(57)【要約】【課題】基材の種類を限定しなくても高い親水性を付与し、油分に対する防汚性を高めることが可能な塗料組成物、及び当該塗料組成物より得られる親水膜を備えた親水性部材を提供する。【解決手段】塗料組成物は、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、界面活性剤と、平均粒子径が３０ｎｍ以下である酸化マグネシウム粒子２２と、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、及び酸化マグネシウム粒子を分散させる分散溶媒と、を含む。そして、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％である。親水性部材１００は、基材１０と、基材上に設けられ、塗料組成物より形成される親水膜２０とを備える。【選択図】図１
2019112515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、
界面活性剤と、
平均粒子径が３０ｎｍ以下である酸化マグネシウム粒子と、
前記（メタ）アクリレートモノマー、前記界面活性剤、及び前記酸化マグネシウム粒子を分散させる分散溶媒と、
を含み、
前記（メタ）アクリレートモノマー、前記界面活性剤、前記酸化マグネシウム粒子及び前記分散溶媒の合計含有量に対する前記酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％である、塗料組成物。
【請求項２】
前記界面活性剤が分子中に酸性基を有するコポリマーである、請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
基材と、
前記基材上に設けられ、請求項１又は２に記載の塗料組成物より形成される親水膜と、
を備える、親水性部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料組成物及び親水性部材に関する。詳細には本発明は、油分に対する防汚性を付与することが可能な塗料組成物、及び当該塗料組成物より得られる親水膜を備えた親水性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅部材において、例えばキッチン部材のように油が付着しやすいものでは、油を容易に除去できる材料が使用されている。このような油を除去しやすい材料として、タイルなどの無機材料やガラスなどの親水性材料、あるいはテフロン（登録商標）などに代表される撥水・撥油性の材料が用いられている。
【０００３】
また、レンジフードのような油が付着しやすい環境で使用されるキッチン部材の表面処理として、親水塗装を施すことが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、親水性の焼き付け塗料を表面層として設けたレンジフードファンが開示されている。親水性の焼き付け塗料としては、例えばアルミナ、シリカ、マグネシアなどを主成分とする無機化合物を、銅、亜鉛、銀などからなる金属化合物でバインドした組成を有するものが開示されている。さらに、基材としてステンレス鋼などの金属板を用いる場合には、１８０〜２２０℃程度の焼き付け温度で２０〜４０μｍ程度の厚みに焼き付け塗装することも開示されている。このような親水塗装を施すことにより、油汚れを多量の水を使って浮かせ、油汚れを容易に除去することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９９６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、親水性の焼き付け塗料を用いる場合には、塗装する基材として、金属やセラミックスのような耐熱性の高い材料を用いる必要があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、基材の種類を限定しなくても高い親水性を付与し、油分に対する防汚性を高めることが可能な塗料組成物、及び当該塗料組成物より得られる親水膜を備えた親水性部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る塗料組成物は、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、界面活性剤と、平均粒子径が３０ｎｍ以下である酸化マグネシウム粒子と、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、及び酸化マグネシウム粒子を分散させる分散溶媒と、を含む。（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％である。
【０００８】
本発明の第二の態様に係る親水性部材は、基材と、基材上に設けられ、塗料組成物より形成される親水膜とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基材の種類を限定しなくても高い親水性を付与し、油分に対する防汚性を高めることが可能な塗料組成物、及び当該塗料組成物より得られる親水膜を備えた親水性部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る親水性部材を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る塗料組成物、及び当該塗料組成物より得られる親水膜を備える親水性部材について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
キッチン部材のように油分が付着しやすい部材では、油分を容易に除去できるように、表面に親水性を付与した親水性材料が用いられている。このように、部材表面に親水性を付与することにより、油分が付着した場合でも、部材表面と油分との間に水が浸入しやすくなる。そのため、当該部材を水中に浸漬するだけで油分を浮き上がらせることができるため、油分を容易に除去することが可能となる。
【００１３】
