JP3210045B2 - Surface treated substrate - Google Patents
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水滴の付着が少ないまた
は付着した水滴の除去が容易な表面を有する基材に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate having a surface to which little water droplets adhere or to which the adhered water droplets are easily removed.
【0002】[0002]
【従来の技術】各種基材、また表面処理層を有する各種
処理基材はあらゆる分野で使用されているが、その表面
での水のもたらす悪影響が問題となっている。2. Description of the Related Art Various substrates and various substrates having a surface treatment layer have been used in various fields, but the adverse effect of water on the surface has become a problem.
【0003】例えば、電車、自動車、船舶、航空機等の
輸送機器における外板、窓ガラス、鏡、表示機器表面材
等の外装部材、計器盤表面材等の内装部材、その他の物
品の表面は常に清浄であることが好ましい。輸送機器用
物品の表面に、雨滴、ほこり、汚れ等が付着したり、大
気中の湿度、温度の影響で水分が凝縮すると、その外観
が損なわれる。それが、人の目で直接視認される表面で
あったり、人が直接接する表面であると、不快感や衛生
上の問題も生じる。[0003] For example, the surface of outer panels, windowpanes, mirrors, exterior members such as surface materials of display devices, interior members such as surface materials of instrument panels, and the surface of other articles in transportation equipment such as trains, automobiles, ships, and aircrafts are always present. It is preferably clean. If raindrops, dust, dirt, etc. adhere to the surface of the transport equipment article, or if moisture condenses due to the influence of humidity and temperature in the atmosphere, its appearance is impaired. It is, or a surface to be viewed directly by the human eye, and there is on the surface a person is in direct contact, also occur discomfort and health problems.
【0004】さらには、輸送機器用物品が有する本来の
機能を著しく低下させることにもなる。特に、輸送機器
用物品が透明性、透視性を要求される物品(例えば、窓
ガラス、鏡等)である場合には、この透明性、透視性の
減少はその物品の本来の目的を達成できない。 [0004] Furthermore, the original function of the article for transportation equipment is significantly reduced. In particular, when the transport equipment article is an article that requires transparency and transparency (for example, a window glass, a mirror, etc.), the reduction in transparency and transparency can achieve the original purpose of the article. It has such.
【0005】水滴を除去するための手段(例えば、拭き
取り、ワイパーによる除去)は、ときとして表面に微細
な傷を付けることがある。また、水滴等に伴われる異物
粒子によってかかる傷を一層著しいものにすることもあ
る。さらに、ガラス表面に水分が付着した場合には水分
中にガラス成分が溶出し、表面が浸食されていくいわゆ
る焼けを生じることはよく知られている。この焼けを除
去するために強く摩擦すると微細な凸凹を生じやすい。
焼けが激しく生じたガラスや表面に微細な凸凹を生じた
ガラスからなる透視部は、本来の機能が低下し、また、
その表面で光の散乱が激しく視野確保の点で不都合が生
じる。 [0005] Means for removing water droplets (eg, wiping, removal with a wiper) can occasionally cause fine scratches on the surface. There is also possible to even more significant in the foreign particles thus such wounds are accompanied by water drops. Further, it is well known that when moisture adheres to the glass surface, the glass component elutes in the moisture, causing so-called burning, which erodes the surface. If strong friction is applied to remove this burn, fine irregularities are likely to occur.
The see-through part made of glass with severe burns or glass with fine irregularities on the surface has its original function deteriorated,
Inconvenience Ji that raw <br/> in terms of scattering of light is intense field secured at its surface.
【0006】その他にも、水分は輸送機器用物品の表面
に有害な影響を与えて、損傷、汚染、着色、腐食等を促
進させ、また、輸送機器用物品の電気特性、機械的特
性、光学的特性等の変化を誘発することもある。この種
の水がもたらす悪影響は輸送機器用物品に限らず、建築
・建装用物品、電気・電子機器用物品等各種分野で問題
となっている。[0006] In addition, moisture has a detrimental effect on the surface of transport equipment articles, and promotes damage, contamination, coloring, corrosion, etc., as well as electrical, mechanical and optical properties of transport equipment articles. In some cases, it may cause changes in traits or the like. The adverse effects of this type of water are not limited to articles for transportation equipment, but are a problem in various fields such as articles for construction and construction, articles for electric and electronic equipment.
【0007】このような現状において、基材表面に水滴
の付着が少ない、または付着した水滴の除去が容易な性
質(以下これらを単に水滴除去性という)を付与するこ
とが強く求められている。従来から表面を水滴除去性に
するために、例えば、シリコーン系ワックスやオルガノ
ポリシロキサンからなるシリコーン油、界面活性剤など
直接塗布する表面処理剤が提案されている。[0007] Under such circumstances, there is a strong demand for imparting properties such that water droplets are less likely to adhere to the surface of the base material or are easily removed (hereinafter, these are simply referred to as water droplet removing properties). Conventionally, in order to make the surface water-removable, for example, a surface treatment agent that is directly applied, such as a silicone wax or a silicone oil composed of an organopolysiloxane or a surfactant, has been proposed.
【0008】しかし、これらは塗布に伴う前処理を必要
とするものが多く、かつ塗布時に塗布ムラが発生しやす
い問題があった。また、処理剤自身の基材への付着性が
低いことにより、水滴除去性の長期持続性を満足するに
は至らず、適用範囲が限定されていた。However, many of these require pretreatment accompanying the coating, and there is a problem that coating unevenness tends to occur during coating. In addition, since the treatment agent itself has low adhesion to the base material, it has not been possible to satisfy the long-term sustainability of the water droplet removal property, and its application range has been limited.
【0009】また、水分の影響を考えた場合には、今後
製作される各種基材はもとより、既に使用されている各
種基材に対しても対策を講じる必要がある。この場合に
は各種基材に常温で直接塗布するだけで水滴除去性を付
与する必要がある。例えば、既に使用されている自動車
用フロントガラスにこうした処理を行うことを考えた場
合に、経済的に各自動車のフロントガラスを入れ替える
わけにもいかず、また、塗布後その部分を焼成すること
も現実には不可能である。この観点からも従来提案され
ていた処理剤では対応が困難である。In consideration of the influence of moisture, it is necessary to take measures against not only various base materials to be manufactured in the future but also various base materials already used. In this case, it is necessary to impart water droplet removability only by directly applying to various substrates at normal temperature. For example, when considering such a process for an automobile windshield that has already been used, it is not economically possible to replace the windshield of each automobile, and it is also realistic to bake that part after coating. Is impossible. From this point of view, it is difficult to cope with the conventionally proposed treating agents.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来の提案
が有していた欠点を解消しうる処理剤の研究、検討の過
程において、多種類の基材に応用でき優れた水滴除去性
を発現する処理剤を見いだし、しかも、該処理剤で処理
した各種基材は水滴除去性を有する基材として、特に、
輸送機器用または建築・建装用としてきわめて好適であ
ることを確認し、本発明に至った。SUMMARY OF THE INVENTION In the course of research and examination of a treatment agent capable of solving the drawbacks of the prior proposals, the present inventor has found that excellent water droplet removal properties which can be applied to various types of base materials. Finding a treating agent that develops, and furthermore, various substrates treated with the treating agent as a substrate having water droplet removing properties,
The present invention has been confirmed to be extremely suitable for transportation equipment or construction / building equipment, and has led to the present invention.
【0011】従って、本発明は水滴除去性を有し、耐摩
耗性、耐薬品性、耐候性に優れることで、その効果が半
永久的に持続する基材の提供を目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a base material which has a water droplet removing property and is excellent in abrasion resistance, chemical resistance, and weather resistance, and the effect of which is semipermanently maintained.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
した下記の発明である。少なくとも2層の表面処理層を
有する表面処理された基材であって、表面処理層の最外
層である第1層が水に対する接触角値が70度以上であ
る表面を形成しうる下記化合物(I)で処理して得られ
る層であり、最外層に接する下層である第2層がポリフ
ルオロ有機基を有しないイソシアネートシラン化合物
(II)で処理して得られる層であることを特徴とする
表面処理された基材。化合物(I):イソシアネート基または加水分解性基が
結合したケイ素原子を少なくとも1個有し、かつ、少な
くとも1個のポリフルオロ有機基を有する反応性シラン
化合物。 Means for Solving the Problems The present invention is the following invention which has achieved the above object. A surface-treated substrate having at least two treated surface layers, the following compounds first layer is the outermost layer of the surface treatment layer may form a surface contact angle values for the water is 70 degrees or more ( a layer obtained by treatment with I), the second layer is a lower layer in contact with the outermost layer polyphenylene
A surface-treated substrate, which is a layer obtained by treating with a isocyanatosilane compound (II) having no fluoro organic group . Compound (I): an isocyanate group or a hydrolyzable group
Having at least one bonded silicon atom,
Reactive silane having at least one polyfluoro organic group
Compound.
【0013】本発明において水に対する接触角値が70
度以上である表面を形成しうる化合物(I)[以下単に
化合物(I)ともいう]は水滴除去性を発現するのに必
須な成分である。しかし、後述する第2層との密着性を
考慮した場合には、反応性基を有しているものが好まし
い。ここで、反応性基とは、ハロゲン原子、アルコキシ
基、アシルオキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、ア
ミノキシ基、酸アミド基、ケトキシメート基、水酸基、
メルカプト基、エポキシ基、グリシジル基、ビニル基や
アリル基等の不飽和炭化水素基、カルボキシ基等の官能
基、または水素結合可能な原子(例えば酸素原子、窒素
原子等)を有する官能基等を意味する。In the present invention, the contact angle value with water is 70.
Degrees at a compound capable of forming a surface (I) [hereinafter simply referred to as compound (I)] is Ru essential component der to express the water droplet removal property. However, in consideration of the adhesion to the second layer described later, those having a reactive group are preferable. Here, the reactive group is a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxy-substituted alkoxy group, an aminoxy group, an acid amide group, a ketoxime group, a hydroxyl group,
A functional group such as an unsaturated hydrocarbon group such as a mercapto group, an epoxy group, a glycidyl group, a vinyl group or an allyl group, a carboxy group, or a functional group having an atom capable of hydrogen bonding (eg, an oxygen atom or a nitrogen atom); means.
【0014】化合物(I)は、水に対する接触角値が7
0度以上である表面を形成しうる化合物であり、疎水性
の有機基を少なくとも1個有する。この疎水性の有機基
とは、ポリフルオロアルキル基またはポリフルオロアル
キレン基等のポリフルオロ有機基である。これらのポリ
フルオロ有機基としては、後に例示するようなポリフル
オロ有機基、特にポリフルオロ炭化水素基が好ましい。Compound (I) has a contact angle value with water of 7
A compound capable of forming a surface is 0 degrees or more, at least one have the hydrophobicity of the organic group. And the hydrophobic organic group is a polyfluoroorganic group, such as a polyfluoroalkyl group or polyfluoroalkylene group. As these polyfluoro organic groups, a polyfluoro organic group as exemplified later, particularly a polyfluoro hydrocarbon group is preferable.
【0015】鋭意検討の結果、少なくとも1個のイソシ
アネート基がケイ素原子に直接結合したイソシアネート
シラン化合物または少なくとも1個の加水分解性基が直
接ケイ素原子に結合した加水分解性シラン化合物であっ
て、上記のような疎水性の有機基を有する化合物が、特
に本発明における化合物(I)として有効であることが
判明した。As a result of intensive studies, it has been found that an isocyanate silane compound in which at least one isocyanate group is directly bonded to a silicon atom or a hydrolyzable silane compound in which at least one hydrolyzable group is directly bonded to a silicon atom, It has been found that compounds having a hydrophobic organic group such as described above are particularly effective as compound (I) in the present invention.
