特許 7551029 コーティング被膜、物品及びコーティング被膜の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】コーティング被膜、物品及びコーティング被膜の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C09D 1/00 20060101AFI20240906BHJP

   C09D 5/14 20060101ALI20240906BHJP

   C09D 5/16 20060101ALI20240906BHJP

   C09D 7/61 20180101ALI20240906BHJP

   C09D 7/65 20180101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

C09D1/00

C09D5/14

C09D5/16

C09D7/61

C09D7/65

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024508040

(86)(22)【出願日】2023-10-13

(86)【国際出願番号】 JP2023037215

【審査請求日】2024-02-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】南出 あゆみ

(72)【発明者】

【氏名】吉田 育弘

(72)【発明者】

【氏名】小山 夏実

(72)【発明者】

【氏名】安藤 圭理

【審査官】川嶋 宏毅

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３４８５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８９１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２３１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４２４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４２５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０９Ｄ １／００－２０１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１２ｎｍ～２５０ｎｍの平均粒径を有し、針状、鱗片状、鎖状又は数珠状をなす異形シリカ粒子と、
５０ｎｍ～５００ｎｍの平均粒径を有する疎水性樹脂粒子と、
棒状、針状又は繊維状の結晶性を有し、且つ、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下である難水溶性の抗カビ粒子、または３μｍ以下の粒径を有する難水溶性の抗カビ粒子と、
均一に分散された水溶性塩と、
を備えるコーティング被膜。

【請求項2】

前記異形シリカ粒子と、前記疎水性樹脂粒子との重量比が７０：３０～９５：５である
請求項１記載のコーティング被膜。

【請求項3】

前記疎水性樹脂粒子がフッ素樹脂である
請求項１又は２記載のコーティング被膜。

【請求項4】

前記抗カビ粒子が、ベンゾイミダゾール系又はヨウ素系の抗カビ剤からなる水への溶解度が０．１％以下である
請求項１又は２記載のコーティング被膜。

【請求項5】

前記抗カビ粒子が、ＩＰＢＣである
請求項１又は２記載のコーティング被膜。

【請求項6】

前記抗カビ粒子が、棒状の結晶性を有し、短径と長径との比率が１．２以上である
請求項１又は２記載のコーティング被膜。

【請求項7】

前記水溶性塩は、ケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム又は塩化ナトリウムである
請求項１又は２記載のコーティング被膜。

【請求項8】

請求項１又は２記載のコーティング被膜
を備える物品。

【請求項9】

基材に、水溶性塩又は水溶性塩の前駆体を含む水溶液を塗布する工程と、
前記水溶液を塗布した後に、少なくとも１２ｎｍ～２５０ｎｍの平均粒径を有し、針状、鱗片状、鎖状又は数珠状をなす異形シリカ粒子と、５０ｎｍ～５００ｎｍの平均粒径を有する疎水性樹脂粒子と、棒状、針状又は繊維状の結晶性を有し、且つ、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下である難水溶性の抗カビ粒子、または３μｍ以下の粒径を有する難水溶性の抗カビ粒子と、を含有する水系のコーティング組成物を塗布する工程と、
前記コーティング組成物を塗布した後に、自然乾燥を含む乾燥を行う工程と、
を備えるコーティング被膜の製造方法。

【請求項10】

１２ｎｍ～２５０ｎｍの平均粒径を有し、針状、鱗片状、鎖状又は数珠状をなす異形シリカ粒子と、５０ｎｍ～５００ｎｍの平均粒径を有する疎水性樹脂粒子と、棒状、針状又は繊維状の結晶性を有し、且つ、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下である難水溶性の抗カビ粒子、または３μｍ以下の粒径を有する難水溶性の抗カビ粒子と、を含有する水系の混合液と、
水溶性塩又は水溶性塩の前駆体を含む水溶液とを、
基材に塗布する直前に混合してコーティング組成物を製造する工程と、
前記基材に前記コーティング組成物を塗布する工程と、
前記コーティング組成物を塗布した後に、自然乾燥を含む乾燥を行う工程と、
を備えるコーティング被膜の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基材等に形成されるコーティング被膜、物品及びコーティング被膜の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

室内空間において、例えば冷凍庫又は冷蔵庫からの冷輻射によって、冷凍庫又は冷蔵庫の周辺の天井又は壁が冷やされ、室外から流れ込んだ暖気と相まって、結露が生じ易くなる場合がある。また、エアコンの吹き出し口付近の天井又は壁に、結露又は汚れが生じている光景もよく目にする。このような場所では、結露の水分又は汚れを栄養としてカビが発生し易くなるため、近年の清潔性の要求の高まりから、カビの発生を抑制する対策が求められる。

【0003】

カビの発生を抑制する対策として、結露、汚れ、及びそれらを起因とするカビに対して、結露環境を生じさせないように空調能力を最適化する技術が開発されている。特許文献１には、天井材である石膏ボードに、非水溶性の抗カビ剤を含有させる方法が開示されている。また、特許文献２には、光触媒性酸化物と疎水性樹脂エマルジョンとシリカ粒子とからなる水系コーティング剤を用いることによって、防汚性及び抗菌性を付与する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５５２０６０３号公報

