JP2011115751A - Method for manufacturing antifouling property member and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防汚性部材の製造方法、及び空気調和機に関する。詳細には、本発明は、各種部材などにおいて使用される防汚性部材の製造方法、及びこの製造方法によって得られる防汚性部材（例えば、熱交換器、ファン、ベーン、フラップ）を有する空気調和機に関する。 The present invention relates to a method for producing an antifouling member and an air conditioner. Specifically, the present invention relates to a method for producing an antifouling member used in various members and the like, and an air having an antifouling member (for example, a heat exchanger, a fan, a vane, a flap) obtained by this production method. It relates to a harmony machine.
室内外で使用される各種物品の表面には、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの様々な汚れが付着又は固着するため、これを抑制する方法が各種検討されている。例えば、粉塵などの親水性汚れの付着又は固着を抑制する場合、各種物品の表面に帯電防止剤や疎水系成分を配置又はコーティングする方法が提案されている。また、油煙などの親油性汚れの付着又は固着を抑制する場合、各種物品の表面に親水系成分を配置又はコーティングする方法が提案されている。さらに、最近では、親水性汚れ及び親油性汚れの両方を付着又は固着を抑制する幾つかの方法が提案されている。例えば、シリコーン樹脂皮膜前駆体又はシリカ皮膜前駆体と、光触媒性酸化物と、撥水性フッ素樹脂とを含むコーティング組成物を用い、シリコーン樹脂又はシリカと撥水性フッ素樹脂とが微視的に分散し且つ露出して存在するコーティング膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、所定のパターンフィルターを用いた気相法により、親水性部分と疎水性部分とからなるコーティング膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Various stains such as dust, oil smoke and cigarette dust adhere to or adhere to the surfaces of various articles used indoors and outdoors, and various methods for suppressing this have been studied. For example, in order to suppress adhesion or sticking of hydrophilic dirt such as dust, a method of arranging or coating an antistatic agent or a hydrophobic component on the surface of various articles has been proposed. In addition, in order to suppress adhesion or sticking of lipophilic dirt such as oil smoke, a method of arranging or coating a hydrophilic component on the surface of various articles has been proposed. Furthermore, several methods have recently been proposed to suppress adhesion or sticking of both hydrophilic and lipophilic soils. For example, a coating composition containing a silicone resin film precursor or a silica film precursor, a photocatalytic oxide, and a water repellent fluororesin is used, and the silicone resin or silica and the water repellent fluororesin are microscopically dispersed. A method of forming a coating film that is exposed and present has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In addition, a method of forming a coating film composed of a hydrophilic portion and a hydrophobic portion by a vapor phase method using a predetermined pattern filter has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献１の方法は、光触媒機能を利用して防汚性能を付与するものであるため、十分な量の光の照射が必要不可欠であり、室内で使用される場合においては防汚性能が十分に発揮されないことがあるという問題があった。また、特許文献１のようにシリカをベースとするコーティング膜を形成する場合、親水性のシリカによって帯電防止機能がある程度得られるものの、乾燥時においてコーティング膜の帯電防止機能が十分に得られず、所望の防汚性能が発揮できないという問題もある。特に、この問題は、乾燥時に静電気を帯び易いプラスチックなどを基材として用いる場合に生じることが多い。ここで、コーティング膜に帯電防止機能を付与する場合、帯電防止剤を予め添加したコーティング組成物を用いてコーティングを行う方法が考えられるが、このような方法では、十分な帯電防止機能を得るために多量の（一般に数十質量％）の帯電防止剤の添加が必要となる。そのため、コストが増大すると共に、帯電防止剤の添加に起因してコーティング膜が着色してしまう場合がある。また、様々な成分（例えば、親水性成分、疎水性成分など）を含むコーティング組成物に帯電防止剤を添加すると、成分の沈殿や凝集が生じ、コーティング組成物の安定性が低下することもある。
However, since the method of
一方、特許文献２の方法は、対象物品が水に接する物品に限定されているため、室内外の広範な物品に適用することが困難であるという問題がある。また、特許文献２の方法は、気相法を用いて親水性部分と疎水性部分とを形成させる必要があり、余計な手間及びコストを要するという問題があった。
On the other hand, since the method of
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、基材の色や風合いを損なうことなく、乾燥時における帯電防止機能を高め、優れた防汚性能を有する防汚性部材を簡易且つ低コストで製造し得る方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and without increasing the color and texture of the base material, without increasing the antistatic function during drying and having excellent antifouling performance. It aims at providing the method which can manufacture a member simply and at low cost.
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、シリカ粒子とフッ素樹脂粒子とを水性媒体中に分散させてなる分散液を用いて下地膜を形成した後、下地膜におけるシリカ粒子のゼータ電位の電荷と反対の符号の電荷のゼータ電位を有する導電性無機酸化物粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液を用いて下地膜上に導電性膜を形成することで、基材の色や風合いを損なうことなく、乾燥時における帯電防止機能を高め、防汚性能を向上させ得ることを見出した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have formed a base film using a dispersion liquid in which silica particles and fluororesin particles are dispersed in an aqueous medium, and then the base film A conductive film is formed on a base film using a dispersion liquid in which conductive inorganic oxide particles having a zeta potential having a sign opposite to that of the zeta potential of silica particles are dispersed in an aqueous medium. Thus, the present inventors have found that the antistatic function during drying can be improved and the antifouling performance can be improved without impairing the color and texture of the substrate.
