JP2015186865A - Antifouling/antifogging member and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防汚防曇性部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an antifouling and antifogging member and a method for producing the same.
従来、浴室内において鏡が配置されている。鏡の表面に、湯気が付着して結露すると、鏡の表面の微細な水滴が光を乱反射するので、鏡に映しだされるはずの像が視認し難くなる。このような問題に対して、鏡等の基材の表面をコーティングすることにより、結露を防止する技術が提案されている。 Conventionally, a mirror is arranged in a bathroom. If steam adheres to the surface of the mirror and condenses, fine water droplets on the surface of the mirror diffusely reflect light, making it difficult to visually recognize the image that should be projected on the mirror. In order to solve such a problem, a technique for preventing condensation by coating the surface of a substrate such as a mirror has been proposed.
具体的には、基材の表面を、基材の無機層と共有結合可能なアルコキシシリル基と親水性の高いスルホ基とを有する親水剤によってコーティングする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、基材の表面に親水性の高いスルホ基が露出し、結露が防止される。また、コーティング層を形成する際に、コーティング材中で相分離を進行させることで、基材の表面（外）側に親水性の高いイオン性官能基を有する化合物を移動させた防曇性部材も知られている（例えば、特許文献２及び３参照）。この部材も、コーティング層の表面側の親水性を高めることで、結露を防止している。なお、この技術では、意図的に相分離の進行を遅らせることによって基材表面の白濁を防止しようとしている。 Specifically, a technique for coating the surface of a base material with a hydrophilic agent having an alkoxysilyl group that can be covalently bonded to the inorganic layer of the base material and a highly hydrophilic sulfo group is known (for example, Patent Documents). 1). Thereby, a highly hydrophilic sulfo group is exposed on the surface of the substrate, and condensation is prevented. Further, when forming the coating layer, the anti-fogging member is obtained by moving the compound having a highly hydrophilic ionic functional group to the surface (outside) side of the base material by proceeding phase separation in the coating material. Are also known (see, for example, Patent Documents 2 and 3). This member also prevents condensation by increasing the hydrophilicity on the surface side of the coating layer. In this technique, the turbidity of the substrate surface is prevented by intentionally delaying the progress of phase separation.
図５Ａ及びＢ並びに図６Ａ及びＢの模式図を参照しながら従来の、基材の表面に親水性の高いスルホ基を露出させた防曇性部材について説明する。
図５Ａ及びＢは、従来の防曇性部材の理想的な状態について示したものである。図５Ａに示すように、従来の防曇性部材３０は、平面視において、親水性の高いスルホ基３２が密に配置されており、基板のガラス３１の表面はほとんど外部に露出していない。基材のガラス（ＳｉＯ２）の表面はほとんど外部に露出しないことにより、図５Ｂに示すように汚染物質３３（水道水中のミネラル分や洗髪剤に含まれるシリコーンオイル等）が基材（ガラス３１）の表面に近づくことができない。
A conventional antifogging member in which a highly hydrophilic sulfo group is exposed on the surface of a substrate will be described with reference to the schematic views of FIGS. 5A and 5B and FIGS. 6A and 6B.
5A and 5B show an ideal state of a conventional antifogging member. As shown in FIG. 5A, in the conventional anti-fogging member 30, the highly hydrophilic sulfo groups 32 are densely arranged in plan view, and the surface of the glass 31 of the substrate is hardly exposed to the outside. Since the surface of the glass (SiO 2 ) of the base material is hardly exposed to the outside, as shown in FIG. 5B, the pollutant 33 (mineral content in tap water, silicone oil contained in the hair washing agent, etc.) is the base material (glass 31). ) Cannot get close to the surface.
しかしながら、実際には、親水性の高いスルホ基３２をガラス３１の表面に隙間なく密に配置するのは難しい。つまり、従来の防曇性部材においては、実際には、図６Ａ及びＢに示すように、親水性の高いスルホ基３２同士が互いに間隔を開けて配置されている場合が多い。親水性の高いスルホ基３２同士が互いに間隔を開けて配置されていると、ガラス３１の表面のうち、外部に露出する面積が広くなってしまい、図６Ｂに示すように汚染物質３３（水道水中に含まれるミネラル分や洗髪剤に含まれるシリコーンオイル等）がガラス３１の表面に近づきやすくなってしまう。汚染物質３３がガラス３１の表面に近づくと、ガラス３１のシラノール基と反応して、除去することが困難な汚れを形成する場合がある。
なお、図５Ａ及びＢ並びに図６Ａ及びＢのスルホ基３２は、便宜的に「ＳＯ３Ｈ」と表記したが、アルカリ金属塩の状態になっていてもよい。
However, in practice, it is difficult to arrange the highly hydrophilic sulfo groups 32 densely on the surface of the glass 31 without any gaps. That is, in the conventional anti-fogging member, in fact, as shown in FIGS. 6A and B, in many cases, the highly hydrophilic sulfo groups 32 are spaced apart from each other. When the highly hydrophilic sulfo groups 32 are spaced apart from each other, the area exposed to the outside of the surface of the glass 31 becomes large, and as shown in FIG. Minerals contained therein, silicone oil contained in the hair washing agent, etc.) are likely to approach the surface of the glass 31. When the contaminant 33 approaches the surface of the glass 31, it may react with the silanol group of the glass 31 to form a stain that is difficult to remove.
5A and 5B and FIGS. 6A and 6B are described as “SO 3 H” for convenience, they may be in an alkali metal salt state.
なお、防曇性部材のコーティング層を形成する際にコーティング材中で相分離を進行させた場合、相分離の進行を遅らせたとしても基材表面の白濁を完全に防ぐことは困難である。つまり、上記の特許文献２及び３で開示された技術では、基材表面が白濁していない防曇性部材を製造することができる場合があるにしても、そのような部材を安定して製造することは困難なものと認められる。 In addition, when phase separation is advanced in the coating material when forming the coating layer of the antifogging member, it is difficult to completely prevent the white turbidity of the substrate surface even if the phase separation is delayed. That is, with the techniques disclosed in Patent Documents 2 and 3 described above, even if an anti-fogging member whose substrate surface is not clouded may be manufactured, such a member can be manufactured stably. It is recognized that it is difficult to do.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材及びそのような防汚防曇性部材を安定して製造することのできる製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to stably manufacture an antifouling and antifogging member having high antifogging properties and antifouling properties and such an antifouling and antifogging member. It is in providing the manufacturing method which can be performed.
上記目的を達成するため本発明は、基材（例えば、後述の基材１０）と、該基材上に形成された防汚性及び防曇性を有するコーティング部（例えば、後述のコーティング部２０）と、を備える防汚防曇性部材（例えば、後述の防汚防曇性部材１）であって、前記コーティング部は、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選ばれた少なくとも１種の樹脂を含むマトリクス成分（例えば、後述のマトリクス成分２１）と、スルホ基を有する成分（例えば、後述のスルホ基を有する成分２２）と、を含んで構成され、前記スルホ基を有する成分は、コーティング部の内部に均一に分布し且つ少なくとも一部が前記コーティング部の表面に露出していることを特徴とする防汚防曇性部材を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a base material (for example, a base material 10 described later) and a coating portion (for example, a coating portion 20 described later) having antifouling properties and antifogging properties formed on the base material. ), And the coating portion is selected from the group consisting of an acrylic resin, a polyolefin resin, a fluororesin, and a silicone resin. A matrix component containing at least one resin (for example, matrix component 21 described later) and a component having a sulfo group (for example, component 22 having a sulfo group described later), The component having the antifouling and antifogging member is characterized by being uniformly distributed inside the coating part and at least a part of which is exposed on the surface of the coating part.
この発明では、防汚防曇性部材の基材上に形成されたコーティング部が、疎水性が高い、つまり表面自由エネルギーが小さいことから汚染物質と反応し難いマトリクス成分と、親水性の高いスルホ基を有する成分とを含んで構成され、スルホ基を有する成分が、コーティング部の内部に均一に分布し且つ少なくとも一部がコーティング部の表面に露出されるものとする。
これにより、親水性の高いスルホ基を有する成分が基材表面における結露を防止するとともに、マトリクス成分が存在することによって、スルホ基を有する成分同士の間に侵入した汚染物質が基材表面に付着して水垢を形成してしまうのを防ぐことができる。このように、本発明により、高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材を提供できる。また、スルホ基を有する成分がコーティング部の内部で偏析せずに均一に分布されることから、製造時におけるコーティング部の白濁を防止できる。
In this invention, the coating portion formed on the base material of the antifouling and antifogging member has a high hydrophobicity, that is, a surface component having a low surface free energy, so that it does not easily react with contaminants and a highly hydrophilic sulfo group. And a component having a sulfo group, and the component having a sulfo group is uniformly distributed inside the coating portion and at least a part thereof is exposed on the surface of the coating portion.
