JP2010209280A - Fluorine-containing nanocomposite particle, and method for producing the same - Google Patents

Fluorine-containing nanocomposite particle, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide new fluorine-containing silica nanocomposite particles as a material utilizing the chemical and thermal stability of silica and the excellent water repellent, oil repellent, fouling-preventing and catalytic characters of a fluorine compound by using a fluorine low molecular surfactant as a raw material. <P>SOLUTION: The fluorine-containing silica nanocomposite particles includes a mixture of (A) silica nanoparticles and (B) a fluorine-containing surfactant expressed by formula (1) [wherein, T is SO<SB>3</SB>Q or COOQ; Q is H, Li, Na, K or the like; and Rf is 2C-8C fluoroalkyl] and a hydrolysate of a functional alkoxysilane, and/or a dehydrating condensate of the mixture. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子およびその利用に関する。さらに本発明は、ガラス基材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、より詳しくは、新規なシリカナノコンポジット粒子を含む表面処理膜をガラス基材の表面に形成し、ガラス基材の表面に、一般環境においては防汚性を、洗浄環境等の水中においては、高洗浄性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。   The present invention relates to fluorine-containing silica nanocomposite particles and use thereof. Furthermore, the present invention relates to a surface treatment composition and a surface treatment method for treating the surface of a glass substrate, and more specifically, a surface treatment film containing novel silica nanocomposite particles is formed on the surface of a glass substrate, The present invention relates to a surface treatment composition and a surface treatment method capable of imparting antifouling property to a surface of a substrate in a general environment and high detergency in water such as a cleaning environment.

従来から、フッ素含有オリゴマーの撥水・撥油性を利用した表面処理を行うことで、防汚機能を付与する技術が知られている(特許文献1)。また、フッ素含有オリゴマーの表面に親水機能を付与することで、汚れが表面に付着しても、水洗により容易に汚れを除去する、という技術も従来から知られている(特許文献2)。一方、酸化チタン等の光触媒に関して、防汚性や親水性を有する光触媒膜が形成された基材も知られている(特許文献3)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for imparting an antifouling function by performing a surface treatment using the water / oil repellency of a fluorine-containing oligomer is known (Patent Document 1). In addition, a technique has been conventionally known in which, by imparting a hydrophilic function to the surface of a fluorine-containing oligomer, even if dirt adheres to the surface, the dirt is easily removed by washing with water (Patent Document 2). On the other hand, regarding a photocatalyst such as titanium oxide, a base material on which a photocatalytic film having antifouling properties and hydrophilicity is formed is also known (Patent Document 3).

特開2005−255720号公報JP 2005-255720 A 特開2003―253250号公報JP 2003-253250 A 特開2001−70801号公報JP 2001-70801 A

しかしながら、上記フッ素含有オリゴマーは、ガラス等の無機材料の表面に、撥油性及び撥水性(時間経過と共に親水性に変わる)の機能を有する表面処理を行い、防汚性を付与するものであるが、原料である使用するオリゴマーがやや複雑な分子構造を有することと、フッ素系の過酸化物の使用が必須であるため、量産化が困難であった。   However, the fluorine-containing oligomer performs surface treatment having functions of oil repellency and water repellency (changes to hydrophilicity over time) on the surface of an inorganic material such as glass and imparts antifouling properties. Since the oligomer used as a raw material has a slightly complicated molecular structure and the use of a fluorine-based peroxide is essential, mass production is difficult.

また、光触媒膜を用いる場合には、汚れが落ちやすいという機能は有するものの、一般的に、汚れに対する耐性が特に優れている、というものではないため、防汚という観点においては、その機能の優位性が認められるものではなかった。   In addition, when using a photocatalyst film, although it has a function of easily removing dirt, generally, it is not particularly excellent in resistance to dirt. Therefore, in terms of antifouling, the function is superior. Sex was not recognized.

本発明は、上記課題を解決するために、シリカの化学的、熱的安定性とフッ素化合物が持つ優れた撥水・撥油・防汚・触媒特性を活かす材料であって、低コストで容易に得ることができる低分子量のフッ素含有界面活性剤を原料とする新規なフッ素含有シリカナノコンポジット粒子を提供すること、このフッ素含有シリカナノコンポジット粒子を含む表面処理組成物を用い、表面処理膜をガラス基材の表面に形成することにより、従来よりも優れた一般環境における防汚性と水中における高洗浄性を付与し、さらに耐熱性に優れた表面処理方法を提供することを目的としてなされたものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a material that takes advantage of the chemical and thermal stability of silica and the excellent water repellency / oil repellency / antifouling / catalytic properties of a fluorine compound, and is easy at low cost. It is possible to provide a novel fluorine-containing silica nanocomposite particle using a low-molecular-weight fluorine-containing surfactant as a raw material, a surface treatment composition containing the fluorine-containing silica nanocomposite particle, It was made for the purpose of providing a surface treatment method with excellent antifouling property in general environment and high detergency in water by forming on the surface of the material, and excellent in heat resistance. is there.

本発明は、以下に示す構成によって上記課題を解決したフッ素含有シリカナノコンポジット粒子とその製造方法、およびこのフッ素含有シリカナノコンポジット粒子を用いた表面処理組成物および表面処理方法に関する。
(I) (A)シリカナノ粒子と、
(B)式(1):
The present invention relates to a fluorine-containing silica nanocomposite particle and a method for producing the same, and a surface treatment composition and a surface treatment method using the fluorine-containing silica nanocomposite particle.
(I) (A) silica nanoparticles,
(B) Formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、官能性アルコキシシランの加水分解物との混合物および/または該混合物の脱水縮合物
を含むことを特徴とする、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(II) (B)成分の官能性アルコキシシランが、式(2):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing silica nanocomposite particle comprising a mixture of the indicated fluorine-containing surfactant and a hydrolyzate of a functional alkoxysilane and / or a dehydration condensate of the mixture.
(II) The (B) component functional alkoxysilane is represented by the formula (2):

(式中、Rは、水素、メチル基、エチル基、ヘキシル基またはフェニル基であり、Rは、メチル基またはエチル基である。pおよびqは、整数であり、p+q=4である。)で示される化合物である、上記(I)記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(III) (B)成分の官能性アルコキシシランが、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシシランおよびトリエトキシシランからなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、上記(I)または(II)記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(IV) (1)式のTがSOHまたはSOKであり、Rが直鎖である、上記(I)〜(III)のいずれか記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(V) 熱重量分析において、昇温速度が10℃/分で、室温から800℃まで加熱したときの重量減少が、シリカ粒子を用いて測定したときの重量減少の±50%以内である、上記(I)〜(IV)のいずれか記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(VI) (A)シリカナノ粒子と、
(B1)式(1):
(In the formula, R 1 is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a hexyl group or a phenyl group, and R 2 is a methyl group or an ethyl group. P and q are integers, and p + q = 4. The fluorine-containing silica nanocomposite particles according to the above (I), which is a compound represented by (.).
(III) The functional alkoxysilane (B) is at least one compound selected from the group consisting of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, trimethoxysilane, and triethoxysilane, (I) or ( II) Fluorine-containing silica nanocomposite particles.
(IV) The fluorine-containing silica nanocomposite particles according to any one of the above (I) to (III), wherein T in formula (1) is SO 3 H or SO 3 K, and R f is linear.
(V) In thermogravimetric analysis, the rate of temperature increase is 10 ° C./min, and the weight loss when heated from room temperature to 800 ° C. is within ± 50% of the weight loss measured using silica particles. The fluorine-containing silica nanocomposite particles according to any one of (I) to (IV) above.
(VI) (A) silica nanoparticles,
(B1) Formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシラン
を混合した後、
(B1)成分および/または(B2)成分を加水分解および/または脱水縮合させる
ことを特徴とする、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子の製造方法。
(VII) (A)シリカナノ粒子と、
(B1)式(1):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) After mixing the functional alkoxysilane,
A method for producing fluorine-containing silica nanocomposite particles, wherein the component (B1) and / or the component (B2) is hydrolyzed and / or dehydrated and condensed.
(VII) (A) silica nanoparticles;
(B1) Formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシランと、
(C)溶剤と、
(D)アルカリ触媒または酸触媒と
を含有する、表面処理組成物。
(VIII) (B2)成分が、式(2):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) a functional alkoxysilane;
(C) a solvent;
(D) A surface treatment composition containing an alkali catalyst or an acid catalyst.
(VIII) (B2) component is represented by formula (2):

