JP3773464B2 - Water repellent treatment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撥水処理剤、詳しくは、自動車のサイドミラーの表面処理などに用いられる撥水処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、水に対して著しい撥水性を示す超撥水性の塗料が各種提案されており、例えば、特開平11−29722号公報には、無機または有機の微粒子、カップリング剤、バインダ樹脂および溶剤を含有する撥水性塗料が、接触角140°以上の超撥水性を示し、このような超撥水性塗料を、例えば、各種のアンテナやケーブルなどの屋外に設置される構造物に塗布すれば、その優れた超撥水性により、水濡れ、汚れ、腐食、さらには、氷雪の付着を防止できることが記載されている。
【0003】
一方、例えば、自動車のサイドミラーなどにおいても、雨水の付着を防止するために、ミラーの表面を撥水処理剤で処理することが知られており、このような撥水処理剤についても、上記したような超撥水性を示す撥水処理剤の開発が要望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、特開平11−29722号公報に記載される超撥水性の塗料によってミラーの表面を処理しても、超撥水性を実現することは困難であり、また、ミラーの表面の透明性が低下してしまうため、上記した超撥水性の塗料を、このような用途に用いることは不適当である。
【0005】
すなわち、自動車のサイドミラーなどは、そもそも安全確認のために設置されるものであって、ミラーの表面に厚い塗膜を形成しても、超撥水性を実現することは困難であり、かつ、少しでも透明性を低下させると、却ってミラー本来の機能を阻害して、安全性に大きな影響を及ぼしてしまう不具合がある。
【0006】
そこで、本発明は、このような不具合に鑑みなされたもので、その目的とするところは、優れた撥水性を付与することができ、かつ、十分な透明性を確保することのできる、撥水処理剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撥水処理剤は、1次平均粒子径が10nm未満の無機または有機の微粒子、カップリング剤、酸、樹脂および溶剤を含有し、少なくとも、無機または有機の微粒子が超音波または高速乱流エネルギにより分散されている状態で、カップリング剤が配合されており、50nm以下の2次平均粒子径として得られる撥水処理剤であって、樹脂が、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、酢酸ビニル樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂であり、カップリング剤が、一般式(1)で示されるフルオロアルキルシラン化合物であり、
YRSiX (1)
(式中、Yは炭素数2〜12のフッ素化アルキル基を、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を、Xは、同一または相異なって、炭素数1〜4のアルコキシ基、塩素原子または炭素数1〜4のアルキル基のいずれかを示す。但し、Xは、すべてがアルキル基である場合を除く。)無機または有機の微粒子の配合量が、撥水処理剤中、0.3〜5重量%であり、
カップリング剤の配合量が、撥水処理剤中、無機または有機の微粒子が予め疎水処理がなされている場合には、0.00001〜0.1重量%であり、無機または有機の微粒子が予め疎水処理がなされていない場合には、0.2〜4重量%であり、樹脂の配合量が、撥水処理剤中、0.001〜0.1重量%であり、波長600nmでの光透過率が70%以上要求される部材の表面処理に用いられることを特徴としている。
【0008】
また、本発明の撥水処理剤は、樹脂が、シリコーン−アクリル系樹脂であることが好ましい。
【0009】
また、本発明の撥水処理剤は、酸の配合量が、撥水処理剤中、0.00001〜0.1重量%であることが好ましい。
【0012】
そして、本発明の撥水処理剤は、ミラーの表面処理に、好ましく用いることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の撥水処理剤は、1次平均粒子径が10nm未満の無機または有機の微粒子、カップリング剤、酸、樹脂および溶剤を含有している。
【0014】
微粒子としては、特に制限されず、無機微粒子および有機微粒子が挙げられる。無機微粒子としては、例えば、超微粒子状無水シリカ、シラス、石英ガラスなどのケイ酸系微粒子、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの金属系微粒子などが挙げられる。また、有機微粒子としては、例えば、ポリメタクリル酸メチルなど架橋重合体などが挙げられる。
【0015】
これら微粒子は、単独または複数併用して用いることができ、好ましくは、超微粒子状無水シリカが用いられる。
【0016】
さらに、超微粒子状無水シリカのなかでも、予め表面に疎水処理がなされているものが好ましく用いられる。そのような予め疎水処理がなされた超微粒子状無水シリカは、市販品として、例えば、アエロジルR976S、アエロジルR812、RY300、RX300、R812S、R976(以上、日本アエロジル(株)社製)などが挙げられる。予め疎水処理がなされた超微粒子状無水シリカを用いることで、予め疎水処理がなされていない親水性のシリカ(表面にOH基を有するシリカ)を用いるよりも、分散性がよく、作業性および経済性の向上を図ることができる。
【0017】
また、微粒子は、その1次平均粒子径が、10nm未満、好ましくは、5〜8nmである。1次平均粒子径が10nm以上であると、透明性が低下してしまい、視界不良など、透明性を確保できる撥水処理剤として用いることができない。
【0018】
なお、1次平均粒子径とは、凝集状態にある見掛けの粒子径ではなく、その凝集状態における微粒子群中の1つ1つの1次粒子の平均粒子径を意味する。すなわち、微粒子は、実際には、複数の1次粒子が凝集して(つまり、互いにくっつき合って)、見掛け上、粉体を形成しているが、1次平均粒子径とは、そのような粉体の見掛けの粒子径ではなく、粉体を形成する1つ1つの1次粒子の平均粒子径を意味する。このような1次平均粒子径は、粒子が小さいために、その粒子径を確認するには、電子顕微鏡観察が唯一の直接的方法となっており、具体的には、例えば、電子顕微鏡観察によって得られる観察像を、パーソナルコンピュータに読み込み、コンピューターノギスによって、3000個以上の粒子を測定し、その平均径を求めることにより算出することができる。
【0019】
カップリング剤としては、特に制限されず、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などが挙げられ、好ましくは、フッ素系シランカップリング剤が用いられる。フッ素系シランカップリング剤を用いることにより、その他のカップリング剤を用いるよりも、水玉の接触角を向上させることができる。
【0020】
フッ素系シランカップリング剤としては、例えば、一般式(1)で示されるフルオロアルキルシラン化合物が挙げられる。
【0021】
YRSiX3 (1)
(式中、Yは炭素数〜12のフッ素化アルキル基を、Rは炭素数〜4のアルキレン基を、Xは、同一または相異なって、炭素数1〜4のアルコキシ基、塩素原子または炭素数1〜4のアルキル基のいずれかを示す。但し、Xは、すべてがアルキル基である場合を除く。)より具体的には、例えば、CF3CF2CH2CH2Si(OC37) 3、CF3 (CF2)2CH2CH2Si(OC3) 3、CF3(CF2) 4CH2CH2Si(OC25)3、CF3 (CF2)4CH2CH2SiCH3(OC25) 2、CF3 (CF2)4CH2CH2SiCH3 (OC3)2、CF3 (CF2) 5CH2CH2Si(OC25)3、CF3 (CF2) 5CH2CH2SiCH3(OC3) 2、CF3 (CF2)7CH2CH2Si(OC25)3、CF3 (CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3、CF3 (CF2)7CH2CH2SiCH3(OC3) 2などのパーフルオロアルキルアルキレンアルコキシシラン化合物が挙げられる。