As a result, the component having a highly hydrophilic sulfo group prevents condensation on the substrate surface, and the presence of the matrix component causes contaminants that have entered between the components having the sulfo group to adhere to the substrate surface. Thus, it is possible to prevent the formation of scale. Thus, according to the present invention, an antifouling and antifogging member having both high antifogging properties and antifouling properties can be provided. Moreover, since the component which has a sulfo group is uniformly distributed without segregating inside the coating part, the cloudiness of the coating part at the time of manufacture can be prevented.
また、本発明では、基材（例えば、後述の基材１０）と、該基材上に形成された防汚性及び防曇性を有するコーティング部（例えば、後述のコーティング部２０）と、を備える防汚防曇性部材の製造方法であって、アクリル樹脂を含むＵＶ硬化型樹脂（例えば、後述のＵＶ硬化型樹脂２１ａ）と、スルホ基を有する物質（例えば、後述のスルホ基を有する物質２２ａ）と、これらＵＶ硬化型樹脂及びスルホ基を有する物質を分散可能であり且つ溶解度パラメータの異なる複数の溶媒からなる分散媒（例えば、後述の分散媒２３ａ）と、を含有する溶液を、前記基材上に塗布することで未硬化膜（例えば、後述の未硬化膜２０ａ）を形成する未硬化膜形成工程（例えば、後述の工程Ｓ１）と、前記未硬化膜形成工程で形成された未硬化膜にＵＶを照射して予備硬化させる予備硬化工程（例えば、後述の工程Ｓ３）と、前記予備硬化工程で予備硬化された未硬化膜にＵＶを照射して本硬化させることで前記コーティング部を形成する本硬化工程（例えば、後述の工程Ｓ４）と、を有することを特徴とする防汚防曇性部材の製造方法を提供する。 Further, in the present invention, a base material (for example, a base material 10 described later), and a coating portion (for example, a coating portion 20 described later) having antifouling properties and antifogging properties formed on the base material, A method for producing an antifouling and antifogging member comprising a UV curable resin containing an acrylic resin (for example, a UV curable resin 21a described later) and a substance having a sulfo group (for example, a substance having a sulfo group described below) 22a) and a dispersion medium (for example, the dispersion medium 23a described later) that can disperse the UV-curable resin and the substance having a sulfo group and that has a plurality of solvents having different solubility parameters, An uncured film forming step (for example, step S1 to be described later) for forming an uncured film (for example, an uncured film 20a to be described later) by applying on the substrate, and an uncured film formed in the uncured film forming step. UV on cured film Pre-curing step (for example, step S3 to be described later) for pre-curing by irradiation, and main curing for forming the coating part by irradiating UV to the uncured film pre-cured in the pre-curing step to perform main curing And a method for producing an antifouling and antifogging member comprising a step (for example, step S4 described later).
この発明では、防汚防曇性部材の製造方法が、基材上に溶液を、溶媒の揮発を抑制できる方法で塗布することで未硬化膜を形成する未硬化膜形成工程と、未硬化膜形成工程で形成された未硬化膜にＵＶを照射して予備硬化させる予備硬化工程と、予備硬化工程で予備硬化された未硬化膜にＵＶを照射して本硬化させることでコーティング部を形成する本硬化工程と、を有するものとする。また、未硬化膜形成工程において、基材に塗布する溶液は、ＵＶ硬化型樹脂と、スルホ基を有する物質と、これらＵＶ硬化型樹脂及びスルホ基を有する物質を分散可能であり且つ溶解度パラメータの異なる複数の溶媒からなる分散媒と、を含有するものとする。
これにより、上記のように高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材を製造することができる。また、基材上のコーティング部の形成においてスルホ基を有する物質が偏析せず、相分離が起きないので、基材表面が白濁していない品質の高い防汚防曇性部材を安定して製造することができる。
In this invention, the method for producing an antifouling and antifogging member comprises an uncured film forming step of forming an uncured film by applying a solution on a substrate by a method capable of suppressing solvent volatilization, and an uncured film A pre-curing step in which UV is applied to the uncured film formed in the forming step and pre-cured, and an uncured film pre-cured in the pre-curing step is irradiated with UV to perform main curing to form a coating portion. A main curing step. Further, in the uncured film forming step, the solution applied to the substrate can disperse the UV curable resin, the substance having a sulfo group, the UV curable resin and the substance having the sulfo group, and a solubility parameter. And a dispersion medium composed of a plurality of different solvents.
Thereby, the antifouling and antifogging member having both high antifogging properties and antifouling properties can be produced as described above. In addition, the formation of the coating part on the base material does not segregate the substance having sulfo groups and phase separation does not occur, so it is possible to stably produce high-quality antifouling and antifogging members whose base material surface is not clouded. can do.
また、前記未硬化膜形成工程は、マイクロディスペンサにより前記溶液を前記基材上に塗布することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said uncured film formation process apply | coats the said solution on the said base material with a micro dispenser.
この発明では、未硬化膜形成工程において、基材上への溶液の塗布をマイクロディスペンサ、スリットコーター又はディップコーターにより行う。
未硬化膜形成工程において、溶液を、スプレー塗装のように溶液をミスト化する方法で塗装した場合、溶液の比表面積が非常に大きくなる。溶液の比表面積が大きくなると、溶媒が急激に揮発したり、溶液が大気中の水分を吸収したりすることで、ＵＶ硬化型樹脂とスルホ基を有する物質のバランスが崩れて未硬化膜中で成分の偏析が起こり、塗膜が白濁する。これに対し、マイクロディスペンサ、スリットコーター又はディップコーターを用いた塗装では、通常のスプレー塗装と比べ、吐出する液滴のサイズが大きいため、塗装時の溶液の比表面積が小さく、上記の問題が生じ難い。従って、この発明により、基材表面が白濁していない品質の高い防汚防曇性部材を安定して製造することができる。
In the present invention, in the uncured film forming step, the solution is applied onto the substrate by a microdispenser, a slit coater or a dip coater.
In the uncured film forming step, when the solution is applied by a method of making the solution mist like spray coating, the specific surface area of the solution becomes very large. When the specific surface area of the solution increases, the solvent volatilizes abruptly or the solution absorbs moisture in the atmosphere, causing the balance between the UV curable resin and the substance having a sulfo group to be lost, and in the uncured film. Segregation of components occurs and the coating becomes cloudy. On the other hand, the coating using a micro-dispenser, slit coater or dip coater has a smaller specific surface area of the solution at the time of coating because the size of the liquid droplets to be ejected is larger than that of normal spray coating, resulting in the above problems. hard. Therefore, according to the present invention, a high-quality antifouling and antifogging member whose surface of the base material is not clouded can be stably produced.
本発明によれば、高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材及びそのような防汚防曇性部材を安定して製造することのできる製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method which can manufacture stably the antifouling antifogging member which has high antifogging property and antifouling property, and such an antifouling antifogging member can be provided.
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
図１Ａは、本実施形態に係る防汚防曇性部材１の平面を模式的に示した図であり、図１Ｂは、本実施形態に係る防汚防曇性部材１の断面を模式的に示した図である。
図１Ｂに示すように、防汚防曇性部材１は、基材１０と、基材１０上に形成されたコーティング部２０と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
FIG. 1A is a diagram schematically showing a plane of the antifouling and antifogging member 1 according to the present embodiment, and FIG. 1B schematically shows a cross section of the antifouling and antifogging member 1 according to the present embodiment. FIG.
As shown in FIG. 1B, the antifouling and antifogging member 1 includes a base material 10 and a coating portion 20 formed on the base material 10.
基材１０は、特に限定されないが、二酸化ケイ素等の無機物からなる、あるいは表面に無機物からなる層を有するものであることが好ましい。また、基材１０は、ポリカーボネートシートであってもよい。具体的には、基材１０は、鏡、洗面所や自動車の内部に使用されるウィンドウ、レンズ等が挙げられる。 Although the base material 10 is not specifically limited, It is preferable that it is a thing which consists of inorganic substances, such as a silicon dioxide, or has a layer which consists of an inorganic substance on the surface. Further, the base material 10 may be a polycarbonate sheet. Specifically, examples of the base material 10 include a mirror, a window used in a washroom or an automobile, and a lens.