(式中、Rは、水素、メチル基、エチル基、ヘキシル基またはフェニル基であり、Rは、メチル基またはエチル基である。pおよびqは、整数であり、p+q=4である。)で示される化合物である、上記(VII)記載の表面処理組成物。
(IX) (1)式のTが、SOHまたはSOKであり、Rが、直鎖である、上記(VII)または(VIII)記載の表面処理組成物。
(X) 上記(VII)〜(IX)記載の表面処理組成物を、ガラス基材の表面に塗布し、塗膜を形成する工程と、前記塗膜と前記ガラス基材を加熱処理し、表面処理膜を形成する工程を、この順で含む、ガラス基材の表面処理方法。
(In the formula, R 1 is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a hexyl group or a phenyl group, and R 2 is a methyl group or an ethyl group. P and q are integers, and p + q = 4. The surface treatment composition according to (VII) above, which is a compound represented by.
(IX) The surface treatment composition according to (VII) or (VIII) above, wherein T in the formula (1) is SO 3 H or SO 3 K, and R f is linear.
(X) Applying the surface treatment composition described in the above (VII) to (IX) to the surface of the glass substrate to form a coating film, heat-treating the coating film and the glass substrate, and surface A method for surface treatment of a glass substrate, comprising the steps of forming a treatment film in this order.

本発明(I)によれば、一般環境(空気中)においては撥水・撥油機能により汚れがつき難く(高防汚性)、また洗浄環境(水中)においては親水性により油汚れを除去しやすい(高洗浄性)という、相反する特性を有するフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られる。また、原料物質である特定のフッ素含有界面活性剤は、比較的単純な分子構造であるので、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を容易かつ低コストで製造することができる。   According to the present invention (I), in a general environment (in the air), the water and oil repellency functions make it difficult to get dirt (high antifouling property), and in a cleaning environment (in water), oily dirt is removed due to hydrophilicity. Fluorine-containing silica nanocomposite particles having the contradictory properties of being easy to do (high detergency) are obtained. In addition, since the specific fluorine-containing surfactant that is a raw material has a relatively simple molecular structure, fluorine-containing silica nanocomposite particles can be produced easily and at low cost.

本発明(V)によれば、高温でも熱安定性のよいフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られる。   According to the present invention (V), fluorine-containing silica nanocomposite particles having good thermal stability even at high temperatures can be obtained.

本発明(VI)によれば、比較的単純な分子構造を有する特定のフッ素含有界面活性剤を原料として用いるので、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を容易かつ低コストで製造でき、しかも製造したフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は優れた防汚性と高洗浄性を有する。   According to the present invention (VI), since a specific fluorine-containing surfactant having a relatively simple molecular structure is used as a raw material, fluorine-containing silica nanocomposite particles can be produced easily and at low cost. Composite particles have excellent antifouling properties and high detergency.

本発明(VII)によれば、比較的単純な分子構造を有する特定のフッ素含有界面活性剤を原料として用いるフッ素含有シリカナノコンポジット粒子により、容易かつ低コストで、ガラス基材の表面に優れた防汚性及び高洗浄性を付与できる表面処理組成物が得られる。   According to the present invention (VII), the fluorine-containing silica nanocomposite particles using a specific fluorine-containing surfactant having a relatively simple molecular structure as a raw material can be easily and at low cost, and can provide excellent protection on the surface of a glass substrate. A surface treatment composition capable of imparting dirtiness and high detergency is obtained.

本発明(X)によれば、上記表面処理組成物により、容易かつ低コストで、ガラス表面に優れた防汚性及び高洗浄性を付与できる。   According to the present invention (X), the surface treatment composition can impart excellent antifouling properties and high detergency to the glass surface easily and at low cost.

実施例1、2に関する反応スキーム1を示す図である。1 is a reaction scheme 1 relating to Examples 1 and 2. FIG. 実施例5、6で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of the fluorine-containing silica nanocomposite particle obtained in Examples 5 and 6. 原料に用いたシリカナノ粒子の熱重量分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of the silica nanoparticle used for the raw material. 実施例7〜11で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of the fluorine-containing silica nanocomposite particle obtained in Examples 7-11. 実施例7で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の重メタノール溶液中における19F NMR測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 19 F NMR measurement in the heavy methanol solution of the fluorine-containing silica nanocomposite particle obtained in Example 7. HOS(CFSOHの19F NMR測定の結果を示す図である。HO 3 shows the results of S (CF 2) 3 SO 3 H 19 F NMR measurements. 実施例12〜16で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the thermogravimetric analysis of the fluorine-containing silica nanocomposite particle obtained in Examples 12-16. 実施例12で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の重メタノール溶液中における19F NMR測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 19 F NMR measurement in the heavy methanol solution of the fluorine-containing silica nanocomposite particle obtained in Example 12. HOS(CFSOHの19F NMR測定の結果を示す図である。HO 3 shows the results of S (CF 2) 3 SO 3 H 19 F NMR measurements.

以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。なお%は特に示さない限り、また数値固有の場合を除いて質量基準の%である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments. Unless otherwise indicated,% is based on mass unless otherwise specified.

〔フッ素含有シリカナノコンポジット粒子〕
本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、(A)シリカナノ粒子と、
(B)式(1):
[Fluorine-containing silica nanocomposite particles]
The fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention include (A) silica nanoparticles,
(B) Formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、官能性アルコキシシランの加水分解物との混合物および/または該混合物の脱水縮合物を含むことを特徴とする。 Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. It comprises a mixture of the indicated fluorine-containing surfactant and a hydrolyzate of functional alkoxysilane and / or a dehydration condensate of the mixture.

(A)成分としては、平均粒径が5〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであるとより好ましい。ここで、平均粒径は、動的光散乱法によって測定する。また、(A)成分の形状は、球状、だ円球状等が挙げられるが、球状が好ましい。   As the component (A), the average particle size is preferably 5 to 200 nm, and more preferably 10 to 100 nm. Here, the average particle diameter is measured by a dynamic light scattering method. In addition, examples of the shape of the component (A) include a spherical shape and an elliptical shape, but a spherical shape is preferable.

(A)成分は、単独でも2種以上を併用しても用いてもよい。   (A) A component may be used individually or in combination of 2 or more types.

(B)成分のフッ素含有界面活性剤は、式(1):   The fluorine-containing surfactant as the component (B) has the formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示され、フルオロアルキル基(Rf)の両末端がスルホン酸もしくはスルホン酸塩であるか、または一末端がスルホン酸もしくはスルホン酸塩であり、他末端がカルボン酸もしくはカルボン酸塩である。フルオロアルキル基は、直鎖である必要はなく、分岐していてもよい。フルオロアルキル基の炭素数は、電解フッ素化工程での収率、および後工程で使用する溶媒等への溶解性の観点から選択され、この炭素数は、2〜5であると好ましい。また、Rは、直鎖であると好ましい。 Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. As shown, both ends of the fluoroalkyl group (Rf) are sulfonic acid or sulfonate, or one end is sulfonic acid or sulfonate and the other end is carboxylic acid or carboxylate. The fluoroalkyl group does not need to be linear and may be branched. The carbon number of the fluoroalkyl group is selected from the viewpoint of the yield in the electrolytic fluorination step and the solubility in a solvent or the like used in the subsequent step, and this carbon number is preferably 2 to 5. R f is preferably linear.

(B)成分のフッ素含有界面活性剤としては、式(1a):   As the fluorine-containing surfactant as the component (B), the formula (1a):

(式中、Q、Rfは、式(1)と同義である)が、好ましく、酸強度の観点から、HOS(CFSOH、KOS(CFSOKがより好ましい。また、HOS(CFCOOHも好ましい。 (Wherein, Q and Rf are as defined in formula (1)), and from the viewpoint of acid strength, HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H, KO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 K is more preferable. HO 3 S (CF 2 ) 3 COOH is also preferable.

