(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射により可視光領域で発光する水溶性の蛍光剤と、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機微粒子とを含有する水系コーティング組成物であって、
前記蛍光剤の含有量が、前記蛍光剤を除く水系コーティング組成物の固形分１００質量部に対して０．０２５〜０．２５質量部であり、且つ可視光領域で透明なコーティング膜を与えることを特徴とする水系コーティング組成物。
【請求項２】
紫外線照射により可視光領域で発光し且つ平均粒径が１００ｎｍ以下の非水溶性の蛍光剤と、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機微粒子とを含有する水系コーティング組成物であって、
前記蛍光剤の含有量が、前記蛍光剤を除く水系コーティング組成物の固形分１００質量部に対して０．０２５〜０．２５質量部であり、且つ可視光領域で透明なコーティング膜を与えることを特徴とする水系コーティング組成物。
【請求項３】
可視光領域における前記コーティング膜の吸光度が０．１以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水系コーティング組成物。
【請求項４】
前記蛍光剤の励起波長が、１５０〜３８０ｎｍ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水系コーティング組成物。
【請求項５】
前記無機微粒子がシリカ微粒子であ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水系コーティング組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の水系コーティング組成物を物品表面に適用することによりコーティング膜を形成した後、前記コーティング膜を洗浄することにより前記蛍光剤を除去することを特徴とするコーティング方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の水系コーティング組成物を物品表面に適用することにより形成されたコーティング膜に紫外線を照射し、可視光領域の発光を観察することにより前記コーティング膜の形成状態を評価することを特徴とするコーティング膜の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系コーティング組成物、コーティング方法、及びコーティング膜の評価方法に関する。詳細には、本発明は、様々な物品の表面をコーティングするのに用いられる水系コーティング組成物及びコーティング方法、並びにコーティング膜の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内又は室外で使用される各種物品の表面では、帯電、傷付き、及び粉塵や油煙等の様々な汚れの付着等が問題になることが多いため、この問題を防止する方法が各種検討されている。
例えば、プラスチック等の帯電し易い物品に対しては、帯電防止剤等の練り込み等によって物品の素材そのものを改質する方法や、各種塗料を用いて物品表面をコーティングする方法が知られている。しかし、これらの方法には、物品の特性（例えば、強度や耐久性等）が低下したり、物品の色調や風合いが損なわれたり、コストが上昇したりするという欠点がある。
【０００３】
一方、物品の特性を維持し、且つ物品の色調や風合いを損なわない方法として、特定のコーティング組成物を用いて透明で薄いコーティング膜を物品表面に形成する方法が知られている。この方法に使用されるコーティング組成物としては、所望の目的に応じて様々なものが知られているが、その中でも水系コーティング組成物は、コスト、処理の容易性、環境負荷等の点で優れている。水系コーティング組成物としては、例えば、防汚性能に優れたコーティング膜を与えるものとして、酸化チタンを含む水系コーティング組成物（例えば、特許文献１参照）や、シリカ、光触媒性酸化物及び撥水性フッ素樹脂を含む水系コーティング組成物（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２６８４２号公報
【特許文献２】特開２００１−８８２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コーティング組成物を用いて物品表面にコーティング膜を形成する場合、物品表面に未コーティング部分があったり、コーティング膜にムラがあったりすると、帯電防止を目的とするコーティング膜では局所的な帯電が生じたり、防汚を目的とするコーティング膜では局所的な汚れ付着が生じたりする等の問題が生じる。
特に、上記のようなコーティング組成物を用いた方法では、得られるコーティング膜が透明な薄膜であるため、視認することができず、コーティング膜が物品表面に形成されているのか否かを判定することが困難である。また、このコーティング膜が物品表面に均一に形成されているのか否かを判定することも容易ではない。
一方、コーティング膜の形成状態を視認することができるようにコーティング膜を着色した場合には、コーティングされる物品の色調や風合いが損なわれてしまう。また、着色したコーティング膜を得るには、コーティング組成物を著しく着色する必要があり、この場合には、コーティング組成物の廃液処理に手間がかかることとなるので、単純な着色による方法は現実的ではない。
【０００６】
