WO2017154264A1 - コーティング剤、コーティング剤セット、及び水回り部材 - Google Patents

コーティング剤、コーティング剤セット、及び水回り部材 Download PDF

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WO2017154264A1
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靖弘 井戸田
掛樋 浩司
渡辺 陽一
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株式会社Lixil
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Definitions

  • the present invention relates to a coating agent, a coating agent set, and a water member.
  • Patent Document 1 proposes an antibacterial treatment agent containing a specific quaternary ammonium salt and a polyvalent carboxylic acid having a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms and two or more carboxyl groups as a silane-based coating agent. Yes. Specifically, an antibacterial treatment agent characterized by a combination of 3-trimethoxysilylpropyloctadecyldimethylammonium chloride and trimesic acid is disclosed.
  • This technique employs a mechanism that suppresses bacteria and suppresses the occurrence of slime by fixing a quaternary ammonium salt, which has strong antibacterial properties, onto a water-made member made of metal such as stainless steel. If this technique is used, the antibacterial surface excellent also in hot water resistance can be formed in the water surrounding member.
  • a silane-based coating can be fixed to a substrate such as a metal such as stainless steel or glass, but it is difficult to fix a silane-based coating to a substrate such as a resin. could not be secured.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to fix a silane-based coating on a resin substrate, preferably in a highly durable state.
  • a primer coating for fixing a silane-based coating on a resin substrate A polymer (A-1) having a repeating unit represented by the following formula (1), and
  • the coating agent (A) contains an alkoxysilane having two or more alkoxy groups in the molecule and / or a hydrolysis product (A-2) thereof.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • X represents a hydrogen atom, Na, or K.
  • the invention described in claim 2 The coating agent (A) according to claim 1, And a coating agent (B) containing a quaternary ammonium salt represented by the following formula (2) and / or a hydrolysis product (B-1) thereof.
  • n represents an integer of 1 to 4.
  • m represents an integer of 1 to 10.
  • p represents an integer of 10 to 22.
  • q represents an integer of 1 to 3.
  • the invention according to claim 3 The coating agent set according to claim 2, wherein the coating agent (B) contains an organic acid or an inorganic acid.
  • the invention according to claim 4 It is an antibacterial coating,
  • the resin base material is selected from the group consisting of polypropylene resin, ABS resin, POM resin, vinyl chloride resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, unsaturated polyester thermosetting resin, and acrylic thermosetting resin.
  • the invention described in claim 7 It is a watering member characterized by being coated with the coating agent set as described in any one of Claims 2 thru
  • a silane-based coating can be fixed on a resin substrate.
  • a watering member in which a silane-based coating is fixed on a resin substrate is provided.
  • the water-borne member of the present invention has antibacterial properties and is excellent in hot water resistance.
  • the coating agent (A) of the present invention is a primer coating agent for fixing a silane-based coating on a resin substrate. This coating agent forms a primer coating.
  • the coating agent (A) includes the polymer (A-1), and It contains an alkoxysilane having two or more alkoxy groups in the molecule and / or a hydrolysis product thereof (A-2). First, the silane-based coating fixed by the coating agent (A) of the present invention will be described.
  • the coating agent for forming a coating fixed on a resin substrate by the coating agent (A) of the present invention is not particularly limited, but is a fluorine-based silane coating agent, a silicone-based coating agent.
  • a silane coating agent and a quaternary ammonium salt silane coating agent are preferably exemplified.
  • the coating agent (A) of the present invention is suitably used as a primer for these silane-based coating agents.
  • the fluorine-based silane coating agent is not particularly limited as long as it is a silane coating agent having a fluorine atom in the molecule, and preferred examples include perfluoropolyether-modified aminosilane and its partial hydrolysis condensate. Examples thereof include those described in JP-A-11-29585.
  • a compound represented by the following formula is preferably used.
  • silane-modified silicone is preferably mentioned, and both terminal silane-modified silicone is particularly preferable.
  • a compound represented by the following formula is preferably used.
  • the quaternary ammonium salt silane coating agent is not particularly limited, but the coating agent (B) described in detail later is particularly preferable.
  • the polymer (A-1) has a repeating unit represented by the following formula (1).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • X represents a hydrogen atom, Na, or K.
  • polymer (A-1) examples include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, copolymers of acrylic acid and methacrylic acid, and salts thereof.
  • polyacrylic acid and polymethacrylic acid are collectively referred to as poly (meth) acrylic acid.
  • the polymer (A-1) may be a partially neutralized product of poly (meth) acrylic acid. Such a partially neutralized product of poly (meth) acrylic acid is obtained by appropriately neutralizing poly (meth) acrylic acid with a suitable alkali, for example, an alkali metal compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. .
  • the polymer (A-1) may further contain a structural unit other than the above formula (1) as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, monomer units other than the (meth) acryl monomer unit, such as a styrene monomer unit, may be included.
  • the polymer (A-1) one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
  • the degree of polymerization of the polymer (A-1) is not particularly limited.
  • the degree of polymerization is preferably 100 to 10,000, more preferably 200 to 5000, and particularly preferably 300 to 1000. Among these, when polyacrylic acid having a polymerization degree of 300 to 1000 is used, an excellent effect as a primer can be obtained.
  • polymer (A-1) various polymers can be adopted as described above, and among these, polyacrylic acid having a polymerization degree of 300 to 1000 is particularly preferable.
  • Alkoxysilane having two or more alkoxy groups in the molecule and / or hydrolysis product thereof (A-2)
  • a bi- to tetra-functional alkoxysilane can be widely used as an alkoxysilane having two or more alkoxy groups in the molecule.
  • the alkoxysilane hydrolysis product is a product obtained by adding water to an alkoxysilane compound so that part or all of the alkoxy groups are hydroxy groups. Furthermore, following the hydrolysis of the alkoxy group, these may partially undergo a condensation reaction. By this condensation reaction, the hydrolysis products are firmly bonded by covalent bonds.
  • n represents an integer of 1 to 4.
  • R 1 and R 2 each independently represents OC m H 2m + 1 (where m represents an integer of 1 to 4) or an arbitrary organic chain.
  • OC m H 2m + 1 or an arbitrary organic chain include, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a monovalent hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms having an alicyclic skeleton, carbon Examples thereof include straight-chain or branched alkoxyl groups of 1 to 4.
  • R 1 and R 2 may be the same as or different from each other.
  • substituents R 1 and R 2 constituting the above general formula are linear or branched alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, these may be linear or branched. Examples thereof are methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group. N-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group and the like.
  • substituents R 1 and R 2 are monovalent hydrocarbon groups having 3 to 8 carbon atoms having an alicyclic skeleton, examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cycloheptyl group, Examples include a cyclooctyl group and a norbornene group.
  • substituents R 1 and R 2 are linear or branched alkoxyl groups having 1 to 18 carbon atoms, examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, a hydroxypropoxy group, Examples include butoxy group.
  • numerator, and / or its hydrolysis product have four functional groups. It is because the function as a primer is effectively exhibited by having four functional groups. Although it does not specifically limit as alkoxysilane which has four functional groups, The compound represented by a following formula can be used suitably. In the above general formula, n represents an integer of 1 to 4.
  • alkoxysilane examples include tetraalkoxysilanes such as tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetraisopropoxysilane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and methyltrisilane.
  • the solvent of the coating agent (A) is not particularly limited.
  • alcohol can be used.
  • Alcohol is not particularly limited.
  • Other solvents can also be used.
  • solvents include water and organic solvents, for example, linear hydrocarbon compounds such as hexane, heptane, octane, decane, and paraffin, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, cymene, and styrene.
  • linear hydrocarbon compounds such as hexane, heptane, octane, decane, and paraffin
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, cymene, and styrene.
  • terpene hydrocarbon compounds such as limonene, menthane, pinene, dipentene, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, ethyl bromide, propyl bromide, Halogenated hydrocarbon compounds such as bromobenzene, dibromobenzene and fluorobenzene, phenolic compounds such as phenol, cresol and xylenol, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, Ether compounds such as ruvinyl ether, anisole, phenetole, dibenzyl ether, dioxane, trioxane, furan, cineol, diethylene glycol diethyl ether, acetal, etc
  • the blending amount of the polymer (A-1) is not particularly limited.
  • the total coating agent (A) is 100 parts by mass, it is preferably 0.05 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and particularly preferably 0.1 to 3 parts by mass. .
  • the compounding quantity of alkoxysilane and / or its hydrolysis product is not particularly limited.
  • the coating agent (A) is 100 parts by mass, it is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, and particularly preferably 1.0 to 10 parts by mass.
  • Coating and curing of coating agent (A) The method for coating the primer coating agent (A) on the resin substrate is not particularly limited, and the properties, viscosity and coating amount of the coating agent (A) are not particularly limited. It can be selected according to. It can be selected from known methods such as spray coating, dip coating, roller coating and curtain flow coater coating. Among these, since it can apply
  • the coating amount (wet) of the coating agent (A) is not particularly limited and can be selected according to the properties and viscosity of the coating agent (A). For example, it is preferably 3 to 100 g / m 2 , more preferably 3 to 80 g / m 2 , and still more preferably 5 to 50 g / m 2 .
  • Curing of the coating agent (A) is usually performed at room temperature or by heating.
  • the heating temperature is not particularly limited and can be selected according to the properties, viscosity, and coating amount of the coating agent (A).
  • the heating temperature is preferably room temperature (15 to 25 ° C.) to 200 ° C., more preferably 25 to 120 ° C., and further preferably 50 to 90 ° C.
  • the heating time is not particularly limited, and can be selected according to the properties, viscosity, and coating amount of the coating agent (A).
  • the heating time is preferably 15 minutes to 120 minutes, more preferably 20 minutes to 100 minutes, and even more preferably 20 to 80 minutes.
  • Coating Agent (B) contains a quaternary ammonium salt and / or a hydrolysis product (B-1) thereof.
  • a functional coating having functions such as antibacterial properties is formed on the primer coating by the coating agent (B).
  • Quaternary ammonium salt and / or hydrolysis product thereof (B-1)
  • the quaternary ammonium salt of the present invention and / or the hydrolysis product thereof is represented by the following formula (2).
  • n represents an integer of 1 to 4.
  • m represents an integer of 1 to 10.
  • p represents an integer of 10 to 22.
  • q represents an integer of 1 to 3.
  • the coating agent (B) preferably contains an organic acid or an inorganic acid. This is because by containing an organic acid or an inorganic acid in the coating agent (B), the acid is transferred from the functional coating of the top coat to the primer coating of the base coat, and the curing reaction of the primer coating is promoted.
  • the organic acid is not particularly limited, and a wide range of organic acids can be used.
  • the organic acid include trimesic acid (1,3,5 benzenetricarboxylic acid), citric acid, formic acid, acetic acid, glyoxylic acid, pyruvic acid, lactic acid, mandelic acid, vinyl acetic acid, 3-hydroxy entangling acid, oxalic acid, Maleic acid, malonic acid, methylmalonic acid, dimethylmalonic acid, phthalic acid, tartaric acid, fumaric acid, malic acid, succinic acid, glutaric acid, oxaloacetic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, melittoic acid, isocitric acid, aconitic acid, oxaloic acid Succinic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, caproic acid, octanoic acid, adipic
  • inorganic acids include divalent acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, chromic acid, carbonic acid, molybdic acid, hydrogen sulfide, sulfurous acid, thiosulfuric acid, selenic acid, telluric acid, telluric acid, tungstic acid, and phosphonic acid. And trivalent acids such as phosphoric acid, phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, and vanadic acid, and tetravalent or higher acids such as silicomolybdic acid, silicotungstic acid, pyrophosphoric acid, and tripolyphosphoric acid. When using an inorganic acid, hydrochloric acid and sulfuric acid are preferred. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
  • solvent and blending ratio of coating agent (B) The solvent of the coating agent (B) is not particularly limited.
  • a mixed solvent of alcohol and water can be used.
  • Alcohol is not particularly limited.
  • methanol isopropyl alcohol
  • ethanol isopropanol
  • ethanol isopropanol
  • ethanol isopropanol
  • 1-propanol 1-butanol
  • 2-butanol 2-butanol
  • 2-methyl-1-propanol 2-methyl-2-propanol
  • pentanol hexanol, heptanol
  • octanol Nonanol, decanol, trans-3-hexenol, linalool, geraniol, allyl alcohol, benzyl alcohol and the like.
  • Other solvents can also be used.
  • solvents include water and organic solvents, for example, linear hydrocarbon compounds such as hexane, heptane, octane, decane, and paraffin, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, cymene, and styrene.
  • linear hydrocarbon compounds such as hexane, heptane, octane, decane, and paraffin
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, cymene, and styrene.
  • terpene hydrocarbon compounds such as limonene, menthane, pinene, dipentene, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, ethyl bromide, propyl bromide, Halogenated hydrocarbon compounds such as bromobenzene, dibromobenzene and fluorobenzene, phenolic compounds such as phenol, cresol and xylenol, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, Ether compounds such as ruvinyl ether, anisole, phenetole, dibenzyl ether, dioxane, trioxane, furan, cineol, diethylene glycol diethyl ether, acetal, etc
  • the ratio between the amount of alcohol and the amount of water is not particularly limited.
  • the mixing ratio (mass ratio) of alcohol and water is alcohol: water, preferably 0.1: 99.9 to 99: 1, more preferably 10:90 to 95: 5, and particularly preferably 40:60 to 90. : 10.
  • the amount of the mixed solvent is preferably 50 to 99 parts by mass, more preferably 70 to 99 parts by mass, particularly preferably 90 to 97 parts by mass, when the total amount of the coating agent (B) is 100 parts by mass.
  • the blending amount of the quaternary ammonium salt and / or its hydrolysis product (B-1) is not particularly limited.
  • the total coating agent (B) is 100 parts by mass, it is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 15 parts by mass, and particularly preferably 0.1 to 8 parts by mass. .