【0016】以下、「反応性シラン化合物」とは、下記
「加水分解性シラン化合物」と「イソシアネートシラン
化合物」の両者の総称として使用する。「加水分解性シ
ラン化合物」とは、少なくとも1個の加水分解性基がケ
イ素原子に結合している「加水分解性シラン基」(「S
I−X」、Xは加水分解性基)を少なくとも1個有する
化合物である。「イソシアネートシラン化合物」とは、
少なくとも1個のイソシアネート基がケイ素原子に結合
している「イソシアネートシラン基」(「SI−NC
O」)を少なくとも1個有する化合物である。「反応性
シラン基」(「SI−Z」で表す)とは、上記「加水分
解性シラン基」と「イソシアネートシラン基」の両者の
総称として使用する。Hereinafter, the "reactive silane compound" is used as a general term for both the "hydrolyzable silane compound" and the "isocyanate silane compound". The “hydrolyzable silane compound” is a “hydrolyzable silane group” in which at least one hydrolyzable group is bonded to a silicon atom (“S
IX "and X are compounds having at least one hydrolyzable group). "Isocyanate silane compound"
“Isocyanate silane group” in which at least one isocyanate group is bonded to a silicon atom (“SI-NC
O "). The “reactive silane group” (represented by “SI-Z”) is used as a general term for both the “hydrolyzable silane group” and the “isocyanate silane group”.
【0017】「イソシアネートシラン基」は「加水分解
性シラン基」の一種であるとする考え方もあるが(即
ち、ケイ素原子に結合したイソシアネート基は加水分解
性基の一種であるとも考えられる)、本発明では両者は
別物とする。即ち、本発明においては、ケイ素原子に結
合したイソシアネート基は加水分解性基ではないとみな
す(たとえそのイソシアネート基が実際には加水分解性
であったとしても)。Although there is a view that the "isocyanate silane group" is a kind of the "hydrolyzable silane group" (that is, the isocyanate group bonded to the silicon atom is considered to be a kind of the hydrolyzable group). In the present invention, both are separate. That is, in the present invention, an isocyanate group bonded to a silicon atom is not considered to be a hydrolyzable group (even though the isocyanate group is actually hydrolyzable).
【0018】反応性シラン化合物として好ましいもの
は、反応性シラン基を1〜2個有する化合物である。こ
の化合物としてさらに好ましいものは、下記式(A)で
表される化合物(化合物Aともいう)、下記式(B)で
表される化合物(化合物Bともいう)、およびポリフル
オロ有機基を有しないイソシアネートシラン化合物(I
I)の場合はさらに加えてテトライソシアネートシラン
である。Preferred as the reactive silane compound is a compound having one or two reactive silane groups. More preferred as the compound are a compound represented by the following formula (A) (also referred to as compound A), a compound represented by the following formula (B) (also referred to as compound B), and polyfuran.
Isocyanate silane compounds having no organic organic group (I
In the case of I), tetraisocyanatesilane is further added.
【0019】 (A)(Z)3-a-b(R1)a(R2)bSI-Y-SI(R3)c(R4)d(Z)3-c-d ただし、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素原子
または炭素数1〜21の有機基、Yは2価の有機基、Z
はイソシアネート基または加水分解性基、a、bはそれ
ぞれ独立に0、1または2であって0≦a+b≦2を満
たす整数、およびc、dはそれぞれ独立に0、1または
2であって0≦c+d≦2を満たす整数を表す。(A) (Z) 3-ab (R 1 ) a (R 2 ) b SI-Y-SI (R 3 ) c (R 4 ) d (Z) 3-cd where R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 21 carbon atoms; Y is a divalent organic group;
Is an isocyanate group or a hydrolysable group, a and b are each independently 0, 1 or 2, and an integer satisfying 0 ≦ a + b ≦ 2, and c and d are each independently 0, 1 or 2 and 0 Represents an integer satisfying ≦ c + d ≦ 2.
【0020】(B)(R5)e(R6)g(R7)hSI(Z)4-e-g-h ただし、R5、R6、R7はそれぞれ独立に水素原子また
は炭素数1〜21の有機基(ただし少なくとも1個は有
機基)、Zはイソシアネート基または加水分解性基、お
よびe、g、hはそれぞれ独立に0、1または2であっ
て1≦e+g+h≦3を満たす整数を表す。(B) (R 5 ) e (R 6 ) g (R 7 ) h SI (Z) 4-egh , wherein R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 21 carbon atoms. Wherein Z is an isocyanate group or a hydrolyzable group, and e, g, and h are each independently 0, 1 or 2, and an integer satisfying 1 ≦ e + g + h ≦ 3. Represent.
【0021】化合物(I)は、少なくとも1個の疎水性
の有機基を有する反応性シラン化合物である。特に、化
合物A、Bのうち、優れた水滴除去性を発現するために
有機基の少なくとも1個がポリフルオロ有機基である化
合物である。この場合、反応性シラン基のZは、イソシ
アネート基であっても加水分解性基であってもよい。[0021] Compound (I), Ru reactive silane compound der having at least one hydrophobic organic group. In particular, Compound A, of B, Ru compound der least one organic group is a polyfluoroorganic group to exhibit an excellent water droplet removal property. In this case, Z of the reactive silane group may be an isocyanate group or a hydrolyzable group.
【0022】一方、ポリフルオロ有機基を有しないイソ
シアネートシラン化合物(II)(以下、イソシアネー
トシラン化合物(II)ともいう。)は、化合物A、B
のうち、反応性シラン基のZがイソシアネート基である
化合物およびテトライソシアネートシランが好ましい。
イソシアネートシラン化合物(II)は、ポリフルオロ
有機基を有しない。例えば、Zがイソシアネート基であ
る化合物A、Bの有機基は、炭素数6以下、特に4以下
のアルキル基や炭素数8以下、特に6以下のアルキレン
基が好ましい。On the other hand, an isocyanate silane compound (II) having no polyfluoro organic group (hereinafter referred to as isocyanate
Also referred to as tosilane compound (II). ) Represents compounds A and B
Among them, a compound in which Z of the reactive silane group is an isocyanate group and tetraisocyanate silane are preferable .
Lee Socia sulfonate silane compound (II), have Na has a polyfluoro <br/> organic group. For example, the organic groups of compounds A and B in which Z is an isocyanate group are preferably an alkyl group having 6 or less, particularly 4 or less, or an alkylene group having 8 or less, particularly 6 or less carbon atoms.
【0023】ただし、これら炭素数や疎水性等は相対的
なものであり、化合物の種類により変化する。従って、
第1層が第2層よりも更に水に対する接触角値が高いも
のとなる限り、イソシアネートシラン化合物(II)の
処理によって形成される第2層が水に対する接触角値が
70度以上である表面となってもよい。即ち、ある場合
には、イソシアネートシラン化合物(II)は水に対す
る接触角値が70度以上である表面を形成しうる化合物
であってもよい。However, the number of carbon atoms, hydrophobicity and the like are relative and vary depending on the type of compound. Therefore,
As long as the first layer has a higher contact angle to water than the second layer, the surface of the second layer formed by the treatment with the isocyanate silane compound (II) has a contact angle to water of 70 degrees or more. It may be. That is, in some cases, the isocyanate silane compound (II) may be a compound capable of forming a surface having a contact angle with water of 70 ° or more.
【0024】以下、まず化合物(I)について更に詳細
に説明する。化合物(I)がイソシアネートシラン化合
物の場合、この化合物[以下化合物(I−NCO)とも
いう]は水に対する接触角値が70度以上である表面を
形成しうる化合物である必要がある。即ち、この化合物
(I−NCO)で処理された表面の水に対する接触角値
は70度以上となる必要がある。化合物(I−NCO)
で処理された表面とは化合物(I−NCO)が化学的に
または物理的に結合した第2層の表面をいう。イソシア
ネート基が反応性であるので化合物(I−NCO)は主
として化学的反応により第2層の表面に結合すると考え
られる。即ち、結合状態において、イソシアネート基は
変化していると考えられる。例えば、イソシアネート基
はガラス表面のシラノール基と反応すると考えられ、ま
た、イソシアネート基が脱離して生成するシラノール基
が反応するとも考えられる。Hereinafter, the compound (I) will be described in more detail. When the compound (I) is an isocyanate silane compound, this compound [hereinafter also referred to as compound (I-NCO)] needs to be a compound capable of forming a surface having a contact angle value with water of 70 ° or more. That is, the contact angle of water on the surface treated with this compound (I-NCO) must be 70 degrees or more. Compound (I-NCO)
Refers to the surface of the second layer to which the compound (I-NCO) is chemically or physically bonded. Since the isocyanate group is reactive, it is considered that the compound (I-NCO) is mainly bonded to the surface of the second layer by a chemical reaction. That is, it is considered that the isocyanate group is changed in the bonded state. For example, an isocyanate group is considered to react with a silanol group on the glass surface, and a silanol group generated by elimination of the isocyanate group is considered to react.
【0025】化合物(I−NCO)はこのイソシアネー
ト基の反応性により、またイソシアネート基が直接結合
したケイ素原子の効果により、表面の優れた水滴除去
性、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性等の性能を発現すると
思われる。また、後述するように、有機基の選択により
これらの性能をさらに向上させうる。また、第2層に対
する結合性の面で1個のケイ素原子に結合したイソシア
ネート基は2個以上であることが望ましい。The compound (I-NCO) has excellent surface water-removability, abrasion resistance, chemical resistance, weather resistance, etc. due to the reactivity of the isocyanate group and the effect of the silicon atom directly bonded to the isocyanate group. It seems that the performance of this is expressed. Further, as described later, these performances can be further improved by selecting an organic group. It is desirable that the number of isocyanate groups bonded to one silicon atom is two or more in terms of bonding to the second layer.
【0026】次に、化合物(I)が加水分解性シラン化
合物の場合、この化合物[以下化合物(I−X)ともい
う]は水に対する接触角値が70度以上である表面を形
成しうる化合物である必要がある。即ち、この化合物
(I−X)で処理された表面の水に対する接触角値は7
0度以上となる必要がある。化合物(I−X)で処理さ
れた表面とは化合物(I−X)が化学的にまたは物理的
に結合した第2層の表面をいう。加水分解性基が反応性
であるので化合物(I−X)は主として化学的反応によ
り第2層の表面に結合すると考えられる。即ち、結合状
態において、加水分解性基は変化していると考えられ
る。Next, when the compound (I) is a hydrolyzable silane compound, this compound [hereinafter also referred to as compound (IX)] is a compound capable of forming a surface having a contact angle with water of 70 ° or more. Needs to be That is, the contact angle value of water on the surface treated with this compound (IX) is 7
It must be at least 0 degrees. The surface treated with the compound (IX) refers to the surface of the second layer to which the compound (IX) is chemically or physically bonded. Since the hydrolyzable group is reactive, it is considered that compound (IX) is bonded to the surface of the second layer mainly by a chemical reaction. That is, it is considered that the hydrolyzable group is changed in the bonding state.