そして、部材表面に親水性を付与する方法を鋭意検討した結果、本発明者は、ベースとなる樹脂に酸化マグネシウムを少量添加することにより、親水性を付与できることを発見した。ただ、ベース樹脂として紫外線硬化性樹脂を使用した際、親水性を高めようと酸化マグネシウムの添加量を増加させると、紫外線が樹脂の深部まで照射されない場合がある。つまり、酸化マグネシウムにより紫外線が吸収または反射されるため、紫外線が樹脂の深部まで到達しない場合がある。その場合には、紫外線硬化性樹脂を十分に光硬化させることが難しい。また、親水性を高めようと酸化マグネシウムの添加量を単に増加した場合、酸化マグネシウムを均一に分散させることも困難となる。
【００１４】
本実施形態の塗料組成物は、酸化マグネシウムを添加した場合でも容易に硬化し、高い親水性を付与することが可能な被膜を得ることができるものである。
【００１５】
［塗料組成物］
本実施形態に係る塗料組成物は、基材に塗布して硬化させることにより、油分に対する防汚性が持続する親水膜を得ることができる。当該塗料組成物は、得られる親水膜のベース樹脂となる（メタ）アクリレートモノマーと、親水膜に対して親水性を付与するための酸化マグネシウム粒子と、酸化マグネシウム粒子を分散させるための界面活性剤とを含有している。
【００１６】
（（メタ）アクリレートモノマー）
本実施形態の塗料組成物は、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーを含有している。このような多官能（メタ）アクリレートモノマーは、後述する重合開始剤より発生したフリーラジカル又はイオンとの反応性が高く、架橋反応が進行しやすい。そのため、酸化マグネシウム粒子を添加して、紫外線などの活性エネルギー線が吸収または反射される場合でも、（メタ）アクリレートモノマー同士の架橋反応が進行することから、得られる親水膜を容易に硬化させることが可能となる。また、多官能（メタ）アクリレートモノマーを使用することにより得られる親水膜の架橋密度が高まるため、親水膜の硬度も向上させることが可能となる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレートモノマー」とは、アクリレートモノマーとメタクリレートモノマーとを包含するものである。また、「炭素−炭素不飽和結合を備える官能基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを包含するものである。
【００１７】
多官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーを使用することが好ましい。このような多官能（メタ）アクリレートモノマーとしては、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの少なくとも一方を挙げることができる。
【００１８】
本実施形態の塗料組成物は、（メタ）アクリレートモノマーとして、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーのみを使用してもよい。多官能（メタ）アクリレートモノマーを使用することにより得られる親水膜の架橋密度が高まるため、親水膜の硬度も向上させることが可能となる。しかしながら、架橋密度が過度に高まった場合、当該親水膜は伸びが低下しやすくなることから、剥離する場合がある。
【００１９】
そのため、本実施形態の塗料組成物は、５官能以上の（メタ）アクリレートモノマーに加えて、単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマー、３官能（メタ）アクリレートモノマー及び４官能（メタ）アクリレートモノマーからなるより選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。塗料組成物が、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が１〜４である（メタ）アクリレートモノマーを含むことにより、得られる親水膜の架橋密度が過度に高まることを抑制できる。そのため、親水膜の硬度に加えて伸びも向上し、その結果、親水膜の剥離を抑制することが可能となる。
【００２０】
塗料組成物に添加することが可能な単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマー、３官能（メタ）アクリレートモノマー及び４官能（メタ）アクリレートモノマーは特に限定されない。単官能アクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製のエトキシ化ｏ−フェニルフェノールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール♯４００アクリレート、メトキシポリエチレングリコール♯５５０アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルサクシネート、イソステアリルアクリレートを挙げることができる。また、単官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のβ−カルボキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、オクチル／デシルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート（ＥＯ２ｍｏｌ）、エトキシ化フェニルアクリレート（ＥＯ１ｍｏｌ）も挙げることができる。
【００２１】
２官能アクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製の２−ヒドロキシ−３−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコール♯２００ジアクリレート、ポリエチレングリコール♯４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール♯６００ジアクリレート、ポリエチレングリコール♯１０００ジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、プロポキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコール♯４００ジアクリレート、ポリプロピレングリコール♯７００ジアクリレート、ポリテトラメチレングリコール♯６５０ジアクリレートを挙げることができる。また、２官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のジプロピレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、変性ビスフェノールＡジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ＰＥＧ４００ジアクリレート、ＰＥＧ６００ジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレートも挙げることができる。
