(57)【要約】【課題】更に接触角が１度〜４度と小さい親水性と防錆効果及び抗菌効果を備えたコーティング剤を提供する。【解決手段】  真珠状微粒子０，１〜２０μｍナノシリカとＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケーオリゴマーとホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末とカルボキシメチルセルロースナトリウムをイソプロピルアルコール、エタノール、エチレン、エチレングリコール、エーテル系溶剤、アルコール、水のいずれか又は複数の溶液にと合成洗剤を相溶剤として添加したものを混合して撹拌する事によって耐候性、耐水性、抗菌性があり接触角が小さな親水性（濡れ）の高いコーティング剤を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカとＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーと有機溶剤を含む溶液で器材の表面に塗布して使用する事を特徴とする親水性コーティング剤。
【請求項２】
請求項１にホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末を添加し混合したものを器材の表面に塗布し、自然乾燥後塗布表面に真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカナノシリカとＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーとホウ酸を含むガラス粉末が混ざり合って皮膜が形成されることを特徴とする親水性コーティング剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明のコーティング剤は、親水性よる水滴防止及び洗浄の簡素化機能を提供するものであり、耐候性・耐水性、抗菌性を備えた親水性コーティング剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  粒径５ｎｍ以上３００ｎｍ未満のナノシリカを０．１重量％以上２０重量％未満の範囲内で含むウレタンアクリル系樹脂層が、厚み１２μｍ以上３０μｍ未満の範囲で形成されている樹脂ガラス用ハードコート層の提案がある（特許文献１参照）。【０００３】  耐候性を有し、洗浄が容易で、表面硬度が高いハードコート層を形成できるハードコーティング剤及びそれが塗布された耐候性ハードコートフィルムを提供することを目的として、アクリロイル基が付加されたシロキサンオリゴマー、光重合開始剤、及びコロイダルシリカ、ナノシリカ、及びナノ酸化亜鉛粉末からなる群から選ばれる１種以上を含むハードコーティング剤が提案されている（特許文献２参照）。【０００４】  防煙垂壁などの不燃建材に用いる透明ガラスクロスシートであって、シートの折曲や折畳によってシート内部白化傷を容易に発生して外観を損なうことのない、取り扱い性と耐光堅牢性に優れた透明性複合シートの提供において、シランカップリング剤で処理されたガラスクロスに、特定の非芳香族トリイソシアネート化合物とバインダー樹脂とを質量比１：５〜１：３５の範囲で含む接着剤成分を含浸被覆硬化してなる接着剤含浸被覆ガラスクロスを基材として、その両面に、軟質塩化ビニル樹脂透明層を設けてなる複合積層体とし、バインダー樹脂には芳香族リン酸エステル化合物、ポリオール化合物、表面水酸基修飾ナノシリカ粒子を含むものが提案されている（特許文献３参照）。【０００５】  従来のナノシリカ粉末を使用したコーティング材は有機物質を混在させないと接着性が低く、有機物質は耐候性が低く経年変化によって使用に耐えられないことがあった。有機物質を混在しなくても接着性の良いナノシリカコート剤を提供することができる。その結果耐候性があり経年変化の少ないナノシリカコート剤を提供することができた（特許文献４参照）。【０００６】  ナノシリカを塗料、エタノール、エチレングリコール、エーテル系溶剤の溶液に混入して家屋の外壁、車、太陽光パネル等のコーティング剤として用いることは知られている。また親水性コート剤の成分として親水性シリカが使用されることが知られている（特許文献５参照）。さらに親水性コーティング剤は親水性シリカを含み、有機バインダーバインダーとして非プロトン性カチオン樹脂及びアルコール及び又はエーテル系溶剤を含むことを特徴とする事が記載されている。【０００７】  又、シリケートを加水分解したものを親水性コーティング剤として用いることは知られている。親水性コーティング剤は、シリケート加水分解溶液に、更に金属酸化物ゾル溶液を加え、更に加水分解・縮合させる事を特徴とする親水性コーティング剤の製造方法が記載されている（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１３８２０８号公報
【特許文献２】特開２０１６−８８９５４号公報
【特許文献３】特開２０１４−７６５６３号公報
【特許文献４】特開２０１２−４１４９２号公報
【特許文献５】特開２０１４−２２４１７１号公報