すなわち、本発明は、シリカ粒子とフッ素樹脂粒子とを水性媒体中に分散させてなる分散液を基材上に塗布及び乾燥させて下地膜を形成する工程と、前記下地膜における前記シリカ粒子のゼータ電位の電荷と反対の符号の電荷のゼータ電位を有する導電性無機酸化物粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液を、前記下地膜上に塗布及び乾燥させて導電性膜を形成する工程とを含むことを特徴とする防汚性部材の製造方法である。 That is, the present invention includes a step of forming a base film by applying and drying a dispersion obtained by dispersing silica particles and fluororesin particles in an aqueous medium on a substrate, and a step of forming the silica particles in the base film. A dispersion obtained by dispersing conductive inorganic oxide particles having a zeta potential with a sign opposite to the zeta potential in an aqueous medium is coated and dried on the base film to form a conductive film. And a process for producing an antifouling member.
本発明によれば、基材の色や風合いを損なうことなく、乾燥時における帯電防止機能を高め、優れた防汚性能を有する防汚性部材を簡易且つ低コストで製造し得る方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, without impairing the color and texture of a base material, the antistatic function at the time of drying is improved, and the method which can manufacture the antifouling member which has the outstanding antifouling performance simply and at low cost is provided. be able to.
実施の形態１．
本実施の形態の防汚性部材の製造方法は、所定の分散液を基材上に塗布及び乾燥させて下地膜を形成する工程と、所定の分散液を下地膜上に塗布及び乾燥させて導電性膜を形成する工程とを含む。
以下、本実施の形態の防汚性部材の製造方法について、図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態の防汚性部材の製造方法における各工程での防汚性部材の断面図である。
本実施の形態の防汚性部材の製造方法では、まず、図１の（ａ）に示すように、所定の分散液を基材１上に塗布及び乾燥させて下地膜を形成する。この基材１上に形成される下地膜は、シリカ粒子２からなるシリカ膜中にフッ素樹脂粒子３が均一分散した膜である。
The antifouling member manufacturing method of the present embodiment includes a step of applying and drying a predetermined dispersion on a substrate to form a base film, and applying and drying the predetermined dispersion on the base film. Forming a conductive film.
Hereinafter, the manufacturing method of the antifouling member of this Embodiment is demonstrated using drawing.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an antifouling member at each step in the method for producing an antifouling member of the present embodiment.
In the method for producing an antifouling member of the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a predetermined dispersion is applied and dried on the
下地膜は、シリカ粒子２とフッ素樹脂粒子３とを水性媒体中に分散させてなる分散液を用いて形成する。
シリカ粒子２の平均粒径は、特に限定されないが、光散乱法により測定した場合に、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。この範囲の平均粒径を有するシリカ粒子２を用いることで、分散液中で平衡して溶存するシリカ成分が増えるため、形成される下地膜においてベースとしての機能に加えてバインダーとしての機能も与えることができる。そのため、特別なバインダーを配合しなくても高強度で緻密な下地膜を形成することが可能となる。また、シリカ粒子２の光散乱が少なくなるため、形成される下地膜の透明性が向上し、基材１の色や風合いの変化を抑制することもできる。シリカ粒子２の平均粒径が１０ｎｍを超えると、形成される下地膜の強度が十分でないことがある。逆に、シリカ粒子２の平均粒径が２ｎｍ未満であると、分散液の流動性が低下すると共に、形成される下地膜の特性の安定性も低下することがある。
The base film is formed using a dispersion liquid in which
The average particle diameter of the
下地膜を形成する分散液におけるシリカ粒子２の含有量は、好ましくは０．１質量％以上５質量％以下であり、より好ましくは０．３質量％以上２．５質量％以下である。この範囲の含有量であれば、基材１の色や風合いを損なうことなく、均一で薄い下地膜を形成することができる。シリカ粒子２の含有量が０．１質量％未満であると、室温で下地膜が形成し難くなることがある。また、形成される下地膜が薄くなって所望の防汚特性が得られないこともある。逆に、シリカ粒子２の含有量が５質量％を超えると、形成される下地膜が不均一な白濁膜となり、クラックが生じたり、剥離し易くなることがある。
The content of the
フッ素樹脂粒子３としては、特に限定されないが、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、これらの共重合体及び混合物、並びにこれらのフッ素樹脂に他の樹脂を混合したものが挙げられる。これらの中でも、安定性に優れ、且つ疎水性が大きなＰＴＦＥ及びＦＥＰが好ましい。
The
フッ素樹脂粒子３の平均粒径は、特に限定されないが、光散乱法により測定した場合に、好ましくは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。この範囲の平均粒径を有するフッ素樹脂粒子３を用いることで、フッ素樹脂粒子３が下地膜中に適度に分散すると共にコーティング膜の表面に露出し易くなって、良好な防汚性能を得ることができる。ここで、「防汚性能」とは、汚れが付着し難い性能、及び付着した汚れが除去され易い性能を意味する。フッ素樹脂粒子３の平均粒径が５０ｎｍ未満であると、分散液の安定性が得られないことがある。逆に、フッ素樹脂粒子３の平均粒径が５００ｎｍを超えると、形成される下地膜において疎水性部分の領域が大きくなりすぎたり、コーティング膜の凹凸が大きくなりすぎるため、所望の防汚性能が得られないことがある。
The average particle size of the
下地膜を形成する分散液におけるシリカ粒子２とフッ素樹脂粒子３との質量比は、好ましくは４０：６０〜９５：５であり、より好ましくは５０：５０〜９０：１０である。この範囲の質量比であれば、シリカ粒子２に起因する親水部と、フッ素樹脂粒子３に起因する疎水部とがバランスよく混在した下地膜が常温（一般に、２５℃）での乾燥によって形成され、下地膜に良好な防汚性能を与えることができる。フッ素樹脂粒子３の比率が上記範囲よりも高いと、常温での乾燥のみでは下地膜を固化し難くなることがある。また、例え、下地膜を加熱して固化させても、下地膜が白濁して基材１の色や風合いが損なわれたり、所望の強度を有する下地膜が得られないことがある。逆に、フッ素樹脂粒子３の比率が上記範囲よりも低いと、フッ素樹脂粒子３を用いることによる効果が十分に得られず、所望の防汚性能が得られないことがある。
The mass ratio of the
下地膜を形成する分散液に含まれる水性媒体としては、特に限定されないが、水であることが好ましい。また、水に加えて、分散液の安定性、塗布性及び乾燥性などを調整する観点から、水と相溶する極性溶剤の混合物を用いることも可能である。
