JP2518811B2 - Surface treatment agent - Google Patents
Surface treatment agentInfo
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- JP2518811B2 JP2518811B2 JP59109497A JP10949784A JP2518811B2 JP 2518811 B2 JP2518811 B2 JP 2518811B2 JP 59109497 A JP59109497 A JP 59109497A JP 10949784 A JP10949784 A JP 10949784A JP 2518811 B2 JP2518811 B2 JP 2518811B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は表面処理剤に関する。本発明は、さらに詳し
く述べると、例えば無機充填剤、ガラス、金属、金属酸
化物等の無機材料を表面処理して、その材料に低エネル
ギー表面を付与し、よって、その材料表面を撥水性及び
非粘着性ならしめるための表面処理剤に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface treatment agent. More specifically, the present invention surface-treats an inorganic material such as an inorganic filler, glass, a metal, a metal oxide to give the material a low energy surface, thus making the material surface water repellent and The present invention relates to a surface treatment agent for non-tackiness.
従来の技術 従来、上述のような無機材料の表面を処理してそれに
撥水性（ここでは、便宜上、水以外の液体をはじく場合
にも“撥水性”なる語を用いる）や非粘着性を付与する
ため、いろいろな表面処理剤が用いられている。例え
ば、プラスチック成形では、成形工具と成形物との間に
介在させて表面を滑りやすくしかつ粘着を防止するため
に、表面滑剤又は離型剤を成形工具に塗布している。普
通に使用されているものは、脂肪酸石けん、金属石け
ん、パラフィンワックス、炭化水素油、脂肪族アルコー
ル、低分子量ポリエチレン、シリコーン樹脂などであ
る。このような物質はまた、撥水剤としても広く用いら
れている。しかしながら、このような表面処理剤は、薄
く塗布するのが困難であるので十分な撥水性や非粘着性
を得るためにかなり厚く塗布しなければならず、基板へ
の密着性も悪く、また、塗布作業も煩雑である。同じよ
うに、最近着目されているテフロン（E.I.du Pont社商
品名）コーティングも、すぐれた非粘着性が得られる反
面、取り扱いが面倒でありかつ厚膜となってしまう。2. Description of the Related Art Conventionally, the surface of an inorganic material as described above is treated to impart water repellency (here, for convenience, the word "water repellency" is used even when repelling liquids other than water) and non-adhesiveness. Therefore, various surface treatment agents are used. For example, in plastic molding, a surface lubricant or a release agent is applied to a molding tool in order to make it slippery and prevent sticking by interposing it between the molding tool and a molded product. Commonly used are fatty acid soap, metal soap, paraffin wax, hydrocarbon oil, aliphatic alcohol, low molecular weight polyethylene, silicone resin and the like. Such substances are also widely used as water repellents. However, since such a surface treatment agent is difficult to apply thinly, it has to be applied fairly thickly in order to obtain sufficient water repellency and non-adhesiveness, and also has poor adhesion to the substrate, and The application work is also complicated. Similarly, Teflon (trade name of EIdu Pont Co.) coating, which has recently been attracting attention, has excellent non-adhesiveness, but is troublesome to handle and becomes a thick film.
発明が解決しようとする問題点 以上から理解されるように、撥水性及び非粘着性を付
与するための従来の表面処理剤では、塗布等の適用作業
が煩雑である、形成される被膜がかなり厚くなるので特
に微細加工には使用し得ない、被膜が剥離及び破壊しや
すいので取り扱いが面倒である、等の問題が残されてい
る。本発明は、これらの問題点を解決して、より有用な
表面処理剤を提供しようとするものである。Problems to be Solved by the Invention As can be understood from the above, conventional surface treatment agents for imparting water repellency and non-adhesiveness require complicated coating work such as coating, and a formed film is considerably Since it becomes thick, it cannot be used particularly for microfabrication, and the coating film is easily peeled and broken, so that handling is troublesome. The present invention aims to solve these problems and provide a more useful surface treatment agent.