【特許文献６】特開２００９−２８０７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  この発明は、自動車運転の視界確保の為、更に近年では、自動ブレーキ、危険警告の為のセンサーの誤作動を防ぐ為の水滴防止剤の需要が高まっている。水滴防止剤は数多く開発されてきたが、先行技術の親水性コート剤は、まだ、市場が求める域に達していないのが現状である。例えば、光触媒、界面活性剤、シリカガラス、ナノシリカを主成分とした親水性コーティング剤があるが、光触媒は日が当たらないと効果がなく又白く変色する問題がある。又、界面活性剤を主成分とした親水性コート剤は親水性に優れており低コストではあるけれども拭くとコーティング剤が剥げ落ち耐久性に問題がある。又、シリカガラスを主成分とする親水性コーティング剤は、耐久性には優れているが高コストであり、塗膜にムラが出来たり施工に時間がかかるなどの問題がある。ナノシリカを主成分とした親水性コーティング剤は、接触角が５度〜１０度と大きく水滴が付着し、親水機能も耐久性に乏しいという問題がある。それぞれ問題を抱えているのが実情であり、これらの問題を解決する為、親水性（濡れ）が高く、且、低コストで施工が簡単で耐久性のあるものが望まれている。【００１０】  又、女性の社会進出により家事が主婦の大きな負担となっており、事業所においては労働力不足からあらゆる分野での省力化の必要性に迫られている。清掃は極めて重要で社会生活の基本であるが時間がかかる作業でもあり、人が一番やりたがらない仕事でもある。先行技術のコーティング剤は、清掃の分野においてサッシ、トイレ、流し、浴槽、洗面台などの水周り設備が汚れにくく、簡単に汚れが落ちるなどの洗浄の簡素化機能を持った水周りコーティング剤を開発しているが、その多くが撥水性のコーティング剤であり、撥水性のものにクリーニング効果はなく、わずかに親水性のものもあるが、前述の通り耐久性、コスト、機能、仕上がりの面で多くの問題があり、普及していないのが実情である。これらの問題を解決する為、親水性が高く、且、低コストで施工が簡単で耐久性のあるものが望まれている。【００１１】  そこで本発明は、水の接触角を小さくして親水性を高め、水滴防止、汚れ防止、クリーニング機能、抗菌性に優れ、固い皮膜を形成することにより、耐水性、耐候性を併せ持つ親水性コーティング剤を低コストで提供する。
【問題を解決するための手段】
【００１２】  真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカとＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーからなることを特徴とする。本発明のコーティング剤によれば真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカとを備えたものである。真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカは分散性に優れているのでむらがない状態で均一にコーティングする事が出来る。又、透明性を高くすることが出来る。ＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーはナノシリカ、器材と強く結合し耐摩耗性を強化する。又、先行技術は親水性を高める手段として界面活性剤などを用いているが、水に溶けやすく耐久性に乏しい大きな問題があったが、ホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末を添加することによりガラス粉と末真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカとＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーが混ざり合って塗膜面の表面に形成し、末真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカの分散性により隙間を埋め表面をなだらかにするとともに、低温焼成用ガラス粉末の親水作用により、先行技術に無い耐久性と水滴の接触角を１度〜４度と親水性を高める事が可能となった、水滴防止及び汚れが付きにくい、洗剤を使用しなくても油汚れも水だけで落ちるなどの洗浄の簡素化が可能となった。
【００１３】  又、カルボキシメチルセルロースナトリウムを添加する事により粘度が増し、アクリル、ステンレスなど溶剤のエタノールでは付着しにくい器材へのコーティングが可能となる。
【００１４】  前記コーティング剤は、イソプロピルアルコール、エタノール、エチレン、エチレングリコール、エーテル系溶剤、アルコール、水のいずれか、又は複数の組み合わせによる溶液に溶け込ませた液状であることが望ましい。
原料の混合の割合は真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカ０．００１〜２０重量％とＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマー０．００１〜２０重量％を混合したものにホウ素を含有した低焼成用ガラス粉末０．００１〜２０重量％カルボキシメチルセルロースナトリウム０．００１〜２重量％を添加したものに、イソプロピルアルコール、エタノール、エチレン、エチレングリコール、エーテル系溶剤、アルコール、水のいずれか又は複数の溶液の４０〜９９重量％と合成洗剤を相溶剤として０，００１〜０．０３重量％を添加したものの合計が全体が１００重量％となるよう混合して撹拌するのが望ましい。