【0022】
これらカップリング剤は、単独または複数併用して用いることができる。
【0023】
酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、例えば、酢酸、ギ酸などの有機酸などが挙げられる。これら酸は、単独または複数併用して用いることができる。酸を用いることにより、カップリング剤の加水分解を促進して、微粒子とカップリング剤との強固な結合を形成させることができる。
【0024】
溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコール類などが挙げられる。これら溶媒は、単独または複数併用して用いることができ、好ましくは、アルコール類が用いられる。
【0025】
また、本発明の撥水処理剤は、さらに、樹脂を含有する。樹脂としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、酢酸ビニル樹脂から選択される
【0026】
これら樹脂は、単独または複数併用して用いることができ、好ましくは、アクリル樹脂が用いられる。さらに、アクリル樹脂のなかでも、シリコーン−アクリル系樹脂が好ましく用いられる。そのようなシリコーン−アクリル系樹脂は、市販品として、例えば、KP541、KP543、KP545(以上、信越化学工業(株)社製)、コーポニール1815L(日本合成(株)社製)、サイマックUS−413(東亜合成(株)社製)などが挙げられる。
【0027】
アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、酢酸ビニル樹脂を用いることで、微粒子の定着性が向上し、撥水処理剤としての耐久性を向上させることができる。さらに、これら樹脂の中でも、特にシリコーン−アクリル系樹脂を用いることにより、撥水処理剤の透明性を低下させることなく、微粒子を強固に定着させ、耐久性を向上させることができる。
【0028】
そして、本発明の撥水処理剤を得るには、微粒子、カップリング剤、酸、溶剤および樹脂を、適宜配合すればよいが、少なくとも、微粒子を超音波または高速乱流エネルギにより分散させた状態において、カップリング剤が配合されていることが必要とされる。
【0029】
すなわち、例えば、微粒子の分散前にカップリング剤を配合し、その後、乾燥などによって過剰のカップリング剤を除去した後に、微粒子を超音波または高速乱流エネルギにより分散させると、分散時に微粒子が粉砕され、バージン面が露出するが、その露出されたバージン面がシランカップリング剤によって処理されず、その結果、微粒子において、シランカップリング剤によって処理されない表面が増加して、撥水性を発現させることができなくなる。また、シランカップリング剤によって処理されない表面が残存すると、例えば、経時的に未処理の表面同士に水素結合を生じて、せっかく分散したにもかかわらず、分散液中で再凝集してしまう場合がある。
【0030】
しかるに、微粒子を超音波または高速乱流エネルギにより分散させた状態において、カップリング剤が配合されていれば、粉砕によって露出したバージン面も、カップリング剤によって処理されるので、微粒子を良好に分散させつつ、優れた撥水性を発現させることができる。
【0031】
このような調製は、特に限定されないが、より具体的には、例えば、微粒子、カップリング剤、酸、溶剤および樹脂を同時に配合して、これらを超音波または高速乱流エネルギによって分散させるか、あるいは、例えば、微粒子および溶剤を同時に配合して、これらを超音波または高速乱流エネルギによって分散させた後、カップリング剤、酸および樹脂を、この分散液に配合する。
【0032】
各成分の配合割合は、得られる撥水処理剤に対して、微粒子が0.3〜5重量%、好ましくは、0.5〜4重量%、カップリング剤が、微粒子が予め疎水処理がなされている場合には、0.00001〜0.1重量%、好ましくは、0.0001〜0.05重量%、微粒子が予め疎水処理がなされていない場合には、0.2〜4重量%、好ましくは、0.5〜2重量%、酸が0.00001〜0.1重量%、好ましくは、0.0001〜0.05重量%、樹脂が0.001〜0.1重量%、好ましくは、0.001〜0.05重量%であり、その残量が溶媒となるように、適宜選択される。
【0033】
微粒子が0.3重量%より少ないと、処理対象物に微粒子を被覆できず、優れた撥水性を発現させることができない場合があり、また、5重量%より多いと、処理対象物に過剰に微粒子を被覆してしまい、透明性が低下して、例えば、処理対象物がミラーである場合には、ミラーの表面に映し出される像が見にくくなる場合がある。
【0034】
カップリング剤が、微粒子が予め疎水処理がなされている場合において0.00001重量%より少ないか、あるいは、微粒子が予め疎水処理がなされていない場合において0.2重量%より少ないと、微粒子の表面処理のためのカップリング剤の量が不足して、微粒子に十分な撥水性を付与することができない場合があり、また、微粒子が予め疎水処理がなされている場合において0.1重量%より多いか、あるいは、微粒子が予め疎水処理がなされていない場合において4重量%より多いと、微粒子の表面処理に寄与しないフリーのカップリング剤が過剰に残存してしまい、例えば、処理対象物がミラーである場合には、ミラーの表面を処理した時に、ミラー(ガラス)の表面上のOH基とフリーのカップリング剤が反応してしまい、そのカップリング剤がミラーの表面に付着して、ミラーの表面が弱い撥水状態になる場合がある。そのような場合には、そのミラーの表面を撥水処理剤によって再処理した時に、撥水処理剤を均一に塗布できなくなってしまう場合がある。
【0035】
超音波によって分散させる場合には、例えば、出力50〜800W程度の仕様を備える超音波分散機を用いて、例えば、5分〜24時間、好ましくは、10分〜8時間混合分散させればよい。
【0036】
また、高速乱流エネルギにより分散させる場合には、例えば、特開平11−29722号公報に記載されるように、高速乱流エネルギ用の混合装置を用いて、数百μmの穴のあいたジェネレータに注入し、高圧を加えることによって乱流を生じさせて、これによって、混合分散させればよい。
【0037】
このような超音波または高速乱流エネルギにより分散させることで、得られる撥水処理剤の2次平均粒子径および頻度分布の半値幅を小さくすることができる。
【0038】
なお、本発明の撥水処理剤には、優れた撥水性および透明性を阻害しない範囲において、通常添加される、例えば、粘度調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防錆剤、香料、着色剤などの添加剤を適宜配合してもよい。
【0039】
そして、このようにして得られる本発明の撥水処理剤は、その2次平均粒子径が、50nm以下、好ましくは、10〜30nmで、さらに好ましくは、その頻度分布の半値幅が、20nm以下、さらには、2〜15nmの微粒子の分散体として調製される。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径が、50nmを超えると、透明性が低下して、水との接触性も低下する。
【0040】
なお、この2次平均粒子径は、上記した1次平均粒子径と異なり、分散後の微粒子の凝集状態(見掛け)の平均粒子径であって、例えば、光子相関法(PCS)、装置としては、シスメック(株)社製ゼータサンザーシリーズ3000HSなどによって測定することができる。
【0041】
また、得られた撥水処理剤の頻度分布の半値幅が、20nmを超えると、例えば、処理対象物がミラーである場合には、ミラーの表面を処理した時に、均一な膜厚を得ることができず、透明性が低下する場合がある。なお、この分散粒度の半値幅も、2次平均粒子径と同様に、例えば、光子相関法(PCS)、装置としては、シスメック(株)社製ゼータサンザーシリーズ3000HSによって測定することができる。
【0042】
そして、本発明の撥水処理剤は、このように、2次平均粒子径が小さく、また、好ましくは、頻度分布の半値幅が小さく、粒子径が比較的揃っているため、処理対象物に対して、例えば、接触角が140°以上、さらには、150°以上の超撥水性を付与することができ、しかも、例えば、測定波長600nmにおける光透過率が、70%以上、さらには、80%以上、とりわけ、90%以上の十分な透明性を確保することができる。
【0043】
