(57)【要約】【課題】撥水性に優れ、且つ取扱いが容易なコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。また、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することを目的とする。【解決手段】水に溶剤が溶解した溶媒１と、溶媒１に分散された分散物４とを含むコーティング組成物であって、溶剤は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルのうち少なくともいずれかを含み、分散物４は、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤に疎水性シリカ粒子３が分散していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に溶剤が溶解した溶媒と、前記溶媒に分散された分散物とを含むコーティング組成物であって、
前記溶剤は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルのうち少なくともいずれかを含み、
前記分散物は、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤に疎水性シリカ粒子が分散していることを特徴とするコーティング組成物。
【請求項２】
コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、前記水の含有量は、１質量％以上３０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のコーティング組成物。
【請求項３】
コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、前記分散物の含有量は、１０％以上４０％未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
前記疎水性シリカ粒子の平均粒径は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
界面活性剤を含有しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
フッ素樹脂と、疎水性シリカ粒子と、引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤とを混合して分散物を調製する工程と、前記分散物と、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、水とを混合して分散処理する工程とを含むことを特徴とするコーティング組成物の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする撥水性部材。
【請求項８】
前記コーティング膜の厚さが、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の撥水性部材。
【請求項９】
吸気口と、前記吸気口から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体と、前記羽根体を回転させるモーターと、前記モーターによって回転する前記羽根体で形成された気体の流れによって前記気体を排気する排気口と、前記排気口及び前記吸気口に連結され、前記羽根体を内蔵する筐体とを備える換気扇であって、前記吸気口、前記羽根体、前記モーター、前記排気口及び前記筐体の少なくとも１つの表面に、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の表面に撥水性表面を形成し得るコーティング組成物及びその製造方法、並びに撥水性部材及び換気扇に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な物品において撥水性表面が要求されている。例えば、送電線は、水滴が付着すると、水滴が円錐状に垂れ下がることによって放電し易くなる。よって、送電線の場合、付着した水滴が送電ロスに繋がることがある。特に、冬季には水滴がツララ状に垂れ下がり、その先端が尖るため、放電量が多くなる。また、降雪地域の屋根は、多量の着雪による重みによって屋根の変形が生じることがある。同様に、降雪地域のアンテナについても、着氷雪が電界強度の低下などの通信障害の原因となることがある。そのため、これらの物品の様々な性能の低下を防止するために、物品の表面に撥水性表面を形成することによって、物品の表面に水滴、霜、雪、氷などの付着を防止する必要がある。
【０００３】
また、撥水性表面は、水滴、霜、雪、氷以外にも、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの様々な汚れの付着を防止することができる。よって、空調機器、掃除機、冷蔵庫などの家電機器においても、その表面に撥水性表面を形成することが必要とされている。
【０００４】
一般に、撥水性表面は、シリコン系やフッ素系のコーティング組成物を用いて表面を処理することによって形成することができる。例えば、衣料品、自動車ガラス、塗装面などにおいては、当該処理により、水との接触角が１００〜１１０°程度の撥水性表面を有するものが既に実用化されている。最近では、撥水性表面と当該表面に形成される特定の構造との組み合わせにより、水との接触角が１５０°以上の極めて高い撥水性（超撥水性）の表面が得られることも知られている。
【０００５】
