JP2003113371A - 撥水処理剤組成物 - Google Patents

撥水処理剤組成物

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JP2003113371A
JP2003113371A JP2001309704A JP2001309704A JP2003113371A JP 2003113371 A JP2003113371 A JP 2003113371A JP 2001309704 A JP2001309704 A JP 2001309704A JP 2001309704 A JP2001309704 A JP 2001309704A JP 2003113371 A JP2003113371 A JP 2003113371A
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water
water repellent
dimethylpolysiloxane
repellent treatment
acid
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Masaji Sasaki
正次 佐々木
Hiromitsu Saito
博光 齊藤
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San-Ai Oil Co Ltd
Toyo Riken Corp
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San-Ai Oil Co Ltd
Toyo Riken Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ジメチルポリシロキサンを主成分とした撥水処
理剤は、持続性が劣る。また、フルオロアルキルシラン
を主成分とした撥水処理剤は、水滴の滑落性が劣る。 【解決手段】ジメチルポリシロキサンを酸処理したもの
とアルキルシランを反応させることによって、水滴の撥
水性、滑落性、持続性が良好な撥水処理剤を得た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撥水処理剤組成物に
関し、更に詳細には水滴の撥水性、滑落性及び持続性に
優れた撥水処理剤組成物に関する。本発明の撥水処理剤
組成物は、特に自動車等の車両用ウインドー及びサイド
ミラー等に用いるのに好適なものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
撥水処理剤の技術として、特開平5−311156号公
報、特開平8−277388号公報、特開平11−34
9929号公報及び特開平11−349930号公報に
は、フルオロアルキルシランと加水分解触媒、アルコー
ルを主成分とする撥水剤または撥水処理剤が開示されて
いる。また、特開平9−176622号公報には、特定
のフルオロアルコキシシランに加水分解触媒を加えた撥
水剤組成物が開示されている。また自動車用ウインドー
の撥水処理剤として、フルオロアルキルシランを主成分
とする製品が実際市販されている。
【0003】また、イソプロピルアルコールにジメチル
ポリシロキサン等を分散させた撥水処理剤、例えば特公
昭50−15473号公報の開示内容に類似するシリコ
ーン成分を主体とする撥水剤が市販されている。しかし
ながら、ウインドーガラス用の撥水処理剤として、上記
公報に開示されたフルオロアルキルシランを用いた場
合、持続性は優れるものの降雨時に車の走行中ガラス面
に付着した雨滴の滑落性が著しく劣り、このため運転時
の視界が悪化する、また、滑り性が劣るためワイパーを
動かした場合きしみが起こる等の弊害があった。一方イ
ソプロピルアルコールにジメチルポリシロキサン等を分
散させた撥水処理剤は、水滴の滑落性は優れるが、持続
性が不十分であった。
【0004】また、ジメチルポリシロキサンとアルキル
シランの併用では、特開平H10−121036号公報
が開示されている。上記公報は、動粘度が約100mm
/S以下のジメチルポリシロキサンとアルキルシラン
の併用である。ジメチルポリシロキサンは100mm
/S以下のものでないとアルコール類に溶解しないた
め、高分子のジメチルポリシロキサンは使用できないと
いう欠点があり、また、本発明の知見ではジメチルポリ
シロキサンの動粘度が高いほうが持続性、滑落性が向上
する傾向があった。従って、本発明の目的は、水滴の撥
水性、滑落性及び持続性に優れた撥水処理剤組成物を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、特定の成分を含有する撥水処理剤組成物が上
記目的を達成しうるという知見を得た。本発明は、上記
知見に基づいてなされたもので、(A)アルコール、
(B)ジメチルポリシロキサン、(C)アルキルシラ
ン、及び(D)酸を含有し、上記(B)のジメチルポリ
シロキサンの25℃における動粘度が100mm/S
以上であり、上記(C)アルキルシランがジメチルジメ
トキシシランまたはジメチルジクロロシランまたはジメ
チルジエトキシシランのうち1種類以上であり、上記
(B)のジメチルポリシロキサンと上記(C)アルキル
シラン質量比B/Cが0.2〜5である水滴の撥水性、