そのため、本発明の撥水処理剤は、雨水のかかる屋外で用いられ、安全のために優れた透明性(光透過率が70%以上)が要求される部材、例えば、自動車のサイドミラー、路上のカーブミラーなどの表面を処理し、雨水の付着を防止するための撥水処理剤として、好適に用いることができる。
【0044】
【実施例】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例および比較例に何ら限定されるものではない。
【0045】
1)実施例および比較例の調製
実施例1
アエロジルR976S 2.0重量%
CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OC37)2 0.005重量%
98%硫酸 0.1重量%
ビニロールS 0.05重量%
イソプロピルアルコール 97.845重量%
上記の組成において、アエロジルR976S(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)、CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OC37)2、98%硫酸、ビニロールS(酢酸ビニル樹脂、昭和高分子(株)社製)を、イソプロピルアルコール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、30分間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は、40nm、頻度分布の半値幅は、15nmであった。
【0046】
実施例2
アエロジルR812 4.0重量%
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3 0.0002重量%
99%酢酸 0.0001重量%
KP−545 0.1重量%
エタノール 95.8997重量%
上記の組成において、アエロジルR812(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3、99%酢酸、KP−545(シリコーン−アクリル系樹脂、信越化学工業(株)社製)を、エタノール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、1時間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は、30nm、頻度分布の半値幅は、12nmであった。
【0047】
実施例3
アエロジルRY300 1.0重量%
イソプロピルアルコール 25.0重量%
エタノール 63.917重量%
エチレングリコール 10.0重量%
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3 0.03重量%
99%ギ酸 0.05重量%
KP−543 0.003重量%
上記の組成において、アエロジルRY300(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)を、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール中に配合して、これを超音波分散機(SMT COMPANY製、ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH−600S、出力600W)を用いて、40分間混合分散した。この分散液に、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3、99%ギ酸、KP−543(シリコーン−アクリル系樹脂 信越化学工業(株)社製)を配合し、よく攪拌して撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は20nm、半値幅は8nmであった。
【0048】
実施例4
アエロジル380 0.5重量%
エタノール 30.0重量%
イソプロピルアルコール 68.88重量%
CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC37)2 0.5重量%
99%酢酸 0.08重量%
KP−543 0.01重量%
コーポニール1815L 0.03重量%
上記の組成において、アエロジル380(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理なし)を、エタノール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、1時間混合分散した。この分散液に、イソプロピルアルコール、CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC37)2、99%酢酸、KP−543(シリコーン−アクリル系樹脂 信越化学工業(株)社製)、コーポニール1815L(シリコーン−アクリル系樹脂 日本合成(株)社製)を配合し、よく攪拌して撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は35nm、半値幅は14nmであった。
【0049】
実施例5
アエロジルRY300 0.8重量%
エタノール 99.09重量%
CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC37)2 0.04重量%
99%ギ酸 0.06重量%
コーポニール1815L 0.01重量%
上記の組成において、アエロジルRY300(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)をエタノール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、50分間混合分散した。この分散液に、CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC37)2、99%ギ酸、コーポニール1815L(シリコーン−アクリル系樹脂 日本合成(株)社製)を配合し、よく攪拌して撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は38nm、半値幅は19nmであった。
【0050】
比較例1
ニップシル E−743 8.0重量%
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3 0.08重量%
98%硫酸 0.03重量%
KP−545 0.1重量%
イソプロピルアルコール 63.79重量%
エチレングリコール 28.0重量%
上記の組成において、ニップシル E−743(日本シリカ工業(株)社製、1次平均粒子径70〜80nm、表面疎水処理なし)、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3、98%硫酸、KP−545(シリコーン−アクリル系樹脂 信越化学工業(株)社製)を、イソプロピルアルコール、エチレングリコール中に配合して、これを超音波分散機(SMT COMPANY製、ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH−600S、出力600W)を用いて、50分間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は350nm、半値幅は240nmであった。
【0051】
比較例2
アエロジルRY300 0.8重量%
エタノール 99.13重量%
KF96 500cs 1.0重量%
99%ギ酸 0.06重量%
コーポニール1815L 0.01重量%
上記の組成において、アエロジルRY300(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)をエタノール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、50分間混合分散した。この分散液に、KF96 500cs(シリコーンオイル、信越化学工業(株)社製)、99%ギ酸、コーポニール1815Lを配合し、よく攪拌して撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は38nm、半値幅は19nmであった。
【0052】
比較例3
アエロジル50 2.0重量%