撥水性に優れた表面を与えるコーティング組成物の例としては、フルオロカーボンシラン又はその部分加水分解物と、界面活性剤と、ｐＨ調整剤と、金属酸化物粒子とを含む水中油型エマルションのコーティング組成物が提案されている（特許文献１参照）。また、親水性の無機物粒子と、界面活性剤と、その無機物粒子の粒径よりも小さく、かつ、平均粒径０．０１〜１μｍの有機物のエマルションのコーティング組成物が提案されている（特許文献２参照）。さらに、疎水化処理された一次粒子径１００ｎｍ以下の無機微粒子と、有機ケイ素化合物と、有機溶媒とを含むコーティング組成物（特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７９４０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０６１８８号公報
【特許文献３】特開２００３−２０６４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２のコーティング組成物は、分散安定剤として界面活性剤を用いていることから、このコーティング組成物を基材に塗布及び乾燥して得られたコーティング膜には界面活性剤が残存することになる。この界面活性剤は親水基を有するため、コーティング膜の撥水性が低下する原因となる。
【０００８】
他方、特許文献３のコーティング組成物は、分散安定剤として界面活性剤を用いていないが、溶媒として有機溶媒を多量に用いる必要があることから、量産化のためには防爆設備が要求される。その結果、多大な設備投資が必要になると共に、作業の安全性の観点から様々な制約が生じる。
【０００９】
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、撥水性に優れ、且つ取扱いが容易なコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、水にグリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤が溶解した溶媒と、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤に疎水性シリカ粒子が分散している分散物とを組み合わせることで安定性に優れたコーティング組成物を得ることができ、このコーティング組成物が撥水性に優れたコーティング膜を与えることを見出した。すなわち、本発明は、水に溶剤が溶解した溶媒と、溶媒に分散された分散物とを含むコーティング組成物であって、溶剤は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルのうち少なくともいずれかを含み、分散物は、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤に疎水性シリカ粒子が分散していることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、フッ素樹脂と、疎水性シリカ粒子と、引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤とを混合して分散物を調製する工程と、前記分散物と、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、水とを混合して分散処理する工程とを含むことを特徴とするコーティング組成物の製造方法である。また、本発明は、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする撥水性部材である。さらに、本発明は、吸気口と、前記吸気口から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体と、前記羽根体を回転させるモーターと、前記モーターによって回転する前記羽根体で形成された気体の流れによって前記気体を排気する排気口と、前記排気口及び前記吸気口に連結され、前記羽根体を内蔵する筐体とを備える換気扇であって、前記吸気口、前記羽根体、前記モーター、前記排気口及び前記筐体の少なくとも１つの表面に、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有することを特徴とする換気扇である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撥水性に優れ、且つ取扱いが容易なコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１のコーティング組成物の概略図である。
【図２】実施の形態１のコーティング組成物を用いた撥水性部材の断面模式図である。
【図３】界面活性剤を用いたコーティング組成物から形成されるコーティング膜を有する撥水性部材の断面模式図である。
【図４】実施の形態４の換気扇の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
この発明を実施するための実施の形態１におけるコーティング組成物は、水に溶剤が溶解した溶媒１と、溶媒１に分散した分散物４とを含むコーティング組成物であって、溶剤は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルのうち少なくともいずれかを含み、分散物４は、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２に疎水性シリカ粒子３が分散していることを特徴とするコーティング組成物である。以下、本実施の形態のコーティング組成物及びその製造方法について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態のコーティング組成物の概略図である。図１において、コーティング組成物は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤が水に溶解しており、水に溶剤が溶解した溶媒１に、分散物４が分散している。分散物４は、フッ素樹脂が溶解した引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２に疎水性シリカ粒子３が分散している。水に溶解しているグリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤は、分散安定剤であり、安定したエマルション状態を長期にわたって保持する効果を与える。
