JP2003327908A - ポリシラザン含有コーティング膜の親水性促進剤及び親水性維持剤 - Google Patents
ポリシラザン含有コーティング膜の親水性促進剤及び親水性維持剤Info
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Abstract
転化触媒を含有するコーティング液を基体に塗布するこ
とにより形成された塗膜の短時間での親水化を図ること
により、塗膜への汚れの付着を防止するとともに、この
塗膜がシリカに転化する前、あるいはシリカに転化した
後の被膜に汚れが付着した際に、塗膜あるいはシリカ質
被膜の親水性を損ねることなく汚れを除去し、シリカ質
膜の親水性を維持するために用いられるポリシラザン含
有コーティング膜用親水性促進剤あるいは親水性維持剤
を提供する。 【構成】アニオン性界面活性剤5〜25重量%、両性界
面活性剤0.5〜20重量%、非イオン性界面活性剤4
〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有し、有機酸で
pHが4.5〜7.0に調整された水溶液を作成し、ポ
リシラザン含有コーティング膜用親水性促進及び維持剤
原液とする。この原液を水で3〜15倍に希釈して親水
性促進剤とし、一方原液を30〜70倍に希釈して親水
性維持剤とする。
Description
コーティング膜の親水性促進剤及び親水性維持剤並びに
それらの原液、更にはこれら親水性促進剤又は親水性維
持剤を用いてポリシラザン含有コーティング膜の親水性
を促進又は維持する方法に関する。
ために各種の対策が講ぜられている。例えば、自動車車
体は、塵埃や排気ガスなどの燃焼生成物等により汚れや
すく、このため自動車車体にワックスを塗布し、車体へ
の汚れの付着を防止することが広く行われている。これ
は、車体表面にワックス膜を形成することにより撥水性
とし、これにより車体表面に水が接したとき水が水滴と
なって車体表面を転がり落ち、水滴中の汚れ成分が車体
表面に付着、残留しないようにするとともに、車体表面
に汚れ成分が付着した場合にも水により洗浄することに
よって付着した汚れを除去し易くしているものである。
水まわり製品は、使用時、水の他に油、油性成分を含む
石鹸液、洗顔剤、染髪剤等種々のものと接する。水まわ
り製品の汚れは、前記油性物質や石鹸のカルシウム塩で
ある石鹸カスなどが埃などと共に表面に付着することに
よると考えられている。これら製品の汚れを防止するた
め、従来、製品表面に形成されているガラス質をなす釉
薬面を例えばワックス、フッ素含有材料などにより撥水
処理加工し、汚れが釉薬面に残留しないようにすること
もなされている。住宅内外装、トイレの便器、看板、標
識、墓石などの石材、金属等においても、撥水処理を施
すことにより汚れの付着を防止することが試みられてい
る。
とで表面を親水性に改質することは古くから知られてお
り、界面活性剤にポリアクリル酸やポリビニルアルコー
ルなどの水溶性有機高分子を添加・配合することで、親
水性の持続性を上げることが特開昭52−101680
号公報等に記載されている。さらに、疎水性ポリマーよ
りなる多孔質膜の表面および内部にポリビニルアルコー
ルと酢酸ビニルの共重合体の被覆を介して、セルロース
やグリコール類およびグリセリンなどの親水性物質を被
覆固定化する方法が特公平5−67330号公報等で知
られている。
来のワックスなどによる撥水処理では、撥水効果が十分
であるとまではいえないか、あるいは当初十分な撥水処
理がなされたとしても、その効果は短期間でなくなり、
長期かつ十分な防汚防止効果が発揮されるとまではいえ
ないものであった。他方、親水性コーティングに関して
も、従来の親水性コーティングは一時的もしくは短期間
親水性を付与するのみであり、親水効果の十分な持続は
期待し難いばかりでなく、水膜が均一となり難く、透視
像や反射像が歪み、また前記製品などに対しての適用性
には問題があった。さらに、入歯の防汚や臭いの発生の
防止に関しても、フッ素処理など種々検討されている
が、一度の処理により、長期間に亘り充分な効果が得ら
れるとまでいえるものはないのが現状である。
果、本発明者は、先に常温によりシリカ質の被膜を形成
することができる、無機ポリシラザン、希釈溶剤及び触
媒を含有する防汚コーティング液を発明し、出願した
(特願2001−131491号)。この防汚コーティ
ング液は、基材に塗布された後常温放置することによ
り、無機ポリシラザンが触媒の働きによりシリカに転化
され、基材表面に基材との密着性に優れ、強固で緻密な
被膜が形成されるものである。この無機ポリシラザンの
転化により形成されたシリカ被膜は、基材に長期にわた
り持続する親水効果並びに防汚効果を付与することがで
きる。このため、本発明者が提案した防汚コーティング
液は、自動車、電車、航空機などの車体や自動車のホイ
ール、住宅内外装、トイレ、台所、洗面所、浴槽などの
水を使う箇所で用いられる水まわり製品、看板、標識、
プラスチック製品、ガラス製品、石材、入歯など種々の
製品に対し、優れた防汚機能を有する親水性被膜を形成
することができ、これら物品表面に長期的且つ好適な防
汚特性を簡便に付与することができるものである。
如き親水性で緻密なシリカ質被膜に完全転化するには、
通常、塗布後常温放置条件で1ヶ月程度を要する。この
ため、例えば、自動車の車体に前記防汚コーティング液
を適用する場合を考えると、新車の場合であれば、工場
で防汚コーティング液が塗布されて最終購入者に納品さ
れた後、防汚コーティング液が十分にシリカ質被膜に転
化しない間に使用されることが考えられ、これにより汚
れが付着してしまうとか、すでに所有している車に防汚
被膜を形成すべく防汚コーティング液を塗布した後、そ
れほど時間がたたないうちに当該車を使用し、これによ
り汚れが付着することが想定される。すなわち、物品の
使用形態によっては、前記防汚コーティング液は、使用
前に本来の親水性で緻密な被膜を付与することができな