水としては、特に限定されないが、水に含まれるミネラル分の量が多い場合には、シリカ粒子２の凝集が生じることがある。そのため、脱イオン水を用いることが好ましい。しかし、シリカ粒子２の凝集が生じない場合には、水道水などの使用も可能である。
The aqueous medium contained in the dispersion forming the base film is not particularly limited, but is preferably water. In addition to water, it is also possible to use a mixture of polar solvents that are compatible with water from the viewpoint of adjusting the dispersion stability, coating properties, drying properties, and the like.
Although it does not specifically limit as water, When there is much quantity of the mineral content contained in water, the aggregation of the
極性溶剤としては、例えば、エタノール、メタノール、２−プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸セロソルブ、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのエステル類；メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジオキサンなどのエーテル類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールなどのグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類が挙げられる。 Examples of polar solvents include alcohols such as ethanol, methanol, 2-propanol, and butanol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and diacetone alcohol; ethyl acetate, methyl acetate, cellosolve, methyl lactate, ethyl lactate, and butyl lactate. Esters such as methyl cellosolve, cellosolve, butyl cellosolve, dioxane; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol; diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-3 -Glycol ethers such as methyl-1-butanol; ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol Monomethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, glycolate esters such as diethylene glycol monoethyl ether acetate.
下地膜を形成する分散液における水性媒体の含有量は、特に限定されることはなく、分散液に用いる成分の種類などにあわせて適宜調整すればよいが、一般に３０質量％以上９９．５質量％以下である。 The content of the aqueous medium in the dispersion forming the base film is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the type of components used in the dispersion, but is generally 30% by mass or more and 99.5% by mass. % Or less.
下地膜を形成する分散液は、分散液の濡れ性や下地膜の密着性を向上させる観点から、界面活性剤や有機溶剤などをさらに含有することができる。また、この分散液は、カップリング剤やシラン化合物を含有することもでき、これらを添加した場合には、上記の効果の他に、下地膜の透明性向上効果や膜強度向上効果、さらには下地膜の親水性調整効果を得ることができる。
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、各種のアニオン系又はノニオン系の界面活性剤が挙げられる。この界面活性剤の中でも、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックポリマーやポリカルボン酸型アニオン系界面活性剤などの起泡性の低い界面活性剤は使用し易いので好ましい。
有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、各種のアルコール系、グリコール系、エステル系、エーテル系などのものが挙げられる。
The dispersion forming the base film can further contain a surfactant, an organic solvent, and the like from the viewpoint of improving the wettability of the dispersion and the adhesion of the base film. Further, this dispersion can also contain a coupling agent and a silane compound. When these are added, in addition to the above effects, the transparency improvement effect and film strength improvement effect of the undercoat film, The effect of adjusting the hydrophilicity of the base film can be obtained.
Although it does not specifically limit as surfactant, For example, various anionic or nonionic surfactant is mentioned. Among these surfactants, surfactants having low foaming properties such as polyoxypropylene-polyoxyethylene block polymers and polycarboxylic acid type anionic surfactants are preferable because they are easy to use.
The organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include various alcohols, glycols, esters, ethers, and the like.
カップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ系、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシランなどのメタクリロキシ系やメルカプト系、スルフィド系、ビニル系、ウレイド系などが挙げられる。
シラン化合物としては、特に限定されないが、例えば、トリフルオロプロピルトリメトキシランやメチルトリクロロシランなどのハロゲン含有物、ジメチルジメトキシシランやメチルトリメトキシシランなどのアルキル基含有物、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン化合物、メチルメトキシシロキサンなどのオリゴマーが挙げられる。
上記の任意成分の含有量は、分散液の特性を損なわない範囲であれば、特に限定されることはなく、選択した成分にあわせて適宜調整すればよい。
Although it does not specifically limit as a coupling agent, For example, epoxy type, such as amino type | system | groups, such as 3- (2-aminoethyl) aminopropyl trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl Examples include methacryloxy series such as methyldimethoxysilane, mercapto series, sulfide series, vinyl series, and ureido series.
