JP2003253250A - 表面処理組成物および表面処理方法 - Google Patents
表面処理組成物および表面処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属、ガラス、セラミックなどの無機材料の
表面に良好な防汚性を付与することができる表面処理組
成物および表面処理方法を提供すること。 【解決手段】 本発明の表面処理組成物は、無機材料の
表面を処理するための組成物であって、下記式（１）で
示されるフッ素含有オリゴマー（ＲF はフルオロアルキ
ル基を含有する基、Ｒ1 は１価の有機基、ｘは１〜１０
０の整数、ｙは０〜１００の整数）と、多官能性アルコ
キシシランと、前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多
官能性アルコキシシランを溶解する溶剤とを含有する。
本発明の表面処理方法は、本発明の表面処理組成物を、
無機材料の表面に塗布する工程と、前記表面処理組成物
による塗膜を加熱する工程とを含む。 【化１】
表面に良好な防汚性を付与することができる表面処理組
成物および表面処理方法を提供すること。 【解決手段】 本発明の表面処理組成物は、無機材料の
表面を処理するための組成物であって、下記式（１）で
示されるフッ素含有オリゴマー（ＲF はフルオロアルキ
ル基を含有する基、Ｒ1 は１価の有機基、ｘは１〜１０
０の整数、ｙは０〜１００の整数）と、多官能性アルコ
キシシランと、前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多
官能性アルコキシシランを溶解する溶剤とを含有する。
本発明の表面処理方法は、本発明の表面処理組成物を、
無機材料の表面に塗布する工程と、前記表面処理組成物
による塗膜を加熱する工程とを含む。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属、ガラス、セ
ラミックなどの無機材料の表面を処理するための表面処
理組成物および表面処理方法に関し、さらに詳しくは、
新規なハイブリッド化合物により構成される表面処理層
を無機材料に形成し、当該無機材料の表面に防汚性など
を付与することのできる表面処理組成物および表面処理
方法に関する。
ラミックなどの無機材料の表面を処理するための表面処
理組成物および表面処理方法に関し、さらに詳しくは、
新規なハイブリッド化合物により構成される表面処理層
を無機材料に形成し、当該無機材料の表面に防汚性など
を付与することのできる表面処理組成物および表面処理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、フルオロアルキル基を両末端に有
し、中間鎖に官能基が結合されてなるフッ素含有オリゴ
マーによって各種材料の表面を処理する方法が知られて
いる。かかるフッ素含有オリゴマーは、分子両末端にお
けるフルオロアルキル基が共有結合を介して中間鎖に結
合されているので、防汚性や抗菌性などを長期にわたり
材料表面に付与することができる。
し、中間鎖に官能基が結合されてなるフッ素含有オリゴ
マーによって各種材料の表面を処理する方法が知られて
いる。かかるフッ素含有オリゴマーは、分子両末端にお
けるフルオロアルキル基が共有結合を介して中間鎖に結
合されているので、防汚性や抗菌性などを長期にわたり
材料表面に付与することができる。
【０００３】かかるフッ素含有オリゴマーにより無機材
料の表面を処理する方法としては、当該フッ素含有オリ
ゴマーを適宜の溶媒に溶解して処理組成物を調製し、こ
れを無機材料の表面に塗布し、塗膜を乾燥・硬化させて
表面処理層（フッ素含有オリゴマーからなる表面処理
層）を形成する方法が知られている（例えば特開平１０
−２４５４１９号公報参照）。
料の表面を処理する方法としては、当該フッ素含有オリ
ゴマーを適宜の溶媒に溶解して処理組成物を調製し、こ
れを無機材料の表面に塗布し、塗膜を乾燥・硬化させて
表面処理層（フッ素含有オリゴマーからなる表面処理
層）を形成する方法が知られている（例えば特開平１０
−２４５４１９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法で形成された表面処理層に有機溶剤を接触さ
せると、表面処理層を構成するフッ素含有オリゴマーが
溶出されてしまい、この結果、フッ素含有オリゴマーに
より付与された防汚性（親水性および撥油性）が大幅に
減少してしまう、という問題がある。このため、上記の
ような方法で表面処理された無機材料（フッ素含有オリ
ゴマーによる表面処理層が形成された無機材料）につい
ては、これを耐溶剤性が要求される用途に使用すること
ができない。
ような方法で形成された表面処理層に有機溶剤を接触さ
せると、表面処理層を構成するフッ素含有オリゴマーが
溶出されてしまい、この結果、フッ素含有オリゴマーに
より付与された防汚性（親水性および撥油性）が大幅に
減少してしまう、という問題がある。このため、上記の
ような方法で表面処理された無機材料（フッ素含有オリ
ゴマーによる表面処理層が形成された無機材料）につい
ては、これを耐溶剤性が要求される用途に使用すること
ができない。
【０００５】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものである。本発明の第１の目的は、金属、ガラス、
セラミックなどの無機材料に、新規なハイブリッド化合
物からなる耐溶剤性の良好な表面処理層を形成すること
ができる表面処理組成物および表面処理方法を提供する
ことにある。本発明の第２の目的は、金属、ガラス、セ
ラミックなどの無機材料の表面に良好な防汚性（親水性
および撥油性）を付与することができる表面処理組成物
および表面処理方法を提供することにある。本発明の第
３の目的は、金属、ガラス、セラミックなどの無機材料
の表面に、溶剤洗浄などによっても損なわれることのな
い良好な防汚性（親水性および撥油性）を付与すること
ができる表面処理組成物および表面処理方法を提供する
ことにある。
たものである。本発明の第１の目的は、金属、ガラス、
セラミックなどの無機材料に、新規なハイブリッド化合
物からなる耐溶剤性の良好な表面処理層を形成すること
ができる表面処理組成物および表面処理方法を提供する
ことにある。本発明の第２の目的は、金属、ガラス、セ
ラミックなどの無機材料の表面に良好な防汚性（親水性
および撥油性）を付与することができる表面処理組成物
および表面処理方法を提供することにある。本発明の第
３の目的は、金属、ガラス、セラミックなどの無機材料
の表面に、溶剤洗浄などによっても損なわれることのな
い良好な防汚性（親水性および撥油性）を付与すること
ができる表面処理組成物および表面処理方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の表面処理組成物
は、無機材料の表面を処理するための組成物であって、
下記式（１）で示されるフッ素含有オリゴマー（以下、
「特定のフッ素含有オリゴマー」という。）と、式：Ｒ
3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n （式中、Ｒ2 はアルキル基を表
し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表し、ｎは２
〜４の整数である）で示される多官能性アルコキシシラ
ンと、前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多官能性ア
ルコキシシランを溶解する溶剤とを含有することを特徴
とする。
は、無機材料の表面を処理するための組成物であって、
下記式（１）で示されるフッ素含有オリゴマー（以下、
「特定のフッ素含有オリゴマー」という。）と、式：Ｒ
3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n （式中、Ｒ2 はアルキル基を表
