WO2013179457A1 - コーティング組成物及びその製造方法、並びに撥水性部材及び換気扇 - Google Patents

コーティング組成物及びその製造方法、並びに撥水性部材及び換気扇 Download PDF

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WO2013179457A1
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water
coating composition
mass
coating film
silica particles
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PCT/JP2012/064161
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義則 山本
吉田　育弘
田中　弘明
廣井　治
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三菱電機株式会社
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    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
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    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition capable of forming a water-repellent surface on the surface of an article, a method for producing the same, a water-repellent member and a ventilation fan.
  • water repellent surfaces are required in various articles.
  • the water drop adheres to the power transmission line, the water drop is likely to be discharged due to a conical drop, which may lead to a power transmission loss.
  • water droplets hang down like a wig, and the tip of the water drops sharply, increasing the amount of discharge.
  • the roof of a snowfall area may be deformed due to a heavy weight due to snowfall.
  • icing snow may cause communication failures such as a decrease in electric field strength.
  • the water-repellent surface can prevent the adhesion of various types of dirt such as dust, oil smoke, and cigarette dust, so that home appliances such as air conditioners, vacuum cleaners, and refrigerators can be used. There is a need to form a water-repellent surface even in equipment.
  • the water-repellent surface can generally be formed by treating the surface with a silicon-based or fluorine-based coating composition.
  • a silicon-based or fluorine-based coating composition For example, in clothing, automobile glass, painted surfaces, etc., those having a water-repellent surface having a contact angle with water of about 100 to 110 ° have already been put into practical use.
  • an extremely high water-repellent (super water-repellent) surface having a contact angle with water of 150 ° or more can be obtained by a combination of a water-repellent surface and a specific structure formed on the surface. Yes.
  • a coating composition that gives a surface excellent in water repellency
  • a coating composition containing a hydrophobic treated inorganic fine particle having a primary particle diameter of 100 nm or less, an organic silicon compound, and an organic solvent see Patent Document 1
  • an oil-in-water emulsion coating composition see Patent Document 2 containing fluorocarbon silane or a partial hydrolyzate thereof, a surfactant, a pH adjuster, and metal oxide particles has been proposed.
  • Patent Document 1 needs to use a large amount of an organic solvent as a solvent, explosion-proof equipment is required for mass production. As a result, a large capital investment is required, and various restrictions arise from the viewpoint of work safety.
  • the coating composition of Patent Document 2 uses a surfactant as a dispersion stabilizer, the surfactant remains in the formed coating film. Since this surfactant has a hydrophilic group, it causes a decrease in water repellency of the coating film.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to provide a coating composition that provides a coating film that is easy to handle and excellent in water repellency, and a method for producing the same. To do. Moreover, an object of this invention is to provide the water-repellent member and ventilation fan excellent in water repellency.
  • the present inventors have found that oil-in-water excellent in stability by combining volatile alcohol with fluororesin, hydrophobic silica particles, water-insoluble solvent and water. It was found that this type of oil-in-water emulsion provides a coating film with excellent water repellency. That is, the present invention is an oil-in-water emulsion containing a fluororesin, hydrophobic silica particles, a water-insoluble solvent, a volatile alcohol, and water.
  • the present invention also includes a step of preparing a first agent by mixing fluororesin, hydrophobic silica particles, and a water-insoluble solvent, and a step of dispersing the volatile alcohol and water in the first agent.
  • It is a manufacturing method of the coating composition characterized by including.
  • this invention is a water-repellent member characterized by having a coating film obtained by apply
  • the present invention provides an intake port, a blade body disposed in a passage of gas taken from the intake port, a motor that rotates the blade body, and a gas formed by the blade body that is rotated by the motor.
  • An exhaust fan that includes an exhaust port that exhausts the gas by a flow, and a housing that is connected to the exhaust port and the intake port and that houses the blade body, the intake port, the blade body, the motor,
  • a ventilating fan having a coating film obtained by applying and drying the coating composition on at least one surface of an exhaust port and the casing.
  • the present invention it is possible to provide a coating composition that provides a coating film that is easy to handle and excellent in water repellency, and a method for producing the same. Moreover, according to this invention, the water-repellent member and ventilation fan excellent in water repellency can be provided.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the coating composition of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a water-repellent member according to Embodiment 2.
  • FIG. It is a cross-sectional schematic diagram of the water-repellent member which has a coating film formed from the coating composition using surfactant.
  • 6 is a schematic cross-sectional view of a ventilation fan according to Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the coating composition of the present embodiment.
  • the coating composition is an oil-in-water emulsion, and includes an aqueous phase containing water 1 and an oil phase in which hydrophobic silica particles 3 are dispersed in a fluororesin 2 dissolved in a water-insoluble solvent.
  • the volatile alcohol 4 exists between the water phase and the oil phase.
  • the volatile alcohol 4 is an oil phase dispersion stabilizer and provides an effect of maintaining a stable emulsion state for a long period of time.
  • the coating composition of this embodiment is an oil-in-water emulsion based on water 1, explosion-proof equipment for mass production is provided as in the case of a coating composition using a large amount of an organic solvent as a solvent. Not required. As a result, capital investment is reduced and work safety is improved.
  • the coating composition of the present embodiment uses volatile alcohol 4 that volatilizes during the formation of the coating film as a dispersion stabilizer, as shown in FIG. 2 (see Embodiment 2 for details), the coating composition The volatile alcohol 4 does not remain in the film or on the surface thereof, and a decrease in water repellency of the coating film can be suppressed. On the other hand, as shown in FIG.
  • the coating film formed from the coating composition using a surfactant instead of the volatile alcohol 4 is present in the coating film or its surface.
  • Surfactant 7 remains, and the water repellency of the coating film decreases due to the hydrophilic group of surfactant 7. Therefore, it is preferable not to contain the surfactant 7 from the viewpoint of improving the water repellency of the coating film.
  • the surfactant 7 may be added to the coating composition as long as the water repellency of the coating film is not significantly affected.
  • the fluororesin 5 used in the coating composition of the present embodiment is a component having a function effect as a binder that imparts water repellency to the coating film and enhances the adhesion between the substrate 6 and the coating film.
  • the fluororesin 5 that can be used is not particularly limited as long as it can be dissolved in a water-insoluble solvent, and those that are known in the technical field can be used.
  • fluororesin 5 examples include fluoroethylene vinyl ether alternating copolymer (FEVE), fluoroethylene vinyl ester (FEVES), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetra Fluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoro Examples thereof include ethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride (PVF), copolymers and mixtures thereof, or those obtained by mixing other resins with these resins. These fluororesins 5 can be used alone or in combination of two or more.
  • content of the fluororesin 5 in an oil phase is not specifically limited, Preferably it is 0.5 mass% or more and 10 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or more and 8 mass% or less.
  • content of the fluororesin 5 is less than 0.5% by mass, the adhesion between the substrate 6 and the coating film and the water repellency due to the fluororesin 5 may not be sufficiently obtained.
  • content of the fluororesin 5 exceeds 10% by mass, the film thickness of the coating film becomes too large, and the adhesion between the substrate 6 and the coating film may be lowered.
  • the hydrophobic silica particles 3 used in the coating composition of the present embodiment are components that improve the water repellency by imparting a fine uneven structure to the surface of the coating film and reducing the contact area with water droplets.
  • the hydrophobic silica particles 3 that can be used are not particularly limited, and those known in the technical field can be used. Specifically, silica particles that have been subjected to a hydrophobic treatment may be used.
  • the silica particles subjected to the hydrophobic treatment are not particularly limited, and various silica particles produced by a dry method (for example, a combustion method), a wet method (for example, a sol-gel method or a precipitation method) can be used.
  • the silica particles may be silica particles partially or wholly melted.