【００１６】
図２に本実施の形態のコーティング組成物を基材８に塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を含んだ撥水性部材の断面模式図を示す。図２において、撥水性部材は、基材８と、基材８上に形成されるコーティング膜とを含む。コーティング膜は、疎水性シリカ粒子３同士を結合するバインダとしてのフッ素樹脂５とを含む。コーティング組成物の成分のうち、水と、水に溶解したグリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２とは、コーティング膜の形成時である乾燥工程において揮発する。つまり、本実施の形態によって得られたコーティング膜は、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤が残存していないため、コーティング膜の撥水性が低下しない。実際、得られるコーティング膜についてＦＴ−ＩＲ分析を行うと、ＯＨ基のピークが殆ど検出されないことから、コーティング膜に撥水性を阻害する成分が存在せず、良好な撥水性を有する。また、このコーティング膜は、良好な撥水性を有しているため、防汚性能にも優れている。ここで、本明細書において「防汚性能」とは、粉塵、油煙及び煙草のヤニなどの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。
【００１７】
これに対して、図３に、分散安定剤としてグリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤の代わりに界面活性剤７を用いたコーティング組成物によって形成された撥水性部材の断面模式図を示す。図３に示すように、このコーティング組成物によって形成されたコーティング膜では、その表面又は膜中に界面活性剤７が残存し、界面活性剤７の親水基に起因してコーティング膜の撥水性が低下する。
【００１８】
また、本実施の形態のコーティング組成物は、水をベースとしたエマルションであるため、溶媒として有機溶媒を多量に用いたコーティング組成物の場合のように量産化のための防爆設備が要求されない。その結果、設備投資が低減されると共に作業の安全性が向上する。
【００１９】
本実施の形態のコーティング組成物に用いられるグリコール、グリコールエーテル、グリコールエステルは、いずれも分散安定剤となる成分である。グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤として、具体例としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノペンチルエーテルなどのエチレングリコールのモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテルなどのエチレングリコールのジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ＰＭＡ（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等のグリコールエステル類などが挙げられる。
【００２０】
コーティング組成物に用いられる水としては、特に限定されず、ＲＯ水、脱イオン水、蒸留水などを用いることができる。水は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの２価以上のイオン性不純物の含有量が少ない方が好ましい。具体的には、水中の２価以上のイオン性不純物の濃度は、好ましくは２００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以下である。本実施の形態のコーティング組成物に用いるのに好ましい水は、脱イオン水である。
【００２１】
コーティング組成物における水の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、１質量％以上３０質量％以下で、より好ましくは５％以上２５％以下である。水の含有量が当該範囲であれば、コーティング組成物の引火点が高くなる結果、より取扱性が容易になり、防爆設備の使用を回避することができる。また、コーティング組成物中の固形分濃度が好ましい範囲を維持できるため、撥水性を与えるのにより十分な厚さを有するコーティング膜が得ることができる。
【００２２】
本実施の形態のコーティング組成物における分散物４に用いられる水溶性溶剤２は、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤が溶解した溶媒１とは、その性質を異にするため、分散物としての形状を有するが、水に容易に溶解することが好ましく、引火点が４０℃以上８０℃以下であることが好ましい。ここで、引火点とは物質が揮発して空気と可燃性の混合物を作ることができる最低温度である。測定方法としては、タグ密閉式が挙げられる。引火点が４０℃未満の水溶性溶剤を用いて、第四類危険物判定試験を行ったところ、コーティング組成物は、消防法（昭和二十三年七月二十四日法律第百八十六号） 「第九条の四」に基づいた分析フローシートによる「危険物」に該当し、取扱性が低下する。また、引火点が８０℃を超える場合、コーティング膜を得るためにコーティング組成物を乾燥する時間が長くなり量産性が悪化するため好ましくない。引火点が４０℃以上８０℃以下の水溶性溶媒２とは、具体的には酢酸メトキシブチル、酢酸セロソルブ、酢酸、酢酸ノルマルプロピル、ＤＬ‐乳酸メチル、（Ｒ）‐（＋）‐乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸ペンチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルなどが挙げられる。これらの溶剤は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、水溶性溶剤の水の溶解度は５０ｇ/１００ｇ以上９９ｇ/１００ｇ以下であることが好ましい。この範囲において、含有する水との相溶性がより良好であるからである。
