WO2018135394A1 - 塗料組成物、光学部材及び照明装置 - Google Patents

塗料組成物、光学部材及び照明装置 Download PDF

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WO2018135394A1
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紘輝 重野
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Definitions

  • the present invention relates to a paint composition, an optical member and a lighting device. Specifically, the present invention provides a coating composition capable of imparting antifouling properties to both oil and dust over a long period of time, an optical member having antifouling properties imparted by a coating film obtained from the coating composition, and the above The present invention relates to a lighting device using an optical member.
  • Patent Document 1 discloses an antifouling paint composition
  • an antistatic agent comprising a salt of an anion and a cation, a fluorine-based resin having a hydroxyl group, a silicone-modified acrylic resin having a hydroxyl group, and an organic solvent. It is disclosed.
  • the antifouling laminated body in which the layer which has antifouling property is formed is also disclosed by providing the said coating composition for antifouling, and a crosslinking agent.
  • Such an antifouling coating composition contains a fluorine-containing resin having a hydroxyl group, so that it is possible to form a layer excellent in antifouling properties against greasy dirt and the like.
  • the said coating composition contains the antistatic agent which consists of salt of an anion and a cation, it can be set as the layer which is excellent also in the antifouling property with respect to adhesion of dust.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art.
  • the object of the present invention is to provide a paint composition capable of maintaining the stain resistance of the obtained paint film over a long period of time, an optical member having a paint film obtained from the paint composition, and illumination using the optical member. It is in providing an apparatus.
  • the paint composition according to the first aspect of the present invention imparts water repellency, and a fluorine resin having a hydroxyl group, imparts hydrophilicity, and a hydrophilic material having a hydroxyl group. And. Furthermore, the coating composition has a plurality of functional groups that bind to hydroxyl groups, and contains a connecting material that connects the fluorocarbon resin and the hydrophilic material.
  • the optical member according to the second aspect of the present invention comprises a coating obtained from the above-mentioned coating composition on at least a part of the surface.
  • An illumination device includes a light guide plate including the above-described optical member, and a light source that emits light incident on the light guide plate.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an optical member according to the present embodiment and a light source for emitting light incident on the optical member.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a pendant light to which the lighting device according to the present embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a plan view of the pendant light of FIG. 2 as viewed from the lower surface side.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by reference numeral A in FIG.
  • the coating composition of the present embodiment can be applied to a substrate and cured to obtain a coating film having a sustained antifouling property to both oil and dust.
  • the coating composition contains a fluorine resin for imparting water repellency to the obtained coating film, and a hydrophilic material for imparting hydrophilicity to the coating film.
  • the coating composition contains a fluorine resin
  • a coating material composition contains a hydrophilic material
  • a fluorine resin contained in a coating composition what gives water repellency to a coating film and has a hydroxyl group is used.
  • a fluorine resin a fluorine resin in which a hydroxyl group is added to at least one of the main chain and the side chain can be used.
  • the fluorine resin to which a hydroxyl group is added is not particularly limited, but, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), perfluoroalkoxy
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • FFA perfluoroalkoxy
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • ETFE ethylene-tetrafluoroethylene copolymer
  • ECTFE ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer
  • Lumiflon (registered trademark) made by Asahi Glass Co., Ltd.
  • Cefral Coat (registered trademark) made by Central Glass Co., Ltd.
  • Zaflon made by Toa Gosei Co., Ltd., made by Daikin Industries, Ltd.
  • Zeffle registered trademark
  • Fluonate registered trademark
  • Fclear registered trademark
  • hydrophilicity is given to a coat and what has a hydroxyl group is used.
  • a hydrophilic material at least one of a polyethylene glycol derivative and silica (SiO 2 ) can be used.
  • the polyethylene glycol derivative can impart hydrophilicity to the coating film because the ether group in the molecule has affinity to water.
  • silica can impart hydrophilicity to a coating film because the siloxane bond (—Si—O—Si—) in the molecule and the hydroxyl group on the surface have affinity with water.
  • the polyethylene glycol derivative for example, polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200 to 20,000 can be used. Further, as the silica, particulate silica fine particles can be used.
  • the coating composition of the present embodiment contains a connecting material for connecting the above-mentioned fluororesin and a hydrophilic material. Specifically, it has a hydroxyl group contained in the fluorocarbon resin and a plurality of functional groups bonded to the hydroxyl group contained in the hydrophilic material, and contains a connecting material which connects the fluorocarbon resin and the hydrophilic material.
  • a connecting material By containing such a connecting material, in the resulting coating film, the fluorocarbon resin and the hydrophilic material can be indirectly bonded via the connecting material.
  • a coating film in which the fluorine resin and the hydrophilic material are bonded via the connection material by reacting the hydroxyl group of the fluorine resin and the hydroxyl group of the hydrophilic material with the functional group of the connection material You can get As a result, even when the environment around the coating changes or moisture adheres to the coating, the hydrophilic material is less likely to be eluted from the coating. Therefore, it becomes possible to maintain the antistatic property of a coating film over a long period of time and to reduce the adhesion of electrostatic stains. Similarly, even when the environment around the coating film changes, it becomes difficult for the fluororesin to be eluted from the coating film. Therefore, the water repellency and oil repellency of the coating film can be maintained for a long time, and the adhesion of water stains and oil stains can be reduced.
  • connection material it is possible to use a material having a plurality of functional groups to be bonded to a hydroxyl group, and capable of connecting a fluorine resin and a hydrophilic material when a coating film is formed.
  • a connecting material at least one of an alkoxysilane and a silanol compound can be used.
  • the alkoxysilane is hydrolyzed to form a silanol group (Si-OH), and the silanol group is dehydrated and condensed with the hydroxyl group of the fluorine resin and the hydrophilic material.
  • an alkoxysilane as a connection material, it becomes possible to connect a fluorine resin and a hydrophilic material by a dehydration condensation reaction.
  • the silanol compound also has a silanol group, it becomes possible to connect the fluorine resin and the hydrophilic material by the dehydration condensation reaction.
  • alkoxysilane which is a connecting material
  • alkoxysilane it is preferable to use one having a plurality of alkoxy groups.
  • alkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, Using at least one selected from the group consisting of n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, and 1,6-bis (trimethoxysilyl) hexane Can.
  • a silanol compound
  • an isocyanate compound having a plurality of isocyanate groups (—NCO) can be used as the linking material.
  • the isocyanate group reacts with a hydroxyl group to form a urethane bond (-NH-CO-O-). Therefore, by using an isocyanate compound as a connection material, it becomes possible to connect a fluorine resin and a hydrophilic material via a urethane bond.
  • isocyanate compound having a plurality of isocyanate groups at least one selected from the group consisting of aliphatic isocyanates, alicyclic isocyanates and aromatic isocyanates can be used.
  • aliphatic isocyanates include diisocyanates having 6 to 10 carbon atoms such as 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate.
  • alicyclic isocyanates include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane (hydrogenated XDI), 1,4 -Cyclohexane diisocyanate, norbornane diisocyanate (NBDI) and the like can be mentioned.
  • Other examples include hexamethylene diisocyanate, isocyanurate of isophorone diisocyanate, modified products such as biuret and adduct.
  • tolylene diisocyanate TDI
  • phenylene diisocyanate phenylene diisocyanate
  • 4,4'-diphenylmethane diisocyanate MDI
  • 1,5-naphthalene diisocyanate xylylene diisocyanate
  • XDI xylylene diisocyanate
  • a carbodiimide modified MDI etc. can be mentioned.
  • the linking material can link the fluorine resin and the hydrophilic material by bonding with the hydroxyl group contained in the fluorine resin and the hydroxyl group contained in the hydrophilic material.
  • the connection material may react with the hydroxyl group of the adjacent fluorine resin to connect the fluorine resins.
