(57)【要約】【課題】様々な汚れに対する防汚性能と長期間に亘る耐久性との両方に優れたコーティング膜を製造できるコーティング組成物およびコーティング膜を提供する。【解決手段】疎水性のフッ素樹脂粒子３と、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と、シリカ粒子４と、水５と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤６と、を含む。また、疎水性のフッ素樹脂粒子３は水５より非水溶性溶剤６に多く含まれ、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とは非水溶性溶剤６より水５に多く含まれる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、
親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と、
シリカ粒子と、
水と、
比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤と、
を含むコーティング組成物。
【請求項２】
前記コーティング組成物は前記非水溶性溶剤を含む第１の層と前記水を含む第２の層とを有し、
前記疎水性の第１のフッ素樹脂粒子は前記第２の層よりも前記１の層に多く含まれ、
前記親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と前記シリカ粒子とは前記第１の層よりも前記第２の層に多く含まれる、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における前記疎水性の第１のフッ素樹脂粒子の含有量が、０．０５質量％以上１５質量％未満である請求項１または２に記載のコーティング組成物。
【請求項４】
コーティング組成物における前記親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子の含有量が、０．０５質量％以上１５質量％以下である請求項１から３のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項５】
コーティング組成物における前記シリカ粒子の含有量が、０．０５質量％以上１５質量％以下である請求項１から４のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項６】
コーティング組成物における前記非水溶性溶剤の含有量が０．５質量％以上１５質量％以下である請求項１から５のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項７】
前記疎水性の第１のフッ素樹脂粒子は、平均粒径が５０ｎｍ以上２μｍ以下であり、
前記親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子は、平均粒径が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
前記シリカ粒子は、平均粒径が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である請求項１から６のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項８】
フッ素樹脂粒子と、
シリカ粒子と、
を含み、
基体上に設けられたコーティング膜であって、
前記コーティング膜中の前記フッ素樹脂粒子の濃度は、前記基体側より表面側の方が高いことを特徴とするコーティング膜。
【請求項９】
前記フッ素樹脂粒子の濃度は、前記基体側から前記表面側に近付くにしたがって高くなる請求項８に記載のコーティング膜。
【請求項１０】
前記フッ素樹脂粒子は、疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子とであって、前記コーティング膜中の前記疎水性の第１のフッ素樹脂粒子の濃度は、前記基体側より前記表面側の方が高い請求項８または９に記載のコーティング膜。
【請求項１１】
前記疎水性の第１のフッ素樹脂粒子の濃度は、前記基体側から前記表面側に近付くにしたがって高くなる請求項１０に記載のコーティング膜。
【請求項１２】
前記コーティング膜の膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である請求項８から１１のいずれか１項に記載のコーティング膜。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか１項に記載のコーティング膜を、少なくとも一部の部品に備えた電気機器。
【請求項１４】
吸込口と吹出口とを有する筐体と、
前記吸込口から外部の空気を吸入し、前記吹出口から前記空気を吹出すべく、前記吸入口と前記吹出口との間に設けられた送風ファンと、
前記送風ファンの下流側に設けられたケーシング部と、
前記送風ファンの下流側に設けられた風向板と、
前記ケーシング部または前記風向板のいずれか一方あるいは両方に設けた請求項８から１２のいずれか１項に記載のコーティング膜と、
を備えた空気調和機。
【請求項１５】
疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、水と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤と、を混合してコーティング組成物を作製する工程と、
前記コーティング組成物を基体に塗布する工程と、
前記基体に塗布された前記コーティング組成物を乾燥させる工程と、
を備えたコーティング方法。
【請求項１６】
疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤とを混合して混合物を作製する工程と、
前記混合物と、親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、水と、を混合してコーティング組成物を作製する工程と、
前記コーティング組成物を基体に塗布する工程と、
前記基体に塗布された前記コーティング組成物を乾燥させる工程と、
を備えたコーティング方法。
【請求項１７】
フッ素樹脂粒子と界面活性剤とを含むフッ素樹脂ディスパージョンと、疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、水と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤と、を混合してコーティング組成物を作製する工程と、
前記コーティング組成物を基体に塗布する工程と、
前記基体に塗布された前記コーティング組成物を乾燥させる工程と、
を備えたコーティング方法。
【請求項１８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のコーティング組成物を基体に塗布する工程と、
前記基体に塗布された前記コーティング組成物を乾燥させる工程と、
を備えたコーティング方法。
【請求項１９】
吸込口と吹出口とを有する筐体と、
前記吸込口から外部の空気を吸入し、前記吹出口から前記空気を吹出すべく、前記吸入口と前記吹出口との間に設けられた送風ファンと、
前記送風ファンの下流側に設けられたケーシング部と、
前記送風ファンの下流側に設けられた風向板と、
を備えた空気調和機の製造方法であって、
前記ケーシング部または前記風向板のいずれか一方あるいは両方に請求項１５から１８のいずれか１項に記載のコーティング方法によりコーティングする空気調和機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防汚コーティング膜を製造するためのコーティング組成物、コーティング膜およびコーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内または屋外で使用される各種物品の表面には、粉塵、油煙および煙草のヤニ等の様々な汚れが付着するため、これを抑制する方法が各種検討されている。例えば、粉塵等の汚れの付着を抑制する場合、各種物品の表面に帯電防止剤をコーティングすることで、粉塵の静電的な付着を抑制できることが知られている。また、油煙等のような親油性の汚れの付着を抑制する場合、各種物品の表面に撥油性のフッ素樹脂をコーティングすることで親油性の汚れを除去し易くできることが知られている。このようなコーティングによって形成されたコーティング膜の剥離や劣化を抑制し、長期間に亘って防汚性能を維持することができるコーティング組成物が検討されている。