コーティング部２０は、マトリクス成分２１と、スルホ基を有する成分２２と、を含んで構成される。
マトリクス成分２１は、アクリル樹脂を含む。マトリクス成分２１の含む樹脂は、疎水性の高いアクリル樹脂である。また、マトリクス成分２１の含む樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルを重合したアクリル樹脂であることが好ましい。マトリクス成分２１の含む樹脂が、（メタ）アクリル酸エステルを重合したアクリル樹脂であることでコーティング部２０の防汚性がより向上し、（メタ）アクリル酸エステルの一部が後述するスルホ基を有する成分２２と結合すれば防曇性能の持続性が向上する。
The coating unit 20 includes a matrix component 21 and a component 22 having a sulfo group.
The matrix component 21 includes an acrylic resin. The resin included in the matrix component 21 is an acrylic resin having high hydrophobicity. The resin included in the matrix component 21 is preferably an acrylic resin obtained by polymerizing (meth) acrylic acid ester. The resin contained in the matrix component 21 is an acrylic resin obtained by polymerizing (meth) acrylic acid ester, so that the antifouling property of the coating part 20 is further improved, and a part of the (meth) acrylic acid ester has a sulfo group described later. When combined with the component 22 it has, the durability of the antifogging performance is improved.
スルホ基を有する成分２２は、特に限定されないが、マトリクス成分２１とともに高い緻密な塗膜を形成可能な、２−（メタクリロイルオキシ）エタンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、これらスルホン酸類のアルカリ金属塩や下記の化学式（１）で表される化合物のように、スルホ基と１個以上の重合性官能基を含む化合物や、その重合体であることが好ましい。 The component 22 having a sulfo group is not particularly limited, but 2- (methacryloyloxy) ethanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, alkalis of these sulfonic acids, which can form a highly dense coating film with the matrix component 21. Like a metal salt or a compound represented by the following chemical formula (1), a compound containing a sulfo group and one or more polymerizable functional groups, or a polymer thereof is preferable.
図１Ｂに示すように、スルホ基を有する成分２２は、コーティング部２０の内部に均一に分布し且つ少なくとも一部がコーティング部２０の表面に露出している。スルホ基を有する成分２２は、コーティング部２０の内部で偏在していない。
スルホ基を有する成分２２は、マトリクス成分２１と反応して結合していてもよい。
As shown in FIG. 1B, the component 22 having a sulfo group is uniformly distributed inside the coating part 20 and at least a part thereof is exposed on the surface of the coating part 20. The component 22 having a sulfo group is not unevenly distributed in the coating portion 20.
The component 22 having a sulfo group may react with and bind to the matrix component 21.
ところで、コーティング部２０のマトリクス成分２１の疎水性は、マトリクス成分２１の表面自由エネルギーと相関関係がある。つまり、コーティング部２０のマトリクス成分２１は、疎水性が高く、表面自由エネルギーが小さい。この「表面自由エネルギー」は、物質間同士の相互作用力の指標となる。具体的には、コーティング部２０のマトリクス成分２１は、表面自由エネルギーが小さいことから、後述する汚染物質３３と反応し難く、防汚性が高い。 By the way, the hydrophobicity of the matrix component 21 of the coating part 20 has a correlation with the surface free energy of the matrix component 21. That is, the matrix component 21 of the coating part 20 has high hydrophobicity and low surface free energy. This “surface free energy” is an index of the interaction force between substances. Specifically, since the matrix component 21 of the coating portion 20 has a small surface free energy, it hardly reacts with the contaminant 33 described later and has high antifouling properties.
続いて、本実施形態に係る防汚防曇性部材１の製造方法について説明する。図２Ａ〜Ｃは、本実施形態に係る防汚防曇性部材１の製造方法について説明するための図である。
防汚防曇性部材１の製造方法は、未硬化膜形成工程Ｓ１と、脱溶媒工程Ｓ２と、予備硬化工程Ｓ３と、本硬化工程Ｓ４と、を有する。
Then, the manufacturing method of the pollution protection antifogging member 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. Drawing 2A-C is a figure for explaining the manufacturing method of antifouling antifogging member 1 concerning this embodiment.
The manufacturing method of the antifouling / antifogging member 1 includes an uncured film forming step S1, a desolvation step S2, a preliminary curing step S3, and a main curing step S4.
工程Ｓ１では、図２Ａに示すように、ＵＶ硬化型樹脂２１ａと、スルホ基を有する物質２２ａと、これらＵＶ硬化型樹脂２１ａ及びスルホ基を有する物質２２ａを分散可能である分散媒２３ａと、を含有する溶液を、前記基材上に塗布することで未硬化膜２０ａを形成する。 In step S1, as shown in FIG. 2A, a UV curable resin 21a, a substance 22a having a sulfo group, and a dispersion medium 23a capable of dispersing the UV curable resin 21a and the substance 22a having a sulfo group are dispersed. The uncured film 20a is formed by applying the contained solution onto the substrate.
ＵＶ硬化型樹脂２１ａは、アクリル樹脂を含むＵＶ硬化型樹脂である。ＵＶ硬化型樹脂２１ａは、疎水性の高いアクリル樹脂を含む。また、ＵＶ硬化型樹脂２１ａは、（メタ）アクリル酸エステルを重合したアクリル樹脂からなるＵＶ硬化樹脂であることが好ましい。ＵＶ硬化型樹脂２１ａが、（メタ）アクリル酸エステルを重合したアクリル樹脂からなるＵＶ硬化樹脂であることで、形成されるコーティング部２０の防汚性がより向上し、（メタ）アクリル酸エステルの一部が後述するスルホ基を有する物質２２ａと結合すれば防曇性能の持続性が向上する。 The UV curable resin 21a is a UV curable resin containing an acrylic resin. The UV curable resin 21a includes an acrylic resin having high hydrophobicity. The UV curable resin 21a is preferably a UV curable resin made of an acrylic resin obtained by polymerizing (meth) acrylic acid ester. Since the UV curable resin 21a is a UV curable resin made of an acrylic resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid ester, the antifouling property of the coating portion 20 to be formed is further improved, and the (meth) acrylic acid ester If a part is combined with a substance 22a having a sulfo group, which will be described later, the durability of the antifogging performance is improved.
スルホ基を有する物質２２ａは、特に限定されないが、ＵＶ硬化型樹脂２１ａとともに高い緻密な塗膜を形成可能な、２−（メタクリロイルオキシ）エタンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、これらスルホン酸類のアルカリ金属塩や下記の化学式（１）で表される化合物のように、スルホ基と１個以上の重合性官能基を含む化合物であることが好ましい。 The substance 22a having a sulfo group is not particularly limited, but 2- (methacryloyloxy) ethanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, and these sulfonic acids that can form a highly dense coating film with the UV curable resin 21a. It is preferable that it is a compound containing a sulfo group and 1 or more polymeric functional group like the alkali metal salt of this, and the compound represented by following Chemical formula (1).
具体的にスルホ基を有する物質２２ａを含有する塗料としては、上記の化学式（１）で表される化合物を含有するフォルシードＮｏ．１４０Ｃ−Ｐ（アクリル系ＵＶ硬化塗料、中国塗料株式会社製）やＫＰＰ＃０４（アクリル系ＵＶ硬化塗料、公進ケミカル株式会社製）等を挙げることができる。 Specifically, as the paint containing the substance 22a having a sulfo group, Forse Seed No. containing the compound represented by the chemical formula (1) is used. 140C-P (acrylic UV curable paint, manufactured by China Paint Co., Ltd.) and KPP # 04 (acrylic UV curable paint, manufactured by Koshin Chemical Co., Ltd.) can be used.
分散媒２３ａは、溶解度パラメータ（ＳＰ値）の異なる複数の溶媒からなる。分散媒２３ａが、ＳＰ値の異なる複数の溶媒からなることにより、後述する塗料の硬化時に分散媒２３ａが揮発する際、揮発していない分散媒２３ａのＳＰ値が急激に変化するのを抑えることができる。分散媒２３ａのＳＰ値が急激に変化すると、スルホ基を有する物質２２ａが偏析してコーティング部２０が白濁してしまうが、ＳＰ値の異なる複数の溶媒を分散媒２３ａとして用いることでこのような現象が起きるのを防ぐことができる。 The dispersion medium 23a is composed of a plurality of solvents having different solubility parameters (SP values). When the dispersion medium 23a is composed of a plurality of solvents having different SP values, when the dispersion medium 23a volatilizes during the curing of the coating material, which will be described later, the SP value of the dispersion medium 23a that has not volatilized is prevented from changing abruptly. Can do. When the SP value of the dispersion medium 23a changes abruptly, the material 22a having a sulfo group segregates and the coating part 20 becomes clouded. However, by using a plurality of solvents having different SP values as the dispersion medium 23a, The phenomenon can be prevented from occurring.