【文献】特開２００５－１０５０５３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、それぞれの室内空間において空調能力を最適化するためには、設計に時間及びコストを要し、環境及び機器の制約から確実な効果を得ることができない場合がある。また、特許文献１のように、天井材に抗カビ性石膏ボードを用いるためには、既存の天井に対して大掛かりな施工となってコストがかさむ。更に、特許文献２のように、光触媒を利用した機能性コーティング剤は、暗部での効果に限定される。既存の天井、壁又はそのほかの物品に対して、結露、汚れ、及びそれらを起因とするカビが発生することを抑制することが求められている。

【0006】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、既存の天井、壁又はそのほかの物品に対して、結露、汚れ、及びそれらを起因とするカビが発生することを抑制するコーティング被膜、物品及びコーティング被膜の製造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】

本開示に係るコーティング被膜は、１２ｎｍ～２５０ｎｍの平均粒径を有し、針状、鱗片状、鎖状又は数珠状をなす異形シリカ粒子と、５０ｎｍ～５００ｎｍの平均粒径を有する疎水性樹脂粒子と、棒状、針状又は繊維状の結晶性を有し、且つ、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下である難水溶性の抗カビ粒子、または３μｍ以下の粒径を有する難水溶性の抗カビ粒子と、均一に分散された水溶性塩と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、既存の天井、壁又はそのほかの物品に対して、結露、汚れ、及びそれらを起因とするカビが発生することを抑制することができる。更に、水溶性塩によって、膜中の自由水を軽減することができるため、カビの生育を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るコーティング被膜を示す断面模式図である。

【図2】実施の形態１に係る鎖状の異形シリカ粒子を示す模式図である。

【図3】実施の形態１に係る数珠状の異形シリカ粒子を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示のコーティング被膜、物品及びコーティング被膜の製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本開示は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本開示の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本開示を説明するためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るコーティング被膜５を示す断面模式図である。図１に示すように、物品１０に形成されたコーティング被膜５は、異形シリカ粒子２と、疎水性樹脂粒子３と、抗カビ粒子４とを含有する水系の混合液であるコーティング組成物を、基材１に塗布することで形成されている。

【0012】

室内空間において、例えば冷凍庫又は冷蔵庫からの冷輻射によって、冷凍庫又は冷蔵庫の周辺の天井又は壁が冷やされ、室外から流れ込んだ暖気と相まって、結露が生じ易くなる場合がある。また、エアコンの吹き出し口付近の天井又は壁に、結露又は汚れが生じて黒ずんでいる光景もよく目にする。これは、このような場所において、結露の水分又は汚れを栄養としてカビが発生し易くなることが原因である。カビの生育には、胞子、水、養分、酸素及び温度が必要であることが知られている。通常の室内空間において、酸素及び温度は、カビの生育に十分な環境を有する。また、カビの胞子は通常の土壌及び植物等において繁殖しており、カビの胞子は空気中に放出されている。室内空間においても、人又は物品１０の出入りに伴ってカビ胞子は侵入するため、いずれの空間においてもカビ胞子は浮遊している。このため、カビの繁殖を抑制するためには、水及び養分の２点を減らすと共に、カビ胞子の付着及びカビ菌糸の成長を抑制することが必要である。

【0013】

（基材１）
基材１は、例えば吸水性を有する天井材又は壁材である。

【0014】

（異形シリカ粒子２）
図２は、実施の形態１に係る鎖状の異形シリカ粒子２を示す模式図であり、図３は、実施の形態１に係る数珠状の異形シリカ粒子２を示す模式図である。異形シリカ粒子２は、針状、鱗片状、鎖状又は数珠状等の異形を有する。異形シリカ粒子２は、粒径５ｎｍ～２０ｎｍの略球状の粒子が結合したものである。なお、異形シリカ粒子２は、鎖状又は数珠状に結合して、平均粒径１２ｎｍ～２５０ｎｍの形状であることが好ましい。図２に示す鎖状の異形シリカ粒子２及び図３に示す数珠状の異形シリカ粒子２は、一例であり、一部が鎖状又は数珠状に結合していてもよい。また、異形シリカ粒子２は、略球状の粒子が混在してもよいし、鎖状、数珠状又は鱗片状等の粒子が混在してもよい。

【0015】

なお、平均粒径は、コーティング組成物として混合前のシリカ粒子水分散液を動的光散乱法又はレーザー回折法により測定したものであるが、それ以外の方法で測定したものでもよい。コーティング組成物中においては、シリカ粒子が凝集することによって、平均粒径がより大きな値となってもよい。