い場合があり、このため防汚効果を発揮できない場合が
あった。
防汚コーティング液を含めポリシラザンを含有するコー
ティング液を基体に塗布した後、形成された塗膜中のポ
リシラザンをシリカに転化させ、これによって基体表面
に親水性で防汚性に優れた緻密なシリカ質被膜を形成す
る際、ポリシラザン含有コーティング液を塗布し、乾燥
した後に形成される塗膜に、特定の界面活性剤を含有す
る水溶液を塗布すれば該被膜の親水性が極めて大きく促
進され、塗布後10分もすれば、被膜が十分な親水性を
示すようになり、これにより汚れの付着が防止できるこ
とを見出した。
膜は、前記のとおり、通常、塗布後約1ヶ月、本発明の
親水性促進液を塗布した場合にも約1ヶ月かけてシリカ
に完全転化するが、その間において同被膜上に汚れが生
じたり、またコーティング被膜がシリカに転化した後に
おいても、長期にわたって使用している間に汚れが付着
する場合もある。このような汚れは、被膜の親水性の低
下につながり、かつ同コーティング液の防汚効果を劣化
させてしまう。このような汚れに対し、親水性促進剤を
水で更に希釈した液を用いて拭きとってやることによっ
て、防汚コーティング膜の親水性を劣化させることなく
汚れを落とすことができることをも見出した。本発明の
親水性維持剤はこれらの知見により成されたものであ
る。
ラザン含有コーティング膜用親水性維持・促進剤原液、
それを水で希釈したポリシラザン含有コーティング膜用
親水性維持又は促進剤及びこれら親水性維持又は促進剤
を用いて、ポリシラザン含有コーティング膜の親水性を
促進又は維持する方法に関する。
%、両性界面活性剤0.5〜20重量%、非イオン性界
面活性剤4〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有
し、pHが4.5〜7.0の水溶液であるポリシラザン
含有コーティング膜用親水性維持・促進剤原液。
ン性界面活性剤が、sec−アルカンスルホン酸塩、アル
キル(アルキル基の炭素数8〜18)硫酸塩、ポリオキ
シエチレン(平均付加モル数1〜4)アルキル(アルキ
ル基の炭素数8〜18)硫酸塩、α−オレフィン(アル
キル基の炭素数10〜18)スルホン酸塩、及びアルキ
ル(アルキル基の炭素数8〜18)ベンゼンスルホン酸
塩からなる群より選ばれた少なくとも一種であり、両面
界面活性剤が、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、
アルキル(アルキル基の炭素数8〜18)ジメチル酢酸
ベタイン、及びアルキル(アルキル基の炭素数8〜1
8)ジメチルアミンオキシドからなる群より選ばれた少
なくとも一種であり、非イオン性界面活性剤が、ポリオ
キシエチレン(平均付加モル数3〜12)ウンデシルア
ルコール、ポリオキシエチレン(平均付加モル数3〜1
2)アルキル(アルキル基の炭素数8〜18)エーテ
ル、及びポリオキシエチレン(平均付加モル数3〜1
2)ノニルフェニルエーテルからなる群より選ばれた少
なくとも一種であり、防腐剤が、安息香酸塩、イソチア
ゾリン系防腐剤、チアゾリン系防腐剤、及びトリアジン
系防腐剤から選ばれた少なくとも一種であることを特徴
とするポリシラザン含有コーティング膜用親水性維持・
促進剤原液。
シラザン含有コーティング膜用親水性維持・促進剤原液
において、液のpHが、アニオン性界面活性剤、両性界
面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び必要に応じ防腐
剤を水に溶解した後、有機酸によりpHが4.5〜7.
0とされたものであることを特徴とするポリシラザン含
有コーティング膜用親水性維持・促進剤原液。
載の原液を水で希釈することによって得られるポリシラ
ザン含有コーティング膜用親水性維持・促進剤。
載の原液を水で3〜15倍に希釈することによって得ら
れるポリシラザン含有コーティング膜用親水性促進剤。
載の原液を水で30〜70倍に希釈することによって得
られるポリシラザン含有コーティング膜用親水性維持
剤。
%、両性界面活性剤0.5〜20重量%、非イオン性界
面活性剤4〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有
し、pHが4.5〜7.0であるポリシラザン含有コー
ティング膜用親水性維持・促進剤原液を調製し、これを
水で希釈した後、ポリシラザン含有コーティング膜上に
塗布することにより、該ポリシラザン含有コーティング
膜の親水性を維持又は促進させる方法。
ラザン含有コーティング膜用親水性維持・促進剤原液、
ポリシラザン含有コーティング膜用親水性維持・促進
剤、ポリシラザン含有コーティング膜用親水性促進剤、
ポリシラザン含有コーティング膜用親水性維持剤、及び
ポリシラザン含有コーティング膜の親水性を維持又は促
進する方法において、各々好ましい態様として次の態様
をも含むものである。
の調整が有機酸により行われること。 原液のアニオン性界面活性剤の含有量が8〜10重
量%であること。 原液の両性界面活性剤の含有量が11〜13重量%
であること。 原液の非イオン性界面活性剤の含有量が4〜6重量
%であること。 原液中の防腐剤含有量が0.1〜15重量%である
こと。 防腐剤が安息香酸塩であること。
て、次の態様をも含む。 pHを調整する有機酸がクエン酸であること。 防腐剤の安息香酸塩が安息香酸ナトリウムであるこ
と。
発明の親水性促進剤、親水性維持剤及びそれらの原液を
説明する前に、親水性促進剤又は親水性維持剤が適用さ
れるポリシラザン含有コーティング膜を形成するために
用いられるポリシラザン含有コーティング液、及びこれ
を用いての防汚コーティング膜の形成方法からまず説明
を行う。
適用されるポリシラザン含有コーティング膜を形成する
ために用いられるポリシラザン含有コーティング液とし
ては、ポリシラザン及び、必要に応じ該ポリシラザンを
シリカに転化することのできる触媒を含有するポリシラ