【０００３】
従来のコーティング組成物では、有機ケイ素化合物エマルション、フッ素樹脂エマルション、水性無機塗料および成膜助剤が配合されており、水性無機塗料の固形成分の組成は、樹脂固形成分１００質量部に対して無機顔料成分３５０〜７００質量部の割合としていた。また、有機ケイ素化合物エマルションとフッ素樹脂エマルションとには、必要に応じて界面活性剤が配合されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の従来のコーティング組成物では、水性媒体中にフッ素樹脂粒子などの疎水性の樹脂粒子が分散されており、シリカ粒子などの親水性の無機微粒子と、過酸化物、過塩素酸、塩素酸塩、過硫酸、過リン酸、過ヨウ素酸塩の少なくともいずれかを含む酸化剤とが含まれていた（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−００１７４３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１０６５８１号
【特許文献３】特開２０１１−２０８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記された従来のコーティング組成物にあっては、基材をコーティングした際に、有機ケイ素化合物中のシラン成分の空気中への揮散が抑えられ、基材への浸透深さが向上するので、形成したコーティング膜の材料の劣化を抑制し、長期間に亘って性能を維持することができるが、コーティング組成物中の水への分散性を良くするために配合される界面活性剤が、コーティング膜形成後も有機ケイ素化合物エマルションおよびフッ素樹脂エマルションの全ての粒子表面に存在するため、十分な防汚性能が得られないという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２および特許文献３に記された従来のコーティング組成物にあっては、コーティング組成物に酸化剤を添加して、フッ素樹脂粒子の周りの界面活性剤を分解することで、界面活性剤の無いフッ素樹脂粒子をコーティング膜の表面に露出させて防汚性能を向上させていたが、分解されずにコーティング膜の表面に残った界面活性剤に親水性の汚れが付着することがあり、防汚性能をさらに改善する余地があるといった問題点があった。また、コーティング膜の表面はシリカ粒子から成るシリカ膜中にフッ素樹脂粒子が点在するように形成されるため、コーティング膜表面のフッ素樹脂粒子を増加して防汚性能をさらに改善する余地があるといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、様々な汚れに対する防汚性能と長期間に亘る耐久性との両方に優れたコーティング膜を製造できるコーティング組成物およびコーティング膜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】
【０００９】
本発明に係るコーティング組成物は、疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、水と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤と、を含む。
【００１０】
また、本発明に係るコーティング膜は、フッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、を含み、基体上に設けられたコーティング膜であって、前記コーティング膜中の前記フッ素樹脂粒子の濃度は、前記基体側より表面側の方が高い。
【００１１】
さらに、本発明に係るコーティング方法は、疎水性の第１のフッ素樹脂粒子と、親水性を付与した第２のフッ素樹脂粒子と、シリカ粒子と、水と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤と、を混合してコーティング組成物を作製する工程と、前記コーティング組成物を基体に塗布する工程と、前記基体に塗布された前記コーティング組成物を乾燥させる工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るコーティング組成物によれば、防汚性能と耐久性の両方に優れたコーティング膜を形成できるコーティング組成物を提供できる。
【００１３】
また、本発明に係るコーティング膜によれば、防汚性能と耐久性の両方に優れたコーティング膜を提供できる。
【００１４】
さらに、本発明に係るコーティング方法によれば、防汚性能と耐久性の両方に優れたコーティング方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコーティング組成物を示すモデル図である。
【図２】本発明の実施の形態１における溶媒中に分散している親水性を付与したフッ素樹脂粒子を示すモデル図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるコーティング膜を示すモデル図である。
【図４】本発明の実施の形態２における浸漬によりコーティング組成物を塗布する方法を示すモデル図である。
【図５】本発明の実施の形態３における空気調和機の室内機を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１におけるコーティング組成物について説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるコーティング組成物を示すモデル図である。
【００１７】
図１において、コーティング組成物１は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と、疎水性のフッ素樹脂粒子３と、シリカ粒子４と、水５と、比重が水の比重より小さい非水溶性溶剤６とを含んでいる。図１に示すように、コーティング組成物１は、水５の層と、水５の層の上に存在する非水溶性溶剤６の層とを有し、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とは大部分が水５の層に含まれ、疎水性のフッ素樹脂粒子３は大部分が非水溶性溶剤６の層に含まれる。ここで、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とは、フッ素樹脂粒子の表面に分子間力により界面活性剤が付着したフッ素樹脂粒子を言う。また、フッ素樹脂粒子３は疎水性であるため、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２との差異を明確にするために、本発明では疎水性のフッ素樹脂粒子と言う場合がある。
【００１８】
また、以下ではコーティング組成物１に含まれる親水性を付与したフッ素樹脂粒子２、疎水性のフッ素樹脂粒子３、シリカ粒子４、水５および非水溶性溶剤６の含有量について説明するが、コーティング組成物１は上記のように均一な組成ではないので、本発明で説明する含有量はコーティング組成物１全体に対する平均の含有量を言う。すなわち、水５の層に含まれる親水性を付与したフッ素樹脂粒子２やシリカ粒子４の含有量、あるいは非水溶性溶剤６に含まれる疎水性のフッ素樹脂粒子３の含有量を言うものではない。
【００１９】
さらに、以下では親水性を付与したフッ素樹脂粒子２、疎水性のフッ素樹脂粒子３、シリカ粒子４について平均粒径を用いて説明するが、本発明で言う平均粒径は、光散乱法により測定される平均粒径を言う。より具体的には、大塚電子製「ゼータ電位・粒径・分子量測定システム  ＥＬＳＺ−２０００ＺＳ」による動的光散乱法で測定した平均粒径を言う。
【００２０】
以下に、コーティング組成物１を構成する各材料について説明する。
