(57)【要約】【課題】コーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング膜を形成することが可能なコーティング組成物を提供する。【解決手段】溶剤に溶解したバインダー樹脂に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセルを混合攪拌して得られるコーティング組成物であって、前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．４以上であり、且つ前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５以上であることを特徴とするコーティング組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤に溶解したバインダー樹脂に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセルを混合攪拌して得られるコーティング組成物であって、
前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．４以上であり、且つ前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５以上であることを特徴とするコーティング組成物。
【請求項２】
前記熱膨張性マイクロカプセルは、熱膨張開始温度が異なる２種以上の熱膨張性マイクロカプセル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】
前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．５以上４以下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】
前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．１以上１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】
前記膨張性マイクロカプセルは、５μｍ以上５０μｍ以下の平均粒子径を有する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】
前記熱膨張性マイクロカプセルは、１．１倍以上１０．０倍以下の体積膨張倍率を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記疎水性微粒子は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の平均粒子径を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
前記バインダー樹脂のガラス転移温度は、前記熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度よりも低いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
【請求項９】
溶剤に溶解したバインダー樹脂に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセルを混合攪拌するコーティング組成物の製造方法であって、
前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．４以上であり、且つ前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５以上である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１０】
基材と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のコーティング組成物を前記基材に塗布して乾燥させることによって形成されるコーティング膜と
を有することを特徴とするコーティング物品。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコーティング物品に形成されたコーティング膜の撥水性が低下した場合に、前記コーティング膜を加熱することによって撥水性を回復させることを特徴とするコーティング膜の回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング組成物及びその製造方法、コーティング物品、並びにコーティング膜の回復方法に関する。詳細には、本発明は、撥水性に優れたコーティング膜を形成するだけでなく、使用によってコーティング膜の撥水性が低下した場合であっても、加熱するだけで撥水性を容易に回復させることができるコーティング膜を形成することが可能なコーティング組成物及びその製造方法、並びに当該特性を有するコーティング膜を有するコーティング物品及びコーティング膜の回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調設備、送電設備、通信設備などの各種設備に用いられる部材は、ガラス、金属、セラミックなどの様々な材料を用いて製造されているが、部材の表面に水、氷、霜、雪などが付着することによって設備の性能が低下することがある。そのため、これらの設備の性能低下を抑制する方法として、部材の表面に撥水性を付与することにより、水、氷、霜、雪などの付着を防止する方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、疎水性溶媒を６５質量％以上含有する有機溶媒中に平均一次粒子径が１００ｎｍ以下の疎水性微粒子を分散させたコーティング組成物を用いてコーティング膜を形成する方法が提案されている。