples 8 and 9 In the preparation of the water-repellent coating composition in Example 7, the amount of water added was 17,000 parts by weight in Example 7 and 98,000 parts by weight in Example 8. A film was formed in the same manner as in No. 7, to prepare a resin plate having a water-repellent film.

【0070】実施例10 実施例7における<撥水性皮膜組成物の調製>におい
て、アクリルモノマーとしてDPCA−30の代わりに
DPR−047(日本化薬社製)を用いたこと以外は、
実施例7と同様に皮膜形成を行って、撥水性皮膜を有す
る樹脂板を作製した。
Example 10 Except that DPR-047 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was used in place of DPCA-30 as the acrylic monomer in <Preparation of water-repellent coating composition> in Example 7.
A film was formed in the same manner as in Example 7 to produce a resin plate having a water repellent film.

【0071】実施例11 実施例7における<撥水性皮膜組成物の調製>におい
て、アクリルモノマーとしてDPCA−30の代わりに
DPR−047を用い、水の添加量を98000重量部
としたこと以外は実施例7と同様に皮膜形成を行って、
撥水性皮膜を有する樹脂板を作製した。
Example 11 The procedure of <Preparation of water-repellent coating composition> in Example 7 was repeated except that DPR-047 was used in place of DPCA-30 as the acrylic monomer, and the amount of water added was 98,000 parts by weight. Perform film formation as in Example 7,
A resin plate having a water repellent film was produced.

【0072】比較例1 実施例1の<シリカ微粒子の合成>の方法によって得た
シリカ微粒子を表面パーフルオロアルキル化処理、架橋
性基の導入処理を行わずに、シリカ微粒子懸濁溶液をそ
のまま蒸発乾固させたものを用いて撥水性皮膜組成物の
調製を行ったこと以外は、実施例7と同様にして、撥水
性皮膜を有する樹脂板を作製した。
Comparative Example 1 Silica fine particles obtained by the method of <Synthesis of silica fine particles> of Example 1 were subjected to surface perfluoroalkylation treatment and cross-linkable group introduction treatment, and the silica fine particle suspension solution was evaporated as it was. A resin plate having a water-repellent coating was prepared in the same manner as in Example 7, except that the water-repellent coating composition was prepared using the dried product.

【0073】比較例2 実施例1の<シリカ微粒子の合成>の方法によって得た
シリカ微粒子を表面パーフルオロアルキル化処理を行わ
ずに、シリカ微粒子懸濁溶液をそのまま蒸発乾固させた
ものを用いて撥水性皮膜組成物の調製を行ったこと以外
は、実施例1と同様にして、撥水性皮膜を有する樹脂板
を作製した。
Comparative Example 2 The silica fine particles obtained by the method of <Synthesis of silica fine particles> of Example 1 were subjected to surface perfluoroalkylation treatment, and the silica fine particle suspension solution was evaporated to dryness as it was. A resin plate having a water-repellent coating was produced in the same manner as in Example 1 except that the water-repellent coating composition was prepared.

【0074】比較例3 実施例1で用いたパーフルオロアルキル化シリカ微粒子
の代わりに、フッ化黒鉛(セントラル硝子社製、セフボ
ンCMA、平均粒径1〜2μ)を用いたこと以外は実施
例1と同様にして、撥水性皮膜を有する樹脂板を作製し
た。
Comparative Example 3 Example 1 was repeated except that fluorinated graphite (Cefbon CMA, manufactured by Central Glass Co., average particle size 1 to 2 μ) was used in place of the perfluoroalkylated silica fine particles used in Example 1. A resin plate having a water-repellent film was prepared in the same manner as in.

【0075】比較例4 実施例1で用いたパーフルオロアルキル化シリカ微粒子
の代わりに、アルキル化シリカ微粒子(日本アエロジル
社製、AEROSIL R972D、粒径14nm)を
用いたこと以外は実施例1と同様にして、撥水性皮膜を
有する樹脂板を作製した。
Comparative Example 4 The same as Example 1 except that the perfluoroalkylated silica fine particles used in Example 1 were replaced with alkylated silica fine particles (AEROSIL R972D manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., particle size 14 nm). Then, a resin plate having a water-repellent film was produced.

