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JP2001029876A - Hydrophilic coated material - Google Patents

Hydrophilic coated material

Info

Publication number
JP2001029876A
JP2001029876A JP11206888A JP20688899A JP2001029876A JP 2001029876 A JP2001029876 A JP 2001029876A JP 11206888 A JP11206888 A JP 11206888A JP 20688899 A JP20688899 A JP 20688899A JP 2001029876 A JP2001029876 A JP 2001029876A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating film
coating composition
water
parts
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11206888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiji Sako
利治 佐古
Minoru Inoue
井上  稔
Meiji Goto
明治 後藤
Shoichi Nakamoto
彰一 中本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP11206888A priority Critical patent/JP2001029876A/en
Publication of JP2001029876A publication Critical patent/JP2001029876A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exhibit a hydrophilic property from the first time of film formation by forming projecting and recessing parts exhibiting capillary phenomena to water on the surface of a coating film. SOLUTION: This coated material has a coating film 2 formed by applying a coating composition with a spin-coater, and the like, on a flat substrate 1. Projecting and recessing parts 5, 6 exhibiting capillary phenomena to water are formed on the surface of the coating film 2. The projecting and recessing parts 5, 6 on the surface of the coating film 2 has a >=5 nm and <=50 nm average surface roughness. The material of the substrate 1 is not limited in particular but usually glass, plastic, and the like, are used. As the glass, sodium glass, and the like, are used and as the plastic, polycarbonate resin, and the like, are used. Thereby, water permeates the projecting and recessing parts formed on the surface of the coating film 2. In the coating film 2 having the projecting and recessing parts on the surface, the more recessive parts through which water can permeate deeply into the coating film 2 are, the smaller contact angle of water the coating film has, therefore, the hydrophilic property of the coating film 2 can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は平滑な基板、この基
板の上にコーティング組成物を塗布しコーティング層を
形成した親水性塗装品に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a smooth substrate and a hydrophilic coated article formed by applying a coating composition on the substrate to form a coating layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】親水性の機能に優れた塗膜を形成した塗
装品としては、光触媒を含んだ塗膜を形成した塗装品が
知られている(WO96/29375号公報等)。光触
媒を含む塗膜に紫外線が照射されると、光触媒作用で水
をはじく有機物等を分解することにより、塗膜表面に対
する水の接触角が低下して塗膜表面が水に濡れやすくな
るという親水性向上効果が得られるものである。この親
水性向上効果から、屋外の部材においては、ガラスや鏡
等が水滴で曇りにくい防曇効果や、付着した汚れが雨水
によって流される防汚効果が期待されている。
2. Description of the Related Art As a coated article having a coating film excellent in hydrophilic function, a coated article having a coating film containing a photocatalyst is known (WO96 / 29375, etc.). When a coating film containing a photocatalyst is irradiated with ultraviolet light, it decomposes organic substances repelling water by photocatalysis, thereby reducing the contact angle of water with the coating film surface and making the coating film surface easily wettable with water. The effect of improving the performance is obtained. From the effect of improving the hydrophilicity, an outdoor member is expected to have an anti-fogging effect in which glass, mirrors and the like are hardly fogged by water droplets, and an anti-fouling effect in which attached dirt is washed away by rainwater.

【0003】上記光触媒を含む塗膜は、紫外線が照射さ
れてから光触媒作用の効果を発揮するまでにある程度の
時間がかかるため、製膜後、光触媒の効果が発揮される
までの時間は親水性が得られず、効果がわかりにくい。
また、紫外線の当たらない屋内等では光触媒が効果を発
揮するのにさらに長い時間がかかるため使用しにくかっ
た。
[0003] Since the coating film containing the photocatalyst takes a certain amount of time from the irradiation of ultraviolet rays until the effect of the photocatalysis is exerted, the time until the effect of the photocatalyst is exhibited after film formation is hydrophilic. And the effect is difficult to understand.
In addition, it is difficult to use the photocatalyst indoors or the like exposed to ultraviolet rays because it takes a longer time to exhibit its effect.