(B)成分のフッ素含有界面活性剤は、電解フッ素化法により、当業者に公知の方法で、合成することができる。     The fluorine-containing surfactant as component (B) can be synthesized by a method known to those skilled in the art by electrolytic fluorination.

(B)成分のフッ素含有界面活性剤は、単独でも2種以上を併用しても用いてもよい。   The component (B) fluorine-containing surfactant may be used alone or in combination of two or more.

(B)成分の官能性アルコキシシランは、多官能性アルコキシシランであると好ましく、式(2):   The functional alkoxysilane of component (B) is preferably a polyfunctional alkoxysilane, and has the formula (2):

(式中、Rは、水素、メチル基、エチル基、ヘキシル基またはフェニル基であり、Rは、メチル基またはエチル基である。pは3または4であり、pおよびqは、整数であり、p+q=4である。)で表される化合物であると、より好ましい。また、式(2)において、pが3のとき、qは1、Rは、メチル基、エチル基またはヘキシル基であるか、pが4のとき、qは0であると、さらに好ましい。 Wherein R 1 is hydrogen, methyl group, ethyl group, hexyl group or phenyl group, R 2 is methyl group or ethyl group, p is 3 or 4, and p and q are integers And p + q = 4) is more preferable. In formula (2), when p is 3, q is 1, R 1 is a methyl group, an ethyl group or a hexyl group, or when p is 4, q is more preferably 0.

ここで、式(2)において、pが3のとき、式〔RSi(OR〕で示されるトリアルコキシシランとなり、例えば、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)シラン等が挙げられる。pが4のときには、qは0で、式〔Si(OR〕のテトラアルコキシシランとなり、例えば、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)等が挙げられる。これらのうち、テトラアルコキシシランが、さらにより好ましく、TMOS及びTEOSは、液状であって特定のフッ素含有界面活性剤との相溶性が高いので特に好ましく、これらを使用することにより、本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子を均質なものとすることができる。 Here, in the formula (2), when p is 3, it becomes a trialkoxysilane represented by the formula [R 1 Si (OR 2 ) 3 ], for example, triethoxysilane, triethoxy (methyl) silane, triethoxy (phenyl) Examples include silane, trimethoxysilane, trimethoxy (methyl) silane, and trimethoxy (phenyl) silane. When p is 4, q is 0 and becomes a tetraalkoxysilane of the formula [Si (OR 2 ) 4 ], and examples thereof include tetramethoxysilane (TMOS) and tetraethoxysilane (TEOS). Of these, tetraalkoxysilane is even more preferable, and TMOS and TEOS are particularly preferable because they are liquid and highly compatible with specific fluorine-containing surfactants. The contained silica nanocomposite particles can be made homogeneous.

(B)成分の官能性アルコキシシランとして、上記の種々の多官能性アルコキシシランを2種以上混合して用いることもできる。例えば、テトラアルコキシシランに若干のトリアルコキシシランを添加する、あるいはテトラアルコキシシランの一部をトリアルコキシシランと置換する場合には、フルオロアルキル基含有界面活性剤と官能性アルコキシシランの相溶性が増加して、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子構造中の架橋性が向上し、これを用いた表面処理組成物の塗膜の硬化性、耐久性を向上させる。さらには、コロイダルシリカあるいは珪酸ソーダの添加や、多官能アルコキシシランとの置換、そしてカルシウム・リン化合物の添加によっても同様の効果が発現できる。   As the functional alkoxysilane of the component (B), two or more kinds of the above-mentioned various polyfunctional alkoxysilanes can be mixed and used. For example, when some trialkoxysilane is added to tetraalkoxysilane, or when a part of tetraalkoxysilane is replaced with trialkoxysilane, the compatibility between the fluoroalkyl group-containing surfactant and the functional alkoxysilane increases. Thus, the crosslinkability in the fluorine-containing silica nanocomposite particle structure is improved, and the curability and durability of the coating film of the surface treatment composition using this are improved. Further, the same effect can be obtained by adding colloidal silica or sodium silicate, substitution with polyfunctional alkoxysilane, and addition of calcium / phosphorus compound.

(B)成分は、上記フッ素含有界面活性剤と官能性アルコキシシランの加水分解物との混合物および/または該混合物の脱水縮合物である。ここで、この加水分解物は、後述する方法で、官能性アルコキシシランを、当業者に既知の方法で加水分解したものであり、脱水縮合物は、フッ素含有界面活性剤および/または該加水分解物を加熱処理等により脱水縮合したものである。なお、加水分解物は、未反応の官能性アルコキシシランを含み得る。   The component (B) is a mixture of the fluorine-containing surfactant and a functional alkoxysilane hydrolyzate and / or a dehydration condensate of the mixture. Here, this hydrolyzate is a product obtained by hydrolyzing a functional alkoxysilane by a method known to those skilled in the art, and the dehydration condensate is a fluorine-containing surfactant and / or the hydrolyzate. A product obtained by dehydration condensation by heat treatment or the like. The hydrolyzate may contain unreacted functional alkoxysilane.

本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、(A)および(B)成分の合計100質量部に対して、(A)成分を2〜90質量部含むことが、製造上の観点から好ましく、5〜70質量部がより好ましい。   The fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention preferably contain 2 to 90 parts by mass of component (A) with respect to 100 parts by mass in total of components (A) and (B) from the viewpoint of production. 70 parts by mass is more preferable.

また、(A)および(B)成分の合計100質量部に対して、(B)成分のフッ素系界面活性剤を2〜90質量部含むことが、好ましく、5〜70質量部がより好ましい。(B)成分のフッ素系界面活性剤の含有割合が2質量部より過小である場合には、防汚性や高洗浄性などの機能付与が困難となる。他方、(B)成分のフッ素系界面活性剤を90質量部を超える割合で含有させても、含有量に見合う処理効果が得られない。   Moreover, it is preferable that 2-90 mass parts of fluorine-type surfactant of (B) component is included with respect to a total of 100 mass parts of (A) and (B) component, and 5-70 mass parts is more preferable. When the content ratio of the fluorine-based surfactant as the component (B) is less than 2 parts by mass, it is difficult to impart functions such as antifouling properties and high detergency. On the other hand, even if it contains the fluorine-type surfactant of (B) component in the ratio exceeding 90 mass parts, the process effect corresponding to content is not acquired.

(A)および(B)成分の合計100質量部に対して、(B)成分の官能性アルコキシシランの加水分解物を8〜96質量部含むことが、製造上の観点から好ましい。20〜80質量部がより好ましい。   It is preferable from a manufacturing viewpoint to contain the hydrolyzate of the functional alkoxysilane of (B) component with respect to a total of 100 mass parts of (A) and (B) component. 20-80 mass parts is more preferable.

また(B)成分のフッ素含有界面活性剤と官能性アルコキシシランとの質量比は、1:1〜1:20が好ましく、1:1〜1:10が、より好ましい。(B)成分のフッ素含有界面活性剤に対する官能性アルコキシシランの含有割合が上記より過小である場合には、フッ素含有界面活性剤と官能性アルコキシシランの相溶性が悪化し、相分離が起こったり、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子が白濁したりする可能性が高くなり、均一なフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の形成が困難となり得る。他方、この割合が過大である場合には、フッ素低分子界面活性剤の割合が相対的に過小となり、所期の効果をフッ素含有シリカナノコンポジット粒子に付与することが困難となり得る。   The mass ratio of the component (B) fluorine-containing surfactant and the functional alkoxysilane is preferably 1: 1 to 1:20, more preferably 1: 1 to 1:10. When the content ratio of the functional alkoxysilane with respect to the fluorine-containing surfactant of the component (B) is less than the above, the compatibility between the fluorine-containing surfactant and the functional alkoxysilane deteriorates and phase separation occurs. The possibility that the fluorine-containing silica nanocomposite particles become cloudy is increased, and it may be difficult to form uniform fluorine-containing silica nanocomposite particles. On the other hand, if this ratio is excessive, the ratio of the fluorine low-molecular surfactant becomes relatively small, and it may be difficult to impart the desired effect to the fluorine-containing silica nanocomposite particles.