【００２１】
まず、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２について説明する。
【００２２】
図２は、溶媒中に分散している親水性を付与したフッ素樹脂粒子を示すモデル図である。図２において、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２は、フッ素樹脂粒子２ａの表面に界面活性剤７が付着した状態で存在しており、溶媒である水５中に分散している。界面活性剤７は、親水基７ａと疎水基７ｂとからなり、疎水基７ｂがフッ素樹脂粒子２ａの表面に分子間力により付着し、フッ素樹脂粒子２ａには、界面活性剤７の親水基７ａの性質が付与され、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２となる。フッ素樹脂粒子２ａは表面エネルギーが小さいため、水などの溶媒となじみにくく安定な分散状態が保てないが、図２に示すようにフッ素樹脂粒子２ａの表面に界面活性剤７が付着することにより溶媒である水５に安定して分散させることができる。このように、水などの溶媒中に界面活性剤７を付着させて親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を安定して分散させることでフッ素樹脂ディスパージョン８が得られる。なお、フッ素樹脂ディスパージョン８の溶媒としては、水の他にアルコール系溶剤や有機溶剤であってもよいが、環境負荷低減の観点から、溶媒は水またはアルコール系溶剤が好ましい。
【００２３】
フッ素樹脂ディスパージョン８は、水などの溶媒中に、フッ素樹脂粒子２ａと界面活性剤７とを混合し撹拌することにより得られる。界面活性剤７としては、例えば、アルキルとオキシアルキレンからなるノニオン系界面活性剤、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基を有するノニオン系界面活性剤を用いることができる。また、ノニオン系界面活性剤と共に非イオン性水溶性高分子を溶媒中に添加してもよい。このようにフッ素樹脂粒子２ａと界面活性剤７とを用いてフッ素樹脂ディスパージョン８を製造することにより、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を得ることができる。なお、フッ素樹脂ディスパージョン８は、水などの溶媒中に親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を分散させた状態で市販されているので、市販のフッ素樹脂ディスパージョンを用いて親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を得てもよい。
【００２４】
また、フッ素樹脂ディスパージョンによらずに、フッ素樹脂粒子に直接、親水性を有する官能基を導入して、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を得てもよい。
【００２５】
親水性を付与したフッ素樹脂粒子２の構成の一部であるフッ素樹脂粒子２ａには、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（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）、ＰＦＡ（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）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、フルオロエチレン・ビニルエーテル共重合体、フルオロエチレン・ビニルエステル共重合体、これらの共重合体および混合物、またはこれらのフッ素樹脂に他の樹脂を混合したものなどから形成された粒子が挙げられる。
【００２６】
親水性を付与したフッ素樹脂粒子２のフッ素樹脂粒子２ａの平均粒径は、１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒径が１５０ｎｍ未満ではフッ素樹脂粒子２ａの製造が困難なため材料コストが高くなるため好ましくない。また、平均粒径が５００ｎｍを超えると、コーティング組成物１で形成したコーティング膜に、粉塵粒子が引っ掛かりやすく防汚性能が悪くなるため好ましくない。なお、光散乱法による平均粒径測定では界面活性剤７の有無は影響せず、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２から界面活性剤７を除いたフッ素樹脂粒子２ａとは同じ平均粒径として測定される。
【００２７】
コーティング組成物１に対する親水性を付与したフッ素樹脂粒子２の含有量は、０．０５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上１０質量％以下である。含有量が０．０５質量％未満であると、コーティング組成物１を塗布する基体への塗布性が低下し、形成したコーティング膜の密着性が低下するため好ましくない。また、含有量が１５質量％を超えると、コーティング組成物１で形成したコーティング膜に、クラックや欠陥などが生じやすくなるため好ましくない。
【００２８】
次に、フッ素樹脂粒子３について説明する。
【００２９】
フッ素樹脂粒子３には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（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）、ＰＦＡ（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）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、これらの共重合体および混合物、またはこれらのフッ素樹脂に他の樹脂を混合したものなどから形成された粒子が挙げられる。
【００３０】
フッ素樹脂粒子３の平均粒径は、５０ｎｍ以上２μｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上１μｍ以下がさらに好ましい。平均粒径が５０ｎｍ未満では、コーティング組成物１で形成したコーティング膜でフッ素樹脂粒子３が緻密になり過ぎてしまい、クラック等が入りやすくなるため好ましくない。平均粒径が２μｍを超えると、粒径が大き過ぎて、コーティング膜を形成する際に微細なクラックや孔にフッ素樹脂粒子３が挿入されにくくなるため好ましくない。
【００３１】
フッ素樹脂粒子３は、上記のように平均粒径が５０ｎｍ以上２μｍ以下の１次粒子が複数凝集した２次粒子の粉末として入手される場合が多い。このような１次粒子が凝集した２次粒子の粉末によるフッ素樹脂粒子３であっても、本発明のコーティング組成物１は非水溶性溶剤６を含んでいるため、コーティング組成物１中では、２次粒子の凝集が壊れ、フッ素樹脂粒子３は１次粒子の状態で非水溶性溶剤６中に分散している。
【００３２】
コーティング組成物１に対するフッ素樹脂粒子３の含有量は、０．０５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上１０質量％以下である。含有量が０．０５質量％未満であると、フッ素樹脂粉末３による防汚性能が十分に得られないので好ましくない。また、含有量が１５質量％を超えるとクラックが生じやすくなるため好ましくない。
【００３３】
次に、シリカ粒子４について説明する。
【００３４】
シリカ粒子４は、コーティング組成物１で形成したコーティング膜において、コーティングされる基材との密着性を向上させるバインダーとして機能する。シリカは、チタニアやアルミナなどの他の無機粒子に比べて、屈折率がプラスチックやガラスに近い値である。このためコーティング組成物１で形成したコーティング膜は、コーティングされた基材との界面や表面の光反射により、白くなったり、あるいは、ざらついた状態となったりしにくい。
【００３５】