  • the compounding amount of the organic acid or inorganic acid is not particularly limited.
  • the total coating agent (B) is 100 parts by mass, it is preferably 0.2 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 5 parts by mass, and particularly preferably 0.2 to 2 parts by mass. .
  • the method for applying the coating agent (B) onto the primer-treated resin substrate is not particularly limited, and the properties, viscosity and coating amount of the coating agent (B) are not limited. It can be selected according to. It can be selected from known methods such as spray coating, dip coating, roller coating and curtain flow coater coating. Among these, since it can apply
  • the coating amount (wet) of the coating agent (B) is not particularly limited and can be selected according to the properties and viscosity of the coating agent (B). For example, it is preferably 3 to 400 g / m 2 , more preferably 3 to 300 g / m 2 , and still more preferably 3 to 150 g / m 2 .
  • Curing of the coating agent (B) is usually performed at room temperature or by heating.
  • the heating temperature is not particularly limited and can be selected according to the properties, viscosity, and coating amount of the coating agent (B).
  • the heating temperature is preferably room temperature (15 to 25 ° C.) to 200 ° C., more preferably 25 to 120 ° C., and further preferably 50 to 90 ° C.
  • the heating time is not particularly limited and can be selected according to the properties, viscosity, and coating amount of the coating agent (B).
  • the heating time is preferably 15 minutes to 120 minutes, more preferably 20 minutes to 100 minutes, and even more preferably 20 to 80 minutes.
  • the coating agent set of the present invention includes a coating agent (A) and a coating agent (B).
  • the use of the coating agent set is not particularly limited, but can be suitably used for antibacterial coating.
  • the resin base material in which the coating agent set of the present invention is used is not particularly limited.
  • the resin constituting the resin substrate include olefin resins such as polypropylene (PP), low density polyethylene (LDPE), and high density polyethylene (HDPE), ABS resin, styrene-acrylonitrile copolymer (SAN resin), Styrenic resin such as acrylonitrile-polyethylene chloride-styrene copolymer (ACS), polyacetal (POM) resin such as polyoxymethylene homopolymer, vinyl chloride resin such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, ethylene vinyl chloride acetic acid Vinyl chloride copolymer resins such as vinyl copolymers, ethylene vinyl chloride copolymers, acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate resins such as polycarbonate (PC) and modified polycarbonate, polystyrene, high impact polymers Rubber-reinforced styrene resins such
  • thermosetting resins such as epoxy based.
  • these resins include organic pigments, inorganic pigments, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, additives such as antistatic agents, organic and inorganic aggregates, glass fibers, etc.
  • the filler may be added.
  • it is a seed.
  • fiber reinforced plastic (FRP) in which fibers and aggregates are added to a thermosetting resin is also preferably used.
  • the functional coating can be firmly fixed to the resin base material using these resins according to the present invention.
  • Water member The water member formed by coating with the coating agent set of the present invention is not particularly limited. It can be widely applied to members around water. Examples of water-circulating members include bathroom hair catchers, bathroom floors such as unit baths, bathroom floor drain traps, drain plates, bathtub drain plugs, sink sink traps for system kitchens, waste garbage baskets, drain plates, and toiletries Suitable examples include a wash bowl for a table, a drain trap for the wash bowl, and a drain plug.
  • a quaternary ammonium salt silane coating was fixed on a metal substrate such as stainless steel as described below.
  • a metal substrate such as stainless steel
  • the hydroxyl group (—OH) on the stainless steel surface and the hydroxyl group (—OH) of the quaternary ammonium salt were dehydrated to form a covalent bond.
  • the quaternary ammonium salt silane coating could not be fixed. This is because, as described below, since the polypropylene resin (PP) has no functional group that reacts with the hydroxyl group (—OH) of the quaternary ammonium salt, a bond cannot be formed.
  • the present inventors interpose a silane-based coating on a resin substrate by interposing a primer between the silane-based coating and the resin substrate.
  • the primer contains a compound that exerts an intermolecular force on a resin base material having no reactive group and a compound that can be chemically bonded to a silane-based coating agent.
  • silane-based coating could be fixed.
  • a PP base material is actually used as a resin base material, and polyacrylic acid (Polyflow WS, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., containing 40% active ingredient as a polyacrylic acid) is used as a primer coating agent.
  • polyacrylic acid Polyflow WS, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., containing 40% active ingredient as a polyacrylic acid
  • a coating agent containing tetrabutoxysilane for the top coating, a coating agent containing silane-modified quaternary ammonium salt (3-trimethoxysilylpropyloctadecyldimethylammonium chloride, trade name: AEM 5700, manufactured by Microban, containing about 40% as an active ingredient), and trimesic acid is used. It was. Then, the silane coating was firmly fixed on the resin base material.
  • the mechanism of action of the primer coating agent is estimated as follows.
  • the polyacrylic acid in the primer exerts an intermolecular force on the PP base material having no reactive group.
  • the carboxyl group (—COOH) of polyacrylic acid forms a hydrogen bond with a hydroxyl group (—OH) derived from tetrabutoxysilane.
  • a hydroxyl group (—OH) derived from tetrabutoxysilane causes a condensation reaction with a hydroxyl group (—OH) derived from other tetrabutoxysilane to form a covalent bond.
  • the hydroxyl group (—OH) derived from tetrabutoxysilane forms a covalent bond by dehydration condensation with the hydroxyl group (—OH) of a quaternary ammonium salt.
  • Trimesic acid forms a hydrogen bond with a hydroxyl group (—OH) derived from tetrabutoxysilane or a hydroxyl group (—OH) of a quaternary ammonium salt. It is presumed that the silane coating is firmly fixed on the resin base material via the primer by these intermolecular forces, covalent bonds, and hydrogen bonds.
  • the spectrum by the Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) was observed about the coating for topcoat containing a quaternary ammonium salt and trimesic acid.
  • the results are shown in FIG.
  • the quaternary ammonium salt simple substance and the trimesic acid simple substance are compared with the coating.
  • 3548cm -1, 3352cm -1, 3186cm -1, to 3108cm -1 which is a new peak having different observation quaternary ammonium salt alone or trimesic acid alone.
  • This is considered to suggest an intermolecular hydrogen bond or an intramolecular hydrogen bond between the quaternary ammonium salt and trimesic acid.
  • the new peak observed at 1238 cm ⁇ 1 is considered to suggest an intermolecular hydrogen bond of trimesic acid. This spectrum is taken into account in order to infer the working mechanism of the primer coating.
  • base materials polypropylene resin (PP), ABS resin (ABS), POM resin (POM), vinyl chloride resin (vinyl chloride), acrylic resin (acrylic), polycarbonate resin (polycarbonate), polyethylene resin (PE), unsaturated polyester thermosetting resin, acrylic thermosetting resin, and stainless steel (SUS304) were used.
  • PP polypropylene resin
  • ABS resin ABS resin
  • POM resin POM resin
  • vinyl chloride resin vinyl chloride
  • acrylic resin acrylic
  • polycarbonate resin polycarbonate
  • PE polyethylene resin
  • ASUS304 stainless steel
  • Coating treatment was performed as follows. [2-1] Primer formulation (coating agent (A) formulation) The primer formulation is shown in Table 1. Tetrabutoxysilane and polyacrylic acid were added to a predetermined amount of solvent in this order, and the mixture was stirred for 1 hour with a magnetic stirrer.
  • Table 2 shows the preparation of the quaternary ammonium salt silane coating agent.
  • the blending procedure is as follows. As shown in the following recipe, trimesic acid was mixed with IPA (isopropyl alcohol) until dissolved with a magnetic stirrer. On the other hand, the quaternary ammonium salt-containing silane shown below was mixed in pure water until dissolved with a magnetic stirrer. The two solutions thus prepared were combined and mixed for 10 minutes to obtain a coating agent.
  • IPA isopropyl alcohol
  • samples subjected to primer treatment and quaternary ammonium salt treatment and two types of samples subjected to only quaternary ammonium salt treatment were prepared.
  • the degreasing treatment is performed even for the sample subjected to only the quaternary ammonium salt treatment.
  • BPB solution (which will be described in detail later) was dropped on the sample after the durability test, and judged by visual wettability.
  • the coating for slime suppression is colored with a BPB solution.
  • BPB solution 0.4 g / L Bromophenol blue (Kanto Chemical) pH range: 3.0 (yellow) to 4.6 (blue purple)
  • Coating treatment was performed as follows. [2-1] Primer formulation (coating agent (A) formulation) The primer formulation is shown in Table 4. Tetrabutoxysilane and polyacrylic acid were added to a predetermined amount of solvent in this order, and the mixture was stirred for 1 hour with a magnetic stirrer. In addition, since the usable time after preparation was unknown, it was used during the day.
  • [2-3] Treatment process (sample preparation) The processing steps for various substrates are shown below.
  • the primer is composed of alkoxysilane (tetrabutoxylan) and polyacrylic acid. From various analyses, it was found that a curing reaction (dehydration condensation polymerization of silanol) occurred in the primer when a quaternary ammonium salt silane coating agent was applied and heated. It was speculated that the “acid contained in the overcoated silane-based coating” might promote the curing of the primer layer. Therefore, here, the following experiment was conducted in order to determine whether it was possible to add an acid to the primer itself instead of the top-coated silane-based coating.
  • Test method A predetermined amount of the acid shown in Table 11 was added to the primer formulation shown in Table 10, and the change in the state of the primer was observed.
  • the primer solution became cloudy.
  • the cloudiness is presumed to be a product of sedimentation, gelation, etc. of the components, and it was found that it becomes unusable by adding an acid to the primer. Therefore, it was found that the primer of the present invention is cured by an acid, but substantially no acid can be added to the primer composition.
  • Table 13 shows the preparation of the silane coating agent used. Here, trimesic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and citric acid were used.
  • a resin-treated product was prepared by using the primer coating agent of the present invention and using a quaternary ammonium salt silane coating agent as an overcoat. This resin-treated product was subjected to a durability test.
  • a primer was spray applied to the PP substrate.
  • the coating amount was adjusted to be 10 g / m 2 by WET. After setting for 5 minutes, it was heated with a dryer at 60 ° C. for 60 minutes.
  • Quaternary ammonium salt silane coating treatment A silane coating agent was prepared according to the formulation shown in Table 16. Specifically, 15.16 g of pure water was mixed with 75.80 g of IPA (Wako Pure Chemical Industries), and after sufficiently stirring with a magnetic stirrer, 1.25 g of trimesic acid (Tokyo Kasei) was added and completely dissolved.
  • Silane-modified quaternary ammonium salt (trade name: AEM 5700, manufactured by Microban) (4.00 g) was mixed with pure water (3.79 g) and stirred with a magnetic stirrer. The two solutions were mixed and stirred with a magnetic stirrer for 60 minutes to prepare a quaternary ammonium salt-based silane coating agent.
  • a quaternary ammonium salt silane coating was spray applied to the primer treated PP substrate.
  • the coating amount was adjusted to be 60 g / m 2 by WET. After setting for 5 minutes, the sample was heated for 30 minutes with a dryer at 60 ° C. to obtain a PP sample treated with a quaternary ammonium salt.
  • Durability test A PP sample treated with a quaternary ammonium salt was subjected to a durability test. The persistence of the initial function and the function after the durability test was evaluated by the antibacterial activity value of the antibacterial test. Evaluation was performed as follows. Antibacterial test It was carried out in E. coli according to JIS Z2801. In the antibacterial test, an antibacterial activity value of 2.0 or more was determined as antibacterial persistence. The function after the durability test was evaluated by measuring the antibacterial activity value after performing the following various tests. ⁇ 1> Warm water test ⁇ 1-1> A PP sample was immersed in 70 ° C. warm water for 200 hours. ⁇ 1-2> The PP sample was immersed in warm water at 70 ° C. for 500 hours.
  • a hair dye manufactured by Hoyu Co., Ltd., trade name: BIGEN
  • the ⁇ 6-5> PP sample was immersed in a sodium hypochlorite detergent (trade name: Pipe Finish, manufactured by Johnson Co., Ltd.) for 2 hours.
  • a ⁇ 6-6> PP sample was coated with a mold remover (trade name Mold Killer, manufactured by Johnson Co., Ltd.) and allowed to stand for 2 hours.
  • a ⁇ 6-7> PP sample was coated with a bath detergent stock solution (trade name: Bath Magiclin, manufactured by Kao Corporation) and allowed to stand for 24 hours.
  • the ⁇ 6-8> PP sample was immersed in a bleach stock solution (trade name: Wide Hiter, manufactured by Kao Corporation) for 24 hours.
  • the ⁇ 6-9> PP sample was immersed in a stock detergent for household use (trade name: Easy My Pet, manufactured by Kao Corporation) for 24 hours.
  • the ⁇ 6-10> PP sample was immersed in a glass cleaner (trade name Glass Magiclin, manufactured by Kao Corporation) for 24 hours.
  • the ⁇ 6-11> PP sample was immersed in a 10% aqueous bath solution (trade name Bab, manufactured by Kao Corporation) for 24 hours.
  • the antibacterial activity value of 2.0 or more was maintained after all the durability tests conducted. In particular, even after most endurance tests, the initial antibacterial activity value 6.1 (upper limit value on the test) was maintained. Therefore, it turned out that it has the outstanding durability. Thus, even with the PP sample, it was confirmed that by using the primer, the antibacterial coating was maintained even after the durability test, and the durability was excellent.
  • the quaternary ammonium salt is immobilized on the surface of the resin hair catcher using the primer of the present invention and the quaternary ammonium salt silane coating agent. Suppression of slime is achieved. Thus, the cleanliness can be effectively maintained by taking measures to prevent slime in both the drain outlet and the hair catcher.
  • FIG. 4 shows a photograph of the example, in which the score is “1” and it is evaluated that “almost no slime is attached”. As shown in this photograph, no slime can be confirmed visually.
  • FIG. 5 shows a photograph of a reference example having a score of “3” and evaluated as “partially sticky slime”.
  • the quaternary ammonium salt-based silane coating can be applied to the resin substrate by using the primer of the present invention. Moreover, even if it was a resin base material, like the stainless steel base material, by using a primer, the coating was maintained after the durability test, and it was confirmed that the resin base material was excellent in durability.
  • the present invention is suitably applied to a resin-made hair catcher installed at a bathroom drain outlet, and it has been confirmed that the slime suppressing effect is very high. In addition, this invention is not limited to the Example demonstrated with the said description and drawing.
  • the present invention relates to a bathroom hair catcher, a bathroom floor such as a unit bath, a bathroom floor drain trap, a drain plate, a bathtub drain plug, a sink drain trap of a system kitchen etc., a waste garbage basket, a drain plate, and a toilet bowl It can be widely applied to members around the water such as drain traps and drain plugs of wash bowls.