し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表し、ｎは２
〜４の整数である）で示される多官能性アルコキシシラ
ンと、前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多官能性ア
ルコキシシランを溶解する溶剤とを含有することを特徴
とする。
【０００７】
【化３】
【０００８】（式中、ＲF はフルオロアルキル基を含有
する基を表し、Ｒ1 は１価の有機基を表す。ｘは１〜１
００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。）
する基を表し、Ｒ1 は１価の有機基を表す。ｘは１〜１
００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。）
【０００９】本発明の表面処理組成物においては下記の
形態が好ましい。 〔１〕特定のフッ素含有オリゴマーとして、下記式
（２）で示されるフッ素含有オリゴマーを含有するこ
と。 〔２〕上記式（１）または下記式（２）において、ＲF
で表されるフルオロアルキル基を含有する基が、−ＣＦ
3 、−Ｃ2 Ｆ5 、−Ｃ3 Ｆ7 、−Ｃ6 Ｆ13、−Ｃ7 Ｆ15
または−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ3 ）］p
ＯＣ3 Ｆ7 （式中、ｐは０，１もしくは２である。）で
表されること。 〔３〕前記多官能性アルコキシシランが、テトラアルコ
キシシラン、特に、テトラメトキシシランまたはテトラ
エトキシシランであること。 〔４〕下記式（２）で示されるフッ素含有オリゴマー
と、テトラエトキシシランと、塩酸と、エタノールとを
含有すること。 〔５〕金属材料の表面を処理するものであること。 〔６〕ガラス材料の表面を処理するものであること。 〔７〕特定のフッ素含有オリゴマーの含有割合が０．５
〜１０質量％であること。 〔８〕特定のフッ素含有オリゴマーの含有割合が１〜５
質量％であること。
形態が好ましい。 〔１〕特定のフッ素含有オリゴマーとして、下記式
（２）で示されるフッ素含有オリゴマーを含有するこ
と。 〔２〕上記式（１）または下記式（２）において、ＲF
で表されるフルオロアルキル基を含有する基が、−ＣＦ
3 、−Ｃ2 Ｆ5 、−Ｃ3 Ｆ7 、−Ｃ6 Ｆ13、−Ｃ7 Ｆ15
または−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ3 ）］p
ＯＣ3 Ｆ7 （式中、ｐは０，１もしくは２である。）で
表されること。 〔３〕前記多官能性アルコキシシランが、テトラアルコ
キシシラン、特に、テトラメトキシシランまたはテトラ
エトキシシランであること。 〔４〕下記式（２）で示されるフッ素含有オリゴマー
と、テトラエトキシシランと、塩酸と、エタノールとを
含有すること。 〔５〕金属材料の表面を処理するものであること。 〔６〕ガラス材料の表面を処理するものであること。 〔７〕特定のフッ素含有オリゴマーの含有割合が０．５
〜１０質量％であること。 〔８〕特定のフッ素含有オリゴマーの含有割合が１〜５
質量％であること。
〔９〕特定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコ
キシシランとの質量割合が１：１〜１：１０であるこ
と。 〔10〕特定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコ
キシシランとの質量割合が１：１〜２：５であること。
キシシランとの質量割合が１：１〜１：１０であるこ
と。 〔10〕特定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコ
キシシランとの質量割合が１：１〜２：５であること。
【００１０】
【化４】
【００１１】（式中、ＲF およびｘは、先に定義したと
おりである。）
おりである。）
【００１２】本発明の表面処理方法は、本発明の表面処
理組成物を、無機材料の表面に塗布する工程と、前記表
面処理組成物による塗膜を加熱する工程とを含むことを
特徴とする。
理組成物を、無機材料の表面に塗布する工程と、前記表
面処理組成物による塗膜を加熱する工程とを含むことを
特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の処理組成物による塗膜を加熱すること
により、構成成分である特定のフッ素含有オリゴマーと
多官能性アルコキシシランとが反応して、ハイブリッド
化合物からなる表面処理層（以下、単に「処理層」とも
いう。）が形成される。かかるハイブリッド化合物は、
これを構成する特定のフッ素含有オリゴマーと同等の防
汚性（親水性および撥油性）を無機材料の表面に付与す
ることができる。しかも、ハイブリッド化合物は、これ
を構成する特定のフッ素含有オリゴマーに対して良溶媒
である種々の溶剤に対しても不溶である。この結果、溶
剤洗浄（抽出）などにより、ハイブリッド化合物からな
る処理層に溶剤を接触させても、当該ハイブリッド化合
物が溶出することはなく、ハイブリッド化合物により付
与される防汚性（親水性および撥油性）が実質的に損な
われることはない。このように、当該ハイブリッド化合
物からなる処理層（本発明の処理組成物による表面処理
層）を備えた無機材料は、特定のフッ素含有オリゴマー
からなる処理層（特定のフッ素含有オリゴマーによる表
面処理層）を備えた無機材料と比較して、格段に優れた
耐溶剤性を有するものとなる。
により、構成成分である特定のフッ素含有オリゴマーと
多官能性アルコキシシランとが反応して、ハイブリッド
化合物からなる表面処理層（以下、単に「処理層」とも
いう。）が形成される。かかるハイブリッド化合物は、
これを構成する特定のフッ素含有オリゴマーと同等の防
汚性（親水性および撥油性）を無機材料の表面に付与す
ることができる。しかも、ハイブリッド化合物は、これ
を構成する特定のフッ素含有オリゴマーに対して良溶媒
である種々の溶剤に対しても不溶である。この結果、溶
剤洗浄（抽出）などにより、ハイブリッド化合物からな
る処理層に溶剤を接触させても、当該ハイブリッド化合
物が溶出することはなく、ハイブリッド化合物により付
与される防汚性（親水性および撥油性）が実質的に損な
われることはない。このように、当該ハイブリッド化合
物からなる処理層（本発明の処理組成物による表面処理
層）を備えた無機材料は、特定のフッ素含有オリゴマー
からなる処理層（特定のフッ素含有オリゴマーによる表
面処理層）を備えた無機材料と比較して、格段に優れた
耐溶剤性を有するものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する ＜表面処理組成物＞本発明の処理組成物は、特定のフッ
素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシランと、こ
れらを溶解する溶剤とを含有してなる。以下、各構成成
分について説明する。
する ＜表面処理組成物＞本発明の処理組成物は、特定のフッ
素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシランと、こ
れらを溶解する溶剤とを含有してなる。以下、各構成成
分について説明する。
【００１５】（１）特定のフッ素含有オリゴマー：本発
明の処理組成物を構成する特定のフッ素含有オリゴマー
は、フルオロアルキル基を含有する基（ＲF ）を分子両
末端に有するとともに、ジメチルカルバモイル基（−Ｃ
ＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）が結合されてなる（ポリ）Ｎ，Ｎ−
ジメチルアクリルアミドからなる中間鎖を有し、さらに