【0004】また、アルキルトリアルコキシシラン、テ
トラアルコキシシラン、あるいはその混合物を構成材料
としたコーティング組成物を塗布した塗装品において
も、親水性を有することが知られている。しかし、上記
塗装品は、いつも水の濡れ性が良いものが得られるとは
限らず、また、コーティング組成物が不安定でゲル化し
易い恐れがあり、コーティング組成物で安定し、親水性
の良いものが求められている。
[0004] It is also known that a coated article coated with a coating composition containing an alkyl trialkoxysilane, a tetraalkoxysilane, or a mixture thereof as a constituent material has hydrophilicity. However, the coated product is not always obtained with good water wettability, and the coating composition may be unstable and easily gelled, and is stable with the coating composition and has good hydrophilicity. Things are sought.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製膜
当初から親水性が発揮される塗装品を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a coated product which exhibits hydrophilicity from the beginning of film formation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
平滑な基板、この基板の上にコーティング組成物を塗布
し塗膜を形成した塗装品であって、上記塗膜の表面に、
水に対し毛管現象を発現する凹凸が形成されてなること
を特徴とする。これにより、塗膜の表面に形成された凹
部に水が浸透する。表面に凹凸を有する塗膜において、
毛管現象により水が深く浸透できる凹部を有する程、水
の接触角が小さくなるので、塗膜の親水性を良くするこ
とができる。
According to the first aspect of the present invention,
A smooth substrate, a coated article formed by applying a coating composition on the substrate to form a coating film, and on the surface of the coating film,
It is characterized in that irregularities that exhibit capillary action are formed in water. Thereby, water penetrates into the concave portions formed on the surface of the coating film. In a coating film with irregularities on the surface,
As the concave portion through which water can penetrate deeply by capillary action is provided, the contact angle of water becomes smaller, so that the hydrophilicity of the coating film can be improved.

【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、上記コーティング組成物が、アルキルトリ
アルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、あるいは
その混合物の少なくとも一つを加水分解した縮合物と、
酸化物又は酸化物ゾルの粒子、硬化触媒、及び、溶剤か
ら構成されたものであり、且つ、上記塗膜の凹凸は、酸
化物又は酸化物ゾルの粒子の一部が突出することにより
形成されてなることを特徴とする。これにより、毛管現
象により水が深く浸透できる凹部を有することができる
ため、塗膜の水の接触角を小さくできる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the coating composition comprises a condensate obtained by hydrolyzing at least one of an alkyl trialkoxy silane, a tetraalkoxy silane, and a mixture thereof.
An oxide or oxide sol particles, a curing catalyst, and a solvent, and the unevenness of the coating film is formed by protruding a part of the oxide or oxide sol particles. It is characterized by becoming. Thereby, since a concave portion through which water can penetrate deeply by capillary action can be provided, the contact angle of water of the coating film can be reduced.

【0008】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、上記コーティング組成物が、アルキルトリ
アルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、あるいは
その混合物の少なくとも一つを加水分解した縮合物10
0重量部に対し、酸化物又は酸化物ゾルが固形分換算で
50〜300重量部であることを特徴とする。これによ
り、塗膜の表面に酸化物又は酸化物ゾルの一部を突出さ
せた、毛管現象により水が深く浸透できる凹部を有する
ことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the coating composition comprises a condensate obtained by hydrolyzing at least one of an alkyl trialkoxy silane, a tetraalkoxy silane, and a mixture thereof.
The amount of the oxide or the oxide sol is 50 to 300 parts by weight in terms of solid content with respect to 0 parts by weight. This makes it possible to have a concave portion in which water or a part of the oxide sol protrudes from the surface of the coating film, and into which water can penetrate deeply by capillary action.

【0009】請求項4記載の発明は、請求項2又は請求
項3記載の発明において、上記コーティング組成物の固
形分が2重量%以下であることを特徴とする。これによ
り、塗膜の表面に酸化物又は酸化物ゾルの一部を突出さ
せた、毛管現象により水が深く浸透できる凹部を有する
ことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the coating composition has a solid content of 2% by weight or less. This makes it possible to have a concave portion in which water or a part of the oxide sol protrudes from the surface of the coating film, and into which water can penetrate deeply by capillary action.

【0010】請求項5記載の発明は、請求項請求項1乃
至請求項4いずれか記載の発明において、上記塗膜の表
面の凹凸は、平均粗さRaが5nm以上50nm以下で
あることを特徴とする。これにより、毛管現象により水
が深く浸透できる凹部を有することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the unevenness on the surface of the coating film has an average roughness Ra of 5 nm or more and 50 nm or less. And Thereby, it is possible to have a concave portion into which water can penetrate deeply by capillary action.

【0011】請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項5いずれか記載の発明において、上記平滑な基板が、
ガラス、または、プラスチックのいずれかであることを
特徴とする。これにより、ガラス、または、プラスチッ
クの表面に、毛管現象を発現する凹凸を得ることができ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention, the smooth substrate is
It is characterized by being either glass or plastic. This makes it possible to obtain irregularities exhibiting a capillary phenomenon on the surface of glass or plastic.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、請求項1〜6に対応する
実施の形態の一例を摸式的に示した要部拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view of an essential part schematically showing an example of an embodiment according to the first to sixth aspects.

【0013】上記塗装品は、平滑な基板1の上にコーテ
ィング組成物を塗布し塗膜2を形成したものであって、
上記塗膜2の表面は、水に対し毛管現象を発現する凹凸
5,6が形成されている。
The above-mentioned coated article is obtained by applying a coating composition on a smooth substrate 1 to form a coating film 2,
The surface of the coating film 2 is formed with irregularities 5 and 6 that exhibit a capillary phenomenon against water.