【００２２】
３官能アクリレートモノマー及び４官能アクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製のエトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−（２−アクリロキシエチル）イソシアヌレート、Ethoxylated glycerine triacrylate(EO9mol)、Ethoxylated glycerine triacrylate(EO20mol)、ペンタエリスリトールトリアクリレート（トリエステル３７％）、ペンタエリスリトールトリアクリレート（トリエステル５５％）、ペンタエリスリトールトリアクリレート（トリエステル５７％）、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートを挙げることができる。
【００２３】
３官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のペンタエリスリトール（トリ／テトラ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシトリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレートを挙げることができる。４官能アクリレートモノマーとしては、ダイセル・オルネクス株式会社製のペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトール（トリ／テトラ）アクリレートを挙げることができる。
【００２４】
単官能メタクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製の２−メタクリロイロキシエチルフタル酸、メトキシポリエチレングリコール♯４００メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール♯１０００メタクリレート、フェノキシエチレングリコールメタクリレート、ステアリルメタクリレート、２−メタクリロイルオキシエチルサクシネートを挙げることができる。
【００２５】
２官能メタクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製のエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール♯２００ジメタクリレート、ポリエチレングリコール♯４００ジメタクリレート、ポリエチレングリコール♯６００ジメタクリレート、ポリエチレングリコール♯１０００ジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、１，１０−デカンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコール♯７００ジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、ポリプロピレングリコール♯４００ジメタクリレートを挙げることができる。
【００２６】
３官能メタクリレートモノマーとしては、新中村化学工業株式会社製のトリメチロールプロパントリメタクリレートを挙げることができる。
【００２７】
塗料組成物において、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基数が５以上の（メタ）アクリレートモノマー、及び当該官能基数が４以下の（メタ）アクリレートモノマーの少なくとも一方は、分子中にヒドロキシル基（−ＯＨ基）を有しないことが好ましい。また、官能基数が５以上の（メタ）アクリレートモノマー、及び当該官能基数が４以下の（メタ）アクリレートモノマーの両方とも、分子中にヒドロキシル基を有しないことが好ましい。（メタ）アクリレートモノマーの分子中にヒドロキシル基を有しない場合には、塗料組成物中における酸化マグネシウム粒子の分散性が向上し、得られる親水膜の透明性を高めることが可能となる。
【００２８】
塗料組成物において、官能基数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、官能基数が４以下の（メタ）アクリレートモノマーとの含有割合は特に限定されない。官能基数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、官能基数が４以下の（メタ）アクリレートモノマーとの割合は、質量比で９０：１０〜１０：９０であることが好ましい。また、官能基数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、官能基数が４以下の（メタ）アクリレートモノマーとの割合は、質量比で８０：２０〜２０：８０であることがより好ましい。このような含有割合であることにより、得られる親水膜の硬度と伸びを向上させ、剥離をより抑制することが可能となる。
【００２９】
なお、塗料組成物は、（メタ）アクリレートモノマーを重合してなる（メタ）アクリレートポリマーを含有しないことが好ましい。具体的には、塗料組成物は、（メタ）アクリレートモノマーを重合してなり、重量平均分子量（Ｍｗ）が５０００以上の（メタ）アクリレートポリマーを含有しないことが好ましい。（メタ）アクリレートポリマーを添加した場合には、塗料組成物の粘度が高まることから、酸化マグネシウム粒子の分散性が低下し、得られる親水膜の透明性が悪化する場合がある。そのため、本実施形態の樹脂組成物は、（メタ）アクリレートポリマーを含有しないことが好ましい。
【００３０】
（酸化マグネシウム粒子）