シリカ粒子４は、粒子形状を呈するがゆえに、コーティング組成物１で形成したコーティング膜の密着性向上効果を高めることができる。シリカ粒子４の平均粒径は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましい。平均粒径を５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることで、薄く且つ平滑なコーティング膜を形成することができ、コーティング膜に汚損物質が引っ掛かったりせず防汚性能を高めることができる。
【００３６】
平均粒径が５ｎｍ未満では、シリカ粒子４の製造が困難となりコーティング組成物１の材料コストが高くなるので好ましくない。また、平均粒径が３０ｎｍを超える場合は、形成されるコーティング膜が十分な密着性を有さず、クラックが入りやすくなるため好ましくない。
【００３７】
コーティング組成物１に対するシリカ粒子４の含有量は、０．０５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１質量％以上１０質量％以下である。含有量が０．０５％未満であると、コーティング組成物１で形成したコーティング膜が薄くなり過ぎてしまい、コーティングされる基材が露出するなどの不具合が生じるため好ましくない。含有量が１５質量％を超えると、コーティング組成物１で形成したコーティング膜の膜厚が厚くなりクラックが生じやすくなるため好ましくない。
【００３８】
シリカ粒子４には、例えば、商品名「スノーテックス−ＸＬ」、「スノーテックス−ＹＬ」、「スノーテックス−ＺＬ」、「ＰＳＴ−２」、「スノーテックス−２０」、「スノーテックス−３０」、「スノーテックス−Ｃ」、「スノーテックス−Ｏ」、「スノーテックス−ＯＳ」、「スノーテックス−ＯＬ」、「スノーテックス−５０」（以上、日産化学工業社製）、商品名「アデライトＡＴ−３０」、「アデライトＡＴ−４０」、「アデライトＡＴ−５０」（以上、日本アエロジル社製）、「カタロイドＳＩ−５５０」、「カタロイドＳＩ−５０」（以上、日揮触媒化成社製）などが挙げられる。
【００３９】
次に、非水溶性溶剤６について説明する。
【００４０】
本発明において非水溶性溶媒６は、水に溶解しない溶媒と定義され、水に溶解しないもの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ことができる。
【００４１】
非水溶性溶媒６には、例えば、ベンゼン、オクタン、２，２，３−トリメチルペンタン、イソオクタン、ノナン、２，２，５−トリメチルヘキサン、デカン、ドデカン、トルエン、キシレン、スチレン、イソヘキサン、ブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ノルマルペンタン、ノルマルヘプタン、ヘキサデカン、ペンタデカン、テトラデカン、ミネラルスピリット、ナフサなどが挙げられる。これらは、単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
コーティング組成物１に対する非水溶性溶媒６の含有量は、０．５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは１質量％以上１０質量％以下である。含有量が０．５質量％未満では、コーティング組成物１で形成したコーティング膜におけるフッ素樹脂粒子３の密着性を向上させる効果が得られないため好ましくない。また、含有量が１５質量％を超えると、基材にコーティング組成物１を塗布して乾燥した後に、非水溶性溶媒６が残留する場合があるので好ましくない。
【００４３】
非水溶性溶媒６の比重は、水の比重より小さい１．０未満であることが好ましく、より好ましくは０．５以上１．０未満である。比重が１．０を超えると、フッ素樹脂粒子３がコーティング組成物１で形成したコーティング膜の内部に取込まれ、コーティング膜の最表面にフッ素樹脂粒子３が現れなくなるので好ましくない。
【００４４】
また、非水溶性溶媒６の沸点は、８０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。沸点が８０℃未満であると、コーティング組成物１で形成したコーティング膜にクラックが生じやすくなるため好ましくない。沸点が１５０℃を超えると、コーティング組成物１を塗布した後の乾燥速度が遅いため、生産性が低下するので好ましくない。
【００４５】
次に、水５について説明する。
【００４６】
コーティング組成物１に含まれる水５は、特に制限されることはないが、シリカ粒子４の分散安定性のため、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等のイオン性不純物が少ない方が良い。特に、２価以上のイオン性不純物の濃度が２００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｐｐｍ以下である。２価以上のイオン性不純物の濃度が２００ｐｐｍを超えると、コーティング組成物１中でシリカ粒子４が凝集して沈殿したり、コーティング組成物１で形成したコーティング膜の強度や透明性が低下したりするため好ましくない。
【００４７】
コーティング組成物１に対する水の含有量は７０質量％以上９９質量％未満であることが好ましい。含有量が７０質量％未満では、コーティング組成物１で形成したコーティング膜の膜厚が厚くなりクラックが生じやすくなるため好ましくない。含有量が９９質量％を超える場合は、コーティング膜を形成するためのシリカ粒子４が少なくなり過ぎるため好ましくない。
【００４８】
なお、コーティング組成物１中の親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を得るために、市販のフッ素樹脂ディスパージョンを使用し、そのフッ素樹脂ディスパージョンが溶媒として水ではなくアルコール系溶剤や有機溶剤を使用している場合がある。この場合、このフッ素樹脂ディスパージョンを用いて製造したコーティング組成物１は、アルコール系溶剤や有機溶剤を含むことになる。このようなコーティング組成物１では、アルコール系溶剤や有機溶剤は、ここで述べた水５と同様の働きをする。従って、コーティング組成物１にアルコール系溶剤または有機溶剤が含まれる場合には、アルコール系溶剤または有機溶剤と水５とを合わせた含有量を、コーティング組成物１に対して７０質量％以上９９質量％未満とすればよい。
【００４９】
次に、コーティング組成物１の製造方法について説明する。
【００５０】
コーティング組成物１は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と、フッ素樹脂粒子３と、平均粒径５ｎｍ以上３０ｎｍ以下のシリカ粒子４と、水５と、非水溶性溶剤６とを、容器に投入し、プロペラなどで撹拌して混合することで製造される。
【００５１】
親水性を付与したフッ素樹脂粒子２には、上述のように予め水などの溶媒と混合されたフッ素樹脂ディスパージョン８を用いてもよく、フッ素樹脂ディスパージョン８から水などの溶媒を蒸発などで除去して得た親水性を付与したフッ素樹脂粒子２の粉末を用いてもよい。
【００５２】
また、フッ素樹脂粒子３と非水溶性溶剤６とは予め混合し、非水溶性溶剤６中にフッ素樹脂粒子３を分散させておくことが好ましい。上述のようにフッ素樹脂粒子３は、平均粒径が０．０５μｍ以上２μｍ以下の１次粒子が複数凝集した２次粒子の粉末として入手される場合が多い。非水溶性溶剤６中に、フッ素樹脂粒子３の２次粒子の粉末を投入して撹拌することにより、２次粒子の凝集が壊れ、フッ素樹脂粒子３は１次粒子単体となって非水溶性溶剤６中で分散する。従って、フッ素樹脂粒子３と非水溶性溶剤６とを予め混合しておき、非水溶性溶剤６中にフッ素樹脂粒子３の１次粒子が分散した状態で、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２、シリカ粒子４、水５と混合することにより、材料投入後の撹拌時間を短くすることができる。なお、フッ素樹脂粒子３と非水溶性溶剤６とは必ずしも予め混合しておく必要はなく、他の材料を容器に投入する際に、フッ素樹脂粒子３、非水溶性溶剤６を個別に投入してもよく、撹拌によりコーティング組成物１中の非水溶性溶剤６にフッ素樹脂粒子３を分散させることができる。
【００５３】