  • the dry process silica is also called fumed silica, and can generally be produced by burning a silicon compound such as silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame. With dry process silica, particles having a specific surface area in the range of about 50 to 500 m 2 / g can be obtained by changing the production conditions.
  • the average particle size of the silica particles calculated from the specific surface area is in the range of about 5 to 200 nm, but usually exists as an aggregate of 1 ⁇ m or more.
  • the wet process silica is also called white carbon, and can generally be produced by precipitating silica in a solution by neutralizing sodium silicate with a mineral acid. Moreover, it can also manufacture using the sol gel method which neutralizes sodium silicate with an acid instead of a mineral acid.
  • Wet process silica can also yield particles having a specific surface area in the range of about 50 to 1000 m 2 / g by varying the production conditions.
  • the wet method silica particles are considered to be aggregated particles in which particles having an average particle size of about 3 to 50 nm are aggregated during synthesis.
  • the wet method silica particles can be usually obtained by performing filtration or washing after the neutralization reaction, and drying and then pulverizing if necessary.
  • the average particle diameter of available wet process silica particles is 1 ⁇ m to several hundred ⁇ m.
  • those having an appropriate average particle diameter may be selected from the above-mentioned various silica particles according to the use. From the viewpoint of availability, it is preferable to use dry method silica particles.
  • the hydrophobic treatment of the silica particles is not particularly limited, and can be performed according to a known method in the technical field, but it is preferable to perform the hydrophobic treatment using a trimethylsilylating agent.
  • the trimethylsilylating agent is not particularly limited, and those known in the technical field can be used.
  • Examples of the trimethylsilylating agent include trimethylsilanol, trimethylmethoxysilane, trimethylchlorosilane, aminomethyltrimethylsilane, hexamethyldisilazane, dimethylaminotrimethylsilane, diethylaminotrimethylsilane and the like. Among these, it is preferable to use hexamethyldisilazane.
  • These trimethylsilylating agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle size of the hydrophobic silica particles 3 is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more and 30 nm or less.
  • the “average particle size of the hydrophobic silica particles” in the present specification means the average particle size of the primary particles of the hydrophobic silica particles 3 measured with a laser light scattering type or dynamic light scattering type particle size distribution meter. It means the value of diameter. If the average particle diameter of the hydrophobic silica particles 3 is less than 5 nm, a fine uneven structure cannot be sufficiently formed on the surface of the coating film, and desired water repellency may not be obtained.
  • the average particle diameter of the hydrophobic silica particles 3 exceeds 30 nm, the uneven structure on the surface becomes too large, and the durability of the coating film may be lowered. Moreover, the light scattering of a coating film may become large and the designability of the base material 6 may fall.
  • the content of the hydrophobic silica particles 3 in the oil phase is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less.
  • the content of the hydrophobic silica particles 3 is less than 0.5% by mass, a fine uneven structure cannot be sufficiently formed on the surface of the coating film, and desired water repellency may not be obtained.
  • the content of the hydrophobic silica particles 3 exceeds 30% by mass, the durability of the coating film is lowered, and the light scattering of the coating film is increased, so that the design property of the substrate may be lowered. .
  • the mass ratio between the fluororesin 5 and the hydrophobic silica particles 3 in the oil phase is not particularly limited, but is preferably 10:90 to 50:50, more preferably 25:75. With such a mass ratio, a fine uneven structure by the hydrophobic silica particles 3 and a binder effect by the fluororesin 5 can be obtained with a good balance.
  • the water-insoluble solvent used in the coating composition of the present embodiment is a component that becomes an oil phase solvent.
  • the water-insoluble solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve in water, and those known in the technical field can be used.
  • the dielectric constant of the water-insoluble solvent is not particularly limited, but is preferably 3 or less from the viewpoint of obtaining a stable emulsion state. When the dielectric constant of the water-insoluble solvent is larger than 3, the stability of the emulsion may be lowered.
  • water-insoluble solvents examples include benzene, octane, 2,2,3-trimethylpentane, isooctane, nonane, 2,2,5-trimethylhexane, decane, dodecane, toluene, xylene, styrene, isohexane, butylbenzene, Examples include cyclohexylbenzene, diethylbenzene, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, normal pentane, hexadecane, pentadecane, tetradecane, mineral spirit, naphtha, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the volatile alcohol 4 used in the coating composition of the present embodiment is a component that becomes an oil phase dispersion stabilizer.
  • “volatile alcohol 4” in this specification means an alcohol that volatilizes when a coating film is formed.
  • carbon number of the volatile alcohol 4 is not specifically limited, Preferably it is 6 or less, More preferably, it is 3 or less.
  • the specific gravity of the volatile alcohol 4 is not particularly limited, but is preferably less than 1 and more preferably 0.9 or less. When the carbon number is larger than 6 or the specific gravity is larger than 1, the hydrophobicity becomes strong and the compatibility with water becomes worse. As a result, the phase inversion phenomenon hardly occurs and it may be difficult to produce an oil-in-water emulsion. Furthermore, when the coating film is used, the water repellency of the coating film may be reduced as a result of being less volatile.
  • the dielectric constant of the volatile alcohol 4 is not particularly limited, but is preferably 10 or more and 35 or less, more preferably 12 or more and 30 or less, and most preferably 14 or more and 25 or less.
  • the dielectric constant is less than 10, the compatibility with water is deteriorated. As a result, the phase inversion phenomenon hardly occurs, and it may be difficult to produce an oil-in-water emulsion.
  • the dielectric constant exceeds 35, the stability of the emulsion may decrease.
  • the boiling point of the volatile alcohol 4 is not particularly limited, but is preferably 140 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 95 ° C. or lower. When the boiling point of the volatile alcohol 4 exceeds 140 ° C., when the coating film is formed, the volatile alcohol 4 tends to remain in the coating film, and a desired water repellency may not be obtained.
  • Examples of the volatile alcohol 4 include ethanol, n-propanol, 2-propanol, isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, n-pentanol, 2-pentanol, isoamyl alcohol, n-amyl alcohol, hexyl alcohol, 4- Examples include methyl-2-pentanol, 2-methyl-1-pentanol, 1-hexanol, neopentyl alcohol, 3-methyl-2-butanol, t-pentyl alcohol, 2-ethylbutyl alcohol, methylamyl alcohol, acetylene alcohol, and the like. . These can be used alone or in combination of two or more.
  • content of the volatile alcohol 4 in a coating composition is not specifically limited, Preferably it is 0.5 mass% or more and 10.0 mass% or less, More preferably, it is 1.0 mass% or more and 5.0 mass% or less. .
  • content of the volatile alcohol 4 is less than 0.5%, the effect as a dispersion stabilizer may not be sufficiently obtained.
  • the content of the volatile alcohol 4 exceeds 10.0% by mass, when the coating film is formed, the volatile alcohol 4 remains without being completely removed, and the water repellency of the coating film is lowered. There is.
  • the water 1 used in the coating composition is not particularly limited, and RO water, deionized water, distilled water, and the like can be used.
  • the water 1 preferably has a lower content of divalent or higher ionic impurities such as calcium ions and magnesium ions.
  • the concentration of divalent or higher ionic impurities in water 1 is preferably 200 ppm or less, more preferably 50 ppm or less.
  • a preferred water 1 for use in the coating composition of the present embodiment is deionized water.
  • the content of water 1 in the coating composition is not particularly limited, but is preferably 60% by mass or more and 98% by mass or less. If content of water 1 is the said range, as a result of the flash point of a coating composition becoming high, handling property becomes easy and use of explosion-proof equipment can be avoided.
  • the content of water 1 is less than 60% by mass, the ratio of the oil phase increases. As a result, an oil-in-water emulsion may not be formed, and the flash point may be lowered, which may correspond to a fourth class hazardous material and handleability may be reduced.