【0016】

異形シリカ粒子２は、コーティング被膜５において、被膜を構成する主要成分となると共に、疎水性樹脂粒子３及び抗カビ粒子４を固定するバインダーとしての作用を有する。鎖状又は数珠状の異形シリカ粒子２が用いられることによって、コーティング組成物の塗布及び乾燥の過程での流動性を好ましく制御することができる。ここで、凹凸面への塗布の場合、球状シリカをベースとするコーティング組成物であると、塗布及び乾燥後に得られるコーティング被膜５は、凹部のみに液が溜まることによって凸部に十分な被膜を形成することができない。また、吸水性を有する基材１又は多孔質性を有する基材１においては、球状シリカをベースとするコーティング組成物の場合、毛細管現象によりコーティング組成物内の水と共に基材１内部に移動してしまい、良好なコーティング被膜５を形成することができない。これに対し、本実施の形態１の異形シリカ粒子２は、その大きさによって、基材１の細孔を通り難く、基材１の表面に被膜を形成することが可能となる。

【0017】

鎖状又は数珠状に結合した異形シリカ粒子２を含有するコーティング組成物において、基材１への塗布及び乾燥によって得られるコーティング被膜５は、膜中に微細な空隙を有する。異形シリカ粒子２は、コーティング被膜５を親水性とする主要な成分であるが、微細な空隙を形成することにより、球状のシリカを用いる場合に比べて高い親水性となる。また、異形シリカ粒子２は、撥水性物質の吸着による汚染等に対しても親水性が低下し難いものとなる。また、異形シリカ粒子２は、塵埃による汚染等に対しても、空隙により分子間力（付着力）が小さくなることで、塵埃が固着し難くなる効果を発揮する。

【0018】

異形シリカ粒子２を用いることによって、球状のシリカを用いる場合に比べて、コーティング被膜５においてクラック等の膜の欠陥が形成され難くなるという特長も得られる。これにより、コーティング被膜５は剥離し難くなり、摩擦又は環境変化等による劣化が抑制されて、長寿命及び高耐久性となる。更に、塵埃が付着するクラックが無いため、塵埃汚染が起こり難いという効果も得ることができる。

【0019】

コーティング組成物においては、ベースとなる組成としてシリカ粒子が用いられている。シリカ粒子は、チタニア粒子又はアルミナ粒子といった他の親水性無機粒子より低い屈折率を有しているため、界面又は表面の光散乱による白濁を起こし難い。本実施の形態１では、シリカ粒子として異形シリカ粒子２を用いることによって、コーティング被膜５は微細な空隙を有する。これにより、更に低い屈折率としている。また、光散乱を発生させるクラックの形成も抑制されるため、白濁の低減を実現している。

【0020】

異形シリカ粒子２の平均粒径が１２ｎｍに満たない場合は、凹凸面又は吸水面への塗布性、低白濁性及び低汚染性等の効果が十分に得られない。平均粒径が２５０ｎｍを超える場合には、形成されるコーティング被膜５の膜が脆くなったり、膜中の微細空隙が過剰に大きくなって白濁し易くなったりするため、好ましくない。

【0021】

コーティング組成物中の異形シリカ粒子２の含有量は、特に限定されないが、好ましくは０．１ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下である。より好ましくは、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である。異形シリカ粒子２の含有量が少な過ぎると、基材１を十分にコーティング被膜５で覆うことができなくなる。一方、異形シリカ粒子２の含有量が多過ぎると、形成される膜が厚くなり過ぎて、白濁したり剥離したりし易くなる。

【0022】

一般的にシリカ粒子を安定して水に分散する場合、その安定性はｐＨにより左右される。シリカ粒子は、ｐＨ２～４の酸性領域、ｐＨ８～１１のアルカリ領域で高い安定性が得られる。ｐＨ９を超えるアルカリである場合、溶解したシリカ成分が、乾燥時にシリカ粒子同士のバインダーとして働くため、膜の強度が得られ易く好ましい。本実施の形態１のコーティング組成物においても、ｐＨ８～１２であることが好ましく、ｐＨ９～１１であることが更に好ましい。

【0023】

ｐＨは、カビの抑制効果にも関連している。カビはｐＨ２～８．５で生育し易いものの、ｐＨ９を超えるアルカリ性環境で生育できるものは限られる。ｐＨ８～１２のコーティング組成物で得られるコーティング被膜５においては、アルカリ成分を含んだものとなっている。結露等によりカビが生育し易い状況となった場合、アルカリ成分が溶出することによってアルカリ化して、カビ生育を抑制する効果が得られる。

【0024】

（疎水性樹脂粒子３）
疎水性樹脂粒子３は、水に対する親和性が低く水に溶け難い樹脂の粒子である。疎水性樹脂粒子３は、例えばシリコーン樹脂粒子又はフッ素樹脂粒子が挙げられるが、それらに限定されず他の樹脂でもよい。なお、水性媒体中に分散するものとして、フッ素樹脂粒子が好ましい。フッ素樹脂粒子の具体例としては、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）、これらの共重合体及び混合物、並びにこれらのフッ素樹脂に他の樹脂を混合したものが挙げられる。これらのうち、疎水性樹脂粒子３としては、安定性に優れ、且つ疎水性が大きなＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）及び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）が好ましい。