また、特許文献２には、平均粒子径が１〜１０００μｍの炭素質微粒子、バインダー樹脂組成物及び揮発性溶媒を含有する下地膜形成用組成物を用いて基材上に下地膜を形成した後、平均一次粒子径が５〜５００ｎｍの疎水性微粒子、バインダー樹脂組成物及び揮発性溶媒を含有する仕上げ膜用組成物を用いて下地膜上に撥水性仕上げ膜を形成することで２層構造のコーティング膜を形成する方法が提案されている。引用文献１及び２のコーティング膜は、疎水性微粒子の存在に起因して表面に形成された微細な凹凸構造により、撥水性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５５７２７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２３６６０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及び２のコーティング膜は、初期の撥水性は良好であるものの、使用に伴って表面の微細な凹凸構造が次第に平坦化する結果、撥水性が低下してしまうという問題がある。そして、初期の撥水性を回復させるためには、コーティング膜を一旦除去した後にコーティング膜を再度形成する必要があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、コーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング膜を形成することが可能な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、使用に伴ってコーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング物品、及びコーティング膜の回復方法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】
【０００７】
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究した結果、疎水性微粒子を含むコーティング組成物に熱膨張性マイクロカプセルを所定の方法及び割合にて配合することにより、加熱するだけでコーティング膜の撥水性を容易に回復させることができるコーティング組成物が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、溶剤に溶解したバインダー樹脂に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセルを混合攪拌して得られるコーティング組成物であって、前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．４以上であり、且つ前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５以上であることを特徴とするコーティング組成物である。
【０００８】
また、本発明は、溶剤に溶解したバインダー樹脂に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセルを混合攪拌するコーティング組成物の製造方法であって、前記バインダー樹脂に対する前記疎水性微粒子の質量比が０．４以上であり、且つ前記バインダー樹脂に対する前記熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５以上である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、基材と、前記コーティング組成物を前記基材に塗布して乾燥させることによって形成されるコーティング膜とを有することを特徴とするコーティング物品である。
さらに、本発明は、前記コーティング物品に形成されたコーティング膜の撥水性が低下した場合に、前記コーティング膜を加熱することによって撥水性を回復させることを特徴とするコーティング膜の回復方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング膜を形成することが可能な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、使用に伴ってコーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング物品、及びコーティング膜の回復方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のコーティング組成物を用いて形成されたコーティング膜を有するコーティング物品の拡大断面図である。
【図２】熱膨張性マイクロカプセルと、当該熱膨張性マイクロカプセルよりも熱膨張開始温度が低い別の熱膨張性マイクロカプセルとを含む本発明のコーティング組成物を用いて形成されたコーティング膜を有するコーティング物品の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明のコーティング組成物及びその製造方法、コーティング物品、並びにコーティング膜の回復方法について図面を用いて説明する。
図１は、本発明のコーティング組成物を用いて形成されたコーティング膜を有するコーティング物品の拡大断面図である。図１において、（ａ）はコーティング膜が形成された直後のコーティング物品、（ｂ）は（ａ）のコーティング物品を一定期間使用した後のコーティング物品、（ｃ）は（ｂ）のコーティング物品についてコーティング膜の回復方法を行った後のコーティング物品の拡大断面図である。
図１に示すように、コーティング物品は、基材１と、基材１上に形成されたコーティング膜２とを有する。コーティング膜２は、コーティング組成物を基材１に塗布して乾燥させることによって形成される。このようにして形成されるコーティング膜２は、図１（ａ）に示されるように、微細な凹凸構造を表面に有しており、この凹凸構造によってコーティング膜２の撥水性が高められている。
【００１２】