【0027】この化合物(I−X)における加水分解性
基はケイ素原子に直接結合した基である。加水分解性基
としては例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル
オキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、アミノキシ
基、酸アミド基、ケトキシメート基などがある。好まし
くは、アルコキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、ア
シルオキシ基等の酸素原子でケイ素原子と結合する加水
分解性基である。これらの加水分解性基の炭素数は好ま
しくは8以下、特に好ましくは4以下である。最も好ま
しくは、炭素数1〜4のアルコキシ基である。The hydrolyzable group in the compound (IX) is a group directly bonded to a silicon atom. Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxy-substituted alkoxy group, an aminoxy group, an acid amide group, and a ketoximate group. Preferably, a hydrolyzable group such as an alkoxy group, an alkoxy-substituted alkoxy group, and an acyloxy group is bonded to a silicon atom via an oxygen atom. The number of carbon atoms of these hydrolyzable groups is preferably 8 or less, particularly preferably 4 or less. Most preferably, it is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
【0028】化合物(I−X)はこの加水分解性基の反
応性により、また加水分解性基が直接結合したケイ素原
子の効果により、表面の優れた水滴除去性、耐摩耗性、
耐薬品性、耐候性等の性能を発現すると思われる。ま
た、後述するように、有機基の選択によりこれらの性能
をさらに向上させうる。第2層に対する結合性の面で1
個のケイ素原子に結合した加水分解性基は2個以上であ
ることが望ましい。The compound (IX) has excellent surface water-removability, abrasion resistance and the like due to the reactivity of the hydrolyzable group and the effect of the silicon atom directly bonded to the hydrolyzable group.
It is thought to exhibit properties such as chemical resistance and weather resistance. Further, as described later, these performances can be further improved by selecting an organic group. 1 in terms of connectivity to the second layer
The number of hydrolyzable groups bonded to silicon atoms is desirably two or more.
【0029】また、化合物(I−X)はそのまま用いて
もよいが、加水分解により部分加水分解生成物として使
用してもよい。化合物(I−X)の部分加水分解生成物
とは水や酸性水溶液中でこれらシラン化合物を部分的に
加水分解し、生成するシラノール基等を有する化合物ま
たはそのシラノール基の反応により2以上の分子が縮合
した化合物をいう。酸としては例えば、塩酸、酢酸、硫
酸、リン酸、スルホン酸等を使用できる。The compound (IX) may be used as it is, or may be used as a partial hydrolysis product by hydrolysis. The partially hydrolyzed product of compound (IX) is a compound having a silanol group or the like formed by partially hydrolyzing these silane compounds in water or an acidic aqueous solution or two or more molecules by the reaction of the silanol group. Are condensed. As the acid, for example, hydrochloric acid, acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfonic acid and the like can be used.
【0030】これら、化合物(I−NCO)と化合物
(I−X)は、化合物A、Bのうちで水に対する接触角
値が70度以上である表面を形成しうる化合物である。
このような化合物A、B[以下それぞれ化合物(I−
A)、化合物(I−B)ともいう]は、存在するR1〜
R7は有機基であり、これらの少なくとも1個はポリフ
ルオロ有機基であるかまたはYがポリフルオロ有機基で
ある化合物である。いずれもポリフルオロ有機基であっ
てもよい。また、Zはケイ素原子あたり2個以上が好ま
しい。疎水性基は水滴除去性に有効であり、Z基が多い
ほど第2層に強固に結合すると考えられる。[0030] These compounds (I-NCO) and the compound (I-X) is a compound A, a compound contact angle values with water can form a surface is at least 70 degrees of the B.
Such a compound A, B [hereinafter, compound (I-
A), also referred to as Compound (I-B)] is present R 1 ~
R 7 is an organic group, these at least one is polyphenylene
Ruoro or Y is an organic radical is a compound polyfluoro organic group. Either may be a polyfluoro organic group. Z is preferably two or more per silicon atom. The hydrophobic group is effective for removing water droplets, and it is considered that the more Z groups, the stronger the bond to the second layer.
【0031】R1〜R7が有機基の場合、該有機基として
はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリ
ール基等の炭化水素基、クロロアルキル基、ポリフルオ
ロアルキル基等のハロゲン化炭化水素基、水酸基、エポ
キシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシ基、その
他の官能基を有する(ハロゲン化)炭化水素基および炭
素鎖中にエステル結合、エーテル結合、チオエーテル結
合、イミノ結合、アミド結合、ウレタン結合、その他の
連結結合を有する(ハロゲン化)炭化水素基が好まし
い。このうち、疎水性基である有機基としては、長鎖の
炭化水素基と下記ポリフルオロアルキル基である。長鎖
の炭化水素基としては炭素数7〜20のアルキル基やア
ルケニル基が好ましい。疎水性基でない有機基として
は、低級アルキル基、即ち炭素数1〜4のアルキル基が
好ましい。When R 1 to R 7 are organic groups, examples of the organic groups include hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, and aryl groups, and halogenated carbon groups such as chloroalkyl groups and polyfluoroalkyl groups. Ester bond, ether bond, thioether bond, imino bond, amide bond, in a (halogenated) hydrocarbon group having a hydrogen group, a hydroxyl group, an epoxy group, an amino group, a mercapto group, a carboxy group, or another functional group and a carbon chain. (Halogenated) hydrocarbon groups having a urethane bond or other linking bonds are preferred. Among these, the organic group which is a hydrophobic group is a long-chain hydrocarbon group and the following polyfluoroalkyl group. As the long-chain hydrocarbon group, an alkyl group or an alkenyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferable. As the organic group which is not a hydrophobic group, a lower alkyl group, that is, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.
【0032】化合物(I−A)、化合物(I−B)は少
なくとも1個のポリフルオロ有機基を有する反応性シラ
ン化合物である。即ち、化合物(I−A)において、Y
がポリフルオロ有機基であるか、またはそうでない場合
存在するR1〜R4のうち少なくとも1個がポリフルオロ
有機基である化合物である。Yと存在するR1〜R4のう
ち少なくとも1個のいずれもがポロフルオロ有機基であ
ってもよい。The reduction compound (I-A), Compound (I-B) are small
It is a reactive silane compound having at least one polyfluoro organic group . That is, in compound (IA), Y
Is a polyfluoroorganic group or a compound wherein at least one of R 1 to R 4 present otherwise is a polyfluoroorganic group. Any of Y and at least one of R 1 to R 4 present may be a pororofluoro organic group.
【0033】化合物(I−B)は存在するR5〜R7のう
ち少なくとも1個がポリフルオロ有機基である化合物で
ある。これらの場合において、ポリフルオロ有機基でな
い有機基は前記の疎水性基でない炭化水素基が好まし
い。なお、ポリフルオロ有機基はケイ素原子に、フッ素
原子を有しない炭素原子(例えば、メチレン基)で結合
することが好ましい。Compound (IB) is a compound in which at least one of R 5 to R 7 present is a polyfluoro organic group . In these cases, the organic group which is not a polyfluoro organic group is preferably the above-mentioned hydrocarbon group which is not a hydrophobic group. Note that the polyfluoro organic group is preferably bonded to a silicon atom by a carbon atom having no fluorine atom (for example, a methylene group).
【0034】Yがポリフルオロ有機基である場合、該2
価有機基としてはポリフルオロアルキレン基、ポリフル
オロオキサアルキレン基(アルキレン基の炭素鎖の中間
に少なくとも1個のエーテル結合が存在するもの)、お
よびポリフルオロチアアルキレン基(アルキレン基の炭
素鎖の中間に少なくとも1個のチオエーテル結合が存在
するもの)が好ましい。特に、両末端のケイ素原子に結
合する部分がポリメチレン鎖(特に、ジメチレン基)で
あり、それらの中間部分がパーフルオロアルキレン基、
パーフルオロキサアルキレン基である2価の有機基が好
ましい。これらYの炭素数は6〜30、特に6〜16が
好ましい。When Y is a polyfluoro organic group,
Examples of the valent organic group include a polyfluoroalkylene group, a polyfluorooxaalkylene group (having at least one ether bond in the middle of the carbon chain of the alkylene group), and a polyfluorothiaalkylene group (the middle of the carbon chain of the alkylene group). In which at least one thioether bond is present). In particular, the portion bonded to the silicon atoms at both ends is a polymethylene chain (particularly, a dimethylene group), and the intermediate portion thereof is a perfluoroalkylene group,
A divalent organic group that is a perfluoroxaalkylene group is preferred. The carbon number of Y is preferably 6 to 30, particularly preferably 6 to 16.
【0035】また、Yがポリフルオロ有機基でない場
合、それはアルキレン基、オキサアルキレン基、および
チアアルキレン基であることが好ましい。その炭素数は
2〜30、特に2〜12が好ましい。When Y is not a polyfluoro organic group, it is preferably an alkylene group, an oxaalkylene group or a thiaalkylene group. Its carbon number is preferably 2 to 30, particularly preferably 2 to 12.
【0036】R1〜R7のいずれかがポリフルオロ有機基
である場合、それはポリフルオロアルキル基、ポリフル
オロオキサアルキル基、ポリフルオロチアアルキル基ま
たはこれらのいずれかの基とアルキレン基等の炭化水素
基とがエステル結合その他の前記したような連結結合で
結合した有機基(炭化水素基の他端でケイ素原子と結合
する)が好ましい。ポリフルオロアルキル基、ポリフル
オロオキサアルキル基はケイ素原子と結合する端部また
はその周辺がアルキレン基(特に、ジメチレン基)であ
って、他の部分がパーフルオロである基であることが好
ましい。When any of R 1 to R 7 is a polyfluoro organic group, it may be a polyfluoroalkyl group, a polyfluorooxaalkyl group, a polyfluorothiaalkyl group, or a carbon such as an alkylene group. An organic group (bonded to a silicon atom at the other end of the hydrocarbon group) in which a hydrogen group is bonded by an ester bond or another linking bond as described above is preferable. The polyfluoroalkyl group and the polyfluorooxaalkyl group are preferably groups in which the end bonded to the silicon atom or its periphery is an alkylene group (particularly, a dimethylene group) and the other part is perfluoro.
【0037】1価の有機基のパーフルオロ部分は炭素数
3以上のパーフルオロアルキル基、パーフルオロオキサ
アルキル基、またはパーフルオロチアアルキル基が好ま
しく、特に、炭素数3〜16のパーフルオロアルキル基
が好ましい。The perfluoro moiety of the monovalent organic group is preferably a perfluoroalkyl group having 3 or more carbon atoms, a perfluorooxaalkyl group or a perfluorothiaalkyl group, and particularly preferably a perfluoroalkyl group having 3 to 16 carbon atoms. Is preferred.
【0038】これらYや、R1〜R7の具体例は、下記の
化合物Aおよび化合物Bの具体例中にある。下記具体例
中のRf基としては特に、CnF2n+1CmH2m−(この化
学式においてnは3〜12の整数、mは2〜4の整数)
で表されるパーフルオロアルキル基部分を有するポリフ
ルオロアルキル基が、下記具体例中のRF基としては、
特にCnF2n+1−(ただしこの化学式においてnは3〜
16の整数)が好ましい。Specific examples of Y and R 1 to R 7 are in the following specific examples of compound A and compound B. Especially as the R f group in the following specific examples, C n F 2n + 1 C m H 2m - (n is 3 to 12 integer in this formula, m is an integer of 2 to 4)
A polyfluoroalkyl group having a perfluoroalkyl group portion represented by the following is an R F group in the following specific examples,
In particular, C n F 2n + 1- (where n is 3 to
16 integers) are preferred.
【0039】化合物(I−A)および化合物(I−B)
の具体例を下記に示す。しかし、化合物(I−A)およ
び化合物(I−B)はこれら具体例に限定されない。な
お、下記化学式において、n、mはそれぞれ1以上の整
数を、Rはアルキル基等を、Rfはポリフルオロアルキ
ル基を、RFはパーフルオロアルキル基を示す。これら
の化学式において、Rは炭素数1〜12が、Rfは末端
にパーフルオロアルキル基を有するエチル基が好まし
い。Zは、イソシアネート基または加水分解性基であ
る。Compound (IA) and Compound (IB)
Are shown below. However, compound (IA) and compound (IB) are not limited to these specific examples. In the following chemical formulas, n and m each represent an integer of 1 or more, R represents an alkyl group, R f represents a polyfluoroalkyl group, and R F represents a perfluoroalkyl group. In these chemical formulas, R preferably has 1 to 12 carbon atoms, and Rf is preferably an ethyl group having a perfluoroalkyl group at a terminal. Z is an isocyanate group or a hydrolyzable group.