（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）からなる中間鎖を有していてもよ
いフッ素系のオリゴマーである。
明の処理組成物を構成する特定のフッ素含有オリゴマー
は、フルオロアルキル基を含有する基（ＲF ）を分子両
末端に有するとともに、ジメチルカルバモイル基（−Ｃ
ＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）が結合されてなる（ポリ）Ｎ，Ｎ−
ジメチルアクリルアミドからなる中間鎖を有し、さらに
（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）からなる中間鎖を有していてもよ
いフッ素系のオリゴマーである。
【００１６】特定のフッ素含有オリゴマーを構成するフ
ルオロアルキル基を含有する基（Ｒ F ）の具体例として
は、−ＣＦ3 、−Ｃ2 Ｆ5 、−Ｃ3 Ｆ7 、−Ｃ6 Ｆ13お
よび−Ｃ7 Ｆ15など−Ｃq Ｆ2q+1（ｑ＝１〜１０）で表
されるフルオロアルキル基；−ＣＦ（ＣＦ3 ）ＯＣ3 Ｆ
7 、−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ3 ）］ＯＣ
3 Ｆ7 、および−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ
3 ）］2 ＯＣ3 Ｆ7 で表される基（オキシフルオロアル
キレン基およびフルオロアルキル基を含有する基）を例
示することができ、これらのうち、−ＣＦ（ＣＦ3 ）Ｏ
Ｃ3 Ｆ7 で表される基が特に好ましい。
ルオロアルキル基を含有する基（Ｒ F ）の具体例として
は、−ＣＦ3 、−Ｃ2 Ｆ5 、−Ｃ3 Ｆ7 、−Ｃ6 Ｆ13お
よび−Ｃ7 Ｆ15など−Ｃq Ｆ2q+1（ｑ＝１〜１０）で表
されるフルオロアルキル基；−ＣＦ（ＣＦ3 ）ＯＣ3 Ｆ
7 、−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ3 ）］ＯＣ
3 Ｆ7 、および−ＣＦ（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ
3 ）］2 ＯＣ3 Ｆ7 で表される基（オキシフルオロアル
キレン基およびフルオロアルキル基を含有する基）を例
示することができ、これらのうち、−ＣＦ（ＣＦ3 ）Ｏ
Ｃ3 Ｆ7 で表される基が特に好ましい。
【００１７】特定のフッ素含有オリゴマーを構成する中
間鎖（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）が有するジメ
チルカルバモイル基（−ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）は、当該
フッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシラン
（これを脱水・縮合反応してなるシロキサン結合）との
反応において重要な官能基である。また、このジメチル
カルバモイル基（−ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）は、金属原子
を捕捉（Ｔｒａｐｐｉｎｇ）することができ、これによ
り、得られるハイブリッド化合物（処理層）に抗菌性を
発現させることが可能となる。
間鎖（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）が有するジメ
チルカルバモイル基（−ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）は、当該
フッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシラン
（これを脱水・縮合反応してなるシロキサン結合）との
反応において重要な官能基である。また、このジメチル
カルバモイル基（−ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）は、金属原子
を捕捉（Ｔｒａｐｐｉｎｇ）することができ、これによ
り、得られるハイブリッド化合物（処理層）に抗菌性を
発現させることが可能となる。
【００１８】特定のフッ素含有オリゴマーにおける任意
の中間鎖（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）を構成する基（Ｒ1 ）
は、材料表面への機能付与、材料表面への密着性の向上
などを企図して適宜の基を選択することができる。かか
る基（Ｒ1 ）としては、下記式（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うな基を挙げることができる。
の中間鎖（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）を構成する基（Ｒ1 ）
は、材料表面への機能付与、材料表面への密着性の向上
などを企図して適宜の基を選択することができる。かか
る基（Ｒ1 ）としては、下記式（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うな基を挙げることができる。
【００１９】
【化５】
【００２０】特定のフッ素含有オリゴマーを示す上記式
（１）において、必須の中間鎖〔ＣＨ2 −ＣＨ−ＣＯＮ
（ＣＨ3 ）2 〕の数（ｘ）は１〜１００とされ、好まし
くは１〜５０、更に好ましくは２〜１０とされる。ま
た、任意の中間鎖（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）の数（ｙ）は０
〜１００とされ、好ましくは０〜５０、更に好ましくは
０〜１０とされる。
（１）において、必須の中間鎖〔ＣＨ2 −ＣＨ−ＣＯＮ
（ＣＨ3 ）2 〕の数（ｘ）は１〜１００とされ、好まし
くは１〜５０、更に好ましくは２〜１０とされる。ま
た、任意の中間鎖（ＣＨ2 −ＣＨＲ1 ）の数（ｙ）は０
〜１００とされ、好ましくは０〜５０、更に好ましくは
０〜１０とされる。
【００２１】特定のフッ素含有オリゴマーとして好適な
化合物としては、上記の式（２）で示される化合物（上
記の式（１）においてｙ＝０である化合物）、および下
記式（３）および式（４）で示される化合物を挙げるこ
とができる。
化合物としては、上記の式（２）で示される化合物（上
記の式（１）においてｙ＝０である化合物）、および下
記式（３）および式（４）で示される化合物を挙げるこ
とができる。
【００２２】
【化６】
（式中、ＲF 、ｘおよびｙは、先に定義したとおりであ
る。）
る。）
【００２３】上記式（１）で示される特定のフッ素含有
オリゴマーは、下記式（１Ａ）で示されるフッ素含有過
酸化物の存在下に、下記式（１Ｂ）で示される単量体
と、下記式（１Ｃ）で示される単量体とを重合させるこ
とにより得ることができる。なお、この反応生成物（フ
ッ素含有オリゴマー）中には、フルオロアルキル基を含
有する基（ＲF ）が片末端のみに導入されているオリゴ
マーが任意の割合で含まれていてもよい。
オリゴマーは、下記式（１Ａ）で示されるフッ素含有過
酸化物の存在下に、下記式（１Ｂ）で示される単量体
と、下記式（１Ｃ）で示される単量体とを重合させるこ
とにより得ることができる。なお、この反応生成物（フ
ッ素含有オリゴマー）中には、フルオロアルキル基を含
有する基（ＲF ）が片末端のみに導入されているオリゴ
マーが任意の割合で含まれていてもよい。
【００２４】
【化７】
（式中、ＲF は、先に定義したとおりである。）
【００２５】本発明の処理組成物における特定のフッ素
含有オリゴマーの含有割合としては、０．１〜３０質量
％であることが好ましく、更に好ましくは０．５〜１０
質量％、特に好ましくは１〜５質量％とされる。特定の
フッ素含有オリゴマーの含有割合が過小である場合に
は、防汚性や抗菌性などの処理効果を無機材料の表面に