本実施形態に係る塗料組成物は、得られる親水膜に対して親水性を付与するために、酸化マグネシウム粒子を含有している。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、空気中の水分を吸着し、酸化マグネシウム水和物（ＭｇＯ・ｎＨ２Ｏ、ｎは１以上の整数）を生成する性質を有する。そのため、親水膜が酸化マグネシウム粒子を含むことにより、親水膜の表面に水分が吸着されやすくなることから、親水性を向上させることが可能となる。
【００３１】
酸化マグネシウム粒子は、粒子中の酸化マグネシウムの含有量が５０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがより好ましく、９０モル％以上であることがさらに好ましい。酸化マグネシウム粒子は、酸化マグネシウムのみからなることが特に好ましい。酸化マグネシウム粒子中の酸化マグネシウム含有量が高いほど、空気中の水分を効率的に吸着するため、親水膜の親水性をより高めることが可能となる。
【００３２】
塗料組成物において、酸化マグネシウム粒子の平均粒子径は３０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。酸化マグネシウム粒子の平均粒子径が３０ｎｍを超える場合には、塗料組成物中で高分散させたとしても、得られる親水膜の透明性が低下する恐れがある。また、酸化マグネシウム粒子の平均粒子径が過大の場合には、親水膜中での酸化マグネシウムの分散性が低下し、親水性が悪化する可能性がある。そのため、得られる親水膜の透明性及び酸化マグネシウム粒子の分散性を高める観点から、酸化マグネシウム粒子の平均粒子径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
なお、塗料組成物において、酸化マグネシウム粒子の平均粒子径の下限は特に限定されないが、例えば０．５ｎｍとすることができる。また、塗料組成物中における酸化マグネシウム粒子の平均粒子径は、動的光散乱法により求めることができる。
【００３４】
塗料組成物において、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％であることが好ましい。酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１質量％未満の場合には酸化マグネシウム粒子が過少となるため、得られる親水膜の親水性が不十分となり、油分に対する防汚性が低下する恐れがある。
【００３５】
逆に、酸化マグネシウム粒子の含有量が５質量％を超える場合には酸化マグネシウム粒子が過多となるため、酸化マグネシウム粒子の分散性が低下し、得られる親水膜の透明性が悪化する恐れがある。また、酸化マグネシウム粒子の含有量が５質量％を超える場合には、塗料組成物を構成する液体材料が、酸化マグネシウム粒子に吸収され、液状の塗料組成物が得られない場合がある。塗料組成物が液状でない場合、後述するように、基材に塗布することが困難となる。そのため、酸化マグネシウム粒子の含有量は５質量％以下であることが好ましい。
【００３６】
なお、塗料組成物において、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量は、０．２〜３質量％であることがより好ましく、０．２〜２質量％であることが特に好ましい。酸化マグネシウム粒子の含有量がこの範囲内であることにより、得られる親水膜の親水性と透明性の両方をより高めることが可能となる。
【００３７】
塗料組成物において、（メタ）アクリレートモノマーに対する酸化マグネシウム粒子の含有量（［酸化マグネシウム粒子］／［（メタ）アクリレートモノマー］）が０．１〜１０質量％であることが好ましい。つまり、（メタ）アクリレートモノマーが５官能以上の（メタ）アクリレートモノマーのみである場合には、５官能以上の（メタ）アクリレートモノマーに対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜１０質量％であることが好ましい。また、（メタ）アクリレートモノマーが５官能以上の（メタ）アクリレートモノマーと、４官能以下の（メタ）アクリレートモノマーとの混合物である場合には、当該混合物に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜１０質量％であることが好ましい。酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜１０質量％の場合には、得られる親水膜において、透明性を確保しつつも酸化マグネシウム粒子が高分散するため、水分子を効率的に吸着して親水性を高めることが可能となる。
【００３８】
なお、（メタ）アクリレートモノマーに対する酸化マグネシウム粒子の含有量の上限は８質量％であることがより好ましく、５質量％であることがさらに好ましい。また、（メタ）アクリレートモノマーに対する酸化マグネシウム粒子の含有量の下限は０．５質量％であることがより好ましく、１質量％であることがさらに好ましい。
【００３９】
（界面活性剤）
本実施形態の塗料組成物は、酸化マグネシウム粒子を分散させるために、界面活性剤を含有している。界面活性剤としては、液体の塗料組成物において酸化マグネシウム粒子を分散させることが可能であれば特に限定されない。界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。この中でも、界面活性剤としては、陰イオン系界面活性剤を用いることが好ましい。陰イオン系界面活性剤としては、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、及びリン酸エステル型からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
【００４０】
塗料組成物において、界面活性剤が分子中に酸性基を有するコポリマーであることが好ましい。このようなコポリマーを用いることで、（メタ）アクリレートモノマーの内部で酸化マグネシウム粒子が高分散し、親水膜の親水性をより高めることが可能となる。なお、酸性基としては、カルボキシ基、スルホ基、及びリン酸基からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
【００４１】
（分散溶媒）
