JP2002088298A

JP2002088298A - 親水性コーティング剤

Info

Publication number: JP2002088298A
Application number: JP2000278858A
Authority: JP
Inventors: Mikio Horimoto; 幹夫堀本; Tetsuya Fukushima; 哲弥福嶋; Kunio Arimoto; 邦夫有本; Masahiro Sakaegawa; 昌宏榮川
Original assignee: Ishihara Chemical Co Ltd; Toto Ltd
Current assignee: Ishihara Chemical Co Ltd; Toto Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP4982914B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面への長期持続性、親水性に優れる親水性コ
ーティング剤を提供する。【解決手段】カチオン化水溶性高分子とポリビニルピロ
リドン、ポリビニルアルコール、ノニオン系界面活性剤
を必須成分として含有することを特徴とする親水性コー
ティング剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、降雨時などにおい
て自動車のフェンダーミラーやサイドミラー、サイドウ
ィンドウ、洗面所、浴室等の鏡、住宅や商店のガラスや
鏡等の表面に付着する水滴を濡れの状態にすることによ
り視認性の低下を防止する親水性コーティング剤に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】降雨時に自動車のフェンダーミラーやサ
イドミラー、サイドウィンドウに付着する水滴は、視界
を遮り、特に夜間などでは、後続の車のライトによる光
の乱反射で、後方の視認性が著しく低下する。これを防
止する方法として、界面活性剤や水溶性高分子をフェン
ダーミラーやサイドミラー、サイドウィンドウに塗布
し、親水作用を持たせる方法や、逆に、シリコーンなど
の撥水剤を塗布し、撥水作用を持たせ水滴の付着を防止
する方法などが取られてきた。しかし、界面活性剤では
水溶性のため容易に脱離し親水性を長期持続させること
が困難であったり、撥水剤では細かな水滴の付着を防止
できないという問題がある。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の界面活性剤や水溶性高分子の持つ欠点を克服し、
短時間での親水作用の消失を解決することを目的として
なされたものである。

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
に、まず、従来の親水化剤では何故、親水性を長時間持
続させることができないのかを追求した。従来の親水化
剤に用いられてきた界面活性剤やポリビニルアルコール
などの水溶性高分子ではミラーやガラスへの吸着が弱
く、水に溶け易く、水溶化されて流れ落ちてしまうこと
が判明し、これが長時間の親水性を阻害する原因である
ことが解った。ミラーやガラスの表面はヒドロキシル基
などの極性基が偏在化していることが知られており、こ
れらの表面への吸着は、極性を持つ界面活性剤もしくは
水溶性高分子が好適であることが考えられる。そこで、
これらの界面活性剤や水溶性高分子について検討したと
ころ、カチオン化水溶性高分子とポリビニルピロリドン
またはポリビニルアルコール、ノニオン系界面活性剤を
必須成分として配合することで、ガラスやミラー表面へ
塗布直後から瞬時に、かつ、持続性のある親水化が可能
になることが解った。カチオン化水溶性高分子は、ガラ
ス表面への吸着性が良く、長期間の親水化を可能にした
が、このカチオン化水溶性高分子１種類では、塗布直後
の像の歪みと、基材乾燥後の被膜の親水性の低下という
問題が生じた。そこで、塗布直後に、速やかに水滴を除
去し、コーティング剤を表面に均一に塗布するために界
面活性剤を組み合わせた。界面活性剤は、表面に付着し
ている水滴の表面張力を低下させ、速やかに水膜を形成
し、水滴を除去すると共に、そのレベリング効果により
コーティング剤を均一に塗布する手助けをする。ここで
用いる界面活性剤としては、特にノニオン系界面活性剤
が好ましい。ノニオン系界面活性剤は、その他界面活性
剤に比べ、消泡性がよく、レベリング性に優れており、
特にプルロニック型界面活性剤が好ましい。しかし、界
面活性剤の添加で、塗布直後の像の歪みを解決すること
はできたが、基材乾燥後の親水性の低下を防ぐこことは
できなかった。そこで、高い親水性を有する水溶性高分
子として知られるポリビニルピロリドンまたは酢酸ビニ
ルービニルピロリドン共重合体を添加してみた。ポリビ
ニルピロリドンまたは酢酸ビニルービニルピロリドン共
重合体は、強固な被膜を形成し、被膜が乾燥した後も高
い親水性を示すが、造膜性に劣るという欠点がある。そ
のため、ポリビニルピロリドンまたは酢酸ビニルービニ
ルピロリドン共重合体を単独で、ガラス表面へ塗布して
も、造膜する前に、親水効果を発揮することなく流れ落
ちてしまう。本発明でガラス表面への吸着性に優れるカ
チオン化水溶性高分子と組み合わせることで、ポリビニ
ルピロリドンがガラス表面から造膜前に流れ落ちること
を防ぎ、ポリビニルピロリドンが持つ高い親水効果を得
られることが解った。すなわち、本発明はデンプンやグ
アガム、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステ
ル、ビニルホルムアミド、ポリアミンに2,3-エポキシプ
ロピル・トリメチルアンモニウムクロライドやアルキル
アミンを付加させたカチオン化デンプンまたはカチオン
化グアガムまたはカチオン化ポリアクリルアミドまたは
カチオン化ポリアクリル酸エステルまたはカチオン化ビ
ニルホルムアミドまたはカチオン化ポリアミンにポリビ
ニルアルコールまたは酢酸ビニル−ビニルアルコール共
重合体、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニル−ビニルピ
ロリドン共重合体、プルロニック型界面活性剤を組み合
わせたことにより、降雨時に自動車のフェンダーミラー
やサイドミラー、サイドウィンドウに付着する水滴を瞬
時に濡れの状態にして良好な視界を確保し、親水性を長
時間保持させることを特徴とする親水性コーティング剤
で、これらカチオン化水溶性高分子0.05〜10重量％、ポ
リビニルアルコールまたはポリビニルピロリドン0.01〜
5重量％、プルロニック型界面活性剤0.01〜2重量％、含
有することを特徴とする親水性コーティング剤を提供す
る。