なお、本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子には、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。   The fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention may contain various optional components in addition to the essential components as long as the effect is not impaired.

本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、熱重量分析において、空気雰囲気中、昇温速度が10℃/分で、室温から800℃まで加熱したときの重量減少が、0〜8質量%であり、原料のシリカナノ粒子とほぼ同等、すなわち該シリカナノ粒子を用いて測定したときの重量減少の±50%以内であると、高温でも熱安定性がよく好ましい。この重量減少は、多くの場合−20〜50%の範囲で観察される。なお、該シリカナノ粒子を測定したときより重量減少が、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子の場合より減少する原因としては、該シリカナノ粒子に吸着した水分等が考えられる。本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、スルホン酸基を有するフッ素化合物を含有するため、ナフィオンのような固体電解質の材料としての可能性も考慮されている。すなわち、高温での熱安定性により、本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、燃料電池等の固体電解質向け材料としての応用が期待される。   In the thermogravimetric analysis, the fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention have a temperature increase rate of 10 ° C./min in an air atmosphere, and the weight loss when heated from room temperature to 800 ° C. is 0 to 8% by mass, It is preferable that the thermal stability is good even at a high temperature when it is almost the same as the raw material silica nanoparticles, that is, within ± 50% of the weight loss when measured using the silica nanoparticles. This weight loss is often observed in the range of -20 to 50%. In addition, the water | moisture content adsorb | sucked to this silica nanoparticle etc. can be considered as a cause by which a weight reduction | decrease is less than the case of a fluorine-containing silica nanocomposite particle | grain from measuring this silica nanoparticle. Since the fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention contain a fluorine compound having a sulfonic acid group, the possibility as a solid electrolyte material such as Nafion is also considered. That is, due to thermal stability at high temperatures, the fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention are expected to be applied as materials for solid electrolytes such as fuel cells.

本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の製造方法は、(A)シリカナノ粒子と、(B1)式(1):   The method for producing fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention comprises (A) silica nanoparticles and (B1) formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシラン
を混合した後、
(B1)および/または(B2)成分を加水分解および/または脱水縮合させる
ことを特徴とする。
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) After mixing the functional alkoxysilane,
The component (B1) and / or (B2) is hydrolyzed and / or dehydrated and condensed.

(A)成分については、上記のとおりである。   The component (A) is as described above.

(B1)成分については、上記(B)成分において記載したフッ素含有界面活性剤のとおりであり、(B2)成分については、上記(B)成分において記載した官能性アルコキシシランのとおりである。   About (B1) component, it is as the fluorine-containing surfactant described in the said (B) component, About (B2) component, it is as the functional alkoxysilane described in the said (B) component.

フッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、具体的には、溶剤中に、(A)成分、(B1)成分、(B2)成分を加えた後、この溶剤を撹拌している中に、アルカリ触媒もしくは酸触媒を含む水溶液を添加し、官能性アルコキシシランを加水分解物とし、必要に応じて、この溶媒を加熱工程等により、フッ素含有界面活性剤と官能性アルコキシシラン加水分解物の混合物の一部または全部を、脱水縮合物にすることによって、容易に製造することができる。溶剤、アルカリ触媒、酸触媒については後述する。   Specifically, the fluorine-containing silica nanocomposite particles are prepared by adding an (A) component, a (B1) component, and a (B2) component to a solvent, and then stirring the solvent while using an alkali catalyst or an acid catalyst. An aqueous solution containing a functional alkoxysilane is added to the hydrolyzate, and if necessary, this solvent is heated to a part or all of the mixture of the fluorine-containing surfactant and the functional alkoxysilane hydrolyzate by a heating step or the like. Can be easily produced by making a dehydration condensate. The solvent, alkali catalyst, and acid catalyst will be described later.

脱水縮合ための加熱工程における加熱方法としては、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、例えば常温〜200℃で5〜120分間が挙げられ、好ましい条件として常温〜100℃で5〜60分間が挙げられる。   The heating method in the heating step for dehydration condensation is not particularly limited, such as heating with an oven. Examples of the heating conditions include normal temperature to 200 ° C. for 5 to 120 minutes, and preferable conditions include normal temperature to 100 ° C. for 5 to 60 minutes.

フッ素含有界面活性剤と、官能性アルコキシシランの加水分解物との混合物は、加熱処理されることにより、フッ素含有界面活性剤および/または官能性アルコキシシランの加水分解物が、脱水縮合して、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子が形成される。ここで、常温以下では上記反応を進行させるには足りず、200℃以上では加熱処理により、加水分解前および/または脱水縮合前の物質の分解反応が起こり、反応物であるフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の形成が困難となる。なお、この加熱処理後には、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子に、高温での安定性が付与される。   The mixture of the fluorine-containing surfactant and the functional alkoxysilane hydrolyzate is subjected to heat treatment, whereby the fluorine-containing surfactant and / or the functional alkoxysilane hydrolyzate undergoes dehydration condensation, Fluorine-containing silica nanocomposite particles are formed. Here, the reaction is insufficient to proceed at room temperature or lower, and at 200 ° C. or higher, the decomposition reaction of the substance before hydrolysis and / or before dehydration condensation occurs by heat treatment, and the fluorine-containing silica nanocomposite particles as a reaction product It becomes difficult to form. In addition, after this heat treatment, stability at high temperature is imparted to the fluorine-containing silica nanocomposite particles.

〔表面処理組成物〕
本発明の表面処理組成物は、 (A)シリカナノ粒子と、
(B1)式(1):
[Surface treatment composition]
The surface treatment composition of the present invention comprises (A) silica nanoparticles,
(B1) Formula (1):

(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシランと、
(C)溶剤と、
(D)アルカリ触媒または酸触媒と
を含有する。
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) a functional alkoxysilane;
(C) a solvent;
(D) An alkali catalyst or an acid catalyst is contained.

(A)成分については、上記のとおりである。   The component (A) is as described above.

(B1)成分については、上記(B)成分において記載したフッ素含有界面活性剤のとおりであり、(B2)成分については、上記(B)成分において記載した官能性アルコキシシランのとおりである。   About (B1) component, it is as the fluorine-containing surfactant described in the said (B) component, About (B2) component, it is as the functional alkoxysilane described in the said (B) component.

(C)成分としては、(B1)成分と(B2)成分を共に溶解することができる液体の中から選択することができ、(B1)成分や(B2)成分の種類によっても異なるが、メタノール、エタノール、IPA、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、メタノール及びエタノール等のアルコール類が好ましい。   The component (C) can be selected from liquids that can dissolve both the component (B1) and the component (B2), and methanol varies depending on the types of the component (B1) and the component (B2). , Ethanol, IPA, tetrahydrofuran, chloroform, benzene, ethyl acetate, dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), toluene, acetone and the like, and among these, methanol and Alcohols such as ethanol are preferred.

(C)成分は、単独でも2種以上を併用しても用いてもよい。   (C) A component may be used individually or in combination of 2 or more types.

(D)成分は、(B1)成分および(B2)成分の加水分解および/または脱水縮合を効率的に行わせるために、添加される。ここで、加水分解は、主に(B2)成分により起こると考えられる。脱水縮合は、主として(B2)成分の加水分解物によるが、(B2)成分の加水分解物と(B1)成分との間でも起こり得ると考えられ、さらに(B1)成分同士の間でも起こり得る。   The component (D) is added in order to efficiently perform hydrolysis and / or dehydration condensation of the component (B1) and the component (B2). Here, the hydrolysis is considered to occur mainly by the component (B2). Dehydration condensation mainly depends on the hydrolyzate of component (B2), but it is considered that it can also occur between the hydrolyzate of component (B2) and component (B1), and can also occur between components (B1). .