【0076】実施例及び比較例で製造した撥水性皮膜に
ついて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
The water-repellent coatings produced in the examples and comparative examples were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

【0077】<撥水性評価>撥水性皮膜表面に蒸留水を
滴下し、接触角計(協和界面科学社製、CA−X)を用
いて接触角を測定した。
<Evaluation of water repellency> Distilled water was dropped on the surface of the water repellent film, and the contact angle was measured using a contact angle meter (CA-X manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

【0078】<透明性評価>活字印刷物(文字大きさ9
ポイント)上に被覆面を上にしてアクリル版を置き、活
字の視認性を目視にて判別した。文字を視認できたもの
を○、視認できないものを×とした。
<Evaluation of Transparency> Printed matter (character size 9
The acrylic plate was placed on top of (point) with the coated surface facing up, and the visibility of the printed characters was visually determined. Those that could see the letters were marked with ◯, and those that could not be seen were marked with x.

【0079】<耐引っかき性評価>実施例6〜11の撥
水性皮膜表面の耐引っかき性を、スクラッチ試験機(レ
スカ社製、CSR−02、使用針:212gf/mm、
曲率半径:15μm)を用いて接触角を測定した。架橋
性基の導入されていない実施例6の表面には白色粉末の
発生が認められたが、架橋性基の導入されているシリカ
微粒子を用いた実施例7〜11の表面には認められなか
った。
<Evaluation of Scratch Resistance> The scratch resistance of the surface of the water-repellent coatings of Examples 6 to 11 was measured by a scratch tester (manufactured by Lesca, CSR-02, needle used: 212 gf / mm,
The contact angle was measured using a radius of curvature: 15 μm). Generation of white powder was observed on the surface of Example 6 in which the crosslinkable group was not introduced, but it was not observed on the surface of Examples 7 to 11 using silica fine particles into which the crosslinkable group was introduced. It was

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】<皮膜構造の測定>二次イオン質量分析装
置(SIMS:ATOMIKA社製、A−DIDA30
00)を用いて、実施例2の撥水性皮膜の全厚において
デプスプロファイル(深さ方向の元素存在比)の測定を
行った。結果を図3に示す。
<Measurement of coating structure> Secondary ion mass spectrometer (SIMS: A-DIDA30 manufactured by Atomika)
00) was used to measure the depth profile (element abundance ratio in the depth direction) in the entire thickness of the water-repellent coating of Example 2. The results are shown in FIG.

【0082】図3における元素分布の積分から算出した
ところ、皮膜全厚3μに対し、表面の900nmまで
(表面から30%の厚み)に、疎水性微粒子由来のフッ
素及びケイ素の元素含有率が全含有量の約90%を示し
ており、撥水性皮膜表面に疎水性微粒子が傾斜的に多量
存在していることが確認された。
When calculated from the integral of the element distribution in FIG. 3, the elemental content of fluorine and silicon derived from the hydrophobic fine particles was reduced to 900 nm on the surface (thickness of 30% from the surface) with respect to the total film thickness of 3 μm. About 90% of the content was shown, and it was confirmed that a large amount of hydrophobic fine particles were present on the surface of the water-repellent film in an inclined manner.