  • the linking material may react with the hydroxyl groups of adjacent hydrophilic materials to link the hydrophilic materials. Even in this case, since the fluorocarbon resin and the hydrophilic material are difficult to elute from the obtained coating film, it is possible to reduce the adhesion of electrostatic stains such as dust and the like and the adhesion of water stains and oil stains.
  • the hydrophilic material be silica fine particles and the connecting material be at least one of a silanol compound and an alkoxysilane.
  • the fluorine resin has a hydroxyl group, and further, since the silica fine particles, which are hydrophilic materials, also have a hydroxyl group on the surface, these materials have high compatibility. Therefore, in a paint composition, these can be mixed substantially uniformly, and as a result, it becomes possible to improve the transparency and smoothness of the obtained coating film.
  • the silanol compound and the alkoxysilane are strongly bonded to the fluorine resin and the silica fine particle by dehydration condensation, it becomes possible to easily obtain a hard and transparent coating film.
  • the average particle diameter of the silica fine particles is preferably 1 nm to 100 nm.
  • the average particle size (median diameter, D50) of the silica fine particles can be measured by a dynamic light scattering method.
  • a silanol compound and / or an alkoxysilane which is a connecting material
  • a silanol compound and / or an alkoxysilane which is a connecting material
  • silica fine particle in which a silanol compound and / or an alkoxysilane is bonded to the surface, the reactivity with a fluorine resin having a hydroxyl group can be enhanced, and a coating film can be formed more efficiently.
  • the hydrophilic material is a polyethylene glycol derivative and the linking material is an isocyanate compound.
  • the fluorine resin has a hydroxyl group, and further, since the polyethylene glycol derivative which is a hydrophilic material also has a hydroxyl group, these materials have high compatibility. Therefore, in a paint composition, these can be mixed substantially uniformly, and as a result, it becomes possible to improve the transparency and smoothness of the obtained coating film.
  • the isocyanate compound is strongly bonded to the fluorine resin and the polyethylene glycol derivative by the urethane bond, it is possible to easily obtain a hard and transparent coating film.
  • the polyethylene glycol derivative preferably has an average molecular weight of 200 to 600. Since the polyethylene glycol derivative having an average molecular weight in the above range has high reactivity with the connecting material, the hardness and hydrophilicity of the coating film can be further enhanced.
  • the average molecular weight of the polyethylene glycol derivative can be a number average molecular weight (Mn), and can be determined from, for example, a hydroxyl value.
  • the coating composition can be prepared by mixing the above-mentioned fluororesin, hydrophilic material and connecting material.
  • the mixing conditions are not particularly limited, and the mixing can be performed in the air at normal temperature.
  • the order of mixing the fluorocarbon resin, the hydrophilic material and the connecting material is not particularly limited.
  • a solvent When mixing a fluororesin, a hydrophilic material, and a connection material, a solvent may be added to a coating composition, and viscosity may be adjusted so that it may be easy to apply.
  • a solvent for viscosity adjustment it is preferable to use, for example, water or an organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited, but it is preferable to appropriately select one which is easily volatilized at the time of forming a coating and does not cause curing inhibition at the time of forming a coating.
  • organic solvent examples include aromatic hydrocarbons (such as toluene and xylene), alcohols (such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol), and ketones (such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone). Furthermore, aliphatic hydrocarbons (hexane and heptane etc.), ethers (tetrahydrofuran etc.), amide solvents (N, N-dimethylformamide (DMF) and dimethylacetamide (DMAc) etc.), methyl acetate and butyl acetate are mentioned. Be These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
  • alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclo
  • a coating composition is obtained by mixing the silica particle which the silanol compound couple
  • the paint composition according to the present embodiment contains water repellent property, a fluorine resin having a hydroxyl group, and hydrophilic material which imparts hydrophilic property and has a hydroxyl group. Furthermore, the coating composition has a plurality of functional groups that bind to hydroxyl groups, and contains a connecting material that connects the fluorocarbon resin and the hydrophilic material. Thereby, in the coating film obtained from the paint composition, the fluorocarbon resin and the hydrophilic material can be indirectly bonded via the connecting material. Therefore, since it becomes difficult to elute a hydrophilic material from a coating film, it becomes possible to maintain the antistatic property of a coating film over a long period of time, and to reduce the adhesion of electrostatic stains.
  • the fluorocarbon resin is less likely to be eluted from the coating, the water repellency and oil repellency of the coating can be maintained for a long period of time, and the adhesion of water stains and oil stains can be reduced.
  • the paint composition of the present embodiment preferably does not contain metal particles and metal oxide particles for forming a conductive path. By not containing the metal particles and the metal oxide particles, scattering and absorption of transmitted light are suppressed in the obtained coating film, so that it is possible to further enhance the transparency of the coating film.
  • the coating composition of this embodiment does not contain the particle
  • particles imparting light diffusibility particles having an average particle diameter of about 1 ⁇ m to 1 mm can be mentioned. Examples of such particles include benzoguanamine resin particles, styrene particles, melamine resin particles, polytetrafluoroethylene particles, barium sulfate particles, calcium carbonate particles and the like.
  • optical member 10 which concerns on this embodiment is provided with the coating film 2 which is provided in at least one surface of the board
  • the substrate 1 is not particularly limited, but is preferably transparent to visible light of 380 nm to 780 nm.
  • the optical member 10 is used for the lighting apparatus 100 by using such a highly translucent substrate 1 as the optical member 10, the lighting of the optical apparatus 10 becomes transparent, and the lighting apparatus 100 has a design with an open feeling. can do.
  • the substrate 1 is not particularly limited as long as it has transparency to visible light.
  • the substrate 1 may be made of, for example, at least one selected from the group consisting of acrylic resin (polymer of acrylic acid ester or methacrylic acid ester), polycarbonate resin, styrene resin, epoxy resin, and glass. it can. Among them, acrylic resin and polycarbonate resin have high light transmittance. Therefore, the substrate 1 is preferably formed of at least one of an acrylic resin and a polycarbonate resin.
  • the total light transmittance of visible light in the substrate 1 is preferably 90 to 100%, and the total light transmittance can be measured using a spectral haze meter.
  • the thickness of the substrate 1 is not particularly limited, it is preferably, for example, 0.1 mm to 10 mm.
  • the thickness of the substrate 1 is more preferably 1 mm to 5 mm in consideration of the strength and the light transmittance.
  • the substrate 1 one obtained by a sheet molding method such as a glass cast manufacturing method, a continuous cast manufacturing method, and an extrusion manufacturing method can be used.
  • the optical member 10 of the present embodiment is provided with the coating film 2 on at least one surface of the substrate 1.
  • the coating film 2 is formed by curing the above-described coating composition, and a fluorocarbon resin and a hydrophilic material are linked via a linking material.
  • the fluorocarbon resin and the hydrophilic material are less likely to be eluted from the coating film 2, so that the adhesion of electrostatic stains such as dust and the like and the adhesion of water stains and oil stains can be reduced.
  • the thickness t of the coating film 2 is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m and particularly preferably 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m. When the thickness t of the coating film 2 is in this range, it is possible to obtain the coating film 2 having high hardness while having antifouling properties.
  • the use of the optical member 10 of this embodiment is not specifically limited, For example, it is preferable to use as a light-guide plate 10A.
  • the substrate 1 is preferably transparent to visible light, and the coating film 2 is also transparent to visible light, so that it is preferably used as the light guide plate 10A. it can.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical member 10 is used as the light guide plate 10A.
  • the light source 20 when the light source 20 is installed facing the one end surface 1a of the light guide plate 10A, visible light emitted from the light source 20 enters the inside of the substrate 1 through the one end surface 1a.
  • the incident visible light 3 is reflected by the main surface of the substrate 1 and, by repeating this reflection, propagates toward the other end surface 1b opposite to the one end surface 1a.