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Abstract

シラン系のコーティングを樹脂基材上に耐久性が高い状態で固定することを目的とする。シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定するためのプライマー用のコーティング剤である。ポリアクリル酸、並びに、分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物、が含有される。本発明のプライマー用のコーティング剤を用いると、樹脂基材上にヌメリの抑制効果を付与するためのコーティングを形成できる。

Description

コーティング剤、コーティング剤セット、及び水回り部材
 本発明はコーティング剤、コーティング剤セット、及び水回り部材に関するものである。
 システムキッチンのシンクに設置された排水トラップ、この排水トラップ上に配置された排水ゴミカゴ、この排水ゴミカゴの開口部を覆う排水プレート等の水回り部材の表面には、ヌメリが生じ、臭気が発生することがある。これは、食材や油脂などの汚れ成分が付着、残存することによって、細菌が繁殖することに起因している。
 水回り部材用のコーティング剤として、特許文献1に開示されたものが知られている。特許文献1では、シラン系のコーティング剤として、特定の4級アンモニウム塩と、炭素数6以上の炭化水素基及び2以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸とを含む抗菌処理剤が提案されている。具体的には、3-トリメトキシシリルプロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライドと、トリメシン酸等の組み合わせを特徴とした抗菌処理剤が開示されている。この技術は、抗菌性が強い4級アンモニウム塩をステンレス等の金属製の水回り部材上に固定することで、菌を抑制して、ヌメリの発生を抑制するメカニズムを採用している。この技術を用いれば、水回り部材に、耐熱水性にも優れた抗菌処理面を形成することができる。
特開2015-67657号公報
 しかしながら、この技術では、ステンレス等の金属や、ガラス等の基材にシラン系のコーティングを固定できるが、樹脂等の基材にはシラン系のコーティングを固定することは困難であり、また耐久性が確保できなかった。
 本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、シラン系のコーティングを樹脂基材上に、好ましくは耐久性が高い状態で固定することを目的とする。
 本発明者らは、上記従来技術を鑑み、鋭意研究を重ねた結果、新規なプライマー用のコーティング剤を開発した。
 そして、この新規なコーティング剤を用いると、シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定できるという予想外の事実を見いだした。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
 すなわち、請求項1に記載の発明は、
 シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定するためのプライマー用のコーティング剤であって、
 下記式(1)で表される繰り返し単位を有する重合体(A-1)、並びに、
 分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)、が含有されたコーティング剤(A)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

(式(1)において、Rは水素原子、またはメチル基を示す。Xは、水素原子、Na、又はKを示す。)
 請求項2に記載の発明は、
 請求項1に記載のコーティング剤(A)と、
 下記式(2)で表される4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物(B-1)が含有されたコーティング剤(B)と、を備えてなるコーティング剤セットである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

(式(2)において、nは1~4の整数を示す。mは1~10の整数を示す。pは10~22の整数を示す。qは1~3の整数を示す。)
 請求項3に記載の発明は、
 コーティング剤(B)には、有機酸又は無機酸が含まれていることを特徴とする請求項2に記載のコーティング剤セット。
 請求項4に記載の発明は、
 抗菌性コーティング用であることを特徴とする請求項2又は3に記載のコーティング剤セットである。
 請求項5に記載の発明は、
 前記樹脂基材が、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、POM樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂、及びアクリル系熱硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のコーティング剤セットである。
 請求項6に記載の発明は、
 前記アルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)が4つの官能基を有することを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載のコーティング剤セットである。
 請求項7に記載の発明は、
 請求項2乃至6のいずれか一項に記載のコーティング剤セットによりコーティングしてなることを特徴とする水回り部材である。
 本発明のプライマー用のコーティング剤によれば、シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定できる。
 本発明のコーティング剤セットによれば、シラン系のコーティングが樹脂基材上に固定された水回り部材が提供される。
 本発明の水回り部材は、抗菌性があり、耐熱水性にも優れている。
4級アンモニウム塩、及びトリメシン酸を含有する上塗り用のコーティングの一例のフーリエ変換型赤外分光法(FT‐IR)によるスペクトルである。 樹脂処理品の作製プロセスを示す図である。 実曝試験の結果を示すグラフである。 実曝試験の実施例のうち、点数が「1」であり、「殆どヌメリが付着していない」と評価されたものの写真である。 実曝試験の比較例のうち、点数が「3」であり、「しっかりとしたヌメリが一部付着している」と評価されたものの写真である。
 本発明における好ましい実施の形態を説明する。
<<〔1〕プライマー用のコーティング剤(A)>>
 本発明のコーティング剤(A)は、シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定するためのプライマー用のコーティング剤である。このコーティング剤によって、プライマーコーティングが形成される。
 そして、コーティング剤(A)は、重合体(A-1)、並びに、
 分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)、を含有する。
 まず、本発明のコーティング剤(A)によって固定されるシラン系のコーティングについて説明する。
〔1-1〕シラン系のコーティング剤
 本発明のコーティング剤(A)により、樹脂基材上に固定されるコーティング形成用のコーティング剤としては、特に限定されないが、フッ素系シランコーティング剤、シリコーン系シランコーティング剤、4級アンモニウム塩系シランコーティング剤が好適に例示される。本発明のコーティング剤(A)は、これらのシラン系コーティング剤のプライマー用として好適に用いられる。
 フッ素系シランコーティング剤としては、フッ素原子を分子中に有しているシランコーティング剤であれば、特に限定されないが、パーフルオロポリエーテル変性アミノシラン及びその部分加水分解縮合物が好適に挙げられる。例えば、特開平11-29585に記載されたものが例示される。
 具体的には、下記式で表される化合物が好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 シリコーン系シランコーティング剤としては、シラン変性シリコーンが好適に挙げられ、特に両末端シラン変性シリコーンが好ましい。
 具体的には、下記式で表される化合物が好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 4級アンモニウム塩系シランコーティング剤に関しては、特に限定されないが、後に詳細に説明するコーティング剤(B)が特に好ましい。
〔1-2〕重合体(A-1)
 重合体(A-1)は、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

(式(1)において、Rは水素原子、またはメチル基を示す。Xは、水素原子、Na、又はKを示す。)
 重合体(A-1)としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体や、これらの塩が挙げられる。なお、本明細書においては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸をまとめて、ポリ(メタ)アクリル酸ともいう。
 また、重合体(A-1)は、ポリ(メタ)アクリル酸の部分中和物であってもよい。このようなポリ(メタ)アクリル酸の部分中和物は、ポリ(メタ)アクリル酸を適当なアルカリ、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属化合物で適宜中和することによって得られる。
 重合体(A-1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記式(1)以外の構成単位をさらに含んでいてもよい。例えば、スチレン系モノマー単位など、(メタ)アクリルモノマー単位以外のモノマー単位が含まれていてもよい。
 なお、重合体(A-1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 重合体(A-1)の重合度は、特に制限されない。重合度は好ましくは100~10000であり、より好ましくは200~5000であり、特に好ましくは300~1000である。これらの中でも特に重合度300~1000のポリアクリル酸を使用すると、プライマーとして優れた効果が得られる。
 重合体(A-1)は、以上説明したように種々の重合体を採用することができるが、これらの中でも特に重合度300~1000のポリアクリル酸が好ましい。
〔1-3〕分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)
 本発明において、分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシランとしては、2~4官能のアルコキシシランを幅広く用いることができる。
 アルコキシシランの加水分解生成物とは、アルコキシシランの化合物に水を添加して、アルコキシ基の一部または全部をヒドロキシ基としたものである。
 更に、アルコキシ基の加水分解に引き続き、これらが部分的に縮合反応していてもよい。この縮合反応によって加水分解生成物同士が共有結合によって強固に結合されることになる。
 2官能以上のアルコキシシランとしては、下記式で表される化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

 上記一般式において、nは1~4の整数を示す。
 また、上記一般式において、R及びRは、それぞれ独立に、OC2m+1(但し、mは1~4の整数を示す。)または任意の有機鎖を示す。OC2m+1または任意の有機鎖としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、脂環式骨格を有する炭素数3~8の1価の炭化水素基、炭素数1~4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基が挙げられる。RとRは相互に同一であっても、異なってもよい。
 上記一般式を構成する置換基R、Rが、炭素数1~18の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基である場合、これらは直鎖状でもよいし、分岐状でもよい。その例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルへキシル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等が挙げられる。
 置換基R、Rが、脂環式骨格を有する炭素数3~8の1価の炭化水素基である場合、その例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルネン基等が挙げられる。
 置換基R、Rが、炭素数1~18の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基である場合、その例としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
 本発明では、分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物が、4つの官能基を有することが好ましい。4つの官能基を有することにより、プライマーとしての機能が効果的に発揮されるからである。
 4つの官能基を有するアルコキシシランとしては、特に限定されないが、下記式で表される化合物を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