【0025】

疎水性樹脂粒子３の平均粒径は、特に制限されることはないが、光散乱法により測定した場合、好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍであり、より好ましくは１００ｎｍ～２５０ｎｍである。この範囲の平均粒径を有する疎水性樹脂粒子３をコーティング組成物に含有させることによって、疎水性樹脂粒子３がコーティング被膜５中に適度に分散すると共にコーティング被膜５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。疎水性樹脂粒子３の平均粒径が５０ｎｍ未満であると、疎水性樹脂粒子３がコーティング被膜５の表面に露出し難くなって、所望の防汚性能が得られない場合がある。一方、疎水性樹脂粒子３の平均粒径が５００ｎｍを超えると、得られるコーティング被膜５において疎水性部分の領域が大きくなったり、コーティング被膜５の凹凸が大きくなったりするため、所望の防汚性能が得られない場合がある。

【0026】

コーティング組成物における異形シリカ粒子２と疎水性樹脂粒子３との重量比は、７０：３０～９５：５であり、好ましくは７５：２５～９０：１０である。この範囲の質量比の場合、異形シリカ粒子２に起因する親水性部分と、疎水性樹脂粒子３に起因する疎水性部分とがバランスよく混在したコーティング被膜５が得られる。このとき、常温での乾燥により得られたコーティング被膜５は、良好な防汚性能を有する。コーティング被膜５の表面の親水性部分が、防汚性能を向上させる上で重要な働きをする。また、この範囲の質量比であれば、コーティング被膜５の表面では、親水性部分が疎水性部分により分断されることなく連続している。このため、コーティング被膜５の表面に水滴等が付着した場合には、コーティング被膜５全体に水が拡がり易いという特性を有する。

【0027】

そして、水は、コーティング被膜５の表面に付着した親水性及び疎水性の汚れを浮き上がらせて除去したり、固着し難くしたりする効果を与える。特に、結露時、降雨時及び洗浄時等において、付着した汚れがコーティング被膜５の表面から除去され易い。また、コーティング被膜５は、連続したシリカ膜から主に構成されるため、汚れの吸着の原因となる膜表面の帯電を抑制することもできる。更に、コーティング被膜５は、水が拡がり易いという特性を有している。このため、仮に結露したとしても、その結露水はコーティング被膜５を拡がり、従って結露水は乾燥し易くなる。コーティング被膜５において、汚れが付き難く、結露水が拡がり易く、乾燥し易いため、埃及び水を餌とするカビが増殖し難い環境を得ることができる。

【0028】

空気中に浮遊するカビは、カビ胞子単体として浮遊するものと、親水性の汚れ及び疎水性の汚れにカビ胞子又はカビ菌糸等として混在し浮遊するものとが存在する。概して、カビ胞子は、親水性の表面を有しており、親水基同士の静電的な結合、水等による液架橋、又は分子間力によって付着する。カビ胞子は、２μｍ～１０μｍの粒径を有する微小な粒子である。カビ胞子の付着を防止するためには、親水性の汚れが付着し得る大きさの親水性部分がないコーティング被膜５を形成すればよい。

【0029】

一般的に、カビ菌糸は、数十μｍ～数ｍｍの長さを有している。このため、カビが混在した親水性の汚れ及び疎水性の汚れは、数十μｍ～数ｍｍの大きさを有する。カビが混在した親水性の汚れの付着を防止するためには、親水性の汚れが付着し得る大きさの親水性部分がない防汚性を有するコーティング被膜５を形成する必要がある。同様に、カビが混在した疎水性の汚れの付着を防止するためには、疎水性の汚れが付着し得る大きさの疎水性部分がない防汚性を有するコーティング被膜５を形成する必要がある。本実施の形態１では、異形シリカ粒子２と疎水性樹脂粒子３との質量比を、前述の質量比とすることによって、親水性を有するシリカ膜に、疎水性を有する疎水性樹脂粒子３が適度に点在する。これにより、親水性汚れが親水性部分に付着した場合であっても、親水性部分に近接する疎水性部分の表面又は疎水性部分の突起による物理的疎外により、親水性汚れは付着しにくくなる。また、同様に、コーティング被膜５の親水性部分によって、疎水性汚れの付着を抑制することができる。

【0030】

なお、疎水性樹脂粒子３は、予め水に分散された市販のものが用いられてもよい。この場合、コーティング組成物をアルカリ性とするために、中性又はアルカリ性の分散液を用いることが好ましい。

【0031】

（抗カビ粒子４）
抗カビ粒子４は、難水溶性であることが好ましい。これにより、吸水性を有する基材１においても、基材１表面に抗カビ粒子４が存在することができる。従って、カビが増殖し難いコーティング被膜５を得ることができる。難水溶性の抗カビ粒子４としては、ベンゾイミダゾール系又はヨウ素系の抗カビ剤が好ましいが、特に限定されるものではない。抗カビ粒子４として、例えば、チアベンダゾール（ＴＢＺ）、カルベンダジム（ＢＣＭ）、３-ヨード-２-プロピル-N-ブチルカルバマート（ＩＰＢＣ）、ジヨードメチルパラトリルスルホン（ＤＭＴＳ）が挙げられる。水への溶解度はＴＢＺで０．００３％、ＩＰＢＣで０．０１５６％、ＤＭＴＳで０．１％、ＢＣＭは不溶とされ、いずれも水へは難溶解性を示す。コーティング組成物中に溶解することなく分散させることによって、コーティング被膜５内に抗カビ粒子４を存在させることができ、カビの繁殖を抑制することができる。