  • part of the propagating light can be emitted from the main surface of the substrate 1 in the Y axis direction and in the direction opposite to the Y axis direction.
  • the light source 20 when the light source 20 is on, visible light is emitted from the entire one light guide plate 10A, so that the designability of the entire light guide plate can be improved. Further, as described above, since the substrate 1 and the coating film 2 have transparency to visible light, the transparency is high when the light source 20 is turned off. Therefore, when the light is turned off, it is possible to obtain a transparent and open design inherent to the light guide plate.
  • the coating composition described above is applied to the surface of the substrate 1.
  • the method of applying the coating composition is not particularly limited.
  • a coating method or a printing method can be used as a method of applying the coating composition to the main surface of the substrate 1.
  • the coating composition can be applied using an air spray, brush, bar coater, mayer bar, air knife or the like.
  • methods such as gravure printing, reverse gravure printing, offset printing, flexographic printing, screen printing and the like can be used.
  • the hydroxyl group contained in the fluorine resin and the hydroxyl group contained in the hydrophilic material are reacted with the functional group contained in the connecting material to bond the fluorine resin and the hydrophilic material with the connecting material.
  • the reaction conditions are not particularly limited, and heat treatment may be performed as necessary.
  • the connection material is a silanol compound
  • the dehydration condensation reaction proceeds even at normal temperature, and therefore, it may be left at normal temperature until it is cured.
  • the linking material is an isocyanate compound
  • it is preferable to carry out heat treatment for example, heating at 50 to 100 ° C. is preferable.
  • the optical member 10 in which the coating film 2 is formed on the surface of the substrate 1 can be obtained.
  • the coating film 2 is formed only in one main surface of the board
  • the optical member 10 of the present embodiment is provided with the coating film 2 obtained from the coating composition on at least a part of the surface.
  • the coating film 2 does not contain the metal particle and metal oxide particle for forming a conductive path from a viewpoint of raising transparency of the coating film 2 similarly to the above-mentioned coating composition, and also light. It is preferable not to contain particles for imparting diffusivity.
  • the optical member of the present embodiment is not limited to the above-described light guide plate, and may be used as an illumination cover that covers a light source such as a light emitting diode (LED) and diffuses light from the light source.
  • a resin plate in which a light diffusing agent is dispersed can be used as the substrate of the optical member in order to impart sufficient light diffusibility.
  • the illuminating device 100 of this embodiment is provided with the light guide plate 10A which consists of the above-mentioned optical member 10, and the light source 20 which discharge
  • the light source 20 is not particularly limited as long as visible light can be incident on the inside of the substrate 1 through the one end surface 1 a of the substrate 1.
  • a point light source such as a light emitting diode (LED) or a linear light source such as a fluorescent lamp can be used.
  • the light source 20 faces one end surface 1a of the light guide plate 10A, and visible light emitted from the light source 20 enters the inside of the substrate 1 through the one end surface 1a. Therefore, in the illumination device 100 of the present embodiment, the light source 20 is preferably located at the end of the light guide plate 10A.
  • the light source 20 is provided on one end face 1a of the light guide plate 10A, whereby light is emitted from the main surface of the light guide plate 10A in the Y axis direction and the opposite direction of the Y axis. As a result, it is possible to efficiently emit light while saving space of the lighting device.
  • FIGS. 2 to 4 show application examples of the lighting device 100, and show an example where the lighting device 100 is applied to a pendant light that is used by being suspended from a ceiling.
  • the lighting device 100 ⁇ / b> A includes a device body 30, and a feeder 41 drawn from the device body 30 and for feeding power to the device body 30.
  • the lighting device 100A further includes a connector 42 attached to an end of the feed line 41 and engaged with a hooked ceiling C1 provided on the ceiling C.
  • the device body 30 includes a light source 20, a light guide plate 10A that guides light emitted from the light source 20 and emits the light to the outside, and a housing 50 that holds the light source 20 and the light guide plate 10A.
  • the casing 50 is provided with a light source holding unit 51 for holding the light source 20, a first light guide plate holding unit 52 disposed above the light source holding unit 51 and holding the light guide plate 10A, and the light source And a second light guide plate holding unit 53 disposed below the holding unit 51 and holding the light guide plate 10A.
  • the light source holding portion 51 is formed in a cylindrical shape, and is disposed such that its cylindrical axis coincides with the vertical direction.
  • Each of the first light guide plate holding portion 52 and the second light guide plate holding portion 53 is formed in a disk shape, and is disposed such that the center thereof intersects the cylindrical axis of the light source holding portion 51.
  • the housing 50 is made of a light-weight material excellent in heat dissipation and light reflectivity, such as white polybutylene terephthalate resin.
  • the light guide plate 10A is formed in a disk shape larger than the first light guide plate holding portion 52 and the second light guide plate holding portion 53. Then, in a state in which the center of the light guide plate 10A intersects with the cylindrical axis of the light source holding unit 51, the light guide plate 10A is held between the first light guide plate holding unit 52 and the second light guide plate holding unit 53. There is.
  • the light guide plate 10A is disposed opposite to the ceiling C and exposed to the outside.
  • the light guide plate 10A has a circular opening 11 at the center, and a light source holding portion 51 holding the light source 20 is disposed in the opening 11.
  • the light source 20 includes a wiring board 21 attached across the outer peripheral surface of the light source holding unit 51, a plurality of LEDs 22 mounted at predetermined intervals on the wiring board 21, and lighting of the LEDs 22. And a lighting circuit 23 for controlling.
  • the wiring board 21 is formed of a flexible circuit board, and is attached to the light source holding portion 51 via an insulating sheet excellent in thermal conductivity and electrical insulation.
  • the plurality of LEDs 22 are disposed such that their optical axes Ax are orthogonal to the wiring substrate 21 and face the inner end surface 13 of the light guide plate 10A.
  • the LED 22 is configured of, for example, a white LED that emits white light.
  • the lighting circuit 23 is housed inside the light source holding unit 51, and is electrically connected to each of the LEDs 22 via a distribution line and a wiring pattern provided on the wiring board 21.
  • the light emitted from the LED 22 is incident on the light guide plate 10A from the inner end surface 13 as shown by the broken line arrow in FIG.
  • the incident light is guided by the inside of the light guide plate 10A in the direction of the outer end face 12 by being reflected by the front surface 4 and the back surface 2a. Then, the guided light is emitted from the outer end surface 12 of the light guide plate 10A to the outside.
  • the illumination device 100A when the light source 20 is lit, visible light is emitted from the outer end face 12 of the light guide plate 10A, so it is possible to make a pendant light excellent in design.
  • the light guide plate 10A is transparent when the light source 20 is not turned on, the design can be made open. That is, as shown in FIG. 2, since there is a gap between the light guide plate 10A and the ceiling C, it is possible to perform an open space effect.
  • Example 1 In this example, F-CLEAR (registered trademark) KD270R manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. was used as the fluorine resin having a hydroxyl group.
  • F-CLEAR registered trademark
  • KD270R manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd.
  • a hydrophilic material having a hydroxyl group polyethylene glycol having an average molecular weight of about 400 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.
  • As a connection material isophorone diisocyanate manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.
  • the coating composition was applied to a substrate and heated at 80 ° C. for 20 minutes to react the hydroxyl group of the fluorine resin and the hydroxyl group of polyethylene glycol with the isocyanate group of isophorone diisocyanate. Thereby, the optical member of this example provided with the coating film was obtained. In addition, the film thickness of the obtained coating film was 1 micrometer. Moreover, as a board
  • Example 2 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol having an average molecular weight of about 200 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used as a hydrophilic material having a hydroxyl group.
  • Example 3 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene glycol having an average molecular weight of about 600 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used as the hydrophilic material having a hydroxyl group.
  • Example 4 F-clear KD270R manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. was used as the fluorine resin having a hydroxyl group.