分散媒２３ａは、蒸発速度の異なる複数の溶媒からなることが好ましい。蒸発速度の異なる複数の溶媒を分散媒として用いることで、急激に分散媒２３ａが揮発するのを抑えることができる。急激に分散媒２３ａが揮発すると、やはり、スルホ基を有する物質２２ａが偏析してコーティング部２０が白濁してしまいやすいが、蒸発速度の異なる複数の溶媒を分散媒として用いることでこのような現象が起きるのを防ぐことができる。 The dispersion medium 23a is preferably composed of a plurality of solvents having different evaporation rates. By using a plurality of solvents having different evaporation rates as the dispersion medium, it is possible to suppress the dispersion medium 23a from volatilizing rapidly. If the dispersion medium 23a suddenly volatilizes, the material 22a having a sulfo group is segregated and the coating part 20 tends to become cloudy. However, this phenomenon is caused by using a plurality of solvents having different evaporation rates as the dispersion medium. Can be prevented.
表１に、主な溶剤のＳＰ値と蒸発速度について示す。分散媒２３ａとしては、表１に挙げた溶剤から、２種以上を選択して組み合わせた分散媒を用いることが好ましく、３種以上を選択して組み合わせた分散媒を用いることがより好ましい。
また、ＵＶ硬化型樹脂２１ａ及びスルホ基を有する物質２２ａを両方とも良好に分散する観点から、分散媒２３ａとしては、複数の、ＳＰ値が１０．２〜１４．５である溶剤からなる分散媒を用いることが好ましい。
Table 1 shows the SP values and evaporation rates of main solvents. As the dispersion medium 23a, it is preferable to use a dispersion medium in which two or more kinds are selected and combined from the solvents listed in Table 1, and it is more preferable to use a dispersion medium in which three or more kinds are selected and combined.
Further, from the viewpoint of satisfactorily dispersing both the UV curable resin 21a and the substance 22a having a sulfo group, the dispersion medium 23a may be a dispersion medium composed of a plurality of solvents having an SP value of 10.2 to 14.5. Is preferably used.
特に、２‐メトキシエタノール、エタノール、１‐プロパノール及び２‐プロパノールからなる分散媒、２‐メトキシエタノール、エタノール、１‐プロパノール、２‐プロパノール、メタノール及び１−メトキシ−２−プロパノールからなる分散媒、２‐メトキシエタノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、エタノール、１‐プロパノール、１‐ブタノール及び２−プロパノールからなる分散媒、２‐メトキシエタノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、エタノール、１‐プロパノール、１‐ブタノール、２−プロパノール及びメタノールからなる分散媒、エタノール、２‐プロパノール及び２‐メトキシエタノールからなる分散媒、エタノール、２‐プロパノール、２‐メトキシエタノール、メタノール及び２‐メトキシエタノールからなる分散媒、２‐プロパノール及び１‐メトキシ‐２‐プロパノールからなる分散媒、並びに、２‐プロパノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール及びメタノールからなる分散媒を分散媒２３ａとして用いることが、コーティング部２０を白濁させないためには好ましい。 In particular, a dispersion medium consisting of 2-methoxyethanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol, a dispersion medium consisting of 2-methoxyethanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, methanol and 1-methoxy-2-propanol, Dispersion medium consisting of 2-methoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, ethanol, 1-propanol, 1-butanol and 2-propanol, 2-methoxyethanol, 1-methoxy-2-propanol, ethanol, 1-propanol, Dispersion medium consisting of 1-butanol, 2-propanol and methanol, dispersion medium consisting of ethanol, 2-propanol and 2-methoxyethanol, ethanol, 2-propanol, 2-methoxyethanol, methanol and 2-methoxyethanol A dispersion medium consisting of 2-propanol and 1-methoxy-2-propanol, and a dispersion medium consisting of 2-propanol, 1-methoxy-2-propanol and methanol are used as the dispersion medium 23a. This is preferable for preventing the coating portion 20 from becoming clouded.
工程Ｓ１において、基材１０に塗布される溶液は、光重合開始剤やその他の成分を含有していてもよい。光重合開始剤の種類や、含有量は硬化条件等に応じて適宜設定される。 In step S1, the solution applied to the substrate 10 may contain a photopolymerization initiator and other components. The kind and content of the photopolymerization initiator are appropriately set according to the curing conditions and the like.
工程Ｓ１において、塗布の方法は、特に限定されないが、ウエスや刷毛を用いて手塗りする方法や、ロールコーターやバーコーターを用いる方法や、ディスペンサを用いる方法等を挙げることができる。これらの中でも、工程Ｓ１では、マイクロディスペンサ、スリットコーター又はディップコーターにより溶液を基材１０上に塗布することが、溶媒の揮発を抑制できることから好ましい。 In step S1, the application method is not particularly limited, and examples thereof include a method of hand-coating using a waste or a brush, a method using a roll coater or a bar coater, and a method using a dispenser. Among these, in step S <b> 1, it is preferable to apply the solution onto the substrate 10 with a microdispenser, a slit coater, or a dip coater because the volatilization of the solvent can be suppressed.
工程Ｓ１において、溶液を、スプレー塗装のように溶液をミスト化する方法で塗装した場合、溶液の比表面積が非常に大きくなる。溶液の比表面積が大きくなると、溶媒が急激に揮発したり、溶液が大気中の水分を吸収したりすることで、ＵＶ硬化型樹脂とスルホ基を有する物質のバランスが崩れて未硬化膜中で成分の偏析が起こり、塗膜が白濁する。これに対し、マイクロディスペンサ、スリットコーター又はディップコーターを用いた塗装では、通常のスプレー塗装と比べ、吐出する液滴のサイズが大きいため、塗装時の溶液の比表面積が小さく、上記の問題が生じ難い。従って、工程Ｓ１において、マイクロディスペンサ、スリットコーター又はディップコーターにより溶液を基材１０上に塗布すれば、基材表面が白濁していない品質の高い防汚防曇性部材を安定して製造することができる。
なお、これら溶液をミスト化しない塗装方法は、異物の無い高品位な塗装を実現するために必須となるクリーンルーム内で用いる場合にも、環境を汚染せず、また、換気回数を減らすことができ経済的である。
In step S1, when the solution is applied by a method of misting the solution like spray coating, the specific surface area of the solution becomes very large. When the specific surface area of the solution increases, the solvent volatilizes abruptly or the solution absorbs moisture in the atmosphere, causing the balance between the UV curable resin and the substance having a sulfo group to be lost, and in the uncured film. Segregation of components occurs and the coating becomes cloudy. On the other hand, the coating using a micro-dispenser, slit coater or dip coater has a smaller specific surface area of the solution at the time of coating because the size of the liquid droplets to be ejected is larger than that of normal spray coating, resulting in the above problems. hard. Therefore, in step S1, if the solution is applied onto the substrate 10 by a microdispenser, a slit coater or a dip coater, a high-quality antifouling and antifogging member whose surface of the substrate is not clouded is stably produced. Can do.
These coating methods that do not mist the solution do not pollute the environment and reduce the number of ventilations when used in a clean room, which is essential to achieve high-quality coating without foreign substances. Economical.
更には、塗装するために用いる装置が安価であることから、工程Ｓ１では、マイクロディスペンサにより溶液を基材１０上に塗布することがより好ましい。 Furthermore, since the apparatus used for coating is inexpensive, in step S1, it is more preferable to apply the solution onto the substrate 10 with a microdispenser.
ところで、マイクロディスペンサとは、単位時間当たりの吐出量を０．００５ｇ／ｓｅｃ〜１．０ｇ／ｓｅｃの範囲に制御可能なディスペンサである。マイクロディスペンサとしては、例えば武蔵エンジニアリング株式会社製のＡｅｒｏ Ｊｅｔ（登録商標）等が挙げられる。マイクロディスペンサを用いて広い面積を塗装する場合には、マイクロディスペンサをロボットやスライド式の搬送機に取り付け、適切な搬送速度・吐出量に調整し、必要に応じてマイクロディスペンサを複数台並列させることで、必要なタクトタイムを達成することができる。なお、マイクロディスペンサより吐出量が大きいディスペンサも存在するが、このようなディスペンサは、数μｍレベルの膜厚を塗装できず、必要な膜厚を得るために搬送機の速度を過剰に速くする必要がある等の問題がある。
なお、マイクロディスペンサを用いて、基材１０に塗着させた塗料の単位面積当たりの質量（ｇ／ｃｍ２）は、単位時間当たりの吐出量（ｇ／ｓｅｃ）を、搬送速度（ｃｍ／ｓｅｃ）と塗装幅（ｃｍ）で割ることで求めることができる。
By the way, the microdispenser is a dispenser capable of controlling the discharge amount per unit time in a range of 0.005 g / sec to 1.0 g / sec. Examples of the micro dispenser include Aero Jet (registered trademark) manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. When painting a large area using a micro-dispenser, attach the micro-dispenser to a robot or slide-type transport machine, adjust the transport speed and discharge volume appropriately, and parallel multiple micro-dispensers as necessary. Thus, the required tact time can be achieved. Although there are dispensers with a larger discharge amount than microdispensers, such dispensers cannot be coated with a film thickness on the order of several μm, and it is necessary to excessively increase the speed of the conveyor to obtain the required film thickness. There are problems such as.