【0040】[0040]
【化1】 Embedded image
【0041】[0041]
【化2】 Embedded image
【0042】[0042]
【化3】 Embedded image
【0043】[0043]
【化4】 Embedded image
【0044】[0044]
【化5】 Embedded image
【0045】[0045]
【化6】 Embedded image
【0046】[0046]
【化7】 Embedded image
【0047】[0047]
【化8】 Embedded image
【0048】[0048]
【化9】 Embedded image
【0049】[0049]
【化10】 Embedded image
【0050】[0050]
【化11】 Embedded image
【0051】上記のような、化合物(I)である反応性
シラン化合物は2種以上併用できる。しかし、化合物
(I−NCO)と化合物(I−X)とを混合して併用す
ることなどイソシアネートシラン化合物と加水分解性シ
ラン化合物の混合は避けた方がよい。なぜなら、イソシ
アネート基と加水分解性基が反応する恐れがあり、処理
剤のライフが短くなるためである。As described above, two or more kinds of the reactive silane compounds as the compound (I) can be used in combination. However, it is better to avoid mixing an isocyanate silane compound and a hydrolyzable silane compound, for example, by mixing and using the compound (I-NCO) and the compound (IX) together. This is because the isocyanate group and the hydrolyzable group may react, and the life of the treating agent is shortened.
【0052】さらに、本発明における水に対する接触角
値が70度以上である表面を形成しうる化合物による表
面処理効果を高めるために、水に対する接触角値が70
度以上である表面を形成しうる化合物とともにオルガノ
ポリシロキサンを使用することが好ましい。オルガノポ
リシロキサンとしてはシリコーンオイルまたは変性シリ
コーンオイルと呼ばれているものが適当である。以下こ
のオルガノポリシロキサンを化合物Cという。この化合
物Cは下記式(C)で表される重合単位を有するものが
好ましい。Further, in order to enhance the surface treatment effect of the compound capable of forming a surface having a contact angle with water of 70 ° or more in the present invention, the contact angle with water is set at 70 °.
It is preferred to use an organopolysiloxane with a compound capable of forming a surface having a degree or higher. What is called a silicone oil or a modified silicone oil is suitable as the organopolysiloxane. Hereinafter, this organopolysiloxane is referred to as compound C. The compound C preferably has a polymerized unit represented by the following formula (C).
【0053】(C)[−SIR8(CH3)−O−] なお、この式において、R8は炭素数1〜16の1価有
機基を表す。この有機基R8は前記したR1〜R7と同様
の有機基であることが好ましく、特に低級アルキル基が
好ましい。(C) [—SIR 8 (CH 3 ) —O—] In this formula, R 8 represents a monovalent organic group having 1 to 16 carbon atoms. The organic group R 8 is preferably the same organic group as R 1 to R 7 described above, and particularly preferably a lower alkyl group.
【0054】化合物Cは水に対する接触角値が70度以
上である表面を形成しうる化合物、特に前記した化合物
(I−A)や(I−B)、の処理による被膜の水滴除去
性や耐摩耗性を向上せしめる。化合物Cはそのまま表面
処理用の組成物に添加してもよいし、また、硫酸、塩
酸、酢酸等の酸で加水分解してから添加してもよい。ま
た、化合物Cの動粘度は他の化合物との組み合わせを考
慮して決定することが好ましく、特に、25℃での動粘
度が0.5〜1000センチストークスのものが好まし
い。Compound C is a compound capable of forming a surface having a contact angle with water of 70 ° or more, particularly the above-mentioned compounds (IA) and (IB), which are capable of removing water droplets from the coating and having resistance to water. Improves abrasion. Compound C may be added to the composition for surface treatment as it is, or may be added after being hydrolyzed with an acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, or acetic acid. The kinematic viscosity of Compound C is preferably determined in consideration of the combination with other compounds, and particularly, the kinematic viscosity at 25 ° C. is preferably 0.5 to 1000 centistokes.
【0055】化合物Cの具体例を下記に示すが、化合物
Cはこれらに限定されない。これらの式におけるm、
n、k、jは整数を表す。Specific examples of the compound C are shown below, but the compound C is not limited thereto. M in these equations,
n, k, and j represent integers.
【0056】[0056]
【化12】 Embedded image
【0057】[0057]
【化13】 Embedded image
【0058】本発明において、第2層表面を処理するた
めの第1層形成用の組成物は水に対する接触角値が70
度以上である表面を形成しうる化合物、特に好ましくは
前記のような化合物(I−A)や(I−B)、が必須成
分である。これらの化合物の混合割合は任意である。ま
た、化合物Cを添加する場合には、他の成分に対する添
加割合は任意であるが、好ましくは添加量を1〜40重
量%とするのが好ましい。化合物Cの添加量が多すぎる
と耐摩耗性が低下するばかりでなく、表面に触れた際に
べた付き感が残り、少なすぎると耐摩耗性、作業性が十
分とはいえない場合が生じる。In the present invention, the composition for forming the first layer for treating the surface of the second layer has a contact angle value with water of 70.
A compound capable of forming a surface having a degree of degree or higher, particularly preferably the compounds (IA) and (IB) as described above, is an essential component. The mixing ratio of these compounds is arbitrary. In addition, when compound C is added, the ratio of addition to other components is arbitrary, but preferably the addition amount is 1 to 40% by weight. If the added amount of the compound C is too large, not only does the abrasion resistance decrease, but also a sticky feeling is left when touching the surface, and if it is too small, the abrasion resistance and workability may not be sufficient.
【0059】化合物Cは他の成分(例えば、前記のよう
な化合物(I−A)や(I−B)等)との相互作用で被
膜の水滴除去性の向上、膜の耐久性の向上に寄与する。
この詳細な機構は不明であるが、化合物Cが他の成分と
複雑に絡み合い、表面に存在する各種有機基、特に、極
性基およびイオン性結合のミクロな分布を結果的に制御
し、水滴除去に最適な表面構造が達成されるためと考え
られる。Compound C interacts with other components (for example, compounds (IA) and (IB) as described above) to improve the water droplet removal property of the film and the durability of the film. Contribute.
Although the detailed mechanism is unknown, compound C is intricately entangled with other components, and as a result, the microscopic distribution of various organic groups present on the surface, particularly polar groups and ionic bonds, is controlled, and water droplets are removed. It is considered that an optimal surface structure is achieved.
【0060】他の選ばれた成分との分子のこの絡み合い
は耐久性を一段と高めるのに大きく寄与していると考え
られる。また、水に対する接触角値が70度以上である
表面を形成しうる化合物はいずれも表面自由エネルギー
の低い物質であり、被膜中に一部存在する遊離状態の化
合物が極表面層を移動することによって、表面での摩擦
抵抗を低減することも耐摩耗性が良好な原因の一部であ
ると考えられる。It is believed that this entanglement of the molecule with the other selected components has contributed significantly to further increasing durability. In addition, any compound capable of forming a surface having a contact angle value with water of 70 ° or more is a substance having a low surface free energy, and a free compound partially present in the coating film moves through the extremely surface layer. Therefore, it is considered that reducing the frictional resistance on the surface is also a part of the reason why the wear resistance is good.
【0061】本発明の処理剤には目的に応じて他の化合
物や添加剤が加えられる。添加剤等は各成分との反応
性、相溶性を考慮して選択すればよく、例えばシリカ、
アルミナ、ジルコニア、チタニア等の各種金属酸化物の
超微粒子、各種樹脂などを添加できる。また、着色が必
要であれば、染料、顔料等の添加もできる。添加量は他
の成分の全重量に対して0.01〜20重量%程度でよ
く、過剰な添加は本発明の水滴除去性、耐摩耗性等を低
下させるので望ましくない。Other compounds and additives may be added to the treating agent of the present invention according to the purpose. Additives etc. may be selected in consideration of reactivity with each component, compatibility, for example, silica,
Ultrafine particles of various metal oxides such as alumina, zirconia, and titania, and various resins can be added. If coloring is necessary, dyes, pigments, and the like can be added. The amount of addition may be about 0.01 to 20% by weight based on the total weight of the other components, and excessive addition is undesirable because it lowers the water drop removal property and the abrasion resistance of the present invention.
【0062】上記組成物は被覆対象の第2層に直接手拭
き等の方法で塗布してもよいし、また、有機溶剤によっ
て、溶解または希釈して溶液状の形態に調製し使用する
こともできる。この有機溶剤による溶液において、含ま
れる各成分の合計量は被膜の成形性(作業性)、安定
性、被膜厚さ、経済性を考慮して決定されるが、0.1
〜30重量%であるのが好ましい。The above composition may be directly applied to the second layer to be coated by hand wiping or the like, or may be dissolved or diluted with an organic solvent to prepare a solution and use it. . In the solution using the organic solvent, the total amount of the components contained is determined in consideration of the moldability (workability), stability, film thickness, and economy of the film.
It is preferably about 30% by weight.
【0063】有機溶剤としては酢酸エステル類、芳香族
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類、エーテ
ル類、アルコール類等の各種有機溶剤が適用できる。た
だし、化合物A、Bがイソシアネート基を有している場
合は反応性官能基(水酸基等)を有しているものは望ま
しくない。従って、化合物(I−NCO)に関してはア
ルコール類は好適でないが、化合物(I−X)に関して
は、特に限定はない。希釈溶剤は1種に限定されず、2
種以上の混合溶剤を使用することもできる。As the organic solvent, various organic solvents such as acetates, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ketones, ethers and alcohols can be used. However, when compounds A and B have an isocyanate group, those having a reactive functional group (such as a hydroxyl group) are not desirable. Accordingly, alcohols are not suitable for the compound (I-NCO), but there is no particular limitation for the compound (IX). The diluting solvent is not limited to one kind,
Mixed solvents of more than one kind can also be used.
【0064】第2層表面の処理にあたっては、特別な前
処理は必要としない。被膜の形成は調製された組成物を
含有する液状物を通常の方法で表面に塗布、例えば、は
け塗り、流し塗り、回転塗布、浸漬塗布、スプレー塗布
等の各種方法によって行い、大気中または窒素気流中で
乾燥させればよい。In the treatment of the surface of the second layer, no special pretreatment is required. The formation of the film is performed by applying a liquid material containing the prepared composition to the surface by a usual method, for example, brushing, flow coating, spin coating, dip coating, spray coating, etc., in the air or It may be dried in a nitrogen stream.
【0065】特に、大気中での乾燥のみで優れた性能を
発現するが、乾燥速度を高める等の目的で加熱すること
は問題ない。加熱温度は50〜250℃程度が好まし
く、加熱時間は5〜60分程度が適当である。加熱が必
要であれば基材の耐熱性を加味して温度、時間を設定す
ればよい。In particular, excellent performance is exhibited only by drying in the atmosphere, but there is no problem in heating for the purpose of increasing the drying speed. The heating temperature is preferably about 50 to 250 ° C., and the heating time is suitably about 5 to 60 minutes. If heating is necessary, the temperature and time may be set in consideration of the heat resistance of the substrate.
【0066】この表面処理によって生成する第1層の厚
さは特に限定されないが、きわめて薄いものであること
が望ましい。好ましい膜厚は2μm以下である。また、
その下限は単分子層厚である。The thickness of the first layer formed by this surface treatment is not particularly limited, but is preferably extremely thin. The preferred film thickness is 2 μm or less. Also,
The lower limit is the monolayer thickness.