(D)成分のアルカリ触媒としては、例えばアンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重曹、炭酸水素カリウムなどを挙げることができる。アルカリ触媒、無機酸触媒のいずれも水溶液にすることが、加水分解等の反応を均質に起こさせる観点から好ましい。この場合、アルカリ触媒の場合には、(D)成分100質量部に対して、10〜90質量部であることが好ましい。(D)成分は、アルカリ触媒が好ましく、アンモニウム水が、加熱工程時に揮発しやすいため、特に好ましい。なお、(D)成分の添加により、(B2)の加水分解が保存中に起こり、表面処理組成物の粘性が過度に高くなる場合には、表面処理組成物を低温で保存することが好ましい。   Examples of the alkali catalyst of component (D) include ammonia water, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium hydrogen carbonate and the like. It is preferable to use both an alkali catalyst and an inorganic acid catalyst in an aqueous solution from the viewpoint of causing a reaction such as hydrolysis homogeneously. In this case, in the case of an alkali catalyst, it is preferable that it is 10-90 mass parts with respect to 100 mass parts of (D) component. Component (D) is preferably an alkali catalyst, and ammonium water is particularly preferable because it easily volatilizes during the heating step. In addition, when the hydrolysis of (B2) occurs during storage due to the addition of the component (D) and the viscosity of the surface treatment composition becomes excessively high, it is preferable to store the surface treatment composition at a low temperature.

(D)成分は、単独でも2種以上を併用しても用いてもよい。   (D) A component may be used individually or in combination of 2 or more types.

本発明の表面処理組成物の(A)、(B1)、(B2)、(C)および(D)成分の合計100質量部に対して、(A)成分を10〜80質量部含むことが、高温での熱安定性等の物性の観点から好ましい。   10-80 mass parts of (A) component is included with respect to a total of 100 mass parts of (A), (B1), (B2), (C), and (D) component of the surface treatment composition of this invention. From the viewpoint of physical properties such as thermal stability at high temperatures.

本発明の表面処理組成物の(A)、(B1)、(B2)、(C)および(D)の合計100質量部に対して、(B1)成分は0.2〜20質量部含むことが好ましく、0.5〜10質量部がより好ましい。(B1)成分の含有割合が0.2質量部より過小である場合には、防汚性や高洗浄性などの機能付与が困難となる。他方、(B1)成分の含有割合が20質量部を超えても、含有量に見合う処理効果が得られない。   (B1) component contains 0.2-20 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of (A), (B1), (B2), (C) and (D) of the surface treatment composition of this invention. Is preferable, and 0.5-10 mass parts is more preferable. When the content ratio of the component (B1) is less than 0.2 parts by mass, it is difficult to impart functions such as antifouling properties and high detergency. On the other hand, even if the content rate of (B1) component exceeds 20 mass parts, the process effect corresponding to content is not acquired.

本発明の表面処理組成物の(A)、(B1)、(B2)、(C)および(D)成分の合計100質量部に対して、(B2)成分は2〜50質量部含むことが、製造上の観点から好ましく、5〜30質量部がより好ましい。   The component (B2) contains 2 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the components (A), (B1), (B2), (C) and (D) of the surface treatment composition of the present invention. From the viewpoint of production, 5 to 30 parts by mass is more preferable.

また(B1)成分と(B2)成分との質量比は、1:1〜1:20が好ましく、1:1〜1:10が、より好ましい。(B1)成分に対する(B2)成分の含有割合が、上記より過小である場合には、(B1)成分と(B2)成分の相溶性が悪化し、相分離が起こったり、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子が白濁したりする可能性が高くなり、均一なフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の形成が困難となり得る。他方、この割合が過大である場合には、フッ素低分子界面活性剤の割合が相対的に過小となり、所期の効果をガラス表面に付与することが困難となり得る。   The mass ratio of the component (B1) to the component (B2) is preferably 1: 1 to 1:20, more preferably 1: 1 to 1:10. When the content ratio of the (B2) component to the (B1) component is less than the above, the compatibility between the (B1) component and the (B2) component deteriorates, phase separation occurs, or fluorine-containing silica nanocomposite particles May become cloudy and it may be difficult to form uniform fluorine-containing silica nanocomposite particles. On the other hand, when this ratio is excessive, the ratio of the fluorine low molecular surfactant is relatively small, and it may be difficult to impart the desired effect to the glass surface.

本発明の表面処理組成物の(A)、(B1)、(B2)、(C)および(D)成分の合計100質量部に対して、(C)成分を5〜90質量部含むことが、製造上の観点から好ましい。   5 to 90 parts by mass of the component (C) is included with respect to 100 parts by mass in total of the components (A), (B1), (B2), (C) and (D) of the surface treatment composition of the present invention. From the viewpoint of production, it is preferable.

(D)成分がアルカリ触媒であるときには、表面処理組成物の(A)、(B1)、(B2)、(C)および(D)成分の合計100質量部に対して、(D)成分は0.01〜30質量部含むことが好ましく、1〜20質量部がより好ましい。0.01質量部より少ないと、触媒としての効果が得られず、30質量部より多いと(B1)成分と(B2)成分の相溶性が著しく悪化し、均一な表面処理組成物を得ることが難しくなる。   When the component (D) is an alkali catalyst, the component (D) is based on 100 parts by mass of the total of the components (A), (B1), (B2), (C) and (D) of the surface treatment composition. It is preferable to contain 0.01-30 mass parts, and 1-20 mass parts is more preferable. When the amount is less than 0.01 parts by mass, the effect as a catalyst cannot be obtained. When the amount is more than 30 parts by mass, the compatibility of the components (B1) and (B2) is significantly deteriorated, and a uniform surface treatment composition is obtained. Becomes difficult.

なお、本発明の表面処理組成物には、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。   In addition, the surface treatment composition of this invention may contain various arbitrary components other than said essential component in the limit which the effect is not impaired.

本発明の表面処理組成物は、(B1)成分と(B2)成分を、(C)成分に溶解させた後、(A)成分、(D)成分を加えることにより、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、(B1)成分を、適量の(C)成分に溶解してなる溶液と、(B2)成分とを室温下に攪拌混合して均質化させ、次いで、(A)成分と(D)成分を加えて混合溶液を作製した後、残部の成分(C)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。   The surface treatment composition of the present invention can be easily manufactured by adding the components (A) and (D) after dissolving the components (B1) and (B2) in the component (C). it can. Here, if an example of a manufacturing method is shown, the solution which dissolve | melts (B1) component in a suitable quantity of (C) component, and (B2) component will stir and mix at room temperature, and will be made homogeneous, There can be mentioned a method in which the component (A) and the component (D) are added to prepare a mixed solution, and then the remaining component (C) is added to dilute the mixed solution.

本発明の表面処理組成物は、ガラス基材の表面処理に使用することができ、当該ガラス基材の表面に、防汚性(撥水及び撥油性)並びに高洗浄性(親水性)の相反する特性を付与することを可能とする。   The surface treatment composition of the present invention can be used for the surface treatment of a glass substrate. On the surface of the glass substrate, antifouling (water and oil repellency) and high detergency (hydrophilic) conflicts. It is possible to give the characteristics to be.

〔ガラス基材の表面処理方法〕
本発明の処理方法は、ガラス基材の表面に、本発明の表面処理組成物を塗布し、塗膜を形成する工程と、前記表面処理組成物による塗膜を加熱処理し、表面処理膜を形成する工程を、この順で含む。塗布工程において、ガラス基材の表面への表面処理組成物の塗布方法としては、当該表面処理組成物中にガラス基材を浸漬する浸漬法、スプレー、刷毛、ローラなど塗布手段を使用する、あるいは印刷手法を用い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及び含有割合などによっても異なるが、例えば、常温で1〜24時間が挙げられる。
[Glass substrate surface treatment method]
The treatment method of the present invention comprises a step of applying the surface treatment composition of the present invention on the surface of a glass substrate to form a coating film, and heat-treating the coating film with the surface treatment composition to form a surface treatment film. The steps of forming are included in this order. In the coating process, as a method for applying the surface treatment composition to the surface of the glass substrate, a coating method such as a dipping method in which the glass substrate is immersed in the surface treatment composition, a spray, a brush, a roller, or the like is used. A method using a printing method is not particularly limited. In addition, after completion | finish of this application | coating process, in order to remove a solvent from the coating film formed in the surface of an inorganic material, it is preferable to perform a drying process. As drying conditions, although it changes also with the kind of solvent which comprises a process composition, and a content rate etc., 1 to 24 hours are mentioned at normal temperature, for example.

