JP3139786B2 - コーティング組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コーティング組成物に
関し、更に詳しくは、合成樹脂フィルム、シート、板お
よびガラスなどの透明基材の表面に塗布して、薄くて、
均一で、透明で、耐熱性、耐候性、耐久性に優れ、しか
も、長期にわたって防曇効果を持続する塗膜を形成する
ことのできるコーティング組成物に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】従来、種々の用途に適し
たコーティング組成物が提案されており、表面塗布型の
防曇剤組成物としては、特公昭６３−４５４３２号公報
および特公平２−１８３５７号公報等により、コロイダ
ルシリカと界面活性剤を含有する防曇剤組成物が知られ
ている。

【０００３】しかしながら、前記の防曇剤組成物は、塗
布して塗膜を形成する際の塗工性、形成された塗膜の透
明性、防曇性、防曇効果の持続性などの点で必ずしも満
足のいくものではなかった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、熱交換機フィン用、包装用、
農業用、鏡、窓（家庭、ビル建築物、車両、ショーケー
ス、計器）、ディスプレー画面、額縁などに使用される
透明な合成樹脂フィルム、シート、板およびガラスなど
の基材の表面に、防曇性、耐熱性、耐候性、防曇効果の
持続性などに優れた塗膜を形成することのできるコーテ
ィング組成物を提供することを目的とする。

【０００５】また、本発明の他の目的は、塗布して塗膜
を形成する際の塗布加工が容易であり、経時変化に対し
ても安定なコーティング組成物で、合成樹脂の表面に塗
布して帯電防止能、ブロッキング防止能などを付与する
コーティング組成物を提供することにある。

【０００６】

【発明の概要】本発明に係るコーティング組成物は、 （Ａ）有機溶媒を分散媒とし、ｐＨが５以下であるコロ
イダルシリカと、 （Ｂ）フルオロアルキル基を有する界面活性剤とからな
ることを特徴とする。

【０００７】

【発明の具体的な説明】以下に本発明について具体的に
説明する。本発明における（Ａ）成分の有機溶媒を分散
媒とするコロイダルシリカは、シリカのコロイド粒子
が、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコール、酢酸アミルアルコール、エチレングリコー
ル、モノエチルエーテル、ｎ−メチルピロリドン、アセ
トン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、な
どの有機溶媒に分散したゾルであり、通常、オルガノシ
リカゾルと呼ばれているものである。

【０００８】オルガノシリカゾルは、ＳｉＯ₂として５
〜４０wt％の濃度範囲のものが一般に市販されている
が、特に、ｐＨが５以下の酸性オルガノシリカゾルは、
（Ｂ）成分である界面活性剤と混合した場合、長期間に
わたって安定であるので好ましい。この様なオルガノシ
リカゾルは、例えば、本発明の出願人が先に出願した特
公平２−１０８７号に記載した方法により、水を分散媒
とする酸性のシリカゾルから製造することができる。 （Ａ）成分のコロイダルシリカの平均粒子径は、通常の
コロイド粒子の範囲内にあるものは使用可能であるが、
得られる塗膜の透明性の観点から５〜３０ｎｍの範囲の
ものが望ましい。

【０００９】次に（Ｂ）成分のフルオロアルキル基を有
する界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する
非イオン性、アニオン性、カチオン性および両性界面活
性剤がいずれも使用可能であり、具体的には、例えば、
パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアル
キルリン酸エステル、パーフルオロアルキルトリメチル
アンモニウム塩、パーフルオロアルキルペタイン、パー
フルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアル
キルエチレンオキサイド付加物などを挙げることができ
る。特に、パーフルオロアルキルリン酸エステルとパー
フルオロアルキルペタインの界面活性剤は、得られるコ
ーティング組成物が長期間にわたって安定であるので好
ましい。

【００１０】本発明のコーティング組成物において、
（Ａ）成分の有機溶媒を分散媒とするコロイダルシリカ
（ＳｉＯ₂として）と、（Ｂ）成分のフルオロアルキル
基を有する界面活性剤（固形分として）との合計量に対
して、界面活性剤（固形分として）の量が、０．１〜４
０wt％、好ましくは０．２〜１０wt％の範囲にあること
が望ましい。 （Ｂ）成分の界面活性剤の量が４０wt％より多い場合に
は、得られる塗膜の耐熱性、耐候性、耐久性が乏しく、
防曇効果の持続性が短くなる傾向を示し、一方、界面活
性剤の量が０．１wt％より少ない場合には、得られる塗
膜の防曇性が低下するので好ましくない。なお、本発明
のコーティング組成物では、前記（Ａ）（Ｂ）成分以外
の成分も含有することができる。

【００１１】本発明におけるコーティング組成物では、
（Ａ）成分のコロイダルシリカの分散媒である有機溶媒
と同一あるいは異なる有機溶媒を、希釈剤として含有す
ることができる。希釈剤の量は特に限定されるものでは
ないが、コーティング組成物中の（Ａ）成分のシリカと
（Ｂ）成分の界面活性剤の合計量の固形分濃度が、４０
wt％以下、好ましくは５〜２０wt％の範囲に調整され
る。なお、コーティング組成物は、使用に際して更に適
当な濃度に希釈してもよい。