CF3(CF2)2CH2CH2Si(OC37)3 1.0重量%
99%酢酸 0.04重量%
サイマックUS−413 0.08重量%
イソプロピルアルコール 81.88重量%
エチレングリコール 15.0重量%
上記の組成において、アエロジル50(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径30nm、表面疎水処理なし)、CF3(CF2)2CH2CH2Si(OC37)3、99%酢酸、サイマックUS−413(シリコーン−アクリル系樹脂 東亜合成(株)社製)を、イソプロピルアルコール、エチレングリコール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて、50分間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は68nm、半値幅は70nmであった。
【0053】
比較例4
アエロジルR976S 3.0重量%
99%ギ酸 0.09重量%
KP−545 0.09重量%
エタノール 76.82重量%
イソプロピルアルコール 20.0重量%
上記の組成において、アエロジルR−976S(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)、99%ギ酸、KP−545(シリコーン−アクリル系樹脂 信越化学工業(株)社製)を、エタノール、イソプロピルアルコール中に配合して、これを超音波分散機(日本精機製作所社製 F−5型、出力150W)を用いて40分間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は55nm、半値幅は30nmであった。
【0054】
比較例5
アエロジルRY300 2.5重量%
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3 0.1重量%
イソプロピルアルコール 97.25重量%
99%酢酸 0.09重量%
サイマックUS−413 0.06重量%
上記の組成において、アエロジルRY300(日本アエロジル(株)社製、1次平均粒子径7nm、表面疎水処理)、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC25)3、99%酢酸、サイマックUS−413(シリコーン−アクリル系樹脂 東亜合成(株)社製)を、イソプロピルアルコール中に配合して、流星ミルSH−3型(FRITSCH社製 回転速度740min−1)を用いて、35分間混合分散し、撥水処理剤を得た。得られた撥水処理剤の2次平均粒子径は525nm、半値幅は320nmであった。
【0055】
2)評価
接触角試験
各実施例および各比較例を、垂直に配置した15cm×15cmの鏡にフィンガースプレーで均一に塗布し、30分間乾燥した。その後、接触角計(協和界面化学社製CA−S150型)を用いて接触角を測定し、初期接触角とした。
【0056】
各実施例および各比較例を塗布した鏡を、45度に傾け10cmの高さから0.05gの水滴を同じ場所に落とし、160滴落とした後の接触角を測定し、耐久接触角とした。その結果を表1に示す。なお、表1中の評価は次の通りとした。
【0057】
接触角が150度以上のもの ◎
接触角が140度以上150度未満のもの ○
接触角が130度以上140度未満のもの △
接触角が130度未満のもの ×
透明性試験
各実施例および各比較例を、垂直に配置した15cm×15cmの鏡にフィンガースプレーで均一に塗布し、30分間乾燥した。その後、鏡の透明性を調べた。その結果を表1に示す。なお、表1中の評価は次の通りとした。
【0058】
塗布面が白くならず未塗布部分と変化なく像が見えるもの ◎
塗布面がわずかに白く未塗布部分と比較してわずかに像が見えにくいもの ○
塗布面がかなり白く未塗布部分と比較して像がかなり見えにくいもの △
塗布面が明らかに白く像が見えないもの ×
安定性試験
各実施例および各比較例を、1時間室温で静置後および1ヶ月間室温で静置後、それぞれについて波長600nmでの透過率を、島津製作所社製UV−2400PCを用いて測定し、分散安定性を調べた。その結果を表1に示す。なお、表1中の評価は次の通りとした。
【0059】
透過率90%以上 ◎
透過率80%以上90%未満 ○
透過率70%以上80%未満 △
透過率70%未満 ×
【0060】
【表1】

Figure 0003773464
【発明の効果】
本発明の撥水処理剤によれば、処理対象物に対して超撥水性を付与することができ、しかも、十分な透明性を確保することができる。そのため、本発明の撥水処理剤は、雨水のかかる屋外で用いられ、安全のために優れた透明性(光透過率が70%以上)が要求される部材、例えば、自動車のサイドミラー、路上のカーブミラーなどの表面を処理し、雨水の付着を防止するための撥水処理剤として、好適に用いることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water repellent treatment agent, and more particularly to a water repellent treatment agent used for surface treatment of a side mirror of an automobile.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various super-water-repellent paints exhibiting remarkable water repellency against water have been proposed. For example, JP-A-11-29722 discloses inorganic or organic fine particles, a coupling agent, a binder resin, and a solvent. The contained water-repellent paint exhibits a super-water-repellent property with a contact angle of 140 ° or more. For example, if such a super-water-repellent paint is applied to structures installed outdoors such as various antennas and cables, It is described that excellent super water repellency can prevent water wetting, dirt, corrosion, and ice / snow adhesion.
[0003]
On the other hand, for example, in a side mirror of an automobile, it is known to treat the surface of the mirror with a water repellent treatment agent in order to prevent the attachment of rainwater. Development of a water repellent treatment agent exhibiting such super water repellency has been desired.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, even if the surface of the mirror is treated with a super water-repellent coating described in JP-A-11-29722, it is difficult to achieve super water repellency, and the mirror surface is transparent. Therefore, it is unsuitable to use the above super-water-repellent paint for such applications.