  • a hydrophilic material having a hydroxyl group and a connection material Excel Pure BD-P01 manufactured by Chuo Automotive Industry Co., Ltd. was used.
  • Excel Pure BD-P01 is a compound in which silica fine particles as a hydrophilic material and a silanol compound as a connecting material are mixed, and the average particle diameter of the silica fine particles is 10 nm to 100 nm.
  • a paint composition was obtained by mixing Excel Pure BD-P01 with a solid content of 100 parts by mass so that the solid content was 900 parts by mass.
  • This coating composition was applied to the same substrate as in Example 1 and left at room temperature for 20 minutes to dehydrate and condense the hydroxyl group of the fluorine resin and the hydroxyl group of the silica fine particles and the silanol compound. Thereby, the optical member of this example provided with the coating film was obtained. In addition, the film thickness of the obtained coating film was 0.3 micrometer.
  • Comparative Example 1 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that acrylic polyol resin LR2634 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., which is an acrylic polyol resin, was used instead of F-clear KD270R which is a fluorine-containing resin having a hydroxyl group.
  • the said acrylic polyol resin is resin which has a hydroxyl group, but does not provide water repellency.
  • Comparative Example 2 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that F-clear MD1700 manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. was used instead of F-clear KD 270 R, which is a fluorine-containing resin having a hydroxyl group. Note that F-Clear MD 1700 is a fluorine resin that imparts water repellency, but is a resin that can not be bonded to a connection material because it does not have a hydroxyl group.
  • Comparative Example 3 An optical member of this example was obtained in the same manner as Example 1, except that acrylic polyol resin LR2634 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was used instead of polyethylene glycol which is a hydrophilic material having a hydroxyl group.
  • the said acrylic polyol resin is resin which has a hydroxyl group, but does not provide hydrophilicity.
  • Comparative Example 4 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 4 except that acrylic polyol resin LR2634 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was used instead of F-clear KD 270 R which is a fluorine resin having a hydroxyl group.
  • the said acrylic polyol resin is resin which has a hydroxyl group, but does not provide water repellency.
  • Comparative Example 5 An optical member of this example was obtained in the same manner as in Example 4 except that F-clear MD1700 manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. was used instead of F-clear KD270R, which is a fluorine-containing resin having a hydroxyl group. Note that F-Clear MD 1700 is a fluorine resin that imparts water repellency, but is a resin that can not be bonded to a connection material because it does not have a hydroxyl group.
  • Oil adhesion test for evaluating water and oil repellency and dust adhesion for evaluating antistatic property to the optical members of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 3 from which uniform coating films were obtained The test was done.
  • the optical members of Examples 1 to 4 have an oleic acid contact angle of 40 ° or more, the wettability of the oil component is low. Therefore, it is understood that the antifouling property to oil is excellent, and furthermore, even if oil stains adhere, it can be easily removed.
  • the optical members of Comparative Examples 1 and 4 which do not contain the fluorine resin that imparts water repellency the water and oil repellency is reduced, and therefore the oleic acid contact angle is less than 40 °. Therefore, it is understood that these optical members are inferior in antifouling property to oil and can not be easily removed even when oil stains adhere.
  • the surface resistance values of the coatings of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 3 were measured. Specifically, using a surface resistance measurement device (Hiresta (registered trademark) IP MCP-HT260 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., the surface resistance value was measured at an applied voltage of 100 V. This surface resistance value is a value based on Japanese Industrial Standard JIS K6911-1995.