【００１２】また、このコーティング組成物では、水分
は少ない方が望ましいのであるが、コーティング組成物
中の水分は、Ｈ₂Ｏ／ＳｉＯ₂重量比で４、好ましくは１
まで許容される。コーティング組成物中の水分の量がＨ
₂Ｏ／ＳｉＯ₂重量比で４より多くなると、塗布して塗膜
を形成する際に均一な塗膜が形成されないなどの難点が
生じる。

【００１３】本発明のコーティング組成物は、例えば
（Ｂ）成分のフルオロアルキル基を有する界面活性剤
を、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコールなどの前述の分散媒として使用される有機溶媒
で希釈して、又は、希釈することなしに、（Ａ）成分の
有機溶媒を分散媒とするコロイドシリカと混合して調整
される。

【００１４】そして、本発明のコーティング組成物は、
熱交換機フィン用、包装用、農業用その他各種鏡、窓な
どに使用されるポリエチレン、ポリプロピレンなどのオ
レフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート
樹脂、四フッ化エチレン系樹脂などの含フッ素樹脂など
の合成樹脂フィルム、シート、板およびガラスなどの透
明基材の表面に、ローラータッチ法、バーコーター法、
スプレー法、浸漬法、ハケ塗り法などの通常の塗布方法
で塗布加工することができる。本発明のコーティング組
成物は、特に防曇剤としての用途に優れているが、帯電
防止剤、ブロッキング防止剤など種々の用途にも使用可
能である。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明する。実施例−１ 水を分散媒とするシリカゾル（ＳｉＯ₂濃度２０wt％、
平均粒子径１１ｎｍ、Ａｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂＝０．００２
モル比）１０００ｍｌと、イソプロピルアルコール（純
度９９％以上）１０００ｍｌをよく混合した後、限外濾
過膜にて濾過を行い、濾液が１０００ｍｌに達したと
き、さらに母液に新たなイソプロピルアルコール１００
０ｍｌを添加した。その後、同様に濾過を行い濾液量１
０００ｍｌを採取した。この操作を全部で６回繰り返し
行い、シリカ濃度３０wt％のイソプロピルアルコールを
分散媒とするコロイダルシリカを得た。

【００１６】このゾル中の水分濃度は２．７wt％、ゾル
のｐＨは２．１、粘度は５．６c.p.であった。このイソ
プロピルアルコールを分散媒とするコロイダルシリカ３
３．３５ｇと、パーフルオロアルキルリン酸エステル界
面活性剤（旭硝子（株）製；サーフロンＳ−１１２、固
形分濃度１５％）０．２５ｇをイソプロピルアルコール
１６．６ｇで希釈した溶液とを混合してコーティング組
成物を調製した。

【００１７】実施例−２ 実施例−１において、コロイダルシリカの量を３２．４
ｇとし、界面活性剤の量を１．０ｇとした他は、全く同
様にして、コーティング組成物を調製した。

【００１８】実施例−３ 実施例−１において、界面活性剤１０ｇをイソプロピル
アルコール６．６ｇで希釈して使用した他は、全く同様
にして、コーティング組成物を調製した。

【００１９】実施例−４ 実施例−１と同様の方法でエチルアルコールを分散媒と
するＳｉＯ₂濃度２０wt％のコロイダルシリカを調製し
た。このゾル中の水分濃度は１．６wt％、ゾルのｐＨは
２．５、粘度は１．４c.p.、コロイド粒子の平均粒子径
は２５ｎｍであった。このエチルアルコールを分散媒と
するコロイダルシリカ３２．４ｇと、パーフルオロアル
キルペタイン界面活性剤（旭硝子（株）製；サーフロン
Ｓ−１３２、固形分濃度３０％）０．２５ｇをイソプロ
ピルアルコール１７．３５ｇで希釈した溶液とを混合し
てコーティング組成物を調製した。

【００２０】比較例−１ 実施例−１において、イソプロピルアルコールを分散媒
とするコロイダルシリカの量を３３．３５ｇとし、アク
リル系界面活性剤（共栄社油脂化学（株）製；デスタン
ト−ＡＧ−７、固形分濃度３６％）０．０８ｇをイソプ
ロピルアルコール１６．６ｇで希釈した溶液を用いた以
外は、実施例−１と同様にして、コーティング組成物を
調製した。

【００２１】比較例−２ 比較例−１において、アクリル系界面活性剤の代わり
に、高級アルコールリン酸エステル塩界面活性剤（共栄
社油脂化学（株）製；デスタント−ＡＰ−１、固形分濃
度２３％）０．２５ｇを用いた他は、全く同様にして、
コーティング組成物を調製した。

【００２２】比較例−３ 有機溶媒を分散媒とするコロイダルシリカの代りに、実
施例−１における水を分散媒とするシリカゾル（ＳｉＯ
₂濃度２０wt％、平均粒子径１１ｎｍ）５０．０２ｇ
と、パーフルオロアルキルリン酸エステル界面活性剤
（旭硝子（株）製；サーフロンＳ−１１２、固形分濃度
１５％）０．２５ｇをイソプロピルアルコール１６．６
ｇで希釈した溶液とを混合してコーティング組成物を調
製した。