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明の撥水性皮膜は、優れた撥水性及
び透明性を同時に実現することができる。また、親水性
成分中に高い疎水性能を有する微粒子が存在する組成物
をエマルジョン化させて用いることにより、表面エネル
ギーの働きによって、形成した皮膜の表面に高濃度で疎
水性微粒子が存在させることが出来る。このため、皮膜
全体の疎水性微粒子の量を極端に多くすることなく、物
品表面に撥水性を付与できる。よって、皮膜の脆化等の
欠点を有しないのみならず、より少量の疎水性微粒子に
よって効果的に目的を達成できる。また、皮膜と物品が
接する面には疎水性微粒子が極少量しか存在しないた
め、特に密着性向上の処理等を必要としない。さらに、
表面に架橋性基を導入したシリカ微粒子を用いることに
より、皮膜の表面硬度を向上させ、耐擦傷性および透明
性に優れた表面を実現する。同時に、上記高濃度で疎水
性微粒子が存在している状態を安定に保ち、表面の白化
等を防止することが出来る。
The water-repellent film of the present invention can simultaneously realize excellent water repellency and transparency. In addition, by using a composition in which fine particles having high hydrophobicity are present in the hydrophilic component as an emulsion, the action of surface energy allows hydrophobic fine particles to be present at a high concentration on the surface of the formed film. I can. Therefore, water repellency can be imparted to the surface of the article without extremely increasing the amount of the hydrophobic fine particles in the entire film. Therefore, not only does it not have a defect such as embrittlement of the film, but also a smaller amount of the hydrophobic fine particles can effectively achieve the purpose. Further, since only a very small amount of hydrophobic fine particles are present on the surface where the coating film and the article come into contact with each other, there is no need to perform a treatment for improving the adhesion. further,
By using silica fine particles having a crosslinkable group introduced on the surface, the surface hardness of the film is improved and a surface having excellent scratch resistance and transparency is realized. At the same time, it is possible to stably maintain the state in which the hydrophobic fine particles are present at the above-mentioned high concentration and prevent whitening of the surface.

【0084】[0084]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の撥水性皮膜の断面構造の模式図FIG. 1 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a water-repellent coating of the present invention.

【図2】 本発明の実施例6におけるFT−IRの測定
FIG. 2 is a measurement diagram of FT-IR in Example 6 of the present invention.

【図3】 本発明の実施例2における皮膜の構造測定図FIG. 3 is a structural measurement diagram of a film in Example 2 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 201/00 PDC C09D 201/00 PDC (72)発明者 村島 正敏 大阪府三島郡島本町百山2−1 積水化学 工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C09D 201/00 PDC C09D 201/00 PDC (72) Inventor Masatoshi Murashima Hyakusan, Shimamoto-cho, Mishima-gun, Osaka Prefecture 2-1 Sekisui Chemical Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 疎水性微粒子および樹脂をエマルジョン
化したものを物品に塗布し、乾燥および/又は硬化させ
て得られた撥水性皮膜を有する物品。
1. An article having a water-repellent film obtained by applying an emulsion of hydrophobic fine particles and a resin to an article, and drying and / or curing the article.
【請求項2】 疎水性微粒子および樹脂からなる皮膜が
積層された物品であって、該皮膜の表面から30%の厚
み部分に、該疎水性微粒子の皮膜含有量の50〜100
重量%が含有されていることを特徴とする撥水性皮膜を
有する物品。
2. An article in which a coating film composed of hydrophobic fine particles and a resin is laminated, and 50 to 100% of the coating content of the hydrophobic fine particles is provided in a portion 30% in thickness from the surface of the coating film.
An article having a water-repellent coating, characterized in that the content of the water-repellent coating is in the range of% by weight.
【請求項3】 疎水性微粒子が表面パーフルオロアルキ
ル化シリカ微粒子であることを特徴とする請求項1又は
2に記載の撥水性皮膜を有する物品。
3. The article having a water-repellent film according to claim 1, wherein the hydrophobic fine particles are surface perfluoroalkylated silica fine particles.
【請求項4】 疎水性微粒子の表面に架橋性基が導入さ
れていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに
記載の撥水性皮膜を有する物品。
4. The article having a water-repellent coating according to claim 1, wherein a crosslinkable group is introduced on the surface of the hydrophobic fine particles.
【請求項5】 疎水性微粒子の平均粒径が5〜300n
mであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに
記載の撥水性皮膜を有する物品。
5. The average particle size of the hydrophobic fine particles is 5 to 300 n.
The article having the water-repellent film according to any one of claims 1 to 4, wherein m is m.
【請求項6】 疎水性微粒子および樹脂をエマルジョン
化したものを物品に塗布し、乾燥および/又は硬化させ
ることを特徴とする撥水性皮膜を有する物品の製造方
法。
6. A method for producing an article having a water-repellent film, which comprises applying an emulsion of hydrophobic fine particles and a resin to an article, and drying and / or curing the article.
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