  • the optical members of Examples 1 to 4 have a surface resistivity of less than 1 ⁇ 10 14 ⁇ / sq. Therefore, it is understood that the stain resistance to dust is excellent, and even if dust is attached, it can be easily removed.
  • optical member of Comparative Example 3 which does not contain a hydrophilic material which imparts hydrophilicity, the hydrophilicity is lowered, and thus the surface resistivity is 1 ⁇ 10 14 ⁇ / sq or more. Therefore, it is understood that these optical members are inferior in antifouling property to dust, and can not be easily removed even when dust is attached.
  • a paint composition capable of maintaining the antifouling property of the obtained paint film over a long period of time, an optical member having the paint film obtained from the paint composition, and a lighting device using the optical member It becomes possible to obtain.

Abstract

塗料組成物は、撥水性を付与し、かつ、水酸基を有するフッ素樹脂と、親水性を付与し、かつ、水酸基を有する親水材料とを含有する。さらに塗料組成物は、水酸基と結合する複数の官能基を有し、フッ素樹脂と親水材料とを連結する連結材料を含有する。光学部材10は、塗料組成物より得られる塗膜2を少なくとも表面の一部に備える。照明装置100は、光学部材からなる導光板10Aと、導光板に入射される光を放出する光源20とを備える。

Description

塗料組成物、光学部材及び照明装置
 本発明は、塗料組成物、光学部材及び照明装置に関する。詳細には本発明は、油分と埃の両方に対する防汚性を長期に亘り付与することができる塗料組成物、当該塗料組成物から得られる塗膜によって防汚性を付与した光学部材、及び当該光学部材を用いた照明装置に関する。
 従来より、照明装置に使われる照明カバーに汚れが付着して、外観を損ねたり光学特性が低下したりすることを防ぐため、当該照明カバーに防汚性を付与する技術が知られている。例えば、埃や異物の付着を低減するために、照明カバーに帯電防止性を付与することが知られている。さらに、埃等の静電的な汚れだけでなく、親水系の汚れや油類等の疎水系の汚れも低減するために、帯電防止性に加えて撥水性及び撥油性を付与することが知られている。
 特許文献1では、陰イオンと陽イオンとの塩からなる帯電防止剤と、水酸基を有するフッ素系樹脂と、水酸基を有するシリコーン変性アクリル樹脂と、有機溶剤とを含有する防汚用塗料組成物を開示している。また、当該防汚用塗料組成物と、架橋剤とを付与することにより、防汚性を有する層が形成されている防汚積層体も開示している。このような防汚用塗料組成物は、水酸基を有するフッ素系樹脂を含有するので、脂汚れ等に対する防汚性に優れる層を形成することが可能となる。さらに当該塗料組成物は、陰イオンと陽イオンとの塩からなる帯電防止剤を含有するので、埃の付着に対する防汚性にも優れる層とすることができる。
国際公開第2009/084356号
 特許文献1では、帯電防止性を付与するために陰イオンと陽イオンとの塩を含有しているが、この塩はフッ素系樹脂やシリコーン変性アクリル樹脂との結合を持たない。そのため、水や環境変化によって、防汚用塗料組成物から得られる層より塩が遊離する場合があり、その際には帯電防止性が低下してしまう。そのため、特許文献1の塗料組成物から得られる層は、防汚性の長期持続性が不十分であるという問題があった。
 本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、得られる塗膜の防汚性を長期に亘り持続することが可能な塗料組成物、塗料組成物より得られる塗膜を有する光学部材、及び光学部材を用いた照明装置を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る塗料組成物は、撥水性を付与し、かつ、水酸基を有するフッ素樹脂と、親水性を付与し、かつ、水酸基を有する親水材料とを含有する。さらに塗料組成物は、水酸基と結合する複数の官能基を有し、フッ素樹脂と親水材料とを連結する連結材料を含有する。
 本発明の第二の態様に係る光学部材は、上述の塗料組成物より得られる塗膜を少なくとも表面の一部に備える。
 本発明の第三の態様に係る照明装置は、上述の光学部材からなる導光板と、導光板に入射される光を放出する光源とを備える。
図1は、本実施形態に係る光学部材、及び光学部材に入射される光を放出する光源を概略的に示す斜視図である。 図2は、本実施形態に係る照明装置を適用したペンダントライトを概略的に示す断面図である。 図3は、図2のペンダントライトを下面側から見た平面図である。 図4は、図2における符号Aの部分の拡大図である。
 以下、本実施形態に係る塗料組成物、塗料組成物より得られる塗膜を有する光学部材、及び光学部材を用いた照明装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
[塗料組成物]
 本実施形態の塗料組成物は、基板に塗布して硬化させることにより、油分と埃の両方に対する防汚性が持続する塗膜を得ることができる。そして、塗料組成物は、得られる塗膜に対して撥水性を付与するためのフッ素樹脂と、塗膜に対して親水性を付与するための親水材料とを含有している。
 塗料組成物がフッ素樹脂を含有することにより、塗膜に対して高い撥水性及び撥油性、並びに低付着性、易除去性を付与することが可能となる。そのため、塗膜に水汚れや油汚れが付着し難く、また付着したとしても容易に除去することが可能となる。また、塗料組成物が親水材料を含有することにより、塗膜に対して帯電防止性を付与することが可能となる。つまり、例えば、親水材料に起因して大気中の水分が塗膜の表面に付着することにより、塗膜の表面に静電気の導電パスが形成される。これにより、塗膜の帯電が抑制されるため、埃等の静電的な汚れの付着を低減することが可能となる。
 塗料組成物に含まれるフッ素樹脂としては、塗膜に対して撥水性を付与し、かつ、水酸基を有するものを用いる。このようなフッ素樹脂としては、主鎖及び側鎖の少なくとも一方に水酸基を付加したフッ素樹脂を使用することができる。また、水酸基が付加されるフッ素樹脂は特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、エチレン-四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。なお、上市されている水酸基含有フッ素樹脂としては、旭硝子株式会社製のルミフロン(登録商標)、セントラル硝子株式会社製のセフラルコート(登録商標)、東亜合成株式会社製のザフロン、ダイキン工業株式会社製のゼッフル(登録商標)、DIC株式会社製のフルオネート(登録商標)、関東電化工業株式会社製のエフクリア(登録商標)などが挙げられる。
 塗料組成物に含まれる親水材料としては、塗膜に対して親水性を付与し、かつ、水酸基を有するものを用いる。このような親水材料としては、ポリエチレングリコール誘導体及びシリカ(SiO)の少なくとも一方を用いることができる。ポリエチレングリコール誘導体は、分子中のエーテル基が水と親和性を有するため、塗膜に対して親水性を付与することができる。また、シリカは、分子中のシロキサン結合(-Si-O-Si-)及び表面の水酸基が水と親和性を有するため、塗膜に対して親水性を付与することができる。ポリエチレングリコール誘導体としては、例えば数平均分子量が200~20000であるポリエチレングリコールを用いることができる。また、シリカとしては、粒子状のシリカ微粒子を用いることができる。
 本実施形態の塗料組成物は、上述のフッ素樹脂と親水材料とを連結する連結材料を含有している。具体的には、フッ素樹脂に含まれる水酸基及び親水材料に含まれる水酸基と結合する複数の官能基を有し、フッ素樹脂と親水材料とを連結する連結材料を含有している。このような連結材料を含有することにより、得られる塗膜中で、フッ素樹脂と親水材料が連結材料を介して間接的に結合することが可能となる。つまり、塗料組成物を基材に塗布した後に、フッ素樹脂の水酸基及び親水材料の水酸基と連結材料の官能基とを反応させることにより、フッ素樹脂と親水材料が連結材料を介して結合した塗膜を得ることができる。これにより、塗膜周辺の環境が変化したり、塗膜に水分が付着した場合でも、塗膜から親水材料が溶出し難くなる。そのため、塗膜の帯電防止性を長期間に亘り維持し、静電的な汚れの付着を低減することが可能となる。同様に、塗膜周辺の環境が変化した場合でも、塗膜からフッ素樹脂が溶出し難くなる。そのため、塗膜の撥水性及び撥油性を長期間に亘って維持し、水汚れや油汚れの付着を低減することが可能となる。