[0005]
In other words, automobile side mirrors are originally installed for safety confirmation, and even if a thick coating film is formed on the surface of the mirror, it is difficult to achieve super water repellency, and If the transparency is lowered even a little, the original function of the mirror is disturbed and the safety is greatly affected.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide water repellency that can provide excellent water repellency and can ensure sufficient transparency. It is to provide a treatment agent.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the water repellent treatment agent of the present invention comprises:It contains inorganic or organic fine particles having a primary average particle size of less than 10 nm, a coupling agent, an acid, a resin, and a solvent, and at least the inorganic or organic fine particles are dispersed by ultrasonic waves or high-speed turbulent energy. , A water repellent treatment agent that contains a coupling agent and is obtained as a secondary average particle diameter of 50 nm or less, and the resin is an acrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, It is at least one resin selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyurethane resin, an acrylic-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, and a vinyl acetate resin, and the coupling agent is a fluoro represented by the general formula (1) An alkylsilane compound,
YRSiX 3 (1)
Wherein Y is a fluorinated alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, R is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, X is the same or different, and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a chlorine atom Or any one of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, except that X is an all alkyl group.) The amount of inorganic or organic fine particles is 0.3 in the water repellent treatment agent. ~ 5% by weight,
The amount of the coupling agent is 0.00001 to 0.1% by weight when the inorganic or organic fine particles are previously subjected to hydrophobic treatment in the water-repellent treatment agent. When the hydrophobic treatment is not performed, the amount is 0.2 to 4% by weight, the amount of the resin is 0.001 to 0.1% by weight in the water-repellent treatment agent, and light is transmitted at a wavelength of 600 nm. Used for the surface treatment of members that require a rate of 70% or moreIt is characterized by.
[0008]
  The water repellent treatment agent of the present invention isThe resin is a silicone-acrylic resinIt is preferable.
[0009]
  The water repellent treatment agent of the present invention isThe amount of the acid is 0.00001 to 0.1% by weight in the water repellent treatment agent.It is preferable.
[0012]
And the water repellent agent of this invention can be preferably used for the surface treatment of a mirror.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The water repellent treatment agent of the present invention comprises inorganic or organic fine particles having a primary average particle size of less than 10 nm, a coupling agent, an acid,resinAnd contains a solvent.
[0014]
The fine particles are not particularly limited, and include inorganic fine particles and organic fine particles. Examples of the inorganic fine particles include silica fine particles such as ultrafine anhydrous silica, shirasu, and quartz glass, and metal fine particles such as aluminum oxide and titanium oxide. Examples of the organic fine particles include cross-linked polymers such as polymethyl methacrylate.
[0015]
These fine particles can be used singly or in combination, and ultrafine anhydrous silica is preferably used.
[0016]
Furthermore, among the ultrafine anhydrous silica, those whose surfaces have been subjected to hydrophobic treatment in advance are preferably used. Examples of such ultrafine particulate anhydrous silica that has been subjected to hydrophobic treatment in advance include, for example, Aerosil R976S, Aerosil R812, RY300, RX300, R812S, R976 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.). . By using ultrafine particulate anhydrous silica that has been hydrophobically treated in advance, it has better dispersibility, workability and economy than hydrophilic silica (silica having an OH group on the surface) that has not been previously hydrophobically treated. It is possible to improve the performance.
[0017]
The fine particles have a primary average particle size of less than 10 nm, preferably 5 to 8 nm. When the primary average particle diameter is 10 nm or more, the transparency is lowered and cannot be used as a water repellent treatment agent that can ensure transparency such as poor visibility.
[0018]
The primary average particle size means not the apparent particle size in the aggregated state but the average particle size of each primary particle in the fine particle group in the aggregated state. That is, the fine particles actually have a plurality of primary particles agglomerated (that is, sticking to each other), and apparently form a powder. It means not the apparent particle size of the powder but the average particle size of each primary particle forming the powder. Since the primary average particle size is small, the electron microscopic observation is the only direct method for confirming the particle size. Specifically, for example, by electron microscopic observation, The obtained observation image can be calculated by reading it into a personal computer, measuring 3000 or more particles with a computer caliper, and determining the average diameter.
[0019]
The coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include a silane coupling agent and a titanium coupling agent, and a fluorine-based silane coupling agent is preferably used. By using the fluorine-based silane coupling agent, the contact angle of the polka dots can be improved as compared to using other coupling agents.
[0020]
Examples of the fluorine-based silane coupling agent include a fluoroalkylsilane compound represented by the general formula (1).
[0021]
YRSiX3 (1)
(Where Y is the number of carbon atoms2-12 fluorinated alkyl groups, R is carbon number2-4 alkylene group, X is the same or different, and represents either an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.However, X excludes the case where all are alkyl groups.More specifically, for example, CFThreeCF2CH2CH2Si (OCThreeH7)Three, CFThree (CF2)2CH2CH2Si (OCThreeH7)Three, CFThree(CF2)FourCH2CH2Si (OC2HFive)Three, CFThree (CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OC2HFive)2, CFThree (CF2)FourCH2CH2SiCHThree (OCThreeH7)2, CFThree (CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three, CFThree (CF2)FiveCH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2, CFThree (CF2)7CH2CH2Si (OC2HFive)Three, CFThree (CF2)7CH2CH2Si (OCHThree)Three, CFThree (CF2)7CH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2And perfluoroalkylalkylene alkoxysilane compounds.
[0022]
These coupling agents can be used alone or in combination.
[0023]
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic acids such as acetic acid and formic acid. These acids can be used alone or in combination. By using an acid, hydrolysis of the coupling agent can be promoted to form a strong bond between the fine particles and the coupling agent.
[0024]
Although it does not specifically limit as a solvent, For example, alcohol, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, For example, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Examples include glycols such as monoethyl ether. These solvents can be used singly or in combination, and alcohols are preferably used.
[0025]
  The water repellent treatment agent of the present invention further contains a resin.TheAs resinAKuryl resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyurethane resin, acrylic-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, vinyl acetate resinSelected from.
[0026]
These resins can be used alone or in combination of two or more. Preferably, an acrylic resin is used. Furthermore, among acrylic resins, silicone-acrylic resins are preferably used. Such silicone-acrylic resins are commercially available products such as KP541, KP543, KP545 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Coponil 1815L (Nihon Gosei Co., Ltd.), and Cymac US- 413 (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.).
[0027]
  Acrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyurethane resin, acrylic-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, vinyl acetate resinFatBy using it, the fixability of the fine particles can be improved and the durability as a water repellent treatment agent can be improved. Furthermore, among these resins, in particular, by using a silicone-acrylic resin, fine particles can be firmly fixed and durability can be improved without reducing the transparency of the water repellent agent.
[0028]
  In order to obtain the water repellent agent of the present invention, fine particles, a coupling agent, an acid, a solvent, andTreeFat may be blended as appropriate, but it is necessary that a coupling agent be blended at least in a state where fine particles are dispersed by ultrasonic waves or high-speed turbulent energy.