【発明の実施の形態】本発明に用いられるカチオン化水
溶性高分子の例としては、カチオン化デンプンではハイ
モ（株）ハイマックスＮＣ−１０，ＰＣ−６５００、
カチオン化グアガムでは三晶（株）メイプロボンド９
８０６、カチオン化アクリルアミドとしては、荒川化学
工業（株）ポリマロン３５１，３６０、ポリストロン
３１１，６１９、アラフィックス２５１、カチオン化ポ
リアクリル酸エステルとしては、ハイモ（株）ハイモロ
ックＭＰ−２８４，ＭＰ−３８４，ＭＰ−９８４，Ｅ−
３１５，Ｅ−１９５、カチオン化ビニルホルムアミドと
しては、ハイモ（株）ハイモロックＺＰ−７００、カ
チオン化ポリアミンとしてはハイモ（株）ハイモロッ
クＱ−３１１，Ｑ−５０１などが挙げられる。本発明中
のカチオン化水溶性高分子は、本発明中に0.05〜10重量
％好ましくは0.1〜5重量％あればよく、0.05重量％より
も少ないとガラスに対する定着性が悪く、持続性も悪
い。10重量％を越えると定着性、持続性に問題はないが
粘度が上昇するためスプレー等で塗布する際に困難を生
じるため好ましくない。ポリビニルアルコールの例とし
ては、信越化学工業（株）のポバールＣ−０５ＧＰ，Ｃ
−１０ＧＰ，Ｃ−２５ＧＰ，ＰＡ−１０ＧＰ，ＰＡ−１
５ＧＰ、（株）クラレのＰＶＡ−２１７，ＰＶＡ−２２
４などが挙げられる。ポリビニルピロリドンとしてはＢ
ＡＳＦ社のＫollidon１２ＰＦ，１７ＰＦ，２５，３
０，９０Ｆ，ＶＡ６４などを挙げることができる。本発
明中のポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリド
ンは、本発明中に0.01〜5重量％好ましくは0.05〜3重量
％あればよく、0.01重量％よりも少ないと水滴の濡れが
悪くなり、5重量％を越えると、塗布時の液膜の表面に
歪みが生じ、視界が悪くなるため好ましくない。エチレ
ンオキサイド・プロピレンオキサイドブロックポリマー
型界面活性剤としては旭電化工業（株）のアデカプルロ
ニックＬ−４４，Ｌ−６２，Ｌ−７２，Ｐ−８４，Ｐ−
８５、第一工業製薬（株）のエパン４１０，４２０，７
１０，７２０，７４０などが挙げられる。本発明中のエ
チレンオキサイド・プロピレンオキサイドブロックポリ
マー型界面活性剤は、本発明中に0.01〜2重量％好まし
くは0.02〜1重量％あればよく、0.01重量％よりも少な
いと塗布時の液膜の表面に歪みが生じ、視界が悪くな
る。2重量％を越えると持続性に問題が生じるため好ま
しくない。また、カチオン化水溶性高分子のカチオン化
度を高めるために蟻酸、酢酸、臭酸、クエン酸、りん酸
などの有機酸やエピクロルヒドリン等のカチオン化剤を
加えても良い。本発明の親水化コーティング剤はカチオ
ン化水溶性高分子とポリビニルアルコールまたはポリビ
ニルピロリドン、界面活性剤を水に攪拌溶解することで
得られる。本発明の親水性コーティング剤は、自動車の
排ガスによるカーボン系の汚れやウィンドウウオッシャ
ー液等の飛び散り等による汚れに対して、その親水性の
性質によりある程度の自浄作用を有しているものの、そ
の自浄能力を超える汚れや、強固に付着する汚れに対し
ては無抵抗である。そこで、光触媒を添加することを試
みた。光触媒とは光半導体として光触媒作用を持つもの
である。光触媒はそのバンドギャップエネルギー以上の
エネルギーが与えられると、例えば外界では紫外線が照
射されると、水酸基ラジカルや、スーパーオキサイドイ
オン等の活性酸素種を発生する。この活性酸素種は、有
機物を酸化分解する作用があるため、前述の汚れを分解
除去することが可能である。また、表面が高度に親水化
する現象をも有しているため、その親水作用も利用出来
る。光触媒としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、
酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化ク
ロム、酸化モリブテン等の金属酸化物が利用できるが、
実用的には、酸化チタンが好ましい。ここで用いる酸化
チタンは、結晶型がアナターゼ型であるものが光触媒作
用が高く、多くの酸化チタンゾルが、上市されており、
安価で安定して入手が出来る。ゆえに、添加する光触媒
の形態は、アナターゼ型の酸化チタンゾルである。ま
た、酸化チタンの平均粒径が１０ｎｍ以下であることが
好ましい。粒径の大きい物は、光触媒作用が高いとされ
ているが、その溶液は、透明性を欠き、ミラーやウィン
ドウガラス等に塗布すると著しく外観が悪くなる可能性
がある。また、酸化チタンゾルは水分散型であることが
好ましい。酸化チタンゾルの配合比率は、好ましくは溶
液全重量に対して固形分換算で、好ましくは５％以下、
さらに好ましくは１％以下である。また、本発明にはス
プレー等で塗布した場合の濡れ性を改善する目的で水溶
性の有機溶剤を加えることができる。水溶性の有機溶剤
としてメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等が
利用でき、中でもエチルアルコールが好ましい。また、
配合比率は、溶液全重量に対して３０重量％以下であ
り、より好ましくは10重量％以下である。更に、本発明
には本発明の性能を妨げない範囲で酸化防止剤や防腐
剤、防錆剤、湿潤剤等を適宜配合しても構わない。