従って、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、様々な物品表面の色調や風合いを損なうことなく容易にコーティングすることができると共に、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができるコーティング膜を与える水系コーティング組成物及びコーティング方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができるコーティング膜の評価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】
本発明は、紫外線照射により可視光領域で発光する水溶性の蛍光剤と、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機微粒子とを含有する水系コーティング組成物であって、前記蛍光剤の含有量が、前記蛍光剤を除く水系コーティング組成物の固形分１００質量部に対して０．０２５〜０．２５質量部であり、且つ可視光領域で透明なコーティング膜を与えることを特徴とする水系コーティング組成物である。
また、本発明は、紫外線照射により可視光領域で発光し且つ平均粒径が１００ｎｍ以下の非水溶性の蛍光剤と、平均粒径が１００ｎｍ以下の無機微粒子とを含有する水系コーティング組成物であって、前記蛍光剤の含有量が、前記蛍光剤を除く水系コーティング組成物の固形分１００質量部に対して０．０２５〜０．２５質量％であり、且つ可視光領域で透明なコーティング膜を与えることを特徴とする水系コーティング組成物である。
また、本発明は、前記水系コーティング組成物を物品表面に適用することによりコーティング膜を形成した後、前記コーティング膜を洗浄することにより前記蛍光剤を除去することを特徴とするコーティング方法である。
さらに、本発明は、前記水系コーティング組成物を物品表面に適用することにより形成されたコーティング膜に紫外線を照射し、可視光領域の発光を観察することにより前記コーティング膜の形成状態を評価することを特徴とするコーティング膜の評価方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、様々な物品表面の色調や風合いを損なうことなく容易にコーティングすることができると共に、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができるコーティング膜を与える水系コーティング組成物及びコーティング方法を提供することができる。
また、本発明によれば、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができるコーティング膜の評価方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
本実施の形態の水系コーティング組成物は、蛍光剤と無機微粒子とを含有する。この水系コーティング組成物は、可視光領域（４２０ｎｍ〜８００ｎｍ）で透明なコーティング膜を与える。
ここで、「可視光領域で透明」とは、物品の色調や表面状態、及び観察条件等によって異なるため、一義的に定義することは難しいが、石英板等の平らな透明基板に水系コーティング組成物を適用（例えば、塗布）して形成された厚さ０．２μｍ程度のコーティング膜おいて、分光光度計（株式会社島津製作所製）で測定した可視光領域の吸光度が０．３以下、好ましくは０．１以下であり、且つ、ヘイズメーター（日本電色工業株式会社製ＮＤＨ２０００）で測定したヘイズ値が１０％以下であることを意味する。吸光度が０．３を超えるとコーティング膜の着色が見られることがあり、また、ヘイズ値が１０％を超えると光散乱によるコーティング膜の白濁が目に付くことが多い。
【００１０】
蛍光剤としては、紫外線照射により可視光領域で発光するものである。また、蛍光剤は、可視光領域で透明なコーティング膜を得るため、可視光領域で顕著な光吸収帯を有していなければよく、可視光領域で光吸収帯が全くない（すなわち、可視光領域で光吸収が全くない）ことが好ましい。例えば、４００ｎｍ付近の領域に光吸収帯が少しある蛍光剤であっても、可視光領域で透明なコーティング膜を与えるので、本実施の形態における蛍光剤として使用することが可能である。
蛍光剤の励起波長は、好ましくは１５０〜３８０ｎｍであり、より好ましくは２００〜３８０ｎｍである。この範囲の励起波長を有する蛍光剤であれば、特殊な紫外線照射装置を用いなくても、市販のブラックライト等による紫外線照射により可視光領域で発光するので、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができる。
【００１１】
蛍光剤としては、家庭用洗剤や繊維の増白処理で一般に使用されているものを用いることが可能であり、例えば、スチルベン誘導体、ビススチリルビフェニル誘導体、ベンジジン誘導体、クマリン誘導体、及びジアミノジベンゾチオフェンジオキシド類等の化合物が挙げられる。また、ＴＢＯ（住友化学）、Ｈａｋｋｏｌ（昭和化学工業）、Ｉｌｌｕｍｉｎａｒｉ（昭和化工）、Ｋａｙａｐｈｏｒ（日本化薬）等の商品名で市販されているものを使用することもできる。
また、蛍光剤は、時間の経過につれて耐光性が一般に低下するが、無機蛍光剤や、ビス（トリアジニルアミノ）スチルベンジスルホン酸誘導体等のスチルベン誘導体は、時間が経過しても良好な耐光性を保持することができる。そのため、長期間にわたってコーティング膜の形成状態を確認することが必要となる場合には、無機蛍光剤やスチルベン誘導体を用いることが好ましい。
なお、これらの蛍光剤は、１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００１２】
蛍光剤は、水溶性でも非水溶性でも使用することができるが、水系コーティング組成物の保存安定性の観点からは、水溶性であることが好ましい。これは、蛍光剤が非水溶性の場合には、水系コーティング組成物の長期保存時に蛍光剤が沈降することがあるからである。ただし、非水溶性の蛍光剤を用いる場合でも、界面活性剤等を用いてミセルやマイクロエマルションの状態とすれば、水系コーティング組成物の保存安定性を確保することが可能である。