付与することが困難となる。他方、３０質量％を超える
割合で特定のフッ素含有オリゴマーを含有させても、含
有量に見合う処理効果が得られない。
含有オリゴマーの含有割合としては、０．１〜３０質量
％であることが好ましく、更に好ましくは０．５〜１０
質量％、特に好ましくは１〜５質量％とされる。特定の
フッ素含有オリゴマーの含有割合が過小である場合に
は、防汚性や抗菌性などの処理効果を無機材料の表面に
付与することが困難となる。他方、３０質量％を超える
割合で特定のフッ素含有オリゴマーを含有させても、含
有量に見合う処理効果が得られない。
【００２６】（２）多官能性アルコキシシラン：本発明
の処理組成物を構成する多官能性アルコキシシラン〔Ｒ
3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n 〕には、２官能性のジアルコキ
シシラン〔Ｒ3 2 Ｓｉ（ＯＲ2 ）2 〕、３官能性のトリ
アルコキシシラン〔Ｒ3 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3 〕、および４
官能性のテトラアルコキシシラン〔Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 〕
が含まれる。多官能性アルコキシシランを示す上記式
中、Ｒ2 は、メチル基、エチル基などのアルキル基を表
し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表す。Ｒ3 で
表される１価の有機基には、メチル基、エチル基などの
アルキル基、およびフェニル基などのアリール基が含ま
れる。ここに、ジアルコキシシランの具体例としては、
ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシメチルフェニル
シラン、ジメトキシジメチルシランおよびジメトキシメ
チルオクチルシランなどが挙げられる。また、トリアル
コキシシランの具体例としては、トリエトキシシラン、
トリエトキシ（メチル）シラン、トリエトキシ（フェニ
ル）シラン、トリメトキシ（メチル）シランおよびトリ
メトキシ（フェニル）シランなどが挙げられる。さら
に、テトラアルコキシシランの具体例としては、テトラ
メトキシシラン（ＴＭＯＳ）およびテトラエトキシシラ
ン（ＴＥＯＳ）を挙げることができる。これらのうち、
テトラアルコキシシランが好ましく、特に、ＴＭＯＳお
よびＴＥＯＳは、液状であって特定のフッ素含有オリゴ
マーとの相溶性が高く、これらを使用することにより、
本発明の処理組成物を均質なものとすることができる。
本発明の処理組成物において、多官能性アルコキシシラ
ンの含有割合としては、特定のフッ素含有オリゴマーの
含有量の１〜２０倍（質量）であることが好ましく、更
に好ましくは１〜１０倍、特に好ましくは２〜５倍とさ
れる。多官能性アルコキシシランの含有割合（特定のフ
ッ素含有オリゴマーに対する相対的な割合）が過小であ
る場合には、耐溶剤性の良好な処理層（ハイブリッド化
合物からなる表面処理層）を形成することが困難とな
る。他方、この割合が過大である場合には、特定のフッ
素含有オリゴマーの割合が相対的に過小となり、所期の
処理効果を無機材料の表面に付与することが困難とな
る。
の処理組成物を構成する多官能性アルコキシシラン〔Ｒ
3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n 〕には、２官能性のジアルコキ
シシラン〔Ｒ3 2 Ｓｉ（ＯＲ2 ）2 〕、３官能性のトリ
アルコキシシラン〔Ｒ3 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3 〕、および４
官能性のテトラアルコキシシラン〔Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 〕
が含まれる。多官能性アルコキシシランを示す上記式
中、Ｒ2 は、メチル基、エチル基などのアルキル基を表
し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表す。Ｒ3 で
表される１価の有機基には、メチル基、エチル基などの
アルキル基、およびフェニル基などのアリール基が含ま
れる。ここに、ジアルコキシシランの具体例としては、
ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシメチルフェニル
シラン、ジメトキシジメチルシランおよびジメトキシメ
チルオクチルシランなどが挙げられる。また、トリアル
コキシシランの具体例としては、トリエトキシシラン、
トリエトキシ（メチル）シラン、トリエトキシ（フェニ
ル）シラン、トリメトキシ（メチル）シランおよびトリ
メトキシ（フェニル）シランなどが挙げられる。さら
に、テトラアルコキシシランの具体例としては、テトラ
メトキシシラン（ＴＭＯＳ）およびテトラエトキシシラ
ン（ＴＥＯＳ）を挙げることができる。これらのうち、
テトラアルコキシシランが好ましく、特に、ＴＭＯＳお
よびＴＥＯＳは、液状であって特定のフッ素含有オリゴ
マーとの相溶性が高く、これらを使用することにより、
本発明の処理組成物を均質なものとすることができる。
本発明の処理組成物において、多官能性アルコキシシラ
ンの含有割合としては、特定のフッ素含有オリゴマーの
含有量の１〜２０倍（質量）であることが好ましく、更
に好ましくは１〜１０倍、特に好ましくは２〜５倍とさ
れる。多官能性アルコキシシランの含有割合（特定のフ
ッ素含有オリゴマーに対する相対的な割合）が過小であ
る場合には、耐溶剤性の良好な処理層（ハイブリッド化
合物からなる表面処理層）を形成することが困難とな
る。他方、この割合が過大である場合には、特定のフッ
素含有オリゴマーの割合が相対的に過小となり、所期の
処理効果を無機材料の表面に付与することが困難とな
る。
【００２７】（３）溶剤：本発明の処理組成物を構成す
る溶剤としては、特定のフッ素含有オリゴマーおよび多
官能性アルコキシシランを共に溶解することができるも
のの中から選択することができ、これらの種類によって
も異なるが、メタノール、エタノール、テトラヒドロフ
ラン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エチル、ジメチル
スルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトンなどの有機溶剤を
例示することができ、これらのうち、メタノールおよび
エタノールなどのアルコール類が好ましい。なお、本発
明の処理組成物には、その効果が損なわれない限度にお
いて、上記の必須成分以外に各種の任意成分が含有され
ていてもよい。
る溶剤としては、特定のフッ素含有オリゴマーおよび多
官能性アルコキシシランを共に溶解することができるも
のの中から選択することができ、これらの種類によって
も異なるが、メタノール、エタノール、テトラヒドロフ
ラン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エチル、ジメチル
スルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトンなどの有機溶剤を
例示することができ、これらのうち、メタノールおよび
エタノールなどのアルコール類が好ましい。なお、本発
明の処理組成物には、その効果が損なわれない限度にお
いて、上記の必須成分以外に各種の任意成分が含有され
ていてもよい。
【００２８】多官能性アルコキシシランの脱水・縮合反
応を効率的に行わせて、ハイブリッド化合物を構成する
シロキサン結合の形成を促進させる観点から、本発明の
処理組成物は、酸性またはアルカリ性であることが好ま
しく、酸性（ｐＨが６以下、特に３〜５）であることが
特に好ましい。本発明の処理組成物を酸性とするために
添加含有される酸は、無機酸であっても有機酸であって