【００１５】  各原料の比率を変えて実験したところ、真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカの重量％とシリケートオリゴマーの重量％とホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末の溶液に対する割合をを多くした場合には、白く色がつき、ガラス、鏡等多くのもで使えないことが判明した。
【００１６】  又、真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカの重量％とＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマーの重量％とホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末の割合を少なくすると、透明性が高くなり、ガラス、鏡等多くのもののコーティング剤として有効である事が確認された。
【００１７】  これらの実験の結果により透明性があり適正な耐摩耗性、耐水性・耐候性があり、防錆効果がある親水性コーティング剤の原料の混合の割合は真珠状微粒子５〜１００ｎｍナノシリカ２、５重量％とＳＩＯ２含有率が３０〜８０％シリケートオリゴマー１重量％とホウ素を含有する低温焼成用ガラス粉末０．５重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム０．２重量％を添加したものにイソプロピルアルコール３１重量％とエタノール５９，７９重量％と水重量５％を混合したものに合成洗剤を相溶剤として０．０１重量％を添加して混合して撹拌するのが最適である。
【発明の効果】
【００１８】  この基本ナノコート剤により作られたガラス状被膜はナノおよびサブナノサイズのナノシリカ粉末とホウ素を含有するガラス粉末が緻密に積層され、粒状の粒子の集合体ではなくなり、緻密な膜皮膜を形成することによって、次のような特性を持つことが分かった。
（１））高度な水滴防止（２）洗浄の簡素化機能（３）強い耐水性、耐候性、防水性（４）抗菌性（５）防錆効果がある。
対象物の表面に塗布することにより、上記のような特性を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ナノシリカとシリケートオリゴマーと有機溶剤を容器に入れて混合している図である。矢印の先は、容器内の混合した溶液を撹拌機で撹拌している図である。
【図２】ナノシリカとシリケートオリゴマーとガラス粉末と有機溶剤を容器に入れて混合している図である。矢印の先は、容器内の混合した溶液を撹拌機で撹拌している図である。
【図３】スプレーガンでコーティング剤を器材に噴霧してコーティングしている図である。
【図４】本発明品のコーティング剤をアルミ板に塗布後自然乾燥させたものの表面を４万倍に拡大した図である。ガラス状被膜はガラス粉末とナノシリカとシリケートオリゴマーが緻密に積層され、ナノシリカが隙間を埋め粒状粒子の集合体ではなく平らになっている。
【図５】鏡の半分をコーティングし、半分は未施工のままにして、水をインクで着色したものをそれぞれ１滴ずつ垂らして親水性を確認した図である。未施工の水滴は丸い水玉になっているが施工部分は水が分散し平らになっている。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  器材表面に本発明品のコーティング剤をスプレーの容器に入れて、器材に吹き付けて、スポンジ、ハケ等で均一に延ばしてコーティングし、２〜３時間自然乾燥させることにより強固な皮膜が形成され、親水性により水滴防止、洗浄の簡素化機能が得られる。又、耐候性、耐水性を合わせ持つ。
【００２１】  以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、具体的な構成はこれに限定されることはない。例えばゼオライト、染料、顔料、酸化チタン、有機溶剤を添加配合することができる。
【実施例１】
【００２２】  自動車の右側のサイドガラスと右側のサイドミラーに請求項２の親水性コーティング剤をコーティングし、左側は未施工のままの状態で雨の日に左右の状況を比較したところ、コーティングした右側は水滴が付かず水は水平に分散しているが未施工の左側の部分は、表面に水滴が付着して視界が悪いことが確認された。【００２３】  親水性を確認する為、ガラス板に水滴を垂らし水玉の接触角を測定した。
【表１】
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【実施例２】
【００２４】  請求項２の親水性コーティング剤を温泉の鏡にコーティングして、未施工の鏡と比較したが、未施工の鏡は１ケ月もすると白くなって見ずらくなったが、親水コーティング剤を施工した鏡は３ケ月経っても温泉成分が付着せずきれいな状態である。これは、親水性が付与され水が分散して流れ落ちることにより温泉の成分が鏡に付着しなくなったものである。
【実施例３】
【００２５】  請求項２の親水性コーティング剤の耐水性を測定するため、親水性コーティング剤を１５ｃｍｘ２５ｃｍの鏡に塗布し３時間自然乾燥させたものを、バケツに水を張りその中に三ケ月間漬け込み、水でコーティング剤が溶け落ちてないかを見る為、漬け込み後の鏡に水を掛けて水玉にならないかを確認したが水玉ができることなく親水性（濡れ）があり、耐水性が確認できた。