Note that the mass per unit area (g / cm 2 ) of the paint applied to the substrate 10 using the microdispenser is the discharge rate per unit time (g / sec) and the transport speed (cm / sec). ) And the coating width (cm).
基材の表面は、工程Ｓ１に先立って前処理を行っていてもよい。未硬化膜形成工程の前処理としては、基材１０の表面とコーティング部２０とを強固に結合させるカップリング剤による処理、プライマー処理、エッチング処理等の化成処理、フレーム処理、プラズマ処理等の火炎処理、サンディング、ポリッシング等の物理的処理及び洗浄処理を挙げることができる。 The surface of the base material may be pretreated prior to step S1. As a pretreatment of the uncured film forming step, a flame such as a treatment with a coupling agent that firmly bonds the surface of the substrate 10 and the coating portion 20, a chemical treatment such as a primer treatment or an etching treatment, a flame treatment, or a plasma treatment. Physical treatment such as treatment, sanding, polishing, and cleaning treatment can be exemplified.
工程Ｓ２では、工程Ｓ１で形成された未硬化膜を乾燥する。工程Ｓ２では、未硬化膜を加熱することで未硬化膜から溶媒を揮発させることが好ましい。
工程Ｓ２で加熱装置を使用する場合、使用される加熱装置は特に限定されないが、溶媒揮発を均一に且つ迅速に行うため、強制対流装置を備えることが好ましい。溶媒揮発を均一に行うことで、未硬化膜中の成分の偏析がおきにくくなる。
In step S2, the uncured film formed in step S1 is dried. In step S2, it is preferable to volatilize the solvent from the uncured film by heating the uncured film.
When a heating device is used in step S2, the heating device to be used is not particularly limited, but it is preferable to provide a forced convection device in order to perform solvent volatilization uniformly and quickly. By performing the solvent volatilization uniformly, segregation of components in the uncured film is difficult to occur.
工程Ｓ２での温度は、溶媒を適度に蒸発させるために、４０〜８０℃であることが好ましい。乾燥時間については、基材の大きさにもよるが、１０分以内であることが好ましい。長時間乾燥させると、未硬化膜中のＵＶ硬化型樹脂とスルホ基を有する物質の偏析が進行し、コーティング部が白濁する。 The temperature in step S2 is preferably 40 to 80 ° C. in order to evaporate the solvent appropriately. The drying time is preferably within 10 minutes depending on the size of the substrate. When dried for a long time, segregation of the UV curable resin and the substance having a sulfo group in the uncured film proceeds, and the coating portion becomes cloudy.
工程Ｓ３では、工程Ｓ１で形成され、工程Ｓ２において脱溶媒された未硬化膜にＵＶを照射することで未硬化膜を予備硬化させる。工程Ｓ４では、工程Ｓ３で予備硬化された未硬化膜にＵＶを照射して、未硬化膜を本硬化させることでコーティング部２０を形成する（図２Ｂ及び図２Ｃ参照）。 In step S3, the uncured film is precured by irradiating UV to the uncured film formed in step S1 and desolvated in step S2. In step S4, the uncured film precured in step S3 is irradiated with UV, and the uncured film is fully cured to form the coating portion 20 (see FIGS. 2B and 2C).
工程Ｓ３及び工程Ｓ４で使用されるＵＶ硬化装置は、特に限定されないが、高圧水銀ランプやメタルハライドランプを用いたＵＶ硬化装置を挙げることができる。これらの中でも、高圧水銀ランプは発熱量が少ないことから、工程Ｓ３及び工程Ｓ４では高圧水銀ランプを用いたＵＶ硬化装置を使用することが好ましい。 The UV curing device used in Step S3 and Step S4 is not particularly limited, and examples thereof include a UV curing device using a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp. Among these, since the high pressure mercury lamp has a small calorific value, it is preferable to use a UV curing apparatus using a high pressure mercury lamp in the steps S3 and S4.
工程Ｓ３では、工程Ｓ２で溶媒をある程度揮発させた未硬化膜に、波長２００〜５００ｎｍ、強度４００〜１５００ｍＷ／ｃｍ２のＵＶを０．０５〜０．５秒間照射するのが好ましい。
工程Ｓ３では、未硬化膜に短時間ＵＶを照射することで、ＵＶ硬化型樹脂２１ａを若干硬化させることでスルホ基を有する物質２２ａを未硬化膜中で拘束し、スルホ基を有する物質２２ａが偏析してしまうのを防ぐ。
In step S3, it is preferable to irradiate UV having a wavelength of 200 to 500 nm and an intensity of 400 to 1500 mW / cm 2 for 0.05 to 0.5 seconds to the uncured film obtained by volatilizing the solvent to some extent in step S2.
In step S3, the UV-curable resin 21a is slightly cured by irradiating the uncured film with UV for a short time, thereby restraining the sulfo group-containing substance 22a in the uncured film. Prevent segregation.
工程Ｓ４では、未硬化膜に、波長２００〜５００ｎｍ、強度４００〜１５００ｍＷ／ｃｍ２のＵＶを１〜１０秒間照射するのが好ましい。
工程Ｓ４では、工程Ｓ３で予備硬化された未硬化膜にＵＶを照射して、ＵＶ硬化型樹脂２１ａ完全に硬化させる。
In step S4, the uncured film is preferably irradiated with UV having a wavelength of 200 to 500 nm and an intensity of 400 to 1500 mW / cm 2 for 1 to 10 seconds.
In step S4, the uncured film precured in step S3 is irradiated with UV to completely cure the UV curable resin 21a.
工程Ｓ４で未硬化膜を本硬化させることで得たコーティング部２０の厚みは、コーティング部２０がクラックを発生せず且つ十分な耐摩耗性を発揮するために、２〜２０μｍであることが好ましい。 The thickness of the coating part 20 obtained by main-curing the uncured film in step S4 is preferably 2 to 20 μm so that the coating part 20 does not crack and exhibits sufficient wear resistance. .
なお、工程Ｓ３及び工程Ｓ４において用いられる、未硬化塗膜を硬化のためのＵＶ照射装置は特に限定されないが、コンベア型のＵＶ照射装置を用いることが好ましい。具体的には、コンベア上に未硬化塗膜を形成した基材を載せて搬送しながら所定強度のＵＶを照射する。この際、コンベアの搬送速度を制御することによって、ＵＶの照射時間（基材がＵＶの照射範囲を通過する時間）を制御することができる。 In addition, although the UV irradiation apparatus for hardening an uncured coating film used in process S3 and process S4 is not specifically limited, It is preferable to use a conveyor type UV irradiation apparatus. Specifically, UV having a predetermined intensity is irradiated while a substrate on which an uncured coating film is formed is transported on a conveyor. At this time, the UV irradiation time (the time for the substrate to pass through the UV irradiation range) can be controlled by controlling the conveying speed of the conveyor.
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、防汚防曇性部材１の基材１０上に形成されたコーティング部２０が、疎水性が高いことから汚染物質と反応し難いマトリクス成分２１と、親水性の高いスルホ基を有する成分２２とを含んで構成され、スルホ基を有する成分２２が、コーティング部２０の内部に均一に分布し且つ少なくとも一部がコーティング部２０の表面に露出されるものとした。
これにより、親水性の高いスルホ基を有する成分２２が基材１０表面における結露を防止するとともに、マトリクス成分２１が存在することによって、スルホ基を有する成分２２同士の間に侵入した汚染物質３３が基材１０表面に付着して水垢を形成してしまうのを防ぐことができる。このように、高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材１を提供できる。また、スルホ基を有する成分２２がコーティング部２０の内部で偏析せずに均一に分布されることから、製造時におけるコーティング部２０の白濁を防止できる。
According to this embodiment, the following effects are produced.
