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親水性コーティング剤およびそのコーティング膜 UPDATE

国内特許コード P200016707
整理番号 302
掲載日 2020年3月27日
出願番号 特願2018-243255
公開番号 特開2020-105274
出願日 平成30年12月26日(2018.12.26)
公開日 令和2年7月9日(2020.7.9)
発明者
  • 永谷 聡
  • 佐々木 克幸
  • 大日方 陽一
  • 長洲 慶典
出願人
  • 長野県
発明の名称 親水性コーティング剤およびそのコーティング膜 UPDATE
発明の概要 【課題】安定性に優れた親水性コーティング剤と、それを被塗布部材にコートすることで、被塗布部材表面を長期にわたって親水性に改質し、光透過性に優れたコーティング膜を提供する。
【解決手段】酸化スズを含む酸化スズゾルと、親水化剤を含む親水性ゾルが混合した混合ゾルであり、主溶媒が水であることを特徴とする親水性コーティング剤を提供する。親水化剤は酸化チタンもしくはセルロースナノファイバーを使用する。親水性コーティング剤から形成されたコーティング膜は、高い光透過性および親水性を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

近年、ガラスやプラスチックなどの表面に有機・無機の薄いコーティング膜を施し、新たな機能を付与することが行われている。

例えば、特許文献1では、水酸化フッ化マグネシウムと金属酸化物の複合膜をコートすることで、光透過性を維持したまま親水性や帯電防止性といった機能を付与する方法が提案されている。特許文献2では、無機コーティング組成物としてオルガノポリシロキサンと酸化チタンを添加した塗料をコートすることで、酸化チタンの光触媒作用を利用した汚染防止効果を有する塗膜について提案している。特許文献3では、太陽光パネルの汚れ防止コーティング剤として、親水性シリカおよび有機バインダー、セルロースナノファイバーを用いる方法が提案されている。

その中でも、酸化チタンを利用する手法は、様々な分野ですでに実用化されている。酸化チタンは、光を吸収することで光誘起作用や光触媒作用を生じ、親水性や光分解特性を生じる。この性質を利用して、トイレタイルの汚れ防止や、高層ビルの窓ガラスへの防曇コーティングへ応用されている。

セルロースナノファイバーは、植物繊維をナノオーダーまで細かく解きほぐした材料である。セルロースナノファイバーは保水性、チクソ性、増粘性などの特性があり、これらを利用して紙おむつやインクなどへ応用検討されている。

これらの材料の応用方法の一つとして、被塗布部材に親水特性を付与するという用途がある。多くの場合、これらは単体で用いられることはなく、塗料の原料の一部として添加したり、溶媒に分散させてコーティング剤という形態で提供される。

コーティング剤として利用する場合、これらを溶媒に完全に分散させる必要がある。良好な分散性を確保するため、分散溶媒としては一般的に有機溶剤が用いられている。特許文献1によると、水酸化マグネシウムと金属酸化物の混合物のコーティング剤として、金属酸化物の原料には金属アルコキシド、分散溶媒にアルコール類が用いられている。特許文献2でも金属アルコキシドや金属キレート化合物をアルコール系溶媒に溶解したものを原料として用いている。特許文献3でも同様にアルコール系溶媒が使用されている。

アルコールや金属アルコキシドを使用するコーティング剤では、使用する有機溶媒が高価なことや、蒸発する有機溶剤に臭気や毒性を有するものが含まれている場合が多く、作業環境への影響が大きいといった問題点がある。また被塗布部材の種類によっては有機溶媒に侵されてしまうものもあり、このような被塗布部材に利用することはできない。

また、ガラスなど透明性を重要視する材料を被塗布部材とする場合、コートによる透過率の低減をできる限り抑える必要がある。

かかる課題を解決すべく、本出願人は先に、酸化スズ又はその水和物が水に安定に分散した機能性酸化スズゾルについて提案している。(特許文献4)

この機能性酸化スズゾルは、酸化スズもしくはその水和物が水に分散したゾルであり、これを被塗布部材へコートすることで、被塗布部材に対して帯電防止性、光透過性、耐薬品性、密着性、親水性、イオン吸着性を付与する効果が得られた。

この機能性酸化スズゾルを被塗布部材にコートすることで、部材表面の親水化については一定の向上は確認されたが、その効果はわずかなものであった。また、このコーティング膜では、膜上に付着した汚れに対する除去能力が不十分なため、長期にわたる親水効果の持続性についても課題があった。

産業上の利用分野

本発明は、安定性に優れた親水性コーティング剤と、それを被塗布部材にコートすることで、被塗布部材表面を長期にわたって親水性に改質し、光透過性に優れたコーティング膜に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
酸化スズを含む酸化スズゾルと親水化剤を含む親水性ゾルを備え、酸化スズゾルと親水性ゾルを混合または重合させて塗布する親水性コーティング剤であって、主溶媒が水であることを特徴とする親水性コーティング剤。

【請求項2】
前記親水化剤が酸化チタンである請求項1に記載の親水性コーティング剤。

【請求項3】
前記親水化剤がセルロースナノファイバーである請求項1に記載の親水性コーティング剤。

【請求項4】
前記親水化剤が、酸化チタンとセルロースナノファイバーを混合したものである請求項1に記載の親水性コーティング剤。

【請求項5】
前記スズ濃度が0.0001~1.0mol/Lの範囲である請求項1から請求項4に記載の親水性コーティング剤。

【請求項6】
前記酸化チタン濃度が0.001~5.0wt%の範囲である請求項2および請求項4に記載の親水性コーティング剤。

【請求項7】
前記セルロースナノファイバー濃度が0.0001~5.0wt%の範囲である請求項3および請求項4に記載の親水性コーティング剤。

【請求項8】
前記pHが2~10の範囲である請求項1から請求項7に記載の親水性コーティング剤。

【請求項9】
被塗布部材に、酸化スズを含む酸化スズゾルと親水化剤を含む親水性ゾルが混合した親水性コーティング剤による被膜を形成してなるコーティング膜。

【請求項10】
被塗布部材に、酸化スズを含む酸化スズゾルからなる被膜を形成し、これをプライマーとした上に、酸化スズを含む酸化スズゾルと親水化剤を含む親水性ゾルが混合した親水性コーティング剤による被膜を形成するコーティング膜。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018243255thum.jpg
出願権利状態 公開


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