非水溶性の蛍光剤を使用する場合、蛍光剤の平均粒径は、動的光散乱法により測定した場合に、１００ｎｍ以下であり、好ましくは６０ｎｍ以下である。蛍光剤の平均粒径が１００ｎｍを超えると、形成されたコーティング膜が白濁して透明な膜となり難く、また、蛍光剤がコーティング膜中に均一に分布し難くなる。一方、無機微粒子の平均粒径の下限は特に限定されることはないが、好ましくは２ｎｍである。
なお、水溶性の蛍光剤を使用する場合、水系コーティング組成物中で蛍光剤は溶解しているので、使用する蛍光剤の平均粒径は特に限定されない。
【００１３】
蛍光剤の含有量は、紫外線照射による可視光領域での良好な発光を確保する観点から、水系コーティング組成物の固形分（ただし、蛍光剤を除く）１００質量部に対して、０．０２５〜０．２５質量部であり、好ましくは０．０５〜０．１質量部である。蛍光剤の含有量が０．０２５質量部未満であると、紫外線照射による可視光領域での発光強度が小さくなり、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて判定することが難しくなる。一方、蛍光剤の含有量が０．２５質量部を超えると、濃度消光が生じて発光強度が小さくなり、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて判定することが難しくなる。
【００１４】
無機微粒子としては、水に溶解しないものであれば特に限定されることはなく、例えば、金属酸化物や金属窒化物の微粒子等を用いることができる。より具体的には、無機微粒子としては、シリカ、チタニア（酸化チタン）、アルミナ、ベーマイト等の微粒子が挙げられる。これら無機微粒子は、１種類を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
各種の無機微粒子の中でもシリカ微粒子は、チタニアやアルミナ等の微粒子に比べて屈折率がプラスチックやガラスに近い値を示すため、コーティング膜を物品表面に形成した際に、物品表面との界面や表面の光反射によって、白く見えたり、ぎらついた状態で見えたりすることが少ない。また、シリカ微粒子は、水系コーティング組成物中で平衡して溶存する成分を与えるため、この成分がバインダーとして機能し、特別なバインダーを配合しなくても良好なコーティング膜を形成することができる。よって、無機微粒子としては、シリカ微粒子が好ましい。
なお、無機微粒子は、水系コーティング組成物中で分散していることが好ましいため、親水性が低い場合には、界面活性剤等の分散剤を添加したり、無機微粒子の表面処理を行うことも可能である。ここで用いられる界面活性剤としては、特に限定されることはなく、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。
【００１５】
無機微粒子の平均粒径は、動的光散乱法により測定した場合に、１００ｎｍ以下であり、好ましくは６０ｎｍ以下である。平均粒径が１００ｎｍを超えると、形成されるコーティング膜が白濁し、透明なコーティング膜が得られない。また、コーティング膜が、物品表面の防汚を目的とするものである場合にはコーティング膜表面の凹凸が大きくなって汚れが付着し易くなり、物品表面の保護を目的とするものである場合にはコーティング膜が柔らかくなって保護機能が低くなるほか、大きな無機微粒子が傷を発生させる原因となる可能性がある。
一方、無機微粒子の平均粒径の下限は特に限定されることはないが、好ましくは２ｎｍであり、より好ましくは３ｎｍである。
【００１６】
水系コーティング組成物における無機微粒子の含有量は、好ましくは０．１〜５質量％であり、より好ましくは０．３〜２．５質量％である。無機微粒子の含有量が０．１質量％未満であると、形成されるコーティング膜が薄くなりすぎることがある。その結果、コーティング膜の帯電防止性能、防汚性能及び表面保護性能等が得られたとしても、蛍光剤からの発光量が少なくなり、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて判定することが難しくなることがある。一方、無機微粒子の含有量が５質量％を超えると、コーティング膜が不均一な白濁膜となることがある。
【００１７】
水系コーティング組成物の固形分（すなわち、水系コーティング組成物から形成されるコーティング膜）における無機微粒子の含有量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上である。無機微粒子の含有量が５０質量％未満であると、コーティング膜の多孔性が低下し、光反射によってコーティング膜がぎらついて見えるようになったり、防汚性能が低下したりすることがある。
【００１８】
水系コーティング組成物に用いられる水としては、特に限定されることはないが、無機微粒子の分散安定性の観点から、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等の２価以上のイオン性不純物が少ない方が好ましい。具体的には、かかるイオン性不純物の濃度が、好ましくは２００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５０ｐｐｍである。かかるイオン性不純物の濃度が２００ｐｐｍを超えると、無機微粒子が凝集して沈殿したり、得られるコーティング膜の強度や透明性が低下したりすることがある。また、水の含有量も特に制限されることはなく、コーティング方法等にあわせて適宜調整すればよいが、一般に３０〜９９．５質量％である。
【００１９】