コーティング膜２を与えるコーティング組成物は、疎水性微粒子３、熱膨張性マイクロカプセル４、バインダー樹脂５及び溶剤を含む。本発明において好ましいコーティング組成物は、疎水性微粒子３、熱膨張性マイクロカプセル４、バインダー樹脂５及び溶剤から本質的になる。ここで、本明細書において「本質的になる」とは疎水性微粒子３、熱膨張性マイクロカプセル４、バインダー樹脂５及び溶剤を必須成分として含み、本発明の効果を阻害しない範囲において必須成分以外の任意成分を含むことができることを意味する。また、本発明のコーティング組成物において、疎水性微粒子３及び熱膨張性マイクロカプセル４は、溶剤に溶解したバインダー樹脂５に分散している。
【００１３】
疎水性微粒子３は、コーティング組成物から形成されるコーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を形成する成分である。
疎水性微粒子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。疎水性微粒子３の例としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジンエステル樹脂などの疎水性樹脂から形成される微粒子が挙げられる。
また、疎水性微粒子３として、各種微粒子の表面を疎水化処理したものも用いることができる。微粒子の表面を疎水化処理する方法としては、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。例えば、微粒子の表面に、フッ素、アルキル基などの疎水性基を導入することによって微粒子の表面を疎水化することができる。具体的には、シリル化剤、シランカップリング剤、アルキルアルミニウムなどの有機金属化合物を用いて微粒子の表面処理を行えばよい。
【００１４】
本発明において好ましい疎水性微粒子３としては、表面を疎水化処理したシリカ微粒子である。ここで、本明細書において「シリカ」とは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を一般に意味するが、ＳｉＯ２以外のケイ素酸化物を含んでいてもよい。疎水性微粒子３として、表面を疎水化処理したシリカ微粒子を用いることにより、コーティング膜２の撥水性が向上する傾向にある。
なお、疎水性微粒子３は、単一の種類だけでなく、２種以上の種類を組み合わせて用いることができる。
【００１５】
また、上記のような特徴を有する疎水性粒子３は、市販品としても入手可能であり、例えば、商品名「アエロジル２００」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジル３００」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジル３８０」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジル９０Ｇ」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＯＸ５０」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲ９７２」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジル９７２Ｖ」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲ９７２ＣＦ」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲ９７４」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲ８１２」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲ８０５」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲＸ２００」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲＸ３００」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「アエロジルＲＹ２００」（日本アエロジル株式会社製）、商品名「ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ１５」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、商品名「ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ１５」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、商品名「ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ１８」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、商品名「ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ２０」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、商品名「ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ３０」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、商品名「レオロシールＨＭ２０Ｓ」（株式会社トクヤマ製）、商品名「レオロシールＨＭ３０Ｓ」（株式会社トクヤマ製）、商品名「レオロシールＨＭ４０Ｓ」（株式会社トクヤマ製）、商品名「レオロシールＺＤ３０Ｓ」（株式会社トクヤマ製）、商品名「レオロシールＤＭ３０Ｓ」（株式会社トクヤマ製）などを用いてもよい。
【００１６】