  • the content of water 1 exceeds 98% by mass, the solid content concentration in the coating composition is lowered, so that a coating film having a thickness sufficient to impart water repellency may not be obtained.
  • the coating composition may contain components known in the art as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the component include a dispersant, a leveling agent, an evaporation inhibitor, and an adhesion improver. The blending amounts of these components need to be adjusted as appropriate according to the type of components used.
  • the coating composition containing the above components is prepared by mixing a fluororesin, hydrophobic silica particles and a water-insoluble solvent to prepare the first agent, and dispersing the volatile alcohol and water in the first agent. And a step including Here, the blending ratio of the fluororesin, the hydrophobic silica particles and the water-insoluble solvent in the first agent is the same as the blending ratio of the component in the oil phase. Further, the blending ratio of the first agent, the volatile alcohol, and water is the same as the blending ratio of the component in the coating composition.
  • the dispersion treatment is not particularly limited, and a method known in the technical field can be used.
  • the dispersion treatment include high-pressure dispersion treatment using a commercially available high-pressure disperser.
  • high-pressure dispersers include Nanomizer (Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), Microfluidizer (MFIC Corporation), Ultimateizer System (Sugino Machine Co., Ltd.), Soundless High-Pressure Emulsifier Disperser (Migrain Co., Ltd.), etc. Use it.
  • These high-pressure dispersers have high shearing force generated in the flow path when the sucked processing object is passed through the fine flow path at high pressure, the collision between the fluid and the wall generated by the device of the flow path, and the fluid
  • the miniaturization process can be performed by an impact force caused by a collision between each other, cavitation generated when discharged from a fine flow path, or the like.
  • the pressure is not particularly limited, but is preferably 10 MPa or more and 400 MPa or less, more preferably 20 MPa or more and 350 MPa or less, and most preferably 30 MPa or more and 300 MPa or less.
  • the high-pressure dispersion treatment can be repeated 1 to 100 times.
  • repeating n times is referred to as n-pass.
  • the number of passes is preferably 1 pass or more and 20 passes or less, more preferably 1 pass or more and 10 passes or less.
  • the dispersion liquid treated and discharged by the high-pressure disperser may be directly returned to the raw material tank to perform the circulation treatment.
  • dispersion processing using a commercially available high-speed rotary disperser may be performed.
  • commercially available high-speed rotary dispersers include TK Robotics (Primics Co., Ltd.). Conditions such as the rotational speed, blade peripheral speed, and gap between the rotating body and the fixed part when using this commercially available high-speed rotary disperser may be set as appropriate according to the apparatus to be used.
  • the method for the dispersion treatment is not particularly limited, and can be performed in the same manner as the dispersion treatment for the first agent.
  • the high pressure dispersion treatment is preferably repeated 1 to 10 times. From the viewpoint of productivity, the number of passes is more preferably from 1 pass to 5 passes, and most preferably from 1 pass to 3 passes.
  • the average particle size of the oil phase is not particularly limited, but is preferably 200 nm to 800 nm, more preferably 300 nm to 500 nm.
  • the “average particle diameter of the oil phase” in the present specification means an average particle diameter measured by a dynamic light scattering particle size distribution meter.
  • the average particle size of the oil phase is less than 200 nm, the oil phase tends to aggregate and a stable oil-in-water emulsion cannot be obtained.
  • the average particle diameter of the oil phase exceeds 800 nm, the oil phase is easily precipitated, and a stable oil-in-water emulsion cannot be obtained.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the water repellent member of the present embodiment.
  • the water repellent member includes a base material 6 and a coating film formed on the base material 6.
  • the coating film includes hydrophobic silica particles 3 and a fluororesin 5 as a binder that bonds the hydrophobic silica particles 3 to each other.
  • the coating film can be formed by applying the above coating composition to the substrate 6 and drying it.
  • water 1, water-insoluble solvent, and volatile alcohol 4 volatilize when the coating film is formed.
  • the water repellency of the coating film does not decrease.
  • the coating film has no water-repellent inhibiting component and is considered to have good water repellency. .
  • this coating film has favorable water repellency, it is excellent also in antifouling performance.
  • the “antifouling performance” in the present specification means a performance in which dirt such as dust, oil smoke and cigarette dust is difficult to adhere, and a performance in which the adhered dirt is easily removed.
  • a surfactant is used instead of the volatile alcohol 4
  • the surfactant 7 remains on the surface of the coating film formed on the substrate 6 as shown in FIG. Due to the hydrophilic group of 7, the water repellency of the coating film is lowered.
  • the thickness of the coating film formed on the substrate 6 is not particularly limited, but is preferably 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. When the thickness of the coating film is less than 0.5 ⁇ m, sufficient adhesion with the substrate 6 may not be obtained. On the other hand, when the thickness of the coating film exceeds 3 ⁇ m, defects such as cracks are generated in the coating film, and desired water repellency may not be obtained. Further, the coating film may be peeled off starting from the defect.
  • the substrate 6 on which the coating film is formed is not particularly limited, and various article parts that are required to have water repellency and antifouling performance can be used.
  • Examples of such parts include a heat exchanger for an air conditioner and a ventilation fan.
  • Specific materials for such components are not particularly limited, and examples thereof include resins such as polypropylene, polystyrene, ABS resin, and ASG resin, metals such as stainless steel and aluminum, and glass.
  • the method for applying the coating composition to the substrate 6 is not particularly limited, and methods known in the art can be used.
  • the coating method include brush coating, spray coating, and immersion.
  • the drying method of the coating composition applied to the substrate 6 is not particularly limited, and may be dried at room temperature or dried by heating. When drying at room temperature, drying time can be shortened by drying under airflow. When heating and drying, warm air may be blown or heated in a heating furnace.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the ventilation fan of the present embodiment.
  • the ventilation fan 10 includes an intake port 14, a blade body 12 disposed in a passage of a gas taken in from the intake port 14, a motor 11 that rotates the blade body 12, and a blade body 12 that is rotated by the motor 11.
  • An exhaust port 15 that exhausts gas by the formed gas flow, and a housing 13 that is connected to the exhaust port 15 and the intake port 14 and incorporates the blade body 12 are provided.
  • FIG. 1 The method for forming the coating film is the same as that in the second embodiment.
  • the formed coating film exhibits excellent water repellency and antifouling performance even in a high-humidity environment, and is optimal for use in various members of a ventilation fan. Therefore, the ventilating fan of the present invention having various members on which the coating film is formed can effectively prevent the performance of the ventilating fan from being deteriorated and adhesion of dirt and water to the ventilating fan.
  • Example 1 Hydrophobic silica particles (average particle diameter 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to xylene (dielectric constant 2.3). Then, using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion under a pressure of 150 MPa.
  • a high-pressure disperser Nenomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure dispersion as above A coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa using a machine.
  • the contents of deionized water, 1-octanol and the first agent were 93.0% by mass, 2.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • Example 2 Hydrophobic silica particles (average particle diameter 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to xylene (dielectric constant 2.3). Then, using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion under a pressure of 150 MPa.
  • a high-pressure disperser Nenomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure dispersion as above A coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa using a machine.
  • the contents of deionized water, ethylene glycol and the first agent were 93.0% by mass, 2.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • Example 3 Hydrophobic silica particles (average particle size of 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to n-hexane (dielectric constant 2.0).
  • the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.).
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure disperser as above was used.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa. In this coating composition, the contents of deionized water, ethanol and the first agent were 93.0% by mass, 2.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • Example 4 Hydrophobic silica particles (average particle diameter 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to xylene (dielectric constant 2.3). Then, using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion under a pressure of 150 MPa.
  • a high-pressure disperser Nenomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure disperser as above is used.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa. In this coating composition, the contents of deionized water, cyclohexanol and the first agent were 93.0% by mass, 2.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • Example 5 Hydrophobic silica particles (average particle diameter 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to xylene (dielectric constant 2.3). Then, using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion under a pressure of 150 MPa.