【0014】上記基板1としては、特に限定されない
が、例えば、ガラス、プラスチック等が挙げられる。上
記ガラスとしては、例えば、ナトリウムガラス、パイレ
ックスガラス、石英ガラス、無アルカリガラス等が挙げ
られる。上記プラスチックとしては、例えば、ポリカー
ボネート樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性もし
くは熱可塑性プラスチック、および、これらのプラスチ
ックをナイロン繊維等の無機繊維で強化した繊維強化プ
ラスチック(FRP)が挙げられる。
The substrate 1 is not particularly limited, but examples thereof include glass and plastic. Examples of the above glass include sodium glass, Pyrex glass, quartz glass, and alkali-free glass. As the plastic, for example, a thermosetting or thermoplastic plastic such as a polycarbonate resin, an acrylic resin, an ABS resin, a vinyl chloride resin, an epoxy resin, and a phenol resin, and these plastics are reinforced with inorganic fibers such as nylon fibers. Fiber reinforced plastics (FRP).

【0015】上記塗膜2は、その表面に凹部5と凸部6
を有し、この凹凸5,6が水に対し毛管現象を発現す
る。毛管現象の発現する凹凸5,6にあっては、毛管現
象により水が深く浸透できる凹部5を有する程、塗膜の
表面の水の接触角を小さくできるものである。
The coating film 2 has a concave portion 5 and a convex portion 6 on its surface.
The irregularities 5 and 6 exhibit a capillary phenomenon with respect to water. In the irregularities 5 and 6 where the capillary phenomenon occurs, the contact angle of water on the surface of the coating film can be reduced as the concave portion 5 into which water can penetrate deeply by the capillary phenomenon.

【0016】上記塗膜2は、コーティング組成物を塗布
することにより形成される。上記コーティング組成物と
して、アルキルトリアルコキシシラン、テトラアルコキ
シシラン、あるいはその混合物の少なくとも一つを加水
分解した縮合物と、酸化物又は酸化物ゾルの粒子、硬化
触媒、及び、溶剤から構成されたものが例示される。そ
して、上記塗膜2の凹凸5,6は、酸化物又は酸化物ゾ
ルの粒子4の一部を、コート層3から突出することによ
り形成することができる。
The coating film 2 is formed by applying a coating composition. The coating composition comprises an alkyl trialkoxysilane, a tetraalkoxysilane, or a condensate obtained by hydrolyzing at least one of a mixture thereof, an oxide or oxide sol particles, a curing catalyst, and a solvent. Is exemplified. The irregularities 5 and 6 of the coating film 2 can be formed by projecting a part of the oxide or oxide sol particles 4 from the coat layer 3.

【0017】上記コーティング組成物においては、アル
キルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、
あるいはその混合物の少なくとも一つを加水分解した縮
合物100重量部に対し、酸化物又は酸化物ゾルが固形
分換算で50〜300重量部であることが望ましい。上
記縮合物100重量部に対し、上記酸化物又は酸化物ゾ
ルが50重量部未満であると、、突出する酸化物又は酸
化物ゾルの粒子4が少なくなるため、これらが突出した
凹凸5,6を得ることが難しくなり、また、上記縮合物
100重量部に対し、上記酸化物又は酸化物ゾルが30
0重量部を超えると、酸化物又は酸化物ゾルの粒子4が
塗膜からはがれ易くなる恐れがある。より、好ましく
は、上記縮合物100重量部に対し、上記酸化物又は酸
化物ゾルが90〜150重量部である。
In the above coating composition, alkyl trialkoxy silane, tetraalkoxy silane,
Alternatively, it is desirable that the oxide or oxide sol is 50 to 300 parts by weight in terms of solid content based on 100 parts by weight of a condensate obtained by hydrolyzing at least one of the mixture. If the amount of the oxide or oxide sol is less than 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the condensate, the number of projecting oxide or oxide sol particles 4 is reduced. Is difficult to obtain, and 30 parts by weight of the oxide or oxide sol is added to 100 parts by weight of the condensate.
If the amount exceeds 0 parts by weight, the particles 4 of the oxide or oxide sol may be easily peeled from the coating film. More preferably, the oxide or oxide sol is 90 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the condensate.

【0018】上記アルキルトリアルコキシシランとして
は、特に限定されないが、例えば、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシシラン、エチルトリメト
キシシラン、エチルトリエトキシシシラン、プロピルト
リメトキシシラン、プロピルトリエトキシシシラン等が
挙げられる。上記テトラアルコキシシランとしては、特
に限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシシラン、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が挙げられる。上記混合物と
しては、アルキルトリアルコキシシランとテトラアルコ
キシシランを混合したものでもよい。上記加水分解は、
例えば、アルキルトリアルコキシシラン、テトラアルコ
キシシラン、あるいはその混合物の少なくとも一つと、
水、塩酸やシリカゾル等の加水分解用触媒を混合し、こ
の混合物を加水分解する。
The alkyltrialkoxysilane is not particularly restricted but includes, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane. And the like. The tetraalkoxysilane is not particularly limited, but examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, and the like. The mixture may be a mixture of alkyl trialkoxysilane and tetraalkoxysilane. The hydrolysis is
For example, at least one of an alkyl trialkoxy silane, a tetraalkoxy silane, or a mixture thereof,
A hydrolysis catalyst such as water, hydrochloric acid or silica sol is mixed, and the mixture is hydrolyzed.