（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤及び酸化マグネシウム粒子を混合する際、塗料組成物に分散溶媒を添加して、塗布しやすいように粘度を調整することが好ましい。粘度調整用の分散溶媒としては、水及び有機溶剤の少なくとも一方を使用することができる。有機溶剤は特に限定されないが、塗膜作成時に容易に揮発し、かつ、親水膜の形成時に硬化阻害などを生じないものを適宜選択することが好ましい。有機溶剤としては、例えば芳香族炭化水素類（トルエン及びキシレンなど）、アルコール類（メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノンなど）を挙げることができる。さらに、脂肪族炭化水素類（ヘキサン及びヘプタンなど）、エーテル類（テトラヒドロフランなど）、アミド系溶剤（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及びジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）など）、酢酸メチル、酢酸ブチルが挙げられる。これらの有機溶剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４２】
（重合開始剤）
本実施形態の塗料組成物は、炭素−炭素不飽和結合を備える（メタ）アクリレートモノマーの重合反応を促進するための重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤としては、光重合開始剤及び熱重合開始剤の少なくとも一方を用いることができるが、光重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤を用いることにより、活性エネルギー線を照射することで（メタ）アクリレートモノマーが瞬時に硬化するため、製造工程を短縮することが可能となる。
【００４３】
光重合開始剤は、（メタ）アクリレートモノマーの重合反応を開始させる働きを持つ化合物で、活性エネルギー線から特定波長の光を吸収して励起状態となり、ラジカルやイオンを発生する物質である。このような光重合開始剤としては、例えばベンゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、及びチオキサントン系からなる群より選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
【００４４】
熱重合開始剤は、（メタ）アクリレートモノマーの重合反応を開始させる働きを持つ化合物で、加熱によってラジカルやイオンなどの活性種を発生する物質である。熱重合開始剤としては、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）などのアゾ化合物、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物、ベンゼンスルホン酸エステル及びアルキルスルホニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
【００４５】
次に、本実施形態の塗料組成物の製造方法について説明する。塗料組成物は、上述の（メタ）アクリレートモノマー、酸化マグネシウム粒子、界面活性剤及び分散溶媒、並びに必要に応じて添加する重合開始剤を混合することにより調製することができる。混合条件は特に限定されず、大気中、常温で混合することができる。また、（メタ）アクリレートモノマー、酸化マグネシウム粒子、界面活性剤、分散溶媒、及び重合開始剤の混合順序も特に限定されない。
【００４６】
塗料組成物の他の製造方法としては、（メタ）アクリレートモノマーを溶解したアクリレート溶液と、酸化マグネシウム粒子を分散させた酸化マグネシウム分散液とをそれぞれ作製した後、これらの溶液を混合することも好ましい。具体的には、まず、（メタ）アクリレートモノマーを分散溶媒に溶解することにより、アクリレート溶液を調製する。また、酸化マグネシウム粒子と界面活性剤と分散溶媒とを混合することにより、酸化マグネシウム分散液を調製する。その後、得られたアクリレート溶液と酸化マグネシウム分散液を混合することにより、塗料組成物を得ることができる。このように、アクリレート溶液と酸化マグネシウム分散液を個別に調製した後に両者を混合することにより、酸化マグネシウム粒子の凝集を抑制し、（メタ）アクリレートモノマーと酸化マグネシウム粒子とを均一に混合することが可能となる。
【００４７】
（メタ）アクリレートモノマーと界面活性剤と酸化マグネシウム粒子と分散溶媒と重合開始剤とを混合した混合液のｐＨ（水素イオン指数）は特に限定されない。ただ、ｐＨが酸性又はアルカリ性に変化することにより酸化マグネシウム粒子が凝集し、得られる親水膜の内部で高分散されない場合がある。そのため、（メタ）アクリレートモノマーと界面活性剤と酸化マグネシウム粒子と分散溶媒と重合開始剤とを混合した混合液のｐＨは、７〜９であることが好ましく、７．５〜８．５であることがより好ましく、８であることがさらに好ましい。混合液のｐＨを中性付近に維持することにより、酸化マグネシウム粒子の凝集を抑制し、親水膜の内部で高分散させることが可能となる。
【００４８】
（メタ）アクリレートモノマーと界面活性剤と酸化マグネシウム粒子と分散溶媒と重合開始剤とを混合した混合液のｐＨを上記範囲内に調整するために、混合液に酸を添加してもよい。添加する酸は特に限定されず、無機酸及び有機酸の少なくとも一方を用いることが好ましい。無機酸としては、塩酸、硝酸、リン酸、及び硫酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。また、有機酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、及びシュウ酸からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。
【００４９】
このように、本実施形態に係る塗料組成物は、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーと、界面活性剤と、平均粒子径が３０ｎｍ以下である酸化マグネシウム粒子とを含む。塗料組成物は、さらに、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、及び酸化マグネシウム粒子を分散させる分散溶媒を含む。（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％である。