Although it does not specifically limit as a silane compound, For example, halogen-containing substances, such as trifluoropropyltrimethoxylane and methyltrichlorosilane, alkyl group-containing substances, such as dimethyldimethoxysilane and methyltrimethoxysilane, 1,1,1,3 , 3,3-hexamethyldisilazane and other silazane compounds and methylmethoxysiloxane oligomers.
The content of the above optional component is not particularly limited as long as it does not impair the properties of the dispersion, and may be appropriately adjusted according to the selected component.
下地膜を形成する分散液の調製方法は、上記の成分を用いれば特に限定されず、例えば、シリカ粒子２の分散液と、フッ素樹脂粒子３の分散液とを混合することによって製造することができる。
ここで、シリカ粒子２の分散液は、１０ｎｍ以下の平均粒径を有するシリカ粒子２が水などの水性溶媒中に分散されたものであればよく、市販のコロイダルシリカなどを用いることもできる。この分散液では、シリカ粒子２の体積比率が、２０％以下であることが好ましい。体積比率が２０％を超えると、分散液の安定性が低下してしまうことがあるので好ましくない。また、フッ素樹脂粒子３の分散液は、フッ素樹脂粒子３が水などの水性媒体中に分散されたものを用いることが好ましい。この分散液では、フッ素樹脂粒子３を均一に分散させるために界面活性剤などが配合されているものを用いてもよい。
シリカ粒子２の分散液と、フッ素樹脂粒子３の分散液とを混合する際には、シリカ粒子２が凝集するのを防止する観点から、両者の分散液のｐＨを同程度にすることが好ましい。
The method for preparing the dispersion for forming the base film is not particularly limited as long as the above components are used. For example, the dispersion can be produced by mixing the dispersion of
Here, the dispersion of
When mixing the dispersion liquid of the
下地膜を形成する分散液の基材１への塗布方法としては、特に限定されることはなく、従来公知の方法を用いて行うことが可能である。塗布方法の例としては、スプレー塗布、ブラシ塗布、各種コーターによる塗布などが挙げられる。また、分散液に基材１を浸漬させてもよい。
塗布物の乾燥方法は、特に限定されず、室温において放置すればよい。特に、シリカ微粒子２は室温での乾燥によって固化させることが可能である。ただし、乾燥時間を短縮する観点から、加熱手段を用いて加熱乾燥してもよい。
The method for applying the dispersion liquid for forming the base film to the
The drying method of a coated material is not specifically limited, What is necessary is just to stand at room temperature. In particular, the
基材１としては、特に限定されず、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの様々な汚れが付着する室内外で使用される各種物品を用いることができる。
また、分散液の濡れ性や下地膜の密着性を向上させる観点から、下地膜を形成する基材１に、コロナ処理、ＵＶ処理などの前処理を施してもよい。
The
In addition, from the viewpoint of improving the wettability of the dispersion and the adhesion of the base film, the
基材１上に形成される下地膜は、図１の（ａ）に示されているように、シリカ粒子２からなるシリカ膜中にフッ素樹脂粒子３が均一に分散しているため、親水性汚れに対する防汚性能に加えて、親油性汚れに対する防汚性能にも優れている。この下地膜は、親水性のシリカ部分と疎水性のフッ素樹脂部分とがサブミクロンレベルで分布した表面を有している。シリカ部分では、親水性であるシリカ粒子２が結合してシリカ膜を形成しているため、シリカによる親水性に加えて、下地膜の微小な表面の凹凸による親水性の増強効果によって親水性が非常に高くなる。また、フッ素樹脂部分では、疎水性であるフッ素樹脂粒子３がサブミクロンの微小部分としてシリカ膜に含まれており、フッ素樹脂による撥水・撥油性によって疎水性が非常に高くなる。そのため、この下地膜は、サブミクロンレベルで親水性と疎水性とがそれぞれ非常に高く、親水性汚れ及び疎水性汚れに対して優れた防汚性能を有する。
As shown in FIG. 1A, the base film formed on the
上記のようにして下地膜を形成した後、図１の（ｂ）に示すように、所定の分散液を下地膜上に塗布及び乾燥させて導電性膜を形成する。
下地膜は、親水性のシリカをベースとしているため、帯電防止機能を有しているものの、乾燥時においては帯電防止機能が十分ではない。特に、基材１として、乾燥時に静電気を帯びやすく、空気中の塵や埃を引き寄せやすいプラスチック基材を用いる場合には、乾燥時における帯電防止機能が十分でない。そこで、下地膜上に導電性膜を形成することによって、下地膜が有する親水性汚れ及び疎水性汚れに対して優れた防汚性能を保持しつつ、乾燥時における帯電防止機能を向上させる。
After forming the base film as described above, as shown in FIG. 1B, a predetermined dispersion is applied onto the base film and dried to form a conductive film.
Since the base film is based on hydrophilic silica, it has an antistatic function, but the antistatic function is not sufficient during drying. In particular, when a plastic substrate is used as the
導電性膜は、導電性無機酸化物粒子４を水性媒体中に分散させてなる分散液を用いて形成する。
分散液中の導電性無機酸化物粒子４は、下地膜におけるシリカ粒子２のゼータ電位の電荷と反対の符号の電荷のゼータ電位を有する。例えば、下地膜におけるシリカ粒子２のゼータ電位が負である場合、ゼータ電位が正である導電性無機酸化物粒子４の分散液を用いる。逆に、下地膜におけるシリカ粒子２のゼータ電位が正である場合、ゼータ電位が負である導電性無機酸化物粒子４の分散液を用いる。このようなゼータ電位を有する導電性無機酸化物粒子４の分散液を用いて導電性膜を形成することで、導電性無機酸化物粒子４を下地膜上に効率良く堆積させ、導電性膜を形成することが可能となる。逆に、下地膜におけるシリカ粒子２のゼータ電位の電荷と同じの符号の電荷のゼータ電位を有する分散液を用いると、導電性無機酸化物粒子４が下地膜上に十分に堆積せず、帯電防止機能を十分に付与できない。
The conductive film is formed using a dispersion obtained by dispersing conductive inorganic oxide particles 4 in an aqueous medium.