 上記一般式において、nは1~4の整数を示す。
 アルコキシシランとしては、具体的には、例えばテトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン等のジアルコキシシラン類等を用いることができる。これらのうち、本発明においては反応性の観点から、テトラブトキシシランが好ましく用いられる。
 アルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
〔1-4〕コーティング剤(A)の溶媒、配合比率
 コーティング剤(A)の溶媒は、特に限定されない。例えば、アルコールを用いることができる。アルコールは、特に限定されない。例えば、1-ブタノール、2-ブタノール、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、トランス-3-ヘキセノール、リナロール、ゲラニオール、アリルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
 また、他の溶媒も使用することができる。他の溶媒としては、水や有機溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、パラフィン等の直鎖炭化水素系化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、シメン、スチレン等の芳香族炭化水素系化合物、リモネン、メンタン、ピネン、ジペンテン等のテルペン系炭化水素系化合物、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、臭化エチル、臭化プロピル、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、フルオロベンゼン等のハロゲン化炭化水素化合物、フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール系化合物、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルビニルエーテル、アニソール、フェネトール、ジベンジルエーテル、ジオキサン、トリオキサン、フラン、シネオール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、アセタール等のエーテル系化合物、アセトン、メチルエチルケトン、2-ヘキサノン、シクロヘキサノン等のケトン系化合物、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、オレイン酸、無水酢酸等の脂肪酸系化合物、蟻酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、吉草酸エステル、ヘプチル酸エステル、ヘプテンカルボン酸エステル、オクテンカルボン酸エステル、ラウリン酸エステル、ミリスチン酸エステル、安息香酸エステル、フェニル酢酸エステル、桂皮酸エステル、フタル酸エステル、サリチル酸エステル、アニス酸エステル、アンスラニル酸エステル、メチルアンスラニル酸エステル、菊酸エステル等のエステル系化合物、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル、メチルアミン、ジメチルアミン、アリルアミン、アニリン、N,N-ジメチルアニリン、トルイジン、ピリジン、キノリン、エチレンジアミン、ホルムアミド、ピロリドン、ε-カプロラクタム等の窒素化合物、二硫化炭素、硫化ジメチル、チオフェン等の硫黄化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系化合物、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-フェノキシエタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系化合物、ごま油、リノール油、サラダ油等が挙げられる。
 溶媒は、1種もしくは2種以上を混合して用いることも可能である。
 重合体(A-1)の配合量は、特に限定されない。例えば、コーティング剤(A)全体を100質量部とした場合に、好ましくは0.05~10質量部、更に好ましくは0.1~5質量部、特に好ましくは0.1~3質量部である。
 アルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物の配合量は、特に限定されない。例えば、コーティング剤(A)を100質量部とした場合に、好ましくは0.1~20質量部、更に好ましくは0.5~15質量部、特に好ましくは1.0~10質量部である。
〔1-5〕コーティング剤(A)の塗布、硬化
 樹脂基材上にプライマー用のコーティング剤(A)を塗布する方法としては特に制限はなく、コーティング剤(A)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。スプレー塗布、浸漬塗布、ローラー塗り、カーテンフローコーター塗布等の公知の方法より選択できる。これらの中でも、樹脂基材上に均一に塗布できることから、スプレー塗布が好適に用いられる。
 コーティング剤(A)の塗布量(wet)は、特に限定されず、コーティング剤(A)の性状や粘度に合わせ選択することができる。例えば、好ましくは3~100g/mであり、より好ましくは3~80g/mであり、さらに好ましくは5~50g/mである。
 コーティング剤(A)の硬化は、通常、常温または加熱によって行われる。加熱温度は特に限定されず、コーティング剤(A)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。例えば、加熱温度は、好ましくは室温(15~25℃)~200℃であり、より好ましくは25~120℃であり、さらに好ましくは50~90℃である。
 加熱時間は特に限定されず、コーティング剤(A)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。例えば、加熱時間は、好ましくは15分~120分であり、より好ましくは20分~100分であり、さらに好ましくは20~80分である。
<<〔2〕コーティング剤(B)>>
 コーティング剤(B)は、4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物(B-1)を含有する。コーティング剤(B)によって、プライマーコーティングの上に、抗菌性等の機能を有する機能コーティングが形成される。
〔2-1〕4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物(B-1)
 本発明の4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物は、下記式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