疎水性微粒子３の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。ここで、本明細書において「疎水性微粒子３」とは、疎水性微粒子３の一次粒子又は二次粒子を意味し、また「疎水性微粒子３の平均粒子径」とは、動的光散乱法により測定された疎水性微粒子３の粒子径の平均値を意味する。具体的には、「疎水性微粒子３の平均粒子径」とは、動的光散乱法により測定された疎水性微粒子３の累積５０％の粒子径（Ｄ５０）のことを意味する。疎水性微粒子３の平均粒子径が１００ｎｍを超えると、コーティング膜２の表面の凹凸構造が大きくなりすぎてしまい、液体の接触面積が低下しない結果、所望の撥水性が得られないことがある。また、コーティング膜２の表面の凹凸構造が大きいと、外部からの物理的な刺激（例えば、異物の衝突、摩擦など）によってコーティング膜２の表面形状が変化し易くなり、撥水性が損なわれ易くなることがある。また、疎水性微粒子３の平均粒子径が５ｎｍ未満であると、疎水性微粒子３が凝集し易くなるため、コーティング組成物の流動性が低下し、基材１に対するコーティング組成物の均一な塗布が難しくなることがある。
【００１７】
熱膨張性マイクロカプセル４も同様に、コーティング組成物から形成されるコーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を形成する成分である。また、熱膨張性マイクロカプセル４は、コーティング膜２の撥水性が低下した場合に、コーティング膜２を加熱して熱膨張性マイクロカプセル４を膨張させることにより、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造を再生してコーティング膜２の撥水性を回復させる成分でもある。
図１（ｂ）に示されるように、コーティング膜２を有するコーティング物品は、その使用に伴い、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造が次第に少なくなる結果、コーティング膜２の撥水性が低下する。そこで、本発明では、コーティング膜２に熱膨張性マイクロカプセル４を予め導入しておき、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造が少なくなった場合に、コーティング膜２を加熱して熱膨張性マイクロカプセル４を膨張させることにより、図１（ｃ）に示されるように、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造を再生してコーティング膜２の撥水性を回復させる。
【００１８】
熱膨張性マイクロカプセル４としては、加熱することで膨張するものであれば特に限定されない。熱膨張マイクロカプセル４の例としては、低沸点炭化水素をガスバリア性のある熱可塑性高分子殻でマイクロカプセル状に包み込んだ微小球体が挙げられる。ここで、低沸点炭化水素としては、特に限定されないが、炭素数１〜８の炭化水素、例えば、イソブタン、ペンタン、石油エーテル、ヘキサン、オクタン、イソオクタンなどを用いることができる。また、殻として使用される熱可塑性高分子としては、特に限定されないが、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、塩化ビニリンデン−アクリロニトリル共重合体などを用いることができる。
【００１９】
熱膨張性マイクロカプセル４は、加熱することによって熱可塑性高分子殻が軟化するとともに、殻内のガス圧が増すことで体積が数倍に急激に膨張する。本発明では、この膨張力を利用することにより、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造を再生する。
加熱による熱膨張性マイクロカプセル４の体積膨張率としては、特に限定されないが、加熱前の熱膨張性マイクロカプセル４の体積を基準として、好ましくは１．１倍以上１０．０倍以下、より好ましくは１．５倍以上９．０倍以下である。熱膨張性マイクロカプセル４の体積膨張率が１．１倍未満であると、微細な凹凸構造が表面に十分に形成されない結果、コーティング膜２の撥水性を十分に回復させることができないことがある。一方、熱膨張性マイクロカプセル４の体積膨張率が１０．０倍を超えると、コーティング膜２の表面の凹凸構造が大きくなりすぎてしまい、液体の接触面積が低下しない結果、所望の撥水性が得られないことがある。
【００２０】
熱膨張性マイクロカプセル４は、乳化重合によって一般に合成することができる。例えば、分散剤が入った水中に、熱可塑性高分子殻を形成するポリマーの単量体、重合開始剤、及び発泡剤（低沸点炭化水素）を投入し、高速で攪拌して乳化させる。その後、重合反応によって得た水分散微粒子を乾燥することによって、熱膨張性マイクロカプセル４を得ることができる。
【００２１】
熱膨張性マイクロカプセル４の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上３０μｍ以下である。ここで、本明細書において「熱膨張性マイクロカプセル４の平均粒子径」とは動的光散乱法により測定された熱膨張性マイクロカプセル４の粒子径の平均値を意味する。具体的には、「熱膨張性マイクロカプセル４の平均粒子径」とは、動的光散乱法により測定された熱膨張性マイクロカプセル４の累積５０％の粒子径（Ｄ５０）のことを意味する。この範囲の平均粒子径を有する熱膨張性マイクロカプセル４を用いることにより、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を安定して形成することができる。熱膨張性マイクロカプセル４の平均粒子径が５μｍ未満であると、熱膨張後に熱可塑性高分子殻の強度が脆くなったり、微細な凹凸構造が十分に形成されない結果、コーティング膜２の撥水性を十分に回復させることができないことがある。一方、熱膨張性マイクロカプセル４の平均粒子径が５０μｍを超えると、コーティング膜２の表面の凹凸構造が大きくなりすぎてしまい、液体の接触面積が低下しない結果、所望の撥水性が得られないことがある。
【００２２】
熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度は、熱可塑性高分子殻の種類、厚さ、内包される低沸点炭化水素の種類などによって変化するが、本発明では、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃〜１４０℃である。熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度が６０℃未満であると、通常の外気温であっても、直射日光などの影響によって局所的に温度が上昇し、意図しない熱膨張が発生することがあるため好ましくない。
【００２３】
上記のような特徴を有する熱膨張性マイクロカプセル４は、市販品としても入手可能であり、例えば、商品名「ＡＤＶＡＮＣＥＬＬ ＥＭＬ１０１」（積水化学株式会社製）、商品名「ＡＤＶＡＮＣＥＬＬ ＥＭＬ３０２」（積水化学株式会社製）、商品名「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−３０」（松本油脂製薬株式会社製）、商品名「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−３６」（松本油脂製薬株式会社製）、商品名「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−４８」（松本油脂製薬株式会社製）、商品名「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８０ＧＳ」（松本油脂製薬株式会社製）などを用いることができる。
【００２４】
熱膨張性マイクロカプセル４としては、単一種類の熱膨張性マイクロカプセル４を用いることができるが、熱膨張開始温度が異なる２種以上の熱膨張性マイクロカプセル４を用いてもよい。２種類以上の熱膨張性マイクロカプセル４を組み合わせて用いることにより、加熱による微細な凹凸構造の再生を段階的に行うことができるため、複数回にわたってコーティング膜２の撥水性の回復を行うことができる。
図２は、熱膨張性マイクロカプセル４と、熱膨張性マイクロカプセル４よりも熱膨張開始温度が低い別の熱膨張性マイクロカプセル６とを含むコーティング組成物を用いて形成されたコーティング膜２を有するコーティング物品の拡大断面図である。図２において、（ａ）はコーティング膜２が形成された直後のコーティング物品、（ｂ）は熱膨張性マイクロカプセル６の熱膨張開始温度でコーティング膜２の回復方法を行った後のコーティング物品、（Ｃ）は（ｂ）のコーティング物品を一定期間使用した後のコーティング物品、（Ｄ）は熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度でコーティング膜２の回復方法を行った後のコーティング物品の拡大断面図である。
【００２５】
熱膨張開始温度の異なる２種類の熱膨張性マイクロカプセル４，６を含むコーティング組成物を用いて形成されるコーティング膜２は、図２（ａ）に示されるように、微細な凹凸構造を表面に有しており、この凹凸構造によってコーティング膜２の撥水性が高められている。
ところが、コーティング膜２を有するコーティング物品は、その使用に伴い、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造が次第に少なくなる結果、コーティング膜２の撥水性が次第に低下する。そこで、熱膨張性マイクロカプセル６の熱膨張開始温度でコーティング膜２の回復を行うことにより、図２（ｂ）に示されるように、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造を再生してコーティング膜２の撥水性を回復させる。
【００２６】
撥水性が回復したコーティング膜２を有するコーティング物品は、その使用に伴い、図２（ｃ）に示されるように、コーティング膜２の微細な凹凸構造が次第に少なくなる結果、コーティング膜２の撥水性が再度低下する。そこで、熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度でコーティング膜２の回復を行うことにより、図２（ｄ）に示されるように、コーティング膜２の表面の微細な凹凸構造を再生してコーティング膜２の撥水性を回復させる。
【００２７】
バインダー樹脂５は、コーティング膜２のベースであり、疎水性微粒子３及び熱膨張性マイクロカプセル４を担持する成分である。
バインダー樹脂５としては、溶剤に溶解し且つ疎水性であれば特に限定されず、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。本発明において好ましいバインダー樹脂５は、熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度よりもガラス転移温度が低い熱可塑性の樹脂である。このような特性を有するバインダー樹脂５であれば、熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度でコーティング膜２の回復を行う場合、バインダー樹脂５が熱膨張性マイクロカプセル４の膨張を阻害することなく、バインダー樹脂５が容易に変形することが可能になる。一方、熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度よりもバインダー樹脂５のガラス転移温度が高いと、熱膨張性マイクロカプセル４の膨張が阻害されてしまうと共に、バインダー樹脂５にクラックが発生することがある。
【００２８】
バインダー樹脂５の例としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、疎水性微粒子３及び熱膨張性マイクロカプセル４の分散性の観点からフッ素樹脂が好ましい。
フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フルオロオレフィン共重合体などが挙げられる。フルオロオレフィン共重合体を与えるモノマー成分としては、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、各種置換基を有するビニルエステルなどが挙げられる。