[0029]
That is, for example, if a coupling agent is blended before dispersion of the fine particles, and then the excess coupling agent is removed by drying or the like, then the fine particles are dispersed by ultrasonic or high-speed turbulent energy. The virgin surface is exposed, but the exposed virgin surface is not treated with the silane coupling agent. As a result, the surface of the fine particles not treated with the silane coupling agent is increased, and water repellency is expressed. Can not be. In addition, if the surface that is not treated with the silane coupling agent remains, for example, hydrogen bonds may be formed between the untreated surfaces over time, and may be re-aggregated in the dispersion liquid even though it is dispersed with great effort. is there.
[0030]
However, if a coupling agent is blended in a state where the fine particles are dispersed by ultrasonic waves or high-speed turbulent energy, the virgin surface exposed by pulverization is also treated by the coupling agent, so that the fine particles are well dispersed. And exhibiting excellent water repellency.
[0031]
  Such preparation is not particularly limited, but more specifically, for example, fine particles, coupling agents, acids, solvents andTreeThe fats are blended at the same time and dispersed by ultrasonic or high-speed turbulent energy, or, for example, the fine particles and the solvent are blended at the same time and dispersed by ultrasonic or high-speed turbulent energy, then the cup Ring agent, acid andTreeFat is blended into this dispersion.
[0032]
  The blending ratio of each component is relative to the resulting water repellent treatment agent., FineThe particles are 0.3 to 5% by weight, preferably 0.5 to 4% by weight, and the coupling agent is 0.00001 to 0.1% by weight when the fine particles have been subjected to hydrophobic treatment in advance, preferably Is 0.0001 to 0.05% by weight, and 0.2 to 4% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight, and the acid is 0.00001 to 0.05% when the fine particles have not been subjected to hydrophobic treatment in advance. 0.1% by weight, preferably 0.0001 to 0.05% by weight, resin is 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.001 to 0.05% by weight, and the remaining amount is The solvent is appropriately selected so as to be a solvent.
[0033]
If the amount of fine particles is less than 0.3% by weight, the object to be treated may not be coated with fine particles and may not exhibit excellent water repellency. If the amount is more than 5% by weight, the object to be treated is excessive. For example, when the object to be processed is a mirror, the image projected on the surface of the mirror may be difficult to see due to the coating of the fine particles.
[0034]
If the coupling agent is less than 0.00001 wt% when the fine particles have been previously hydrophobized, or less than 0.2 wt% when the fine particles have not been previously hydrophobized, the surface of the fine particles In some cases, the amount of the coupling agent for the treatment is insufficient and sufficient water repellency cannot be imparted to the fine particles, and more than 0.1% by weight when the fine particles have been subjected to hydrophobic treatment in advance. Alternatively, if the fine particles are not subjected to a hydrophobic treatment in advance, if the amount is more than 4% by weight, an excessive free coupling agent that does not contribute to the surface treatment of the fine particles remains. For example, the object to be treated is a mirror. In some cases, when the mirror surface is treated, the OH groups on the mirror (glass) surface react with the free coupling agent. Coupling agent attached to the surface of the mirror, the surface of the mirror becomes weak water-repellent state. In such a case, when the surface of the mirror is reprocessed with the water repellent treatment agent, the water repellent treatment agent may not be uniformly applied.
[0035]
In the case of dispersing by ultrasonic waves, for example, using an ultrasonic disperser having a specification with an output of about 50 to 800 W, for example, 5 minutes to 24 hours, preferably 10 minutes to 8 hours may be mixed and dispersed. .
[0036]
In addition, when dispersing by high-speed turbulent energy, for example, as described in JP-A-11-29722, a high-speed turbulent energy mixing device is used to generate a generator having a hole of several hundred μm. The turbulent flow is generated by injecting and applying a high pressure, thereby mixing and dispersing.
[0037]
By dispersing with such ultrasonic waves or high-speed turbulent energy, it is possible to reduce the secondary average particle diameter and the half width of the frequency distribution of the obtained water repellent treatment agent.
[0038]
In addition, the water repellent treatment agent of the present invention is usually added in a range that does not impair excellent water repellency and transparency, for example, a viscosity modifier, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a rust inhibitor, a fragrance, You may mix | blend additives, such as a coloring agent, suitably.
[0039]
And, the water repellent treatment agent of the present invention thus obtained has a secondary average particle size of 50 nm or less, preferably 10 to 30 nm, and more preferably the half width of the frequency distribution is 20 nm or less. Further, it is prepared as a dispersion of fine particles of 2 to 15 nm. When the secondary average particle diameter of the obtained water repellent treatment agent exceeds 50 nm, the transparency is lowered and the contact property with water is also lowered.
[0040]
The secondary average particle size is different from the above-mentioned primary average particle size, and is the average particle size of the aggregated state (apparent) of fine particles after dispersion. For example, as a photon correlation method (PCS), an apparatus It can be measured with a Zetasander series 3000HS manufactured by Sysmec Corporation.
[0041]
Further, when the half width of the frequency distribution of the obtained water repellent treatment agent exceeds 20 nm, for example, when the object to be treated is a mirror, a uniform film thickness is obtained when the surface of the mirror is treated. May not be possible and transparency may be reduced. In addition, the half value width of this dispersed particle size can also be measured by, for example, a photon correlation method (PCS) and a Zetasanser series 3000HS manufactured by Sysmec Co., Ltd. as with the secondary average particle size.
[0042]
The water repellent treatment agent of the present invention thus has a small secondary average particle diameter, and preferably has a small half width of the frequency distribution and a relatively uniform particle diameter. On the other hand, for example, a super water repellency with a contact angle of 140 ° or more, further 150 ° or more can be imparted, and for example, the light transmittance at a measurement wavelength of 600 nm is 70% or more, and further 80 % Or more, particularly 90% or more of sufficient transparency can be ensured.
[0043]
Therefore, the water-repellent treatment agent of the present invention is used outdoors where rainwater is applied, and is a member that requires excellent transparency (light transmittance of 70% or more) for safety, such as an automobile side mirror, on the road It can be suitably used as a water repellent treatment agent for treating the surface of a curved mirror or the like to prevent adhesion of rainwater.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples and comparative examples.