(式(2)において、nは1~4の整数を示す。mは1~10の整数を示す。pは10~22の整数を示す。qは1~3の整数を示す。)
 本発明において、上記(2)で表される化合物のうち好ましい化合物を以下に挙げる。この化合物は、(2)の化合物において、n=1、m=3、p=18、q=1としたものであり、3-トリメトキシシリルプロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライドである。この化合物は、抗菌性、安全性の面で好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
〔2-2〕有機酸又は無機酸
 コーティング剤(B)には、有機酸又は無機酸が含まれていることが好ましい。
有機酸又は無機酸をコーティング剤(B)に含有させることで、上塗りの機能コーティングから、下塗りのプライマーコーティングに酸が移行して、プライマーコーティングの硬化反応が促進するからである。
 有機酸としては、特に限定されず、幅広い有機酸を用いることができる。有機酸としては、例えば、トリメシン酸(1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、クエン酸、ギ酸、酢酸、グリオキシル酸、ピルビン酸、乳酸、マンデル酸、ビニル酢酸、3-ヒドロキシ絡酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、フタル酸、酒石酸、フマル酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、オキサロ酢酸、ヘミメリト酸、トリメリト酸、メリト酸、イソクエン酸、アコニット酸、オキサロコハク酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、カプロン酸、オクタン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アクリル酸、プロピオール酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、安息香酸、ケイヒ酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フランカルボン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、イソニコチン酸、グリコール酸、サリチル酸、クレオソート酸、バニリン酸、シリング酸、ピロカテク酸、レソルシル酸、ゲンチジン酸、プロカテク酸、オルセリン酸、没食子酸、タルトロン酸、ロイシン酸、メバロン酸、パントイン酸、リシノール酸、リシネライジン酸、セレブロン酸、シトラマル酸、キナ酸、シキミ酸、マンデル酸、ベンジル酸、アトロラクチン酸,メリロト酸、フロレト酸、クマル酸、ウンベル酸、カフェー酸、フェルラ酸、イソフェルラ酸、シナピン酸、等の有機酸、及び、無水マレイン酸、無水プロピオン酸、無水コハク酸、無水フタル酸、等の有機酸の酸無水物などが挙げられる。有機酸を使用する場合は、トリメシン酸、クエン酸であることが好ましい。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、炭酸、モリブデン酸、硫化水素、亜硫酸、チオ硫酸、セレン酸、テルル酸、亜テルル酸、タングステン酸、ホスホン酸等の二価の酸、リン酸、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、バナジン酸等の三価の酸、ケイモリブデン酸、ケイタングステン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等の四価以上の酸などが挙げられる。無機酸を使用する場合は、塩酸、硫酸であることが好ましい。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
〔2-3〕コーティング剤(B)の溶媒、配合比率
 コーティング剤(B)の溶媒は、特に限定されない。例えば、アルコールと水の混合溶媒を用いることができる。アルコールは、特に限定されない。例えば、イソプロピルアルコール(2-プロパノール)、メタノール、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、トランス-3-ヘキセノール、リナロール、ゲラニオール、アリルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
 また、他の溶媒も使用することができる。他の溶媒としては、水や有機溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、パラフィン等の直鎖炭化水素系化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、シメン、スチレン等の芳香族炭化水素系化合物、リモネン、メンタン、ピネン、ジペンテン等のテルペン系炭化水素系化合物、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、臭化エチル、臭化プロピル、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、フルオロベンゼン等のハロゲン化炭化水素化合物、フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール系化合物、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルビニルエーテル、アニソール、フェネトール、ジベンジルエーテル、ジオキサン、トリオキサン、フラン、シネオール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、アセタール等のエーテル系化合物、アセトン、メチルエチルケトン、2-ヘキサノン、シクロヘキサノン等のケトン系化合物、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、オレイン酸、無水酢酸等の脂肪酸系化合物、蟻酸エステル、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、吉草酸エステル、ヘプチル酸エステル、ヘプテンカルボン酸エステル、オクテンカルボン酸エステル、ラウリン酸エステル、ミリスチン酸エステル、安息香酸エステル、フェニル酢酸エステル、桂皮酸エステル、フタル酸エステル、サリチル酸エステル、アニス酸エステル、アンスラニル酸エステル、メチルアンスラニル酸エステル、菊酸エステル等のエステル系化合物、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル、メチルアミン、ジメチルアミン、アリルアミン、アニリン、N,N-ジメチルアニリン、トルイジン、ピリジン、キノリン、エチレンジアミン、ホルムアミド、ピロリドン、ε-カプロラクタム等の窒素化合物、二硫化炭素、硫化ジメチル、チオフェン等の硫黄化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系化合物、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-フェノキシエタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系化合物、ごま油、リノール油、サラダ油等が挙げられる。
 溶媒は、1種もしくは2種以上を混合して用いることも可能である。
 溶媒として、アルコールと水の混合溶媒を用いる場合には、アルコールの量と、水の量の割合は特に限定されない。
 アルコールと水の混合比率(質量比)は、アルコール:水で、好ましくは0.1:99.9~99:1、更に好ましくは10:90~95:5、特に好ましくは40:60~90:10である。混合溶媒の量は、コーティング剤(B)全体を100質量部とした場合に、好ましくは50~99質量部、更に好ましくは70~99質量部、特に好ましくは90~97質量部である。
 4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物(B-1)の配合量は、特に限定されない。例えば、コーティング剤(B)全体を100質量部とした場合に、好ましくは0.1~20質量部、更に好ましくは0.1~15質量部、特に好ましくは0.1~8質量部である。
 有機酸又は無機酸の配合量は、特に限定されない。例えば、コーティング剤(B)全体を100質量部とした場合に、好ましくは0.2~10質量部、更に好ましくは0.2~5質量部、特に好ましくは0.2~2質量部である。
〔2-4〕コーティング剤(B)の塗布、硬化
 プライマー処理した樹脂基材上にコーティング剤(B)を塗布する方法としては特に制限はなく、コーティング剤(B)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。スプレー塗布、浸漬塗布、ローラー塗り、カーテンフローコーター塗布等の公知の方法より選択できる。これらの中でも、樹脂基材上に均一に塗布できることから、スプレー塗布が好適に用いられる。
 コーティング剤(B)の塗布量(wet)は、特に限定されず、コーティング剤(B)の性状や粘度に合わせ選択することができる。例えば、好ましくは3~400g/mであり、より好ましくは3~300g/mであり、さらに好ましくは3~150g/mである。
 コーティング剤(B)の硬化は、通常、常温または加熱によって行われる。加熱温度は特に限定されず、コーティング剤(B)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。例えば、加熱温度は、好ましくは室温(15~25℃)~200℃であり、より好ましくは25~120℃であり、さらに好ましくは50~90℃である。
 加熱時間は特に限定されず、コーティング剤(B)の性状や粘度、塗布量に合わせ選択することができる。例えば、加熱時間は、好ましくは15分~120分であり、より好ましくは20分~100分であり、さらに好ましくは20~80分である。
<<〔3〕コーティング剤セット>>
 本発明のコーティング剤セットは、コーティング剤(A)と、コーティング剤(B)と、を備えている。コーティング剤セットの用途は、特に限定はされないが、抗菌性コーティングに好適に用いることができる。
 本発明のコーティング剤セットが用いられる樹脂基材は特に限定されない。樹脂基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のオレフィン系樹脂、ABS樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)、アクリロニトリル-塩化ポリエチレン-スチレン共重合体(ACS)、等のスチレン系樹脂、ポリオキシメチレンホモポリマー等のポリアセタール(POM)樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、エチレン塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系共重合樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート(PC)、変性ポリカーボネート等のポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、ミディアムインパクトポリスチレンのようなゴム補強スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PETP、PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBTP、PBT)等のポリエステル系樹脂、ポリアミド66、ポリアミド6、ポリアミド46等のポリアミド系樹脂、ポリオキシメチレンコポリマー、その他のエンジニアリング樹脂、スーパーエンジニアリング樹脂、例えば、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PSU)、セルロースアセテート(CA)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、エチルセルロース(EC)等のセルロース誘導体、不飽和ポリエステル系、アクリル系、ビニルエステル系、ウレタン系、エポキシ系等の熱硬化性樹脂が挙げられる。また、樹脂単体に限らず、これら樹脂には、有機顔料、無機顔料、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等の添加剤、有機・無機の骨材、ガラス繊維等のフィラーを添加しても良い。
 本発明では、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、POM樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂、及びアクリル系熱硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、熱硬化性樹脂に繊維・骨材を添加した繊維強化プラスチック(FRP)も好適に用いられる。
 これらの樹脂を用いた樹脂基材には、本発明により機能コーティングを強固に固定できる。
<<〔4〕水回り部材>>
 本発明のコーティング剤セットによりコーティングしてなる水回り部材は、特に限定されない。水回り周辺の部材に広く適用することができる。水回り部材としては、例えば、浴室ヘアキャッチャー、ユニットバス等の浴室床、浴室床の排水トラップ、排水プレート、浴槽の排水栓、システムキッチン等のシンクの排水トラップ、排水ゴミカゴ、排水プレート、洗面化粧台の洗面ボール、洗面ボールの排水トラップ、排水栓等が好適に挙げられる。
<<〔5〕本発明の背景及び作用機構>>
 ここで、本発明がなされた背景及び推定される作用機構について説明する。以下の説明では、シラン系のコーティング剤として、4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を例に説明するが、その他のシラン系のコーティング剤においても同様である。
 本願発明がなされる前には、下記のように、ステンレス等の金属基材の上に、4級アンモニウム塩系シランコーティングが固定されていた。この場合、ステンレス表面の水酸基(-OH)と、4級アンモニウム塩の水酸基(-OH)とが脱水重合することにより共有結合を形成していた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一方、ポリプロピレン樹脂(PP)等の樹脂基材の場合には、4級アンモニウム塩系シランコーティングが固定できなかった。これは、下記のように、ポリプロピレン樹脂(PP)には、4級アンモニウム塩の水酸基(-OH)と反応する官能基がないから、結合を形成できなかったからである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 このような背景の下、本発明者らは、下記概略図に示すように、シラン系のコーティングと、樹脂基材との間にプライマーを介入させることで、樹脂基材にシラン系のコーティングを固定するという着想を得た。