【００２３】
本実施の形態のコーティング組成物に用いられるフッ素樹脂５は、コーティング膜に撥水性を付与すると共に、基材８とコーティング膜との密着性を高めるバインダとしての作用効果を有する成分である。使用可能なフッ素樹脂５としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。フッ素樹脂５の例としては、フルオロエチレンビニルエーテル交互共重合体（ＦＥＶＥ）、フルオロエチレンビニルエステル（ＦＥＶＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、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（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、これらの共重合体及び混合物、又はこれらの樹脂に他の樹脂を混合したものなどが挙げられる。これらのフッ素樹脂５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。
【００２４】
フッ素樹脂５の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下、より好ましくは２質量％以上８質量％以下である。この範囲において、基材８とコーティング膜との密着性及びフッ素樹脂による撥水性の効果がより十分に得られる。
【００２５】
本実施の形態のコーティング組成物に用いられる疎水性シリカ粒子３は、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造を付与し、水滴との接触面積を低下させることによって撥水性を向上させる成分である。使用可能な疎水性シリカ粒子３としては特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。具体的には、シリカ粒子を疎水処理したものを用いればよい。
【００２６】
疎水処理が行われるシリカ粒子としては、特に限定されず、乾式法（例えば、燃焼法）、湿式法（例えば、ゾルゲル法や沈降法）などにより製造される各種シリカ粒子を用いることができる。また、シリカ粒子は、一部又は全部が溶融したシリカ粒子であってもよい。ここで、乾式法シリカは、フュームドシリカとも称され、四塩化ケイ素などのケイ素化合物を酸水素炎中で燃焼させることによって一般的に製造することができる。乾式法シリカは、製造条件を変えることによって約５０〜５００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する粒子を得ることができる。比表面積から計算されるシリカ粒子の平均粒径は、約５〜２００ｎｍの範囲であるが、通常は１μｍ以上の凝集体として存在している。また、湿式法シリカは、ホワイトカーボンとも称され、ケイ酸ソーダを鉱酸で中和することによって溶液中でシリカを析出させることにより、一般に製造することができる。また、鉱酸の代わりにケイ酸ソーダを酸で中和するゾルゲル法を用いて製造することもできる。湿式法シリカもまた、製造条件を変えることによって約５０〜１０００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する粒子を得ることができる。この湿式法シリカ粒子は、平均粒径が約３〜５０ｎｍの粒子が合成途中で凝集した凝集粒子であると考えられている。湿式法シリカ粒子は、通常、中和反応後に濾過や洗浄を行い、乾燥後、必要により粉砕することによって得ることができる。一般的に、入手可能な湿式法シリカ粒子の平均粒子径は１μｍ〜数百μｍである。
【００２７】
疎水処理が行われるシリカ粒子としては、上記の各種シリカ粒子の中から用途に応じて適切な平均粒径を有するものを選択して用いればよい。入手容易性の観点からは、乾式法シリカ粒子を用いることが好ましい。
【００２８】
シリカ粒子の疎水処理は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法に従って行うことができるが、トリメチルシリル化剤を用いて疎水処理を行うことが好ましい。トリメチルシリル化剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。トリメチルシリル化剤の例としては、トリメチルシラノール、トリメチルメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、アミノメチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルアミノトリメチルシラン、ジエチルアミノトリメチルシランなどが挙げられる。これらの中でも、ヘキサメチルジシラザンを用いることが好ましい。これらのトリメチルシリル化剤は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