【0032】

難水溶性の抗カビ粒子４は、微粉末状、棒状、針状又は繊維状の結晶性を有する抗カビ剤が用いられる。抗カビ剤の結晶形態としては、特に、棒状、針状又は繊維状であることが好ましい。抗カビ粒子４が棒状の結晶である場合、短径と長径との比率が１．２以上であることが好ましい。コーティング組成物中又はコーティング被膜５内において、抗カビ粒子４は、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下であり、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下となっていることが好ましい。

【0033】

抗カビ粒子４を含有するコーティング組成物は、多孔質や凹凸表面の基材１に塗布したとしても、抗カビ剤が基材１内部又は凹部に入り込むことなく表面に集積した状態となり、高い抗カビ性が得られる。また、コーティング被膜５中においては、長手方向が基材１表面に沿った状態で配置される。このため、抗カビ粒子４がコーティング被膜５の表面から突出したり、コーティング被膜５の厚さムラを大きくしたり、クラックを発生させたりし難い。概して、コーティング被膜５の表面凹凸が大きくなれば、コーティング被膜５の防汚性を損なうことになる。これに対し、本実施の形態１は、上記の抗カビ剤の添加形態とすることで、防汚性を損なうことなく、多量の抗カビ剤の添加が可能となる。

【0034】

この様な抗カビ粒子４を含むコーティング被膜５は、コーティング組成物中のシリカ粒子が前述の異型シリカ粒子であることで実現される。異形シリカ粒子２をベースとすることによって、コーティング組成物は擬組成流体としての流動性を示す。そして、抗カビ粒子４の長手方向が基材１表面に沿った状態で配置し易く、抗カビ粒子４があっても局所的な厚膜化を生じにくい。従って、均一性の高いコーティング被膜５を形成できる。また、異形シリカ粒子２により微細な空隙を有する被膜となるため、クラックを生じることなく抗カビ粒子４を内包することができる。更に、コーティング被膜５が加湿状態となった時には、空隙を通して抗カビ剤を拡散することができる。

【0035】

抗カビ剤粒子が粒状又は粉末状の場合でも、コーティング被膜５に含有させることは可能である。しかし、粒状であって粒径が３μmを超える粒子の場合、コーティング組成物の塗布過程で粒子が偏在し、防汚性を有する均一なコーティング被膜５の形成が困難である。また、微細粒子の場合には、均一なコーティング被膜５が形成されたとしても、抗カビ剤が異形シリカ粒子２と疎水性樹脂粒子３の合計に対して５％を超える添加量となると、連続したシリカ相が形成されない。このため、コーティング被膜５の強度が低下し、摩耗又は剥離が起こり易くなるという問題がある。

【0036】

難水溶性の抗カビ粒子４の含有量は、異形シリカ粒子２と疎水性樹脂粒子３との合計に対して、５ｗｔ％以上５００ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましくは、難水溶性の抗カビ粒子４の含有量は、５ｗｔ％以上１５０ｗｔ％以下である。抗カビ粒子４の含有量が少な過ぎると、コーティング被膜５が十分な抗カビ性を有することが難しくなる場合がある。また、抗カビ粒子４が多過ぎると、コーティング被膜５の防汚性が阻害される場合がある。

【0037】

難水溶性の抗カビ粒子４に加え、水溶性の抗カビ剤が含まれてもよい。水溶性の抗カビ剤は、難水溶性の抗カビ粒子４とは異なり、吸水性のある基材１又は多孔質の基材１において、基材１表面に留まり難く基材１内部に浸透する。このため、基材１表面に結露が生じた場合、結露水の内部への浸透により、基材１表面に滲み出すことになる。これにより、カビの繁殖を抑制することができる。

【0038】

コーティング組成物は、本実施の形態１で得られる効果を阻害しない範囲において、様々な特性をコーティング組成物に付与する観点から、当該技術分野において公知の成分を含むことができる。公知の成分としては、界面活性剤、カップリング剤又はシラン化合物等が挙げられる。これらの成分の配合量は、本実施の形態１で得られる効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、使用する成分の種類に応じて適宜調整されればよい。

【0039】

（水溶性塩６）
水溶性塩６は、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウムであるが、特に限定されない。また、ここでの水溶性塩６は、前駆体であってコーティング被膜５形成過程又は形成後に水溶性塩６となるものも含む。例えば、塩化ナトリウムとなる次亜塩素酸ナトリウム、炭酸ナトリウムとなる水酸化ナトリウムが挙げられる。次亜塩素酸ナトリウムはコーティング被膜５中では安定に存在できないが、分解により塩化ナトリウムを形成する。水酸化ナトリウムは水溶性塩６ではないが、炭酸ガス等による中和反応により炭酸ナトリウムを形成する。