本実施の形態の水系コーティング組成物は、上記の蛍光剤及び無機微粒子と共に、水系コーティング組成物やコーティング膜に様々な特性を付与する観点から、バインダー、樹脂粒子、界面活性剤、ｐＨ調整剤、有機溶剤、カップリング剤やシラン化合物等を含有することができる。
バインダーは、コーティング膜の強度及び親水性等の特性を調整する成分である。バインダーとしては、特に限定されることはないが、例えば、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の重合体や共重合体のような水溶性ポリマー、ペルオキソチタン酸、リン酸アルミニウム、水ガラス、リチウムシリケート等の各種シリケート化合物、金属アルコキシド類等が挙げられる。これらバインダーは、１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
バインダーの含有量は、無機微粒子１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下である。バインダーの含有量が３０質量部を超えると、コーティング膜の多孔性が低下し、光反射によってコーティング膜がぎらついて見えるようになったり、防汚性能が低下したりすることがある。
【００２０】
樹脂粒子は、コーティング膜の潤滑性、親水性及び撥水性等の特性を調整する成分である。樹脂粒子としては、特に限定されることはないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー及びポリビニリデンフルオライド等のフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ等の有機樹脂が挙げられる。これら樹脂粒子は、１種類を単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
樹脂粒子の平均粒径は、特に限定されることはないが、一般に５０〜５００ｎｍである。この範囲の平均粒径を有する樹脂粒子を水系コーティング組成物に含有させることで、樹脂粒子がコーティング膜中に適度に分散すると共にコーティング膜の表面に露出し易くなって、良好な防汚性能を得ることができる。
水系コーティング組成物における樹脂粒子の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２１】
界面活性剤は、水系コーティング組成物の塗布性、無機微粒子の分散性、及びコーティング膜の密着性等の特性を調整する成分である。界面活性剤としては、特に限定されることはないが、例えば、各種の陰イオン系又は非イオン系の界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤の中でも、使い易さの観点から、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロックポリマーやポリカルボン酸型アニオン系界面活性剤等の起泡性の低い界面活性剤が好ましい。
水系コーティング組成物における界面活性剤の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２２】
ｐＨ調整剤は、水系コーティング組成物の塗布性や無機微粒子の分散性等の特性を調整する成分である。ｐＨ調整剤としては、特に限定されることはないが、例えば、硫酸や塩酸等の酸、アンモニア、及びアミン等が挙げられる。
水系コーティング組成物におけるｐＨ調整剤の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２３】
有機溶剤は、水系コーティング組成物の安定性、塗布性及び乾燥性、並びにコーティング膜の密着性等の特性を調整する成分である。有機溶剤としては、特に限定されることはないが、例えば、各種のアルコール系、グリコール系、エステル系、エーテル系等のものが挙げられる。
水系コーティング組成物における有機溶剤の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２４】
カップリング剤は、コーティング膜の透明性、強度及び親水性等の特性を調整する成分である。カップリング剤としては、特に限定されることはないが、例えば、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のメタクリロキシ系やメルカプト系、スルフィド系、ビニル系、ウレイド系等が挙げられる。
水系コーティング組成物におけるカップリング剤の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２５】
シラン化合物もカップリング剤と同様に、コーティング膜の透明性、強度及び親水性等の特性を調整する成分である。シラン化合物としては、特に限定されることはないが、例えば、トリフルオロプロピルトリメトキシランやメチルトリクロロシラン等のハロゲン含有物、ジメチルジメトキシシランやメチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有物、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物、メチルメトキシシロキサン等のオリゴマー等が挙げられる。
水系コーティング組成物におけるシラン化合物の含有量は、水系コーティング組成物及びコーティング膜の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはなく、選択した成分に併せて適宜設定すればよい。
【００２６】
本実施の形態の水系コーティング組成物の製造方法は、特に制限されることはないが、例えば、無機微粒子の分散液と、蛍光剤とを混合撹拌することによって製造することができる。ここで、無機微粒子の分散液は、１００ｎｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子が水等の極性溶媒中に分散されたものであればよく、例えば、市販のコロイダルシリカや酸化チタンゾル等を用いることができる。