疎水性シリカ粒子３の平均粒径は、特に限定されないが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、本明細書における「疎水性シリカ粒子の平均粒径」とは、レーザー光散乱式又は動的光散乱式の粒度分布計で測定した時の疎水性シリカ粒子３の一次粒子の平均粒径の値を意味する。好ましい範囲において、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造を一層十分に形成することができ、所望の撥水性が得られる。また、コーティング膜の耐久性や基材８の意匠性をより効果的に維持することができる。
【００３０】
疎水性シリカ粒子３の含有量は、特に限定されないが、コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、好ましくは０．５質量％以上３０質量％以下、より好ましくは１質量％以上２５質量％以下である。好ましい範囲において、コーティング膜の表面に微細な凹凸構造をより十分に形成することができ、所望の撥水性が得られる。また、コーティング膜の耐久性や基材８の意匠性をより効果的に維持することができる。
【００３１】
フッ素樹脂と疎水性シリカ粒子３との質量比は、特に限定されないが、好ましくは１０：９０〜５０：５０、より好ましくは２５：７５である。このような質量比であれば、疎水性シリカ粒子３による微細な凹凸構造と、フッ素樹脂によるバインダ効果とをよりバランス良く得ることができる。
【００３２】
コーティング組成物における分散物４の含有量は、特に限定されないが、コーティング組成物の全重量１００質量％に対して、１０質量％以上４０質量％未満であることが好ましい。より好ましくは１５質量％以上３５質量％未満である。この範囲において、コーティング組成物中に占める溶剤の量が適量であるため、コーティング膜としての性能がより良好であり、取扱いもより容易である。
【００３３】
コーティング組成物は、上記の成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲において、当該技術分野において公知の成分を配合することができる。当該成分としては、分散剤、レベリング剤、蒸発抑制剤、付着性改良剤などが挙げられる。これらの成分の配合量は、使用する成分の種類に応じて適宜調整する必要がある。
【００３４】
上記の成分を含むコーティング組成物は、フッ素樹脂５と、疎水性シリカ粒子３と、引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２とを混合して分散物４を調製する工程と、前記分散物４と、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、水を混合して分散処理する工程とを含む方法によって調製することができる。
【００３５】
ここで、分散物４におけるフッ素樹脂５、疎水性シリカ粒子３及び引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２の配合割合は、上記記載の当該成分の配合割合と同じである。また、分散物４、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤及び水の配合割合は、上記のコーティング組成物における当該成分の配合割合と同じである。
【００３６】
フッ素樹脂５、疎水性シリカ粒子３及び引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤を混合する場合、これらの成分を均一に混合する観点から、分散処理を行うことが好ましい。分散処理としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。分散処理の例としては、市販の高圧式分散機を用いた高圧分散処理が挙げられる。市販の高圧式分散機としては、ナノマイザー（吉田機械興業株式会社）、マイクロフルイダイザー（ＭＦＩＣコーポレーション）、アルティマイザーシステム（株式会社スギノマシン）、音レス高圧乳化分散装置（株式会社美粒）などを用いればよい。これらの高圧式分散機は、吸入した処理対象物を高圧で微細な流路内に通した際に、流路内で生じる高い剪断力、流路の工夫により生じる流体と壁面との衝突や流体同士の衝突による衝撃力、微細な流路から吐出されるときに生じるキャビテーションなどによって微細化処理を行うことができる。
【００３７】
高圧分散処理を行う場合、その圧力としては、特に限定されないが、好ましくは１０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下、より好ましくは２０ＭＰａ以上３５０ＭＰａ以下、最も好ましくは３０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である。また、高圧分散処理は、１〜１００回繰り返して行うことができる。ここで、本明細書において、ｎ回繰り返すことをｎパスという。パスの回数は、生産性の観点から、好ましくは１パス以上２０パス以下、より好ましくは１パス以上１０パス以下である。なお、高圧分散処理の方法として、高圧式分散機で処理されて吐出された分散液を原料槽に直接戻して循環処理を行ってもよい。
【００３８】
また、分散処理の方法として、市販の高速回転式分散機を用いた分散処理を行ってもよい。市販の高速回転式分散機としては、ＴＫロボミックス（プライミクス株式会社）などが挙げられる。この市販の高速回転式分散機を用いる際の回転数、翼周速、及び回転体と固定部との間の空隙などの条件は、使用する装置に応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