  • a high-pressure disperser Nenomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure disperser was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa.
  • the contents of deionized water, 2-propanol and the first agent were 93.0% by mass, 2.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • Example 6 Hydrophobic silica particles (average particle diameter 12 nm, R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and fluoroethylene / vinyl ester fluororesin (Fluonate FEM-600 manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd.) were added to xylene (dielectric constant 2.3). Then, using a high-pressure disperser (Nanomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), the first agent was prepared by performing two passes of high-pressure dispersion under a pressure of 150 MPa.
  • a high-pressure disperser Nenomizer, YSNM-1500AR, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the same high-pressure disperser as above was used.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa. In this coating composition, the contents of deionized water, ethanol and the first agent were 99.0% by mass, 0.5% by mass and 0.5% by mass, respectively.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa.
  • the contents of deionized water, ethanol and the first agent were 94.5% by mass, 1.5% by mass and 4.0% by mass, respectively.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • the coating composition was prepared by performing the high-pressure dispersion
  • the contents of deionized water and the first agent were 95.0% by mass and 5.0% by mass, respectively.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • a pressure of 150 MPa is used using the same high-pressure disperser as described above.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high pressure dispersion treatment under. In this coating composition, the contents of deionized water, polyoxyethylene lauryl ether surfactant and first agent were 95.0 mass%, 0.5 mass% and 4.5 mass%, respectively.
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • a solution obtained by adding polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate surfactant (Latemul E-150 manufactured by Kao Corporation) was used.
  • a coating composition was prepared by performing one pass of high-pressure dispersion treatment under a pressure of 150 MPa. In this coating composition, the contents of deionized water, polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate-based surfactant and the first agent were 95.0 mass%, 0.5 mass% and 4.5 mass%, respectively. .
  • the blending amounts of the hydrophobic silica particles and the fluororesin were 7.0% by mass and 3.0% by mass, respectively.
  • Deionized water and ethanol (Nacalai Tesque, Inc., dielectric constant 24) After adding the first agent to the mixed solution with a boiling point of 78 ° C. and a specific gravity of 0.8), the coating composition is formed by performing one pass of the high-pressure dispersion treatment at a pressure of 150 MPa using the same high-pressure disperser as described above. Was prepared.
  • the contents of deionized water, ethanol and the first agent were 94.5% by mass, 1.5% by mass and 4.0% by mass, respectively.
  • compositions of the first agent and the coating composition prepared in the above Examples and Comparative Examples are summarized in Tables 1 and 2 below.
  • the average particle size of the oil phase was measured using a particle size distribution meter (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) by a dynamic light scattering method.
  • the average particle size of the oil phase of the coating composition was measured immediately after preparation of the coating composition and after standing for 6 hours after preparation.
  • the excess coating composition is removed using an air stream, and dried at room temperature, thereby the surface of the substrate.
  • a coating film was formed.
  • a plastic substrate (ABS) of 100 mm, 30 mm, and 1 mm was used as the substrate.
  • the conditions of immersion and drying are the same in all Examples and Comparative Examples.
  • About the formed coating film, thickness, a contact angle, and antifouling performance were evaluated.
  • the thickness of the coating film was measured by taking an electron micrograph of a cross section of the coating film and performing image processing.
  • the contact angle is a PTFE (polytetrafluoroethylene) coating with an inner diameter of 0.1 mm using a contact angle meter (CX-150, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) for the coating film left at room temperature (25 ° C.) for 1 hour. About 5 ⁇ L of water droplets were dropped on the surface of the coating film from the tip of the needle, and the contact angle was measured. The results of this evaluation are shown in Table 3.
  • the adhesion of sand dust, which is a hydrophilic substance, to the coating film was evaluated under conditions of a temperature of 25 ° C./humidity of 50% and a temperature of 25 ° C./humidity of 90%.
  • JIS Kanto Loam dust having a central particle size of 1 to 3 ⁇ m is sprayed onto the coating film with air, and then the dust adhering to a predetermined portion of the coating film is removed from the mending tape (Sumitomo). 3M), and the absorbance (wavelength 550 nm) was measured using a spectrophotometer (Shimadzu Corporation; UV-3100PC). In this evaluation, the following criteria were used.
  • Absorbance is less than 0.1 2: Absorbance is 0.1 or more and less than 0.2 3: Absorbance is 0.2 or more and less than 0.3 4: Absorbance is 0.3 or more and less than 0.4 5: Absorbance is 0.00. 4 or more
  • Table 3 The results of the above evaluation are shown in Table 3.
  • the coating compositions of Examples 1 to 6 using a volatile alcohol as a dispersion stabilizer have little change in the average particle size of the oil phase and have good stability.
  • a coating film excellent in water repellency and antifouling performance was given.
  • Example 2 when ethylene glycol having a specific gravity of more than 1 is used as a dispersion stabilizer, the stability of the coating liquid tends to be reduced, and the antifouling performance of the coating film is slightly lowered. It was.
  • Example 6 when the water content in the coating composition increased, the contact angle and antifouling performance tended to decrease. This is presumably because defects were easily generated in the formed coating film because there were few components of the first agent that gave water repellency.
  • the coating composition of Comparative Example 1 did not contain hydrophobic silica particles, a coating film having insufficient water repellency and antifouling performance was obtained. This is considered to be because the fine uneven structure due to the hydrophobic silica particles was not formed on the surface of the coating film, and only the water-repellent effect by the fluororesin was obtained. Since the coating composition of Comparative Example 2 did not use volatile alcohol as a dispersion stabilizer, the change in the average particle size of the oil phase increased. This is considered due to the fact that the oil phase aggregated with time. Further, the water repellency and antifouling performance of the coating film formed from this coating composition was not sufficient.
  • the coating compositions of Comparative Examples 3 and 4 had good stability, the water repellency and antifouling performance of the formed coating film was not sufficient because the surfactant was used as the dispersion stabilizer. Since the water-soluble solvent 1-propanol was used in the coating composition of Comparative Example 5, the desired oil-in-water emulsion could not be obtained, and the water repellency and antifouling performance of the formed coating film was not sufficient. .
  • the present invention it is possible to provide a coating composition that is easy to handle and provides a coating film excellent in water repellency and a method for producing the same. Moreover, by using this coating composition, it is possible to provide a water-repellent member and a ventilation fan excellent in water repellency.