問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述の問題点を解決するために研究を
進めていくなかで、有機重合体と無機材料とを化学的に
結合するために広く用いられているシランカップリング
剤、チタネート系カップリング剤等のカップリング剤の
奏するすぐれた結合力と、弗素樹脂の奏するすぐれた撥
水性及び非粘着性に注目し、両者の機能を分子レベルで
結合させることによって、所期の表面処理剤を提供し得
るということを見い出した。Means for Solving Problems The present inventors have been widely researched to solve the above problems and widely used for chemically bonding an organic polymer and an inorganic material. Focusing on the excellent binding strength of coupling agents such as silane coupling agents and titanate-based coupling agents, and the excellent water repellency and non-adhesiveness of fluororesins, combine the functions of both at the molecular level. It has been found that a desired surface treatment agent can be provided.
本発明による表面処理剤は、すなわち、無機材料に低
エネルギー表面を付与するための表面処理剤であって、
次式により表わされる弗化炭素鎖含有チタネート化合
物： （上式において、 を表わし、 Ｙは、スペーサーでありかつ、もしも存在するなら
ば、−CnH2n−又は−CnH2n−Ｏ−を表わし、 Ｚは、水素又は酸素であり、 ｍは、１又は２であり、そして ｎは、１〜30、好ましくは５〜20の整数を表わす）か
らなることを特徴とする。The surface treating agent according to the present invention is a surface treating agent for imparting a low energy surface to an inorganic material,
A fluorocarbon chain-containing titanate compound represented by the following formula: (In the above formula, The expressed, Y is and a spacer, if if present, -C n H 2n - or -C n H 2n -O- and represents, Z is hydrogen or oxygen, m is 1 or 2 And n represents an integer of 1 to 30, preferably 5 to 20).
本発明による表面処理剤は、２つの相反する部分、す
なわち、親水性部分、そして疎水性部分を有する。上記
一般式に示される通り、表面処理剤の構造の一方には例
えばイソプロポキシ基、エチレングリコール残基などの
親水性部分が存在し、よって、この表面処理剤と同じく
親水性である無機材料の表面との化学的結合を確実なも
のにしている。さらに、表面処理剤の構造の他方には疎
水性部分、すなわち、弗化炭素鎖が存在しており、前記
親水性部分が無機材料の表面と結合した時に外側を向い
た状態になる。このようにＣ−Ｆ結合を表面に有する被
膜が無機材料上に形成される結果、その無機材料に低エ
ネルギー表面が付与され、よって、撥水性及び非粘着性
表面が得られる。The surface treatment agent according to the present invention has two opposite parts, a hydrophilic part and a hydrophobic part. As shown in the above general formula, one of the structures of the surface treatment agent has a hydrophilic portion such as an isopropoxy group and an ethylene glycol residue, and therefore, the surface treatment agent has the same hydrophilicity as that of the inorganic material. It ensures a chemical bond with the surface. Further, the other part of the structure of the surface treatment agent has a hydrophobic part, that is, a fluorocarbon chain, and when the hydrophilic part is bonded to the surface of the inorganic material, the hydrophilic part faces outward. As a result of forming a coating film having a C—F bond on the surface of an inorganic material in this way, a low energy surface is imparted to the inorganic material, and thus a water-repellent and non-adhesive surface is obtained.
本発明による表面処理剤を用いて形成される被膜は、
いわゆる単分子膜であるので、非常に薄く（エスカ（ES
CA）で観察して、膜厚約20〜100Å）、しかも均一で、
破壊等に対する耐性も大である。この単分子状の膜は、
その構造のため、無機材料表面に対する結合力が非常に
大である。The film formed using the surface treatment agent according to the present invention is
Since it is a so-called monolayer, it is very thin (ESCA
CA), the film thickness is about 20-100Å), and it is uniform.
It also has great resistance to destruction. This monomolecular film is
Due to its structure, the binding force to the surface of the inorganic material is very large.
表面処理剤の被膜の形成は、簡単な手法で、例えば選
らばれた表面活性剤の少量を例えばクロロホルム、トリ
クロロエチレン等の溶剤に溶解して得た処理浴に被処理
無機材料を短時間浸漬し、そして乾燥することによっ
て、容易に実施することができる。The formation of the coating film of the surface treatment agent is a simple method, for example, a small amount of the selected surfactant is dissolved in a solvent such as chloroform, trichloroethylene or the like to a treatment bath obtained by immersing the inorganic material to be treated for a short time, And it can be easily implemented by drying.