【００２９】
また、バインダー樹脂５は、市販品としても入手可能であり、例えば、商品名「フルオネート（大日本インキ株式会社製）」、商品名「ゼッフル（ダイキン工業株式会社製）」、商品名「ルミフロン（旭硝子株式会社製）」、商品名「セフラルコート（セントラル硝子株式会社製）」などを用いることができる。
【００３０】
バインダー樹脂５を溶解する溶剤としては、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。溶剤は、一般に、極性又は非極性の有機溶剤である。溶剤の例としては、フッ素系溶剤；塩素系溶剤；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤；脂肪族炭化水素系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤；メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン系溶剤；エーテル系溶剤などが挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
本発明のコーティング組成物において、バインダー樹脂５に対する疎水性微粒子３の質量比（すなわち、疎水性微粒子３の質量／バインダー樹脂５の質量）は、０．４以上、好ましくは０．５以上４以下、より好ましくは１以上３以下である。当該質量比の範囲であれば、疎水性微粒子３の存在により、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができ、コーティング膜２の撥水性を向上させることができる。当該質量比が０．４未満であると、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができず、所望の撥水性を有するコーティング膜２を得ることができない。一方、当該質量比が４を超えると、バインダー樹脂５の量が少なすぎてしまい、所望の強度を有するコーティング膜２が得られず、コーティング膜２が基材１から剥離してしまうことがある。
【００３２】
本発明のコーティング組成物において、バインダー樹脂５に対する熱膨張性マイクロカプセル４の質量比は、０．０５以上、好ましくは０．１以上１以下である。当該質量比の範囲であれば、熱膨張性マイクロカプセル４の存在により、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができ、コーティング膜２の撥水性を向上させることができる。当該質量比が０．０５未満であると、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を十分に形成することができず、所望の撥水性を有するコーティング膜２を得ることができない。一方、当該質量比が１を超えると、バインダー樹脂５の量が少なすぎてしまい、所望の強度を有するコーティング膜２が得られず、コーティング膜２が基材１から剥離してしまうことがある。
【００３３】
本発明のコーティング組成物は、疎水性微粒子３、熱膨張性マイクロカプセル４、バインダー樹脂５及び溶剤を必須成分として含有するが、本発明の効果を阻害しない範囲で、分散剤、レベリング剤、蒸発抑制剤、付着性改良剤などの公知の添加剤を添加してもよい。
【００３４】
本発明のコーティング組成物は、上記の成分を攪拌混合することによって製造することができる。ただし、本発明のコーティング組成物は、各成分を均一に分散させる必要がある一方、強い剪断力をかけて分散させると熱膨張性マイクロカプセル４が破壊されてしまい、本発明の効果が十分に得られない。そのため、熱膨張性マイクロカプセル４の破壊を防止する観点から、溶剤に溶解したバインダー樹脂５に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子３を分散させた後、熱膨張性マイクロカプセル４を混合攪拌する必要がある。
【００３５】
溶剤に溶解したバインダー樹脂５に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子３を予め分散させることにより、コーティング組成物中に疎水性微粒子３を均一に分散させることができるため、均質なコーティング膜２を形成することが可能になる。
高圧分散装置としては、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。その中でも、キャビテーション効果を利用した高圧分散装置であることが好ましい。ここで、本明細書において「キャビテーション効果を利用した高圧分散装置」とは、粒子が分散した液体を高圧、高速で細管内を通過させた際のキャビテーション及び剪断力により粒子を微細化及び／又は高分散化する装置のことを意味する。また、「キャビテーション効果」とは、高速で流れる液体中で局所的に圧力の低い部分が気化し、短時間で気泡が生まれ、また短時間で気泡が潰れて消滅する現象のことを意味する。このような高圧分散装置は、市販品としても入手可能であり、例えば、高圧湿式メディアレス微粒化装置（ナノマイザー株式会社）、湿式キャビテーションミル微粒化・ナノ分散装置（アドバンスト・ナノ・テクノロジィ株式会社）などを用いることができる。
【００３６】
溶剤に溶解したバインダー樹脂５に高圧分散装置を用いて疎水性微粒子３を分散させる際の条件としては、特に限定されず、使用する高圧分散装置に応じて適宜設定すればよい。
なお、ホモジナイザーなどの一般的な分散装置を用いた場合、コーティング組成物中の疎水性微粒子３の分散が十分ではなく、均質なコーティング膜２を得ることが難しい。
【００３７】
熱膨張性マイクロカプセル４は、上記のようにして得られた分散物に配合され、攪拌混合することによって、熱膨張性マイクロカプセル４の破壊を防止しつつ、均一な分散が可能になる。また、熱膨張性マイクロカプセル４は、それ自体を単独で配合してもよいが、溶剤に添加した状態で配合してもよい。