【００５０】
このような塗料組成物より得られる親水膜は、水分を保持する酸化マグネシウム粒子が高分散しているため、親水膜の親水性を高め、油分を容易に除去することが可能となる。また、（メタ）アクリレートモノマーとして、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の多官能（メタ）アクリレートモノマーを使用している。そのため、（メタ）アクリレートモノマーの反応性が高いことから、酸化マグネシウム粒子を添加した場合でも容易に硬化し、強固な親水膜を得ることが可能となる。さらに、塗料組成物は、活性エネルギー線の照射により容易に固化するため、耐熱性の高い基材を用いる必要が無い。そのため、基材の種類を限定しなくても高い親水性を付与し、油分に対する防汚性を高めることが可能となる。
【００５１】
本実施形態に係る塗料組成物は、キッチン部材のような住宅部材に適用することができる。また、キッチンのレンジフード内に設置されたシロッコファンやプロペラファンにも適用することができる。ただ、塗料組成物は、このような住宅部材に限定されず、例えば車両用部材や防犯部材にも適用することができる。具体的には、車載用レンズの表面やセキュリティカメラに塗布し、防汚性を付与することができる。
【００５２】
［親水性部材］
次に、本実施形態に係る親水性部材について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態に係る親水性部材１００は、図１に示すように、基材１０と、基材１０上に設けられ、塗料組成物より形成される親水膜２０とを備える。
【００５３】
基材１０は特に限定されないが、無機材料からなる無機質基材及び有機材料からなる有機質基材の少なくとも一方を用いることができる。無機質基材としては、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼板、ガラス、ホーロー、陶器、スレート、アルミナなどのセラミックスを挙げることができる。有機質基材としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂）、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、繊維強化プラスチックなどのプラスチック材料やシートを挙げることができる。
【００５４】
また、これらの無機質基材又は有機質基材に有機被膜が被覆されたものを基材として用いてもよい。有機被膜としては、例えばアクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、エポキシ系、メラミン系、シリコーン系、フッ素系などの被膜を挙げることができる。また、これらの被膜と基材との密着性を向上させるため、溶剤脱脂、アルカリ脱脂、研磨などの表面処理を基材に行うようにしてもよく、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系のプライマーを下地層として基材に塗布するようにしてもよい。
【００５５】
親水膜２０は、上述の塗料組成物を硬化することにより形成される。図１に示すように、親水膜２０は、炭素−炭素不飽和結合を備える官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーが重合してなるベース樹脂（アクリル樹脂）２１と、ベース樹脂２１により固定されている酸化マグネシウム粒子２２とを備えている。酸化マグネシウム粒子２２の上部はベース樹脂２１から露出しており、酸化マグネシウム粒子２２の下部はベース樹脂２１により支持されている。そのため、酸化マグネシウム粒子２２は、ベース樹脂２１から脱離し難い構成となっている。
【００５６】
ここで、親水膜２０において、酸化マグネシウム粒子２２はベース樹脂２１の内部に位置し、ベース樹脂２１の表面２１ａから外部に露出していなくてもよい。ただ、上述のように、酸化マグネシウム粒子２２は、表面及び内部に水分子が吸着して親水性を向上させる作用を有する。そのため、図１に示すように、酸化マグネシウム粒子２２の少なくとも一部は、ベース樹脂２１の表面２１ａから外部に露出していることが好ましい。これにより、酸化マグネシウム粒子２２に水分子が吸着しやすくなることから、親水膜２０の表面における親水性をより向上させることが可能となる。
【００５７】
親水性部材１００において、親水膜２０の厚みは特に限定されないが、例えば１μｍ〜１００μｍとすることが好ましく、１０μｍ〜８０μｍとすることがより好ましい。親水膜２０の厚みがこの範囲内であることにより、酸化マグネシウム粒子２２を高分散させることができるため、親水性を高めることが可能となる。また、親水膜２０の厚みが１００μｍ以下であることにより、基材１０に強固に結合して剥離を抑制することが可能となる。
【００５８】
親水性部材１００において、親水膜２０の表面における水の接触角は２０°以下であることが好ましく、１０°以下であることがより好ましい。親水膜２０の表面における水の接触角が２０°以下である場合には、親水膜２０が高い親水性を有する。そのため、親水膜の表面に付着した油分を容易に除去することが可能となる。なお、水の接触角は静滴法により測定することができる。
【００５９】
次に、本実施形態の親水性部材１００の製造方法について説明する。まず、基材１０の表面を洗浄し、表面の汚れを除去する。洗浄方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
【００６０】
次に、上述の塗料組成物を、洗浄した基材１０の表面に塗布する。この際、塗料組成物の塗布方法は特に限定されない。塗料組成物を基材１０の主面に塗布する方法としては、塗工法や印刷法を用いることができる。塗工法においては、エアスプレー、ハケ、バーコーター、メイヤーバー、エアナイフなどを用いて塗料組成物を塗布することができる。また、スピンコート法により塗料組成物を塗布することもできる。印刷法では、グラビア印刷、リバースグラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などの方法を用いることができる。