The conductive inorganic oxide particles 4 in the dispersion have a zeta potential with a charge opposite to the charge of the zeta potential of the
ここで、ゼータ電位は、レーザードップラー電気泳動法などの公知の方法により測定することができる。レーザードップラー電気泳動法による測定手段は、特に限定されないが、電気泳動光散乱装置などの測定装置を用いればよい。下地膜におけるシリカ粒子２のゼータ電位は、下地膜を水溶液中に保持した後に、上記測定装置を用いて測定することができる。また、分散液における導電性無機酸化物粒子４のゼータ電位は、上記測定装置を用いて測定することができる。
Here, the zeta potential can be measured by a known method such as laser Doppler electrophoresis. The measuring means by laser Doppler electrophoresis is not particularly limited, but a measuring device such as an electrophoretic light scattering device may be used. The zeta potential of the
分散液中の導電性無機酸化物粒子４のゼータ電位の調整方法としては、特に限定されず、公知の方法により行うことができる。具体的には、ゼータ電位は、分散液の粘度や誘電率に依存し、分散液に存在するイオンや分散液のｐＨによって影響を受けやすいので、分散液のｐＨをｐＨ調整剤によって調整したり、導電性無機酸化物粒子４の種類を選択したりなどすることによって調整することができる。 The method for adjusting the zeta potential of the conductive inorganic oxide particles 4 in the dispersion is not particularly limited and can be performed by a known method. Specifically, the zeta potential depends on the viscosity and dielectric constant of the dispersion and is easily affected by the ions present in the dispersion and the pH of the dispersion, so the pH of the dispersion can be adjusted with a pH adjuster. It can be adjusted by selecting the kind of the conductive inorganic oxide particles 4 or the like.
導電性無機酸化物粒子４としては、上記の条件を満たせば特に限定されないが、例えば、アルミニウム添加酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）及びアンチモン添加酸化スズ（ＡＴＯ）などの粒子が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの導電性無機酸化物粒子４は、透明な導電性膜を形成するため、基材１の色や風合いを損なうことなく、帯電防止機能を付与することが可能である。
The conductive inorganic oxide particles 4 are not particularly limited as long as the above conditions are satisfied. For example, aluminum-doped zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), tin-doped indium oxide (ITO), and antimony-doped oxide. Examples thereof include particles such as tin (ATO). These can be used alone or in combination of two or more. Since these conductive inorganic oxide particles 4 form a transparent conductive film, it is possible to impart an antistatic function without impairing the color and texture of the
導電性無機酸化物粒子４の平均粒径は、特に限定されないが、光散乱法により測定した場合に、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上８５ｎｍ以下である。この範囲の平均粒径を有する導電性無機酸化物粒子４を用いることで、基材１の意匠性を損なうことなく透明度の高い導電性膜を形成することができる。導電性無機酸化物粒子４の平均粒径が１００ｎｍを超えると、形成される導電性膜が著しく着色してしまうことがある。逆に、導電性無機酸化物粒子４の平均粒径が２０ｎｍ未満であると、導電性無機酸化物粒子４が凝集し、分散液における導電性無機酸化物粒子４の分散性が失われ易くなる。その結果、分散液が不安定になってしまうことがある。
The average particle diameter of the conductive inorganic oxide particles 4 is not particularly limited, but is preferably 20 nm or more and 100 nm or less, more preferably 20 nm or more and 85 nm or less when measured by a light scattering method. By using the conductive inorganic oxide particles 4 having an average particle diameter in this range, a highly transparent conductive film can be formed without impairing the design of the
導電性膜を形成する分散液における導電性無機酸化物粒子４の含有量は、特に限定されないが、好ましくは１質量％以上３０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以上２０質量％以下である。この範囲の含有量であれば、導電性無機酸化物粒子４の分散性を確保することができる。導電性無機酸化物粒子４の含有量が１質量％未満であると、導電性無機酸化物粒子４が下地膜に十分に付着しないことがある。逆に、導電性無機酸化物粒子４の含有量が３０質量％を超えると、分散液における導電性無機酸化物粒子４の分散性が失われ易くなる。その結果、分散液が不安定になってしまうことがある。 Although content of the electroconductive inorganic oxide particle 4 in the dispersion liquid which forms an electroconductive film is not specifically limited, Preferably it is 1 to 30 mass%, More preferably, it is 5 to 20 mass%. It is. If it is content of this range, the dispersibility of the electroconductive inorganic oxide particle 4 is securable. When the content of the conductive inorganic oxide particles 4 is less than 1% by mass, the conductive inorganic oxide particles 4 may not sufficiently adhere to the base film. Conversely, when the content of the conductive inorganic oxide particles 4 exceeds 30% by mass, the dispersibility of the conductive inorganic oxide particles 4 in the dispersion is easily lost. As a result, the dispersion may become unstable.