【0067】次に、イソシアネートシラン化合物(I
I)とそれによる処理によって形成される第2層につい
て説明する。Next, an isocyanate silane compound (I
The I) and the second layer formed by the processing will be described.
【0068】本発明において、第2層を形成するための
材料としてイソシアネートシラン化合物(II)が使用
される。第1層の下層の第2層は第1層の耐久性を飛躍
的に向上させ、また、基材との密着性を高める効果もあ
る。この第2層は通常基材表面に形成されるが、基材表
面に既に蒸着膜、スパッタ膜、湿式法等で得られた各種
膜があっても問題はない。In the present invention, an isocyanate silane compound (II) is used as a material for forming the second layer. The second layer below the first layer dramatically improves the durability of the first layer and also has the effect of increasing the adhesion to the substrate. This second layer is usually formed on the surface of the substrate, but there is no problem even if there are various films obtained by a vapor deposition film, a sputtered film, a wet method or the like on the substrate surface.
【0069】第2層を形成するためのイソシアネートシ
ラン化合物(II)は前記した化合物(I−NCO)と
同様にイソシアネート基がケイ素原子に直接結合した化
合物であり、イソシアネート基の反応性およびイソシア
ネートが直接結合したケイ素の効果により第1層および
下層(例えば、基材等)に強固に結合し、耐摩耗性の向
上に寄与する。従って、ケイ素原子に直接結合するイソ
シアネート基のケイ素原子あたりの数は多いほどよい。The isocyanate silane compound (II) for forming the second layer is a compound in which an isocyanate group is directly bonded to a silicon atom in the same manner as the above-mentioned compound (I-NCO). Due to the effect of the silicon directly bonded, it is firmly bonded to the first layer and the lower layer (for example, a base material), and contributes to improvement of wear resistance. Therefore, the greater the number of isocyanate groups directly bonded to silicon atoms per silicon atom, the better.
【0070】[0070]
【0071】イソシアネートシラン化合物(II)とし
て好ましい化合物は、化合物A、BのうちZがイソシア
ネート基である化合物[以下それぞれ化合物(II−
A)、化合物(II−B)という]、およびテトライソ
シアネートシランである。好ましくは、テトライソシア
ネートシランである。Preferred compounds as the isocyanate silane compound (II) are compounds of compounds A and B wherein Z is an isocyanate group [hereinafter referred to as compound (II-
A), compound (II-B)], and tetraisocyanate silane. Preferably, a Te Tiger isocyanate silane.
【0072】イソシアネートシラン化合物(II)が化
合物(II−A)、化合物(II−B)の場合、ケイ素
原子に結合した少なくとも1個の有機基を有していても
よいが、この場合には有機基はポリフルオロ有機基では
なく、特に炭化水素基が好ましい。最も好ましくは、低
級アルキル基や炭素数6以下のアルキレン基である。化
合物(I−NCO)がポリフルオロ有機基を有している
が、化合物(II−A)、化合物(II−B)の有機基
はそれよりも相対的に疎水性の低いものであればよく、
場合によっては長鎖の炭化水素基であってもよい。When the isocyanate silane compound (II) is the compound (II-A) or the compound (II-B), it may have at least one organic group bonded to a silicon atom. the organic group <br/> phrases in polyfluoroorganic group, particularly a hydrocarbon group. Most preferred are a lower alkyl group and an alkylene group having 6 or less carbon atoms. Compound (I-NCO) has a polyfluoro organic group
However , the organic groups of the compound (II-A) and the compound (II-B) may be those having relatively lower hydrophobicity,
In some cases, it may be a long-chain hydrocarbon group.
【0073】特に、第1層および下層(例えば、基材
等)への密着性を考えるとケイ素原子に結合したイソシ
アネート基の数が多いほどよく、化合物(II−A)で
は式(A)においてa+b=0かつc+d=0の化合物
が、化合物(II−B)では式(B)においてe+g+
h=0の化合物が好適である。In particular, considering the adhesion to the first layer and the lower layer (for example, a base material), the larger the number of isocyanate groups bonded to the silicon atom, the better. For the compound (II-A), the formula (A) In the compound (II-B), the compound of a + b = 0 and c + d = 0 is e + g + in the formula (B).
Compounds with h = 0 are preferred.
【0074】イソシアネートシラン化合物(II)の具
体例を下記に示すが、イソシアネートシラン化合物(I
I)はこれらに限定されない。これらの式におけるpは
整数を表し、2〜8が好ましい。Specific examples of the isocyanate silane compound (II) are shown below.
I) is not limited to these. P in these formulas represents an integer, and 2 to 8 is preferable.
【0075】[0075]
【化14】 Embedded image
【0076】[0076]
【化15】 Embedded image
【0077】[0077]
【化16】 Embedded image
【0078】本発明の第2層を形成するための処理剤と
してはイソシアネートシラン化合物(II)を必須成分
として含有する溶液や分散液の使用が望ましい。この組
成物には溶剤、分散剤以外に、他の添加剤を添加でき
る。溶剤としては前記の化合物(I−NCO)で記述し
た溶剤等が使用できる。添加剤としては具体的には、例
えば、前記したような金属酸化物の超微粒子等の充填
剤、バインダー成分、界面活性剤などがある。それらの
使用割合も前記のような割合が適当である。また、使用
量も前記に準じた量であることが望ましい。As the treating agent for forming the second layer of the present invention, it is desirable to use a solution or a dispersion containing the isocyanate silane compound (II) as an essential component. In addition to the solvent and the dispersant, other additives can be added to the composition. As the solvent, those described for the compound (I-NCO) and the like can be used. Specific examples of the additive include a filler such as the above-described ultrafine particles of a metal oxide, a binder component, and a surfactant. The above-mentioned ratios are also appropriate for their use ratio. It is also desirable that the used amount is the same as the above.
【0079】基材の表面処理にあたっては特別な前処理
を必要としない。しかし、目的に応じて行うことは別段
問題なく、例えば、希釈したフッ酸、塩酸等による酸処
理、水酸化ナトリウム水溶液等によるアルカリ処理また
はプラズマ照射等による放電処理を行いうる。No special pretreatment is required for the surface treatment of the substrate. However, there is no particular problem in performing the treatment according to the purpose. For example, an acid treatment with diluted hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like, an alkali treatment with a sodium hydroxide aqueous solution or the like, or a discharge treatment with plasma irradiation or the like can be performed.
【0080】第2層の形成は調製された組成物を含む有
機溶剤よりなる液状物を通常の処理方法によって、表面
に塗布、例えば、はけ塗り、流し塗り、回転塗布、浸漬
塗布、スプレー塗布等の各種方法によって行い、大気
中、窒素気流中で、常温でまたは加熱して乾燥させる。
乾燥は室温で充分であるが、加熱乾燥する場合には、基
材の耐熱性を加味して温度、時間を設定すればよい。た
だし、あまり長時間、および高温での加熱乾燥は第1層
との密着性に悪影響を及ぼす。The second layer is formed by applying a liquid material comprising an organic solvent containing the prepared composition to the surface by a usual treatment method, for example, brushing, flow coating, spin coating, dip coating, spray coating. And drying at room temperature or by heating in the air or in a nitrogen stream.
Drying at room temperature is sufficient, but when drying by heating, the temperature and time may be set in consideration of the heat resistance of the substrate. However, heating and drying at an excessively long time and at a high temperature adversely affects the adhesion to the first layer.
【0081】この表面処理によって生成する第2層の膜
厚は特に限定はないが、きわめて薄いものであってもよ
い。好ましい膜厚は第1層と同様、2μm以下である。
また、その下限は単分子層厚である。あまり厚い膜厚は
外観品質および経済性の点で好ましくない。The thickness of the second layer formed by this surface treatment is not particularly limited, but may be extremely thin. The preferred film thickness is 2 μm or less, like the first layer.
The lower limit is the thickness of the monolayer. An excessively thick film thickness is not preferable in terms of appearance quality and economy.
【0082】形成される各層の厚さは組成物を含む液状
物の組成物濃度、塗布条件、加熱条件等によって適宜制
御しうる。本発明の第1層は比較的屈折率が小さくこれ
故に低反射性も付与される。かかる効果を期待するので
あれば第1層の膜厚を光学干渉が生じる膜厚に制御すれ
ばよい。特に、水滴除去性を発現するには理論的には被
膜の膜厚は単分子層以上あればよく、これに経済的効果
も加味して前記のように2μm以下が望ましい。The thickness of each layer to be formed can be appropriately controlled by the composition concentration of the liquid containing the composition, coating conditions, heating conditions, and the like. The first layer of the present invention has a relatively low refractive index, and therefore also has low reflectivity. If such an effect is expected, the thickness of the first layer may be controlled to a thickness at which optical interference occurs. In particular, the film thickness of the coating film should theoretically be at least a monomolecular layer in order to exhibit water droplet removability, and preferably 2 μm or less in consideration of the economical effect.
【0083】本発明が適用可能な基材は特に限定はな
い。例えば、金属、プラスチック、ガラス、セラミッ
ク、その他の無機質材料や有機質材料、またはその組み
合わせ(複合材料、積層材料等)がある。また、基材の
表面は基材そのものは勿論、塗装金属板等の塗装表面や
表面処理ガラスの表面処理層の表面など基材表面とは異
なる材質の表面であってもよい。また、基材の形状とし
ては平板に限らず、全面にまたは一部に曲率を有するも
のなど目的に応じた任意の形状であってよい。The substrate to which the present invention can be applied is not particularly limited. For example, there are metals, plastics, glass, ceramics, other inorganic and organic materials, or combinations thereof (composite materials, laminated materials, and the like). The surface of the substrate may be a surface of a material different from the surface of the substrate, such as the surface of a coated metal plate or the surface of a surface-treated layer of surface-treated glass, as well as the substrate itself. Further, the shape of the base material is not limited to a flat plate, and may be any shape according to the purpose, such as a shape having a curvature over the entire surface or a part thereof.
【0084】本発明において特に適当な基材はガラス、
プラスチック等の透明な材料からなる基材であり、適当
な物品とはそれらを装着した透明性を利用した物品であ
る。従って、本発明の基材は、輸送機器用物品、建築・
建装用物品として特に望ましい。Particularly suitable substrates in the present invention are glass,
It is a base material made of a transparent material such as plastic, and an appropriate article is an article using them and utilizing transparency. Therefore, the base material of the present invention can be used
Particularly desirable as a building article.
【0085】輸送機器用物品とは、電車、バス、トラッ
ク、自動車、船舶、航空機等の輸送機器における外板、
窓ガラス、鏡、表示機器表面材等の外装部材、計器盤表
面材等の内装部材、その他の輸送機器に使用されるまた
は使用された部品、構成部材をいう。物品は表面処理さ
れた基材のみからなっていてもよく、表面処理された基
材が組み込まれたものでもよい。例えば、前者として自
動車用の窓ガラスがあり、後者としてガラス鏡が組み込
まれた自動車用バックミラー部材がある。The transport equipment articles include outer plates of transport equipment such as trains, buses, trucks, automobiles, ships, and aircrafts,
It refers to exterior members such as window glass, mirrors and display device surface materials, interior members such as instrument panel surface materials, and other components and components used or used in transportation equipment. The article may consist only of the surface-treated substrate or may incorporate the surface-treated substrate. For example, the former is an automobile window glass, and the latter is an automobile rearview mirror member incorporating a glass mirror.