 すなわち、プライマーには、反応基がない樹脂基材に対して分子間力が作用する化合物と、シラン系のコーティング剤に対して化学結合可能な化合物とを含有させることにより、樹脂基材上にシラン系のコーティングを固定できると考えた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 そして、本発明の好適な一例として、実際に、樹脂基材としてPP基材を用い、プライマー用のコーティング剤として、ポリアクリル酸(ポリフローWS、共栄社化学製、ポリアクリル酸として有効成分40%含有)及びテトラブトキシシランを含有するコーティング剤を用いて実験した。上塗りには、シラン変性4級アンモニウム塩(3-トリメトキシシリルプロピルオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド 商品名:AEM 5700、Microban製、有効成分として約40%含有)、及びトリメシン酸が含まれたコーティング剤を用いた。すると、樹脂基材の上にシランコーティングが強固に固定された。プライマー用のコーティング剤の作用機構は下記のように推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 プライマー中のポリアクリル酸は、反応基がないPP基材に対して分子間力を作用させる。ポリアクリル酸のカルボキシル基(-COOH)は、テトラブトキシシラン由来の水酸基(-OH)と水素結合を形成する。また、テトラブトキシシラン由来の水酸基(-OH)は、他のテトラブトキシシラン由来の水酸基(-OH)と縮合反応を起こして共有結合を形成する。さらに、テトラブトキシシラン由来の水酸基(-OH)は、4級アンモニウム塩の水酸基(-OH)と脱水縮合することにより共有結合を形成する。
 また、トリメシン酸は、テトラブトキシシラン由来の水酸基(-OH)や、4級アンモニウム塩の水酸基(-OH)と水素結合を形成する。
 これらの分子間力や、共有結合、水素結合により、プライマーを介して、樹脂基材の上にシランコーティングが強固に固定されるものと推測される。
 なお、4級アンモニウム塩、及びトリメシン酸を含有する上塗り用のコーティングについて、フーリエ変換型赤外分光法(FT‐IR)によるスペクトルを観察した。結果を図1に示す。ここでは、4級アンモニウム塩単体、トリメシン酸単体と、コーティングを比較している。コーティングにおいて、3548cm-1、3352cm-1、3186cm-1、3108cm-1に、4級アンモニウム塩単体やトリメシン酸単体とは異なる新たなピークが観察された。これは、4級アンモニウム塩とトリメシン酸の分子間水素結合や分子内水素結合を示唆するもの考えられる。
 また、1238cm-1に観察される新たなピークは、トリメシン酸の分子間水素結合を示唆するものと考えられる。
 このスペクトルは、プライマー用のコーティングの作用機構を推測するために考慮したものである。
 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
<<1.各種樹脂材料に対するプライマーの効果>>
 <実験例1~10>
〔1〕基材種類
 基材として、ポリプロピレン樹脂(PP)、ABS樹脂(ABS)、POM樹脂(POM)、塩化ビニル樹脂(塩ビ)、アクリル樹脂(アクリル)、ポリカーボネート樹脂(ポリカ)、ポリエチレン樹脂(PE)、不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂、アクリル系熱硬化性樹脂、ステンレス(SUS304)を用いた。
〔2〕コーティング処理
 下記のようにコーティング処理を行った。
〔2-1〕プライマー調合(コーティング剤(A)の調合)
 プライマー調合を表1に示す。所定量の溶媒に、テトラブトキシシラン、ポリアクリル酸の順に添加し、マグネチックスターラーで1時間撹拌した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
〔2-2〕4級アンモニウム塩系シランコーティング剤の調合
 4級アンモニウム塩系シランコーティング剤の調合を表2に示す。調合手順は次の通りである。下記調合表のように、IPA(イソプロピルアルコール)にトリメシン酸をマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。一方、純水に下記に示す4級アンモニウム塩含有シランをマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。このようにして調製した2つの溶液を1つにまとめて10分間混合した後、コーティング剤を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
〔2-3〕処理工程(試料の作製)
 各種基材の処理工程を下記に示す。
 1)各種基材をIPAに5分間浸漬し、脱脂処理した。室温で乾燥させた後、プライマーを WETで10g/mとなるようスプレー塗布した。室温で5分間セッティングした後、60℃で60分間加熱硬化し、プライマー処理試料を得た。
 2) 1)の試料に、4級アンモニウム塩系シランコーティングを、WETで60g/mとなるようスプレー塗布し、60℃で30分間加熱硬化し、4級アンモニウム塩処理した試料を得た。
 なお、各種基材に対して、プライマー処理及び4級アンモニウム塩処理を行った試料と、4級アンモニウム塩処理のみを行った2種類の試料を用意した。但し、4級アンモニウム塩処理のみを行った試料であっても、脱脂処理は行っている。
〔2-4〕耐久試験
 恒温水槽を使い、70℃の水に19時間浸漬させた(温水試験)。
〔2-5〕評価方法
 耐久試験後のサンプルにBPB溶液(後に詳細に説明する)を滴下し、目視による外観の濡れ性で判定した。なお、ヌメリ抑制用のコーティングはBPB溶液によって、着色される。
 BPB溶液…0.4g/L ブロモフェノールブルー(関東化学)
      pH範囲:3.0(黄色)~4.6(青紫)
〔2-6〕評価
 実験例1~10の評価結果を表3に記載する。評価は以下の通りである。なお、実験例1~9のうち「Prあり」が実施例であり、実験例10は参考例である。また、表3中における「Prあり」とは、プライマー(コーティング剤(A))を用いた処理を行ったものを示し、「Prなし」とは、プライマー(コーティング剤(A))を用いた処理を行わなかったものを示す。
 (初期)
  ○=濡れ良好
  ×=濡れ不良
 (耐久試験後)
  ○=コーティング残存量100%
  △=コーティング残存量70%以上
  ×=コーティング残存量70%未満
〔2-7〕評価結果
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 表3の初期の結果から、プライマーを使用することで、各種基材に4級アンモニウム塩系シランコーティングの塗布が可能になることが確認された。また、表3の耐久後の結果から、樹脂基材であっても、ステンレス基材と同様に、プライマーを使用することで、耐久試験後もコーティングが維持されており、耐久性に優れることが確認できた。
<<2.各種シランコーティングに対するプライマーの効果>>
 <実験例11~16>
〔1〕基材種類
 基材として、ポリプロピレン樹脂(PP)を用いた。
〔2〕コーティング処理
 下記のようにコーティング処理を行った。
〔2-1〕プライマー調合(コーティング剤(A)の調合)
 プライマー調合を表4に示す。所定量の溶媒に、テトラブトキシシラン、ポリアクリル酸の順に添加し、マグネチックスターラーで1時間撹拌した。なお、調合後の使用可能な時間は不明のため、当日中に使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
〔2-2〕各種シラン系コーティング剤の調合
 使用した各種シラン系コーティング剤の調合を表5~7に示す。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
〔2-3〕処理工程(試料の調製)
 各種基材の処理工程を下記に示す。
〔フッ素系シランコーティング剤〕
 1)上記調合表の通りに、フッ素系シランコーティング剤を混合し、マグネチックスターラーで10分間混合した後、コーティング剤を得た。
 2)PP基材をIPAに5分間浸漬し、室温で乾燥させた後、上記プライマーをワイピング塗布し、 60℃で60分間加熱硬化し、プライマー処理試料を得た。
 3) 2)で作製した試料にフッ素系シランコーティング剤をワイピング塗布し、60℃で30分間加熱硬化し、フッ素系シラン処理試料を得た。
〔シリコーン系シランコーティング剤〕
 1)上記調合表の通りに、シリコーン系シランコーティング剤を混合し、マグネチックスターラーで10分間混合した後、コーティング剤を得た。
 2)PP基材をIPAに5分間浸漬し、室温で乾燥させた後、上記プライマーをワイピング塗布し、60℃で60分間加熱硬化し、プライマー処理試料を得た。
 3) 2)で作製した試料にシリコーン系シランコーティング剤をワイピング塗布し、60℃で30分間加熱硬化し、シリコーン系シラン処理試料を得た。
〔4級アンモニウム塩系シランコーティング〕
 1)上記調合表の通りに、IPAにトリメシン酸をマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。一方、純水にシラン変性4級アンモニウム塩をマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。このようにして調製した2つの溶液を1つにまとめて10分間混合した後、コーティング剤を得た。
 2)PP基材をIPAに5分間浸漬し、室温で乾燥させた後、上記プライマーをワイピング塗布し、60℃で60分間加熱硬化し、プライマー処理試料を得た。
 3) 2)で作製した試料に4級アンモニウム塩系シランコーティング剤をワイピング塗布し、60℃で30分間加熱硬化し、4級アンモニウム塩処理試料を得た。 
〔2-4〕耐久試験
 恒温水槽を使い、70℃の水に19時間浸漬させた(温水試験)。
〔2-5〕評価方法
 油接触角及び抗菌試験にて初期と耐久後の機能を下記の判定で評価した。
 抗菌試験はJIS Z2801に準拠した。
 (判定)
  (フッ素系シランコーティング剤の油接触角)
    ○:60°以上
    ×:60°未満
  (シリコーン系シランコーティング剤の油接触角)
    ○:45°以上
    ×:45°未満
  (4級アンモニウム塩系シランコーティング剤の抗菌活性値)
    ○:2.0以上
    ×:2.0未満
〔2-6〕評価結果
 実験例11~16の評価結果を表8~9に記載する。評価は以下の通りである。なお、実験例11、13、15が実施例であり、実験例12、14、16は比較例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
 プライマーを用いることで、各種シラン系コーティングをPP基材上に塗布できることを確認した。また、これらの各種シラン系コーティングは、耐久性も優れていることが分かった。
<<3.プライマー調合に酸を加えた場合の影響についての考察実験>>
 上述の実験例の中には、プライマーが、アルコキシシラン(テトラブトキシラン)と、ポリアクリル酸で構成されているものが例示されている。各種の分析から、このものでは、上塗りの4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を塗布・加熱した際に、プライマー中で硬化反応(シラノールの脱水縮重合)が起きていることが分かった。これは、『上塗りのシラン系コーティングに含まれる酸』によって、プライマー層の硬化が促進されているのではないかと推測された。そこで、ここでは、上塗りのシラン系コーティングではなく、プライマー自体に酸を加えても問題ないのかを判断するために以下の実験をした。
〔1〕試験方法
 表10のプライマー調合に、表11に示す酸を所定量加え、プライマーの状態変化を観察した。
 評価方法としては、目視観察にて状態の変化を観察する方法を採用した。評価は以下の通りである。
○=変化なし(透明)
×=白濁する
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
 表11の結果に示されるように、酸を添加すると、プライマー液が白濁した。白濁は、成分の沈降,ゲル化等の生成物と推測され、プライマーに酸を加えることにより使用不可能になることが分かった。
 よって、本発明のプライマーは、酸によって硬化が進むが、プライマー組成に実質的に酸を加えられないことが分かった。
<<4.上塗りシラン(4級アンモニウム塩系シランコーティング剤)に含まれる酸がプライマー層の反応に及ぼす影響>>
 本発明のプライマー用のコーティング剤を用い、その上塗りに4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を用いる場合に、4級アンモニウム塩系シランコーティング剤中に各種の酸を加えた場合の効果を確認した。
〔1〕基材種類
 基材として、ポリプロピレン樹脂(PP)を用いた。
〔2〕コーティング処理
 下記のようにコーティング処理を行った。
〔2-1〕プライマー調合(コーティング剤(A)の調合)
 プライマー調合を表12に示す。所定量の溶媒に、テトラブトキシシラン、ポリアクリル酸の順に添加し、マグネチックスターラーで1時間撹拌した。なお、調合後の可使時間は不明のため、当日中に使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
〔2-2〕4級アンモニウム塩系シランコーティング剤の調合
 使用したシラン系コーティング剤の調合を表13に示す。ここでは、トリメシン酸、塩酸、硫酸、クエン酸を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
〔2-3〕処理工程(試料の調製)
 基材の処理工程を下記に示す。
 1)上記調合表の通りに、IPAに所定の酸をマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。一方、純水にシラン変性4級アンモニウム塩をマグネチックスターラーで溶解するまで混合した。そして、両者を混合した。マグネチックスターラーで10分間混合し、4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を得た。
 2)PP基材をIPAに5分間浸漬し、室温で乾燥させた後、上記プライマーをワイピング塗布し、60℃で60分間加熱硬化し、プライマー処理試料を得た。
 3)2)で作製した試料に4級アンモニウム塩系シランコーティング剤をワイピング塗布し、60℃で30分間加熱硬化し、4級アンモニウム塩処理試料を得た。 
〔2-4〕耐久試験
 恒温水槽を使い、70℃の水に19時間浸漬させた(温水試験)。
〔2-5〕評価方法
 サンプルにBPB溶液を滴下し、目視による外観の濡れ性で判定した。なお、ヌメリ抑制用のコーティングはBPB溶液によって、着色される。