ザン含有防汚コーティング液であればどのようなもので
もよい。このようなポリシラザン含有コーティング液と
しては、本発明者がすでに提案した前記特願2001−
131491号に記載のポリシラザン含有防汚コーティ
ング液が好ましいものとして挙げられる。この特願20
01−131491号に記載の防汚コーティング液は、
無機ポリシラザン、希釈溶剤及び触媒を含有するもので
あり、無機ポリシラザンとしては、下記一般式(I)で
示される繰り返し単位を有し、溶媒に可溶なものが用い
られる。防汚コーティング液に用いられる無機ポリシラ
ザンは、通常600〜3000の範囲の数平均分子量を
有するものが好ましく、また、コーティング液全重量に
対して0.5〜10重量%で用いることが好ましい。
を有し、溶媒に可溶な無機ポリシラザンは、従来知られ
た方法を含め任意の方法によって製造されたものであっ
てよい。上記一般式で示される繰り返し単位を有し、溶
媒に可溶な無機ポリシラザンを製造する方法としては、
例えば、一般式:SiH2X2(式中Xはハロゲン原子で
あり、好ましくはClである。)で示されるジハロシラ
ンと塩基とを溶媒中で反応させてジハロシランのアダク
ツを形成させた後、該ジハロシランのアダクツとアンモ
ニアとを反応させることにより合成する方法が挙げられ
る。
に用いられる塩基は、ハロシランとアダクツを形成する
反応以外の反応をしない塩基であればよく、例えば、ル
イス塩基、3級アミン類(トリアルキルアミン)、ピリ
ジン、ピコリン及びこれらの誘導体、立体障害性の基を
有する2級アミン類、フォスフィン、アルシン及びこれ
らの誘導体等(例えば、トリメチルフォスフィン、ジメ
チルエチルフォスフィン、メチルジエチルフォスフィ
ン、トリメチルアルシン、トリメチルスチビン、トリメ
チルアミン、トリエチルアミン、チエフェン、フラン、
ジオキサン、セレノフェン等)が好ましいものとして挙
げられる。塩基の使用量は、特に厳密である必要はな
く、シランに対して化学量論的量、即ちアミン:シラン
=2:1より過剰に存在すれば足りる。
量はシランに対して過剰量であればよい。アンモニアと
の反応は、非反応性溶液中、−78℃〜100℃、好ま
しくは−40℃〜80℃で行われる。以下に、この方法
による無機ポリシラザンの製造例を参考のため示す。
メカニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装着し
た。反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四
つ口フラスコに脱気した乾燥ピリジン150mlを入
れ、これを氷冷した。次に、ジクロロシラン16.1g
を50分間かけて加えたところ、白色固体状のアダクツ
(SiH2Cl2・2Py)が生成した。反応混合物を氷
冷し、激しく攪拌しながら、ソーダライム管及び活性炭
管を通して精製したアンモニア10.9gを窒素ガスと
混合して、1時間かけて吹き込んだ。反応終了後、固体
生成物を遠心分離した後、更に濾過して除去した。濾液
から溶媒を減圧除去(50℃、5mmHg、2時間)す
ることにより、ガラス状固体ポリシラザン5.52gを
得た。蒸気圧降下法による分子量は2000であった。
収率は77%であった。
媒は、無機ポリシラザンを常温でシリカに転化する機能
を有するものであればどのようなものであってもよい。
具体的には、1−メチルピペラジン、1−メチルピペリ
ジン、4,4’−トリメチレンジピペリジン、4,4’
−トリメチレンビス(1−メチルピペリジン)、ジアザ
ビシクロ−[2,2,2]オクタン、シス−2,6−ジ
メチルピペラジン、4−(4−メチルピペリジン)ピリ
ジン、ピリジン、ジピリジン、α−ピコリン、β−ピコ
リン、γ−ピコリン、ピペリジン、ルチジン、ピリミジ
ン、ピリダジン、4,4’−トリメチレンジピリジン、
2−(メチルアミノ)ピリジン、ピラジン、キノリン、
キノクサリン、トリアジン、ピロール、3−ピロリン、
イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、1−メチ
ルピロリジンなどのN−ヘテロ環状化合物;メチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミ
ン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルア
ミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ペンチルア
ミン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、ヘキシ
ルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ヘ
プチルアミン、ジヘプチルアミン、オクチルアミン、ジ
オクチルアミン、トリオクチルアミン、フェニルアミ
ン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミンなどのアミ
ン類;更にDBU(1,8−ジアザビシクロ[5,4,
0]7−ウンデセン)、DBN(1,5−ジアザビシク
ロ[4,3,0]5−ノネン)、1,5,9−トリアザ
シクロドデカン、1,4,7−トリアザシクロノナンな
どが好ましいものであるが、これらの中でも4,4’−
トリメチレンビス(1−メチルピペリジン)が更に好ま
しいものである。これら触媒は、無機ポリシラザン純分
に対して0.5〜10重量%配合される。
ては、無機ポリシラザン及び触媒を溶解することができ
るものであればいずれのものであってもよい。貯蔵安定
性を考えた場合には、無機ポリシラザン及び触媒に対し
て持続的な溶解力を有するものが好ましく、また、長期
間の使用においても、シラン、水素、アンモニアなどの
ガスの発生がなく安定性のある溶媒であることが好まし
い。このような希釈溶剤としては、ミネラルスピリット
などの石油溶剤、パラフィン系溶剤、芳香族系溶剤、環