導電性膜を形成する分散液に含まれる水性媒体としては、特に限定されないが、水であることが好ましい。また、水に加えて、分散液の安定性、塗布性及び乾燥性などを調整する観点から、水と相溶する極性溶剤の混合物を用いることも可能である。
水及び極性溶剤については、下地膜を形成する分散液と同じものを用いることができる。
また、導電性膜を形成する分散液における水性媒体の含有量は、特に限定されることはなく、分散液に用いる成分の種類などにあわせて適宜調整すればよいが、一般に３０質量％以上９９．５質量％以下である。
The aqueous medium contained in the dispersion forming the conductive film is not particularly limited, but is preferably water. In addition to water, it is also possible to use a mixture of polar solvents that are compatible with water from the viewpoint of adjusting the dispersion stability, coating properties, drying properties, and the like.
About water and a polar solvent, the same thing as the dispersion liquid which forms a base film can be used.
In addition, the content of the aqueous medium in the dispersion forming the conductive film is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the type of components used in the dispersion, but is generally 30% by mass or more and 99. .5% by mass or less.
導電性膜を形成する分散液の調製方法は、上記の成分を用いれば特に限定されないが、例えば、水性媒体中に導電性無機酸化物粒子４を添加して混合分散すればよい。また、市販の導電性無機酸化物粒子４の分散液を用いることも可能である。なお、この分散液では、本発明の効果を阻害しない範囲において導電性無機酸化物粒子４を均一に分散させるために界面活性剤などが配合されているものを用いてもよい。
導電性膜を形成する分散液の下地膜上への塗布及び乾燥方法としては、特に限定されることはなく、下地膜を形成する分散液の塗布及び乾燥方法と同様にして行うことができる。
The method for preparing the dispersion for forming the conductive film is not particularly limited as long as the above components are used. For example, the conductive inorganic oxide particles 4 may be added and mixed and dispersed in an aqueous medium. It is also possible to use a dispersion of commercially available conductive inorganic oxide particles 4. In addition, in this dispersion liquid, in order to disperse | distribute the electroconductive inorganic oxide particle 4 uniformly in the range which does not inhibit the effect of this invention, you may use what contains surfactant etc.
The method for applying and drying the dispersion liquid for forming the conductive film on the base film is not particularly limited, and it can be performed in the same manner as the method for applying and drying the dispersion liquid for forming the base film.
下地膜上に形成される導電性膜は、図１の（ｂ）に示されているように、導電性無機酸化物粒子４から構成される膜であり、帯電防止機能を向上させることができる。特に、基材１としてプラスチック基材を用いた場合においても、乾燥時における帯電防止機能を十分に確保することができる。
なお、この導電性膜は、所望の帯電防止機能を付与し得る程度に下地膜を被覆していればよい。すなわち、この導電性膜は、下地膜の全てを被覆している必要はなく、下地膜の一部を被覆していなくてもよい。
As shown in FIG. 1B, the conductive film formed on the base film is a film composed of conductive inorganic oxide particles 4 and can improve the antistatic function. . In particular, even when a plastic substrate is used as the
The conductive film only needs to cover the base film to such an extent that a desired antistatic function can be imparted. In other words, the conductive film does not need to cover the entire base film, and may not cover a part of the base film.
上記のようにして得られる防汚性部材は、従来に比べて簡易且つ低コストで製造することができると共に、基材１の色や風合いを損なうことなく、乾燥時における帯電防止機能を高め、優れた防汚性能を有することができる。
The antifouling member obtained as described above can be produced at a simpler and lower cost than the conventional one, and the antistatic function at the time of drying is enhanced without impairing the color and texture of the
実施の形態２．
本実施の形態の空気調和機は、上記のようにして製造された防汚性部材を有する。ここで、対象となる部材としては、熱交換器、ファン、ベーン、フラップなどの部材が挙げられる。
以下、本実施の形態の空気調和機について、図面を用いて説明する。
図２は、本実施の形態の空気調和機の断面図である。図２において、空気調和機は、ファン１０と、熱交換器１１と、ベーン１２と、フラップ１３とを具備する。そして、ファン１０、熱交換器１１、ベーン１２、フラップ１３の少なくとも一つに、上記のようにして製造された防汚性部材を用いている。この防汚性部材は、防汚性能及び耐久性に優れたコーティング膜（下地膜及び導電性膜）を有しているため、煙草のヤニなどの様々な汚れによる見た目の悪化や、汚れを起因とするカビや細菌の繁殖等の衛生上の問題、各部材の性能低下を防止することができる。さらに、この防汚性部材は、膜全体としては親水性であるため、水滴が付着した場合に露飛びを防ぐこともできる。
The air conditioner of this Embodiment has the antifouling member manufactured as mentioned above. Here, examples of the target member include members such as a heat exchanger, a fan, a vane, and a flap.