【実施例４】
【００２６】  請求項２の親水性コーティング剤の耐候性を測定するため、親水性コーティング剤を１５ｃｍｘ２５ｃｍの鏡に塗布し３時間自然乾燥させたものを、屋外の直射日光が当たる場所に３ケ月放置し、耐候性を確認する為、鏡に水を掛けて水玉にならないかを確認したが水玉ができることなく一定の耐候性が確認できた。
【実施例５】
【００２７】  請求項２の親水性コーティング剤の耐摩耗性を測定するため、親水性コーティング剤を１５ｃｍｘ２５ｃｍの鏡に塗布し３時間自然乾燥させたものを、耐摩耗性を確認する為、毎日１回水で湿らせたタオルで施工した鏡の表面を擦って三ケ月後に、擦った鏡に水を掛けて水玉にならないかを確認したが水玉ができることなく水はまっ平に拡散し水引も早かったので、一定の耐摩耗性が確認できた。
【実施例６】
【００２８】  請求項２の親水性コーティング剤を欧州車のアルミホイールにコーティングして、被膜の成分であるシリケートオリゴマーの静電気防止機能による、鉄粉との電着を疎外する作用の効果を検証したが、施工１ケ月後未施工のアルミホイールはディスくパットの鉄粉が全面に付着したが、親水コーティング剤をコーティングしたアルミホイールは未施工のアルミホイールに比較して鉄粉の付着量が３分の１程度であり付着しにくくなるのが確認された。又、未施工のアルミホイールに付着した鉄粉はスポンジにクレンザーを付けて強く擦らないと落ちなかったが、親水コーティング剤をコーティングしたアルミホイールは親水性により水で湿らしたタオルで軽く拭くだけで落ちた。
【実施例７】
【００２９】  請求項２の親水性コーティング剤を浴槽の内側と外側にコーティングして、クリーニング効果を確認した。施工前は、側面に付着した湯垢、底のザラザラした汚れは、洗剤を使用してスポンジで擦らないときれいにならなかったが、施工後は側面に付着した湯垢は、シャワーで水を掛ければ汚れば落ちるようになり、底のザラザラした汚れは、水を掛けながらスポンジで軽く擦るだけできれいになった、外側はシャワーで水を掛ければきれいな状態であった。又、４ケ月後の状況を確認したがクリーニング効果はあり、長期間の耐久性、耐水性が確認できた。
【実施例８】
【００３０】  コンビニエンスストアでは、毎日店舗のガラスを清掃しており、３０〜４０分の時間を要しております。請求項２の親水性コーティング剤をコンビニエンスストアのガラスに施工してクリーニング効果を確認したところ、透明性が高く、変色することもなく、コーティングしているのかどうかわからないくらいのキレイな仕上がりであり、ガラスにホースで水を散水するだけで汚れが落ち、水引が早く作業時間が８〜１０分と大幅に縮小出来た。又、親水（濡れ）効果も３ケ月経っても落ちることなく長期の持続性が確認できた。又、４ケ月後に一旦ガラスをきれいにして乾燥させてから、前回のコーティング剤を剥離することなく上塗りしたが、変色、表面の歪みもなくきれいに仕上がった。
【実施例９】
【００３１】  請求項２の親水性コーティング剤を流し台シンクのゴミ受けにコーティングして、抗菌効果を確認したところ、施工前は、１週間もするとヌメリがでて触りたくない状況であったが、コーティング剤を施工後は、１週間経っても全くヌメリが発生せず、１ケ月経っても黒カビの発生がなかった。これは、親水性により汚れが水と共に流れ落ちる為に、カビ菌の繁殖しにくい環境となったからである。
【実施例１０】
【００３２】  請求項２の親水コーティング剤を、浴室のタイルのメジに塗布した所と未施工の所とを３０日後比較した、施工部分には黒カビが発生していないが、未施工部分には黒カビが発生しており抗菌作用が確認できた。これは、多孔質なメジに石鹸カス、湯垢などの付着によるカビ菌の発生しやすい環境が、コーティングによりメジの孔を塞ぎ、親水性により石鹸カス、湯垢などが付着しにくくなったことによる。
【実施例１１】
【００３３】  請求項２の親水コーティング剤を、革、合成皮靴、カバンにコーティングして防水効果を確認したが大量の水を放水しても靴の内側に浸水する事はなかった、又、変色も認められず、皮自体が固くなるなどの変化も見受けられなかった。又、水を掛けた状態で靴箱に３ケ月収納して状況を確認したがカビ発生はなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本発明は、多目的超親水性コート剤なので、あらゆる器材の素材保護、カビ防止、洗浄の簡素化、錆防止、太陽光パネルコート剤、水滴防止、曇り止め、ガラス・鏡・屋外設置物等の油膜・水垢・ウロコ付着防止、汚れ付着防止、布・皮製品の防水加工、細菌繁殖抑制等に好適である。
【符号の説明】
【００３５】１  ナノシリカとシリケートオリゴマーと有機溶剤を混合する為の容器である。
２  混合した溶液を撹拌する撹拌機である。
３  ナノシリカとシリケートオリゴマーとガラス粉末と有機溶剤を混合する為の容器である
４  スプレーガンの容器部分である。
５  コーティング剤を塗布する器材である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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