コーティング組成物１における親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とフッ素樹脂粒子３との合計質量（以下、フッ素樹脂質量と呼ぶ）と、シリカ粒子４の質量（以下、シリカ質量と呼ぶ）との比、すなわち、フッ素樹脂質量：シリカ質量は、６０：４０〜９５：５が好ましく、７０：３０〜８５：１５がさらに好ましい。フッ素樹脂質量とシリカ質量との比が、９５：５よりも大きい場合、コーティング組成物１で形成したコーティング膜にクラックが入りやすくなるため好ましくない。また、フッ素樹脂質量とシリカ質量との比が、６０：４０よりも小さくなると、フッ素樹脂粒子による粉塵付着および油付着の抑制性能が得られないことがあるので好ましくない。
【００５４】
以上のように本発明のコーティング組成物１は構成され製造される。
【００５５】
次に、本発明のコーティング組成物１で形成したコーティング膜について説明する。コーティング方法については、実施の形態２で詳細に説明するが、コーティング膜は、例えば、基材表面の上からコーティング組成物を塗布して乾燥することで形成される。基材表面の上にコーティング組成物を塗布した直後は、非水溶性溶剤６の比重が水５の比重より小さいため、図１に示すようにフッ素樹脂粒子３が分散した非水溶性溶剤６が、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とが分散した水５よりも上になる。このように基材表面の上にコーティング組成物１を塗布した状態から、乾燥により水５と非水溶性溶剤６とを蒸発させて除去することでコーティング膜が形成される。
【００５６】
図３は本実施の形態１のコーティング膜の構成を示すモデル図である。コーティング膜１０は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と、フッ素樹脂粒子３と、シリカ粒子４とで構成される。コーティング膜１０は、上記のように基体９の上に、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とが分散した水５の層と、水５の層の上にフッ素樹脂粒子３が分散した非水溶性溶剤６の層とにより構成されるコーティング組成物１から、水５と非水溶性溶剤６とを除去して形成されるため、コーティング膜１０は、基体９の表面には親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とが多くなり、コーティング膜１０の表面にはフッ素樹脂粒子３が多くなる。
【００５７】
基体９の表面には、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とが多いため、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と親水性であるシリカ粒子４とが密着することで、強固に基体９の表面にコーティング膜１０を形成することができる。一方、コーティング膜１０の表面には、疎水性のフッ素樹脂粒子３が多いため、高い防汚性能を得ることができる。さらに、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とを主とする層の上に、疎水性のフッ素樹脂粒子３を主とする層が形成されるため、フッ素樹脂粒子３が親水性を付与したフッ素樹脂粒子２およびシリカ粒子４と密着し、強固なコーティング膜を形成することができる。
【００５８】
コーティング膜１０のシリカ粒子４の濃度をコーティング膜１０の表面側と裏面側で比較すると、コーティング膜１０の表面側の方がコーティング膜１０の裏面側よりシリカ粒子４の濃度が小さくなっている。なお、ここでコーティング膜の裏面側とは、基材９の表面に近い側を言う。
【００５９】
また、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とフッ素樹脂粒子３とを合計したフッ素樹脂粒子の濃度を、コーティング膜１０の表面側とコーティング膜１０の裏面側で比較すると、コーティング膜１０の表面側の方がコーティング膜１０の裏面側よりフッ素樹脂粒子の濃度が大きくなっている。
【００６０】
コーティング膜１０の表面側に多く表れるフッ素樹脂粒子は、親水性を付与されていない、すなわち、疎水性のフッ素樹脂粒子３である。親水性を付与したフッ素樹脂粒子２と疎水性のフッ素樹脂粒子３との濃度分布は、界面活性剤の濃度分布を分析することで知ることができる。界面化製剤の濃度を、コーティング膜１０の表面側とコーティング膜１０の裏面側で比較すると、コーティング膜１０の表面側の方がコーティング膜１０の裏面側より界面活性剤の濃度が小さくなっている。
【００６１】
以上のように本発明のコーティング膜１０は、コーティング膜１０の表面に現れるのは大部分が疎水性のフッ素樹脂粒子３であり、コーティング膜１０の表面積の大部分をフッ素樹脂粒子３が占める。従って、コーティング膜１０の表面積に占めるフッ素樹脂粒子とシリカ粒子４の割合を比較すると、フッ素樹脂粒子の方が大きくなっている。
【００６２】
一方、特許文献２に記載されているように従来のコーティング膜は、親水性の無機微粒子（シリカ粒子）で形成される親水性部の面積が、コーティング膜の表面に露出する疎水性の樹脂粒子（フッ素樹脂粒子）の面積に比べ十分に大きく、連続した親水性部中に疎水部が点在した構成となっている。また、特許文献３に記載されているように従来のコーティング膜は、シリカ微粒子から成るシリカ膜中にフッ素樹脂粒子が点在するとともに、フッ素樹脂粒子がシリカ膜の表面から全部ではなく部分的に露出されている状態となっている。このように本発明のコーティング組成物１で形成したコーティング膜は、従来のコーティング膜とは全く異なる構成となり、コーティング膜１０の表面の大部分が疎水性のフッ素樹脂粒子３で構成されるため高い防汚性能を得ることができる。
【００６３】
以上のように本発明のコーティング組成物１によれば、基体側では親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４により強固で耐久性に優れたコーティング膜１０が形成される一方、表面側ではコーティング膜１０の表面の大部分が疎水性のフッ素樹脂粒子３で構成されるので高い防汚性能を有するといった、耐久性と防汚性能の両方において優れた性能を有するコーティング膜を得ることができるといった効果が得られる。
【００６４】
実施の形態２．
本実施の形態２では、実施の形態１で述べ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コーティング方法について説明する。コーティング膜１０は、基体９にコーティング組成物１を塗布する工程と、塗布したコーティング組成物を乾燥させる工程とにより形成される。
【００６５】
コーティング膜１０が形成される基体９は、樹脂、金属、ガラス、セラミックスなどであってよく、特に材質は限定されない。また、基体９は、例えば、電気機器などの装置に用いられる部品あるいは部材であり、特にその用途が限られるものではない。
【００６６】
まず、基体９にコーティング組成物１を塗布する工程について説明する。
【００６７】
コーティング組成物１を基材９の表面に塗布する方法は特に限定されるものではないが、例えば、浸漬または掛け塗りなどの方法により基体９の表面をコーティング組成物１の液膜で覆うように塗布することが好ましい。このように基体９の表面を覆うように塗布することで、欠陥の無いコーティング膜１０を形成することができる。
【００６８】
図４は浸漬によりコーティング組成物を塗布する方法を示すモデル図である。図４において、コーティング組成物１は水５の層と、水５の層の上部に非水溶性溶剤６の層とを有している。図４では、コーティング組成物１の水５に含まれる親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４と、非水溶性溶剤６に含まれるフッ素樹脂粒子３とを省略して示したが、図４に示すコーティング組成物１は図１で示したコーティング組成物１と同一であるので、図４のコーティング組成物１においてもこれら省略して示した材料が含まれている。
【００６９】