本発明の表面処理剤において、その疎水性部分である
弗化炭素鎖は基本的に末端のみのＣ−Ｆ結合（すなわ
ち、ｎ＝１）でも十分な低エネルギー表面を生じるであ
ろう。しかし、本発明者らの研究によれば、被膜の表面
から少し入いった部分にまでＣ−Ｆ結合があれば、すな
わち、ｎ＝４ほどであれば、より好ましい撥水性及び被
粘着性を達成することができる。この場合、さらに含ま
れるべき弗化炭素鎖に代えて炭化水素鎖を存在させるこ
とが可能である。本発明では、これを、スペーサーＹ
（前式参照）として表わした。In the surface-treating agent of the present invention, the hydrophobic portion of the fluorocarbon chain will basically give a sufficiently low energy surface even with only C-F bonds (ie, n = 1) only at the ends. However, according to the study by the present inventors, if there is a C—F bond even in a portion slightly inside the surface of the film, that is, if n = 4, more preferable water repellency and tackiness are obtained. Can be achieved. In this case, it is possible to allow the presence of hydrocarbon chains in place of the fluorocarbon chains to be additionally included. In the present invention, this is the spacer Y
(See the previous equation).
本発明による表面処理剤は、例えば、トリエトキシク
ロロチタン（Ａ）と２−プロパノール（Ｂ）を脱塩酸縮
合し、得られた縮合生成物（Ｃ）のエトキシ基を水酸基
に置換し、そして得られた置換生成物（Ｄ）と弗化炭素
カルボン酸（Ｅ）とをエステル化することによって有利
に調製することができる。この合成方法を順を追って示
すと、次の通りである： 実施例 0.1gの下記物質： を１のクロロホルムに添加して十分に混合した。得ら
れた処理液に小サイズの鉄板及びガラス板をそれぞれ５
分間にわたって浸漬し、浴から引き上げた後で風乾し
た。これらの試料板の撥水性を評価するため、常法によ
り水に対する接触角（水ヌレ性）を測定した。次のよう
な結果が得られた。The surface treating agent according to the present invention is obtained, for example, by dehydrochlorinating and condensing triethoxychlorotitanium (A) and 2-propanol (B), substituting the ethoxy group of the obtained condensation product (C) with a hydroxyl group, and It can be advantageously prepared by esterifying the resulting substitution product (D) with a fluorocarbon carboxylic acid (E). A step-by-step illustration of this synthesis method is as follows: Example 0.1g of the following substances: Was added to 1 chloroform and mixed well. 5 small iron plates and 5 glass plates were added to the resulting treatment liquid.
It was soaked for a minute, removed from the bath and air dried. In order to evaluate the water repellency of these sample plates, the contact angle with respect to water (water wettability) was measured by a conventional method. The following results were obtained.
接 触 角 試料板 処理前 処理後 鉄板 ８゜ 95゜ ガラス板 ３゜ 98゜ 次いで、これらの試料の非粘着性を評価するため、未
硬化のエポキシ樹脂を２枚の試料板間にサンドイッチ
し、エポキシ樹脂の硬化が完了した後で試料板を剥離し
た。次のような結果が得られた。Contact sample plate Pretreatment after treatment Iron plate 8 ° 95 ° Glass plate 3 ° 98 ° Then, in order to evaluate non-adhesiveness of these samples, uncured epoxy resin is sandwiched between two sample plates, The sample plate was peeled off after the curing of the epoxy resin was completed. The following results were obtained.
剥離試験 試料板 処理前 処理後 鉄板 剥離不可 剥離容易 ガラス板 剥離不可 剥離容易 以上の結果から、本発明によれば、表面処理剤の適用
が容易であり、また、すぐれた撥水性ばかりでなく、す
ぐれた非粘着性もあわせて達成されるということが判
る。Peeling test Sample plate Pretreatment after treatment Iron plate Not peelable Easy peeling Glass plate Not peelable Easy peeling From the above results, according to the present invention, not only the surface treatment agent is easy to apply, but also excellent water repellency is obtained. It can be seen that excellent non-stickiness is also achieved.