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Abstract

　本発明は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子、非水溶性溶剤、揮発性アルコール及び水を含有する水中油型エマルションであることを特徴とするコーティング組成物である。また、本発明は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤を混合して第１剤を調製する工程と、第１剤に揮発性アルコール及び水を配合して分散処理する工程とを含むことを特徴とするコーティング組成物の製造方法である。本発明によれば、取扱いが容易であり、且つ撥水性に優れたコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することができる。

Description

コーティング組成物及びその製造方法、並びに撥水性部材及び換気扇
　本発明は、物品の表面に撥水性表面を形成し得るコーティング組成物及びその製造方法、並びに撥水性部材及び換気扇に関する。
　現在、様々な物品において撥水性表面が要求されている。例えば、送電線は、水滴が付着すると、水滴が円錐状に垂れ下がることによって放電し易くなり、送電ロスに繋がることがある。特に、冬季には水滴がツララ状に垂れ下がり、その先端が尖るため、放電量が多くなる。また、降雪地域の屋根は、多量の着雪による重みによって屋根の変形が生じることがある。同様に、降雪地域のアンテナについても、着氷雪が電界強度の低下などの通信障害の原因となることがある。そのため、これらの物品の様々な性能の低下を防止するために、物品の表面に撥水性表面を形成することによって水滴、霜、雪、氷などの付着を防止する必要がある。
　また、撥水性表面は、水滴、霜、雪、氷以外にも、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの様々な汚れの付着を防止することができるため、空調機器、掃除機、冷蔵庫などの家電機器においても撥水性表面を形成することが必要とされている。
　撥水性表面は、シリコン系やフッ素系のコーティング組成物を用いて表面を処理することによって一般に形成することができる。例えば、衣料品、自動車ガラス、塗装面などにおいては、当該処理により、水との接触角が１００～１１０°程度の撥水性表面を有するものが既に実用化されている。最近では、撥水性表面と当該表面に形成される特定の構造との組み合わせにより、水との接触角が１５０°以上の極めて高い撥水性（超撥水性）の表面が得られることも知られている。
　撥水性に優れた表面を与えるコーティング組成物の例としては、疎水化処理された一次粒子径１００ｎｍ以下の無機微粒子と、有機ケイ素化合物と、有機溶媒とを含むコーティング組成物（特許文献１参照）や、フルオロカーボンシラン又はその部分加水分解物と、界面活性剤と、ｐＨ調整剤と、金属酸化物粒子とを含む水中油型エマルションのコーティング組成物（特許文献２参照）が提案されている。
特開２００３－２０６４７７号公報 特開２００５－１７９４０２号公報
　しかしながら、特許文献１のコーティング組成物は、溶媒として有機溶媒を多量に用いる必要があることから、量産化のためには防爆設備が要求される。その結果、多大な設備投資が必要になると共に、作業の安全性の観点から様々な制約が生じる。
　他方、特許文献２のコーティング組成物は、分散安定剤として界面活性剤を用いていることから、形成されるコーティング膜に界面活性剤が残存する。この界面活性剤は親水基を有するため、コーティング膜の撥水性が低下する原因となる。
　本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、取扱いが容易であり、且つ撥水性に優れたコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
　また、本発明は、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、揮発性アルコールを、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子、非水溶性溶剤及び水と組み合わせることで安定性に優れた水中油型エマルションを得ることができ、この水中油型エマルションが撥水性に優れたコーティング膜を与えることを見出した。
　すなわち、本発明は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子、非水溶性溶剤、揮発性アルコール及び水を含有する水中油型エマルションであることを特徴とするコーティング組成物である。
　また、本発明は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤を混合して第１剤を調製する工程と、前記第１剤に揮発性アルコール及び水を配合して分散処理する工程とを含むことを特徴とするコーティング組成物の製造方法である。
　また、本発明は、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする撥水性部材である。
　さらに、本発明は、吸気口と、前記吸気口から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体と、前記羽根体を回転させるモーターと、前記モーターによって回転する前記羽根体で形成された気体の流れによって前記気体を排気する排気口と、前記排気口及び前記吸気口に連結され、前記羽根体を内蔵する筐体とを備える換気扇であって、前記吸気口、前記羽根体、前記モーター、前記排気口及び前記筐体の少なくとも１つの表面に、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする換気扇である。
　本発明によれば、取扱いが容易であり、且つ撥水性に優れたコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することができる。
実施の形態１のコーティング組成物の断面模式図である。 実施の形態２の撥水性部材の断面模式図である。 界面活性剤を用いたコーティング組成物から形成されるコーティング膜を有する撥水性部材の断面模式図である。 実施の形態３の換気扇の断面模式図である。
　実施の形態１．
　本発明のコーティング組成物は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子、非水溶性溶剤、揮発性アルコール及び水を含む水中油型エマルションである。
　以下、本発明のコーティング組成物及びその製造方法の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
　図１は、本実施の形態のコーティング組成物の断面模式図である。図１において、コーティング組成物は、水中油型のエマルションであり、水１を含む水相と、非水溶性溶剤に溶解したフッ素樹脂２中に疎水性シリカ粒子３が分散した油相とを含み、水相と油相との間に揮発性アルコール４が存在している。揮発性アルコール４は、油相の分散安定剤であり、安定したエマルション状態を長期にわたって保持する効果を与える。
　本実施の形態のコーティング組成物は、水１をベースとした水中油型のエマルションであるため、溶媒として有機溶媒を多量に用いたコーティング組成物の場合のように量産化のための防爆設備が要求されない。その結果、設備投資が低減されると共に作業の安全性が向上する。
　また、本実施の形態のコーティング組成物は、コーティング膜の形成時に揮発する揮発性アルコール４を分散安定剤として用いているため、図２（詳細は実施の形態２参照）に示すように、コーティング膜中又はその表面に揮発性アルコール４が残存せず、コーティング膜の撥水性の低下を抑制することができる。
　これに対して揮発性アルコール４の代わりに界面活性剤を用いたコーティング組成物から形成されるコーティング膜は、図３（詳細は実施の形態２参照）に示すように、コーティング膜中又はその表面に界面活性剤７が残存し、界面活性剤７の親水基に起因してコーティング膜の撥水性が低下する。従って、コーティング膜の撥水性を高める観点から、界面活性剤７を含有しないことが好ましい。ただし、コーティング膜の撥水性に大きな影響を及ぼさない範囲であれば、コーティング組成物に界面活性剤７を配合してもよい。
　本実施の形態のコーティング組成物に用いられるフッ素樹脂５は、コーティング膜に撥水性を付与すると共に、基材６とコーティング膜との密着性を高めるバインダとしての作用効果を有する成分である。使用可能なフッ素樹脂５としては、非水溶性溶剤に溶解するものであれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。フッ素樹脂５の例としては、フルオロエチレンビニルエーテル交互共重合体（ＦＥＶＥ）、フルオロエチレンビニルエステル（ＦＥＶＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、これらの共重合体及び混合物、又はこれらの樹脂に他の樹脂を混合したものなどが挙げられる。これらのフッ素樹脂５は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　油相中のフッ素樹脂５の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下、より好ましくは２質量％以上８質量％以下である。フッ素樹脂５の含有量が０．５質量％未満であると、基材６とコーティング膜との密着性及びフッ素樹脂５による撥水性が十分に得られないことがある。一方、フッ素樹脂５の含有量が１０質量％を超えると、コーティング膜の膜厚が大きくなりすぎてしまい、基材６とコーティング膜との密着性も低下してしまうこともある。
　本実施の形態のコーティング組成物に用いられる疎水性シリカ粒子３は、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造を付与し、水滴との接触面積を低下させることによって撥水性を向上させる成分である。使用可能な疎水性シリカ粒子３としては特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。具体的には、シリカ粒子を疎水処理したものを用いればよい。
　疎水処理が行われるシリカ粒子としては、特に限定されず、乾式法（例えば、燃焼法）、湿式法（例えば、ゾルゲル法や沈降法）などにより製造される各種シリカ粒子を用いることができる。また、シリカ粒子は、一部又は全部が溶融したシリカ粒子であってもよい。
　ここで、乾式法シリカは、フュームドシリカとも称され、四塩化ケイ素などのケイ素化合物を酸水素炎中で燃焼させることによって一般的に製造することができる。乾式法シリカは、製造条件を変えることによって約５０～５００ｍ2／ｇの範囲の比表面積を有する粒子を得ることができる。比表面積から計算されるシリカ粒子の平均粒径は、約５～２００ｎｍの範囲であるが、通常は１μｍ以上の凝集体として存在している。