【0019】上記酸化物としては、例えば、シリカ、ア
ルミナ、ジルコニア、酸化錫が挙げられ、上記酸化物ゾ
ルとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、ジル
コニアゾル、酸化錫ゾル等の粒子が挙げられる。
Examples of the oxide include silica, alumina, zirconia and tin oxide, and examples of the oxide sol include silica sol, alumina sol, zirconia sol and tin oxide sol.

【0020】上記硬化触媒としては、例えば、アルキル
チタン酸塩、オクチル酸錫、ジブチル錫ジラウレート、
ジオクチル錫ジマレート等のカルボン酸の金属塩;ジブ
チルアミン−2−ヘキソエート、ジメチルアミンアセテ
ート、エタノールアミンアセテート等のアミン塩;酢酸
テトラメチルアンモニウム等のカルボン酸第4級アンモ
ニウム塩;テトラエチルペンタミン等のアミン類;N−
β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン等のアミン系シランカップリング
剤;p−トルエンスルホン酸、フタル酸、塩酸等の酸
類;アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート
等のアルミニウム化合物;水酸化カリウム等のアルカリ
触媒;テトライソプロピルチタネート、テトラプチルチ
タネート、チタニウムテトラアセチルアセトネート等の
チタニウム化合物;メチルトリクロロシラン、ジメチル
ジクロロシラン、トリメチルモノクロロシラン等のハロ
ゲン化シラン等が挙げられる。
Examples of the curing catalyst include alkyl titanates, tin octylate, dibutyltin dilaurate,
Metal salts of carboxylic acids such as dioctyltin dimaleate; amine salts such as dibutylamine-2-hexoate, dimethylamine acetate, ethanolamine acetate; quaternary ammonium salts of carboxylic acids such as tetramethylammonium acetate; amines such as tetraethylpentamine Class; N-
amine-based silane coupling agents such as β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane; acids such as p-toluenesulfonic acid, phthalic acid, and hydrochloric acid; Aluminum compounds such as aluminum alkoxides and aluminum chelates; alkali catalysts such as potassium hydroxide; titanium compounds such as tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate, titanium tetraacetylacetonate; halogens such as methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylmonochlorosilane Silane and the like.

【0021】上記溶媒としては、例えば、メタノール、
エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソ
ブタノール等の低級脂肪族アルコール類;エチレングリ
コール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸
エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレング
リコール誘導体;ジエチレングリコール、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール
の誘導体;及び、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプ
タン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトオキシム、
ジアセトンアルコール等が挙げられ、これらからなる1
種もしくは2種以上のものを使用することができる。な
かでも、アルコール類が取扱い易さの点からより好まし
い。
Examples of the solvent include methanol,
Lower aliphatic alcohols such as ethanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol; ethylene glycol derivatives such as ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether acetate; diethylene glycol derivatives such as diethylene glycol and diethylene glycol monobutyl ether; , Toluene, xylene, hexane, heptane, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone,
Methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketoxime,
And diacetone alcohol.
One or more species can be used. Among them, alcohols are more preferable from the viewpoint of easy handling.

【0022】上記コーティング組成物は、アルキルトリ
アルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、あるいは
その混合物の少なくとも一つを加水分解した縮合物と、
酸化物又は酸化物ゾルの粒子をスタラー等で攪拌、混合
し、この混合物に硬化触媒を添加し、さらに、溶剤で希
釈して作製される。このコーティング組成物は、固形分
が2重量%以下となるよう調製し、塗布することが望ま
しい。より望ましくは、固形分0.5重量%以下であ
る。固形分が2重量%を超えると、酸化物又は酸化物ゾ
ルの粒子4が塗膜の表面に突出し難くなる。
The coating composition comprises a condensate obtained by hydrolyzing at least one of an alkyl trialkoxysilane, a tetraalkoxysilane, and a mixture thereof;
The oxide or oxide sol particles are stirred and mixed with a stirrer or the like, a curing catalyst is added to the mixture, and the mixture is further diluted with a solvent. This coating composition is desirably prepared and applied so that the solid content is 2% by weight or less. More preferably, the solid content is 0.5% by weight or less. When the solid content exceeds 2% by weight, the particles 4 of the oxide or the oxide sol hardly protrude from the surface of the coating film.

【0023】上記塗装品は、上記コーティング組成物
を、平滑な基板1の上に、スピンコーター等で塗布し、
焼成を行なうことにより得られる。
The above coated product is coated with the above coating composition on a smooth substrate 1 by a spin coater or the like.
It is obtained by firing.