【0086】輸送機器用物品としては、電車のボディ
ー、窓ガラス、パンタグラフ等、自動車、バス、トラッ
ク等のボディー、フロントガラス、サイドガラス、リア
ガラス、ミラー、バンパー等、船舶等のボディー、窓ガ
ラス等、航空機等のボディー、窓ガラス等が例示でき
る。Examples of articles for transportation equipment include bodies of trains, windows, pantographs, etc., bodies of automobiles, buses, trucks, etc., windshields, side glasses, rear glasses, mirrors, bumpers, etc., bodies of ships, window glasses, etc. A body of an aircraft or the like, a window glass, or the like can be given.
【0087】かかる基材、物品においては水滴除去性に
より表面に付着する水滴がはじかれ、特に、運行に伴っ
て、受ける風圧との相互作用によって表面上を急速に移
動し、水滴として溜ることなく、水分が誘発する悪影響
を排除できる。特に、各種窓ガラス等の透視野部での用
途では水滴の飛散により視野確保が非常に容易となる。
また、水滴が氷結するような環境下においても氷結せ
ず、仮に、氷結したとしても解凍は著しく速い。さらに
は、水滴の付着がほとんどないため定期的な清浄作業回
数を低減でき、しかも、清浄はきわめて容易で、美観保
護の点からも非常に有利である。In such substrates and articles, water droplets adhering to the surface are repelled by the water droplet removing property. In particular, the water droplets rapidly move on the surface due to the interaction with the received wind pressure during operation, and do not accumulate as water droplets. , Eliminates the adverse effects of moisture. In particular, the field of view secured greatly facilitated by scattering of water drops in applications in phantom field portion such as various window glass.
In addition, it does not freeze even in an environment where water droplets freeze, and even if it freezes, thawing is extremely fast. Further, since there is almost no adhesion of water droplets, the number of regular cleaning operations can be reduced, and the cleaning is extremely easy, which is very advantageous from the viewpoint of aesthetic protection.
【0088】また、建築、建装用物品とは、建築物に取
り付けられる物品、すでに建築物に取り付けられた物
品、または建築物に取り付けられていなくてもそれとと
もに使用される建築用物品、家具、什器などの建装用物
品およびそれらの物品の構成要素である基材(ガラス板
等)をいう。Also, the building and building articles are articles that are attached to a building, articles that are already attached to a building, or building articles, furniture that are not attached to a building, but are used with it. Refers to building articles such as furniture and a base material (such as a glass plate) that is a component of those articles.
【0089】具体的には、窓ガラス板、窓ガラス、屋根
用ガラス板やガラス屋根をはじめとする各種屋根、ドア
用ガラス板やそれがはめ込まれたドア、間仕切り用ガラ
ス板、温室用ガラス板や温室、ガラスの代わりに使用さ
れる透明プラスチック板やそれを有する上記のような建
築用物品(窓材、屋根材など)、セラミック、セメン
ト、金属その他の材料からなる壁材、鏡やそれを有する
家具、陳列棚やショーケース用のガラスなどがある。More specifically, various types of roofs including window glass plates, window glass, roof glass plates and glass roofs, glass plates for doors and doors into which they are fitted, glass plates for partitions, glass plates for greenhouses And greenhouses, transparent plastic plates used in place of glass and the above-mentioned architectural articles (window materials, roofing materials, etc.), wall materials made of ceramic, cement, metal and other materials, mirrors and so on Furniture, display shelves and glass for showcases.
【0090】物品は表面処理された基材のみからなって
いてもよく、表面処理された基材が組み込まれたもので
もよい。例えば、前者として窓用ガラス板があり、後者
としてガラス鏡が組み込まれた家具がある。The article may consist only of the surface-treated substrate, or may incorporate the surface-treated substrate. For example, the former is a window glass plate, and the latter is furniture incorporating a glass mirror.
【0091】かかる表面処理された基材においては、水
滴除去性により表面に接触した水滴がはじかれて付着し
難く、たとえ付着してもその量は少なく、また、付着し
た水滴の除去が容易である。また、水滴が氷結するよう
な環境下においても氷結せず、仮に、氷結したとしても
解凍は著しく速い。さらには、水滴の付着がほとんどな
いため定期的な清浄作業回数を低減し得て、しかも、清
浄はきわめて容易で美観保護の点からも非常に有利であ
る。In such a surface-treated substrate, the water droplets in contact with the surface are repelled and hardly adhere due to the water droplet removing property. Even if they adhere, the amount of the water droplets is small, and the adhered water droplets can be easily removed. is there. In addition, it does not freeze even in an environment where water droplets freeze, and even if it freezes, thawing is extremely fast. Furthermore, since there is almost no adhesion of water droplets, the number of regular cleaning operations can be reduced, and the cleaning is extremely easy and is very advantageous from the viewpoint of aesthetic protection.
【0092】[0092]
【実施例】以下に、本発明を実施例等をあげて具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例に
おいて使用した各種評価方法は以下の通りである。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples and the like, but the present invention is not limited to these examples. Various evaluation methods used in the examples are as follows.
【0093】1.水滴除去性 1−a)直径1mmの大きさからなる水滴の接触角を測
定した。表面上の異なる5ケ所にて測定を行いその平均
値で示した。 1−b)サンプル面から20cmの距離に保持したノズ
ルから水を全面に約1時間スプレーした後に、表面に残
存する水滴を肉眼で観察し、以下の評価基準で評価し
た。1. 1-a) The contact angle of a water droplet having a size of 1 mm in diameter was measured. Measurements were made at five different locations on the surface, and the average value was shown. 1-b) After spraying water over the entire surface for about 1 hour from a nozzle held at a distance of 20 cm from the sample surface, water droplets remaining on the surface were visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
【0094】 A:サンプル表面に全く水が残らない。 B:サンプル表面に少し水が残る。 C:サンプル表面にかなり水が残る。 D:サンプル表面で水が濡れ広がる。A: No water remains on the sample surface. B: Some water remains on the sample surface. C: Water considerably remains on the sample surface. D: Water spreads on the sample surface.
【0095】2.耐摩耗性 試験機:テーバー式ロータリーアブレッサー[(株)東
洋精機製作所製]。 試験条件:摩耗輪H−22、荷重1kg、摩耗回数50
0回。 上記試験方法で耐摩耗性を実施し、試験後の撥水性を評
価した。2. Abrasion resistance tester: Taber type rotary abraser [manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.]. Test conditions: wear wheel H-22, load 1 kg, wear frequency 50
0 times. The abrasion resistance was carried out by the above test method, and the water repellency after the test was evaluated.
【0096】3.耐候性試験 紫外線照射を8時間(70℃)、湿潤曝露を4時間(5
0℃)とする工程を1サイクルとして、200サイクル
で実施。上記方法で耐候性試験を実施し、試験後の水滴
除去性を評価した。3. Weathering test UV irradiation was performed for 8 hours (70 ° C) and wet exposure was performed for 4 hours (5 hours).
(0 ° C.) as one cycle, and 200 cycles. The weather resistance test was performed by the above method, and the water drop removal property after the test was evaluated.
【0097】4.煮沸試験 沸騰水中に1時間浸漬した。試験後の水滴除去性を評価
した。4. Boiling test I was immersed in boiling water for 1 hour. The water drop removal after the test was evaluated.
【0098】5.使用化合物 (a)C9F19C2H4SI(OCH3)3 (b)(CH3O)3SIC2H4C6F12C2H4SI(O
CH3)3 (c)C9F19C2H4SI(NCO)3 (d)(OCN)3SIC2H4SI(NCO)3 (e)SI(NCO)4 5. Compounds used (a) C 9 F 19 C 2 H 4 SI (OCH 3 ) 3 (b) (CH 3 O) 3 SIC 2 H 4 C 6 F 12 C 2 H 4 SI (O
CH 3 ) 3 (c) C 9 F 19 C 2 H 4 SI (NCO) 3 (d) (OCN) 3 SIC 2 H 4 SI (NCO) 3 (e) SI (NCO) 4
【0099】(f)SI(OCH3)4 (g)CH3SI(OCH3)3 (h)CH3SI(NCO)3 (I)C8H17SI(NCO)3 (j)(CH3)2SI(NCO)2 (F) SI (OCH 3 ) 4 (g) CH 3 SI (OCH 3 ) 3 (h) CH 3 SI (NCO) 3 (I) C 8 H 17 SI (NCO) 3 (j) (CH) 3 ) 2 SI (NCO) 2
【0100】(k)メタノール分散シリカゾル (固形分濃度30重量%、触媒化成工業(株)製) (l)動粘度50センチストークスのジメチルポリシロ
キサン(信越化学工業(株)製 KF96) (m)両末端に水酸基を有する動粘度42センチストー
クスの変性ジメチルポリシロキサン(信越化学工業
(株)製 KF6001) (n)カルボキシル基を有する動粘度50センチストー
クスの変性ジメチルポリシロキサン(信越化学工業
(株)製 X−22−3710)(K) Methanol-dispersed silica sol (solid content: 30% by weight, manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.) (l) Dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 50 centistokes (KF96 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (m) Modified dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 42 centistokes having hydroxyl groups at both ends (KF6001 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (n) Modified dimethylpolysiloxane having a kinematic viscosity of 50 centistokes having a carboxyl group (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) X-22-3710)
【0101】[処理剤1の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(a)51.0g、(b)190.5g、(f)56.
3g、2−プロパノール6020.0g、t−ブチルア
ルコール14500.0gを加え1時間撹拌し、次に過
塩素酸マグネシウム22.2gを加えよく撹拌した。こ
の溶液の温度を5℃以下に維持しながら1%塩酸水溶液
67.4gを徐々に滴下した。滴下終了後液温を25℃
に維持しながら5昼夜撹拌を継続し処理剤1を得た。[Preparation of Treatment Agent 1] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(A) 51.0 g, (b) 190.5 g, (f) 56.
3 g, 6020.0 g of 2-propanol and 14500.0 g of t-butyl alcohol were added and stirred for 1 hour, and then 22.2 g of magnesium perchlorate was added and stirred well. While maintaining the temperature of the solution at 5 ° C. or lower, 67.4 g of a 1% aqueous hydrochloric acid solution was gradually added dropwise. After dropping, the liquid temperature is 25 ° C
The stirring was continued for five days and nights while maintaining the temperature to obtain a treating agent 1.
【0102】[処理剤2の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(a)45.0g、(b)180.5g、(f)46.
3g、(k)36.1g、(n)6.3g、2−プロパ
ノール6050.0g、t−ブチルアルコール1500
0.0gを加え1時間撹拌し、次に過塩素酸マグネシウ
ム25.2gを加えよく撹拌した。この溶液の温度を5
℃以下に維持しながら1%塩酸水溶液70.4gを徐々
に滴下した。滴下終了後液温を25℃に維持しながら5
昼夜撹拌を継続し処理剤2を得た。[Preparation of Treatment Agent 2] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(A) 45.0 g, (b) 180.5 g, (f) 46.
3 g, (k) 36.1 g, (n) 6.3 g, 2-propanol 6050.0 g, t-butyl alcohol 1500
0.0 g was added and stirred for 1 hour, and then 25.2 g of magnesium perchlorate was added and stirred well. The temperature of this solution is 5
While maintaining the temperature at not higher than 7 ° C., 70.4 g of a 1% aqueous hydrochloric acid solution was gradually added dropwise. After the completion of dropping, maintain the liquid temperature at 25 ° C.
Stirring was continued day and night to obtain a treating agent 2.
【0103】[処理剤3の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(a)50.0g、(b)182.5g、(f)50.
3g、(g)25.1g、(k)40.3g、2−プロ
パノール5980.0g、t−ブチルアルコール155
00.0gを加え1時間撹拌した。次に過塩素酸マグネ
シウム23.4gを加えよく撹拌した。この溶液の温度
を5℃以下に維持しながら1%塩酸水溶液74.2gを
徐々に滴下した。滴下終了後液温を25℃に維持しなが
ら5昼夜撹拌を継続し処理剤3を得た。[Preparation of Treatment Agent 3] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(A) 50.0 g, (b) 182.5 g, (f) 50.