図４は、基体９をコーティング組成物１に浸漬した後に、基体９をコーティング組成物１から引き上げる様子を示したものである。図４に示すように、コーティング組成物１は水５の層と、水５の層の上に存在する非水溶性溶剤６の層との２層で構成されているため、コーティング組成物１に浸漬させて引き上げた基体９の表面には、基体９の表面を覆って水５の層、さらに水５の層を覆って非水溶性溶剤６の層が塗布される。当然ながら、基体９に塗布された水５の層には、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２とシリカ粒子４とが分散して含まれており、非水溶性溶剤６の層にはフッ素樹脂３が分散して含まれている。基体９への浸漬によるコーティング組成物１の塗布は上記のように行うことができる。なお、コーティング組成物１から基体９を引き上げる際には、基体９をゆっくり引き上げることでコーティング組成物１が流れ落ちて液膜の厚さが不均一となるのを抑制することができる。
【００７０】
また、基体９への掛け塗りによるコーティング組成物１の塗布は、以下のように行うことができる。コーティング膜１０を形成する面を上方に向けて基体９を置き、上方に向いた基体９の面にコーティング組成物１を掛けたり、あるいは、垂らしたりすることで塗布する。これにより、コーティング組成物１は基体９の上に存在し、比重が大きい水５の層が下側の層、比重が小さい非水溶性溶剤６の層が上側の層となって塗布される。すなわち、基体９の表面を水５の層が覆って、さらに水５の層を非水溶性溶剤６の層が覆って塗布される。
【００７１】
次に、塗布したコーティング組成物１を乾燥させる工程について説明する。
【００７２】
塗布したコーティング組成物１を乾燥させる工程には、余剰のコーティング組成物１を除去する工程と、コーティング組成物１から水５と非水溶性溶剤６とを蒸発させて除去する工程とを含むが、これらの工程は同一の作業で同時に行われることがあるので、ここでは区別せず塗布したコーティング組成物１を乾燥させる工程として説明する。
【００７３】
浸漬や掛け塗りでコーティング組成物１を基体９に塗布すると、基体９の表面や端面部に液滴として余剰のコーティング組成物１が残留する場合がある。余剰なコーティング組成物１が残留した場合、その部分に形成されるコーティング膜が厚くなるため、コーティング膜にクラックが入って強度が低下したり、白濁したりすることがある。また、余剰なコーティング組成物１を乾燥させるには長時間を要するため製造コストの増大を招く。
【００７４】
基体９から余剰のコーティング組成物１を除去し、コーティング組成物１を乾燥させる方法として、基体９に気流を吹き付けて気流の運動エネルギーにより余剰のコーティング組成物１を除去するとともに乾燥する方法、あるいは基体９を回転させて遠心力により余剰のコーティング組成物１を除去するとともに乾燥する方法が適している。
【００７５】
コーティング組成物１を塗布した基体９に気流を吹き付ける場合には、気流の温度は２５℃以上１００℃以下が好ましく、６０℃以下がさらに好ましい、気流の温度が高すぎる場合、フッ素樹脂粒子やシリカ粒子が変質して形成されるコーティング膜１０の性能が悪くなる傾向があるため好ましくない。気流の温度が２５℃未満では、乾燥時間が長くなるため好ましくない場合がある。
【００７６】
また、気流を吹き付ける時間は、気流の温度やコーティング膜を形成される物品の形状に依存するため特に限定されるものではないが、単純な形状の物品では、２秒以上２０秒以下が好ましい。また、微小な隙間や穴を有するような複雑な形状を有する物品では、５秒以上５０秒以下が好ましい。気流を吹き付ける時間が短ければ余剰なコーティング組成物１０が残留しやすく、時間が長くかかり過ぎるとコーティング組成物１が不足した状態となり、高い防汚性能が得られなくなるので好ましくない。
【００７７】
コーティング組成物１を塗布した基体９を回転させる場合であって、雰囲気温度を制御可能な場合には、雰囲気温度は上記気流の温度と同様、２５℃以上１００℃以下が好ましく、６０℃以下がさらに好ましい。雰囲気温度が高すぎる場合、フッ素樹脂粒子やシリカ粒子が変質して形成されるコーティング膜１０の性能が悪くなる傾向があるため好ましくない。また、雰囲気温度が２５℃未満では、乾燥時間が長くなるため好ましくない場合がある。
【００７８】
以上のような工程により形成したコーティング膜１０の膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることが特に好ましい。膜厚が０．１μｍ未満では十分な防汚性能が得られないため好ましくない。また、膜厚が１０μｍを超えると、形成したコーティング膜１０にクラックが入りやすくなるため好ましくない。コーティング膜１０の膜厚は、上記の塗布したコーティング組成物１を乾燥させる工程において、基体９に気流を吹き付ける時間や基体９を回転させる時間を制御することでも調整することができ、これらの時間を制御することでコーティング膜１０の膜厚を０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。なお、当然のことながら実施の形態１で述べたようにコーティング組成物１を構成する各材料の配合量によっても膜厚を調整することができる。
【００７９】
以上のように本実施の形態２によれば、コーティング組成物１を用いて耐久性と防汚性能の両方において優れた性能を有するコーティング膜を得ることができるといった効果が得られる。
【００８０】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３における空気調和機の室内機を示す概略断面図である。本実施の形態３の空気調和機は、空気調和機を構成する一部の部品に実施の形態１で述べたコーティング組成物を用いたコーティング膜を形成している。また、コーティング膜が形成された部品は、実施の形態２で述べたコーティング方法によりコーティング膜が形成されている。
【００８１】
空気調和機の室内機１００は、樹脂で形成された筐体１１と、筐体１１の上部に設けられた吸込口１２と、筐体１１の前方に設けられた開閉自在の前面パネル１３と、筐体１１の下部前方に設けられた吹出口１４と、筐体１１の内部に設けられた円筒状の送風ファン２０と、吸込口１２と送風ファン２０との間に設けられた熱交換器３０と、送風ファン２０の吹出口１４側に設けられたケーシング部１５とを備えている。送風ファン２０は、熱交換器３０側からケーシング部１５側に気流を送る貫流ファンである。
【００８２】
また、吹出口１４には、室内機１００の左右方向（紙面垂直方向）に複数枚設置された左右風向板１６と、室内機１００の左右方向に長手を有する複数の上下風向板１７とを備えている。左右風向板１６は、左右方向の風向を制御する風向板であり、上下風向板１７は、上下方向（紙面上下方向）の風向を制御する風向板であり、共にモータ（図示せず）によって自動で角度が制御できるようになっている。左右風向板１６と、上下風向板１７とは樹脂で形成される。上下風向板１７は、上側風向板と下側風向板とに分かれていてもよく、室内機１００の左右方向に複数備えていてもよい。
【００８３】
ケーシング部１５、左右風向板１６および上下風向板１７の表面には、本発明のコーティング組成物１により形成されたコーティング膜１０が設けられている。ケーシング部１５は、室内機１００の内側の面にのみコーティング膜１０が設けられており、左右風向板１６および上下風向板１７は片面あるいは両面にコーティング膜１０が設けられている。
【００８４】
熱交換器３０は、内部を冷媒が通る銅やアルミで形成された冷媒管３１と、冷媒管３１が挿入されるアルミで形成されたフィン３２とを備えるフィンチューブ型熱交換器である。送風ファン２０が回転することによって、吸込口１２から流入した空気が熱交換器３０を通過する際に、冷媒管３１の内部を通る冷媒と熱交換することで、冷房、暖房、除湿などの空気調和が行われる。
【００８５】