【0024】このようにして、上記塗膜の表面に、平均
粗さ(中心線平均粗さRa)で5nm以上の凹凸を有す
る塗膜が形成される。上記平均粗さ5nm未満では、毛
管現象の発現が不十分である。また、上記平均粗さ50
nmを超えた塗膜は、塗膜の外観がきたなくなり、実用
に不向きである。
In this way, a coating film having irregularities of 5 nm or more in average roughness (center line average roughness Ra) is formed on the surface of the coating film. When the average roughness is less than 5 nm, the manifestation of the capillary phenomenon is insufficient. In addition, the above average roughness 50
A coating film having a thickness exceeding nm has a bad appearance of the coating film and is not suitable for practical use.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の効果を確認するために、評価用の塗
装品を作製し、評価試験を行った。実施例及び比較例
中、特に断りらない限り、部は重量部を表し、%は重量
%を表す。また、表面粗さは、中心線平均粗さRaを示
す。
EXAMPLES In order to confirm the effects of the present invention, a coated article for evaluation was prepared and an evaluation test was conducted. In Examples and Comparative Examples, unless otherwise specified, parts indicate parts by weight and% indicates% by weight. The surface roughness indicates the center line average roughness Ra.

【0026】(実施例1)コーティング組成物を以下の
ようにして作製した。アルキルトリアルコキシシランと
してメチルトリメトキシシラン、加水分解用酸触媒とし
て塩酸、酸化物ゾルとして酸性コロイダルシリカゾル
(触媒化成工業株式会社製:商品名「OSCAL143
2」固形分30%)、硬化触媒としてN−β−アミノエ
チル−γ−アミノプロピル、溶剤にメタノールを用い
た。メチルトリメトキシシランを100部、0.01m
ol/リットルの塩酸を10部、水14.5部を配合
し、スタラーで60℃温水で5時間攪拌し加水分解し
た。この縮合物にに酸性コロイダルシリカゾルを300
部をスタラーで攪拌した後に、、N−β−アミノエチル
−γ−アミノプロピルを4部添加し、さらに、メタノー
ルで固形分濃度が0.2%となるまで希釈した。この溶
液を3日間室温で熟成し、コーティング組成物とした。
このコーティング組成物の外観を観察したところゲル化
はおきておらず、外観異常はなかった。
Example 1 A coating composition was prepared as follows. Methyltrimethoxysilane as an alkyl trialkoxysilane, hydrochloric acid as an acid catalyst for hydrolysis, acidic colloidal silica sol as an oxide sol (trade name “OSCAL143, manufactured by Kasei Kasei Kogyo Co., Ltd.)
2 "solid content 30%), N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl as a curing catalyst, and methanol as a solvent. 100 parts of methyltrimethoxysilane, 0.01 m
ol / liter of hydrochloric acid (10 parts) and water (14.5 parts) were mixed, and the mixture was stirred with hot water at 60 ° C. for 5 hours and hydrolyzed. Add 300 parts of acidic colloidal silica sol to this condensate
After stirring the mixture with a stirrer, 4 parts of N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl was added, and the mixture was further diluted with methanol until the solid content concentration became 0.2%. This solution was aged at room temperature for 3 days to obtain a coating composition.
Observation of the appearance of the coating composition showed no gelation and no abnormal appearance.

【0027】上記コーティング組成物をガラス基板に、
スピンコーターで塗布し、100℃30分焼成し、平均
表面粗さが9nmの塗装品を得た。
The above coating composition is applied to a glass substrate.
It was applied by a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a coated product having an average surface roughness of 9 nm.

【0028】(実施例2)実施例1において、酸性コロ
イダルシリカゾルを500部配合した以外は、実施例1
と同様にしてコーティング組成物を得た。このコーティ
ング組成物の外観を観察したところ異常はなかった。こ
のコーティング組成物をガラス基板に、スピンコーター
で塗布し、100℃30分焼成し、平均表面粗さが16
nmの塗装品を得た。
Example 2 Example 1 was repeated except that 500 parts of the acidic colloidal silica sol was blended.
A coating composition was obtained in the same manner as described above. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to a glass substrate by a spin coater, baked at 100 ° C. for 30 minutes, and had an average surface roughness of 16
nm was obtained.

【0029】(実施例3)実施例1において、酸性コロ
イダルシリカゾルを1000部配合した以外は、実施例
1と同様にしてコーティング組成物を得た。このコーテ
ィング組成物の外観を観察したところ異常はなかった。
このコーティング組成物をガラス基板に、スピンコータ
ーで塗布し、100℃30分焼成し、平均表面粗さが3
1nmの塗装品を得た。
Example 3 A coating composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1000 parts of the acidic colloidal silica sol was added. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality.
This coating composition was applied to a glass substrate with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to give an average surface roughness of 3
A 1 nm coated product was obtained.