In the present embodiment, the coating portion 20 formed on the base material 10 of the antifouling and antifogging member 1 has a matrix component 21 that does not easily react with contaminants because of its high hydrophobicity, and a highly hydrophilic sulfo group. It is assumed that the component 22 having a sulfo group is uniformly distributed inside the coating part 20 and at least a part thereof is exposed on the surface of the coating part 20.
As a result, the component 22 having a highly hydrophilic sulfo group prevents condensation on the surface of the base material 10, and the presence of the matrix component 21 causes the contaminant 33 that has entered between the components 22 having the sulfo group to enter each other. It can prevent adhering to the base material 10 surface and forming scales. Thus, the antifouling and antifogging member 1 having both high antifogging properties and antifouling properties can be provided. Moreover, since the component 22 having a sulfo group is uniformly distributed without being segregated inside the coating part 20, white turbidity of the coating part 20 at the time of manufacture can be prevented.
また、本実施形態では、防汚防曇性部材１の製造方法が、基材１０上に溶液を塗布することで未硬化膜２０ａを形成する工程Ｓ１と、工程Ｓ１で形成された未硬化膜２０ａにＵＶを照射して予備硬化させる工程Ｓ３と、工程Ｓ３で予備硬化された未硬化膜２０ａにＵＶを照射して本硬化させることでコーティング部２０を形成する工程Ｓ４と、を有するものとする。また、工程Ｓ１において、基材１０に塗布する溶液は、ＵＶ硬化型樹脂２１ａと、スルホ基を有する物質２２ａと、これらＵＶ硬化型樹脂２１ａ及びスルホ基を有する物質２２ａを分散可能であり且つ溶解度パラメータの異なる複数の溶媒からなる分散媒２３ａと、を含有するものとする。
これにより、上記のように高い防曇性と防汚性を兼ね備えた防汚防曇性部材１を製造することができる。また、基材１０上のコーティング部２０の形成においてスルホ基を有する物質２２ａが偏析せず、相分離が起きないので、基材１０表面が白濁していない品質の高い防汚防曇性部材１を安定して製造することができる。
Moreover, in this embodiment, the manufacturing method of the antifouling / antifogging member 1 includes the step S1 of forming the uncured film 20a by applying a solution on the substrate 10, and the uncured film formed in the step S1. A process S3 for pre-curing by irradiating UV to 20a, and a process S4 for forming the coating part 20 by irradiating UV to the uncured film 20a pre-cured in step S3 and performing main curing. To do. In Step S1, the solution applied to the base material 10 can disperse the UV curable resin 21a, the substance 22a having a sulfo group, the UV curable resin 21a and the substance 22a having a sulfo group, and has a solubility. And a dispersion medium 23a composed of a plurality of solvents having different parameters.
Thereby, the antifouling and antifogging member 1 having both high antifogging properties and antifouling properties can be produced as described above. Moreover, since the substance 22a having a sulfo group does not segregate in the formation of the coating portion 20 on the base material 10 and phase separation does not occur, the high-quality antifouling and antifogging member 1 in which the surface of the base material 10 is not clouded. Can be manufactured stably.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
本実施形態に係る防汚防曇性部材及びその製造方法について、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は質量基準である。 The antifouling and antifogging member and the production method thereof according to the present embodiment will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.
［実施例１］
フォルシードＮｏ．１４０Ｃ−Ｐ（アクリル系ＵＶ硬化塗料、中国塗料株式会社製）５０部を、エタノール、２‐メトキシエタノール、１‐プロパノール及び２‐プロパノールが質量比６：４：１：１で混合された溶媒５０部で希釈した溶液を、マイクロディスペンサ（Ａｅｒｏ Ｊｅｔ、武蔵エンジニアリング株式会社製）を用いて、塗料溶液の塗着量が２５ｇ／ｍ２となるよう、ポリカーボネート板に塗布した。続いて、塗布した未硬化膜を、６０℃で３分間乾燥して、ＵＶ硬化させることで実施例１の部材を得た（硬化膜厚４μｍ）。ＵＶ硬化では、高圧水銀ランプを用いて、塗膜に瞬間的に（０．１秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：６００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程と、予備硬化した塗膜に継続して（２秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：６００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程と、を連続して行った。なお、フォルシードＮｏ．１４０Ｃ−Ｐは、メタノール及び１−メトキシ−２−プロパノールを含有する。
[Example 1]
Forse Seed No. Solvent 50 in which 50 parts of 140C-P (acrylic UV curable paint, manufactured by China Paint Co., Ltd.) was mixed with ethanol, 2-methoxyethanol, 1-propanol and 2-propanol at a mass ratio of 6: 4: 1: 1 The solution diluted in the part was applied to a polycarbonate plate using a micro dispenser (Aero Jet, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) so that the coating amount of the coating solution was 25 g / m 2 . Subsequently, the applied uncured film was dried at 60 ° C. for 3 minutes and UV cured to obtain a member of Example 1 (cured film thickness 4 μm). In UV curing, a high-pressure mercury lamp is used to instantaneously (0.1 seconds) irradiate the coating film with UV (illuminance at a wavelength of 365 nm: 600 mW / cm 2 ), and continue to the precured coating film. (2 seconds) UV (irradiance at a wavelength of 365 nm: 600 mW / cm 2 ) was radiated continuously. Forse Seed No. 140C-P contains methanol and 1-methoxy-2-propanol.
［実施例２］
浴室用鏡（表面：ソーダガラス）を、酸化セリウムで研磨し、純水でよく洗浄したのち、クリーンエアで乾燥させた。シランカップリング剤ＫＢＭ５１０３（信越化学工業株式会社製）１部をプロピレングリコールモノメチルエーテル９９部で希釈し、５％塩酸０．３部を加え、１時間攪拌した。これをマイクロディスペンサ（Ａｅｒｏ Ｊｅｔ、武蔵エンジニアリング株式会社製）で溶液の塗着量が１０ｇ／ｍ２となるよう鏡に塗布し、１４０℃で１０分加熱硬化した。この鏡を冷却した後、その表面に、ＫＰＰ＃０４（アクリル系ＵＶ硬化塗料、公進ケミカル株式会社製）５０部をエタノール、２‐プロパノール及び２‐メトキシエタノールが質量比６：２：２で混合された溶媒５０部で希釈した溶液を、マイクロディスペンサ（Ａｅｒｏ Ｊｅｔ、武蔵エンジニアリング株式会社製）を用いて、２５ｇ／ｍ２となるよう、塗布した。続いて、塗布した未硬化膜を６０℃で５分間乾燥して、ＵＶ硬化させることで実施例２の部材を得た（硬化膜厚５μｍ）。ＵＶ硬化では実施例１と同様に、高圧水銀ランプを用いて、塗膜に瞬間的に（０．２秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：８００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程と、予備硬化した塗膜に継続して（２秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：８００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程と、を連続して行った。なお、ＫＰＰ＃０４は、メタノール及び２‐メトキシエタノールを含有する。
[Example 2]
A bathroom mirror (surface: soda glass) was polished with cerium oxide, thoroughly washed with pure water, and then dried with clean air. 1 part of silane coupling agent KBM5103 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was diluted with 99 parts of propylene glycol monomethyl ether, 0.3 part of 5% hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 1 hour. This was applied to a mirror with a micro dispenser (Aero Jet, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) so that the coating amount of the solution was 10 g / m 2, and cured by heating at 140 ° C. for 10 minutes. After cooling the mirror, 50 parts of KPP # 04 (acrylic UV curable paint, manufactured by Koshin Chemical Co., Ltd.) was added to the surface with ethanol, 2-propanol and 2-methoxyethanol in a mass ratio of 6: 2: 2. The solution diluted with 50 parts of the mixed solvent was applied using a microdispenser (Aero Jet, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) so as to be 25 g / m 2 . Subsequently, the applied uncured film was dried at 60 ° C. for 5 minutes and UV-cured to obtain a member of Example 2 (cured film thickness 5 μm). In UV curing, as in Example 1, using a high-pressure mercury lamp, the coating film was irradiated with UV (illuminance at a wavelength of 365 nm: 800 mW / cm 2 ) instantaneously (for 0.2 seconds) and precured. The film was continuously (for 2 seconds) irradiated with UV (illuminance at a wavelength of 365 nm: 800 mW / cm 2 ). KPP # 04 contains methanol and 2-methoxyethanol.