式脂肪族系溶剤などが挙げられる。具体的には、パラフ
ィン系溶剤あるいは溶剤成分としては、C8のオクタ
ン、2,2,3−トリメチルペンタン、C9のノナン、
2,2,5−トリメチルヘキサン、C10のデカン、C11
のn−ウンデカンなどが、芳香族系溶剤あるいは溶剤成
分としては、例えば、C8のキシレン、C9のクメン、メ
シチレン、C10のナフタレン、テトラヒドロナフタレ
ン、ブチルベンゼン、p−シメン、ジエチルベンゼン、
テトラメチルベンゼン、C11のペンチルベンゼンなど
が、環式脂肪族系溶剤あるいは溶剤成分としては、例え
ば、C7のメチルシクロヘキサン、C8のエチルシクロヘ
キサン、C10のp−メンタン、α−ピネン、ジペンテ
ン、デカリンなどが挙げられる。
製品用途により、コーティング液を塗布した際の外観
性、乾燥性、臭い、安全性、基体への影響防止性、コー
ティング液の保存安定性など要求される特性が異なった
ものが必要とされる。このため、使用に際しては、無機
ポリシラザン及び触媒の種類及び量はもちろんである
が、溶剤の種類、配合割合を適宜変更し、各用途に最も
適切なコーティング液とすることが好ましい。
た御影石、鏡面仕上げの金属やメッキ基板、透明な樹
脂、ガラスなど汚れが目立ちやすく外観が重視される基
体に対しては、溶剤としてミネラルスピリットなど重い
溶剤が適する。ミネラルターペンである、モービル石油
のペガソールAN45、ペガソール3040も好ましく
使用することができる溶剤である。ミネラルスピリット
を溶剤として用いることにより、斑、干渉色、白ぼけ、
ざらつきなどが目立ちやすい基体に対しても美しく施工
することができる。しかし、ミネラルスピリットは上記
のような利点があるものの、溶解力の点では比較的弱い
ので、溶解力を付加するためには、ミネラルスピリット
の他に例えばエッソ石油のソルベッソ100、ソルベッ
ソ150、モービル石油のペガソールR−100、ペガ
ソールR−150などの芳香族系混合溶媒を配合すると
よい。さらに、芳香族を含まないパラフィン系溶媒も溶
剤として使用できる。具体的には、例えば東燃化学の低
臭溶剤であるエクソールDSP100/140、エクソ
ールD30、エクソールD40、などを挙げることがで
きる。
水まわり製品、入歯などでは、臭いがしないことも重要
である。このような無臭性が要求される製品において
は、溶剤の一部に臭いが少ないメチルシクロヘキサン、
エチルシクロヘキサンなどを加えることによって、臭い
が少ないコーティング液を提供することができる。防汚
コーティング液は、新しく製品を製造する際に適用して
もよいし、使用中の製品に塗布、適用してもよい。
ング液は、自動車車体を始めとし、電車車体、航空機機
体、自動車ホイール、住宅内外装、トイレ、台所、洗面
所、浴槽などの水を使う箇所で用いる水まわり製品、便
器、看板、標識、プラスチック製品、ガラス製品、入
歯、墓石などの石材、金属などの表面に塗布され、常温
で乾燥される。塗布法としては、布拭き法、スポンジ拭
き法、スプレーコート、フローコート、ローラーコー
ト、ディップコート等、任意の方法でよい。塗布量は、
乾燥後の膜厚で0.1〜2ミクロン程度の被膜が形成さ
れるような量とされれば十分である。塗布後、無機ポリ
シラザンが触媒の作用により緻密なシリカ質被膜に転化
されるが、本発明の親水性促進剤による処理が行われな
い場合、製品表面に親水性の被膜が形成されるには1〜
2週間程度かかり、さらに無機ポリシラザンがシリカへ
と完全転化するには、通常1ヶ月程度の期間が必要とさ
れる。
の水まわり製品用の防汚コーティング液を例に挙げて、
防汚コーティング液の組成例を示す。 (自動車車体用組成例) 無機ポリシラザン : 0.3〜2重量% DMPP : 0.01〜0.1重量% キシレン : 0.5〜10重量% ぺガソールAN45: 残量 なお、DMPPは4,4’−トリメチレンビス(1−メ
チルピペリジン)である。
用組成例) 無機ポリシラザン : 0.3〜2重量% DMPP : 0.01〜0.2重量% キシレン : 1〜10重量% ぺガソールAN45 : 5〜88重量% エチルシクロヘキサン: 5〜88重量% メチルシクロヘキサン: 5〜88重量%
コーティング液の詳細については、特願2001−13
1491号及びこの特願2001−131491号を優
先権主張の基礎出願として平成14年4月24日に出願
されたPCT/JP02/04069を参照されたい。
機ポリシラザン及びシリカへの転化触媒を含む防汚コー
ティング液を塗布した後、常温放置により該塗膜が親水
性とされるには長期間が要される。本発明においては、
上記〔4〕又は〔5〕の親水性維持・促進剤又は親水性
促進剤あるいは必要であれば上記〔1〕〜〔3〕の原液
を用いて処理することにより、短時間の内に塗膜の親水
化を行うことができる。
剤について詳細に説明する。本発明の親水性促進剤ある
いは親水性維持剤には、界面活性剤として、前記したと
おりアニオン性界面活性剤(A)、両性界面活性剤
(B)、及び非イオン性界面活性剤(C)が用いられる
とともに、必要に応じ防腐剤(D)が含有される。これ
ら界面活性剤の(A)、(B)、(C)成分は重量比で
5〜25:0.5〜20:4〜6とされることが好まし
く、また防腐剤を用いる場合は、(A)、(B)、
(C)、(D)成分は重量比で5〜25:0.5〜2
0:4〜6:0.1〜15とされることが好ましい。界
面活性剤成分が前記の割合の範囲内であり、かつ適宜の
濃度を有すれば良好な親水性促進効果、親水性促進効果
を呈する。さらに、液のpHは4.5〜7.0が好まし
く、pH6前後がより好ましい。
又は親水性維持剤中の含有量は、適宜の量、すなわち、
ポリシラザン含有コーティング塗膜の親水性促進効果、
親水性維持効果が発揮できる範囲の量とすればよいが、
通常、アニオン性界面活性剤を5〜25重量%、両性界
面活性剤を0.5〜20重量%、非イオン性界面活性剤
を4〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有し、pH