3 g, (g) 25.1 g, (k) 40.3 g, 2-propanol 5980.0 g, t-butyl alcohol 155
00.0 g was added and the mixture was stirred for 1 hour. Next, 23.4 g of magnesium perchlorate was added and stirred well. While maintaining the temperature of this solution at 5 ° C. or lower, 74.2 g of a 1% aqueous hydrochloric acid solution was gradually added dropwise. After the completion of the dropwise addition, stirring was continued for 5 days and night while maintaining the liquid temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 3.
【0104】[処理剤4の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(c)75.5g、酢酸エチル2425.0gを加え、
この溶液の液温を25℃に維持しながら1昼夜撹拌を継
続し処理剤4を得た。[Preparation of Treatment Agent 4] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(C) 75.5 g and 2425.0 g of ethyl acetate were added,
Stirring was continued for 24 hours while maintaining the solution temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 4.
【0105】[処理剤5の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(h)50.0g、(j)15.0g、(e)10.2
g、酢酸エチル1911.0g、トルエン535.4g
を加え、この溶液の液温を25℃に維持しながら1昼夜
撹拌を継続し処理剤5を得た。[Preparation of Treatment Agent 5] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(H) 50.0 g, (j) 15.0 g, (e) 10.2
g, ethyl acetate 1911.0 g, toluene 535.4 g
Was added, and the solution was stirred for 24 hours while maintaining the solution temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 5.
【0106】[処理剤6の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(I)65.4g、(d)5.0g、(l)3.2g、
酢酸イソブチル1900.0g、メチルエチルケトン5
00.0gを加え、この溶液の液温を25℃に維持しな
がら1昼夜撹拌を継続し処理剤6を得た。[Preparation of treating agent 6] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(I) 65.4 g, (d) 5.0 g, (l) 3.2 g,
1900.0 g of isobutyl acetate, methyl ethyl ketone 5
00.0 g was added, and stirring was continued for 24 hours while maintaining the solution temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 6.
【0107】[処理剤7の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(c)35.1g、(I)35.4g、(m)3.5
g、酢酸イソブチル2410.0gを加え、この溶液の
液温を25℃に維持しながら1昼夜撹拌を継続し処理剤
7を得た。[Preparation of Treatment Agent 7] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(C) 35.1 g, (I) 35.4 g, (m) 3.5
g and isobutyl acetate (2410.0 g) were added, and the solution was stirred for 24 hours while maintaining the solution temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 7.
【0108】[処理剤8の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(e)55.5g、酢酸イソブチル2775.6gを加
え、この溶液の液温を25℃に維持しながら1昼夜撹拌
を継続し処理剤8を得た。[Preparation of treating agent 8] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(E) 55.5 g and 2775.6 g of isobutyl acetate were added, and stirring was continued for 24 hours while maintaining the solution temperature at 25 ° C. to obtain a treating agent 8.
【0109】[処理剤9の調製] 撹拌子および温度計がセットされた3ツ口フラスコに、
(e)35.7g、(d)24.3g、酢酸エチル27
75.6gを加え、この溶液の液温を25℃に維持しな
がら1昼夜撹拌を継続し処理剤9を得た。[Preparation of treating agent 9] In a three-necked flask in which a stirrer and a thermometer were set,
(E) 35.7 g, (d) 24.3 g, ethyl acetate 27
75.6 g was added, and stirring was continued for 24 hours while maintaining the liquid temperature of the solution at 25 ° C. to obtain a treating agent 9.
【0110】[実施例1] 10cm×10cm(厚さ3mm)のガラス板を処理剤
8の溶液を5cm/分なる速度で引き上げ室温で乾燥し
た。この試験片を処理剤1の溶液に浸漬させ、5cm/
分なる速度で引き上げ、200℃、30分間加熱し、サ
ンプル試験片を作成した。この試験片を評価した結果を
表1に示す。Example 1 A glass plate of 10 cm × 10 cm (thickness: 3 mm) was pulled up at a rate of 5 cm / min with a solution of the treating agent 8 and dried at room temperature. This test piece was immersed in the solution of the treating agent 1, and the
The sample was pulled up at a different speed and heated at 200 ° C. for 30 minutes to prepare a sample test piece. Table 1 shows the results of evaluating the test pieces.
【0111】[実施例2] 実施例1における処理剤8を処理剤9に変更した他は実
施例1と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表1
に示す。Example 2 A test and evaluation were conducted in the same manner as in Example 1 except that the treating agent 8 in Example 1 was changed to the treating agent 9. The results are also shown in Table 1.
Shown in
【0112】[実施例3] 実施例1における処理剤1を処理剤2に変更した他は実
施例1と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表1
に示す。Example 3 A test and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the treating agent 1 in Example 1 was changed to the treating agent 2. The results are also shown in Table 1.
Shown in
【0113】[実施例4] 実施例1における処理剤1を処理剤3に変更した他は実
施例1と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表1
に示す。Example 4 A test and evaluation were conducted in the same manner as in Example 1 except that the treating agent 1 in Example 1 was changed to the treating agent 3. The results are also shown in Table 1.
Shown in
【0114】[実施例5] 10cm×10cm(厚さ3mm)のガラス板を処理剤
8の溶液を5cm/分なる速度で引き上げ室温で乾燥し
た。この試験片を処理剤4の溶液に浸漬させ、5cm/
分なる速度で引き上げ室温で乾燥しサンプル試験片を作
成した。この試験片を評価した結果を表1に示す。Example 5 A glass plate of 10 cm × 10 cm (thickness: 3 mm) was pulled up at a rate of 5 cm / min with a solution of the treating agent 8 and dried at room temperature. This test piece was immersed in the solution of the treatment agent 4 and was
The sample was pulled up at a different speed and dried at room temperature to prepare a sample test piece. Table 1 shows the results of evaluating the test pieces.
【0115】[参考例1] 実施例5における処理剤4を処理剤5に変更した他は実
施例1と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表1
に示す。 Reference Example 1 A test and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the treating agent 4 in Example 5 was changed to the treating agent 5. The results are also shown in Table 1.
Shown in
【0116】[0116]
【0117】[実施例8] 実施例5における処理剤4を処理剤7に変更した他は実
施例1と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表1
に示す。Example 8 A test and evaluation were conducted in the same manner as in Example 1 except that the treating agent 4 in Example 5 was changed to the treating agent 7. The results are also shown in Table 1.
Shown in
【0118】[比較例1] 10cm×10cm(厚さ3mm)のガラス板を処理剤
1の溶液に浸漬させ、5cm/分なる速度で引き上げ、
200℃、30分間加熱し、サンプル試験片を作成し
た。この試験片を評価した結果を表1に示す。Comparative Example 1 A glass plate having a size of 10 cm × 10 cm (thickness: 3 mm) was immersed in the solution of the treating agent 1 and pulled up at a speed of 5 cm / min.
The sample was heated at 200 ° C. for 30 minutes to prepare a sample test piece. Table 1 shows the results of evaluating the test pieces.
【0119】[比較例2] 10cm×10cm(厚さ3mm)のガラス板を処理剤
5の溶液に浸漬させ、5cm/分なる速度で引き上げ、
室温で乾燥しサンプル試験片を作成した。この試験片を
評価した結果を表1に示す。Comparative Example 2 A glass plate of 10 cm × 10 cm (thickness: 3 mm) was immersed in a solution of the treating agent 5 and pulled up at a speed of 5 cm / min.
The sample was dried at room temperature to prepare a sample test piece. Table 1 shows the results of evaluating the test pieces.
【0120】[比較例3] 10cm×10cm(厚さ3mm)のガラス板を処理剤
8の溶液に浸漬させ、5cm/分なる速度で引き上げ、
室温で乾燥しサンプル試験片を作成した。この試験片を
評価した結果を表1に示す。Comparative Example 3 A glass plate having a size of 10 cm × 10 cm (thickness: 3 mm) was immersed in a solution of the treating agent 8 and pulled up at a speed of 5 cm / min.
The sample was dried at room temperature to prepare a sample test piece. Table 1 shows the results of evaluating the test pieces.
【0121】[0121]
【表1】 [Table 1]
【0122】[実施例9] 実施例5で作成した試験片を表2に示す薬品に24時間
浸漬し、取り出して直ちに洗浄した後、この試験片の外
観変化および水滴除去性を確認した。その結果を表2に
示す。Example 9 The test piece prepared in Example 5 was immersed in the chemicals shown in Table 2 for 24 hours, taken out and washed immediately, and the change in appearance and the removability of water droplets of this test piece were confirmed. Table 2 shows the results.
【0123】[0123]
【表2】 [Table 2]
【0124】[実施例10] 実施例1で作成した試験片を表3に示す薬品に24時間
浸漬し、取り出して直ちに洗浄した後、この試験片の外
観変化および水滴除去性を確認した。その結果を表3に
示す。Example 10 The test piece prepared in Example 1 was immersed in the chemicals shown in Table 3 for 24 hours, taken out and washed immediately, and then the appearance change and the water droplet removability of this test piece were confirmed. Table 3 shows the results.
【0125】[0125]
【表3】 [Table 3]
【0126】[実施例11] 実施例5の方法で自動車用フロント合わせガラスの表面
に塗布し、被膜を形成した。得られたフロント合わせガ
ラスを自動車のフロントに装着した。この自動車を日中
4時間の走行テストを1ケ月間行い、日毎にフロント表
面への汚れ、ほこりの付着状態、また、雨天時において
は水滴の付着状態を肉眼で観察した。Example 11 A coating was formed on the surface of a front laminated glass for an automobile by the method of Example 5. The obtained front laminated glass was mounted on the front of a car. The automobile was subjected to a running test for four hours during the day for one month, and the state of dirt and dust on the front surface and the state of water droplets on rainy days were visually observed every day.
【0127】その結果、汚れ、ほこりの付着、水滴の付
着による水垢の発生は全く見られず、まれにそれらの発
生が認められてもティッシュペーパーで軽く拭くことに
より容易に除去された。また、雨天時には、表面の水滴
がはじかれ走行による風圧との相互作用によってすみや
かに移動してしまい、ワイパーを使用することなく視野
が確保された。さらに未処理のフロント合わせガラスに
付着している水滴が氷結する、または空気中の水分が凝
縮してフロントガラスに氷結するような環境下(0℃〜
−5℃)での走行テストにおいてフロントガラスでの氷
結は全くみられなかった。As a result, generation of dirt, dust, and scale due to the adhesion of water droplets was not observed at all, and even if such generation was recognized in rare cases, it was easily removed by gently wiping with tissue paper. Also, in rainy weather, water droplets on the surface were repelled and moved promptly due to interaction with wind pressure caused by traveling, so that the field of view was secured without using a wiper. Further, in an environment where water droplets adhering to the untreated front laminated glass freeze or the moisture in the air condenses and freezes on the windshield (0 ° C.
In a running test at -5 ° C), no icing on the windshield was observed.
【0128】次いで更に厳しい低温環境下(−10℃〜
−15℃)ではフロントガラスでの氷結も認められた
が、その解凍も速く、未処理のフロントガラスに比して
著しい差があった。Next, under a more severe low temperature environment (-10 ° C.
At −15 ° C.), icing on the windshield was observed, but the thawing was fast and there was a marked difference compared to the untreated windshield.
【0129】[実施例12] 実施例11のフロント合わせガラスをサイドガラス、リ
アガラスに変更して走行試験をしたが実施例11と同様
の効果が確認できた。Example 12 A running test was conducted by changing the front laminated glass of Example 11 to side glass and rear glass. The same effect as in Example 11 was confirmed.