分散物４と、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、水とを混合する場合、均一な混合状態を得る観点から、グリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、水と予め混合した後、分散物４を混合して分散処理することが好ましい。分散処理の方法としては、特に限定されず、分散物４の分散処理と同様にして行うことができる。高圧分散処理を行う場合、高圧分散処理は、１〜１０回繰り返して行うことが好ましい。パスの回数は、生産性の観点から、より好ましくは１パス以上５パス以下、最も好ましくは１パス以上３パス以下である。
【００４０】
実施の形態２．
この発明を実施するための実施の形態２における撥水性部材は、上記の実施の形態１のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する。上記の実施の形態１で述べたとおり、図２は、実施の形態１のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を含む撥水性部材の断面模式図である。本実施の形態の撥水性部材は、基材８と、基材８上に形成されるコーティング膜とを含み、コーティング膜は、疎水性シリカ粒子３同士を結合するバインダとしてのフッ素樹脂５とを含む。コーティング膜は、実施の形態１のコーティング組成物を基材８に塗布及び乾燥することによって形成することができる。コーティング組成物の成分のうち、水、水に溶解したグリコール、グリコールエーテル及びグリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤と、引火点が４０℃以上８０℃以下である水溶性溶剤２は、コーティング膜の形成時に揮発する。
【００４１】
基材８上に形成されるコーティング膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．２μｍ以上１．０μｍ以下である。この範囲において、基材８との密着性がより十分に得られ、且つ所望の撥水性が得られるからである。
【００４２】
コーティング膜が形成される基材８としては、特に限定されず、撥水性や防汚性能が要求される各種物品の部品を用いることができる。かかる部品の例としては、空調機の熱交換器や換気扇などが挙げられる。かかる部品の具体的な材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＧ樹脂などの樹脂、ステンレス、アルミニウムなどの金属、ガラスなどが挙げられる。
【００４３】
コーティング組成物を基材８に塗布する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。塗布方法の例としては、刷毛塗り、スプレー塗布、浸漬などが挙げられる。特に、ムラのないコーティング膜を形成するためには、コーティング組成物に基材８を浸漬することよって塗布した後、気流を用いて余分なコーティング組成物を除去することが好ましい。また、気流の代わりに、基材８を回転させることによって余分なコーティング組成物を除去してもよい。このような方法を用いることで、塗りムラも抑制することが可能である。
【００４４】
基材８に塗布したコーティング組成物の乾燥方法としては、特に限定されず、室温で乾燥させても、加熱して乾燥させてもよい。室温で乾燥させる場合には、気流下で乾燥させることにより、乾燥時間を短縮することができる。また、加熱して乾燥させる場合には、温風を吹き付けても、加熱炉中で加温してもよい。
【００４５】
実施の形態３．
この発明を実施するための実施の形態３の換気扇は、表面に上記実施の形態１のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する部材を備えている。以下、本実施の形態の換気扇につき図面を用いて説明する。
【００４６】
図４は、本実施の形態の換気扇の断面模式図である。図４において、換気扇８は、吸気口１２と、吸気口１２から取り込んだ気体の通路に配置された羽根体１０と、羽根体１０を回転させるモーター９と、モーター９によって回転する羽根体１０で形成された気体の流れによって気体を排気する排気口１３と、排気口１３及び吸気口１２に連結され、羽根体１０を内蔵する筐体１１とを備えている。そして、吸気口１２、羽根体１０、モーター９、排気口１３及び筐体１１の少なくとも１つの表面に、上記のコーティング組成物を塗布及び乾燥して得られたコーティング膜を有する。なお、コーティング膜の形成方法は、実施の形態２と同様である。形成されるコーティング膜は、高湿環境下においても優れた撥水性及び防汚性能を示すため、換気扇の各種部材に使用するのに最適である。したがって、このコーティング膜が形成された各種部材を有する本発明の換気扇は、換気扇の性能低下及び換気扇に対する汚れや水などの付着を効果的に防止することができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例及び比較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。
【００４８】
（実施例１）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）をメタクリル酸２-ヒドロキシエチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ１５．０質量％、５５．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００４９】
（実施例２）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸ブチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ５．０質量％、６５．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００５０】