【0030】(実施例4)実施例1において、N−β−
アミノエチル−γ−アミノプロピルに代わり、硬化触媒
としてジブチル錫ジラウレートを2部添加した以外は、
実施例1と同様にしてコーティング組成物を得た。この
コーティング組成物の外観を観察したところ異常はなか
った。このコーティング組成物をガラス基板に、スピン
コーターで塗布し、100℃30分焼成し、平均表面粗
さが12nmの塗装品を得た。
Example 4 In Example 1, N-β-
Instead of aminoethyl-γ-aminopropyl, except that 2 parts of dibutyltin dilaurate was added as a curing catalyst,
A coating composition was obtained in the same manner as in Example 1. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to a glass substrate by a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a coated product having an average surface roughness of 12 nm.

【0031】(実施例5)実施例1において、メチルト
リメトキシシランに代わり、テトラアルコキシシランと
してテトラメトキシシランを用いた以外は、実施例1と
同様にしてコーティング組成物を得た。このコーティン
グ組成物の外観を観察したところ異常はなかった。この
コーティング組成物をガラス基板に、スピンコーターで
塗布し、100℃30分焼成し、平均表面粗さが13n
mの塗装品を得た。
Example 5 A coating composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that tetramethoxysilane was used as tetraalkoxysilane instead of methyltrimethoxysilane. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to a glass substrate by a spin coater, baked at 100 ° C. for 30 minutes, and had an average surface roughness of 13 n.
m were obtained.

【0032】(実施例6)実施例1において、メチルト
リメトキシシランに代わり、メチルトリメトキシシラン
50部とテトラメトキシシラン50部を配合した以外
は、実施例1と同様にしてコーティング組成物を得た。
このコーティング組成物の外観を観察したところ異常は
なかった。このコーティング組成物をガラス基板に、ス
ピンコーターで塗布し、100℃30分焼成し、平均表
面粗さが12nmの塗装品を得た。
Example 6 A coating composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 50 parts of methyltrimethoxysilane and 50 parts of tetramethoxysilane were used instead of methyltrimethoxysilane. Was.
Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to a glass substrate by a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a coated product having an average surface roughness of 12 nm.

【0033】(実施例7)実施例1において、酸性コロ
イダルシリカゾルに代わり、酸化物ゾルとしてアルミナ
ゾル(日産化学株式会社製:商品名アルミナゾル52
0、固形分20%)を500部配合した以外は、実施例
1と同様にしてコーティング組成物を得た。このコーテ
ィング組成物の外観を観察したところ異常はなかった。
このコーティング組成物をガラス基板に、スピンコータ
ーで塗布し、100℃30分焼成し、平均表面粗さが1
9nmの塗装品を得た。
Example 7 In Example 1, alumina sol (alumina sol 52 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name) was used instead of the acidic colloidal silica sol as an oxide sol.
(0, solid content 20%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 500 parts of a coating composition was obtained. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality.
The coating composition was applied to a glass substrate with a spin coater, baked at 100 ° C. for 30 minutes, and had an average surface roughness of 1
A 9 nm coated product was obtained.

【0034】(実施例8)実施例1において、メタノー
ルで固形分濃度が0.05%となるまで希釈した以外
は、実施例1と同様にしてコーティング組成物を得た。
このコーティング組成物の外観を観察したところ異常は
なかった。このコーティング組成物をガラス基板に、ス
ピンコーターで塗布し、100℃30分焼成し、平均表
面粗さが18nmの塗装品を得た。
Example 8 A coating composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid content was diluted with methanol until the solid content concentration became 0.05%.
Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to a glass substrate with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a coated product having an average surface roughness of 18 nm.

【0035】(実施例9)実施例1のコーティング組成
物を用いた。このコーティング組成物の外観を観察した
ところ異常はなかった。このコーティング組成物をアク
リル板に、スピンコーターで塗布し、100℃30分焼
成し、平均表面粗さが10nmの塗装品を得た。
Example 9 The coating composition of Example 1 was used. Observation of the appearance of the coating composition revealed no abnormality. This coating composition was applied to an acrylic plate with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a coated product having an average surface roughness of 10 nm.

【0036】(比較例1)メチルトリメトキシシランを
100部に、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピ
ルを4部添加し、さらに、メタノールで固形分濃度が
0.2%となるまで希釈した。この溶液を3日間室温で
熟成し、コーティング組成物とした。
Comparative Example 1 To 100 parts of methyltrimethoxysilane, 4 parts of N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl were added, and further diluted with methanol until the solid concentration became 0.2%. did. This solution was aged at room temperature for 3 days to obtain a coating composition.

【0037】上記コーティング組成物をガラス基板に、
スピンコーターで塗布し、100℃30分焼成したとこ
ろ、塗装品の平均表面粗さは1nm以下で凹凸が認めら
れなかった。
The above coating composition is applied to a glass substrate.
When applied with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes, the coated product had an average surface roughness of 1 nm or less and no irregularities were observed.