【００６１】
なお、塗料組成物を基材１０の表面に塗布した後、必要に応じて乾燥処理を行い、塗料組成物中の分散溶媒を除去してもよい。なお、乾燥条件は、分散溶媒が除去される条件ならば特に限定されず、必要に応じて加熱処理を行ってもよい。
【００６２】
そして、重合開始剤として光重合開始剤を使用した場合には、塗料組成物を基材１０の表面に塗布した後、活性エネルギー線を照射して、塗料組成物を硬化させる。塗料組成物を硬化させる際に照射する活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、Ｘ線、赤外線、及び可視光線の少なくともいずれか一つを用いることができる。これらの活性エネルギー線のうち、硬化性及び樹脂劣化の防止の観点から紫外線又は電子線を用いることが好ましい。
【００６３】
塗料組成物を紫外線照射で硬化させる際には、種々の紫外線照射装置を使用することができる。紫外線照射装置としては、キセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどを用いることができる。そして、紫外線の照射量は、通常は１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２である。ただ、組成物の硬化性を高める観点から、紫外線の照射量は１００ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましい。
【００６４】
重合開始剤として熱重合開始剤を使用した場合には、塗料組成物を基材１０の表面に塗布した後、塗料組成物を加熱することにより、塗料組成物を硬化させる。なお、加熱条件は特に限定されず、使用する熱重合開始剤が分解して活性種を発生する温度とすることができる。
【００６５】
上述のように、本実施形態の親水性部材１００は、塗料組成物を基材１０に塗布した後、硬化させることにより作製することができる。そのため、簡易な方法により、高い親水性を備えた親水性部材１００を得ることができる。
【００６６】
このように、本実施形態に係る親水性部材１００は、基材１０と、基材１０上に設けられ、塗料組成物より形成される親水膜２０とを備える。親水膜２０は高い親水性を有し、水の接触角を２０°以下にすることができる。そのため、親水膜２０に油汚れなどの油分が付着した場合でも、親水性部材１００に水を接触させることにより、親水膜２０の表面と油分との間に水を浸入させることができる。そして、水が浸入することにより親水膜２０から油分が浮き上がるため、油分を容易に除去することが可能となる。
【００６７】
親水性部材１００としては、住宅部材を挙げることができ、特にキッチン部材を挙げることができる。そして、キッチン部材としては、例えばレンジフード、キッチン収納扉、キッチンカウンタ、シンク、コンロ廻り、キッチンボード、キッチン周辺の床材、冷蔵庫などを例示することができる。このようにキッチン部材などの表面には、過酸化脂質などの油汚れが付着しやすい。ただ、本実施形態の親水膜２０を設けることにより、付着して間もない初期的な油汚れも、粘性化した油も、水を用いて容易に除去することができる。なお、油汚れとしては、キッチンで用いる食用油が代表として挙げられるが、これに限られず、手垢、指紋、皮脂、汗などに起因する油脂類も除去することができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る親水性部材１００は、油分の除去を目的とした使用に限定されず、親水性を付与する必要がある部位に好適に用いることができる。
【実施例】
【００６９】
以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７０】
実施例１乃至５、並びに比較例１及び２の塗料組成物を製造するに際し、以下のアクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム及び重合開始剤を用いた。
【００７１】
（アクリレートモノマー）
＜アクリレート１＞
・ＮＫエステルＡ−９５５０Ｗ（新中村化学工業株式会社製）：ジペンタエリスリトールポリアクリレート（化学式１に示す５官能アクリレートモノマー及び６官能アクリレートモノマーの混合物）
【化１】
2019112515.tif 000003
・ＮＫエステルＡ−ＤＰＨ（新中村化学工業株式会社製）：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（化学式２に示す６官能アクリレートモノマー）
【化２】
2019112515.tif 000004
・ＮＫエステルＡ−ＨＤ−Ｎ（新中村化学工業株式会社製）：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（化学式３に示す２官能アクリレートモノマー）
【化３】
2019112515.tif 000005
＜アクリレート２＞
・ＮＫエステルＡＰＧ４００（新中村化学工業株式会社製）：ポリプロピレングリコール♯４００ジアクリレート（化学式４に示す２官能アクリレートモノマー）
【化４】
2019112515.tif 000006
（ｍ＋ｎ＝７）
【００７２】
（界面活性剤）
・界面活性剤Ａ；ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（登録商標）−１０２（ビッグケミー・ジャパン社製）、酸性基を有するコポリマー
・界面活性剤Ｂ；ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０１０（ビッグケミー・ジャパン社製）、コントロール重合されたアクリル系共重合物
【００７３】
（酸化マグネシウム粒子）
・粒子状酸化マグネシウム；自製、平均粒子径：３０ｎｍ以下
【００７４】
（重合開始剤）
・Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１８４（Ｍｅｒｃｋ社製）、 １−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
【００７５】
［塗料組成物の調製］