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものでは
ない。イオン交換水99.80ｗｔ％に攪拌しながらポリマロン３
５１ 0.20ｗｔ％を加えて溶解させ透明液状物を得る。イオン交換水99.68ｗｔ％に攪拌しながらポリマロン３
５１ 0.20ｗｔ％、ＰＶＡ−２２４ 0.10ｗｔ％、エパン
４２０ 0.02ｗｔ％を加えて溶解させ透明液状物を得
る。イオン交換水99.68ｗｔ％に攪拌しながらハイマックス
ＰＣ−６５００ 0.20ｗｔ％、ポバールＣ−２５ＧＰ 0.
10ｗｔ％、アデカプルロニックＰ−８４ 0.02ｗｔ％を
加えて溶解させ透明液状物を得る。イオン交換水99.68ｗｔ％に攪拌しながらハイマックス
ＭＰ−２８４ 0.20ｗｔ％、Kollidon ３０ 0.10ｗｔ
％、エパン７２０ 0.02ｗｔ％を加えて溶解させ透明液
状物を得る。イオン交換水99.68ｗｔ％に攪拌しながらハイマックス
ＰＣ−６５００ 0.20ｗｔ％、Kollidon １２ＰＦ 0.10
ｗｔ％、アデカプルロニックＰ−８４ 0.02ｗｔ％を加
えて溶解させ透明液状物を得る。イオン交換水99.675ｗｔ％に攪拌しながらメイプロボン
ド９８０６ 0.200ｗｔ％、Ｋollidon ＶＡ６４ 0.100
ｗｔ％、エパン４２０ 0.020ｗｔ％、酢酸 0.005ｗｔ
％を加えて溶解させ透明液状物を得る。メイプログアーCAA M-175は実施例6で用いたメイプロボ
ンド９８０６のカチオン化されていないグアガムで、こ
こでは比較のために用いた。イオン交換水99.80ｗｔ％
に攪拌しながらメイプログアーCAA M-175 0.200ｗｔ％
を加えて溶解させ透明液状物を得る。イオン交換水99.675ｗｔ％に攪拌しながらメイプログア
ーCAA M-175 0.200ｗｔ％、Kollidon １２ＰＦ 0.100ｗ
ｔ％、エパン４２０ 0.020ｗｔ％、酢酸 0.005ｗｔ％
を加えて溶解させ透明液状物を得る。（試験方法）試験方法としてはガラス板（７Ｘ１５ｃ
ｍ）の表面をクリーナーを用いて洗浄した後、作成した
組成物をスプレーコート法で２ｇ塗布したものを、次の
（１）（２）の試験方法で評価した。（１）塗布したガラス板に直ちに、家庭用霧吹きで１０
回（全量１０〜１２ｇ）連続して水を噴射した。この連
続１０回の水噴射を１サイクルとして計１０サイクル実
施した。（２）塗布したガラス板を５０℃の恒温槽で１時間乾燥
させた後、家庭用霧吹きで１０回（全量１０〜１２ｇ）
連続して水を噴射した。この連続１０回の水噴射を１サ
イクルとして計１０サイクル実施した。