もよい。ここに、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸な
どを挙げることができ、塩酸が好ましい。また、有機酸
としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペン
タン酸などを挙げることができ、酢酸が好ましい。
応を効率的に行わせて、ハイブリッド化合物を構成する
シロキサン結合の形成を促進させる観点から、本発明の
処理組成物は、酸性またはアルカリ性であることが好ま
しく、酸性（ｐＨが６以下、特に３〜５）であることが
特に好ましい。本発明の処理組成物を酸性とするために
添加含有される酸は、無機酸であっても有機酸であって
もよい。ここに、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸な
どを挙げることができ、塩酸が好ましい。また、有機酸
としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペン
タン酸などを挙げることができ、酢酸が好ましい。
【００２９】（５）製造方法：本発明の処理組成物は、
特定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシ
ランとを溶剤に溶解させることにより容易に製造するこ
とができる。ここに、製造方法の一例を示せば、特定の
フッ素含有オリゴマーを溶剤の一部に溶解してなる溶液
と、多官能性アルコキシシランと、酸とを室温下に攪拌
混合して均質化させ、次いで、溶剤の残部を添加してこ
の混合溶液を希釈する方法を挙げることができる。
特定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシ
ランとを溶剤に溶解させることにより容易に製造するこ
とができる。ここに、製造方法の一例を示せば、特定の
フッ素含有オリゴマーを溶剤の一部に溶解してなる溶液
と、多官能性アルコキシシランと、酸とを室温下に攪拌
混合して均質化させ、次いで、溶剤の残部を添加してこ
の混合溶液を希釈する方法を挙げることができる。
【００３０】（６）無機材料：本発明の処理組成物は、
金属、ガラス、セラミック（陶器）などからなる各種の
無機材料の表面処理に使用することができ、当該無機材
料の表面に、防汚性（撥油性および親水性）並びに抗菌
性などの処理効果を付与することができる。
金属、ガラス、セラミック（陶器）などからなる各種の
無機材料の表面処理に使用することができ、当該無機材
料の表面に、防汚性（撥油性および親水性）並びに抗菌
性などの処理効果を付与することができる。
【００３１】＜表面処理方法＞本発明の処理方法は、無
機材料の表面に、本発明の処理組成物を塗布する工程
（以下「塗布工程」という。）と、前記処理組成物によ
る塗膜を加熱する工程（以下「加熱工程」という。）と
を含む。
機材料の表面に、本発明の処理組成物を塗布する工程
（以下「塗布工程」という。）と、前記処理組成物によ
る塗膜を加熱する工程（以下「加熱工程」という。）と
を含む。
【００３２】塗布工程において、無機材料の表面への処
理組成物の塗布方法としては、当該処理組成物中に無機
材料を浸漬する浸漬法、刷毛やローラなどの塗布手段を
使用する方法など特に制限されるものではない。なお、
この塗布工程の終了後、無機材料の表面に形成された塗
膜から溶剤を除去するために乾燥処理を行うことが好ま
しい。乾燥条件としては、処理組成物を構成する溶剤の
種類および含有割合などによっても異なるが、例えば常
温で１〜２４時間とされる。加熱工程において、塗膜の
加熱方法としては、オーブンによる加熱など、特に制限
されるものではない。加熱条件としては、例えば５０〜
１５０℃で５〜１２０分間とされ、好ましくは７０〜１
５０℃で５〜６０分間とされる。
理組成物の塗布方法としては、当該処理組成物中に無機
材料を浸漬する浸漬法、刷毛やローラなどの塗布手段を
使用する方法など特に制限されるものではない。なお、
この塗布工程の終了後、無機材料の表面に形成された塗
膜から溶剤を除去するために乾燥処理を行うことが好ま
しい。乾燥条件としては、処理組成物を構成する溶剤の
種類および含有割合などによっても異なるが、例えば常
温で１〜２４時間とされる。加熱工程において、塗膜の
加熱方法としては、オーブンによる加熱など、特に制限
されるものではない。加熱条件としては、例えば５０〜
１５０℃で５〜１２０分間とされ、好ましくは７０〜１
５０℃で５〜６０分間とされる。
【００３３】無機材料の表面に塗布された塗膜（本発明
の処理組成物による塗膜）が加熱されることにより、特
定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシラ
ンとが反応して、ハイブリッド化合物（反応生成物）か
らなる処理層が形成される。このハイブリッド化合物に
よれば、これを構成する特定のフッ素含有オリゴマーと
同等の防汚性（親水性および撥油性）を無機材料の表面
に付与することができる。
の処理組成物による塗膜）が加熱されることにより、特
定のフッ素含有オリゴマーと、多官能性アルコキシシラ
ンとが反応して、ハイブリッド化合物（反応生成物）か
らなる処理層が形成される。このハイブリッド化合物に
よれば、これを構成する特定のフッ素含有オリゴマーと
同等の防汚性（親水性および撥油性）を無機材料の表面
に付与することができる。
【００３４】しかも、このハイブリッド化合物は、これ
を構成する特定のフッ素含有オリゴマーに対して良溶媒
である種々の溶剤〔例えば、メタノール、エタノール、
テトラヒドロフラン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エ
チル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトン〕
に対しても不溶である。この結果、溶剤洗浄（抽出）な
どにより、ハイブリッド化合物からなる処理層に溶剤を
接触させても、当該ハイブリッド化合物が溶出すること
はなく、ハイブリッド化合物により付与される防汚性
（親水性および撥油性）が実質的に損なわれる（大幅に
減少する）ことはない。このように、当該ハイブリッド
化合物からなる処理層を備えた無機材料（本発明の処理
組成物により表面処理された無機材料）は、特定のフッ
素含有オリゴマーからなる処理層を備えた無機材料（特
定のフッ素含有オリゴマーにより表面処理された無機材
料）と比較して、格段に優れた耐溶剤性を有するものと
なる。
を構成する特定のフッ素含有オリゴマーに対して良溶媒
である種々の溶剤〔例えば、メタノール、エタノール、
テトラヒドロフラン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エ
チル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトン〕
に対しても不溶である。この結果、溶剤洗浄（抽出）な
どにより、ハイブリッド化合物からなる処理層に溶剤を
接触させても、当該ハイブリッド化合物が溶出すること
はなく、ハイブリッド化合物により付与される防汚性
（親水性および撥油性）が実質的に損なわれる（大幅に
減少する）ことはない。このように、当該ハイブリッド
化合物からなる処理層を備えた無機材料（本発明の処理
組成物により表面処理された無機材料）は、特定のフッ
素含有オリゴマーからなる処理層を備えた無機材料（特
定のフッ素含有オリゴマーにより表面処理された無機材
料）と比較して、格段に優れた耐溶剤性を有するものと
なる。
【００３５】また、ハイブリッド化合物からなる処理層
は、各種の無機材料に対する密着性、特にガラス材料に
対する密着性に優れている。これは、本発明の処理組成
物を構成する多官能性アルコキシシランと、無機材料の
表面に存在する基（例えばシラノール基）とが反応し