［比較例１］
ポリカーボネートシートにＵＶ硬化塗料ＦＡ−３１１８（アクリル系ＵＶ硬化塗料、日本化工塗料株式会社製）をバーコーターで塗布してＵＶ硬化させ、８μｍの塗膜を形成することで、比較例１の部材を得た。
[Comparative Example 1]
A UV curable paint FA-3118 (acrylic UV curable paint, manufactured by Nippon Kako Paint Co., Ltd.) is applied to a polycarbonate sheet with a bar coater and UV cured to form an 8 μm coating film. Obtained.
［比較例２］
ガラス表面を酸化セリウムで研磨し、純水でよく洗浄したのち、エアブローで乾燥させた。スルホシラン（構造：（ＨＯ）３Ｓｉ−（ＣＨ２）３−ＳＯ３Ｈ）１部をイソプロピルアルコール１００部で希釈して１時間攪拌した溶液を、乾燥後のガラス上にウエスで塗布し、６０℃で１時間加熱することで比較例２の部材を得た。
[Comparative Example 2]
The glass surface was polished with cerium oxide, washed thoroughly with pure water, and then dried by air blow. A solution obtained by diluting 1 part of sulfosilane (structure: (HO) 3 Si— (CH 2 ) 3 —SO 3 H) with 100 parts of isopropyl alcohol and stirring for 1 hour was applied on the dried glass with a waste cloth. The member of Comparative Example 2 was obtained by heating at ° C for 1 hour.
［比較例３］
比較例２の処方に従って得た部材の表面を、酸化セリウムで磨くことで、部分的にスルホシランに覆われ、且つ、部分的にガラスが露出した表面状態である比較例３の部材を得た。
[Comparative Example 3]
The surface of the member obtained in accordance with the formulation of Comparative Example 2 was polished with cerium oxide to obtain a member of Comparative Example 3 that was partially covered with sulfosilane and partially exposed to glass.
［比較例４］
フォルシードＮｏ．１４０Ｃ−Ｐを、溶媒で希釈することなく、ポリカーボネート板にスプレーを用いて塗布した。そして、塗布した塗膜を６０℃で３分間乾燥して、ＵＶ硬化させることで部材の作製を行った（硬化膜厚４μｍ）。ＵＶ硬化では、高圧水銀ランプを用いて、塗膜に継続して（２秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：６００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程を行った。
しかしながら、この場合にはＵＶ硬化時に塗膜が白濁してしまい、透明な塗膜の形成された部材を得ることができなかった。
[Comparative Example 4]
Forse Seed No. 140C-P was applied to a polycarbonate plate using a spray without being diluted with a solvent. Then, the coated film was dried at 60 ° C. for 3 minutes and UV-cured to prepare a member (cured film thickness: 4 μm). In the UV curing, a step of continuously irradiating UV (illuminance at a wavelength of 365 nm: 600 mW / cm 2 ) was performed on the coating film using a high-pressure mercury lamp (for 2 seconds).
However, in this case, the coating film becomes clouded during UV curing, and a member having a transparent coating film cannot be obtained.
［比較例５］
ＵＶ硬化において、塗膜に瞬間的に（０．２秒間）ＵＶ（波長３６５ｎｍにおける照度：８００ｍＷ／ｃｍ２）を照射する工程を行わない以外は、実施例１と同様の方法で部材の作成を行った。
しかしながら、この場合にはＵＶ硬化時に塗膜が白濁してしまい、透明な塗膜の形成された部材を得ることができなかった。
[Comparative Example 5]
In UV curing, the member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the step of irradiating the coating film instantaneously (0.2 seconds) with UV (illuminance at wavelength 365 nm: 800 mW / cm 2 ) was not performed. went.
However, in this case, the coating film becomes clouded during UV curing, and a member having a transparent coating film cannot be obtained.
実施例及び比較例（比較例１〜３）で得られた部材を、下に示した試験・測定に供した。 The member obtained by the Example and the comparative example (comparative examples 1-3) was used for the test and measurement shown below.
＜水接触角の測定＞
接触角計ＤＭ−５００（協和界面科学株式会社）を用い、各部材の表面で水接触角（単位：°）を測定した。結果を表２に示す。
<Measurement of water contact angle>
Using a contact angle meter DM-500 (Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the water contact angle (unit: °) was measured on the surface of each member. The results are shown in Table 2.
＜水垢除去試験＞
水道水を各部材の表面に噴霧し、４０℃温風で２時間乾燥させた。この操作を３０回繰り返し、水道水中の溶存ミネラルを各部材の表面に析出させた。各部材の表面に析出したミネラル汚れを濡れスポンジで拭き掃除した後の、ミネラル汚れの除去率を、下記数式（１）に基づき算出した結果を表２に示す。なお、下記数式（１）の、「拭き掃除後のミネラル汚れ残存面積」及び「拭き掃除前のミネラル汚れ付着面積」は、目視にて算出した。水垢除去試験の結果は、下記の判定基準により評価することができる。
［数１］
除去率＝｛１−（拭き掃除後のミネラル汚れ残存面積／拭き掃除前のミネラル汚れ付着面積）｝×１００ ・・・（１）
<Scale removal test>
Tap water was sprayed on the surface of each member and dried with hot air at 40 ° C. for 2 hours. This operation was repeated 30 times, and dissolved minerals in tap water were deposited on the surface of each member. Table 2 shows the results of calculating the removal rate of mineral stains after wiping and cleaning the mineral stains deposited on the surface of each member with a wet sponge based on the following formula (1). In addition, “the mineral dirt remaining area after wiping cleaning” and “the mineral dirt adhesion area before wiping cleaning” of the following mathematical formula (1) were calculated visually. The result of the scale removal test can be evaluated according to the following criteria.
[Equation 1]
Removal rate = {1- (Mineral dirt remaining area after wiping / Mineral dirt adhesion area before wiping)} × 100 (1)
＜耐汚染性試験＞
オレイン酸５部とステアリン酸カルシウム５部とを混合した擬似汚れを各部材上に塗布し、４０℃の温水をシャワーで３分間当てた後の擬似汚れの除去率を下記数式（２）に基づき算出しした。結果を表２に示す。なお、下記数式（２）の、「洗浄後の擬似汚れ残存面積」及び「洗浄前の擬似汚れ付着面積」は、目視にて算出した。耐汚染性試験の結果は、下記の判定基準により評価することができる。
［数２］
除去率＝｛１−（洗浄後の擬似汚れ残存面積／洗浄前の擬似汚れ付着面積）｝×１００ ・・・（２）
<Contamination resistance test>
Applying pseudo-stains mixed with 5 parts of oleic acid and 5 parts of calcium stearate on each member and calculating the removal rate of pseudo-stains after applying hot water of 40 ° C. for 3 minutes in a shower based on the following formula (2) I did. The results are shown in Table 2. In addition, the “pseudo-stain remaining area after cleaning” and “pseudo-stain adhesion area before cleaning” in the following mathematical formula (2) were calculated visually. The result of the stain resistance test can be evaluated according to the following criteria.
[Equation 2]
Removal rate = {1− (remaining area of pseudo dirt after cleaning / pseudo dirt adhesion area before cleaning)} × 100 (2)
＜防曇性評価＞
各部材の表面にシャワーで散水し、６０℃の加熱式加湿器の上方に各部材を硬化塗膜が上向きになるよう配置した。この状態で曇る（結露する）までの時間を測定し、下記の判定基準により評価した。結果を表２に示す。なお、測定は、１０分で終了した。
<Anti-fogging evaluation>
The surface of each member was sprayed with a shower, and each member was placed above the 60 ° C. heating humidifier so that the cured coating film faced upward. The time until cloudiness (condensation) in this state was measured and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2. The measurement was completed in 10 minutes.
＜磨耗試験＞
水を含ませたスポンジ（住友３ＭスコッチブライトＳ−２１Ｋ）に１ｋｇの荷重を掛け、各部材の表面を１００００回往復磨耗した。スポンジの乾燥を防ぐため、５００往復ごとに、水を供給した。磨耗試験後、上に示した試験・測定を実施し、部材のコーティング部の耐久性を確認した。結果を表２に示す。
<Abrasion test>
A load of 1 kg was applied to a sponge soaked with water (Sumitomo 3M Scotch Bright S-21K), and the surface of each member was worn back and forth 10,000 times. In order to prevent the sponge from drying, water was supplied every 500 reciprocations. After the wear test, the test and measurement shown above were performed to confirm the durability of the coating portion of the member. The results are shown in Table 2.