実施例１乃至５、並びに比較例１乃至３の塗料組成物を次のように調製した。具体的には、表１に示すアクリレートモノマー、界面活性剤、溶媒、酸化マグネシウム粒子及び重合開始剤を、表１に示す量で混合した。この際、攪拌機として、自転・公転ミキサー  あわとり練太郎（登録商標）（株式会社シンキー製）を用い、所定の回転数で攪拌することにより、これらの原料を十分に混合した。これにより、各例の塗料組成物を得た。
【００７６】
なお、実施例１は、多官能アクリレートモノマーを使用し、さらに（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量を２．０質量％に調整した例である。実施例２は、実施例１と異なる多官能アクリレートモノマーを使用した以外は実施例１と同様に調製した例である。
【００７７】
実施例３は、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量を１．０質量％に調整したこと以外は実施例１と同様に調製した例である。実施例４は、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量を０．２４質量％に調整したこと以外は実施例１と同様に調製した例である。実施例５は、多官能アクリレートモノマーに加えて、官能基数が少ないアクリレートモノマーを使用した例である。
【００７８】
比較例１は、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒を使用しないこと以外は実施例１と同様に調製した例である。比較例３は、アクリレートモノマーとして、官能基数が少ないアクリレートモノマーのみを使用し、さらに重合開始剤を増量したこと以外は実施例３と同様に調製した例である。
【００７９】
比較例２は、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量を８．０質量％に調整したこと以外は実施例１と同様にして、塗料組成物を調製しようと試みた。しかしながら、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子、分散溶媒及び重合開始剤を混合したところ、混合物が液状（スラリー状）とならず、凝集して塊状となった。つまり、酸化マグネシウム粒子の含有量が過多であることから、液状の材料が酸化マグネシウムに吸収され、塊状となった。そのため、後述の試験サンプルを得るための塗料組成物を得ることができなかった。
【００８０】
【表１】
2019112515.tif 000007
【００８１】
［試験サンプルの作製］
まず、基材としてのガラス板を準備し、表面を洗浄した。次に、スピンコート法により、各例の塗料組成物をガラス板の表面に塗布した後、８０℃で６０分間乾燥させて溶媒を除去した。その後、塗布された塗料組成物に紫外線を照射して硬化させた。これにより、ガラス板の表面に被膜を形成した各例の試験サンプルを調製した。なお、紫外線照射は、ウシオ電機株式会社製、スポットＵＶ照射装置  スポットキュア（登録商標）ＳＰ−９を使用して行った。また、各例の試験サンプルにおける被膜の厚みは約５０μｍであった。
【００８２】
ただ、比較例３の塗料組成物は、紫外線を照射しても硬化させることができなかった。これは、官能基の数が５以上の（メタ）アクリレートモノマーを使用していないことから、酸化マグネシウム粒子の添加により（メタ）アクリレートモノマーの反応性が低下し、被膜が十分に硬化しなかった結果と考えられる。
【００８３】
［評価］
（接触角測定）
実施例１乃至５及び比較例１の試験サンプルの表面に設けた被膜の接触角を測定した。接触角は静滴法で行い、液滴として純水を用いた。また、接触角計として、協和界面科学株式会社製  全自動接触角計ＤＭ−３００を用いた。各試験サンプルの水接触角を表１に合わせて示す。なお、比較例２及び比較例３は、試験サンプルを作製することができなかったため、接触角を測定することができなかった。
【００８４】
表１に示すように、実施例１乃至５の試験サンプルは、被膜の水接触角が２０°以下となり、親水性に優れることが分かる。これに対し、比較例１の試験サンプルは被膜の水接触角が５０°を超えており、親水性に劣ることが分かる。つまり、実施例１乃至５の試験サンプルは、水を保持することが可能な酸化マグネシウム粒子を含んでいるため、酸化マグネシウム粒子が水分を吸着し、被膜表面における水の親和性を高めている。その結果、被膜の水接触角が２０°以下となり、親水性が向上していると考えられる。
【００８５】
また、実施例１，３及び４より、（メタ）アクリレートモノマー、界面活性剤、酸化マグネシウム粒子及び分散溶媒の合計含有量に対する酸化マグネシウム粒子の含有量が０．１〜５質量％の場合には、被膜の水接触角が２０°以下となることも分かる。
【００８６】
実施例５のように、官能基の数が５以上のアクリレートモノマーに加えて官能基数が２のアクリレートモノマーを使用した場合でも、被膜の親水性が向上し、水接触角が２０°以下になることが分かる。
【００８７】
（汚れ落とし試験）
実施例１乃至５及び比較例１の試験サンプルの表面に設けた被膜に対して、汚れ落とし試験を実施した。具体的には、まず、各例の試験サンプルに設けた被膜に対して、サラダ油を霧吹きでスプレーして塗布した。
【００８８】
次に、サラダ油が付着した試験サンプルを水中に浸漬し、サラダ油の浮き具合を目視で観察した。サラダ油が試験サンプルの表面から分離し、水中に浮き上がった場合を「○」と評価した。これに対し、サラダ油が試験サンプルの表面から分離せず、付着したままの状態を維持した場合を「×」と評価した。なお、比較例２及び比較例３は、試験サンプルを作製することができなかったため、汚れ落とし試験を行うことができなかった。
【００８９】
表１に示すように、実施例１乃至５の試験サンプルは被膜の親水性が高いことから、水中に浸漬するだけでサラダ油が分離し、油汚れを容易に除去できることが分かる。これに対して、比較例１の試験サンプルは被膜の親水性が低いことから、サラダ油が密着し、水中に浸漬するだけでは除去できないことが分かる。
【００９０】
以上、本実施形態を実施例及び比較例によって説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  基材
２０  親水膜
２２  酸化マグネシウム粒子
１００  親水性部材
【図１】
2019112515.tif 000008