て、強固な結合を形成するからであると推測される。さ
らに、ハイブリッド化合物は、これを構成する特定のフ
ッ素含有オリゴマーよりも熱安定性に優れているため、
ハイブリッド化合物からなる処理層を備えた無機材料
を、一定の耐熱性が要求される用途にも使用することが
できる。
は、各種の無機材料に対する密着性、特にガラス材料に
対する密着性に優れている。これは、本発明の処理組成
物を構成する多官能性アルコキシシランと、無機材料の
表面に存在する基（例えばシラノール基）とが反応し
て、強固な結合を形成するからであると推測される。さ
らに、ハイブリッド化合物は、これを構成する特定のフ
ッ素含有オリゴマーよりも熱安定性に優れているため、
ハイブリッド化合物からなる処理層を備えた無機材料
を、一定の耐熱性が要求される用途にも使用することが
できる。
【００３６】本発明の処理組成物により形成される処理
層の優れた耐溶剤性は、前記ハイブリッド化合物の分子
構造に起因するものと考えられる。すなわち、ハイブリ
ッド化合物においては、多官能性アルコキシシランによ
り形成されるシロキサン結合（網目構造）のマトリック
ス（当該網目空間）内に、特定のフッ素含有オリゴマー
（必須の中間鎖）の有するジメチルカルバモイル基（−
ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）が入り込むとともに、当該ジメチ
ルカルバモイル基を構成する水素原子と、前記マトリッ
クスを構成する酸素原子との間で水素結合が形成され、
このことが、溶剤に対する不溶性（耐溶剤性）の発現に
寄与しているものと推測される。
層の優れた耐溶剤性は、前記ハイブリッド化合物の分子
構造に起因するものと考えられる。すなわち、ハイブリ
ッド化合物においては、多官能性アルコキシシランによ
り形成されるシロキサン結合（網目構造）のマトリック
ス（当該網目空間）内に、特定のフッ素含有オリゴマー
（必須の中間鎖）の有するジメチルカルバモイル基（−
ＣＯＮ（ＣＨ3 ）2 ）が入り込むとともに、当該ジメチ
ルカルバモイル基を構成する水素原子と、前記マトリッ
クスを構成する酸素原子との間で水素結合が形成され、
このことが、溶剤に対する不溶性（耐溶剤性）の発現に
寄与しているものと推測される。
【００３７】本発明の処理方法により表面処理した無機
材料（ハイブリッド化合物からなる処理層を備えた無機
材料）には、特定のフッ素含有オリゴマーにより表面処
理した無機材料と同等の防汚性（親水性および撥油性）
が付与される。しかも、本発明の処理方法により表面処
理した無機材料を溶剤で洗浄（抽出）した後において
も、当該防汚性（表面処理効果）が、実質的に損なわれ
ることはない。
材料（ハイブリッド化合物からなる処理層を備えた無機
材料）には、特定のフッ素含有オリゴマーにより表面処
理した無機材料と同等の防汚性（親水性および撥油性）
が付与される。しかも、本発明の処理方法により表面処
理した無機材料を溶剤で洗浄（抽出）した後において
も、当該防汚性（表面処理効果）が、実質的に損なわれ
ることはない。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明がこれらに限定されるものではない。
本発明がこれらに限定されるものではない。
【００３９】＜調製例１（処理組成物の調製）＞１００
ｍＬの三角フラスコに、下記式（５）で示される特定の
フッ素含有オリゴマー０．１ｇをエタノール５．０ｍｌ
に溶解してなる溶液を仕込み、さらに、テトラエトキシ
シラン（ＴＥＯＳ）０．５ｇと、１Ｎの塩酸０．１ｇと
を添加し、これを室温下に４時間攪拌混合して均質化さ
せた。次いで、この混合溶液中に、特定のフッ素含有オ
リゴマーの濃度が１．０質量％となるようにエタノール
を添加することにより、本発明の処理組成物（特定のフ
ッ素含有オリゴマー濃度＝１．０質量％，ＴＥＯＳ濃度
＝５．０質量％，１Ｎの塩酸の濃度＝１．０質量％）を
調製した。
ｍＬの三角フラスコに、下記式（５）で示される特定の
フッ素含有オリゴマー０．１ｇをエタノール５．０ｍｌ
に溶解してなる溶液を仕込み、さらに、テトラエトキシ
シラン（ＴＥＯＳ）０．５ｇと、１Ｎの塩酸０．１ｇと
を添加し、これを室温下に４時間攪拌混合して均質化さ
せた。次いで、この混合溶液中に、特定のフッ素含有オ
リゴマーの濃度が１．０質量％となるようにエタノール
を添加することにより、本発明の処理組成物（特定のフ
ッ素含有オリゴマー濃度＝１．０質量％，ＴＥＯＳ濃度
＝５．０質量％，１Ｎの塩酸の濃度＝１．０質量％）を
調製した。
【００４０】
【化８】
（式中、ｘ’は２または３である。）
【００４１】＜実施例１＞調製例１で得られた処理組成
物中に、アルミニウム箔（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からな
る金属材料を室温下に１５分間浸漬することにより、当
該金属材料の表面に処理組成物を塗布した。次いで、当
該金属材料を室温下に１時間放置して塗膜を乾燥させた
後、７０℃のオーブン内で１時間加熱処理することによ
り、本発明の処理組成物による表面処理層が形成された
金属材料を得た。
物中に、アルミニウム箔（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からな
る金属材料を室温下に１５分間浸漬することにより、当
該金属材料の表面に処理組成物を塗布した。次いで、当
該金属材料を室温下に１時間放置して塗膜を乾燥させた
後、７０℃のオーブン内で１時間加熱処理することによ
り、本発明の処理組成物による表面処理層が形成された
金属材料を得た。
【００４２】＜比較例１＞調製例１で得られた処理組成
物に代えて、上記式（５）で示される特定のフッ素含有
オリゴマーのエタノール溶液（オリゴマー濃度＝１質量
％）中に、アルミニウム箔（１０ｍｍ×１０ｍｍ）から
なる金属材料を室温下に１５分間浸漬したこと以外は実
施例１と同様にして、特定のフッ素含有オリゴマーによ
る表面処理層が形成された金属材料を得た。
物に代えて、上記式（５）で示される特定のフッ素含有
オリゴマーのエタノール溶液（オリゴマー濃度＝１質量
％）中に、アルミニウム箔（１０ｍｍ×１０ｍｍ）から
なる金属材料を室温下に１５分間浸漬したこと以外は実
施例１と同様にして、特定のフッ素含有オリゴマーによ
る表面処理層が形成された金属材料を得た。
【００４３】＜実験例１（表面処理層におけるフッ素原
子の存在量）＞ （１）初期値：実施例１および比較例１により表面処理
された金属材料の各々について、Ｘ線光電子分光分析装
置（ＸＰＳ）により、形成された表面処理層に存在する
フッ素原子の量（炭素原子１個に対するフッ素原子の個
数）を測定した。結果を下記表１に示す。測定条件は、
下記のとおりである。
子の存在量）＞ （１）初期値：実施例１および比較例１により表面処理
された金属材料の各々について、Ｘ線光電子分光分析装
置（ＸＰＳ）により、形成された表面処理層に存在する
フッ素原子の量（炭素原子１個に対するフッ素原子の個
数）を測定した。結果を下記表１に示す。測定条件は、
下記のとおりである。
【００４４】（測定条件）
・使用機種：Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ ＰＨＩ ５６
００ ＥＳＣＡ Ｓｙｓｔｅｍ， ・室内の圧力（減圧条件）：２．８×１０-7Ｐａ， ・補正：中和銃にてＣ１ｓを２８５．０ｅＶに補正， ・Ｘ線：ＡｌＫαモノクロＸ線， ・Ｘ線照射角度：５５°， ・測定領域：８００μｍ×２０００μｍ
００ ＥＳＣＡ Ｓｙｓｔｅｍ， ・室内の圧力（減圧条件）：２．８×１０-7Ｐａ， ・補正：中和銃にてＣ１ｓを２８５．０ｅＶに補正， ・Ｘ線：ＡｌＫαモノクロＸ線， ・Ｘ線照射角度：５５°， ・測定領域：８００μｍ×２０００μｍ
【００４５】（２）溶剤洗浄後：実施例１および比較例
１により表面処理された金属材料の各々について、エタ
ノールによるソックスレー抽出を１２時間行った後、上