【００２３】実施例−５〔評価〕 実施例−１〜４および比較例−１〜３で得られたコーテ
ィング組成物を使用して、表２に示す透明基材の表面
に、バーコーターでウェット膜厚５μｍで塗布して、常
温で乾燥して塗膜を形成し、次に示す方法で性能評価を
行った。その結果を表１と表２に示す。

【００２４】（１）コーティング組成物の安定性；コー
ティング組成物を密閉容器に入れて２５℃の恒温槽に１
ヵ月浸漬し、固液分離の有無を観察した。 ○・・無いもの。 ×・・有るもの。 （２）塗布加工性；コーティング組成物を基材の表面に
バーコーターで塗布し、均一に塗布できるかどうかを観
察した。 ○・・均一に塗布されたもの。 △・・やや塗布むらの有るもの。 ×・・かなり塗布むらの有るもの。

【００２５】（３）透明性；塗膜の形成前後と比較して
目視にて判断した。 ○・・塗膜の形成前の基板と同程度の透明性を有するも
の。 △・・塗膜の形成前の基板より透明性がやや低下したも
の。 ×・・塗膜の形成前の基板より透明性がかなり低下した
もの。 （４）耐熱性；コーティング組成物を塗布して塗膜を形
成した基材を温度８０℃の乾燥器に３０分間入れて、塗
膜の亀裂や白化の有無を目視で観察した。 ○・・亀裂や白化が無いもの。 △・・亀裂や白化が少し認められるもの。 ×・・亀裂や白化がかなり認められるもの。

【００２６】（５）耐候性；コーティング組成物を塗布
して塗膜を形成した基材をサンシャインウェザオメータ
ーにて２００時間処理した後、塗膜の亀裂や白化の有無
を目視で観察した。 ○、△、×・・・同上。 （６）耐久性；コーティング組成物を塗布して塗膜を形
成した基材を２０℃の水中に７日間浸漬し、塗膜の亀裂
や白化の有無を目視で観察した。 ○、△、×・・・同上。

【００２７】（７）防曇性；コーティング組成物を塗布
して塗膜を形成した基材を、６０℃の温水３００ｍｌを
加えた５００ｍｌのビーカーの上に蓋としてピッタリか
ぶせ、そのビーカーを６０℃に保った恒温水槽上に浮か
べ、基材に水滴形成による曇りが生ずるか、否かを観察
した。 ○・・曇りを生じない。 △・・やや曇りを生じる。 ×・・曇る。 （８）防曇性の持続性；コーティング組成物を塗布して
塗膜を形成した基材を６０℃の温水３００ｍｌを加えた
５００ｍｌのビーカーの上に蓋としてピッタリかぶせ、
そのビーカーを６０℃に保った恒温水槽上に浮かべ、基
材に水滴形成による曇りが生ずるまでの日数を観察し
た。 ○・・３０日以上曇りを生じない。 △・・５〜３０日で曇りを生じる。 ×・・５日以内で曇りを生じる。

【００２８】

【表１】 コーティング組成物 (*1)界面活性剤量（wt％） 固形分濃度（wt％）安定性 実施例−１ ０．３７ ２０．０ ○ 実施例−２ １．５２ １９．７ ○ 実施例−３ １３．０４ ２３．０ ○ 実施例−４ １．１４ １３．０ ○ 比較例−１ ０．３０ ２０．０ × 比較例−２ ０．５７ ２０．０ × 比較例−３ ０．３７ １５．０ △ (*1)界面活性剤／（界面活性剤＋SiO₂）×１００

【００２９】

【表２】 基材 塗 膜 性 能 (*2) 加工性 透明性 耐熱性 耐候性 耐久性 防曇性 持続性 実施例−１ PET ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例−１ PTFE ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例−２ PC ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例−３ PET ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 実施例−４ PMMA ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 比較例−１ PET △ × × ○ × △ × 比較例−２ PTFE △ × × ○ × △ × 比較例−３ PTFE × × △ ○ × △ × (*2) PET ・・ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム PTFE ・・四フッ化エチレン系樹脂フィルム PC ・・ポリカーボネート樹脂フィルム PMMA ・・ポリメチルメタクリレート樹脂板

【００３０】

【発明の効果】本発明のコーティング組成物は、合成樹
脂およびガラスなどの透明基材の表面に薄く均一に塗布
することができ、塗布加工が容易であり、塗布して形成
される塗膜は、防曇性、透明性、耐候性、耐久性などに
優れ、長期にわたって防曇性を持続することができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−98578（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59203（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−158033（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−279657（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−234461（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−320161（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 1/00 C09D 5/00 C08J 7/04 C09K 3/18 ＣＡ（ＳＴＮ) ＣＡＯＬＤ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）有機溶媒を分散媒とし、ｐＨが５
   以下であるコロイダルシリカと、（Ｂ）フルオロアルキ
   ル基を有する界面活性剤とからなるコーティング組成
   物。