【0038】(比較例2)メチルトリメトキシシランを
100部を用い実施例1と同様に縮合物を作製し、これ
に対し、酸性コロイダルシリカゾルを300部配合し、
スタラーで攪拌した後に、N−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルを4部添加し、さらに、メタノールで固
形分濃度が5%となるまで希釈した。この溶液を3日間
室温で熟成し、コーティング組成物とした。
Comparative Example 2 A condensate was prepared in the same manner as in Example 1 using 100 parts of methyltrimethoxysilane, and 300 parts of an acidic colloidal silica sol was added thereto.
After stirring with a stirrer, N-β-aminoethyl-γ-
4 parts of aminopropyl were added, and further diluted with methanol until the solid content concentration became 5%. This solution was aged at room temperature for 3 days to obtain a coating composition.

【0039】上記コーティング組成物をガラス基板に、
スピンコーターで塗布し、100℃30分焼成したとこ
ろ、塗装品の平均表面粗さは1nm以下と凹凸が認めら
れなかった。
The above coating composition is applied to a glass substrate.
When applied with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes, the coated product had an average surface roughness of 1 nm or less, and no irregularities were observed.

【0040】(比較例3)メチルトリメトキシシランを
100部を用い実施例1と同様に縮合物を作製し、これ
に対し、酸性コロイダルシリカゾルを100部配合し、
スタラーで攪拌した後に、N−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルを4部添加し、さらに、メタノールで固
形分濃度が0.2%となるまで希釈した。この溶液を3
日間室温で熟成し、コーティング組成物とした。
Comparative Example 3 A condensate was prepared in the same manner as in Example 1 using 100 parts of methyltrimethoxysilane, and 100 parts of an acidic colloidal silica sol was added thereto.
After stirring with a stirrer, N-β-aminoethyl-γ-
4 parts of aminopropyl was added, and further diluted with methanol until the solid content concentration became 0.2%. This solution is
Aged at room temperature for days to obtain a coating composition.

【0041】上記コーティング組成物をガラス基板に、
スピンコーターで塗布し、100℃30分焼成したとこ
ろ、塗装品の平均表面粗さは1nm以下で凹凸が認めら
れなかった。
The above coating composition is applied to a glass substrate.
When applied with a spin coater and baked at 100 ° C. for 30 minutes, the coated product had an average surface roughness of 1 nm or less and no irregularities were observed.

【0042】(評価)水の接触角、及び、塗膜の密着性
を評価した。
(Evaluation) The contact angle of water and the adhesion of the coating film were evaluated.

【0043】水の接触角は、塗膜作製直後に行った。接
触角の測定は、0.2ccの蒸留水を塗膜表面に滴下し
た後に、拡大カメラ観察することにより行った。接触角
が小さい程、親水性が高いことを示す。
The contact angle of water was measured immediately after preparation of the coating film. The measurement of the contact angle was performed by dropping 0.2 cc of distilled water on the surface of the coating film and then observing it with a magnifying camera. The smaller the contact angle, the higher the hydrophilicity.

【0044】塗膜の密着は、塗膜表面に1mm間隔で碁
盤目状に切れ目を入れ、この切れ目にセロハンテープを
貼り、急激に剥がし、剥離の有無を測定した。10ヵ所
行い、剥離が生じなかった個数を記録した。
For the adhesion of the coating film, cuts were made in a grid pattern at intervals of 1 mm on the surface of the coating film, a cellophane tape was applied to the cut, and the film was rapidly peeled off, and the presence or absence of peeling was measured. The measurement was performed at 10 places, and the number of pieces that did not cause peeling was recorded.

【0045】結果は、表1に示すのとおり、実施例はい
ずれも比較例に比べ水の接触角が良好であることが、製
膜当初から確認された。また、塗膜の密着性もいずれも
剥離は生ぜず、密着性の良好な塗膜が形成されているこ
とが確認された。
As shown in Table 1, it was confirmed from the beginning of the film formation that the contact angle of water was better in each of Examples than in Comparative Examples. In addition, no peeling occurred in any of the adhesion of the coating films, and it was confirmed that a coating film having good adhesion was formed.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、塗膜の表面に、
水に対し毛管現象を発現する凹凸が形成されてなるの
で、製膜当初から水の接触角が小さい塗膜を形成した塗
装品を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the surface of the coating film
Since irregularities that cause capillary action are formed in water, it is possible to obtain a coated product in which a coating film having a small water contact angle is formed from the beginning of film formation.

【0048】さらに、請求項2記載乃至請求項4いずれ
か記載の発明は、特に、塗膜の表面に酸化物又は酸化物
ゾルの一部が突出した凹凸を得ることができ、この凹凸
に毛管現象により水が深く浸透するので、製膜当初から
水の接触角が小さい塗膜を形成した塗装品を得ることが
できる。
Further, according to the invention as set forth in any one of claims 2 to 4, in particular, it is possible to obtain unevenness in which oxide or oxide sol partially protrudes on the surface of the coating film. Since water penetrates deeply due to the phenomenon, it is possible to obtain a coated product in which a coating film having a small water contact angle is formed from the beginning of film formation.