表面処理組成物中の(B2)成分は、一般的には、塗布中および/または乾燥中に加水分解される。加水分解に必要な水は、(D)成分に含まれる水や空気中の水分等から供給される。この塗布・乾燥中で加水分解が十分に起こらない場合には、次の加熱工程まで加水分解が続く。   The component (B2) in the surface treatment composition is generally hydrolyzed during application and / or drying. Water necessary for hydrolysis is supplied from water contained in component (D), moisture in the air, or the like. If hydrolysis does not occur sufficiently during the coating and drying, hydrolysis continues until the next heating step.

前記塗膜形成後の加熱工程における加熱方法としては、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、例えば常温〜200℃で5〜120分間が挙げられ、好ましい条件として常温〜100℃で5〜60分間が挙げられる。   The heating method in the heating step after forming the coating film is not particularly limited, such as heating with an oven. Examples of the heating conditions include normal temperature to 200 ° C. for 5 to 120 minutes, and preferable conditions include normal temperature to 100 ° C. for 5 to 60 minutes.

ガラス基材の表面に塗布された塗膜が加熱処理されることにより、(B1)成分および/または(B2)成分が加水分解および/または脱水縮合して、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を含む表面処理層が形成される。ここで、常温以下では上記反応を進行させるには足りず、200℃以上では加熱処理により、加水分解前および/または脱水縮合前の物質の分解反応が起こり、反応物であるフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の形成が困難となる。なお、この加熱処理後には、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子に、高温での安定性が付与される。   Surface treatment containing fluorine-containing silica nanocomposite particles by hydrolyzing and / or dehydrating and condensing component (B1) and / or (B2) by subjecting the coating applied to the surface of the glass substrate to heat treatment A layer is formed. Here, the reaction is insufficient to proceed at room temperature or lower, and at 200 ° C. or higher, the decomposition reaction of the substance before hydrolysis and / or before dehydration condensation occurs by heat treatment, and the fluorine-containing silica nanocomposite particles as a reaction product It becomes difficult to form. In addition, after this heat treatment, stability at high temperature is imparted to the fluorine-containing silica nanocomposite particles.

また、この表面処理組成物は、アルカリ触媒のもとで加水分解および/または脱水縮合反応を行うことで、酸触媒のもとで反応を行った場合と比較して、表面処理膜の耐久性を向上させることができる。この結果、水あるいは熱水を用いた食器洗浄機などの洗浄操作にともなう、化学的、物理的な作用に対して、表面処理膜により付与される防汚性(撥水及び撥油性)及び高洗浄性(親水性)が著しく損なわれることはなくなる。このように、アルカリ触媒のもとで反応を行うことで得た当該表面処理膜は、酸触媒のもとで反応を行うことで得たものと比較して、優れた洗浄耐久性を有する。さらには、表面処理膜の透明性向上、そして反応時間短縮に伴う、生産性の向上寄与が効果として認められる。   In addition, this surface treatment composition has a durability of the surface treatment film by performing hydrolysis and / or dehydration condensation reaction under an alkali catalyst, compared with the case where the reaction is carried out under an acid catalyst. Can be improved. As a result, antifouling properties (water and oil repellency) and high resistance imparted by the surface treatment film against chemical and physical effects associated with cleaning operations such as dishwashers using water or hot water The detergency (hydrophilicity) is not significantly impaired. Thus, the said surface treatment film | membrane obtained by reacting under an alkali catalyst has the outstanding washing | cleaning durability compared with what was obtained by reacting under an acid catalyst. Furthermore, the improvement in productivity accompanying the improvement of the transparency of the surface treatment film and the shortening of the reaction time is recognized as an effect.

本発明の表面処理組成物により形成される表面処理層は、一般環境(空気中)においては表面に露出するフルオロアルキル基(フッ素)の作用で高い撥水及び撥油性を有することから、優れた防汚性を発揮する。洗浄時(水中)においてはフッ素に代わってスルホン酸基が表面に出て親水性になり、油汚れと表面処理層の間に水が進入することで油が表面から浮き出すので、優れた洗浄性を有することとなる。   The surface treatment layer formed by the surface treatment composition of the present invention has excellent water and oil repellency due to the action of a fluoroalkyl group (fluorine) exposed on the surface in a general environment (in the air). Demonstrates antifouling properties. When washing (in water), sulfonic acid groups come out on the surface instead of fluorine and become hydrophilic, and the oil comes out from the surface when water enters between the oil stain and the surface treatment layer. It will have sex.

以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.

〔実施例1、2〕
フッ素含有界面活性剤として0.2gのHOS(CFSOHをメタノール約30mlに溶かし、メタノールシリカゾル(30%ナノシリカ、平均粒子サイズ:11nm)3.33gおよびテトラエトキシシラン0.5mlを加え、最後に攪拌しながら28%アンモニア水0.5mlを加えて5時間反応を行った。次いで、アンモニア水を除去するためにエバポレーターにより溶媒を除去し、メタノールを10ml加えて一晩中攪拌し分散させた。さらに、遠心分離器でメタノールにより数回洗浄し、再びメタノールを10ml加えて一晩攪拌し分散させた。その後、動的光散乱法によりそれぞれ粒子サイズの測定を行った。
Examples 1 and 2
As a fluorine-containing surfactant, 0.2 g of HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H was dissolved in about 30 ml of methanol, 3.33 g of methanol silica sol (30% nanosilica, average particle size: 11 nm), and 0.3 wt. 5 ml was added, and finally 0.5 ml of 28% aqueous ammonia was added with stirring to react for 5 hours. Subsequently, in order to remove ammonia water, the solvent was removed by an evaporator, 10 ml of methanol was added, and the mixture was stirred and dispersed overnight. Furthermore, it wash | cleaned several times with methanol with the centrifuge, 10 ml of methanol was added again, and it stirred overnight and disperse | distributed. Thereafter, the particle size was measured by the dynamic light scattering method.

図1に反応スキーム1を示す。表1に、反応スキーム1に従って作製したときの、フッ素含有界面活性剤の種類とフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の収率、動的光散乱法による平均粒子径(大塚電子社製ダイナミック光散乱光度計(型番:DLS−7000HL)を用いて測定)を示す。   FIG. 1 shows reaction scheme 1. Table 1 shows the types of fluorine-containing surfactants and the yield of fluorine-containing silica nanocomposite particles when prepared according to Reaction Scheme 1 and the average particle diameter by dynamic light scattering (dynamic light scattering photometer manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) Model number: DLS-7000HL)).

表1に示すように、実施例1、2ともに平均粒子径が約94、54nmのフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られた。   As shown in Table 1, in both Examples 1 and 2, fluorine-containing silica nanocomposite particles having an average particle diameter of about 94 and 54 nm were obtained.

〔実施例3、4〕
0.5gのシリカナノ粒子と、0.30gのXOS(CFSOXで示されるフッ素含有界面活性剤と、0.25mlのSi(OCと、10mlのメタノールと、0.5mlの28質量%アンモニア水を、マグネチックスターラーを用いて混合し、表面処理組成物を作製した。
[Examples 3 and 4]
0.5 g of silica nanoparticles, 0.30 g of a fluorine-containing surfactant represented by XO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 X, 0.25 ml of Si (OC 2 H 5 ) 4 and 10 ml of methanol Then, 0.5 ml of 28% by mass ammonia water was mixed using a magnetic stirrer to prepare a surface treatment composition.