滑落性及び持続性に優れた撥水処理剤組成物を提供する
ものである。
【0006】本発明の作用機構は充分明らかではない
が、以下のように推察される。ジメチルポリシロキサン
を酸で処理することにより、反応基が生成する。この反
応基とアルキルシランが縮合して反応物ができる。この
反応物が水滴の撥水性、滑落性及び持続性を向上させる
働きに寄与するものと考えられる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の撥水処理剤組成物
について詳述する。本発明の撥水剤組成物は、(A)ア
ルコール、(B)ジメチルポリシロキサン、(C)アル
キルシラン、及び(D)酸を含有する。
【0008】まず、上記(A)成分のアルコールについ
て説明する。上記アルコールとしては、本発明の撥水処
理剤組成物に含まれる他の成分を溶解し、ガラス面に撥
水処理剤組成物を塗布した際に蒸発し、速やかに撥水被
膜を形成する機能を有する。かかる機能を有するアルコ
ールとしては、炭素数が1〜6のアルコールがあげら
れ、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール等である。その
中でも、撥水処理剤組成物の他成分の溶解性が高いイソ
プロパノールが特に好ましい。
【0009】本発明の撥水処理剤組成物中の上記(A)
成分のアルコール含有量は、好ましくは30〜99.5
質量%であり、更に好ましくは60〜99質量%であ
る。アルコールの含有量が30質量%以下であると成分
(B)、(C)が溶解せず、均一な撥水処理剤が得られ
ない。また、99.5質量%を越えると撥水性が劣る。
【0010】上記(B)成分のジメチルポリシロキサン
としては、25℃における動粘度が100mm/S以
上のものが好ましい。25℃における動粘度が100m
/S未満のものでは、酸で処理する場合反応基の生
成が起こりにくく、(C)成分であるアルキルシランと
反応が起こらず、滑落性が著しく劣る。なお、ジメチル
ポリシロキサンの25℃における動粘度が1万mm
S以上の高粘度になっても撥水性、持続性、滑落性には
変化はない。
【0011】本発明の撥水処理剤組成物中の上記(B)
成分のジメチルポリシロキサンの含有量は、好ましくは
0.5〜30質量%であり、更に好ましくは1〜10質
量%である。0.5質量%未満では撥水性、持続性、滑
落性が得られず、30質量%以上では、(A)成分のア
ルコールに溶解しなくなり均一な撥水処理剤が得られな
い。
【0012】上記(C)成分のアルキルシランとして
は、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、
ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フ
ェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、
ヘキサトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ト
リフルオロプロピルトリクロロシラン、ヘプタデカトリ
フルオロデシルトリクロロシラン、メチルトリメトキシ
シラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシ
シラン、トリメチルメトキシシラン、フェニルトリメト
キシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ヘキサトリ
メトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、トリフル
オロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフル
オロデシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、トリメチルエトキシシラン、フェニルトリエトキ
シシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサトリエ
トキシシラン、デシルトリエトキシシラン、トリフルオ
ロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカトリフルオ
ロデシルトリエトキシシランが挙げられる。これらのア
ルキルシランのうち滑落性が最も良好なものは、ジメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチ
ルジエトキシシランである。
【0013】本発明の撥水処理剤組成物中の上記(C)
成分のアルキルシランの含有量は、好ましくは0.5〜
30質量%であり、更に好ましくは1〜10質量%であ
る。0.5質量%未満では撥水性、持続性、滑落性が得
られず、30質量%以上では、(A)成分のアルコール
に溶解しなくなり均一な撥水処理剤が得られない。
【0014】本発明の撥水処理剤組成物中の(B)成分
のジメチルポリシロキサンと(C)成分のアルキルシラ
ンの質量比B/Cは、0.2〜5が好ましい。質量比が
0.2未満あるいは5を越えると滑落性が著しく劣る。
【0015】上記(D)成分の酸としては、例えば塩
酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸、蟻酸、酢酸、芳香