＜耐リンス試験＞
各部材のシリコーンオイルの吸着・除去性について以下の方法で試験した。水で５０倍に希釈した市販の頭髪用化粧品（ＬＵＸスーパーリッチシャインコンディショナー、ユニリーバ・ジャパン株式会社製）を、霧吹きで各部材の表面にまんべんなく吹きつけ、１０分間放置した。これを５０回繰り返した後、洗浄剤（バスマジックリン泡立ちスプレー、花王株式会社）とスポンジを用いて各部材の表面を洗浄した。耐リンス試験後、上に示した試験・測定を実施し、部材のコーティング部の耐久性を確認した。結果を表２に示す。
<Rinse resistance test>
The silicone oil adsorption / removability of each member was tested by the following method. Commercially available hair cosmetics diluted with water 50 times (LUX Super Rich Shine Conditioner, manufactured by Unilever Japan Co., Ltd.) were sprayed evenly on the surface of each member with a mist sprayer and left for 10 minutes. After repeating this 50 times, the surface of each member was cleaned using a cleaning agent (Bath Magiclin Foaming Spray, Kao Corporation) and a sponge. After the rinse resistance test, the test and measurement described above were performed to confirm the durability of the coating portion of the member. The results are shown in Table 2.
＜電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析＞
実施例１で得られた部材の表面及び断面について、ＥＰＭＡ分析した。ＥＰＭＡ分析はＪＸＡ−８５００Ｆフィールドエミッション電子プローブマイクロアナライザ（日本電子株式会社製）によって行った。ＥＰＭＡ分析によって、実施例１で得られた部材のコーティング部における硫黄（Ｓ）原子の分布状態、つまり、親水性の高いスルホ基を有する成分の分布状態を知ることができる。具体的には、今回の分析においては、硫黄（Ｓ）原子の濃度の高い部分が薄い色（白色）を呈する。結果を図３及び４に示す。
<Electron beam microanalyzer (EPMA) analysis>
The surface and cross section of the member obtained in Example 1 were analyzed by EPMA. EPMA analysis was performed with a JXA-8500F field emission electron probe microanalyzer (manufactured by JEOL Ltd.). By EPMA analysis, the distribution state of sulfur (S) atoms in the coating portion of the member obtained in Example 1, that is, the distribution state of components having a highly hydrophilic sulfo group can be known. Specifically, in this analysis, a portion with a high concentration of sulfur (S) atoms exhibits a light color (white). The results are shown in FIGS.
実施例１と比較例１との比較から、実施例１の部材の方が比較例１の部材よりも表面の水接触角が低い（親水性が高い）ことが分かった。この結果から、コーティング部がスルホ基を有する成分を含有しない部材よりも、コーティング部がスルホ基を有する成分を含有する部材の方が、防曇性が高いことが確認された。 From a comparison between Example 1 and Comparative Example 1, it was found that the member of Example 1 had a lower surface water contact angle (higher hydrophilicity) than the member of Comparative Example 1. From this result, it was confirmed that the member in which the coating part contains the component which has a sulfo group has a higher antifogging property than the member in which the coating part does not contain the component which has a sulfo group.
また、実施例２と比較例２（及び３）との比較から、実施例２の部材の方が、比較例２の部材よりも水垢除去性が高いことが確認された。この結果から、ガラス等の基材の表面にマトリクス成分とスルホ基を含有する成分とを含有するコーティング層を形成した部材の方が、基材の表面に直接スルホ基を有する物質を配置した部材よりも、防汚性が高いことが明らかである。 Moreover, from the comparison between Example 2 and Comparative Example 2 (and 3), it was confirmed that the member of Example 2 had higher scale removal performance than the member of Comparative Example 2. From this result, a member in which a coating layer containing a matrix component and a component containing a sulfo group is formed on the surface of a substrate such as glass is a member in which a substance having a sulfo group is directly arranged on the surface of the substrate. It is clear that the antifouling property is higher than that.
また、部材の表面の分析の結果から、実施例１で得られた部材のコーティング部の表面にはスルホ基を有する成分が露出していることが確認された（図３）。また同様に、部材の断面のＥＰＭＡ分析の結果から、実施例１で得られた部材のコーティング部の内部にはスルホ基を有する成分が均一に分布していることが確認された（図４）。 Moreover, it was confirmed from the result of the analysis of the surface of a member that the component which has a sulfo group is exposed on the surface of the coating part of the member obtained in Example 1 (FIG. 3). Similarly, from the result of EPMA analysis of the cross section of the member, it was confirmed that a component having a sulfo group was uniformly distributed inside the coating portion of the member obtained in Example 1 (FIG. 4). .
なお、比較例４及び５では、塗膜が白濁してしまった。比較例４に関しては、スプレー塗装時に塗料がミスト化したことで、溶媒が急速に揮発したことに伴う急激なＳＰ値変化によって、スルホ基を有する物質の偏析が起こったことで白濁が生じたものと考えられる。比較例５に関しては、予備硬化を行うことなく、ＵＶ照射を長く掛けたために、スルホ基を有する物質の偏析が起こったことで白濁が生じたものと考えられる。実施例１及び２では、スルホ基を有する物質とＵＶ硬化型樹脂をＳＰ値の異なる複数の溶媒からなる分散媒によって分散したこと、マイクロディスペンサで塗装することで溶媒の急激な揮発を起こさなかったこと、更には予備硬化を伴うＵＶ硬化によってスルホ基を有する物質の移動を抑えたことにより、白濁のない塗膜が得られたものと認められる。 In Comparative Examples 4 and 5, the coating film became cloudy. Regarding Comparative Example 4, the paint became mist during spray coating, and the cloudiness was caused by the segregation of the substance having a sulfo group due to the rapid SP value change accompanying the rapid volatilization of the solvent. it is conceivable that. With respect to Comparative Example 5, it is considered that white turbidity occurred due to segregation of a substance having a sulfo group because UV irradiation was applied for a long time without performing preliminary curing. In Examples 1 and 2, the substance having a sulfo group and the UV curable resin were dispersed with a dispersion medium composed of a plurality of solvents having different SP values, and the solvent was not volatilized by coating with a microdispenser. In addition, it is recognized that a coating film free of white turbidity was obtained by suppressing the movement of the substance having a sulfo group by UV curing accompanied by preliminary curing.
１…防汚防曇性部材
１０…基材
２０…コーティング部
２１…マトリクス成分
２２…スルホ基を有する成分
２０ａ…未硬化膜
２１ａ…ＵＶ硬化型樹脂
２２ａ…スルホ基を有する物質
２３ａ…分散媒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antifouling antifogging member 10 ... Base material 20 ... Coating part 21 ... Matrix component 22 ... Component which has a sulfo group 20a ... Uncured film | membrane 21a ... UV curable resin 22a ... Substance which has a sulfo group 23a ... Dispersion medium
Claims (3)
前記コーティング部は、アクリル樹脂を含むマトリクス成分と、スルホ基を有する成分と、を含んで構成され、
前記スルホ基を有する成分は、コーティング部の内部に均一に分布し且つ少なくとも一部が前記コーティング部の表面に露出していることを特徴とする防汚防曇性部材。 An antifouling and antifogging member comprising a substrate and a coating portion having antifouling and antifogging properties formed on the substrate,
The coating portion includes a matrix component including an acrylic resin, and a component having a sulfo group,
The antifouling and antifogging member, wherein the component having a sulfo group is uniformly distributed inside the coating part and at least a part thereof is exposed on the surface of the coating part.
アクリル樹脂を含むＵＶ硬化型樹脂と、スルホ基を有する物質と、これらＵＶ硬化型樹脂及びスルホ基を有する物質を分散可能であり且つ溶解度パラメータの異なる複数の溶媒からなる分散媒と、を含有する溶液を、前記基材上に塗布することで未硬化膜を形成する未硬化膜形成工程と、
前記未硬化膜形成工程で形成された未硬化膜にＵＶを照射して予備硬化させる予備硬化工程と、
前記予備硬化工程で予備硬化された未硬化膜にＵＶを照射して本硬化させることで前記コーティング部を形成する本硬化工程と、を有することを特徴とする防汚防曇性部材の製造方法。 A method for producing an antifouling and antifogging member comprising a substrate and a coating portion having antifouling and antifogging properties formed on the substrate,
Contains a UV curable resin containing an acrylic resin, a substance having a sulfo group, and a dispersion medium composed of a plurality of solvents that can disperse the UV curable resin and the substance having a sulfo group and have different solubility parameters. An uncured film forming step of forming an uncured film by applying a solution on the substrate;
A pre-curing step of pre-curing the uncured film formed in the uncured film forming step with UV irradiation;
And a main curing step of forming the coating portion by irradiating UV to the uncured film that has been precured in the preliminary curing step, thereby forming the coating portion. .
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