【0040】

コーティング被膜５は、異形シリカ粒子２が途切れなく存在することによって、親水性を有している。親水性によって、結露水はコーティング被膜５を拡がり、従って結露水は乾燥し易くなる。コーティング被膜５において、結露水が拡がり易く、乾燥し易いため、埃又は水を餌とするカビが増殖し難い環境を得易い。コーティング被膜５に水溶性塩６を含有することによって、膜中において、カビの繁殖を助ける自由水を更に抑えることができる。これは、食品において塩を入れることによって水分活性が抑えられ、カビの繁殖が抑えられることと同じである。水溶性塩６によってコーティング膜中の自由水が抑えられ、水分活性が低くなることによってカビの繁殖を抑制することができる。

【0041】

コーティング被膜５は、コーティング組成物が塗布及び乾燥されることによって形成される。このため、コーティング組成物に含有される異形シリカ粒子２、疎水性樹脂粒子３、難水溶性の抗カビ粒子４、水溶性塩６、その他の任意に添加される水溶性の抗カビ剤等によって構成される。コーティング被膜５を形成する基材１が吸水性である場合、コーティング組成物中においては、水溶性塩６およびその他の任意に添加される水溶性抗カビ剤等の一部は、基材１の内部に浸透しコーティング被膜５中の含有量が少なくなる。

【0042】

コーティング組成物中の水溶性塩６の含有量は、特に限定されないが、コーティング被膜５を形成する基材１が吸水性でない場合には、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、吸水性の場合には、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％である。含有量が少な過ぎると、コーティング被膜５に含有される水溶性塩６が少なくなり、自由水を抑える効果がない場合がある。また、含有量が多過ぎると、コーティング被膜５の防汚性が損なわれ、カビ胞子の付着又は餌となる埃等の付着を抑えることができなくなる場合がある。

【0043】

室温で乾燥後のコーティング被膜５において、被膜構成成分中の水溶性塩６が、５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下が好ましく、１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下が更に好ましい。水溶性塩６が５ｗｔ％未満の場合には、高湿度環境では水溶性塩６の効果が得られない。水溶性塩６が８０ｗｔ％を超える場合には、高湿度環境でコーティング被膜５が流出するおそれがあり好ましくない。

【0044】

（コーティング被膜５の製造方法）
コーティング組成物は、水と、異形シリカ粒子２と、疎水性樹脂粒子３と、抗カビ粒子４とを混合することで調整される。コーティング被膜５は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法を用いて形成される。例えば、スプレー塗布、刷毛塗布、ローラー塗布又はディップ塗布といった方法が挙げられる。これらの塗布方法を組み合わせてもよい。コーティング組成物は、基材１への塗布後、自然乾燥のみでコーティング被膜５となる。コーティング組成物に含まれる異形シリカ粒子２表面は、一部溶存するため、自然乾燥時にシリカ粒子同士が凝着し、コーティング被膜５を形成することができる。気流、温風等により、乾燥を早め、コーティング被膜５を得ることもできる。

【0045】

コーティング被膜５は、連続したシリカ膜から主に構成されている。このため、汚れの吸着の原因となる膜表面の帯電を抑制し、水が拡がり易いという特性を有している。従って、仮に結露したとしても、その結露水はコーティング被膜５を拡がり、従って結露水は乾燥し易くなる。また、その結露水も、アルカリ性を示すため、カビが増殖し難い。更に、難水溶性の抗カビ粒子４があるため、カビの成長を抑えることができる。このように本実施の形態１のコーティング被膜５において、汚れが付き難く、結露水が拡がり易く、乾燥し易い。このため、埃や水を餌とするカビが増殖し難い膜を得ることができる。

【0046】

実施の形態２．
本実施の形態２は、コーティング被膜５の形成方法が、実施の形態１と相違し、コーティング組成物の各成分に関しては同様である。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0047】

（コーティング被膜５の製造方法）
実施の形態２におけるコーティング被膜５は、水溶性塩６を含む組成物を基材１に塗布後、更に水系のコーティング組成物を塗布することによって形成される。水溶性塩６を含む組成物を塗布後、その上からコーティング組成物を塗布し、自然乾燥のみで被膜を形成することができる。水溶性塩６を含む組成物は、水溶性塩６を含む水溶液である。水溶性塩６は、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下が好ましい。水溶性塩６が１ｗｔ％未満では、水溶性塩６の効果が十分に得られない。水溶性塩６が５０ｗｔ％を超える濃度では過剰な水溶性塩６が付着し、良好なコーティング被膜５の形成が困難になり易い。水溶性塩６以外に、エタノール等の有機溶剤や抗カビ剤を含んでいても良い。