（実施例３）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）をメタクリル酸２-ヒドロキシエチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ１５．０質量％、７４．０質量％及び１１．０質量％とした。
【００５１】
（実施例４）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸ブチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ１５．０質量％、７４．０質量％及び１１．０質量％とした。
【００５２】
（実施例５）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）をメタクリル酸２-ヒドロキシエチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ８．０質量％及び２．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ１５．０質量％、４６．０質量％及び３９．０質量％とした。
【００５３】
（実施例６）
疎水性シリカ粒子（平均粒径３０ｎｍ、日本アエロジル株式会社製ＲＸ５０）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸エチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量はそれぞれ１５．０質量％、５５．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００５４】
（比較例１）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸ブチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次にジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量はそれぞれ７０．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００５５】
（比較例２）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸エチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水に分散物を混合した後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水及び分散物の含有量は、それぞれ５０．０質量％及び５０．０質量％とした。
【００５６】
（比較例３）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）をエタノールに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量はそれぞれ３０．０質量％、４０．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００５７】
（比較例４）
フルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸ブチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、フッ素樹脂の配合量は、７．０質量％とした。次に、脱イオン水とジエチレングリコールモノブチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び分散物の含有量はそれぞれ３０．０質量％、４０．０質量％及び３０．０質量％とした。
【００５８】
（比較例５）
疎水性シリカ粒子（平均粒径１２ｎｍ、日本アエロジル株式会社製Ｒ９７４）及びフルオロエチレン／ビニルエステル系フッ素樹脂（大日本インキ工業株式会社製フルオネートＦＥＭ−６００）を乳酸ブチルに加えて混合した後、高圧式分散機（吉田機械興業株式会社製ナノマイザー、ＹＳＮＭ−１５００ＡＲ）を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を２パス行うことによって分散物を調製した。この分散物において、疎水性シリカ粒子及びフッ素樹脂の配合量は、それぞれ７．０質量％及び３．０質量％とした。次に、脱イオン水と界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル（花王株式会社製）との混合溶液に分散物を加えた後、上記と同じ高圧式分散機を用い、１５０ＭＰａの圧力下で高圧分散処理を１パス行うことによってコーティング組成物を調製した。このコーティング組成物において、脱イオン水、界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル及び分散物の含有量は、それぞれ４９．８質量％、０．２質量％及び５０．０質量％とした。
【００５９】
上記の実施例及び比較例で調製した分散物及びコーティング組成物の組成を下記の表１及び２にまとめる。
【００６０】
【表１】
2015155512.tif 000003
【００６１】
【表２】
2015155512.tif 000004
【００６２】