[0045]
1) Preparation of Examples and Comparative Examples
Example 1
Aerosil R976S 2.0% by weight
CFThree(CF2)7CH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2   0.005% by weight
98% sulfuric acid 0.1% by weight
Vinylol S 0.05% by weight
Isopropyl alcohol 97.845% by weight
In the above composition, Aerosil R976S (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle diameter 7 nm, surface hydrophobic treatment), CFThree(CF2)7CH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2, 98% sulfuric acid, vinylol S (vinyl acetate resin, Showa High Polymer Co., Ltd.) was blended in isopropyl alcohol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (F-5 type, Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., output 150 W). ) And mixed and dispersed for 30 minutes to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 40 nm and a frequency distribution half width of 15 nm.
[0046]
Example 2
Aerosil R812 4.0% by weight
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three     0.0002% by weight
99% acetic acid 0.0001% by weight
KP-545 0.1% by weight
Ethanol 95.8997 wt%
In the above composition, Aerosil R812 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle diameter 7 nm, surface hydrophobic treatment), CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three, 99% acetic acid, KP-545 (silicone-acrylic resin, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was blended in ethanol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (Nippon Seiki Seisakusho F-5, Using an output of 150 W), the mixture was dispersed for 1 hour to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 30 nm and a frequency distribution half width of 12 nm.
[0047]
Example 3
Aerosil RY300 1.0% by weight
Isopropyl alcohol 25.0% by weight
Ethanol 63.917% by weight
Ethylene glycol 10.0% by weight
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three     0.03% by weight
99% formic acid 0.05% by weight
KP-543 0.003% by weight
In the above composition, Aerosil RY300 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, surface hydrophobic treatment) is blended in ethanol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol, and this is mixed with an ultrasonic disperser (SMT). The mixture was dispersed for 40 minutes using a ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600S manufactured by COMPANY. In this dispersion, CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three99% formic acid and KP-543 (silicone-acrylic resin, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed and stirred well to obtain a water repellent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 20 nm and a half width of 8 nm.
[0048]
Example 4
Aerosil 380 0.5% by weight
Ethanol 30.0% by weight
Isopropyl alcohol 68.88% by weight
CFThree(CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2  0.5% by weight
99% acetic acid 0.08% by weight
KP-543 0.01 wt%
Coponille 1815L 0.03% by weight
In the above composition, Aerosil 380 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, no surface hydrophobic treatment) was blended in ethanol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (Nippon Seiki Seisakusho F -5 type, output 150 W) and mixed and dispersed for 1 hour. To this dispersion, isopropyl alcohol, CFThree(CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2, 99% acetic acid, KP-543 (silicone-acrylic resin, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Coponil 1815L (silicone-acrylic resin, manufactured by Nihon Gosei Co., Ltd.) A water treatment agent was obtained. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 35 nm and a half width of 14 nm.
[0049]
Example 5
Aerosil RY300 0.8% by weight
Ethanol 99.09 wt%
CFThree(CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2    0.04% by weight
99% formic acid 0.06% by weight
Coponille 1815L 0.01 wt%
In the above composition, Aerosil RY300 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, surface hydrophobic treatment) was blended in ethanol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (Nihon Seiki Seisakusho F-5). And dispersion for 50 minutes. In this dispersion, CFThree(CF2)FourCH2CH2SiCHThree(OCThreeH7)2, 99% formic acid, Coponil 1815L (silicone-acrylic resin, manufactured by Nihon Gosei Co., Ltd.) and mixed well to obtain a water repellent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 38 nm and a half width of 19 nm.
[0050]
Comparative Example 1
Nipsil E-743 8.0 wt%
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three     0.08% by weight
98% sulfuric acid 0.03% by weight
KP-545 0.1% by weight
Isopropyl alcohol 63.79% by weight
Ethylene glycol 28.0% by weight
In the above composition, Nipsil E-743 (manufactured by Nippon Silica Kogyo Co., Ltd., primary average particle size 70-80 nm, no surface hydrophobic treatment), CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three, 98% sulfuric acid, KP-545 (silicone-acrylic resin, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was blended in isopropyl alcohol and ethylene glycol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (manufactured by SMT COMPANY, ULTRA SONIC HOMOGENIZER). (UH-600S, output 600 W) was mixed and dispersed for 50 minutes to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 350 nm and a half width of 240 nm.
[0051]
Comparative Example 2
Aerosil RY300 0.8% by weight
Ethanol 99.13 wt%
KF96 500cs 1.0 wt%
99% formic acid 0.06% by weight
Coponille 1815L 0.01 wt%
In the above composition, Aerosil RY300 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, surface hydrophobic treatment) was blended in ethanol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (Nihon Seiki Seisakusho F-5). And dispersion for 50 minutes. To this dispersion, KF96 500cs (silicone oil, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 99% formic acid, and Coponil 1815L were blended and stirred well to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 38 nm and a half width of 19 nm.
[0052]
Comparative Example 3
Aerosil 50 2.0% by weight
CFThree(CF2)2CH2CH2Si (OCThreeH7)Three     1.0% by weight
99% acetic acid 0.04% by weight
Cymac US-413 0.08% by weight
Isopropyl alcohol 81.88% by weight
Ethylene glycol 15.0% by weight
In the above composition, Aerosil 50 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 30 nm, no surface hydrophobic treatment), CFThree(CF2)2CH2CH2Si (OCThreeH7)Three, 99% acetic acid, Cymac US-413 (silicone-acrylic resin Toa Gosei Co., Ltd.) was blended in isopropyl alcohol and ethylene glycol, and this was mixed with an ultrasonic disperser (Nippon Seiki Seisakusho F- 5 type, output 150 W) was mixed and dispersed for 50 minutes to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent treatment agent had a secondary average particle size of 68 nm and a half width of 70 nm.
[0053]
Comparative Example 4
Aerosil R976S 3.0% by weight
99% formic acid 0.09% by weight
KP-545 0.09 wt%
Ethanol 76.82% by weight
Isopropyl alcohol 20.0% by weight
In the above composition, Aerosil R-976S (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, surface hydrophobic treatment), 99% formic acid, KP-545 (silicone-acrylic resin Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Was mixed in ethanol and isopropyl alcohol, and this was mixed and dispersed for 40 minutes using an ultrasonic disperser (F-5, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., output 150 W) to obtain a water repellent treatment agent. . The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 55 nm and a half width of 30 nm.