攪拌混合方法としては、強い剪断力を与えない方法であれば特に限定されない。攪拌混合方法の例としては、振盪器を用いた振盪攪拌などが挙げられる。
【００３８】
上記のようにして製造されるコーティング組成物は、基材１に塗布して乾燥させることによってコーティング膜２を形成することができる。
コーティング膜２を形成することができる基材１としては、特に限定されず、用途に応じて各種材質のものを用いることができる。基材１の例としては、アルミニウム基板、ステンレス基板などの金属基板、ガラス基板、及びプラスチック基板などが挙げられる。また、これらは、単独の基材又は２種以上の複合基材であってよい。
【００３９】
コーティング組成物から形成されるコーティング膜２は、疎水性微粒子３及び熱膨張性マイクロカプセル４の存在により、微細な凹凸構造を表面に有する。この微細な凹凸構造は、コーティング膜２の撥水性を高め、水の接触角が１５０°以上の超撥水性を与えることができる。
コーティング膜２が形成されたコーティング物品は、その使用に伴って表面の微細な凹凸構造が減少し、コーティング膜２の撥水性が低下する。しかしながら、コーティング膜２の撥水性が低下した場合に、コーティング膜２を加熱することによって熱膨張性マイクロカプセル４を膨張させることにより、コーティング膜２の表面に微細な凹凸構造を再形成し、コーティング膜２の撥水性を回復させることができる。
【００４０】
コーティング膜２の撥水性を回復させる場合、コーティング膜２の加熱温度としては、熱膨張性マイクロカプセル４の熱膨張開始温度以上であれば特に限定されない。コーティング膜２の加熱温度は、一般に６０℃以上、好ましくは７０℃〜１４０℃である。
加熱方法としては、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。加熱方法の例としては、ヒーターなどが挙げられる。
【００４１】
上記の方法によれば、従来のようにコーティング膜２を除去した後にコーティング膜２を再形成する必要がなく、コーティング膜２の撥水性を容易に回復させることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で種々の応用が可能である。
実施例及び比較例における下記の特性評価は、次の手順に従った。
（１）コーティング膜の初期の撥水性評価
協和界面科学製のＤＭ３０１型接触角計を用い、大気中（約２５℃）で２μＬの水滴をコーティング膜に滴下して、水滴の静的接触角を測定した。撥水性の評価は、下記評価基準に基づいて行った。
○：水の接触角が１５０°以上
×：水の接触角が１５０°未満
【００４３】
（２）コーティング膜の回復後の撥水性評価
コーティング膜を摩耗試験（荷重８０ｇ、１０往復）によって劣化処理した後、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張開始温度で５分間ヒーターを用いて加熱して回復処理を行った。次に、協和界面科学製のＤＭ３０１型接触角計を用い、大気中（約２５℃）で２μＬの水滴を回復処理後のコーティング膜に滴下して、水滴の静的接触角を測定した。撥水性の評価は、下記評価基準に基づいて行った。
○：水の接触角が１５０°以上
×：水の接触角が１５０°未満
【００４４】
（実施例１）
一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）３．０質量部を、酢酸ブチル（溶剤）９２．５質量部に溶解したバインダー樹脂（商品名「ルミフロンＬＦ―２００」、ガラス転移温度３５℃、旭硝子株式会社製）３．０質量部に添加し、湿式微粒化装置（ナノヴェイタＣ―ＥＳ、吉田機械興業株式会社製）を用いて混合及び分散処理を行った後、平均粒子径が１０μｍの熱膨張性マイクロカプセルＡ（商品名「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−３６」、熱膨張開始温度７０℃、体積膨張率９倍、松本油脂製薬株式会社製）１．５質量部をさらに添加し、振盪撹拌してコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００４５】
（実施例２）
熱膨張性マイクロカプセルとして、熱膨張性マイクロカプセルＡ０．７５質量部及び平均粒子径が１０μｍの熱膨張性マイクロカプセルＢ（商品名「マツモトマイクロスフェアー  ＦＮ−１００Ｓ」、熱膨張開始温度１２５℃、体積膨張率５倍、松本油脂製薬株式会社製）０．７５質量部を用いたこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００４６】
（実施例３）
熱膨張性マイクロカプセルとして、熱膨張性マイクロカプセルＡ０．５質量部、熱膨張性マイクロカプセルＢ０．５質量部及び平均粒子径が３０μｍの熱膨張性マイクロカプセルＣ（商品名「ＡＤＶＡＮＣＥＬＬ  ＥＨＭ４０１」、熱膨張開始温度１４０℃、体積膨張率５倍、積水化学株式会社製）０．５質量部を用いたこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００４７】
（実施例４）
一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）の配合量を１．５質量部、及び酢酸ブチル（溶剤）の配合量を９４質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００４８】
（実施例５）
一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）の配合量を１２質量部、及び酢酸ブチル（溶剤）の配合量を８３．５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００４９】
（実施例６）
酢酸ブチル（溶剤）の配合量を９３．７質量部、及び熱膨張性マイクロカプセルＡの配合量を０．３質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５０】