吸込口１２は面積が広く、吹出口１４は面積が狭いために、吸込口１２から吸込まれる空気の風速は小さいが、吹出口１４から吹き出される空気の風速は大きくなる。吹出口１４から吹き出される空気の風速が大きいため、熱交換を行った冷風や温風を室内機１００から遠く離れた部屋の隅まで送り届けることができる。すなわち、ケーシング部１５、左右風向板１６、上下風向板１７には粉塵、油煙および煙草のヤニ等の様々な汚れを含む空気が大きな風速で吹き付けられるため、これらの部材は汚れやすくなる。しかし、ケーシング部１５、左右風向板１６および上下風向板１７には本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０が形成されているので、粉塵、油煙および煙草のヤニ等の付着を抑制し、優れた防汚性能を得ることができる。
【００８６】
ここではケーシング部１５、左右風向板１６および上下風向板１７に本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０を形成した場合について述べたが、室内機１００の他の部材にも発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０を形成してもよい。本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０が各種部材に形成された空気調和機は、空気調和性能の低下を抑制し、空気調和機への汚れの付着を効果的に防止することができる。
【００８７】
また、ケーシング部１５、左右風向板１６および上下風向板１７の全てに、必ずしも本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０を形成する必要はなく、例えば、ケーシング部１５のみにコーティング膜１０を形成してもよい。
【００８８】
なお、本実施の形態では壁掛け型の空気調和機の室内機について説明したが、これに限るものではなく、例えば、床置き型の空気調和機の室内機であってもよい。従って、図４では、熱交換器３０は送風ファンの上方および前方を取り囲むように配置されているが、これに限るものではない。また、熱交換器３０はフィンチューブ型熱交換器について示したが、これに限るものではない。さらに、送風ファン２０は、貫流ファンに限らず軸流ファンであってもよい。
【００８９】
また、本実施の形態３では、本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０を空気調和機に形成した場合について述べたが、換気扇、エレベータ、冷蔵庫、ＩＨクッキングヒータ、太陽電池などの他の電気機器の各部材に設けてもよい。本発明のコーティング組成物１によるコーティング膜１０を設けた部材を有する電気機器では、本実施の形態３で述べた空気調和機と同様に高い防汚性能を得ることができ、性能低下を抑制することができるといった効果が得られる。
【実施例】
【００９０】
以下に具体的な実施例を示して本発明のコーティング組成物１により形成したコーティング膜１０の防汚性と耐久性について説明する。なお、以下に示す実施例により本発明は何ら制限を受けるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。
【００９１】
実施例１〜７および比較例１〜４では、基材９として１００ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍのプラスチック基材（ＡＢＳ）を用い、コーティング膜１０を形成した。
【００９２】
また、実施例１〜７および比較例２〜３では、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２を得るために、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２の含有量が６０質量％のフッ素樹脂ディスパージョンを使用した。以下では、フッ素樹脂ディスパージョンの含有量の後の括弧内に、コーティング組成物１に対する親水性を付与したフッ素樹脂粒子２の含有量を示した。
【００９３】
実施例１〜７として、以下のコーティング組成物を準備した。以下に示す含有量は全てコーティング組成物に対する含有量である。
［実施例１］
脱イオン水および、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９４】
［実施例２］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）０．０５質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９５】
［実施例３］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）１１．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９６】
［実施例４］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）０．０８３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子０．０５質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９７】
［実施例５］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）１８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子１１．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９８】
［実施例６］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを０．９質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【００９９】
［実施例７］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを１１．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【０１００】
比較例１〜４として、以下のコーティング組成物を準備した。以下に示す含有量は全てコーティング組成物に対する含有量である。
［比較例１］
脱イオン水及び、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【０１０１】
［比較例２］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％と、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【０１０２】
［比較例３］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、ノルマルヘプタンを５．０質量％添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【０１０３】
［比較例４］
脱イオン水及び、平均粒径２５０ｎｍのフッ素樹脂ディスパージョン「ＡＤ９１５Ｅ」（旭硝子社製）８．３質量％（親水性を付与したフッ素樹脂粒子５．０質量％）、フッ素樹脂粒子粉末「ポリフロンＰＴＦＥ−Ｍ」（ダイキン社製）５．０質量％、平均粒径１０ｎｍのシリカ粒子「カタロイドＳＩ−５５０」（日揮触媒化成社製）２．５質量％を添加してコーティング組成物を調整した。その後、前記コーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させることでコーティング膜を形成した。
【０１０４】
表１に実施例１〜７および比較例１〜４のコーティング組成物の配合比を示す。
【０１０５】
【表１】
2017061626.tif 000003
【０１０６】
実施例１〜７および比較例１〜４のコーティング組成物で形成したコーティング膜について、粉塵防汚性能、油防汚性能、摩耗試験後の剥離性の３つの性能を評価した。
【０１０７】