【0048】

コーティング組成物は、実施の形態１のコーティング組成物と同様である。なお、実施の形態２は、先に水溶性塩６が塗布された面に上塗りされるため、実施の形態１のコーティング組成物よりも、水溶性塩６を減量又は除去されたものであってもよい。水溶性塩６を含む組成物とコーティング組成物との塗布は、液濃度と塗布量とによって、好ましいコーティング被膜５を形成する。室温乾燥後のコーティング被膜５の構成成分中の水溶性塩６は、５ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下が好ましく、１０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下が更に好ましい。水溶性塩６が５ｗｔ％未満の場合には、高湿度環境では水溶性塩６の効果が得られない。水溶性塩６が８０ｗｔ％を超える場合には、高湿度環境でコーティング被膜５が流出するおそれがあり好ましくない。

【0049】

本実施の形態２は、水溶性塩６を高濃度に含有するコーティング被膜５を得易いという利点がある。コーティング組成物は、異形シリカ粒子２及び疎水性樹脂粒子３等の分散液である。水溶性塩６の添加によって分散安定性が低下するため、十分な水溶性塩６を添加することができない場合がある。従って、水溶性塩６のみを事前に塗布することによって、コーティング被膜５中の水溶性塩６の比率を高くすることができる。

【0050】

更に、吸水性又は多孔質の基材１へ塗布する場合、より好ましい効果が得られる。このような基材１に対して、コーティング組成物を塗布することを想定する。この場合、水溶性塩６のような水溶性成分のみが基材１に吸収されてしまい、コーティング被膜５中での濃度が低下し易い傾向がある。また、実環境においてコーティング被膜５が結露した場合、結露水が基材１に浸透する過程で、コーティング被膜５中の水溶性塩６が基材１に移行する場合もある。これに対し、本実施の形態２では、水溶性塩６が先に塗布されることによって、基材１中にも十分な量の水溶性塩６を含有させることができ、これらの現象を回避することができる。

【0051】

各々の塗布方法は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば、スプレー塗布、刷毛塗布、ローラー塗布又はディップ塗布である。なお、これらの塗布方法を組み合わせた塗布方法としてもよい。吸水性が無い基材１への塗布の場合には、水溶性塩６を含む組成物の塗布量がコーティング組成物の塗布量の０．２倍以上１倍以下となることが好ましい。水溶性塩６を含むコーティング組成物の塗布量を少なくすることによって、塗布乾燥時間を短くすることができる。また、塗布時に流れ易い水溶性塩６を含む組成物のムラを生じ難いという利点も得られる。

【0052】

吸水性の基材１への塗布の場合には、水溶性塩６を含む組成物の塗布量がコーティング組成物の塗布量の１倍以上５倍以下となることが好ましい。水溶性塩６を含む組成物を基材１に十分浸透させることによって、塗布時又は実環境での結露時に、コーティング被膜５中の水溶性塩６の濃度が低下し難いという効果が得られる。コーティング被膜５は、コーティング組成物に含まれる異形シリカ粒子２の表面は一部溶存するため、自然乾燥時にシリカ粒子同士が凝着して被膜が形成される。気流又は温風等によって、乾燥を早めて、被膜を素早く得ることもできる。

【0053】

コーティング被膜５は、連続したシリカ膜から主に構成されるため、汚れの吸着の原因となる膜表面の帯電を抑制し、水が拡がり易いという特性を有している。このため、仮に結露したとしても、その結露水はコーティング被膜５を拡がり、従って結露水は乾燥し易くなる。また、水溶性塩６によって自由水が抑えられるため、カビが増殖し難い。更に、難水溶性の抗カビ粒子４が存在するため、カビの成長を抑えることができる。このように、本実施の形態２のコーティング被膜５は、汚れが付き難く、結露水が拡がり易く、乾燥し易い。このため、埃及び水を餌とするカビが増殖し難い膜を得ることができる。

【実施例】

【0054】

以下、実施例及び比較例を示して実施の形態を具体的に説明するが、実施の形態は下記の実施例に限定されるものではない。

【0055】

（実施例１～５、比較例１～５）
異形シリカ粒子２として、スノーテックスＵＰ（日産化学工業株式会社製）をベースにカルシウムイオン添加及びｐＨ調整によって柔軟なフロックが形成されたものを用いた。疎水性樹脂粒子３として、アルゴフロンＤ ＰＴＦＥディスパージョン（ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン株式会社製）を用いた。難水溶性の抗カビ剤として、ＩＰＢＣの５％のエタノール溶液を用いた。コーティング組成物は、脱イオン水を撹拌しながら、疎水性微粒子及び異形シリカ粒子２を添加して形成した。その後、アルカリ水溶液を添加することによって、ｐＨを調節した。最後に静止して、難水溶性の抗カビ剤のエタノール溶液を滴下した。水溶性塩６は、５％の水溶液として塗布直前に混合した。コーティングは、コテバケを用いて化粧石膏ボード（ジプトーンライト、吉野石膏株式会社）に塗布して自然乾燥させた。塗布量は３０ｇ／ｍ２とした。