 連結材料としては、水酸基と結合する複数の官能基を有し、塗膜を形成した際にフッ素樹脂と親水材料とを連結することが可能な材料を用いることができる。このような連結材料としては、アルコキシシラン及びシラノール化合物の少なくとも一方を用いることができる。アルコキシシランは加水分解によりシラノール基(Si-OH)を生成し、さらに当該シラノール基はフッ素樹脂及び親水材料の水酸基と脱水縮合する。そのため、連結材料としてアルコキシシランを用いることにより、脱水縮合反応によりフッ素樹脂と親水材料とを連結することが可能となる。同様に、シラノール化合物もシラノール基を有しているため、脱水縮合反応によりフッ素樹脂と親水材料とを連結することが可能となる。
 連結材料であるアルコキシシランは、複数のアルコキシ基を有するものを使用することが好ましい。アルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニ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、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。また、シラノール化合物は、上述のアルコキシシランにおけるアルコキシ基の一部が加水分解し、シラノール基となったものを使用することができる。
 連結材料としては、複数のイソシアナート基(-NCO)を有するイソシアナート化合物を用いることができる。イソシアナート基は水酸基と反応することにより、ウレタン結合(-NH-CO-O-)を形成する。そのため、連結材料としてイソシアナート化合物を用いることにより、ウレタン結合を介してフッ素樹脂と親水材料とを連結することが可能となる。
 複数のイソシアナート基を有するイソシアナート化合物としては、脂肪族イソシアナート、脂環族イソシアナート、芳香族イソシアナートからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。脂肪族イソシアナートとしては、1,6-ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、リジンジイソシアナートなどの炭素数6~10のジイソシアナートが挙げられる。脂環族イソシアナートとしては、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、4,4′- ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート(水添MDI)、1,3-ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(水添XDI)、1,4-シクロヘキサンジイソシアナート、ノルボルナンジイソシアナート(NBDI)などを挙げることができる。また、ヘキサメチレンジイソシアナートやイソホロンジイソシアナートのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体のような変性体も挙げることができる。芳香族イソシアナートとしては、トリレンジイソシアナート(TDI)、フェニレンジイソシアナート、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、1,5-ナフタレンジイソシアナート、キシリレンジイソシアナート(XDI)、カルボジイミド変性のMDIなどを挙げることができる。
 上述のように、連結材料は、フッ素樹脂に含まれる水酸基及び親水材料に含まれる水酸基と結合することにより、フッ素樹脂と親水材料とを連結することができる。ただ、連結材料は、隣接するフッ素樹脂の水酸基と反応して、フッ素樹脂同士を連結してもよい。同様に、連結材料は、隣接する親水材料の水酸基と反応して、親水材料同士を連結してもよい。この場合でも、得られる塗膜からフッ素樹脂及び親水材料が溶出し難くなるため、埃等の静電的な汚れの付着及び水汚れや油汚れの付着を低減することが可能となる。
 本実施形態の塗料組成物において、親水材料がシリカ微粒子であり、連結材料がシラノール化合物及びアルコキシシランの少なくとも一方であることが好ましい。フッ素樹脂は水酸基を有し、さらに親水材料であるシリカ微粒子も表面に水酸基を有するため、これらの材料は相溶性が高い。そのため、塗料組成物において、これらは略均一に混ざり合うことができ、その結果、得られる塗膜の透明性及び平滑性を高めることが可能となる。また、シラノール化合物及びアルコキシシランは、脱水縮合によりフッ素樹脂及びシリカ微粒子と強固に結合するため、硬くて透明な塗膜を容易に得ることが可能となる。
 親水材料がシリカ微粒子の場合、シリカ微粒子の平均粒子径は1nm~100nmであることが好ましい。この場合、シリカ微粒子とフッ素樹脂とが微視的に複合化するため、塗膜を透過する可視光の散乱が小さくなり、塗膜の透明性をより高めることが可能となる。なお、シリカ微粒子の平均粒子径(メジアン径、D50)は、動的光散乱法により測定することができる。
 塗料組成物において、親水材料であるシリカ微粒子の表面に、連結材料であるシラノール化合物及び/又はアルコキシシランが結合した状態で存在していてもよい。つまり、シリカ微粒子とシラノール化合物及び/又はアルコキシシランとが分離した状態で塗料組成物中に分散している必要は無く、これらの材料が予め結合した状態で塗料組成物中に分散していてもよい。シラノール化合物及び/又はアルコキシシランが表面に結合したシリカ微粒子を用いることにより、水酸基を有するフッ素樹脂との反応性を高め、より効率的に塗膜を形成することが可能となる。
 本実施形態の塗料組成物において、親水材料がポリエチレングリコール誘導体であり、連結材料がイソシアナート化合物であることも好ましい。フッ素樹脂は水酸基を有し、さらに親水材料であるポリエチレングリコール誘導体も水酸基を有するため、これらの材料は相溶性が高い。そのため、塗料組成物において、これらは略均一に混ざり合うことができ、その結果、得られる塗膜の透明性及び平滑性を高めることが可能となる。また、イソシアナート化合物は、ウレタン結合によりフッ素樹脂及びポリエチレングリコール誘導体と強固に結合するため、硬くて透明な塗膜を容易に得ることが可能となる。
 塗料組成物において、ポリエチレングリコール誘導体の平均分子量が200~600であることが好ましい。平均分子量が上記範囲のポリエチレングリコール誘導体は、連結材料との反応性が高いため、塗膜の硬度と親水性をより高めることが可能となる。なお、ポリエチレングリコール誘導体の平均分子量は数平均分子量(Mn)とすることができ、例えば水酸基価から求めることができる。
 次に、本実施形態の塗料組成物の製造方法について説明する。塗料組成物は、上述のフッ素樹脂、親水材料及び連結材料を混合することにより調製することができる。混合条件は特に限定されず、大気中、常温で混合することができる。また、フッ素樹脂、親水材料及び連結材料の混合順序も特に限定されない。
 フッ素樹脂、親水材料及び連結材料を混合する際、塗料組成物に溶媒を添加して、塗布しやすいように粘度を調整してもよい。粘度調整用の溶媒としては、例えば水や有機溶剤を使用することが好ましい。有機溶剤は特に限定されないが、塗膜作成時に容易に揮発し、かつ、塗膜形成時に硬化阻害などを生じないものを適宜選択することが好ましい。有機溶剤としては、例えば芳香族炭化水素類(トルエン及びキシレン等)、アルコール類(メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等)を挙げることができる。さらに、脂肪族炭化水素類(ヘキサン及びヘプタン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)、アミド系溶剤(N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)及びジメチルアセトアミド(DMAc)等)、酢酸メチル、酢酸ブチルが挙げられる。これらの有機溶剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
 なお、上述のように、シラノール化合物及び/又はアルコキシシランが表面に結合したシリカ微粒子を用いる場合には、シラノール化合物が結合したシリカ微粒子とフッ素樹脂とを混合することにより、塗料組成物が得られる。そのため、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
 このように、本実施形態に係る塗料組成物は、撥水性を付与し、かつ、水酸基を有するフッ素樹脂と、親水性を付与し、かつ、水酸基を有する親水材料とを含有する。さらに塗料組成物は、水酸基と結合する複数の官能基を有し、フッ素樹脂と親水材料とを連結する連結材料を含有する。これにより、塗料組成物より得られる塗膜において、フッ素樹脂と親水材料が連結材料を介して間接的に結合することできる。そのため、塗膜から親水材料が溶出し難くなることから、塗膜の帯電防止性を長期間に亘り維持し、静電的な汚れの付着を低減することが可能となる。同様に、塗膜からフッ素樹脂が溶出し難くなることから、塗膜の撥水性及び撥油性を長期間に亘って維持し、水汚れや油汚れの付着を低減することが可能となる。
 なお、本実施形態の塗料組成物は、得られる塗膜に静電気の導電パスを形成するために、親水材料を添加している。そのため、当該塗料組成物は、導電パスを形成するための金属粒子及び金属酸化物粒子を含有しないことが好ましい。金属粒子及び金属酸化物粒子を含有しないことにより、得られる塗膜において透過光の散乱及び吸収が抑制されることから、塗膜の透明性をより高めることが可能となる。
 また、本実施形態の塗料組成物は、光拡散性を付与する粒子も含有しないことが好ましい。このような粒子を含有しないことにより、得られる塗膜において透過光の散乱が抑制されることから、塗膜の透明性をより高めることが可能となる。光拡散性を付与する粒子としては、平均粒子径が1μm~1mm程度の粒子を挙げることができる。このような粒子としては、例えば、ベンゾグアナミン系樹脂粒子、スチレン系微粒子、メラミン樹脂粒子、ポリテトラフルオロエチレン粒子、硫酸バリウム粒子、炭酸カルシウム粒子などがある。
[光学部材]