Hereinafter, the air conditioner of this Embodiment is demonstrated using drawing.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the air conditioner of the present embodiment. In FIG. 2, the air conditioner includes a fan 10, a
以下、実施例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
純水及び平均粒径６ｎｍのシリカ粒子を含むコロイダルシリカ（日揮触媒化成工業株式会社製、ｐＨ１０）と、純水及び平均粒径１５０ｎｍのＰＴＦＥ粒子を含むＰＴＦＥディスパージョン（旭硝子株式会社製、ｐＨ１０）とを撹拌混合した後、非イオン系界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエステル）をさらに加えて撹拌混合することにより、シリカ粒子の含有量が０．５質量％、ＰＴＦＥ粒子の含有量が０．１質量％、非イオン系界面活性剤の含有量が０．１質量％の分散液Ａを調製した。
次に、平均粒径２０〜４０ｎｍのＡＺＯ粒子を含む分散液（ハクスイテック株式会社製）にｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、正のゼータ電位を有するＡＺＯ粒子を含む分散液Ｂ−１を調製した。この分散液Ｂ−１においてＡＺＯ粒子の含有量は、１．０質量％であった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates the detail of this invention, this invention is not limited by these.
Example 1
Colloidal silica containing pure water and silica particles having an average particle diameter of 6 nm (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals, Inc., pH 10) and PTFE dispersion containing pure water and PTFE particles having an average particle diameter of 150 nm (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., pH 10) And a nonionic surfactant (polyoxyethylene alkyl ester) is further added and mixed by stirring, whereby the silica particle content is 0.5 mass% and the PTFE particle content is 0.00. A dispersion A having a content of 1% by mass and a nonionic surfactant content of 0.1% by mass was prepared.
Next, a dispersion B-1 containing AZO particles having a positive zeta potential is adjusted by adding a pH adjuster to a dispersion containing AZO particles having an average particle size of 20 to 40 nm (manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.). Was prepared. In this dispersion B-1, the content of AZO particles was 1.0% by mass.
次に、低圧水銀灯によるＵＶ処理を行ったポリスチレン基材を分散液Ａに浸漬させた後、室温で乾燥させてポリスチレン基材上に下地膜を形成させた。この下地膜中のシリカ粒子のゼータ電位を測定したところ、正の電荷を有していた。その後、下地膜を形成したポリスチレン基材を分散液Ｂ−１に浸漬させた後、室温で乾燥させて下地膜上に導電性膜を形成させ、防汚性部材を得た。 Next, after the polystyrene base material that had been subjected to UV treatment with a low-pressure mercury lamp was immersed in the dispersion A, it was dried at room temperature to form a base film on the polystyrene base material. When the zeta potential of the silica particles in the base film was measured, it had a positive charge. Then, after immersing the polystyrene base material in which the base film was formed in the dispersion B-1, it was dried at room temperature to form a conductive film on the base film to obtain an antifouling member.
（実施例２）
平均粒径２０〜４０ｎｍのＧＺＯ粒子を含む分散液（ハクスイテック株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、正のゼータ電位を有するＧＺＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−２調製した。この分散液Ｂ−２を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
（実施例３）
平均粒径１００ｎｍのＩＴＯ粒子を含む分散液（住友金属鉱山株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、正のゼータ電位を有するＩＴＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−３調製した。この分散液Ｂ−３を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
(Example 2)
GZO particles having a positive zeta potential (content: 1.0 mass%) using a dispersion liquid (manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.) containing GZO particles having an average particle diameter of 20 to 40 nm and adjusting the pH by adding a pH adjusting agent. Dispersion B-2 containing) was prepared. An antifouling member was obtained in the same manner as in Example 1 except that this dispersion B-2 was used.
(Example 3)
Using a dispersion containing ITO particles having an average particle size of 100 nm (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.), adjusting the pH by adding a pH adjuster, ITO particles having a positive zeta potential (content: 1.0% by mass) Dispersion B-3 containing An antifouling member was obtained in the same manner as in Example 1 except that this dispersion B-3 was used.
（実施例４）
平均粒径５０〜８５ｎｍのＡＴＯ粒子を含む分散液（三菱マテリアル電子化成株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、正のゼータ電位を有するＡＴＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−４調製した。この分散液Ｂ−４を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
Example 4
Using a dispersion containing ATO particles having an average particle size of 50 to 85 nm (manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.), adjusting the pH by adding a pH adjuster, the ATO particles having a positive zeta potential (
（比較例１）
平均粒径２０〜４０ｎｍのＡＺＯ粒子を含む分散液（ハクスイテック株式会社製）にｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、負のゼータ電位を有するＡＺＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−５を調製した。この分散液Ｂ−５を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
（比較例２）
平均粒径２０〜４０ｎｍのＧＺＯ粒子を含む分散液（ハクスイテック株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、負のゼータ電位を有するＧＺＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−６調製した。この分散液Ｂ−６を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
（比較例３）
平均粒径１００ｎｍのＩＴＯ粒子を含む分散液（住友金属鉱山株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、負のゼータ電位を有するＩＴＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−７調製した。この分散液Ｂ−７を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
(Comparative Example 1)
A pH adjuster was added to a dispersion containing AZO particles having an average particle diameter of 20 to 40 nm (manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.) to adjust the pH, and AZO particles having a negative zeta potential (content: 1.0% by mass) Dispersion B-5 containing was prepared. An antifouling member was obtained in the same manner as in Example 1 except that this dispersion B-5 was used.
(Comparative Example 2)
GZO particles having a negative zeta potential (content: 1.0% by mass) using a dispersion liquid (manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.) containing GZO particles having an average particle diameter of 20 to 40 nm and adding a pH adjuster Dispersion B-6 containing An antifouling member was obtained in the same manner as in Example 1 except that this dispersion B-6 was used.