【0056】

防汚性の評価は、以下の方法にて行った。コーティング被膜５を形成した基材１を水平に設置し、コーティング被膜５上に、関東ローム粉塵とカーボンブラックとを１：１で混合した模擬汚れを、ステンレス製の篩いを介して載せ、全面を覆った。その後、基材１を垂直に立てることによって、余分な模擬汚れを除去した。コーティング被膜５上に残った模擬汚れにおいて、真っ黒に汚れたものを０、ほぼ汚れが無いものを５として、６段階で目視評価した。防カビ性の評価は、以下の方法にて行った。培地にコーティング被膜５を形成した基材１を貼付し、５種（アスペルギルス ニゲル、ペニシリウム ピノヒルム、ペシロミセス バリオッチ、トリコデルマ ビレンス、ケトミウム グロボスム）の混合胞子懸濁液を噴霧、温度２９℃湿度９５％で２８日培養し、かびの生育を観察した。防カビ性として、２５％以上を×、２５％未満を△、肉眼で見られない場合を○とした。

【0057】

表１は、コーティング組成物の組成と結果とをまとめたものである。コーティング被膜５は、目視では着色等は認められないが、顕微鏡観察では、抗カビ剤の結晶が認められた。

【0058】

【表1】

【0059】

実施例１～５は、いずれも良好な防汚性及び抗カビ性が得られている。比較例１は、抗カビ剤だけを塗布したものであるが、防汚性が無いだけでなく抗カビ性も十分でない結果となっている。比較例２及び３は、異形シリカ粒子２及び疎水性樹脂粒子３を含まないものであるため防汚性が無い。比較例４と実施例１とを比較すると、水溶性塩６が抗カビ性向上に寄与していることが分かる。比較例５は、抗カビ性が得られていない。

【0060】

（実施例６～９、比較例６及び７）
脱イオン水に、水溶性塩６又は次亜塩素酸ナトリウムを混合することによって、水溶性塩６水溶液を調整した。コーティング組成物は、実施例１と同様の方法で、異形シリカ粒子２を２．０ｗｔ％、疎水性樹脂粒子３を０．３ｗｔ％、抗カビ剤をＩＰＢＣ０．２ｗｔ％とし、水溶性塩６を変更したものを調整した。厚さ５ｍｍのシナベニヤ材に対して、水溶性塩６水溶液をコテバケで塗布した。５分間程度放置し、水溶性塩６の水溶液がシナベニヤ材に十分浸透した後に、コーティング組成物をコテバケで塗布して自然乾燥させた。水溶性塩６の水溶液の塗布量は５０ｇ／ｍ２程度、コーティング組成物の塗布量は３０ｇ／ｍ２程度である。

【0061】

形成されたコーティング被膜５をブラシで剥離し、剥離したコーティング被膜５中の水溶性塩６の比率を重量法で求めた。防汚性及び抗カビ性は実施例１と同様に評価した。湿潤環境での抗カビ性の持続性を確認するため、コーティング被膜５を霧吹きで湿潤して乾燥させることを３回繰り返した後に抗カビ試験を実施した。この結果を抗カビ持続性とした。

【0062】

【表2】

【0063】

実施例６は、実施例１のコーティング組成物を用いてシナベニヤで評価したものである。実施例６は、良好な防汚性及び抗カビ性が得られているが、湿潤の繰り返しで抗カビ性が低下している。湿潤時に水溶性塩６が基材１のシナベニヤに浸透するためと考えられる。実施例７は、水溶性塩６の水溶液を先に塗布した例である。防汚性及び抗カビ性の他、抗カビ持続性も良好となっている。コーティング被膜５だけでなく基材１にも十分な水溶性塩６が含まれることによって、高い抗カビ持続性が実現している。実施例８及び９は、水溶性塩６の水溶液として、塩の前駆体としての次亜塩素酸ナトリウムを用いたものである。いずれも良好な防汚性、抗カビ性及び抗カビ持続性が得られている。これらについては、基材１のシナベニヤ及び付着汚れを漂白する効果も得られる利点がある。

【0064】

比較例６は、水溶性塩６の水溶液の塗布を行ったものであるが、水溶性塩６の濃度が低過ぎて、十分な抗カビ性が得られていない。比較例７は、逆に水溶性塩６の濃度が高過ぎて、コーティング被膜５の耐水性が低く抗カビ持続性が得られていない。

【0065】

このように、本実施の形態１及び２によれば、既存の天井、壁又はそのほかの物品１０に対して、結露、汚れ、及びそれらを起因とするカビが発生することを抑制することができる。更に、水溶性塩６によって、膜中の自由水を軽減することができるため、カビの生育を抑制することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ 基材、２ 異形シリカ粒子、３ 疎水性樹脂粒子、４ 抗カビ粒子、５ コーティング被膜、６ 水溶性塩、１０ 物品。

【要約】

コーティング被膜は、１２ｎｍ～２５０ｎｍの平均粒径を有する異形シリカ粒子と、５０ｎｍ～５００ｎｍの平均粒径を有する疎水性樹脂粒子と、棒状、針状又は繊維状の結晶性を有し、且つ、結晶の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下、結晶の太さが０．１μｍ以上１５μｍ以下である難水溶性の抗カビ粒子と、均一に分散された水溶性塩と、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】