作製した表面処理組成物を、ポリメチルメタクリレート(PMMA)フィルムの両面にキャストし、塗布膜を作製した。この塗布膜を室温下12日間、真空下処理して、表面処理膜を作製した。ここで、裏面とは、PPMAフィルムのウラ面である。   The prepared surface treatment composition was cast on both sides of a polymethyl methacrylate (PMMA) film to prepare a coating film. This coating film was treated under vacuum at room temperature for 12 days to produce a surface-treated film. Here, the back surface is the back surface of the PPMA film.

〔表面処理膜の評価1〕
得られた表面処理膜の上にドデカン(以下、油という)25μlを滴下させ、ガラス基板と油滴の接触部位で形成される角度(単位:度)を、ERMA製G−1−1000接触角測定器により測定を行った。この接触角値が高いほど、空中において油を弾きやすい、すなわち高い防汚性を有するということができる。(以降、ガラス基板と油滴の形成する角度を水中油滴接触角(度)あるいは単に水中油滴角(度)と呼ぶ。)
[Evaluation of surface treatment film 1]
25 μl of dodecane (hereinafter referred to as oil) is dropped on the obtained surface treatment film, and the angle (unit: degree) formed at the contact portion between the glass substrate and the oil droplet is determined as the contact angle of G-1-1000 manufactured by ERMA. Measurement was performed with a measuring instrument. It can be said that the higher the contact angle value, the easier the oil is repelled in the air, that is, the higher the antifouling property. (Hereinafter, the angle formed between the glass substrate and the oil droplets is called the oil-in-water contact angle (degrees) or simply the oil-in-water angle (degrees).)

〔表面処理膜の評価2〕
得られた表面処理膜の上に前記油を滴下させ、さらにそのガラス基板を水中に浸漬し、ガラス基板と油滴の接触角度を前記接触角測定器により測定を行った。この接触角値が高いほど、水中において油が容易にとれる、すなわち高い洗浄性を有するということができる。この接触角測定は、水中に浸漬後、30分経過するまで、5分間隔で行った。
[Evaluation 2 of surface treatment film]
The oil was dropped on the obtained surface treatment film, the glass substrate was further immersed in water, and the contact angle between the glass substrate and the oil droplet was measured with the contact angle measuring device. It can be said that the higher the contact angle value, the easier the oil can be removed in water, that is, the higher the cleaning angle. This contact angle measurement was performed at intervals of 5 minutes until 30 minutes passed after being immersed in water.

表2に、前記の評価1,2の結果(空中油滴接触角は「油」と、水中油滴角測定結果は「水」と記す)を示す。本発明の表面処理を行ったガラス基板は、特に初期状態において、高い防汚性及び高洗浄性を有することが理解される。   Table 2 shows the results of the evaluations 1 and 2 described above (the aerial oil droplet contact angle is “oil”, and the oil-in-water measurement result is “water”). It is understood that the glass substrate subjected to the surface treatment of the present invention has high antifouling properties and high cleaning properties, particularly in the initial state.

〔実施例5、6〕
表3に示す組成としたこと以外は、実施例1と同様にして、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を作製した。
[Examples 5 and 6]
Fluorine-containing silica nanocomposite particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 3 was used.

表4に、得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の収量、収率と動的光散乱法で測定した平均粒子径を示す。   Table 4 shows the yield and yield of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles and the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method.

表4に示すように、実施例5、6ともに平均粒径約60、56nmのフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られた。   As shown in Table 4, in both Examples 5 and 6, fluorine-containing silica nanocomposite particles having an average particle size of about 60 and 56 nm were obtained.

得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析を、ブルッカー・エイエックスエス製高温型示差走査熱量計(型番:AXS2000SA)を用いて、空気雰囲気中、昇温速度10℃/分で、室温から800℃まで測定した。図2に、その結果を示す。参考として、図3に、原料に用いたシリカナノ粒子の熱重量分析の結果を示す。実施例6のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の重量減少は、原料に用いたシリカ粒子の重量減少の110%以下、すなわち+10%以下であった。また、表5に、このときの重量減少、昇温前後の動的光散乱法で測定した平均粒径を示す。なお、表5には、KOS(CFSOKの理論含有量(質量%)も示す。 Thermogravimetric analysis of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles was carried out from room temperature using a high-temperature differential scanning calorimeter (model number: AXS2000SA) manufactured by Bruker AXS, at a heating rate of 10 ° C./min. Measured up to 800 ° C. FIG. 2 shows the result. For reference, FIG. 3 shows the results of thermogravimetric analysis of the silica nanoparticles used as the raw material. The weight reduction of the fluorine-containing silica nanocomposite particles of Example 6 was 110% or less, that is, + 10% or less of the weight reduction of the silica particles used as the raw material. Table 5 shows the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method before and after the weight loss and temperature increase. Table 5 also shows the theoretical content (% by mass) of KO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 K.

表5に示すように、実施例5、6ともに、重量減少が7、5質量%と少なく、KOS(CFSOKが残存していることが示唆される。また、昇温前後での平均粒径もほぼ同じであった。 As shown in Table 5, in both Examples 5 and 6, the weight loss was as small as 7 and 5% by mass, suggesting that KO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 K remained. Further, the average particle size before and after the temperature increase was almost the same.

〔実施例7〜11〕
表6に示す組成としたこと以外は、実施例1と同様にして、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を作製した。
[Examples 7 to 11]
Fluorine-containing silica nanocomposite particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 6 was used.

表7に、得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の収量、収率と動的光散乱法で測定した平均粒子径を示す。   Table 7 shows the yield and yield of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles and the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method.

表7に示すように、実施例7〜11の全てで平均粒径約36〜45nmのフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られた。   As shown in Table 7, in all of Examples 7 to 11, fluorine-containing silica nanocomposite particles having an average particle size of about 36 to 45 nm were obtained.

得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析を、実施例5と同様に測定した。その結果を図4に示す。また、表8に、このときの重量減少、昇温前後の動的光散乱法で測定した平均粒径を示す。なお、表8には、HOS(CFSOHの理論含有量(質量%)も示す。 Thermogravimetric analysis of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles was measured in the same manner as in Example 5. The result is shown in FIG. Table 8 shows the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method before and after the weight loss and temperature increase. Table 8 also shows the theoretical content (% by mass) of HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H.

表8に示すように、実施例7〜11の全てで、重量減少が7〜9質量%と少なく、HOS(CFSOHが残存していることが示唆される。また、昇温前後での平均粒径もほぼ同じであった。 As shown in Table 8, in all of Examples 7 to 11, the weight loss is as small as 7 to 9% by mass, suggesting that HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H remains. Further, the average particle size before and after the temperature increase was almost the same.

次に、実施例7で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の重メタノール溶液中における19F NMR測定を、JEOL製FT NMR装置(型番:JNM−400)を用いて行った。この結果を図5に示す。また、比較のために、HOS(CFSOHの19F NMR測定の結果を図6に示す。フッ素含有シリカナノコンポジット粒子が、HOS(CFSOHを含有することを示すCF基(−114ppm、−120ppm)の2本のピークが確認された。 Next, 19 F NMR measurement in a deuterated methanol solution of the fluorine-containing silica nanocomposite particles obtained in Example 7 was performed using a JEOL FT NMR apparatus (model number: JNM-400). The result is shown in FIG. For comparison, FIG. 6 shows the results of 19 F NMR measurement of HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H. Two peaks of CF 2 groups (-114 ppm, −120 ppm) indicating that the fluorine-containing silica nanocomposite particles contain HO 3 S (CF 2 ) 3 SO 3 H were confirmed.

〔実施例12〜16〕
表9に示す組成としたこと以外は、実施例1と同様にして、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子を作製した。
[Examples 12 to 16]
Fluorine-containing silica nanocomposite particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 9 was used.

表10に、得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の収量、収率と動的光散乱法で測定した平均粒子径を示す。   Table 10 shows the yield and yield of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles and the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method.

表10に示すように、実施例12〜16の全てで平均粒径約30〜87nmのフッ素含有シリカナノコンポジット粒子が得られた。   As shown in Table 10, in all of Examples 12 to 16, fluorine-containing silica nanocomposite particles having an average particle size of about 30 to 87 nm were obtained.