【0049】さらに、請求項5記載の発明は、特に、毛
管現象により水が深く浸透できる凹部を有しているた
め、製膜当初から水の接触角が小さい塗膜を形成した塗
装品を得ることができる。
Furthermore, the invention according to claim 5 has a concave portion through which water can penetrate deeply by capillary action, so that a coated product having a small contact angle of water from the beginning of film formation can be obtained. be able to.

【0050】さらに、請求項6記載の発明は、特に、ガ
ラス、または、プラスチックの表面に、毛管現象を発現
する凹凸を得ることができるため、水の接触角が小さい
塗膜を形成した塗装品を得ることができる。
Further, according to the invention of claim 6, a coated article having a small contact angle of water is formed on the surface of glass or plastic, since irregularities exhibiting a capillary phenomenon can be obtained. Can be obtained.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例を摸式的に示した要
部拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view of a main part schematically showing an example of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 塗膜 4 酸化物ゾルの粒子 5 凹部 6 凸部 Reference Signs List 1 substrate 2 coating film 4 oxide sol particles 5 concave portion 6 convex portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 明治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 中本 彰一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 4D075 CA37 DA06 DB13 DB31 EA02 EA05 EA12 EB42 EB56 EC02 4J038 DL031 HA216 JC32 KA04 KA06 KA20 NA06 PC03 PC08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Meiji Goto, Inventor 1048, Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works, Ltd. F term (reference) 4D075 CA37 DA06 DB13 DB31 EA02 EA05 EA12 EB42 EB56 EC02 4J038 DL031 HA216 JC32 KA04 KA06 KA20 NA06 PC03 PC08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平滑な基板、この基板の上にコーティン
グ組成物を塗布し塗膜を形成した塗装品であって、上記
塗膜の表面に、水に対し毛管現象を発現する凹凸が形成
されてなることを特徴とする親水性塗装品。
1. A smooth substrate, a coated product formed by applying a coating composition on the substrate to form a coating film, wherein the surface of the coating film has irregularities which develop a capillary phenomenon against water. A hydrophilic coated product characterized by comprising:
【請求項2】 上記コーティング組成物が、アルキルト
リアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、あるい
はその混合物の少なくとも一つを加水分解した縮合物
と、酸化物又は酸化物ゾルの粒子、硬化触媒、及び、溶
剤から構成されたものであり、且つ、上記塗膜の凹凸
は、酸化物又は酸化物ゾルの粒子の一部が突出すること
により形成されてなることを特徴とする請求項1記載の
親水性塗装品。
2. The coating composition, comprising a condensate obtained by hydrolyzing at least one of an alkyl trialkoxy silane, a tetraalkoxy silane, and a mixture thereof, oxide or oxide sol particles, a curing catalyst, and a solvent. The hydrophilic coating according to claim 1, wherein the unevenness of the coating film is formed by projecting a part of particles of an oxide or an oxide sol. Goods.
【請求項3】 請求項2記載のコーティング組成物が、
アルキルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラ
ン、あるいはその混合物の少なくとも一つを加水分解し
た縮合物100重量部に対し、酸化物又は酸化物ゾルが
固形分換算で50〜300重量部であることを特徴とす
る請求項2記載の親水性塗装品。
3. The coating composition according to claim 2,
With respect to 100 parts by weight of a condensate obtained by hydrolyzing at least one of alkyl trialkoxysilane, tetraalkoxysilane, or a mixture thereof, the oxide or oxide sol is 50 to 300 parts by weight in terms of solid content. The hydrophilic coated article according to claim 2, wherein
【請求項4】 上記コーティング組成物の固形分が2重
量%以下であることを特徴とする請求項2又は請求項3
いずれか記載の親水性塗装品。
4. The coating composition according to claim 2, wherein the solid content of the coating composition is 2% by weight or less.
A hydrophilic coated article according to any of the above.
【請求項5】 上記塗膜の表面の凹凸は、平均粗さRa
が5nm以上50nm以下であることを特徴とする請求
項1乃至請求項4いずれか記載の親水性塗装品。
5. The unevenness on the surface of the coating film has an average roughness Ra
5 is not less than 5 nm and not more than 50 nm, the hydrophilic coated article according to claim 1.
【請求項6】 上記平滑な基板が、ガラス、または、プ
ラスチックのいずれかであることを特徴とする請求項1
乃至請求項5いずれか記載の親水性塗装品。
6. The method according to claim 1, wherein the smooth substrate is one of glass and plastic.
A hydrophilic coated article according to any one of claims 1 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003293167A (en) * 2002-04-08 2003-10-15 Nisshin Steel Co Ltd Primer-coated steel sheet for outer wall
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