このようにして製造される水系コーティング組成物は、主溶媒が水であるため、主溶媒が有機溶剤である場合と異なり、引火性がなく、また物品がプラスチック製品等の場合に表面を侵食することもない。
【００２７】
本実施の形態の水系コーティング組成物は、様々な物品表面をコーティングすることができる。
ここで、水系コーティング組成物が適用される物品としては、特に限定されることはなく、室内又は室外で使用される各種物品が挙げられる。また、コーティングを施す物品によっては、コーティング膜の密着性を向上させる観点から、コロナ処理、ＵＶ処理等の前処理を物品表面に施すこともできる。
【００２８】
コーティング方法としては、特に制限されることはなく従来公知の方法を用いて行うことが可能である。
例えば、水系コーティング組成物を物品表面に適用した後、余分な水系コーティング組成物を気流により除去することで物品表面にコーティング膜を形成することができる。この方法は、余分な水系コーティング組成物を気流により除去して乾燥させるので、無機微粒子が均一に分散した薄いコーティング膜を迅速に得ることができる。また、この方法により得られるコーティング膜は、厚さが０．０５〜１μｍ程度の透明性の高い薄膜であるため、物品表面の色調や色合いを損なうこともない。さらに、この方法によれば、特殊な工程や設備等も要求されないため、コーティングに要するコストの削減も可能となる。
余分な水系コーティング組成物を気流により除去しない場合には、余分な水系コーティング組成物が物品表面に滞留し、その部分に形成されるコーティング膜が厚くなることがある。そうすると、コーティング膜にクラックが入り、強度が低下したり、白濁したりすることがある。また、コーティング膜の乾燥に時間がかかることもある。
【００２９】
ここで、水系コーティング組成物の物品表面への適用方法としては、特に制限されることはなく、例えば、浸漬、塗布等の公知の方法によって行うことができる。塗布方法としては、例えば、ブラシや各種コーターを用いて塗布するだけでなく、水系コーティング組成物を物品にかけ流して塗布することも可能である。また、ブラシや各種コーター等による塗布等が困難な場合には、噴霧によるコーティングを行ってもよい。
気流としては、特に限定されることはなく、例えば、空気を用いることができる。
気流の速度としては、物品の形状や大きさ等に依存するため特に限定されないが、一般に５ｍ／秒以上であり、好ましくは１０ｍ／秒以上である。また、微小の隙間や穴を有する物品をコーティング対象とする場合には、隙間や穴からコーティング組成物を除去するために、１５ｍ／秒以上であることが好ましい。
気流の温度の上限としては、１００℃が好ましく、８０℃がより好ましい。温度が１００℃を超えると、コーティング膜が変質する等の問題が生じることがある。また、気流の温度の下限は、２５℃が好ましい。温度が２５℃未満であると、乾燥時間が長くなりすぎることがある。
気流を吹き付ける時間としては、気流の温度、及び物品の形状や大きさ等に依存するため特に限定されないが、一般に２〜２０秒である。また、微小の隙間や穴を有する物品をコーティング対象とする場合には、隙間や穴からコーティング組成物を除去するために、５〜５０秒であることが好ましい。
【００３０】
また、本実施の形態の水系コーティング組成物は、上述のような気流を用いなくてもコーティングを行うことができる。
例えば、浸漬の場合は、水系コーティング組成物に物品を浸漬させた後、物品をゆっくり引上げることにより、水系コーティング組成物の流れ落ちによるコーティング膜のムラを防ぐことができる。また、浸漬又は塗布の場合は、水系コーティング組成物を浸漬又は塗布によって物品に適用した後、物品を回転させる等して、余分なコーティング組成物を振り切って除去することができる。
【００３１】
本実施の形態の水系コーティング組成物から形成されるコーティング膜は、無機微粒子を主体とした緻密な薄膜であり、親水性が高く、多孔質、低密度及び高硬度という特性を有するので、以下の特別な効果を与える。
（１）親水性が高く、帯電防止効果を有する膜であるので、帯電による汚れ物質の付着を抑制する。
（２）多孔質の膜であるため汚れ物質間の接触面積が小さく、また、低密度の膜であるため作用する分子間力も小さいことから、汚れ物質が固着し難い。
（３）プラスチック等に比べて硬度が高い膜であるので、汚れ物質が圧着されたり、衝突したり、長時間密着したり等する場合に、膜の表面と汚れ物質との接触面積が拡がり難く、汚れ物質が固着し難い。
（４）膜の表面は、硬度が高く且つ摩擦係数も小さいので、プラスチック等の傷付き易い物品に形成した場合に傷付き防止効果がある。
（５）無機微粒子による光散乱が小さいので、透明性が高く、物品表面の色調や風合いを損なうことがない。
【００３２】
さらに、このコーティング膜は、紫外線照射により可視光領域で発光する蛍光剤を含有するので、以下の特性を有する。
（１）物品表面の未コーティング部分が存在しないかの判定が、紫外線照射によって目視で容易に行うことができる。
（２）コーティング膜の厚さによってコーティング膜に含有される蛍光剤の量が異なるので、発光強度の大きさによってコーティング膜の厚さにムラがないかの判定が、紫外線照射によって目視で容易に行うことができる。
【００３３】
実施の形態２．
本実施の形態のコーティング方法は、実施の形態１の水系コーティング組成物を物品表面に適用することによりコーティング膜を形成した後、コーティング膜を洗浄することにより蛍光剤を除去する。
コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて判定した後は、コーティング膜に含有される蛍光剤は一般に不要であると共に、場合によっては、時間の経過に伴い、蛍光剤が劣化してコーティング膜を着色したり、コーティング膜から蛍光剤が滲み出して他の物品を汚染したりすることがある。
本実施の形態のコーティング方法によれば、コーティング膜に含有される蛍光剤を洗浄によって除去するので、上記のような問題を防止することができる。
【００３４】
コーティング膜を洗浄する方法としては、蛍光剤を溶解し得る洗浄液を用いてコーティング膜を洗浄することができれば特に限定されない。
例えば、水溶性の蛍光剤を含有するコーティング膜を洗浄する場合には、水やアルコール等の極性溶媒を洗浄液として用い、コーティング膜が形成された物品を洗浄液に浸漬したり、コーティング膜に洗浄液をかけ流したりすればよい。
また、非水溶性の蛍光剤を含有するコーティング膜を洗浄する場合には、非水溶性の蛍光剤が溶解する有機溶媒を洗浄液として用い、上記と同様にしてコーティング膜を洗浄すればよい。
特に、実施の形態１の水系コーティング組成物から形成されるコーティング膜は、無機微粒子を主体とする多孔質の膜であるので、上記の洗浄方法によって蛍光剤を容易に除去することができる。
なお、コーティング膜を形成する方法は、実施の形態１と同様にして行うことができる。
【００３５】
実施の形態３．
本実施の形態のコーティング膜の評価方法は、実施の形態１の水系コーティング組成物を物品表面に適用することにより形成されたコーティング膜の形成状態を、紫外線照射による可視光領域での発光を評価することにより行う。
実施の形態１の水系コーティング組成物から形成されたコーティング膜は、可視光領域では透明であるものの、紫外線照射により可視光領域で発光する蛍光剤を含有しているので、紫外線照射によって可視光領域で発光する。そのため、コーティング膜に紫外線を照射して発光強度を調べることにより、コーティング膜の形成状態（例えば、均一性やムラ等）を容易に評価することができる。
特に、高い反射率を有する物品や高いコントラストの模様を有する物品等をコーティングした場合、従来は、透明なコーティング膜の形成状態を目視で評価することは極めて困難であったが、本実施の形態の評価方法であれば、どのような物品であってもコーティング膜の形成状態を目視で容易に評価することが可能である。
また、この評価方法によれば、コーティング膜の形成初期の発光強度と、所定時間経過後の発光強度とを比較することにより、所定時間経過後におけるコーティング膜の劣化状況及び残存状況も容易に評価することができる。
【００３６】
紫外線照射は、特に限定されることはなく、例えば、ブラックライト、殺菌灯、捕虫器用等の蛍光管、水銀灯、紫外ＬＥＤ、紫外レーザ等を使用することができる。これらの中でも、可視光領域の照射が少ないと共に、有害性の高い短波長の紫外線が少なく、広範囲に照射可能という点で、ブラックライトが使い易い。
また、高い反射率を有する物品におけるコーティング膜の形成状態を評価する場合には、紫外線照射の光強度を大きくしたり、暗所にて紫外線照射を行うことで、反射光強度に対するコーティング膜の発光強度を大きくして、コーティング膜の形成状態を評価し易くすることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施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。
［実施例１］
酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［実施例２］
酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、リチウムシリケート、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
【００３８】
［実施例３］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［実施例４］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、非水溶性の蛍光剤（株式会社モリテックス製、最大励起波長３６５ｎｍ）、リチウムシリケート、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［実施例５］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
【００３９】
［実施例６］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［実施例７］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［実施例８］
ベーマイト、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、リン酸アルミニウム及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
【００４０】
［比較例１］
比較例１では、水溶性の蛍光剤を含まない水系コーティング組成物を調製した。この水系コーティング組成物は、水溶性の蛍光剤を含まない点を除いて、実施例５の水系コーティング組成物と同じ組成を有する。
この水系コーティング組成物は、コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌することにより調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［比較例２〜３］
比較例２〜３では、水溶性の蛍光剤の含有量を変化させた水系コーティング組成物を調製した。この水系コーティング組成物は、水溶性の蛍光剤の含有量が異なる点を除いて、実施例５の水系コーティング組成物と同じ組成を有する。