族スルホン酸、脂肪族スルホン酸等の有機酸があげられ
る。上記酸の中でも特に好ましいものは硫酸である。
【0016】本発明の撥水処理剤組成物中の上記(D)
成分の酸の含有量は、好ましくは0.1〜5質量%であ
り、更に好ましくは0.5〜3質量%である。酸の含有
量が0.1質量%未満では(B)成分のジメチルポリシ
ロキサンを酸で処理した場合、反応基の生成が充分起こ
らない。5質量%を越えるとガラス面以外の場所に液が
付着した場合腐食等の影響が懸念される。
【0017】本発明の撥水処理剤組成物には、上記
(A)、(B)、(C)及び(D)成分に加え、更に香
料、紫外線吸収剤及び防腐剤等の添加剤を添加すること
ができる。上記添加剤を含有させる場合、その含有量は
撥水処理剤組成物全量中、好ましくは0.01〜1質量
%である。また、本発明の撥水処理剤組成物には、原料
中に含まれる微量の水分や製造工程の段階で吸収する水
分を含有しても良い。
【0018】本発明の撥水処理剤組成物は、ボトル、ス
プレー缶及びエアゾール缶等に充填し、ガラス面に塗布
し、スポンジや布等により延展し、乾燥して処理するこ
とにより用いられる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。実施例1 ジメチルポリシロキサン(KF96−500 動粘度5
00mm/S:信越化学工業(株)製)3gに硫酸
1.3gを加え室温で酸処理した。次にイソプロパノー
ル6.2gを加え、酸処理したジメチルポリシロキサン
を溶解する。更にジメチルジメトキシシラン(KBM2
2:信越化学工業(株)製)2gを加え一昼夜撹拌して
反応させた。反応させた液にイソプロパノール87.5
g加え、本発明の撥水処理剤組成物を得た。得られた撥
水処理剤組成物につき、以下に示す試験法で評価を行っ
た。
【0020】撥水性試験 予め研磨剤入り油膜取り剤で洗浄、乾燥したプレパラー
ト(2.5cm×7.5cm×0.2cm)に撥水処理
剤を0.5ml滴下し、スポンジで均一に延展し、室温
で5分間乾燥させた。余分な撥水処理剤を乾いた布で拭
き取り試験片を得た。試験片を協和界面科学(株)製C
A−P型接触角測定器にセットし、試験片に純水を1μ
l滴下し接触角測定を行い、撥水性試験とした。
【0021】水滴の滑落性試験 予め研磨剤入り油膜取り剤で洗浄、乾燥したガラス片
(14cm×10cm×0.5cm)に撥水処理剤を4
ml滴下し、スポンジで均一に延展し、室温で5分間乾
燥させた。余分な撥水処理剤を乾いた布で拭き取り試験
片を得た。試験片を水平に置き純水を10μl滴下し試
験片の角度を上げ、水滴が滑落し始めた角度を測定し、
滑落性を下記の評価指標により評価した。 ○:20°未満 △:20°以上30°未満 ×:
30°以上
【0022】撥水持続性試験 撥水性試験で用いた試験片に研磨剤入り油膜取り剤を
0.5g取り、スポンジの上に100gの重りをのせ2
0回往復させたのち、撥水性試験と同様に接触角を測定
し、研磨剤で処理した前後の接触角の差から持続性を下
記の評価指標により評価した。 ◎:低下せず ○:1〜3°未満低下 △:3°以
上6°未満低下 ×:6°以上低下
【0023】実施例2〜7及び比較例1〜3 表1に示す成分及び表1に示した割合で実施例1と同様
の操作で撥水処理剤を調整した。表中に示す数字はgを
示す。表2に実施例1と同様の試験法により、水滴の撥
水性、滑落性及び持続性を評価し、結果を示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】表2の記載から明らかなように、本発明
の撥水処理剤組成物は、水滴の撥水性、滑落性及び持続
性の優れるものであることが示された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C03C 17/30 C08K 5/54 Fターム(参考) 4G059 AA01 AC22 FA01 FA05 FA22 FA28 FB06 4H020 BA32 4J002 CP031 EC036 EX027 EX037 FD206 FD207 GT00 4J038 DL011 DL012 DL031 DL032 DL071 DL072 HA076 HA336 HA376 JA18 JA37 JC13 KA06 MA15 NA07 PC03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)アルコール、(B)ジメチルポリ
    シロキサン、(C)アルキルシラン、及び(D)酸を含
    有する撥水処理剤組成物。
  2. 【請求項2】 上記(B)のジメチルポリシロキサンの
    25℃における動粘度が100mm/S以上である請
    求項1記載の撥水処理剤組成物。
  3. 【請求項3】 上記(C)アルキルシランがジメチルジ
    メトキシシランまたはジメチルジクロロシランまたはジ
    メチルジエトキシシランのうち1種類以上である請求項
    1の撥水処理剤。
  4. 【請求項4】 上記(B)のジメチルポリシロキサンと
    上記(C)アルキルシランの質量比B/Cが0.2〜5
    である請求項1の撥水処理剤。
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