【0130】[実施例13] 実施例11のフロント合わせガラスをサイドミラーに変
更して走行試験をしたが実施例11と同様の効果が確認
できた。Example 13 A running test was performed by changing the front laminated glass of Example 11 to a side mirror. The same effect as in Example 11 was confirmed.
【0131】[実施例14] 既に常用して5年が経過した自動車のフロント合わせガ
ラスを炭酸カルシウムで研磨し、水洗し、1時間乾燥し
た。洗浄したフロント合わせガラスに処理剤9を綿布で
塗り広げた。10分乾燥後、今度は処理4を綿布で塗り
広げ、10分間乾燥した。この自動車を用いて実施例1
1と同様の走行試験を行ったが実施例12と同様の効果
が確認できた。Example 14 A front laminated glass of a car, which has been used for 5 years, was polished with calcium carbonate, washed with water, and dried for 1 hour. The treatment agent 9 was spread on the washed front laminated glass with a cotton cloth. After drying for 10 minutes, treatment 4 was spread with a cotton cloth and dried for 10 minutes. Example 1 using this car
A running test similar to that of Example 1 was performed, but the same effect as in Example 12 was confirmed.
【0132】[実施例15] 実施例5の方法で建築用窓ガラスの表面に塗布し、被膜
を形成した。かくして得られた窓ガラスを家に取り付け
た。この窓ガラス表面への汚れ、ほこりの付着状態、ま
た、雨天時においては水滴の付着状態を肉眼で観察し
た。Example 15 A coating was formed on the surface of an architectural window glass by the method of Example 5. The window glass thus obtained was attached to the house. The state of adhesion of dirt and dust on the surface of the window glass and the state of adhesion of water droplets in rainy weather were visually observed.
【0133】その結果、汚れ、ほこりの付着、水滴の付
着による水垢の発生は全く見られず、まれにそれらの発
生が認められてもティッシュペーパーで軽く拭くことに
より容易に除去された。また、雨天時には、表面の水滴
がはじかれ転落し、特に風の強い日には風圧との相互作
用によってすみやかに移動してしまい視野が確保され
た。さらに未処理の窓ガラスに付着している水滴が氷結
する、または空気中の水分が凝縮して窓ガラスに氷結す
るような環境下(0℃〜−5℃)でのテストにおいて窓
ガラスでの氷結は全くみられなかった。[0133] As a result, no generation of dirt, dust and adhesion of water droplets due to adhesion of water droplets was observed at all, and even if such generation was recognized in rare cases, it was easily removed by gently wiping with tissue paper. In addition, in rainy weather, water droplets on the surface were repelled and fell, and especially on a windy day, the water quickly moved due to the interaction with the wind pressure, and the field of view was secured. Further, in a test (0 ° C. to −5 ° C.) in an environment where water droplets attached to an untreated window glass freeze or water in the air condenses and freezes on the window glass, the temperature of the window glass is reduced. No freezing was seen.
【0134】次いで更に厳しい低温環境下(−10℃〜
−15℃)では窓ガラスでの氷結も認められたが、その
解凍も速く、未処理の窓ガラスに比して著しい差があっ
た。Then, under a more severe low temperature environment (-10 ° C.
At −15 ° C.), icing on the window glass was also observed, but the thawing was fast and there was a marked difference compared to the untreated window glass.
【0135】[0135]
【発明の効果】本発明の基材またはそれを装着した物品
は、実施例から明かなように優れた効果が認められる。
即ち、 1.水滴除去性に優れており、ほこり、汚れ、水滴の付
着、またはそれによる水垢の発生がなく、まれにそれら
の発生があっても容易に除去可能で水が誘発する悪影響
を遮断することができるし、洗浄の簡略化が図れる。 2.水滴除去性の持続性に優れ、半永久的にその状態を
維持する。The substrate of the present invention or the article provided with the substrate has excellent effects as is clear from the examples.
That is, 1. Excellent in removing water droplets, free of dust, dirt, water droplets, and scales caused by water droplets. In rare cases, they can be easily removed and block the adverse effects of water. In addition, cleaning can be simplified. 2. It has excellent durability of removing water droplets and maintains its state semipermanently.
【0136】3.耐薬品性に優れ、海岸線沿い、または
海水が直接触れる地域での応用も可能で、幅広い分野に
適用可能である。 4.特別な前処理を必要とせず、経済的効果も高い。特
に、常温処理でも水滴除去性の持続性は高いものであ
る。5.水滴除去性は輸送機器分野、建築・建装用分野
に最適なものである。[0136] 3. It has excellent chemical resistance and can be used along the coastline or in areas where seawater is in direct contact, and can be used in a wide range of fields. 4. No special pretreatment is required, and the economic effect is high. In particular, the durability of water droplet removal is high even at room temperature treatment. 5. The water droplet removal property is optimal for the transportation equipment field and the construction / building equipment field.
【0137】以上のような効果は従来の材料では期待で
きないものであり、これまで使用不可能であった分野に
までその適用範囲を拡大することが期待できる。The effects described above cannot be expected with conventional materials, and it is expected that the range of application can be extended to fields that have been unusable up to now.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−40254(JP,A) 特開 昭63−61057(JP,A) 特開 昭61−10043(JP,A) 特開 平4−325446(JP,A) 特開 平4−288349(JP,A) 特開 昭60−231442(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C03C 15/00 - 23/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-40254 (JP, A) JP-A-63-61057 (JP, A) JP-A-61-10043 (JP, A) JP-A-4- 325446 (JP, A) JP-A-4-288349 (JP, A) JP-A-60-231442 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35 / 00 C03C 15/00-23/00
Claims (5)
処理された基材であって、表面処理層の最外層である第
1層が水に対する接触角値が70度以上である表面を形
成しうる下記化合物(I)で処理して得られる層であ
り、最外層に接する下層である第2層がポリフルオロ有
機基を有しないイソシアネートシラン化合物(II)で
処理して得られる層であることを特徴とする表面処理さ
れた基材。化合物(I):イソシアネート基または加水分解性基が
結合したケイ素原子を少なくとも1個有し、かつ、少な
くとも1個のポリフルオロ有機基を有する反応性シラン
化合物。 1. A surface-treated substrate having at least two surface treatment layers, wherein a first layer, which is the outermost layer of the surface treatment layers, forms a surface having a contact angle value with water of 70 ° or more. the following compounds which may be a layer obtained by treatment with (I), second layer polyfluoro organic is a lower layer in contact with the outermost layer
A surface-treated substrate, which is a layer obtained by treating with an isocyanate silane compound (II) having no organic group. Compound (I): an isocyanate group or a hydrolyzable group
Having at least one bonded silicon atom,
Reactive silane having at least one polyfluoro organic group
Compound.
(B)で表される反応性シラン化合物のうち、その有機
基の少なくとも1個がポリフルオロ有機基である反応性
シラン化合物である、請求項1に記載の基材。 (A)(Z)3-a-b(R1)a(R2)bSI-Y-SI(R3)c(R4)d(Z)3-c-d ただし、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素原子
または炭素数1〜21の有機基、Yは2価の有機基、Z
はイソシアネート基または加水分解性基、a、bはそれ
ぞれ独立に0、1または2であって0≦a+b≦2を満
たす整数、およびc、dはそれぞれ独立に0、1または
2であって0≦c+d≦2を満たす整数を表す。 (B)(R5)e(R6)g(R7)hSI(Z)4-e-g-h ただし、R5、R6、R7はそれぞれ独立に水素原子また
は炭素数1〜21の有機基(ただし少なくとも1個は有
機基)、Zはイソシアネート基または加水分解性基、お
よびe、g、hはそれぞれ独立に0、1または2であっ
て1≦e+g+h≦3を満たす整数を表す。2. A reactive silane compound, wherein the compound (I) is a reactive silane compound represented by the following formula (A) or (B), wherein at least one of its organic groups is a polyfluoro organic group: The substrate according to claim 1, which is: (A) (Z) 3-ab (R 1 ) a (R 2 ) b SI-Y-SI (R 3 ) c (R 4 ) d (Z) 3-cd where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 21 carbon atoms, Y is a divalent organic group, Z
Is an isocyanate group or a hydrolysable group, a and b are each independently 0, 1 or 2, and an integer satisfying 0 ≦ a + b ≦ 2, and c and d are each independently 0, 1 or 2 and 0 Represents an integer satisfying ≦ c + d ≦ 2. (B) (R 5 ) e (R 6 ) g (R 7 ) h SI (Z) 4-egh , wherein R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 21 carbon atoms. (However, at least one is an organic group), Z is an isocyanate group or a hydrolyzable group, and e, g, and h are each independently 0, 1, or 2, and represent an integer satisfying 1 ≦ e + g + h ≦ 3.
ートシラン化合物(II)が、1〜3個のイソシアネー
ト基が結合したケイ素原子を少なくとも1個有する有機
化合物、またはテトライソシアネートシランである、請
求項1または2に記載の基材。3. The isocyanate silane compound (II) having no polyfluoro organic group is an organic compound having at least one silicon atom to which 1 to 3 isocyanate groups are bonded, or tetraisocyanate silane. a substrate according to claim 1 or 2.
ートシラン化合物(II)が、テトライソシアネートシ
ラン、または下記式(A)もしくは式(B)で表される
反応性シラン化合物のうちそのZの少なくとも1個がイ
ソシアネート基であるイソシアネートシラン化合物であ
る、請求項1、2または3に記載の基材。 (A)(Z)3-a-b(R1)a(R2)bSI-Y-SI(R3)c(R4)d(Z)3-c-d ただし、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素原子
または炭素数1〜21の有機基、Yは2価の有機基、Z
はイソシアネート基または加水分解性基、a、bはそれ
ぞれ独立に0、1または2であって0≦a+b≦2を満
たす整数、およびc、dはそれぞれ独立に0、1または
2であって0≦c+d≦2を満たす整数を表す。 (B)(R5)e(R6)g(R7)hSI(Z)4-e-g-h ただし、R5、R6、R7はそれぞれ独立に水素原子また
は炭素数1〜21の有機基(ただし少なくとも1個は有
機基)、Zはイソシアネート基または加水分解性基、お
よびe、g、hはそれぞれ独立に0、1または2であっ
て1≦e+g+h≦3を満たす整数を表す。4. The isocyanate silane compound (II) having no polyfluoro organic group is tetraisocyanate silane or a reactive silane compound represented by the following formula (A) or (B): The substrate according to claim 1 , wherein at least one of Z is an isocyanate silane compound having an isocyanate group. (A) (Z) 3-ab (R 1 ) a (R 2 ) b SI-Y-SI (R 3 ) c (R 4 ) d (Z) 3-cd where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 21 carbon atoms, Y is a divalent organic group, Z
Is an isocyanate group or a hydrolysable group, a and b are each independently 0, 1 or 2, and an integer satisfying 0 ≦ a + b ≦ 2, and c and d are each independently 0, 1 or 2 and 0 Represents an integer satisfying ≦ c + d ≦ 2. (B) (R 5 ) e (R 6 ) g (R 7 ) h SI (Z) 4-egh , wherein R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 21 carbon atoms. (However, at least one is an organic group), Z is an isocyanate group or a hydrolyzable group, and e, g, and h are each independently 0, 1, or 2, and represent an integer satisfying 1 ≦ e + g + h ≦ 3.
ロキサンとを含む組成物で処理して得られる層である、
請求項1、2、3または4に記載の基材。 5. The first layer is a layer obtained by treating with a composition containing the compound (I) and an organopolysiloxane.
The substrate according to claim 1 , 2, 3, or 4 .
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