上記の実施例及び比較例で得られたコーティング組成物について、第四類危険物判定試験を行った。危険物の判定については、消防法（昭和二十三年七月二十四日法律第百八十六号） 「第九条の四」に基づいた分析フローシートにより実施した。評価の結果、「危険物」に該当するものは「×」、「危険物」に該当しないものは「〇」で表３において表示している。次に、上記の実施例及び比較例で得られたコーティング組成物に基材を浸漬させた後、気流を用いて余分なコーティング組成物を除去し、室温下で乾燥させることによって基材の表面にコーティング膜を形成した。ここで、基材としては、１００ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍのプラスチック基材（ＡＢＳ）を用いた。また、浸漬及び乾燥の条件は、全ての実施例及び比較例において同じである。形成されたコーティング膜について、膜の厚さ、接触角、着雪抑制性能及び防汚性能を評価した。
【００６３】
コーティング膜の厚さは、コーティング膜の断面の電子顕微鏡写真を撮影し、画像処理にて測定した。
【００６４】
接触角は、室温（２５℃）にて１時間放置したコーティング膜について、接触角計（共和界面科学株式会社製ＣＸ−１５０型）を用い、内径０．１ｍｍのＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン）コートされた針の先端から約５μＬの水滴をコーティング膜の表面に滴下し、その接触角を測定することによって評価した。この評価の結果を表３に示す。
【００６５】
着雪抑制性能については、着氷力試験を行った。本実験はせん断法により行い、測定における荷重は駆動モーターの回転数を調節することにより，負荷速度をコントロールした。また、ロードセルにより動ひずみ計を通してレコーダに出力した。手順としては、はじめに氷作成用のステンレスリング（高さ１５ｍｍ、直径２５．４ｍｍ）を試料表面に置き，所定の温度−１０℃に十分冷却した後，５℃の蒸留水を注ぎ、１時間放置して氷を試料表面に凍着させた。その後、ステンレスリングにせん断方向より荷重を負荷することにより材料と凍結面をはく離させ、この時の荷重を付着面積（ステンレスリング内面積）で除した値を「着氷力（ｋｇｆ/ｃｍ２）」とした。この評価では、以下の基準を用いた。
１：着氷力が０．１ｋｇｆ/ｃｍ２未満
２：着氷力が０．１ｋｇｆ/ｃｍ２以上０．５ｋｇｆ/ｃｍ２未満
３：着氷力が０．５ｋｇｆ/ｃｍ２以上１．５ｋｇｆ/ｃｍ２未満
４：着氷力が１．５ｋｇｆ/ｃｍ２以上２．５ｋｇｆ/ｃｍ２未満
５：着氷力が２．５ｋｇｆ/ｃｍ２以上
上記の評価の結果を表３に示す。
【００６６】
防汚性能は、親水性物質である砂塵のコーティング膜に対する固着性を、温度２５℃／湿度５０％の条件、及び温度２５℃／湿度９０％の各条件下で評価した。具体的には、上記の条件下で、１〜３μｍを中心粒径とするＪＩＳ関東ローム粉塵をエアーでコーティング膜に吹き付けた後、コーティング膜の所定の部分に付着した粉塵をメンディングテープ（住友３Ｍ社製）により採取し、これを分光光度計（島津製作所社製；ＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて吸光度（波長５５０ｎｍ）を測定することによって評価した。この評価では、以下の基準を用いた。
【００６７】
１：吸光度が０．１未満
２：吸光度が０．１以上０．２未満
３：吸光度が０．２以上０．３未満
４：吸光度が０．３以上０．４未満
５：吸光度が０．４以上
上記の評価の結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
2015155512.tif 000005
【００６９】
表３に示されているように、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステルの少なくともいずれかを含む溶剤を分散安定剤として用いた実施例１〜６のコーティング組成物は、第四類危険物判定試験の判定結果が非危険物であり、安定性が良好であると共に、撥水性、着雪抑制性能及び防汚性能に優れたコーティング膜を与えた。
【００７０】
これに対して、比較例１のコーティング組成物は、水を含有していないため第四類判定試験において危険物に該当するため、安全性が著しく低下する結果となっている。比較例２のコーティング組成物は分散安定剤であるグリコールを含有していないため、凝集が生じ、コーティング組成物としてかなり不安定なものであった。比較例３においては分散物の水溶性溶剤としてエタノールを用いている。引火点が１６℃であることから、安定性が良好であったものの、コーティング組成物が危険物に該当し、安全性が著しく低下する結果となった。比較例４においては、疎水性シリカ粒子を用いていないため、形成されるコーティング膜の撥水性及び防汚性能が十分でなかった。比較例５においては、界面活性剤を分散安定剤として用いたため、形成されるコーティング膜の撥水性及び防汚性能が十分でなかった。
【００７１】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、取扱いが容易であり、且つ撥水性に優れたコーティング膜を与えるコーティング組成物及びその製造方法を提供することができる。また、このコーティング組成物を用いることにより、撥水性に優れた撥水性部材及び換気扇を提供することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  水に溶剤が溶解した溶媒、２  水溶性溶剤、３  疎水性シリカ粒子、４  分散物、５  フッ素樹脂、６基材、７  界面活性剤、８  換気扇、９  モーター、１０  羽根体、１１  筐体、１２  吸気口、１３  排気口
【図１】
2015155512.tif 000006
【図２】
2015155512.tif 000007
【図３】
2015155512.tif 000008
【図４】
2015155512.tif 000009