[0054]
Comparative Example 5
Aerosil RY300 2.5% by weight
CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three         0.1% by weight
Isopropyl alcohol 97.25% by weight
99% acetic acid 0.09% by weight
Cymac US-413 0.06% by weight
In the above composition, Aerosil RY300 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., primary average particle size 7 nm, surface hydrophobic treatment), CFThree(CF2)FiveCH2CH2Si (OC2HFive)Three99% acetic acid, Cymac US-413 (silicone-acrylic resin Toa Gosei Co., Ltd.) was blended in isopropyl alcohol, and meteor mill SH-3 type (FRITSCH, rotation speed 740 min)-1) And mixed and dispersed for 35 minutes to obtain a water repellent treatment agent. The resulting water repellent agent had a secondary average particle size of 525 nm and a half width of 320 nm.
[0055]
2) Evaluation
Contact angle test
Each Example and each Comparative Example were uniformly applied with a finger spray to a vertically arranged 15 cm × 15 cm mirror and dried for 30 minutes. Thereafter, the contact angle was measured using a contact angle meter (CA-S150 type manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.) to obtain an initial contact angle.
[0056]
The mirror applied with each example and each comparative example was tilted 45 degrees and 0.05 g of water droplets were dropped from a height of 10 cm to the same place, and the contact angle after dropping 160 drops was determined as the durable contact angle. . The results are shown in Table 1. The evaluation in Table 1 was as follows.
[0057]
A contact angle of 150 degrees or more ◎
A contact angle of 140 degrees or more and less than 150 degrees ○
A contact angle of 130 degrees or more and less than 140 degrees △
Contact angle less than 130 degrees ×
Transparency test
Each Example and each Comparative Example were uniformly applied with a finger spray to a vertically arranged 15 cm × 15 cm mirror and dried for 30 minutes. Thereafter, the transparency of the mirror was examined. The results are shown in Table 1. The evaluation in Table 1 was as follows.
[0058]
The coated surface does not become white and the image can be seen without change from the uncoated part.
The coated surface is slightly white and the image is slightly less visible than the uncoated portion.
The coated surface is quite white and the image is much less visible compared to the uncoated area.
The coated surface is clearly white and the image is not visible ×
Stability test
Each example and each comparative example were allowed to stand at room temperature for 1 hour and allowed to stand at room temperature for 1 month, and then the transmittance at a wavelength of 600 nm was measured for each using UV-2400PC manufactured by Shimadzu Corporation. Stability was examined. The results are shown in Table 1. The evaluation in Table 1 was as follows.
[0059]
Transmission 90% or more ◎
Transmittance 80% or more and less than 90% ○
Transmittance 70% or more and less than 80%
Transmittance less than 70% ×
[0060]
[Table 1]
Figure 0003773464
【The invention's effect】
According to the water repellent treatment agent of the present invention, super water repellency can be imparted to the object to be treated, and sufficient transparency can be ensured. Therefore, the water-repellent treatment agent of the present invention is used outdoors where rainwater is applied, and is a member that requires excellent transparency (light transmittance of 70% or more) for safety, such as an automobile side mirror, on the road It can be suitably used as a water repellent treatment agent for treating the surface of a curved mirror or the like to prevent adhesion of rainwater.

Claims (4)

1次平均粒子径が10nm未満の無機または有機の微粒子、カップリング剤、酸、樹脂および溶剤を含有し、
少なくとも、無機または有機の微粒子が超音波または高速乱流エネルギにより分散されている状態で、カップリング剤が配合されており、50nm以下の2次平均粒子径として得られる撥水処理剤であって、
樹脂が、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、酢酸ビニル樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂であり、
カップリング剤が、一般式(1)で示されるフルオロアルキルシラン化合物であり、
YRSiX (1)
(式中、Yは炭素数2〜12のフッ素化アルキル基を、Rは炭素数2〜4のアルキレン基を、Xは、同一または相異なって、炭素数1〜4のアルコキシ基、塩素原子または炭素数1〜4のアルキル基のいずれかを示す。但し、Xは、すべてがアルキル基である場合を除く。)
無機または有機の微粒子の配合量が、撥水処理剤中、0.3〜5重量%であり、
カップリング剤の配合量が、撥水処理剤中、無機または有機の微粒子が予め疎水処理がなされている場合には、0.00001〜0.1重量%であり、無機または有機の微粒子が予め疎水処理がなされていない場合には、0.2〜4重量%であり、
樹脂の配合量が、撥水処理剤中、0.001〜0.1重量%であり、
波長600nmでの光透過率が70%以上要求される部材の表面処理に用いられることを特徴とする、撥水処理剤。
Containing inorganic or organic fine particles having a primary average particle diameter of less than 10 nm, a coupling agent, an acid , a resin, and a solvent;
A water repellent treatment agent that is blended with a coupling agent at least in a state where inorganic or organic fine particles are dispersed by ultrasonic waves or high-speed turbulent energy, and is obtained as a secondary average particle size of 50 nm or less. ,
The resin is selected from the group consisting of acrylic resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyurethane resin, acrylic-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, and vinyl acetate resin. At least one resin,
The coupling agent is a fluoroalkylsilane compound represented by the general formula (1),
YRSiX 3 (1)
Wherein Y is a fluorinated alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, R is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, X is the same or different, and is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a chlorine atom Or any one of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, except that X is an alkyl group.
The amount of the inorganic or organic fine particles is 0.3 to 5% by weight in the water repellent agent,
The amount of the coupling agent is 0.00001 to 0.1% by weight when the inorganic or organic fine particles are previously subjected to hydrophobic treatment in the water repellent treatment agent, and the inorganic or organic fine particles are When the hydrophobic treatment is not performed, it is 0.2 to 4% by weight,
The compounding amount of the resin is 0.001 to 0.1% by weight in the water repellent agent,
A water repellent treatment agent characterized by being used for surface treatment of a member that requires a light transmittance of 70% or more at a wavelength of 600 nm .
樹脂が、シリコーン−アクリル系樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載の撥水処理剤。The water repellent agent according to claim 1, wherein the resin is a silicone-acrylic resin. 酸の配合量が、撥水処理剤中、0.00001〜0.1重量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の撥水処理剤。The water repellent treatment agent according to claim 1 or 2, wherein the compounding amount of the acid is 0.00001 to 0.1% by weight in the water repellent treatment agent. ミラーの表面処理に用いられることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の撥水処理剤。The water repellent treatment agent according to any one of claims 1 to 3, which is used for surface treatment of a mirror.
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