 次に、本実施形態に係る光学部材について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態に係る光学部材10は、図1に示すように、基板1と、基板1の少なくとも一面に設けられ、上述の塗料組成物より得られる塗膜2を備えるものである。
 基板1は特に限定されないが、380nm~780nmの可視光線に対して透過性を有していることが好ましい。光学部材10にこのような透光性の高い基板1を用いることにより、光学部材10を照明装置100に用いた場合、光学部材10が透明となり、開放感のあるデザインを備えた照明装置100とすることができる。
 基板1としては、可視光線に対して透過性を有するものであれば特に限定されない。基板1としては、例えば、アクリル樹脂(アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体)、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂及びガラスからなる群より選ばれる少なくとも一つで形成されたものを用いることができる。なかでもアクリル樹脂及びポリカーボネート樹脂は光線透過率が高い。そのため、基板1は、アクリル樹脂及びポリカーボネート樹脂の少なくともいずれか一方で形成されていることが好ましい。なお、基板1における可視光線の全光線透過率は90~100%であることが好ましく、全光線透過率は分光ヘーズメーターを用いて測定することができる。
 基板1の厚さは特に限定されないが、例えば0.1mm~10mmであることが好ましい。強度や透光性を考慮すると、基板1の厚さは1mm~5mmであることがより好ましい。なお、基板1は、ガラスキャスト製法、連続キャスト製法、押出し製法等のシート成型方法により得たものを使用することができる。
 本実施形態の光学部材10は、基板1の少なくとも一面に塗膜2を備えている。塗膜2は、上述の塗料組成物が硬化してなるものであり、フッ素樹脂及び親水材料が連結材料を介して連結している。これにより、塗膜2からフッ素樹脂及び親水材料が溶出し難くなるため、埃等の静電的な汚れの付着及び水汚れや油汚れの付着を低減することが可能となる。
 塗膜2の厚みtは特に限定されないが0.1μm~100μmであることが好ましく、0.5μm~10μmであることが特に好ましい。塗膜2の厚みtがこの範囲内であることにより、防汚性を有しつつも、高い硬度を有する塗膜2を得ることが可能となる。
 本実施形態の光学部材10の用途は特に限定されないが、例えば導光板10Aとして用いることが好ましい。上述のように、基板1は可視光線に対して透過性を有していることが好ましく、さらに塗膜2も可視光線の透過性を有しているため、導光板10Aとして好適に用いることができる。
 ここで図1では、光学部材10を導光板10Aとして用いた例を示している。図1に示すように、導光板10Aの一端面1aに面して光源20を設置した場合、光源20から発せられた可視光線が一端面1aを通じて基板1の内部に入射する。入射した可視光線3は、基板1の主面で反射し、この反射を繰り返すことにより、一端面1aの反対側にある他端面1bに向けて伝播する。このとき、伝播する光の一部は、基板1の主面からY軸方向及びY軸方向の反対方向に向けて出射することができる。そのため、光源20が点灯している場合には、一枚の導光板10Aの全体から可視光線が出射されるため、導光板全体の意匠性を高めることが可能となる。また、上述のように、基板1及び塗膜2は可視光線に対して透過性を有しているため、光源20が消灯している場合には透明性が高い。そのため、消灯時には、導光板本来の透明で開放感のあるデザインを得ることができる。
 次に、本実施形態の光学部材10の製造方法について説明する。まず、上述の塗料組成物を基板1の表面に塗布する。この際、塗料組成物の塗布方法は特に限定されない。塗料組成物を基板1の主面に塗布する方法としては、塗工法や印刷法を用いることができる。塗工法においては、エアスプレー、ハケ、バーコーター、メイヤーバー、エアナイフ等を用いて塗料組成物を塗布することができる。また、印刷法では、グラビア印刷、リバースグラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の方法を用いることができる。
 次に、基板1に塗布した塗料組成物において、フッ素樹脂に含まれる水酸基及び親水材料に含まれる水酸基と連結材料に含まれる官能基とを反応させ、フッ素樹脂及び親水材料と連結材料とを結合させる。これらの反応条件は特に限定されず、必要に応じて加熱処理を行ってもよい。例えば、連結材料がシラノール化合物からなる場合には、常温でも脱水縮合反応が進行するため、硬化するまで常温で放置すればよい。また、連結材料がイソシアナート化合物の場合には加熱処理を行うことが好ましく、例えば50~100℃で加熱することが好ましい。このようにして、基板1の表面に塗膜2が形成された光学部材10を得ることができる。
 なお、図1では、基板1の一方の主面にのみ塗膜2が形成されているが、このような態様に限定されず、例えば基板1の両方の主面に塗膜2を形成してもよい。また、基板1の一端面1aや他端面1bに塗膜2を形成してもよい。
 このように、本実施形態の光学部材10は、塗料組成物より得られる塗膜2を少なくとも表面の一部に備えている。これにより、長期持続性があり、油と埃の両方の汚れに対して防汚機能があり、さらに光学特性に影響を与えない塗膜を備えた光学部材を得ることが可能となる。なお、上述の塗料組成物と同様に、塗膜2の透明性をより高める観点から、塗膜2は導電パスを形成するための金属粒子及び金属酸化物粒子を含有しないことが好ましく、さらに光拡散性を付与する粒子も含有しないことが好ましい。
 本実施形態の光学部材は上述の導光板に限定されず、例えばLED(Light Emitting Diode)などの光源を覆い、光源からの光を拡散させる照明カバーとして用いてもよい。この場合、光学部材の基板は、十分な光拡散性を付与するために、光拡散剤を分散した樹脂板を使用することができる。
[照明装置]
 次に、本実施形態に係る照明装置について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態の照明装置100は、上述の光学部材10からなる導光板10Aと、導光板10Aに入射される光を放出する光源20とを備える。
 図1に示すように、光源20は、基板1の一端面1aを通じて基板1の内部に可視光線を入射させることができるものならば特に限定されない。光源20としては、例えば発光ダイオード(LED)などの点光源や、蛍光灯など線状の光源を用いることができる。
 図1に示すように、光源20は、導光板10Aの一端面1aに面しており、光源20から発せられた可視光線が一端面1aを通じて基板1の内部に入射する。そのため、本実施形態の照明装置100において、光源20は、導光板10Aの端部に位置することが好ましい。また、導光板10Aが平板状の場合、光源20を導光板10Aの一端面1aに設けることにより、導光板10Aの主面からY軸方向及びY軸方向の反対方向に光が放出される。その結果、照明装置の省スペース化を図りつつも、効率的に光を照射することが可能となる。
 図2乃至図4は照明装置100の適用例を示しており、照明装置100を、天井から吊り下げられて用いられるペンダントライトに適用した例を示している。図2に示すように、照明装置100Aは、装置本体30と、装置本体30から導出され、装置本体30に給電するための給電線41とを備える。さらに照明装置100Aは、給電線41の端部に取り付けられ、天井Cに設けられた引掛シーリングC1に係合するコネクタ42を備える。装置本体30は、光源20と、光源20から出射された光を導光して外部に出射する導光板10Aと、光源20及び導光板10Aを保持する筐体50とを有する。
 図2に示すように、筐体50は、光源20を保持する光源保持部51と、光源保持部51の上側に配置され、導光板10Aを保持する第1の導光板保持部52と、光源保持部51の下側に配置され、導光板10Aを保持する第2の導光板保持部53とを有する。光源保持部51は、円筒状に形成され、その円筒軸が鉛直方向と一致するように配置されている。第1の導光板保持部52及び第2の導光板保持部53は、それぞれ円板状に形成され、それらの中心が光源保持部51の円筒軸と交差するように配置されている。筐体50は、軽量で放熱性及び光反射性に優れた材料、例えば、白色のポリブチレンテレフタレート樹脂により形成されている。
 導光板10Aは、第1の導光板保持部52及び第2の導光板保持部53よりも大きい円板状に形成されている。そして、導光板10Aの中心が光源保持部51の円筒軸と交差した状態で、導光板10Aは、第1の導光板保持部52と第2の導光板保持部53との間に挟持されている。導光板10Aは、天井Cに相対して配置され、外部に露出している。導光板10Aは中央に円形状の開口11を有し、開口11には、光源20を保持した光源保持部51が配置されている。
 図4に示すように、光源20は、光源保持部51の外周面に亘って取り付けられた配線基板21と、配線基板21上において所定間隔毎に実装された複数のLED22と、LED22の点灯を制御する点灯回路23とを有する。配線基板21は、フレキシブル回路基板により構成され、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた絶縁シートを介して光源保持部51に取り付けられている。複数のLED22は、それぞれの光軸Axが配線基板21に直交するように配置され、導光板10Aの内端面13と対向している。LED22は、例えば白色光を出射する白色LEDにより構成される。点灯回路23は、光源保持部51の内部に収納され、配電線及び配線基板21に設けられた配線パターンを介して、各々のLED22と電気的に接続されている。
 LED22から出射された光は、図2の破線矢印で示すように、内端面13から導光板10Aに入射する。入射された光は、表面4及び裏面2aで反射されることにより、導光板10Aの内部を外端面12の方向に導光される。そして、導光された光は、導光板10Aの外端面12から外部に出射される。