  ○=濡れ良好
  ×=濡れ不良
〔2-6〕評価結果
 結果を表14に示す。実験例17~29が本発明の実施例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 表14の結果から、有機酸、無機酸のいずれを加えても、初期及び耐久試験後の機能を確保することができた。耐久性があることから、トリメシン酸以外の酸でも、プライマーの硬化を促進させる効果があるものと推測される。
 なお、酸を加えなくても初期においては、4級アンモニウム塩系シランコーティングは、基材上に良好に固定されていた。
<<5.4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理した樹脂処理品の耐久試験>>
 本発明のプライマー用のコーティング剤を用い、その上塗りに4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を用いて、樹脂処理品を作製した。この樹脂処理品の耐久試験を行った。
〔1〕樹脂処理品の作製
 樹脂処理品の作製は、図2に示されたプロセスに沿って行った。具体的手順を以下に示す。
〔1-1〕基材の準備
 基材は射出成型で作製したポリプロピレン樹脂の平板(50mm×50mm×50mm、t=3mm、PP基材)を用いた。
〔1-2〕脱脂
 IPA(2-プロパノール)に5分間浸漬し、脱脂した。
〔1-3〕プライマー処理
 表15に示す配合でプライマーを調合した。具体的には、1-ブタノール(和光純薬)188gに、ポリアクリル酸(ポリフローWS 共栄社化学)2g、テトラブトキシシラン(東京化成)10gの順に混合し、マグネチックスターラーで600rpm、60分間撹拌し、プライマーを調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 PP基材に、プライマーをスプレー塗布した。塗布量は、WETで10g/mとなるよう調整した。5分間セッティングした後、60℃の乾燥機で60分間加熱した。
〔1-4〕4級アンモニウム塩系シランコーティング処理
 表16に示す配合でシラン系コーティング剤を調合した。具体的には、IPA(和光純薬)75.80gに、純水15.16gを混合し、マグネチックスターラーで充分に撹拌した後、トリメシン酸(東京化成)1.25gを加え、完全に溶解するまで撹拌した。
 純水3.79gに、シラン変性4級アンモニウム塩(商品名:AEM 5700、Microban製)4.00gを混合し、マグネチックスターラーで撹拌した。二つの溶液を混合し、60分間マグネチックスターラーで撹拌し、4級アンモニウム塩系のシランコーティング剤を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
 プライマー処理したPP基材に、4級アンモニウム塩系のシランコーティングをスプレー塗布した。塗布量はWETで60g/mとなるよう調整した。5分間セッティングした後、60℃の乾燥機で30分間加熱し、4級アンモニウム塩処理したPP試料を得た。
〔2〕耐久試験
 4級アンモニウム塩で処理したPP試料の耐久性試験を行った。
 初期の機能、及び耐久試験後の機能の持続性は、抗菌試験の抗菌活性値で評価した。
 評価は以下のように行った。
   抗菌試験  JIS Z2801に従い、大腸菌で実施した。
    抗菌試験では、抗菌活性値2.0以上を抗菌性持続と判定した。
 耐久試験後の機能は、以下の各種の試験を行った後に抗菌活性値を測定して評価した。
<1>温水試験
 <1-1>PP試料を70℃温水に200時間浸漬した。
 <1-2>PP試料を70℃温水に500時間浸漬した。
<2>サーマルサイクル
 PP試料に、-20℃←→60℃で20サイクルの温度変化を与えた。
<3>ヒートショック
 PP試料を-20℃に冷却し、その後80℃の熱湯をかけた。これを10回繰り返し行った。
<4>高温放置試験
 PP試料を60℃で168時間放置した。
<5>低温放置試験
 PP試料を-30℃で24時間放置した。
<6>耐洗剤試験
 <6-1>PP試料をシャンプー原液(ユニリーバ製、商品名 LUX スーパーリッチ)に24時間浸漬した。
 <6-2>PP試料をリンス原液(ユニリーバ製、商品名 LUX スーパーリッチ)に24時間浸漬した。
 <6-3>PP試料をボディーソープ原液(花王株式会社製、商品名 ビオレU)に24時間浸漬した。
 <6-4>PP試料に毛染め剤(ホーユー株式会社製、商品名 ビゲン)を塗布して24時間放置した。
 <6-5>PP試料を次亜塩素酸Na洗浄剤(ジョンソン株式会社製、商品名 パイプフィニッシュ)に2時間浸漬した。
 <6-6>PP試料にカビ取り剤(ジョンソン株式会社製、商品名 カビキラー)を塗布して2時間放置した。
 <6-7>PP試料に浴室用洗剤 原液(花王株式会社製、商品名 バスマジックリン)を塗布して24時間放置した。
 <6-8>PP試料を漂白剤原液(花王株式会社製、商品名 ワイドハイター)に24時間浸漬した。
 <6-9>PP試料を家庭用洗剤 原液(花王株式会社製、商品名 かんたんマイペット)に24時間浸漬した。
 <6-10>PP試料をガラス洗浄剤(花王株式会社製、商品名 ガラスマジックリン)に24時間浸漬した。
 <6-11>PP試料を10%入浴剤水溶液(花王株式会社製、商品名 バブ)に24時間浸漬した。
<7>耐薬品試験
 <7-1>PP試料を3%塩酸(40℃)に24時間浸漬した。
 <7-2>PP試料を10%塩水に24時間浸漬した。
 <7-3>PP試料を10%アンモニア水に24時間浸漬した。
 <7-4>PP試料を機械用油に24時間浸漬した。
<8>耐摩耗試験
 スポンジによる摩擦を100kg/mの荷重にて、湿式で15000往復行った。
〔3〕耐久試験の結果
 耐久試験の結果を表17~表18に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
 実施したすべての耐久試験後においても、抗菌活性値2.0以上が維持された。特に、ほとんどの耐久試験後でも、初期の抗菌活性値6.1(試験上の上限値)を維持した。よって、非常に優れた耐久性があることが分かった。このように、PP試料であっても、プライマーを使用することで、耐久試験後も抗菌コーティングが維持されており、耐久性に優れることが確認できた。
<<6.4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理したヘアキャッチャーの実曝試験>>
 本発明のプライマー用のコーティング剤を用い、その上塗りに4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を用いて、4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理したヘアキャッチャーを作製した。このように処理したヘアキャッチャーの実曝効果を確認した。
〔1〕4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理したヘアキャッチャーの作製
 ヘアキャッチャーの作製は、上述の「5.4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理した樹脂処理品の耐久試験」の場合と同様に、図2に示されたプロセスに沿って行った。
 基材として、浴室へアキャッチャー(株式会社LIXIL製 型番TS-M(9)-K、TS-M(12))を用いた。いずれの浴室へアキャッチャーもポリプロピレン樹脂製である。
 これらの浴室へアキャッチャーに対して、上述の「5.4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理した樹脂処理品の耐久試験」の場合と同様に、プライマー処理、及び4級アンモニウム塩系シランコーティング処理を施した。
〔2〕実曝試験
 4級アンモニウム塩系シランコーティング剤により処理したヘアキャッチャーを、浴室排水口に応用するに当たって、実際の使用環境に暴露して試験を行った。
 なお、このように処理したヘアキャッチャーを、浴室排水口への応用することには次の意義がある。すなわち、浴室排水口はヌメリが発生しやすく、頻繁に清掃が必要である。また、見た目にも不衛生で、使用者に不快感を与えるという問題がある。ヌメリは、菌の活動によって生成されるので、高い抗菌性をもつ4級アンモニウム塩を排水口に処理することで、ヌメリを抑制する効果が期待できる。
 一方、排水口に設置されるヘアキャッチャーは、樹脂製品が多いので、本発明のプライマーと4級アンモニウム塩系シランコーティング剤を用い、樹脂製ヘアキャッチャー表面に4級アンモニウム塩を固定化することで、ヌメリの抑制が図られる。このように、排水口及びヘアキャッチャーのいずれにもヌメリの抑制対策をすることで、清潔感を効果的に保つことができる。
〔試験方法〕
 上述のように処理したヘアキャッチャーを、一般家庭の浴室排水口に設置し、1ヵ月間経過後に、ヌメリ抑制効果を評価した(なお、処理品は16個(N=16)で評価した)。参考例として、未処理のPP製へアキャッチャーも試験した(なお、未処理品は20個(N=20)で評価した)。判定方法としては、目視でヌメリの発生状態を確認し、3名以上で判定した。具体的には、次の表のように、点数をつけ、点数が2点以下の場合をヌメリ抑制効果があるとして合格判定とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
〔3〕実曝試験の結果
 実曝試験の結果を表20、及び図3に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 表20、及び図3の結果から、効果が確認されたのは、処理品(実施例)では、94%(15/16)であり、未処理品(参考例)では、5%(1/20)であった。一方、効果が確認されず、ヌメリが付着したのは、処理品(実施例)では、6%(1/16)であり、未処理品(参考例)では、95%(19/20)であった。
 ここで、図4に実施例のうち、点数が「1」であり、「殆どヌメリが付着していない」と評価されたものの写真を示す。この写真に示されるように、目視ではヌメリが確認できない。図5に参考例のうち、点数が「3」であり、「しっかりとしたヌメリが一部付着している」と評価されたものの写真を示す。この写真に示されるように、目視でヌメリが確認された。
 なお、処理品(実施例)で、ヌメリが発生した1個に関しても、ヌメリ除去後に抗菌性・コーティング膜は維持されており、この結果は、本発明の効果を否定するものではないことが確認された。
 以上の各種の試験のように、本発明のプライマーを使用することで、樹脂基材に4級アンモニウム塩系シランコーティングが可能になることが確認された。また、樹脂基材であっても、ステンレス基材と同様に、プライマーを使用することで、耐久試験後もコーティングが維持されており、耐久性に優れることが確認できた。本発明は、浴室排水口に設置される樹脂製のへアキャッチャーに好適に適用され、ヌメリ抑制効果が非常に高いことが確認された。
 なお、本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではない。
 本発明は、浴室ヘアキャッチャー、ユニットバス等の浴室床、浴室床の排水トラップ、排水プレート、浴槽の排水栓、システムキッチン等のシンクの排水トラップ、排水ゴミカゴ、排水プレート、洗面化粧台の洗面ボール、洗面ボールの排水トラップ、排水栓等の水回り周辺の部材に広く適用することができる。