（実施例７）
酢酸ブチル（溶剤）の配合量を９１質量部、及び熱膨張性マイクロカプセルＡの配合量を３質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５１】
（比較例１）
比較例１では、熱膨張性マイクロカプセルを含有しないコーティング組成物を調製した。すなわち、一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）３．０質量部を、酢酸ブチル（溶剤）９４質量部に溶解したバインダー樹脂（商品名「ルミフロンＬＦ―２００」、ガラス転移温度３５℃、旭硝子株式会社製）３．０質量部に添加し、湿式微粒化装置（ナノヴェイタＣ―ＥＳ、吉田機械興業株式会社製）を用いて混合及び分散処理を行うことによってコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５２】
（比較例２）
比較例２では、湿式微粒化装置を使用せずにコーティング組成物を調製した。すなわち、湿式微粒化装置の代わりに振盪器を用いて振盪攪拌を行ったこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５３】
（比較例３）
比較例３では、全ての成分を混合した後、湿式微粒化装置を用いて分散処理を行うことでコーティング組成物を調製した。すなわち、一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）３．０質量部、及び熱膨張性マイクロカプセルＡ１．５質量部を、酢酸ブチル（溶剤）９２．５質量部に溶解したバインダー樹脂（商品名「ルミフロンＬＦ―２００」、ガラス転移温度３５℃、旭硝子株式会社製）３．０質量部に添加し、湿式微粒化装置（ナノヴェイタＣ―ＥＳ、吉田機械興業株式会社製）を用いて混合及び分散処理を行うことでコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５４】
（比較例４）
比較例４では、全ての成分を混合した後、振盪器を用いて分散処理を行うことでコーティング組成物を調製した。すなわち、湿式微粒化装置の代わりに振盪器を用いたこと以外は比較例３と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５５】
（比較例５）
比較例５では、バインダー樹脂に対する疎水性微粒子（疎水性シリカ）の質量比が０．４未満であるコーティング組成物を調製した。すなわち、一次粒子の平均粒子径が約１２ｎｍの疎水性シリカ（疎水性微粒子、商品名「アエロジルＲＸ２００」、日本アエロジル株式会社製）の配合量を１．０質量部、及び酢酸ブチル（溶剤）の配合量を９４．５質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５６】
（比較例６）
比較例６では、バインダー樹脂に対する熱膨張性マイクロカプセルの質量比が０．０５未満であるコーティング組成物を調製した。すなわち、酢酸ブチル（溶剤）の配合量を９３．９質量部、及び熱膨張性マイクロカプセルＡの配合量を０．１質量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてコーティング組成物を得た。次に、得られたコーティング組成物を基材（スライドグラス）上に塗布及び乾燥してコーティング膜を形成した。
【００５７】
上記の実施例及び比較例について、上記（１）及び（２）の特性を評価した結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2015147863.tif 000002
【００５９】
表１の結果に示されているように、実施例１〜７のコーティング組成物を用いて形成されたコーティング膜は、初期だけでなく、摩耗試験後に回復処理を行った後においても水の接触角が１５０°以上の超撥水性を示した。
これに対して比較例１のコーティング組成物から形成されたコーティング膜は、初期に１５０°以上の超撥水性を示したものの、熱膨張性マイクロカプセルを含有していないため、摩耗試験後に撥水性が回復しなかった。比較例２及び４のコーティング組成物は、湿式微粒化装置を使用せずに調製したため、疎水性微粒子が十分に分散せず、所望の撥水性を示すコーティング膜を形成することができなかった。比較例３のコーティング組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを配合してから湿式微粒化装置による分散処理を行ったため、その際に熱膨張性マイクロカプセルが破壊されてしまい、摩耗試験後に撥水性が回復しなかった。比較例５のコーティング組成物は、疎水性微粒子の割合が少なすぎたため、所望の撥水性を示すコーティング膜を形成することができなかった。比較例６のコーティング組成物は、初期に１５０°以上の超撥水性を示したものの、熱膨張性マイクロカプセルの割合が少なすぎたため、摩耗試験後に撥水性が回復しなかった。
【００６０】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、コーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング膜を形成することが可能な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、使用に伴ってコーティング膜の撥水性が低下した場合に、コーティング膜を再度形成することなく撥水性を容易に回復させることができるコーティング物品、及びコーティング膜の回復方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  基材、２  コーティング膜、３  疎水性微粒子、４  熱膨張性マイクロカプセル、５  バインダー樹脂、６  別の熱膨張性マイクロカプセル。
【図１】
2015147863.tif 000003
【図２】
2015147863.tif 000004