　また、湿式法シリカは、ホワイトカーボンとも称され、ケイ酸ソーダを鉱酸で中和することによって溶液中でシリカを析出させることにより、一般に製造することができる。また、鉱酸の代わりにケイ酸ソーダを酸で中和するゾルゲル法を用いて製造することもできる。湿式法シリカもまた、製造条件を変えることによって約５０～１０００ｍ2／ｇの範囲の比表面積を有する粒子を得ることができる。この湿式法シリカ粒子は、平均粒径が約３～５０ｎｍの粒子が合成途中で凝集した凝集粒子であると考えられている。湿式法シリカ粒子は、通常、中和反応後に濾過や洗浄を行い、乾燥後、必要により粉砕することによって得ることができる。一般的に、入手可能な湿式法シリカ粒子の平均粒子径は１μｍ～数百μｍである。
　疎水処理が行われるシリカ粒子としては、上記の各種シリカ粒子の中から用途に応じて適切な平均粒径を有するものを選択して用いればよい。入手容易性の観点からは、乾式法シリカ粒子を用いることが好ましい。
　シリカ粒子の疎水処理は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法に従って行うことができるが、トリメチルシリル化剤を用いて疎水処理を行うことが好ましい。トリメチルシリル化剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。トリメチルシリル化剤の例としては、トリメチルシラノール、トリメチルメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、アミノメチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルアミノトリメチルシラン、ジエチルアミノトリメチルシランなどが挙げられる。これらの中でも、ヘキサメチルジシラザンを用いることが好ましい。これらのトリメチルシリル化剤は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　疎水性シリカ粒子３の平均粒径は、特に限定されないが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、本明細書における「疎水性シリカ粒子の平均粒径」とは、レーザー光散乱式又は動的光散乱式の粒度分布計で測定した時の疎水性シリカ粒子３の一次粒子の平均粒径の値を意味する。疎水性シリカ粒子３の平均粒径が５ｎｍ未満であると、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができず、所望の撥水性が得られないことがある。一方、疎水性シリカ粒子３の平均粒径が３０ｎｍを超えると、表面の凹凸構造が大きくなりすぎてしまい、コーティング膜の耐久性が低下してしまうことがある。また、コーティング膜の光散乱が大きくなって基材６の意匠性が低下することもある。
　油相中の疎水性シリカ粒子３の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．５質量％以上３０質量％以下、より好ましくは１質量％以上２５質量％以下である。疎水性シリカ粒子３の含有量が０．５質量％未満であると、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができず、所望の撥水性が得られないことがある。一方、疎水性シリカ粒子３の含有量が３０質量％を超えると、コーティング膜の耐久性が低下してしまうと共に、コーティング膜の光散乱が大きくなって基材の意匠性が低下することもある。
　油相中のフッ素樹脂５と疎水性シリカ粒子３との質量比は、特に限定されないが、好ましくは１０：９０～５０：５０、より好ましくは２５：７５である。このような質量比であれば、疎水性シリカ粒子３による微細な凹凸構造と、フッ素樹脂５によるバインダ効果とをバランス良く得ることができる。
　本実施の形態のコーティング組成物に用いられる非水溶性溶剤は、油相の溶媒となる成分である。非水溶性溶剤は、水に溶解しないものであれば特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
　非水溶性溶剤の誘電率は、特に限定されないが、安定なエマルション状態を得る観点から、好ましくは３以下である。非水溶性溶剤の誘電率が３よりも大きいと、エマルションの安定性が低下することがある。
　非水溶性溶剤の例としては、ベンゼン、オクタン、２，２，３－トリメチルペンタン、イソオクタン、ノナン、２，２，５－トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、トルエン、キシレン、スチレン、イソヘキサン、ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ノルマルペンタン、ヘキサデカン、ペンタデカン、テトラデカン、ミネラルスピリット、ナフサなどが挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　本実施の形態のコーティング組成物に用いられる揮発性アルコール４は、油相の分散安定剤となる成分である。ここで、本明細書において「揮発性アルコール４」とは、コーティング膜を形成する際に揮発するアルコールのことを意味する。
　揮発性アルコール４の炭素数は、特に限定されないが、好ましくは６以下、より好ましくは３以下である。また、揮発性アルコール４の比重は、特に限定されないが、好ましくは１未満、より好ましくは０．９以下である。炭素数が６よりも大きいか、又は比重が１よりも大きいと、疎水性が強くなって水との相溶性が悪くなる。その結果、転相現象が起こり難くなり、水中油型エマルションを作製することが困難になる場合がある。さらに、コーティング膜とした場合に、揮発し難くなる結果、コーティング膜の撥水性が低下することもある。
　揮発性アルコール４の誘電率は、特に限定されないが、好ましくは１０以上３５以下、より好ましくは１２以上３０以下、最も好ましくは１４以上２５以下である。誘電率が１０未満であると、水との相溶性が悪くなる結果、転相現象が起こり難くなり、水中油型エマルションを作製することが困難になる場合がある。一方、誘電率が３５を超えると、エマルションの安定性が低下することがある。
　揮発性アルコール４の沸点は、特に限定されないが、好ましくは１４０℃以下、より好ましくは５０℃以上９５℃以下である。揮発性アルコール４の沸点が１４０℃を超えると、コーティング膜を形成した際に、コーティング膜中に揮発性アルコール４が残存し易くなり、所望の撥水性が得られないことがある。
　揮発性アルコール４の例としては、エタノール、ｎ－プロパノール、２－プロパノール、イソブチルアルコール、ｎ－ブチルアルコール、ｎ－ペンタノール、２－ペンタノール、イソアミルアルコール、ｎ－アミルアルコール、ヘキシルアルコール、４－メチルー２－ペンタノール、２－メチルー１－ペンタノール、１－ヘキサノール、ネオペンチルアルコール、３－メチルー２－ブタノール、ｔ－ペンチルアルコール、２－エチルブチルアルコール、メチルアミルアルコール、アセチレンアルコールなどが挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　コーティング組成物における揮発性アルコール４の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．５質量％以上１０．０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以上５．０質量％以下である。揮発性アルコール４の含有量が０．５％未満であると、分散安定剤としての効果が十分に得られないことがある。一方、揮発性アルコール４の含有量が１０．０質量％を超えると、コーティング膜を形成した際に、揮発性アルコール４が完全に除去されずに残存し、コーティング膜の撥水性が低下することがある。
　コーティング組成物に用いられる水１としては、特に限定されず、ＲＯ水、脱イオン水、蒸留水などを用いることができる。水１は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの２価以上のイオン性不純物の含有量が少ない方が好ましい。具体的には、水１中の２価以上のイオン性不純物の濃度は、好ましくは２００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下である。本実施の形態のコーティング組成物に用いるのに好ましい水１は、脱イオン水である。
　コーティング組成物における水１の含有量は、特に限定されないが、好ましくは６０質量％以上９８質量％以下である。水１の含有量が当該範囲であれば、コーティング組成物の引火点が高くなる結果、取扱性が容易になり、防爆設備の使用を回避することができる。水１の含有量が６０質量％未満であると、油相の割合が多くなる。その結果、水中油型エマルションを形成できないことがあると共に、引火点が低くなり、第４類危険物に該当して取扱性が低下することがある。一方、水１の含有量が９８質量％を超えると、コーティング組成物中の固形分濃度が低下するため、撥水性を与えるのに十分な厚さを有するコーティング膜が得られないことがある。
　コーティング組成物は、上記の成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲において、当該技術分野において公知の成分を配合することができる。当該成分としては、分散剤、レベリング剤、蒸発抑制剤、付着性改良剤などが挙げられる。これらの成分の配合量は、使用する成分の種類に応じて適宜調整する必要がある。
　上記の成分を含むコーティング組成物は、フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤を混合して第１剤を調製する工程と、第１剤に揮発性アルコール及び水を配合して分散処理する工程とを含む方法によって調製することができる。
　ここで、第１剤におけるフッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤の配合割合は、上記の油相における当該成分の配合割合と同じである。また、第１剤、並びに揮発性アルコール及び水の配合割合は、上記のコーティング組成物における当該成分の配合割合と同じである。
　フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤を混合する場合、これらの成分を均一に混合する観点から、分散処理を行うことが好ましい。
　分散処理としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。分散処理の例としては、市販の高圧式分散機を用いた高圧分散処理が挙げられる。市販の高圧式分散機としては、ナノマイザー（吉田機械興業株式会社）、マイクロフルイダイザー（ＭＦＩＣコーポレーション）、アルティマイザーシステム（株式会社スギノマシン）、音レス高圧乳化分散装置（株式会社美粒）などを用いればよい。これらの高圧式分散機は、吸入した処理対象物を高圧で微細な流路内に通した際に、流路内で生じる高い剪断力、流路の工夫により生じる流体と壁面との衝突や流体同士の衝突による衝撃力、微細な流路から吐出されるときに生じるキャビテーションなどによって微細化処理を行うことができる。