(Comparative Example 3)
Using a dispersion liquid (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) containing ITO particles having an average particle diameter of 100 nm, the pH is adjusted by adding a pH adjuster, and ITO particles having a negative zeta potential (content: 1.0% by mass) Dispersion B-7 containing An antifouling member was obtained in the same manner as in Example 1 except that this dispersion B-7 was used.
（比較例４）
平均粒径５０〜８５ｎｍのＡＴＯ粒子を含む分散液（三菱マテリアル電子化成株式会社製）を用い、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを調整し、負のゼータ電位を有するＡＴＯ粒子（含有量１．０質量％）を含む分散液Ｂ−８調製した。この分散液Ｂ−８を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、防汚性部材を得た。
（比較例５）
比較例５では、下地膜のみを有する防汚性部材を作製した。下地膜は、実施例１と同様にして形成させた。
(Comparative Example 4)
Using a dispersion containing ATO particles having an average particle size of 50 to 85 nm (manufactured by Mitsubishi Materials Electronics Chemical Co., Ltd.), adjusting the pH by adding a pH adjuster, ATO particles having a negative zeta potential (
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, an antifouling member having only a base film was produced. The base film was formed in the same manner as in Example 1.
上記の実施例１〜４及び比較例１〜５で得られた防汚性部材について、形成された膜（下地膜及び導電性膜）の外観観察、及び乾燥時の粉塵付着性の評価及びを行った。
形成された膜の外観観察は、着色の有無や透明性について目視にて評価した。
乾燥時の粉塵付着性の評価は、防汚性部材を湿度２０％の雰囲気中に２４時間放置して十分に乾燥させた後、カーボンブラックをエアーで防汚性部材に吹き付け、カーボンブラックの付着の程度を画像解析によって求めた。カーボンブラックの付着の程度は、防汚性部材に付着したカーボンブラックが単位面積あたりに占める面積の割合を百分率で表した。
これらの結果を表１に示す。
For the antifouling members obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, the appearance of the formed film (underlying film and conductive film) was observed, and the dust adhesion was evaluated during drying. went.
The appearance of the formed film was visually evaluated for the presence or absence of coloring and the transparency.
The dust adhesion during drying was evaluated by allowing the antifouling member to stand in an atmosphere of 20% humidity for 24 hours and drying it thoroughly, and then spraying carbon black onto the antifouling member with air to adhere the carbon black. Was determined by image analysis. The degree of carbon black adhesion was expressed as a percentage of the area occupied by the carbon black adhered to the antifouling member per unit area.
These results are shown in Table 1.
表１に示されているように、実施例１〜４の防汚性部材は、形成された膜が透明であり、比較例１〜５の防汚性部材に比べてカーボンブラックの付着が少なかった。つまり、実施例１〜４の防汚性部材は、基材の色や風合いを損なうことがないと共に、乾燥時における防汚性能が優れていた。この乾燥時における防汚性能の向上は、比較例５の防汚性部材（導電性膜を形成していない防汚性部材）と対比するとわかるように、導電性膜の形成によって帯電防止機能が向上したことによるものであると考えられる。
一方、比較例１〜４の防汚性部材は、形成された膜が透明であったものの、カーボンブラックの付着が多かった。これは、導電性無機酸化物粒子の分散液において、ゼータ電位の調整が適切に行われなかったことによるものと考えられる。
As shown in Table 1, in the antifouling members of Examples 1 to 4, the formed film is transparent, and less carbon black adheres than the antifouling members of Comparative Examples 1 to 5. It was. That is, the antifouling members of Examples 1 to 4 did not impair the color and texture of the substrate, and were excellent in antifouling performance during drying. As shown in contrast with the antifouling member of Comparative Example 5 (an antifouling member having no conductive film formed thereon), the improvement in the antifouling performance during drying has an antistatic function due to the formation of the conductive film. This is thought to be due to the improvement.
On the other hand, in the antifouling members of Comparative Examples 1 to 4, although the formed film was transparent, carbon black was frequently attached. This is considered to be because the zeta potential was not properly adjusted in the dispersion of conductive inorganic oxide particles.
以上の結果からわかるように、本発明によれば、基材の色や風合いを損なうことなく、乾燥時における帯電防止機能を高め、優れた防汚性能を有する防汚性部材を簡易且つ低コストで製造し得る方法を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, an antifouling member having an excellent antifouling performance can be obtained easily and at low cost by enhancing the antistatic function during drying without impairing the color and texture of the substrate. The method which can be manufactured with can be provided.
１ 基材、２ シリカ粒子、３ フッ素樹脂粒子、４ 導電性無機酸化物粒子、１０ ファン、１１ 熱交換器、１２ ベーン、１３ フラップ。 1 substrate, 2 silica particles, 3 fluororesin particles, 4 conductive inorganic oxide particles, 10 fan, 11 heat exchanger, 12 vane, 13 flap.
Claims (3)
前記下地膜における前記シリカ粒子のゼータ電位の電荷と反対の符号の電荷のゼータ電位を有する導電性無機酸化物粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液を、前記下地膜上に塗布及び乾燥させて導電性膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする防汚性部材の製造方法。 A step of forming a base film by applying and drying a dispersion obtained by dispersing silica particles and fluororesin particles in an aqueous medium on a substrate;
A dispersion obtained by dispersing conductive inorganic oxide particles having a zeta potential with a charge opposite to the zeta potential of the silica particles in the base film in an aqueous medium is applied onto the base film and dried. And a step of forming a conductive film, and a method for producing an antifouling member.
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|---|---|---|---|
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