Claims (7)

  1.  シラン系のコーティングを樹脂基材上に固定するためのプライマー用のコーティング剤であって、
     下記式(1)で表される繰り返し単位を有する重合体(A-1)、並びに、
     分子中に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)、が含有されたコーティング剤(A)。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式(1)において、Rは水素原子、またはメチル基を示す。Xは、水素原子、Na、又はKを示す。)
  2.  請求項1に記載のコーティング剤(A)と、
     下記式(2)で表される4級アンモニウム塩、及び/又はその加水分解生成物(B-1)が含有されたコーティング剤(B)と、を備えてなるコーティング剤セット。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式(2)において、nは1~4の整数を示す。mは1~10の整数を示す。pは10~22の整数を示す。qは1~3の整数を示す。)
  3.  コーティング剤(B)には、有機酸又は無機酸が含まれていることを特徴とする請求項2に記載のコーティング剤セット。
  4.  抗菌性コーティング用であることを特徴とする請求項2又は3に記載のコーティング剤セット。
  5.  前記樹脂基材が、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、POM樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、不飽和ポリエステル系熱硬化性樹脂、及びアクリル系熱硬化性樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のコーティング剤セット。
  6.  前記アルコキシシラン、及び/又はその加水分解生成物(A-2)が4つの官能基を有することを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載のコーティング剤セット。
  7.  請求項2乃至6のいずれか一項に記載のコーティング剤セットによりコーティングしてなることを特徴とする水回り部材。
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