　高圧分散処理を行う場合、その圧力としては、特に限定されないが、好ましくは１０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下、より好ましくは２０ＭＰａ以上３５０ＭＰａ以下、最も好ましくは３０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である。
　また、高圧分散処理は、１～１００回繰り返して行うことができる。ここで、本明細書において、ｎ回繰り返すことをｎパスという。パスの回数は、生産性の観点から、好ましくは１パス以上２０パス以下、より好ましくは１パス以上１０パス以下である。なお、高圧分散処理の方法として、高圧式分散機で処理されて吐出された分散液を原料槽に直接戻して循環処理を行ってもよい。
　また、分散処理の方法として、市販の高速回転式分散機を用いた分散処理を行ってもよい。市販の高速回転式分散機としては、ＴＫロボミックス（プライミクス株式会社）などが挙げられる。この市販の高速回転式分散機を用いる際の回転数、翼周速、及び回転体と固定部との間の空隙などの条件は、使用する装置に応じて適宜設定すればよい。
　第１剤に揮発性アルコール及び水を配合する場合、均一な混合状態を得る観点から、揮発性アルコールを水と予め混合した後、第１剤に配合して分散処理することが好ましい。
　分散処理の方法としては、特に限定されず、第１剤の分散処理と同様にして行うことができる。
　高圧分散処理を行う場合、高圧分散処理は、１～１０回繰り返して行うことが好ましい。パスの回数は、生産性の観点から、より好ましくは１パス以上５パス以下、最も好ましくは１パス以上３パス以下である。
　上記のようにして製造される水中油型エマルションにおいて、油相の平均粒径は、特に限定されないが、好ましくは２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。ここで、本明細書において「油相の平均粒径」とは、動的光散乱式の粒度分布計で測定される平均粒径を意味する。油相の平均粒径が２００ｎｍ未満であると、油相が凝集し易くなり、安定した水中油型エマルションが得られない。一方、油相の平均粒径が８００ｎｍを超えると、油相が沈殿し易くなり、安定した水中油型エマルションが得られない。
　実施の形態２．
　本発明の撥水性部材は、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する。
　以下、本発明の撥水性部材の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
　図２は、本実施の形態の撥水性部材の断面模式図である。図２において、撥水性部材は、基材６と、基材６上に形成されるコーティング膜とを含む。コーティング膜は、疎水性シリカ粒子３と、疎水性シリカ粒子３同士を結合するバインダとしてのフッ素樹脂５とを含む。コーティング膜は、上記のコーティング組成物を基材６に塗布及び乾燥することによって形成することができる。コーティング組成物の成分のうち、水１、非水溶性溶剤及び揮発性アルコール４は、コーティング膜の形成時に揮発する。
　このコーティング膜は、揮発性アルコール４が残存していないため、コーティング膜の撥水性が低下しない。実際、形成されるコーティング膜についてＦＴ－ＩＲ分析を行うと、ＯＨ基のピークが殆ど検出されないことから、コーティング膜に撥水性を阻害する成分が存在せず、良好な撥水性を有すると考えられる。また、このコーティング膜は、良好な撥水性を有しているため、防汚性能にも優れている。ここで、本明細書において「防汚性能」とは、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの汚れが付着し難い性能、及び付着した汚れが除去され易い性能を意味する。
　これに対して揮発性アルコール４の代わりに界面活性剤を用いた場合、図３に示すように、基材６上に形成されたコーティング膜の表面に界面活性剤７が残存し、界面活性剤７の親水基に起因してコーティング膜の撥水性が低下する。
　基材６上に形成されるコーティング膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．５μｍ以上３μｍ以下である。コーティング膜の厚さが０．５μｍ未満であると、基材６との密着性が十分に得られないことがある。一方、コーティング膜の厚さが３μｍを超えると、コーティング膜にクラックなどの欠陥が生じてしまい、所望の撥水性が得られないことがある。また、欠陥を起点としてコーティング膜が剥れることもある。
　コーティング膜が形成される基材６としては、特に限定されず、撥水性や防汚性能が要求される各種物品の部品を用いることができる。かかる部品の例としては、空調機の熱交換器や換気扇などが挙げられる。かかる部品の具体的な材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＧ樹脂などの樹脂、ステンレス、アルミニウムなどの金属、ガラスなどが挙げられる。
　コーティング組成物を基材６に塗布する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。塗布方法の例としては、刷毛塗り、スプレー塗布、浸漬などが挙げられる。特に、ムラのないコーティング膜を形成するためには、コーティング組成物に基材６を浸漬することよって塗布した後、気流を用いて余分なコーティング組成物を除去することが好ましい。また、気流の代わりに、基材６を回転させることによって余分なコーティング組成物を除去してもよい。このような方法を用いることで、塗りムラも抑制することが可能である。
　基材６に塗布したコーティング組成物の乾燥方法としては、特に限定されず、室温で乾燥させても、加熱して乾燥させてもよい。室温で乾燥させる場合には、気流下で乾燥させることにより、乾燥時間を短縮することができる。また、加熱して乾燥させる場合には、温風を吹き付けても、加熱炉中で加温してもよい。
　実施の形態３．
　本発明の換気扇は、表面に上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する部材を備えている。
　以下、本発明の換気扇の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
　図４は、本実施の形態の換気扇の断面模式図である。図４において、換気扇１０は、吸気口１４と、吸気口１４から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体１２と、羽根体１２を回転させるモーター１１と、モーター１１によって回転する羽根体１２で形成された気体の流れによって気体を排気する排気口１５と、排気口１５及び吸気口１４に連結され、羽根体１２を内蔵する筐体１３とを備えている。そして、吸気口１４、羽根体１２、モーター１１、排気口１５及び筐体１３の少なくとも１つの表面に、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する。なお、コーティング膜の形成方法は、実施の形態２と同様である。
　形成されるコーティング膜は、高湿環境下においても優れた撥水性及び防汚性能を示すため、換気扇の各種部材に使用するのに最適である。したがって、このコーティング膜が形成された各種部材を有する本発明の換気扇は、換気扇の性能低下及び換気扇に対する汚れや水などの付着を効果的に防止することができる。
　以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
　（実施例１）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水と１－ペンタノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率１４、沸点１３８℃、比重０．８）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、１－オクタノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９３．０質量％、２．０質量％及び５．０質量％とした。
　（実施例２）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水とエチレングリコール（ナカライテスク株式会社製、誘電率３８．７、沸点１９７℃、比重１．１）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、エチレングリコール及び第１剤の含有量は、それぞれ９３．０質量％、２．０質量％及び５．０質量％とした。
　（実施例３）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をｎ－ヘキサン（誘電率２．０）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水とエタノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率２４、沸点７８℃、比重０．８）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、エタノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９３．０質量％、２．０質量％及び５．０質量％とした。
　（実施例４）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水とシクロヘキサノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率１５、沸点１６１℃、比重０．９３）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、シクロヘキサノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９３．０質量％、２．０質量％及び５．０質量％とした。
　（実施例５）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水と２－プロパノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率１８、沸点８２℃、比重０．７９）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、２－プロパノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９３．０質量％、２．０質量％及び５．０質量％とした。
　（実施例６）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水とエタノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率２４、沸点７８℃、比重０．８）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、エタノール及び第１剤の含有量はそれぞれ９９．０質量％、０．５質量％及び０．５質量％とした。
　（比較例１）
　フルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、フッ素樹脂の配合量は６．０質量％とした。