得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の熱重量分析を、実施例5と同様に測定した。その結果を図7に示す。また、表11に、このときの重量減少、昇温前後の動的光散乱法で測定した平均粒径を示す。なお、表11には、HOS(CFCOOHの理論含有量(質量%)も示す。 Thermogravimetric analysis of the obtained fluorine-containing silica nanocomposite particles was measured in the same manner as in Example 5. The result is shown in FIG. Table 11 shows the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method before and after the weight loss and temperature increase. Table 11 also shows the theoretical content (mass%) of HO 3 S (CF 2 ) 3 COOH.

表11に示すように、実施例12〜16の全てで、重量減少が6〜8質量%と少なく、KOS(CFCOOHが残存していることが示唆される。また、昇温前後での平均粒径もほぼ同じであった。 As shown in Table 11, in all of Examples 12 to 16, the weight loss was as small as 6 to 8% by mass, suggesting that KO 3 S (CF 2 ) 3 COOH remained. Further, the average particle size before and after the temperature increase was almost the same.

実施例12で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の上記熱重量分析の昇温前後でのゼータ電位を、マイクロテック・ニチオン製ゼータ電位測定装置(型番:Zeecom/ZC−2000)を用い、測定した。表12に、この結果を示す。また、比較のために、原料として用いたSiOの動的光散乱法で測定した平均粒子径とゼータ電位を示す。 The zeta potential of the fluorine-containing silica nanocomposite particles obtained in Example 12 before and after the temperature increase in the thermogravimetric analysis was measured by using a zeta potential measuring device (model number: Zeecom / ZC-2000) manufactured by Microtech / Nichion. . Table 12 shows the results. For comparison, the average particle diameter and zeta potential measured by the dynamic light scattering method of SiO 2 used as a raw material are shown.

表12に示すように、実施例12においては、昇温後においても、SiOより低いゼータ電位を示した。 As shown in Table 12, in Example 12, the zeta potential lower than that of SiO 2 was exhibited even after the temperature increase.

次に、実施例12で得られたフッ素含有シリカナノコンポジット粒子の重メタノール溶液中における19F NMR測定の結果を図8に示す。また、比較のために、HOS(CFCOOHの19F NMR測定の結果を図9に示す。フッ素含有シリカナノコンポジット粒子が、HOS(CFCOOHを含有することを示すCF基(−114ppm、−119ppm、−122ppm)の3本のピークが確認された。 Next, the result of 19 F NMR measurement in a deuterated methanol solution of the fluorine-containing silica nanocomposite particles obtained in Example 12 is shown in FIG. For comparison, FIG. 9 shows the result of 19 F NMR measurement of HO 3 S (CF 2 ) 3 COOH. Three peaks of CF 2 groups (−114 ppm, −119 ppm, −122 ppm) indicating that the fluorine-containing silica nanocomposite particles contain HO 3 S (CF 2 ) 3 COOH were confirmed.

上記実施例に示すように、本発明のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子は、超微細で、かつ高温でも安定であり、また、本発明の表面処理を行ったガラス基板は、高い防汚性及び高洗浄性を有することがわかった。   As shown in the above examples, the fluorine-containing silica nanocomposite particles of the present invention are ultrafine and stable even at high temperatures, and the glass substrate subjected to the surface treatment of the present invention has high antifouling properties and high cleaning performance. It was found to have sex.

Claims (10)

(A)シリカナノ粒子と、
(B)式(1):
(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、官能性アルコキシシランの加水分解物との混合物および/または該混合物の脱水縮合物
を含むことを特徴とする、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
(A) silica nanoparticles;
(B) Formula (1):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing silica nanocomposite particle comprising a mixture of the indicated fluorine-containing surfactant and a hydrolyzate of a functional alkoxysilane and / or a dehydration condensate of the mixture.
(B)成分の官能性アルコキシシランが、式(2):
(式中、Rは、水素、メチル基、エチル基、ヘキシル基またはフェニル基であり、Rは、メチル基またはエチル基である。pおよびqは、整数であり、p+q=4である。)で示される化合物である、請求項1記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。
The functional alkoxysilane of component (B) is represented by formula (2):
(In the formula, R 1 is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a hexyl group or a phenyl group, and R 2 is a methyl group or an ethyl group. P and q are integers, and p + q = 4. The fluorine-containing silica nanocomposite particles according to claim 1, which is a compound represented by.
(B)成分の官能性アルコキシシランが、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメトキシシランおよびトリエトキシシランからなる群から選択される少なくとも1種の化合物である、請求項1または2記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。   The fluorine-containing compound according to claim 1 or 2, wherein the functional alkoxysilane of component (B) is at least one compound selected from the group consisting of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, trimethoxysilane, and triethoxysilane. Silica nanocomposite particles. 式(1)のTがSOHまたはSOKであり、Rが直鎖である、請求項1〜3のいずれか1項記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。 A T is SO 3 H or SO 3 K of the formula (1), R f is a straight chain, a fluorine-containing silica nanocomposite particle of any one of claims 1 to 3. 熱重量分析において、昇温速度が10℃/分で、室温から800℃まで加熱したときの重量減少が、シリカナノ粒子を用いて測定したときの重量減少の±50%以内である、請求項1〜4のいずれか1項記載のフッ素含有シリカナノコンポジット粒子。   In thermogravimetric analysis, the weight loss when heated from room temperature to 800 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min is within ± 50% of the weight loss measured using silica nanoparticles. The fluorine-containing silica nanocomposite particles according to any one of -4. (A)シリカナノ粒子と、
(B1)式(1):
(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシラン
を混合した後、
(B1)成分および/または(B2)成分を加水分解および/または脱水縮合させる
ことを特徴とする、フッ素含有シリカナノコンポジット粒子の製造方法。
(A) silica nanoparticles;
(B1) Formula (1):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) After mixing the functional alkoxysilane,
A method for producing fluorine-containing silica nanocomposite particles, wherein the component (B1) and / or the component (B2) is hydrolyzed and / or dehydrated and condensed.
(A)シリカナノ粒子と、
(B1)式(1):
(式中、Tは、SOQまたはCOOQであり、Qは、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムであり、Rfは、炭素数が2〜8個のフルオロアルキル基である)で示されるフッ素含有界面活性剤と、
(B2)官能性アルコキシシランと、
(C)溶剤と、
(D)アルカリ触媒または酸触媒と
を含有する、表面処理組成物。
(A) silica nanoparticles;
(B1) Formula (1):
Wherein T is SO 3 Q or COOQ, Q is hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium, and Rf is a fluoroalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. A fluorine-containing surfactant shown,
(B2) a functional alkoxysilane;
(C) a solvent;
(D) A surface treatment composition containing an alkali catalyst or an acid catalyst.
(B2)成分が、式(2):
(式中、Rは、水素、メチル基、エチル基、ヘキシル基またはフェニル基であり、Rは、メチル基またはエチル基である。pは3または4である。pおよびqは、整数であり、p+q=4である。)で示される化合物である、請求項7記載の表面処理組成物。
The component (B2) is represented by the formula (2):
(Wherein R 1 is hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a hexyl group or a phenyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group. P is 3 or 4. p and q are integers. And p + q = 4.) The surface treatment composition according to claim 7.
(1)式のTがSOHまたはSOKであり、Rが直鎖である、請求項7または8記載の表面処理組成物。 The surface treatment composition according to claim 7 or 8, wherein T in the formula (1) is SO 3 H or SO 3 K, and R f is linear. 請求項7〜9のいずれか1項記載の表面処理組成物を、ガラス基材の表面に塗布し、塗膜を形成する工程と、前記塗膜と前記ガラス基材を加熱処理し、表面処理膜を形成する工程を、この順で含む、ガラス基材の表面処理方法。   The surface treatment composition according to any one of claims 7 to 9 is applied to the surface of a glass substrate to form a coating film, and the coating film and the glass substrate are heat-treated, and the surface treatment is performed. A method for treating a surface of a glass substrate, comprising the steps of forming a film in this order.
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