 そして、照明装置100Aにおいて、光源20が点灯している場合には、導光板10Aの外端面12から可視光線が出射されるため、意匠性に優れたペンダントライトとすることが可能となる。また、光源20が点灯していない場合には導光板10Aが透明となるため、開放感のあるデザインとすることができる。つまり、図2に示すように、導光板10Aと天井Cの間には隙間があるため、開放感のある空間演出を行うことが可能となる。
 以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
 本例において、水酸基を有するフッ素樹脂として、関東電化工業株式会社製エフクリア(登録商標)KD270Rを用いた。水酸基を有する親水材料として、和光純薬工業株式会社製の、平均分子量が約400であるポリエチレングリコールを用いた。連結材料として、東京化成工業株式会社製のイソホロンジイソシアナートを用いた。
 まず、固形分100質量部のフッ素樹脂に対して、ポリエチレングリコール100質量部を混合した。次に、フッ素樹脂の水酸基及びポリエチレングリコールの水酸基の合計のモル数とイソシアナート基のモル数とが同じとなるように、当量のイソホロンジイソシアナートを添加した。そして、この混合物の固形分が10質量%になるように、メチルエチルケトン-シクロヘキサノン混合溶媒で希釈することにより、塗料組成物を得た。
 この塗料組成物を基板に塗布した後、80℃で20分間加熱することにより、フッ素樹脂の水酸基及びポリエチレングリコールの水酸基と、イソホロンジイソシアナートのイソシアナート基とを反応させた。これにより、塗膜を備えた本例の光学部材を得た。なお、得られた塗膜の膜厚は1μmであった。また、基板としては、アクリル樹脂で形成され、縦50mm横70mm厚さ2mmのアクリル板を用いた。
[実施例2]
 水酸基を有する親水材料として、和光純薬工業株式会社製の、平均分子量が約200であるポリエチレングリコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、本例の光学部材を得た。
[実施例3]
 水酸基を有する親水材料として、和光純薬工業株式会社製の、平均分子量が約600であるポリエチレングリコールを用いたこと以外は実施例1と同様にして、本例の光学部材を得た。
[実施例4]
 本例において、水酸基を有するフッ素樹脂として、関東電化工業株式会社製エフクリアKD270Rを用いた。水酸基を有する親水材料及び連結材料として、中央自動車工業株式会社製の、エクセルピュアBD-P01を用いた。なお、エクセルピュアBD-P01は、親水材料であるシリカ微粒子と連結材料であるシラノール化合物が混合した化合物であり、シリカ微粒子の平均粒子径は10nm~100nmである。
 そして、固形分100質量部のフッ素樹脂に対して、エクセルピュアBD-P01を固形分が900質量部となるように混合することにより、塗料組成物を得た。
 この塗料組成物を実施例1と同じ基板に塗布し、室温で20分間放置することにより、フッ素樹脂の水酸基とシリカ微粒子及びシラノール化合物の水酸基とを脱水縮合させた。これにより、塗膜を備えた本例の光学部材を得た。なお、得られた塗膜の膜厚は0.3μmであった。
[比較例1]
 水酸基を有するフッ素樹脂であるエフクリアKD270Rの代わりに、アクリルポリオール樹脂である三菱レイヨン株式会社製LR2634を使用したこと以外は実施例1と同様にして、本例の光学部材を得た。なお、当該アクリルポリオール樹脂は、水酸基を有するが撥水性を付与しない樹脂である。
[比較例2]
 水酸基を有するフッ素樹脂であるエフクリアKD270Rの代わりに、関東電化工業株式会社製のエフクリアMD1700を使用したこと以外は実施例1と同様にして、本例の光学部材を得た。なお、エフクリアMD1700は撥水性を付与するフッ素樹脂であるが水酸基を有しないため、連結材料と結合することができない樹脂である。
[比較例3]
 水酸基を有する親水材料であるポリエチレングリコールの代わりに、アクリルポリオール樹脂である三菱レイヨン株式会社製LR2634を使用したこと以外は実施例1と同様にして、本例の光学部材を得た。なお、当該アクリルポリオール樹脂は、水酸基を有するが親水性を付与しない樹脂である。
[比較例4]
 水酸基を有するフッ素樹脂であるエフクリアKD270Rの代わりに、アクリルポリオール樹脂である三菱レイヨン株式会社製LR2634を使用したこと以外は実施例4と同様にして、本例の光学部材を得た。なお、当該アクリルポリオール樹脂は、水酸基を有するが撥水性を付与しない樹脂である。
[比較例5]
 水酸基を有するフッ素樹脂であるエフクリアKD270Rの代わりに、関東電化工業株式会社製のエフクリアMD1700を使用したこと以外は実施例4と同様にして、本例の光学部材を得た。なお、エフクリアMD1700は撥水性を付与するフッ素樹脂であるが水酸基を有しないため、連結材料と結合することができない樹脂である。
 なお、実施例1~4及び比較例1,3~4の光学部材を目視で観察した結果、いずれも略無色透明で均一な塗膜であることを確認した。また、実施例1~4及び比較例1,3~4の光学部材における塗膜を指で触れた結果、硬化した膜であることを確認した。
 しかし、比較例2及び5の光学部材を目視で観察した結果、いずれも透明ではなく、不均一な塗膜であることを確認した。つまり、比較例2及び5では、水酸基を有しないフッ素樹脂であるエフクリアMD1700の相溶性が悪く、懸濁状の塗料組成物となったため、得られた塗膜は不均一なものとなった。
[評価]
 均一な塗膜が得られた実施例1~4及び比較例1,3~4の光学部材に対して、撥水撥油性を評価する油付着性試験と、帯電防止性を評価する埃付着性試験とを行った。
(油付着性試験(撥水撥油性試験))
 実施例1~4及び比較例1,3~4の塗膜に対して、2μLのオレイン酸を滴下させた後、5秒後の静的接触角を測定した。なお、静的接触角の測定は、接触角計(協和界面科学株式会社製CA-W150)を用いて行った。測定結果を表1に示す。なお、オレイン酸接触角については、油汚れの除去しやすさの観点から、40°以上を「良好」と評価し、40°未満を「不良」と評価した。
 表1に示すように、実施例1~4の光学部材は、オレイン酸接触角が40°以上であるため、油分の濡れ性が低い。そのため、油分に対する防汚性に優れ、さらにたとえ油汚れが付着したとしても容易に除去できることが分かる。これに対して、撥水性を付与するフッ素樹脂を含有しない比較例1及び4の光学部材は、撥水撥油性が低下するため、オレイン酸接触角が40°未満となった。そのため、これらの光学部材は油分に対する防汚性に劣り、油汚れが付着した場合でも容易に除去できないことが分かる。
(埃付着性試験(帯電防止性試験))
 実施例1~4及び比較例1,3~4の塗膜に対して、表面抵抗値を測定した。具体的には、株式会社三菱化学アナリテック製の表面抵抗測定器(ハイレスタ(登録商標)IP MCP-HT260型)を用い、印加電圧100Vで表面抵抗値を測定した。この表面抵抗値は、日本工業規格JIS K6911-1995に基づく値である。
 表面抵抗率については、埃汚れの除去しやすさの観点から、1×1014Ω/sq未満を「良好」と評価し、1×1014Ω/sq以上を「不良」と評価した。
 表1に示すように、実施例1~4の光学部材は、表面抵抗率が1×1014Ω/sq未満である。そのため、埃に対する防汚性に優れ、さらにたとえ埃汚れが付着したとしても容易に除去できることが分かる。
 これに対して、親水性を付与する親水材料を含有しない比較例3の光学部材は、親水性が低下するため、表面抵抗率が1×1014Ω/sq以上となった。そのため、これらの光学部材は埃に対する防汚性に劣り、埃汚れが付着した場合でも容易に除去できないことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記の実施例1~4より、本実施形態によれば、油付着性と埃付着性が低く、さらに硬くて透明な塗膜が容易に得られることが分かる。
 以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
 特願2017-007259号(出願日:2017年1月19日)の全内容は、ここに援用される。
 本発明によれば、得られる塗膜の防汚性を長期に亘り持続することが可能な塗料組成物、塗料組成物より得られる塗膜を有する光学部材、及び光学部材を用いた照明装置を得ることが可能となる。
 2 塗膜
 10 光学部材
 10A 導光板
 20 光源
 100,100A 照明装置

Claims (7)

  1.  撥水性を付与し、かつ、水酸基を有するフッ素樹脂と、
     親水性を付与し、かつ、水酸基を有する親水材料と、
     水酸基と結合する複数の官能基を有し、前記フッ素樹脂と前記親水材料とを連結する連結材料と、
     を含有する、塗料組成物。
  2.  前記親水材料がシリカ微粒子であり、前記連結材料がシラノール化合物及びアルコキシシランの少なくとも一方である、請求項1に記載の塗料組成物。
  3.  前記シリカ微粒子の平均粒子径が1nm~100nmである、請求項2に記載の塗料組成物。
  4.  前記親水材料がポリエチレングリコール誘導体であり、前記連結材料がイソシアナート化合物である、請求項1に記載の塗料組成物。
  5.  前記ポリエチレングリコール誘導体の平均分子量が200~600である、請求項4に記載の塗料組成物。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一項に記載の塗料組成物より得られる塗膜を少なくとも表面の一部に備える、光学部材。
  7.  請求項6に記載の光学部材からなる導光板と、
     前記導光板に入射される光を放出する光源と、
    を備える、照明装置。
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