この水系コーティング組成物は、コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌することにより調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
【００４１】
［比較例４］
比較例４では、平均粒径が本願発明で特定される範囲より大きい無機微粒子を用いた水系コーティング組成物を調製した。
この水系コーティング組成物は、酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌することにより調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
［比較例５］
比較例５では、平均粒径が本願発明で特定される範囲より大きい非水溶性の蛍光剤を用いた水系コーティング組成物を調製した。
この水系コーティング組成物は、コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、非水溶性の蛍光剤（株式会社モリテックス製、最大励起波長３６５ｎｍ）、リチウムシリケート、ポリオキシエチレンアルキルエステル（非イオン系界面活性剤）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表１に示す。
【００４２】
【表１】
0004986916.tif 000002
【００４３】
実施例１〜８及び比較例１〜５の水系コーティング組成物に、１０ｃｍ×１０ｃｍの石英板を半分だけ浸漬させた後、１５ｍ／秒のエアブローで余分な水系コーティング組成物を除去し、１００℃で５分間加熱することにより、コーティング膜が形成された石英板試料を作製した。
また、実施例１〜８及び比較例１〜５の水系コーティング組成物に、サンドブラスト処理した１０ｃｍ×１０ｃｍのガラス板を浸漬させた後、上記と同様にして、コーティング膜が形成されたガラス板試料を作製した。
さらに、実施例２及び５の水系コーティング組成物を用いた試料については、上記試料を流水にて５分間水洗した試料も併せて作製した。
【００４４】
上記の石英板試料及びガラス板試料を用いて以下の評価を行った。
（ａ）コーティング膜の目視観察（紫外線照射なし）
上記の両試料について、コーティング膜を目視にて観察した。
（ｂ）コーティング膜の可視光領域での吸光度の測定
上記の石英板試料を用いてコーティング膜の可視光領域での吸光度を測定した。吸光度の測定には、分光光度計（株式会社島津製作所製）を用い、可視光領域（４２０〜８００ｎｍ）における吸光度の最大値を求めた。
（ｃ）コーティング膜のヘイズ値の測定
上記の石英板試料を用いてヘイズ値を測定した。ヘイズ値の測定には、直読ヘーズコンピューター（スガ試験機株式会社製）を用いた。
【００４５】
（ｄ）コーティング膜の形成状態の評価
コーティング膜の形成状態の評価は、上記のガラス板試料を用い、コーティング膜の有無及びムラを検知することができるか否かについて、ハンディーＵＶランプ（井内盛栄堂製）を用い、２５４ｎｍ又は３６５ｎｍの紫外光を照射し、可視光領域での発光を目視で確認することによって行った。
コーティング膜の有無の評価に関し、明るい室内でも明確にコーティング膜の有無を検知できたものを○、暗所においてコーティング膜の有無を検知できたものを△、コーティング膜の有無の検知ができなかったものを×として表した。
また、コーティング膜のムラの評価に関し、コーティング膜のムラが明るい室内でも検知できたものを○、暗所においてコーティング膜のムラが検知できたものを△、コーティング膜のムラの検知ができなかったものを×として表した。
（ｅ）コーティング膜の汚れ付着性の評価
コーティング膜の汚れ付着性の評価は、上記のガラス板試料にカーボンブラックを吹き付けることによって評価した。この評価において、未コーティングのガラス表面への付着量を５、カーボンブラックの付着がほとんどないものを１として、着色を５段階評価した。
上記（ａ）〜（ｅ）の評価結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
0004986916.tif 000003
【００４７】
表２に示されているように、実施例１〜８の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜はいずれも、吸光度及びヘイズ値が小さく、目視観察（紫外線照射なし）でも着色や白濁が少なかった。特に、実施例５〜７の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜は透明性が高く、目視観察（紫外線照射なし）では、コーティング膜の有無及びムラ等を全く検知することができなかった。一方、実施例１〜４及び８の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜では、石英板試料においてコーティング膜のムラ等を目視で微かに確認することができたが、ガラス板試料ではコーティング膜の有無及びムラ等を目視で検知することができなかった。
また、実施例１〜８の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜は、紫外線照射によってコーティング膜の有無及びムラを目視で明確に検知することができた。
【００４８】