使用例： 1. 上記のようにして調製した処理液を光ディスク複製
用金型に離型剤として適用した。金型を処理液の浴に浸
漬したところ、金型に強固に結合しかつ金型表面の非常
に微細な凹凸にも悪影響を与えない極めて薄い表面被膜
が形成された。この金型を使用して繰り返し光ディスク
を複製したところ、良好な離型性が確認された。Example of use: 1. The treatment liquid prepared as described above was applied as a release agent to a mold for optical disk duplication. When the mold was dipped in the bath of the treatment liquid, an extremely thin surface coating was formed which firmly bonded to the mold and did not adversely affect the extremely fine irregularities on the mold surface. When an optical disk was repeatedly copied using this mold, good releasability was confirmed.
2. 上記のようにして調製した処理液をインクジェット
プリンタのノズル面に撥水処理剤として適用した。プリ
ンタのノズルを処理液の浴に浸漬し、自然乾燥した後で
印字を行なった。ノズル面のヌレが減少し、インクの噴
射方向が安定になり、ドットの形成も良好であった。2. The treatment liquid prepared as described above was applied to the nozzle surface of an inkjet printer as a water repellent treatment agent. The nozzle of the printer was dipped in a bath of the treatment liquid and naturally dried before printing. The wetting of the nozzle surface was reduced, the ejection direction of the ink became stable, and the dot formation was good.
発明の効果 本発明によれば、すぐれた撥水性及び非粘着性を奏す
る非常に薄い単分子膜を容易に形成することができる。
この被膜は、強度も大であるので、ことさら入念な注意
を払わないで取り扱うことができる。本発明によれば、
したがって、上記したような離型剤及び撥水剤としての
用途のほか、電子写真現像剤のキャリヤー粒子の表面処
理、自動車の窓ガラスの着氷防止処理、熱交換器内壁等
のライニング素子、液晶表示素子の液晶配向処理など、
非常に多くの用途が与えられる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a very thin monomolecular film having excellent water repellency and non-adhesiveness can be easily formed.
Due to the high strength of this coating, it can be handled without great care. According to the present invention,
Therefore, in addition to the use as a releasing agent and water repellent as described above, surface treatment of carrier particles of electrophotographic developer, anti-icing treatment of automobile window glass, lining element such as inner wall of heat exchanger, liquid crystal Liquid crystal alignment treatment of display elements, etc.
So many uses are given.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 泰博 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 胡 勝治 川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−92183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−13090（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Yoneda 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Fujitsu Limited (72) Inventor Katsuji Hu, 1015 Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Fujitsu Limited (56) References JP-A-56-92183 (JP, A) JP-A-49-13090 (JP, A)
Claims (1)
水性及び非粘着性とする表面処理剤であって、次式によ
り表わされる弗化炭素鎖含有チタネート化合物： （上式において、 を表わし、 Ｙは、スペーサーであり、かつ、もしも存在するなら
ば、−CnH2n−又は−CnH2n−Ｏ−を表わし、 Ｚは、水素又は酸素であり、 ｍは、１又は２であり、そして ｎは、１〜30の整数を表わす）からなることを特徴とす
る表面処理剤。1. A surface-treating agent for imparting a low energy surface to an inorganic material to render it water-repellent and non-tacky, and a fluorocarbon chain-containing titanate compound represented by the following formula: (In the above formula, The expressed, Y is a spacer, and, if if present, -C n H 2n - or -C n H 2n -O- and represents, Z is hydrogen or oxygen, m is 1 or 2 and n is an integer of 1 to 30).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109497A JP2518811B2 (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Surface treatment agent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59109497A JP2518811B2 (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Surface treatment agent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254119A JPS60254119A (en) | 1985-12-14 |
| JP2518811B2 true JP2518811B2 (en) | 1996-07-31 |
Family
ID=14511752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59109497A Expired - Lifetime JP2518811B2 (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Surface treatment agent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518811B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283291A (en) * | 1988-05-07 | 1989-11-14 | Daikin Ind Ltd | Fluorine-containing organometallic compound |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4913090A (en) * | 1972-05-18 | 1974-02-05 | ||
| JPS5692183A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-25 | Showa Denko Kk | Surface modification of inorganic substrate |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59109497A patent/JP2518811B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60254119A (en) | 1985-12-14 |
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