記（１）と同様にして表面処理層に存在するフッ素原子
の量を測定し、上記（１）により得られたフッ素原子の
量（初期値）に対する保持率を求めることにより、表面
処理層の耐溶剤性を評価した。結果を併せて下記表１に
示す。
１により表面処理された金属材料の各々について、エタ
ノールによるソックスレー抽出を１２時間行った後、上
記（１）と同様にして表面処理層に存在するフッ素原子
の量を測定し、上記（１）により得られたフッ素原子の
量（初期値）に対する保持率を求めることにより、表面
処理層の耐溶剤性を評価した。結果を併せて下記表１に
示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】＜調製例２（処理組成物の調製）＞１Ｎの
塩酸の添加量を０．２５ｇに変更したこと以外は調製例
１と同様にして、本発明の表面処理組成物（特定のフッ
素含有オリゴマー濃度＝１．０質量％，ＴＥＯＳ濃度＝
５．０質量％，１Ｎの塩酸の濃度＝２．５質量％）を調
製した。
塩酸の添加量を０．２５ｇに変更したこと以外は調製例
１と同様にして、本発明の表面処理組成物（特定のフッ
素含有オリゴマー濃度＝１．０質量％，ＴＥＯＳ濃度＝
５．０質量％，１Ｎの塩酸の濃度＝２．５質量％）を調
製した。
【００４８】＜実施例２＞調製例２で得られた処理組成
物中に、カバーガラス（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からなる
ガラス材料を室温下に１５分間浸漬することにより、当
該ガラス材料の表面に処理組成物を塗布した。次いで、
当該ガラス材料を室温下に１時間放置して塗膜を乾燥さ
せた後、７０℃のオーブン内で１時間加熱処理すること
により、本発明の処理組成物による表面処理層が形成さ
れたガラス材料を得た。
物中に、カバーガラス（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からなる
ガラス材料を室温下に１５分間浸漬することにより、当
該ガラス材料の表面に処理組成物を塗布した。次いで、
当該ガラス材料を室温下に１時間放置して塗膜を乾燥さ
せた後、７０℃のオーブン内で１時間加熱処理すること
により、本発明の処理組成物による表面処理層が形成さ
れたガラス材料を得た。
【００４９】＜比較例２Ａ＞調製例２で得られた処理組
成物に代えて、上記式（５）で示される特定のフッ素含
有オリゴマーのエタノール溶液（オリゴマー濃度＝１質
量％）中に、カバーガラス（１０ｍｍ×１０ｍｍ）から
なるガラス材料を室温下に１５分間浸漬したこと以外は
実施例２と同様にして、特定のフッ素含有オリゴマーに
よる表面処理層が形成されたガラス材料を得た。
成物に代えて、上記式（５）で示される特定のフッ素含
有オリゴマーのエタノール溶液（オリゴマー濃度＝１質
量％）中に、カバーガラス（１０ｍｍ×１０ｍｍ）から
なるガラス材料を室温下に１５分間浸漬したこと以外は
実施例２と同様にして、特定のフッ素含有オリゴマーに
よる表面処理層が形成されたガラス材料を得た。
【００５０】＜比較例２Ｂ＞調製例２で得られた処理組
成物に代えて、テトラエトキシシランのエタノール溶液
（ＴＥＯＳ濃度＝５．０質量％）中に、カバーガラス
（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からなるガラス材料を室温下に
１５分間浸漬したこと以外は実施例２と同様にして、テ
トラエトキシシランによる表面処理層が形成されたガラ
ス材料を得た。
成物に代えて、テトラエトキシシランのエタノール溶液
（ＴＥＯＳ濃度＝５．０質量％）中に、カバーガラス
（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からなるガラス材料を室温下に
１５分間浸漬したこと以外は実施例２と同様にして、テ
トラエトキシシランによる表面処理層が形成されたガラ
ス材料を得た。
【００５１】＜実験例２（表面処理層における撥油性お
よび親水性）＞ （１）撥油性（初期値）：実施例２、比較例２Ａおよび
比較例２Ｂにより表面処理されたガラス材料の各々につ
いて、処理面にドデカンを滴下し、滴下直後および３０
分経過時の接触角をＥＲＭＡ製Ｇ−１−１０００型ゴニ
オメーターを用いて測定した。この接触角が大きい程、
表面処理層の撥油性が大きい。結果を併せて下記表２に
示す。
よび親水性）＞ （１）撥油性（初期値）：実施例２、比較例２Ａおよび
比較例２Ｂにより表面処理されたガラス材料の各々につ
いて、処理面にドデカンを滴下し、滴下直後および３０
分経過時の接触角をＥＲＭＡ製Ｇ−１−１０００型ゴニ
オメーターを用いて測定した。この接触角が大きい程、
表面処理層の撥油性が大きい。結果を併せて下記表２に
示す。
【００５２】（２）撥油性（溶剤洗浄後）：実施例２、
比較例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラ
ス材料の各々について、エタノールによるソックスレー
抽出を２４時間行った後、上記（１）と同様にして、処
理面にドデカンを滴下し、滴下直後および３０分経過時
の接触角を測定した。結果を併せて下記表２に示す。
比較例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラ
ス材料の各々について、エタノールによるソックスレー
抽出を２４時間行った後、上記（１）と同様にして、処
理面にドデカンを滴下し、滴下直後および３０分経過時
の接触角を測定した。結果を併せて下記表２に示す。
【００５３】（３）親水性（初期値）：実施例２、比較
例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラス材
料の各々について、処理面に水を滴下し、滴下直後から
３０分経過するまでの接触角の経時的変化をＥＲＭＡ製
Ｇ−１−１０００型ゴニオメーターを用いて測定した。
この接触角が小さい程、表面処理層の親水性が大きい。
結果を併せて下記表２に示す。
例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラス材
料の各々について、処理面に水を滴下し、滴下直後から
３０分経過するまでの接触角の経時的変化をＥＲＭＡ製
Ｇ−１−１０００型ゴニオメーターを用いて測定した。
この接触角が小さい程、表面処理層の親水性が大きい。
結果を併せて下記表２に示す。
【００５４】（４）親水性（溶剤洗浄後）：実施例２、
比較例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラ
ス材料の各々について、エタノールによるソックスレー
抽出を２４時間行った後、上記（３）と同様にして、処
理面に水を滴下し、滴下直後から３０分経過するまでの
接触角の経時的変化を測定した。結果を併せて下記表２
に示す。
比較例２Ａおよび比較例２Ｂにより表面処理されたガラ
ス材料の各々について、エタノールによるソックスレー
抽出を２４時間行った後、上記（３）と同様にして、処
理面に水を滴下し、滴下直後から３０分経過するまでの
接触角の経時的変化を測定した。結果を併せて下記表２
に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】表２に示すように、実施例２によって表面
処理されたガラス材料には、良好な防汚性（親水性およ
び撥油性）が発現され、しかも、この防汚性は、エタノ
ール洗浄後においても維持されていた。これに対して、
比較例２Ａによって表面処理されたガラス材料は、エタ
ノール洗浄により、撥油性が大幅に低下した。また、比
較例２Ｂによって表面処理されたガラス材料には、撥油
性が発現されなかった。
処理されたガラス材料には、良好な防汚性（親水性およ
び撥油性）が発現され、しかも、この防汚性は、エタノ
ール洗浄後においても維持されていた。これに対して、
比較例２Ａによって表面処理されたガラス材料は、エタ