が4.5〜7.0の水溶液であるポリシラザン含有コー
ティング膜用親水性維持・促進剤原液を作成し、これを
水で希釈することにより適宜の濃度の親水性促進剤又は
維持剤を調製するのが便利である。原液の界面活性剤の
合計界面活性剤濃度は、合計量で最小9.5重量%とな
るが、これより濃度が低い場合には原液として作成する
意味があまりない。また界面活性剤の濃度があまりに高
くなると、粘度が高くなりすぎ、使用する界面活性剤の
種類によってはゲル状になることがある。したがって、
原液の各界面活性剤の合計濃度は前記各界面活性剤の最
大濃度範囲内でこのようなゲル状が起こらない範囲の濃
度とされることが好ましい。ゲル状のものは希釈時の取
扱いが不便であり好ましくないからである。また界面活
性剤の使用量は界面活性剤の析出、分離などが起こらな
い範囲とされることが好ましい。
場合、前記原液を3〜15倍に希釈することが好まし
い。また、親水性促進剤中の界面活性剤の合計濃度は、
約0.6〜17重量%が好ましい。この範囲より界面活
性剤の濃度が低いと親水性促進効果が通常期待できず、
また、これより濃度が高い場合、不経済であると共に粘
度が高くなりすぎ、場合によってはゲル状となることが
ある。このような液は取扱いが不便なばかりでなく、ゲ
ル状のものは親水性促進効果が不均一になり好ましくな
い。また、冬季など低温時に界面活性剤の析出、分離が
起こる可能性がある。なお、経済的な問題を考えず、ゲ
ル状でなく、成分の析出などが起こっていないような場
合であれば、これ以上の濃度の親水性促進剤を用いても
よいことは勿論である。
界面活性剤濃度は、ポリシラザン含有コーティング被膜
あるいはシリカ質被膜上に付着した汚れを除去でき、こ
れら膜の親水性を維持できる濃度であればよく、例えば
前記原液を水で30〜70倍に希釈することにより適宜
の濃度とされたものが好ましいものとして挙げられる。
造方法を本発明の原液を水で希釈する方法を例に挙げて
具体的に説明したが、本発明においては、各界面活性剤
成分を始めとする親水性促進剤及び親水性維持剤を構成
する各成分を直接必要な濃度で水に溶解し、液のpHを
4.5〜7.0に調整したものであってもよく、また他
の手段で製造されたものであってもよい。いずれの方法
で作製されたものであっても請求項4〜6の各成分の含
有量及び液のpHを満たすものは請求項4〜6の親水性
維持・促進剤に包含されるものである。
面活性剤、両面界面活性剤、非イオン性界面活性剤は、
各々従来知られた任意のものであってよいが、成分
(A)のアニオン性界面活性剤としては、sec−アルカ
ンスルホン酸塩、アルキル(アルキル基の炭素数8〜1
8)硫酸塩、ポリオキシエチレン(平均付加モル数1〜
4)アルキル(アルキル基の炭素数8〜18)硫酸塩、
α−オレフィン(アルキル基の炭素数10〜18)スル
ホン酸塩、及び、アルキル(アルキル基の炭素数8〜1
8)ベンゼンスルホン酸塩が好ましい。これらの塩は、
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩
又は有機アミン塩、例えば炭素数1〜5のアルカノール
アミン塩であり、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウ
ム塩がより好ましい。
は、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、アルキル
(アルキル基の炭素数8〜18)ジメチル酢酸ベタイ
ン、及び、アルキル(アルキル基の炭素数8〜18)ジ
メチルアミンオキシドが好ましいものである。
剤としては、ポリオキシエチレン(平均付加モル数3〜
12)ウンデシルアルコール、ポリオキシエチレン(平
均付加モル数3〜12)アルキル(アルキル基の炭素数
8〜18)エーテル、及び、ポリオキシエチレン(平均
付加モル数3〜12)ノニルフェニルエーテルが好まし
いものであるが、ポリオキシエチレン(平均付加モル数
3〜12)ウンデシルアルコールについては、ポリオキ
シエチレンの平均付加モル数が8のものがより好まし
い。
は、上記したとおり(A):(B):(C)が重量比で
5〜25:0.5〜20:4〜6であるのが好ましい
が、8〜10:11〜13:4〜6であるのがより好ま
しく、約9:12:5であるのが更に好ましい。界面活
性剤の成分(A)のアニオン性界面活性剤と成分(B)
の両性界面活性剤の割合が前記範囲から外れると、タン
パク質変性作用が大きくなり手荒れが起こり易くなる。
両面活性剤が少ないと手荒ればかりでなく、界面活性剤
の塗膜への付着が悪くなる。非イオン性界面活性剤が少
ないと油分洗浄力が低下し、多いとゆすぎ性が悪くな
り、表面に界面活性剤がいつまでも残り易くなる。
ばよい。すなわち、例えば、原液などを調製し、直ちに
使用するなど、液の腐敗が起こる心配がない場合には、
原液などに防腐剤を添加する必要がないからである。防
腐剤を使用する場合の防腐剤の添加量を原液について述
べると、0.1〜15重量%が好ましい。本発明で用い
られる防腐剤としては、例えば安息香酸塩、イソチアゾ
リン系防腐剤、チアゾリン系防腐剤、トリアジン系防腐
剤等を挙げることができる。これらの中では安息香酸塩
が好ましい。安息香酸塩は水溶性であればいずれの塩で
あってもよいが、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、有
機アミン塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
安息香酸塩の量が少ないと液の腐敗が進行し易く、多い
と経済的理由から好ましくない。
水性維持・促進剤及びそれらの原液は水溶液であり、し
たがって溶媒として水が用いられる。また、原液を希釈
するためにも水が用いられる。これらの水は、水であれ
ばいずれのものでもよいが、脱イオン水が好ましいもの
である。
剤及びその原液には、さらに、氷結防止のため、プロピ