　次に、脱イオン水とエタノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率２４、沸点７８℃、比重０．８）との混合溶液に第１剤を混合した後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、エタノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９４．５質量％、１．５質量％及び４．０質量％とした。
　（比較例２）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水に第１剤を混合した後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水及び第１剤の含有量は、それぞれ９５．０質量％及び５．０質量％とした。
　（比較例３）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水にポリオキシエチレンラウリルエーテル系界面活性剤（花王株式会社製エマルゲン１０９Ｐ）を添加した溶液に第１剤を混合した後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ポリオキシエチレンラウリルエーテル系界面活性剤及び第１剤の含有量は、それぞれ９５．０質量％、０．５質量％及び４．５質量％とした。
　（比較例４）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）をキシレン（誘電率２．３）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。
　次に、脱イオン水にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム系界面活性剤（花王株式会社製ラテムルＥ－１５０）を添加した溶液に第１剤を混合した後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム系界面活性剤及び第１剤の含有量は、それぞれ９５．０質量％、０．５質量％及び４．５質量％とした。
　（比較例５）
　疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ－６００）を１－プロパノール（誘電率２０）に加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ－１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって第１剤を調製した。この第１剤において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした
　次に、脱イオン水とエタノール（ナカライテスク株式会社製、誘電率２４、沸点７８℃、比重０．８）との混合溶液に第１剤を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、エタノール及び第１剤の含有量は、それぞれ９４．５質量％、１．５質量％及び４．０質量％とした。
　上記の実施例及び比較例で調製した第１剤及びコーティング組成物の組成を下記の表１及び２にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記の実施例及び比較例で得られたコーティング組成物について、油相の平均粒径を動的光散乱法による粒度分布計（大塚電子社製）を用いて測定した。コーティング組成物の油相の平均粒径は、コーティング組成物の調製直後、及び調製してから６時間放置後に測定した。
　次に、上記の実施例及び比較例で得られたコーティング組成物に基材を浸漬させた後、気流を用いて余分なコーティング組成物を除去し、室温下で乾燥させることによって基材の表面にコーティング膜を形成した。ここで、基材としては、１００ｍｍ・３０ｍｍ・１ｍｍのプラスチック基材（ＡＢＳ）を用いた。また、浸漬及び乾燥の条件は、全ての実施例及び比較例において同じである。
　形成されたコーティング膜について、厚さ、接触角及び防汚性能を評価した。
　コーティング膜の厚さは、コーティング膜の断面の電子顕微鏡写真を撮影し、画像処理によって測定した。
　接触角は、室温（２５℃）にて１時間放置したコーティング膜について、接触角計（共和界面科学株式会社製ＣＸ－１５０型）を用い、内径０．１ｍｍのＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン）コートされた針の先端から約５μＬの水滴をコーティング膜の表面に滴下し、その接触角を測定することによって評価した。この評価の結果を表３に示す。
　防汚性能は、親水性物質である砂塵のコーティング膜に対する固着性を、温度２５℃／湿度５０％の条件、及び温度２５℃／湿度９０％の各条件下で評価した。具体的には、上記の条件下で、１～３μｍを中心粒径とするＪＩＳ関東ローム粉塵をエアーでコーティング膜に吹き付けた後、コーティング膜の所定の部分に付着した粉塵をメンディングテープ（住友３Ｍ社製）により採取し、これを分光光度計（島津製作所社製；ＵＶ－３１００ＰＣ）を用いて吸光度（波長５５０ｎｍ）を測定することによって評価した。この評価では、以下の基準を用いた。
　１：吸光度が０．１未満
　２：吸光度が０．１以上０．２未満
　３：吸光度が０．２以上０．３未満
　４：吸光度が０．３以上０．４未満
　５：吸光度が０．４以上
　上記の評価の結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示されているように、揮発性アルコールを分散安定剤として用いた実施例１～６のコーティング組成物は、油相の平均粒径の変化が少なく、安定性が良好であると共に、撥水性及び防汚性能に優れたコーティング膜を与えた。また、実施例２のように、分散安定剤として比重が１を超えるエチレングリコールを使用した場合は、コーティング液の安定性が低下する傾向にあり、コーティング膜についても防汚性能が僅かに低くなった。また、実施例６のように、コーティング組成物中の水の含有量が多くなると、接触角及び防汚性能が低下する傾向にあった。これは、撥水性を与える第１剤の成分が少ないため、形成されるコーティング膜に欠陥が生じ易くなったためであると考えられる。
　これに対して比較例１のコーティング組成物は、疎水性シリカ粒子を含有していないため、撥水性及び防汚性能が十分でないコーティング膜を与えた。これは、コーティング膜の表面に疎水性シリカ粒子に起因する微細な凹凸構造が形成されず、フッ素樹脂のみによる撥水効果しか得られなかったことによるものと考えられる。
　比較例２のコーティング組成物は、揮発性アルコールを分散安定剤として用いなかったため、油相の平均粒径の変化が大きくなった。これは、時間の経過と共に油相が凝集したことに起因していると考えられる。また、このコーティング組成物から形成されるコーティング膜の撥水性及び防汚性能も十分でなかった。
　比較例３及び４のコーティング組成物は、安定性が良好であったものの、界面活性剤を分散安定剤として用いたため、形成されるコーティング膜の撥水性及び防汚性能が十分でなかった。
　比較例５のコーティング組成物は、水溶性溶剤の１－プロパノールを用いたため、所望の水中油型エマルションを得ることができず、形成されるコーティング膜の撥水性及び防汚性能も十分でなかった。
　以上の結果からわかるように、本発明によれば、取扱いが容易であり、且つ撥水性に優れたコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することができる。また、このコーティング組成物を用いることにより、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することができる。

Claims (13)

  1. 　フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子、非水溶性溶剤、揮発性アルコール及び水を含有する水中油型エマルションであることを特徴とするコーティング組成物。
  2. 　前記揮発性アルコールは、炭素数が６以下であることを特徴とする請求項１に記載のコーティング組成物。
  3. 　前記揮発性アルコールは、比重が１未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
  4. 　前記揮発性アルコールは、沸点が１４０℃以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
  5. 　前記水中油型エマルションの油相は、前記非水溶性溶剤に溶解した前記フッ素樹脂中に前記疎水性シリカ粒子が分散していることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
  6. 　前記揮発性アルコールの誘電率が１０以上３５以下であり、且つ前記非水溶性溶剤の誘電率が３以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
  7. 　前記水の含有量が６０質量％以上９８質量％以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
  8. 　界面活性剤を含有しないことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
  9. 　フッ素樹脂、疎水性シリカ粒子及び非水溶性溶剤を混合して第１剤を調製する工程と、
    　前記第１剤に揮発性アルコール及び水を配合して分散処理する工程と
    を含むことを特徴とするコーティング組成物の製造方法。
  10. 　前記分散処理は、１０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下の圧力下における高圧分散処理であることを特徴とする請求項９に記載のコーティング組成物の製造方法。
  11. 　請求項１～８のいずれか一項に記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする撥水性部材。
  12. 　前記コーティング膜の厚さが、０．５μｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の撥水性部材。
  13. 　吸気口と、前記吸気口から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体と、前記羽根体を回転させるモーターと、前記モーターによって回転する前記羽根体で形成された気体の流れによって前記気体を排気する排気口と、前記排気口及び前記吸気口に連結され、前記羽根体を内蔵する筐体とを備える換気扇であって、
    　前記吸気口、前記羽根体、前記モーター、前記排気口及び前記筐体の少なくとも１つの表面に、請求項１～８のいずれか一項に記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする換気扇。
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