ノール洗浄により、撥油性が大幅に低下した。また、比
較例２Ｂによって表面処理されたガラス材料には、撥油
性が発現されなかった。
【００５７】
【発明の効果】本発明の表面処理組成物および表面処理
方法によれば、金属、ガラス、セラミックなどの無機材
料に、特定のフッ素含有オリゴマーと多官能性アルコキ
シシランとのハイブリッド化合物からなる表面処理層を
形成することができ、これにより、優れた防汚性（親水
性および撥油性）を無機材料の表面に付与することがで
きる。しかも、溶剤洗浄（抽出）などにより、前記表面
処理層に溶剤を接触させても、これを構成するハイブリ
ッド化合物が溶出することはなく、付与された防汚性
（親水性および撥油性）が実質的に損なわれることはな
い。従って、前記表面処理層を備えた無機材料は、特定
のフッ素含有オリゴマーによる表面処理層を備えた無機
材料と比較して、格段に優れた耐溶剤性を有する。
方法によれば、金属、ガラス、セラミックなどの無機材
料に、特定のフッ素含有オリゴマーと多官能性アルコキ
シシランとのハイブリッド化合物からなる表面処理層を
形成することができ、これにより、優れた防汚性（親水
性および撥油性）を無機材料の表面に付与することがで
きる。しかも、溶剤洗浄（抽出）などにより、前記表面
処理層に溶剤を接触させても、これを構成するハイブリ
ッド化合物が溶出することはなく、付与された防汚性
（親水性および撥油性）が実質的に損なわれることはな
い。従って、前記表面処理層を備えた無機材料は、特定
のフッ素含有オリゴマーによる表面処理層を備えた無機
材料と比較して、格段に優れた耐溶剤性を有する。
Claims (7)
- 【請求項１】 無機材料の表面を処理するための組成物
であって、 下記式（１）で示されるフッ素含有オリゴマーと、 式：Ｒ3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n （式中、Ｒ2 はアルキル
基を表し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表し、
ｎは２〜４の整数である）で示される多官能性アルコキ
シシランと、 前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多官能性アルコキ
シシランを溶解する溶剤とを含有することを特徴とする
表面処理組成物。 【化１】 （式中、ＲF はフルオロアルキル基を含有する基を表
し、Ｒ1 は１価の有機基を表す。ｘは１〜１００の整数
であり、ｙは０〜１００の整数である。） - 【請求項２】 無機材料の表面を処理するための組成物
であって、 下記式（２）で示されるフッ素含有オリゴマーと、 式：Ｒ3 4-n Ｓｉ（ＯＲ2 ）n （式中、Ｒ2 はアルキル
基を表し、Ｒ3 は水素原子または１価の有機基を表し、
ｎは２〜４の整数である）で示される多官能性アルコキ
シシランと、 前記フッ素含有オリゴマーおよび前記多官能性アルコキ
シシランを溶解する溶剤とを含有することを特徴とする
表面処理組成物。 【化２】 （式中、ＲF はフルオロアルキル基を含有する基を表
し、ｘは１〜１００の整数である。） - 【請求項３】 前記フッ素含有オリゴマーを示す上記式
（１）または上記式（２）において、ＲF で表されるフ
ルオロアルキル基を含有する基が、−ＣＦ3、−Ｃ2 Ｆ
5 、−Ｃ3 Ｆ7 、−Ｃ6 Ｆ13、−Ｃ7 Ｆ15または−ＣＦ
（ＣＦ3 ）［ＯＣＦ2 ＣＦ（ＣＦ3 ）］p ＯＣ3 Ｆ
7 （式中、ｐは０，１もしくは２である。）で表される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面
処理組成物。 - 【請求項４】 前記多官能性アルコキシシランが、テト
ラアルコキシシランであることを特徴とする請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の表面処理組成物。 - 【請求項５】 前記テトラアルコキシシランが、テトラ
メトキシシランまたはテトラエトキシシランであること
を特徴とする請求項４に記載の表面処理組成物。 - 【請求項６】 上記式（２）で示されるフッ素含有オリ
ゴマーと、テトラエトキシシランと、塩酸と、エタノー
ルとを含有することを特徴とする請求項２または請求項
３に記載の表面処理組成物。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
表面処理組成物を、無機材料の表面に塗布する工程と、
前記表面処理組成物による塗膜を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする表面処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002056742A JP3983066B2 (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 表面処理組成物および表面処理方法 |
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| JP2002056742A JP3983066B2 (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 表面処理組成物および表面処理方法 |
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|---|---|
| JP2003253250A true JP2003253250A (ja) | 2003-09-10 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007154020A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Inax Corp | ハイブリッド塗料及びその製造方法並びにハイブリッド皮膜付き製品及びその製造方法 |
| JP2008069096A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Nissan Motor Co Ltd | ナノ粒子複合体 |
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| JP2010024351A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Hirosaki Univ | 含フッ素共重合体、コーティング剤、防汚製品及びコーティング液 |
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| JP2017132927A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 三菱マテリアル株式会社 | 親水撥油性回復剤及び親水撥油性被膜の親水撥油性の回復方法、並びに親水撥油性被膜 |
| JP2018039987A (ja) * | 2017-08-21 | 2018-03-15 | 国立大学法人弘前大学 | フッ素含有ナノコンポジット粒子及びその製造方法、並びにこれを含むコーティング剤、油水分離膜、樹脂組成物 |
| JP2021134255A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 藤倉コンポジット株式会社 | シリコーンエラストマー組成物、表面処理剤及びシリコーンエラストマーシート |
-
2002
- 2002-03-04 JP JP2002056742A patent/JP3983066B2/ja not_active Expired - Fee Related
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