レングリコール、グリセリン、エチレングリコール、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコール等を添加して
もよい。
水性維持・促進剤及びそれらの原液は、成分(A)〜
(D)の所定量を水に溶解し、その後必要に応じpHを
4.5〜7.0、好ましくは約6に調整することにより
製造される。液のpHの調整には、有機酸を用いるのが
好ましい。有機酸としてはクエン酸が好ましいものとし
て挙げられる。また、親水性促進剤及び親水性維持剤の
pHが4.5未満であると手荒れ、基材及び周辺機器の
腐蝕といいう問題が生じ、またpHの値が7.0を超え
る場合には、ポリシラザン被膜の溶解という問題が生じ
るのでいずれも好ましくない。
シラザン含有コーティング液を塗布し、常温で乾燥後、
形成された塗膜に塗布することによってなされる。塗膜
の乾燥時間は、ポリシラザン含有コーティング液に用い
られるポリシラザンの種類、希釈溶剤、周囲温度などに
より異なるが、通常塗布後30分程度以上であればよ
い。塗布方法は、防汚コーティング液の塗布と同様、布
拭き法、スポンジ拭き法、スプレーコート、フローコー
ト、ローラーコート、ディップコートなど任意の方法に
より行うことができる。塗布量は、塗膜が促進剤の液で
少なくとも覆われる量であれば良く、通常10〜50m
l/m2程度の量とされる。塗布後、5〜15分程度放
置した後、親水性促進剤を水で洗い流すことにより、親
水性促進処理は終了する。防汚コーティング液を塗布し
て形成された塗膜の純水に対する接触角は、ポリシラザ
ンの種類によって異なるものの、通常80°前後であ
る。本発明の親水性促進剤を用いて10分程度処理する
ことにより、80°前後であった塗膜の純水に対する接
触角が、塗膜のシリカ質への転化促進などもあって30
〜40°程度に一気に低下する。塗膜を大気中に放置す
るのみでこの接触角を得るには通常1〜2週間程度の時
間がかかる。
ィング膜用親水性維持剤は、ポリシラザン含有コーティ
ング膜が完全にシリカに転化される前、又はシリカに転
化した後に付着した汚れを除去するために用いられる。
したがって、本発明における「ポリシラザン含有コーテ
ィング膜」は、ポリシラザンがシリカに転化する前の
膜、ポリシラザンがシリカに完全に転化する間の膜、及
びポリシラザンがシリカに完全転化した後の膜のいずれ
をも含むものである。本発明のポリシラザン含有コーテ
ィング膜用親水性維持剤は、親水性促進剤と同じ成分か
らなるもので、成分(A)〜(C)並びに必要に応じ用
いられる成分(D)の使用比率も同じであり、液のpH
も同じ範囲である。ただ、成分(A)〜(D)の濃度は
親水性促進剤に比べ低く、例えば成分(A)〜(C)の
合計含有量でいうと通常0.13〜1.7重量%の範囲
とされる。成分(A)〜(C)の総量濃度が薄くなりす
ぎると、汚れを落とす効果が低下する。一方、成分
(A)〜(C)の総量濃度が1.7重量%を超えても汚
れを落とす能力にそれほどの変化はなく、このため経済
的な理由から1.7重量%以下であることが好ましい。
本発明の親水性維持剤を用いて汚れを洗い流す、あるい
は拭き取るなどの方法により、シリカ質膜の親水性を損
ねることなく汚れを落とすことができ、またシリカ被膜
が本来有する親水性を回復、維持することができる。な
お、アニオン性界面活性剤と両面界面活性剤の割合が前
記範囲から外れると、タンパク質変性作用が大きくなり
手荒れが起こり易くなる。両性界面活性剤が少ないと手
荒ればかりでなく、泡安定性も悪くなり、傾斜面の洗浄
に不都合である。多いと洗浄力が悪くなる。非イオン性
界面活性剤が少ないと油分洗浄力が低下し、多いとゆす
ぎ性が悪くなり、表面に界面活性剤がいつまでも残り易
くなる。
記したように、まず親水性維持・促進剤の原液として挙
げた前記高濃度の原液を作成し、これを水で30〜70
倍程度希釈することにより製造することが簡便な方法と
してあげられるが、この他、本発明の親水性促進剤を水
により例えば2〜25倍程度に希釈することにより製造
してもよいし、勿論各成分を所定の濃度で水に添加溶解
させて直接製造してもよい。
流す、あるいは拭き取る方法は任意の方法で良い。汚れ
を除去した後、必要であれば親水性維持剤を水で洗い流
す。汚れを除去する簡便な方法を例示すると、本発明の
親水性維持剤をスポンジあるいは柔らかい布に染み込ま
せ、これにより塗膜あるいはシリカに転化されたポリシ
ラザン含有コーティング膜の汚れの付着した部分を拭い
て、汚れを洗浄、除去し、その後水で親水性維持剤を洗
い流す方法が挙げられる。なお、本発明の親水性促進剤
及び親水性維持剤は中性乃至弱酸性であるため、従来の
アルカリ性洗浄剤に比べ使用に当り手荒れなどがなく、
作業性が良好である。
るが、これら実施例により本発明は何等限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例及び比較例中に記載され
る接触角は、何れも純水に対する接触角である。
脂肪酸アミドプロピルベタイン12重量部、ポリオキシ
エチレン(平均付加モル数8)ウンデシルアルコール5
重量部、プロピレングリコール3重量部、安息香酸ナト
リウム0.3重量部、水70.7重量部を混合し、クエ
ン酸によりpHを6.0に調整した。得られた溶液を水
で3倍に希釈し、親水性促進剤とした。
量%の4.4’−トリメチレンビス(1−メチルピペリ
ジン)を含有するポリシラザン含有溶液を4インチシリ
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
した後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、30分
間の乾燥を行った。この時の塗膜の接触角は83°、膜
厚は730Å、屈折率は1.537であった。この塗膜
に上記親水性促進剤を塗布し、22℃で10分間放置し
た。放置後、親水性促進剤を水で洗い流した。乾燥後の
塗膜の接触角は33°、膜厚は730Å、屈折率は1.