粉塵防汚性能は、親水性汚損物質である砂塵と疎水性汚損物質であるカーボンブラックとの複合汚れの固着性を評価した。温度２５℃、湿度５０％の条件下において、１〜３μｍを中心粒径とするＪＩＳ  Ｚ  ８９０１  ８種の関東ローム粉塵と、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１  １２種のカーボンブラックとを１：１で混合した複合汚れを、形成したコーティング膜にエアーで吹き付けた後、メンディングテープ（住友３Ｍ社製）により採取し、分光光度計（島津製作所社製  ＵＶ−３１００ＰＣ）による吸光度（波長５５０ｎｍ）を測定し、下記の基準に従って評価した。評価点は低いほど良く、評価点が１から３のものを合格と判定し、評価点が４と５のものを不合格と判定した。
１：吸光度が０．１未満のもの。
２：吸光度が０．１以上０．２未満のもの。
３：吸光度が０．２以上０．３未満のもの。
４：吸光度が０．３以上０．４未満のもの。
５：吸光度が０．４以上のもの。
【０１０８】
油防汚性能は、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１  １５種の複合汚れに配合比１質量％で油を添加した汚れの固着性を評価した。温度２５℃、湿度５０％の条件下において、１質量％の油を添加したＪＩＳ１５種の複合汚れを、形成したコーティング膜にエアーで吹き付けた後、メンディングテープ（住友３Ｍ社製）により採取し、分光光度計（島津製作所社製  ＵＶ−３１００ＰＣ）による吸光度（波長５５０ｎｍ）を測定し、下記の基準に従って評価した。評価点は低いほど良く、評価点が１から３のものを合格と判定し、評価点が４と５のものを不合格と判定した。
１：吸光度が０．１未満のもの。
２：吸光度が０．１以上０．２未満のもの。
３：吸光度が０．２以上０．３未満のもの。
４：吸光度が０．３以上０．４未満のもの。
５：吸光度が０．４以上のもの。
【０１０９】
摩耗試験後の剥離性は、クロックメータ（安田機械社製）を用いて、形成したコーティング膜上を荷重９０ｇｆ／ｃｍ２で２０回往復させる摩耗試験を行った後、コーティング膜の剥離状態を評価した。具体的には、摩耗試験後のコーティング膜の表面を顕微鏡による観察でコーティング膜の残存面積を測定し、下記の基準に従って評価した。評価点は低いほど良く、評価点が１から３のものを合格と判定し、評価点が４と５のものを不合格と判定した。
１：剥離の無いもの。
２：剥離面積が１％以上２０％未満のもの。
３：剥離面積が２０％以上６０％未満のもの。
４：剥離面積が６０％以上９０％未満のもの。
５：全て剥離したもの。
【０１１０】
表２に実施例１〜７および比較例１〜４の評価結果と合否判定を示す。なお、表２の判定で○は合格を示し、×は不合格を示す。また、総合判定は、粉塵防汚性能、油防汚性能および摩耗試験後の剥離性のそれぞれの合否判定を勘案した総合的な合否判定を示す。
【０１１１】
【表２】
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【０１１２】
表２に示すように、実施例１〜７のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、粉塵防汚性能と油防汚性能とに評価点４および５が無く、防汚性能は合格であった。また、摩耗試験後の剥離性にも評価点４および５が無いため、耐久性も合格であった。特に、実施例１のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、粉塵防汚性能、油防汚性能、摩耗試験後の剥離性の全てにおいて評価点が１であり最も良好であった。この理由は、実施例１のコーティング組成物は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２、フッ素樹脂粒子３、シリカ粒子４、非水溶性溶剤６の全てが、より好ましい最適な含有量で配合されているためである。
【０１１３】
次いで、実施例３のコーティング組成物で形成したコーティング膜と実施例７のコーティング組成物で形成したコーティング膜とが、１つの評価項目のみ評価点が２で他の２つの評価項目は評価点が１であり良好であった。実施例３のコーティング組成物は、フッ素樹脂粒子３がより好ましい最適な配合量より多く配合されているため、コーティング膜表面の凹凸が僅かに増加し、表面に粉塵が引っ掛かりやすくなり粉塵防汚性能が低下した。また、実施例７コーティング組成物は、非水溶性溶剤６がより好ましい最適な配合量より多く配合されているため、コーティング膜に非水溶性溶剤６が僅かに残留し油防汚性能が低下した。
【０１１４】
実施例５のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、粉塵防汚性能と摩耗試験後の剥離性とが共に評価点３で、実施例１〜７の中では最も低い評価であった。この理由は、親水性のフッ素樹脂粒子２がより好ましい最適な配合量より多く配合されているため、コーティング膜に欠陥が僅かに生じ、欠陥による凹凸に粉塵が引っ掛かりやすくなったと共に、コーティング膜の密着性が低下したためである。
【０１１５】
実施例２のコーティング組成物はフッ素樹脂粒子３が、実施例４のコーティング組成物は親水性を付与したフッ素樹脂粒子２が、実施例６のコーティング組成物は非水溶性溶剤６が、それぞれより好ましい最適な配合量より少なく配合されているため、形成したコーティング膜の性能は、実施例１のコーティング組成物で形成したコーティング膜の性能より低下したが、粉塵防汚性能、油防汚性能、摩耗試験後の剥離性の全てにおいて評価点が３以下であり合格であった。
【０１１６】
以上のようにコーティング組成物に対する各材料の含有量は、実施の形態１で示したより好ましい含有量とすることにより最も優れた性能を発揮するコーティング膜を形成することができるが、各材料の含有量がより好ましい含有量でなくても、実施の形態１で示した好ましい含有量とすることで、粉塵防汚性能、油防汚性能、摩耗試験後の剥離性の全てにおいて合格が得られる性能を有するコーティング膜を形成することができた。
【０１１７】
一方、比較例１〜４のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、２つあるいは全ての評価項目で不合格があった。比較例１のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２が無いため、強固にコーティング膜を形成することができず、クラックや欠陥が生じて、粉塵防汚性能、油防汚性能で不合格となり、摩耗試験後の剥離性は評価点３で合格ではあったものの半分以上の面積が剥離していた。
【０１１８】
また、比較例２のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、フッ素樹脂粒子３が無いため、粉塵防汚性能の評価点が５で特に悪かった。比較例３のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、シリカ粒子４が無いため、コーティング膜の密着性が悪く、摩耗試験後の剥離性の評価点が５で特に悪かった。比較例４のコーティング組成物で形成したコーティング膜は、非水溶性溶剤６が無いため、フッ素樹脂粒子３の分散性が悪く、粉塵防汚性能および油防汚性能の両方の評価点が５で特に悪かった。
【０１１９】
比較例１〜４のコーティング組成物は、親水性を付与したフッ素樹脂粒子２、フッ素樹脂粒子３、シリカ粒子４、非水溶性溶剤６のいずれか１つが無いため、粉塵防汚性能、油防汚性能、摩耗試験後のいずれか１つ以上が不合格であり、十分な性能を有するコーティング膜を形成することができなかった。
【０１２０】
以上の結果から分かるように、本発明によれば耐久性に優れ長期に亘って優れた防汚性能を有するコーティング膜を形成した部材を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  コーティング組成物
２  親水性を付与したフッ素樹脂粒子、２ａ  フッ素樹脂粒子
３  フッ素樹脂粒子
４  シリカ粒子
５  水
６  非水溶性溶剤
７  界面活性剤、７ａ  親水基、７ｂ  疎水基
１０  コーティング膜
【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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