さらに、実施例１〜５、７及び８の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜は、カーボンブラックの付着が少なく、防汚性能も高いことがわかった。これは、これらのコーティング膜が、無機微粒子主体の平滑な膜であり、多少のムラがあっても防汚性能に優れていることに起因していると考えられる。一方、実施例６の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜は、カーボンブラックの付着が多い部分があった。そのため、このコーティング膜に紫外線を照射してコーティング膜の発光を確認したところ、カーボンブラックが付着していない部分にのみ発光が認められた。従って、コーティング膜が薄い部分にカーボンブラックが付着していると考えられる。この結果からも、紫外線照射によってコーティング膜のムラの検知が容易に可能であることがわかる。
また、実施例２及び５の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜を水洗（洗浄）したものは、水洗前のものと比べて、同程度の防汚性能を有するものの、紫外光照射による可視光領域での発光が少なくなった。従って、コーティング膜を形成した後に洗浄を行うことで、コーティング膜の防汚性能等の特性を維持しつつ、コーティング膜に含有される蛍光剤を除去することができる。
【００４９】
これに対して、比較例１〜３の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜は、透明性及び防汚性能が高かったものの、コーティング膜の有無及びムラの検知が困難であった。この結果から、蛍光剤の含有量は所定の範囲内でなければならないことがわかる。
また、比較例４の水系コーティング膜から得られたコーティング膜は、無機微粒子の平均粒径が大きすぎたため、ヘイズ値が高く、目視観察（紫外線照射なし）でも白濁が生じた。また、このコーティング膜は、表面の微小凹凸が大きいため、防汚性能も低かった。
さらに、比較例５の水系コーティング膜から得られたコーティング膜は、非水溶性の蛍光剤の平均粒径が大きすぎたため、コーティング膜中で蛍光剤の分布が均一とならず、コーティング膜の有無及びムラの検知が困難であった。
【００５０】
［実施例９］
酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、自己乳化ポリウレタンディスパージョン(第一工業製薬株式会社製、スーパーフレックス)及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表３に示す。
［実施例１０］
酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、ＰＴＦＥディスパージョン（旭硝子株式会社製）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表３に示す。
［実施例１１］
酸化チタンゾル（昭和電工株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、ポリオレフィンディスパージョン（住友精化株式会社製）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表３に示す。
【００５１】
［実施例１２］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、自己乳化ポリウレタンディスパージョン(第一工業製薬株式会社製、スーパーフレックス)及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表３に示す。
［実施例１３］
コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製）、水溶性の蛍光剤（日本化薬株式会社製、最大励起波長３８０ｎｍ）、ペルオキソチタン酸、ＰＴＦＥディスパージョン（旭硝子株式会社製）及び純水を混合撹拌して水系コーティング組成物を調製した。なお、水系コーティング組成物における各成分の詳細な配合量及び平均粒径等は表３に示す。
【００５２】
【表３】
0004986916.tif 000004
【００５３】
実施例９〜１３の水系コーティング組成物を用い、実施例１等と同様にしてコーティング膜が形成された石英板試料及びガラス板試料を作製した。これら石英板試料及びガラス板試料を用いて上記（ａ）〜（ｅ）の評価を行った。また、本実施例では、（ｅ）の評価に関し、カーボンブラック（疎水性汚れ）だけでなく、関東ローム粉塵（親水性汚れ）のガラス板試料への付着性も評価した。この評価において、未コーティングのガラス表面への付着量を５、カーボンブラック又は関東ローム粉塵の付着がほとんどないものを１として、着色を５段階評価した。
上記の評価結果を表４に示す。
【００５４】
【表４】
0004986916.tif 000005
【００５５】
表４に示されているように、実施例９〜１３の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜はいずれも、吸光度及びヘイズ値が小さく、目視観察（紫外線照射なし）でも着色や白濁が少なかった。
また、実施例９〜１３の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜はいずれも、紫外線照射によってコーティング膜の有無及びムラを明確に検知することができた。
さらに、実施例９〜１３の水系コーティング組成物から得られたコーティング膜では、各種の疎水性の樹脂粒子を含有させたので、親水性汚れ及び疎水性汚れの両方の防汚性能に優れると共に、コーティング膜の潤滑性も高かった。
【００５６】
以上の結果からわかるように、本発明の水系コーティング組成物は、様々な物品表面の色調や風合いを損なうことなく容易にコーティングすることができると共に、コーティング膜が物品表面に均一に形成されたか否かを目視にて容易に判定することができるコーティング膜を与えることができる。