528であった。
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、親水性促進
剤を塗布することなく放置することにより、塗膜の親水
化を行った。塗膜の接触角が33°となったのは10日
後であった。
シ油脂肪酸アミドプロピルベタイン3.6重量部、ポリ
オキシエチレン(平均付加モル数8)ウンデシルアルコ
ール5重量部、プロピレングリコール3重量部、安息香
酸ナトリウム0.3重量部、水79.7重量部を混合
し、クエン酸によりpHを6.0に調整した。得られた
溶液を水で50倍に希釈し、親水性維持剤とした。
し、接触角を測定したところ、95°であった。親水性
維持剤をスポンジに染み込ませ、塗膜を洗浄した。親水
性維持剤を水で洗い流し、乾燥を行った。乾燥後の塗膜
の接触角は32°、膜厚は732Å、屈折率は1.52
7であった。
油脂肪酸アミドプロピルベタイン10重量部、ポリオキ
シエチレン(平均付加モル数8)ウンデシルアルコール
3重量部、プロピレングリコール3重量部、安息香酸ナ
トリウム0.3重量部、水68.7重量部を混合し、ク
エン酸によりpHを6.0に調整した。得られた溶液を
水で10倍に希釈し、親水性促進剤とした。
ントジャパン(株)製 NP−140〕を4インチシリ
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、30分間の
乾燥を行った。この時の塗膜の接触角は80°、膜厚は
725Å、屈折率は1.538であった。この塗膜に親
水性促進剤を塗布し、22℃で10分間放置した。放置
後、親水性促進剤を水で洗い流した。乾燥後の塗膜の接
触角は、42°、膜厚は727Å、屈折率は1.527
であった。
油脂肪酸アミドプロピルベタイン10重量部、ポリオキ
シエチレン(平均付加モル数8)ウンデシルアルコール
12重量部、プロピレングリコール3重量部、安息香酸
ナトリウム0.3重量部、水64.7重量部を混合し、
クエン酸によりpHを6.0に調整した。得られた溶液
を水で70倍に希釈し、親水性維持剤とした。
し、接触角を測定したところ、100°であった。親水
性維持剤をスポンジに染み込ませ、塗膜を洗浄した。親
水性維持剤を水で洗い流し、乾燥を行った。乾燥後の塗
膜の接触角は40°、膜厚は725Å、屈折率は1.5
27であった。
触角を測定したところ、100°であった。市販車体洗
浄剤(花王製:カーマイペットべガ)をスポンジに染み
込ませ、塗膜を洗浄した。乾燥後、白色の粉末を清浄な
ウエスで拭き取った。グリースは除かれ、光沢面が得ら
れた。処理後の塗膜の接触角は90°、膜厚は720
Å、屈折率は1.522であった。
キルジメチル酢酸ベタイン12重量部、ポリオキシエチ
レン(平均付加モル数8)ウンデシルアルコール3重量
部、プロピレングリコール3重量部、安息香酸ナトリウ
ム0.3重量部、水71.7重量部を混合し、クエン酸
によりpHを6.0に調整した。得られた溶液を水で5
倍に希釈し、親水性促進剤とした。
ントジャパン(株)製 NP−140〕を4インチシリ
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、30分間の
乾燥を行った。この時の塗膜の接触角は82°、膜厚は
730Å、屈折率は1.538であった。この塗膜に上
記親水性促進剤を塗布し、22℃で10分間放置した。
放置後、親水性促進剤を水で洗い流した。乾燥後の塗膜
の接触角は40°、膜厚は728Å、屈折率は1.52
7であった。
キルジメチル酢酸ベタイン10重量部、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル4重量部、プロピレングリ
コール3重量部、安息香酸ナトリウム0.3重量部、水
72.7重量部を混合し、クエン酸によりpHを6.0
に調整した。得られた溶液を水で50倍に希釈し、親水
性維持剤とした。
し、接触角を測定したところ、100°であった。上記
親水性維持剤をスポンジに染み込ませ、塗膜を洗浄し
た。親水性維持剤を水で洗い流し、乾燥を行った。乾燥
後の塗膜の接触角は42°、膜厚732Å、屈折率1.
527であった。
キルジメチルアミンオキシド12重量部、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル3重量部、プロピレング
リコール3重量部、安息香酸ナトリウム0.3重量部、
水72.7重量部を混合し、クエン酸によりpHを6.
0に調整した。得られた溶液を水で3倍に希釈し、親水
性促進剤とした。
ントジャパン(株)製 NP−140〕を4インチシリ
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、30分間の
乾燥を行った。この時の塗膜の接触角は79°、膜厚は
732Å、屈折率は1.538であった。この塗膜に上
記親水性促進剤を塗布し、22℃で10分間放置した。
放置後、親水性促進剤を水で洗い流した。乾燥後の塗膜
の接触角は48°、膜厚は730Å、屈折率は1.52
7であった。
重量部、アルキロイルアミドプロピルベタイン12重量
部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル3重量部、プ
ロピレングリコール3重量部、安息香酸ナトリウム0.
3重量部、水71.7重量部を混合し、クエン酸により
pHを6.0に調整した。得られた溶液を水で50倍に
希釈し、親水性維持剤とした。
し、接触角を測定したところ、98°であった。上記親
水性維持剤をスポンジに染み込ませ、塗膜を洗浄した。
親水性維持剤を水で洗い流し、乾燥を行った。乾燥後の
塗膜の接触角は45°、膜厚は732Å、屈折率は1.