【表１】

【発明の効果】本発明によれば、カチオン化された水溶
性高分子、ポリビニルピロリドンまたは酢酸ビニルービ
ニルピロリドン、プルロニック型界面活性剤を含有する
親水性コーティング剤を用いることでミラー、ガラスへ
の付着性を高めることができ、降雨時などにおいて自動
車のフェンダーミラーやサイドミラー、サイドウィンド
ウ、等の表面に付着する水滴によって生じる視認性の低
下を水滴を濡れの状態にすることにより瞬時に長時間防
止することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福嶋哲弥福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者有本邦夫兵庫県神戸市兵庫区西柳原町５番26号 (72)発明者榮川昌宏兵庫県神戸市兵庫区西柳原町５番26号Ｆターム(参考） 4G059 AA01 AC21 FA07 FA28 FA29 FB06 4G069 BA04B BA05B BA48A BC22B BC35B BC58B BC59B BC60B BC66B EA08 FB24 4H020 AA01 AA03 AA05 AA07 AB06 4J038 BA011 BA121 CE021 CF021 CG141 CG171 CK031 CR071 DA131 DF012 HA216 HA416 JA37 KA04 KA09 KA14 MA08 NA06 PA18 PA19 PB02 PB07 PC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カチオン化水溶性高分子より選ばれる
１種または２種以上の水溶性高分子を０．０１〜１０重
量部、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニル−
ビニルピロリドン共重合体より選ばれる１種または２種
以上の水溶性高分子を０．０１〜５重量部、ノニオン性
界面活性剤を０．０１〜２重量部を必須成分として含有
させたことを特徴とする親水性コーティング剤。
【請求項２】カチオン化水溶性高分子としてカチオ
ン化デンプンまたはカチオン化グアガムまたはカチオン
化ポリアクリルアミドまたはカチオン化ポリアクリル酸
エステルまたはカチオン化ビニルホルムアミドまたはカ
チオン化ポリアミンであることを特徴とする請求項１記
載の親水性コーティング剤。
【請求項３】ノニオン系界面活性剤としてプルロニ
ック型界面活性剤より選ばれる１種または２種以上の界
面活性剤であることを特徴とする請求項１、２に記載の
親水性コーティング剤。
【請求項４】上記親水性コーティング剤に、光触媒
性コーティング組成物が添加されていることを特徴とす
る請求項１〜３に記載の親水性コーティング剤。