527であった。
ンスルホン酸アンモニウム5重量部、ヤシ油脂肪酸アミ
ドプロピルベタイン6重量部、アルキルジメチル酢酸ベ
タイン6重量部、ポリオキシエチレン(8)ウンデシル
アルコール3重量部、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル3重量部、プロピレングリコール3重量部、
安息香酸ナトリウム0.3重量部、水68.7重量部を
混合し、クエン酸によりpHを6.0に調整した。得ら
れた溶液を水で3倍に希釈し、親水性促進剤とした。
ントジャパン(株)製 NP−140〕を4インチシリ
コンウエハーにスピン塗布(500rpm、20秒間)
後、22℃、相対湿度30%の雰囲気中で、30分間の
乾燥を行った。この時の塗膜の接触角は83°、膜厚は
735Å、屈折率は1.537であった。この塗膜に親
水性促進剤を塗布し、22℃で10分間放置した。放置
後、親水性促進剤を水で洗い流した。乾燥後の塗膜の接
触角は38°、膜厚は730Å、屈折率は1.528で
あった。
ルベンゼンスルホン酸カリウム5重量部、ヤシ油脂肪酸
アミドプロピルベタイン6重量部、アルキロイルアミド
プロピルベタイン6重量部、ポリオキシエチレン(平均
付加モル数8)ウンデシルアルコール3重量部、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル3重量部、プロピレング
リコール3重量部、安息香酸ナトリウム0.3重量部、
水71.7重量部を混合し、クエン酸によりpHを6.
0に調整した。得られた溶液を水で70倍に希釈し、親
水性維持剤とした。
し、接触角を測定したところ、105°であった。親水
性維持剤をスポンジに染み込ませ、塗膜を洗浄した。親
水性維持剤を水で洗い流し、乾燥を行った。乾燥後の塗
膜の接触角は40°、膜厚は728Å、屈折率は1.5
27であった。
れる。 (1)本発明の親水性促進剤を、ポリシラザン、例えば
無機ポリシラザンと必要に応じ用いられるシリカ転化触
媒とを含有するポリシラザン含有コーティング膜上に塗
布することにより、極めて短時間で該コーティング膜に
親水性が発現し、これによってコーティング膜に汚れの
付着が防止できる。 (2)ポリシラザン含有コーティング膜がシリカに転化
する間に付着した汚れ、又は該膜がシリカに転化した後
に付着した汚れを、本発明の親水性維持剤を用いて拭き
取ることにより、コーティング膜の親水性を損ねること
なく汚れを落とすことができ、またシリカ質被膜が本来
有する親水性を回復、維持することができる。 (3)本発明の親水性促進剤及び親水性維持剤は中性乃
至弱酸性のため、通常のアルカリ洗浄剤などに比較し
て、手荒れなどがなく、作業性がよい。
Claims (7)
- 【請求項1】アニオン性界面活性剤5〜25重量%、両
性界面活性剤0.5〜20重量%、非イオン性界面活性
剤4〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有し、pH
が4.5〜7.0の水溶液であるポリシラザン含有コー
ティング膜用親水性維持・促進剤原液。 - 【請求項2】アニオン性界面活性剤が、sec−アルカン
スルホン酸塩、アルキル(アルキル基の炭素数8〜1
8)硫酸塩、ポリオキシエチレン(平均付加モル数1〜
4)アルキル(アルキル基の炭素数8〜18)硫酸塩、
α−オレフィン(アルキル基の炭素数10〜18)スル
ホン酸塩、及びアルキル(アルキル基の炭素数8〜1
8)ベンゼンスルホン酸塩からなる群より選ばれた少な
くとも一種であり、両面界面活性剤が、ヤシ油脂肪酸ア
ミドプロピルベタイン、アルキル(アルキル基の炭素数
8〜18)ジメチル酢酸ベタイン、及びアルキル(アル
キル基の炭素数8〜18)ジメチルアミンオキシドから
なる群より選ばれた少なくとも一種であり、非イオン性
界面活性剤が、ポリオキシエチレン(平均付加モル数3
〜12)ウンデシルアルコール、ポリオキシエチレン
(平均付加モル数3〜12)アルキル(アルキル基の炭
素数8〜18)エーテル、及びポリオキシエチレン(平
均付加モル数3〜12)ノニルフェニルエーテルからな
る群より選ばれた少なくとも一種であり、防腐剤が、安
息香酸塩、イソチアゾリン系防腐剤、チアゾリン系防腐
剤、及びトリアジン系防腐剤からなる群より選ばれた少
なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の
ポリシラザン含有コーティング膜用親水性維持・促進剤
原液。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載のポリシラザン含有
コーティング膜用親水性維持・促進剤原液において、液
のpHが、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非
イオン性界面活性剤、及び必要に応じ防腐剤を水に溶解
した後、有機酸によりpHが4.5〜7.0とされたも
のであることを特徴とするポリシラザン含有コーティン
グ膜用親水性維持・促進剤原液。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の原液を水
で希釈することによって得られるポリシラザン含有コー
ティング膜用親水性維持・促進剤。 - 【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載の原液を水
で3〜15倍に希釈することによって得られるポリシラ
ザン含有コーティング膜用親水性促進剤。 - 【請求項6】請求項1〜3のいずれかに記載の原液を水
で30〜70倍に希釈することによって得られるポリシ
ラザン含有コーティング膜用親水性維持剤。 - 【請求項7】アニオン性界面活性剤5〜25重量%、両
性界面活性剤0.5〜20重量%、非イオン性界面活性
剤4〜6重量%、及び必要に応じ防腐剤を含有し、pH
が4.5〜7.0であるポリシラザン含有コーティング
膜用親水性維持・促進剤原液を調製し、これを水で希釈
した後、ポリシラザン含有コーティング膜上に塗布する
ことにより、該ポリシラザン含有コーティング膜の親水
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