JP7326342B2 - anti-fingerprint coating - Google Patents

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Description

本発明は、金属基板、特にクロム基板を指紋防止コーティングでコーティングするための新規の方法であって、シリコーンコーティング混合物を使用して金属基板をコーティングすることによる、方法、及び前記金属基板をコーティングするための前記シリコーンコーティング混合物の使用に関する。 The present invention is a novel method for coating a metal substrate, especially a chrome substrate, with an anti-fingerprint coating, by coating the metal substrate using a silicone coating mixture, and coating said metal substrate. The use of said silicone coating mixture for

クロム及び他の金属は、例えば、車室内部用の部品及び車体外部に据え付けられた部品の両方の自動車部品、冷蔵庫、コンロ、洗濯機、及び皿洗い機等の白物家電、携帯電話等の家電、衛生器具、並びに例えば装飾設備用に使用される耐食コーティング中に含有される古典的クロム層のための、複数の用途における装飾材料としての広範な使用が見出されてきた。これらの表面の全ては、それらに、汚れ、特に脂肪質又は油脂性の汚染物質が付着することによって、それらの外観が悪くなるように悪影響が及ぼされる可能性がある。後者の種類の染みは、含水洗浄剤を使用しても容易に除去できず、したがって、金属コーティングされた物品の外観に強く影響を及ぼすであろう。指紋は、日常的に使用する際の手作業の結果として、装飾表面に頻繁につく。ヒト滲出物に含有される固有の脂肪物質が原因で、装飾表面のそのような汚損は、装飾的に設計された部品において頻繁に経験される。 Chromium and other metals are used, for example, in automotive parts, both for the interior of the vehicle and for the exterior of the vehicle, white goods such as refrigerators, stoves, washing machines, and dishwashers, and appliances such as mobile phones. , sanitary ware, and classical chromium layers contained, for example, in corrosion-resistant coatings used for decorative equipment, have found widespread use as decorative materials in multiple applications. All of these surfaces can be adversely affected in their unsightly appearance by the adhering of dirt, particularly fatty or greasy contaminants, to them. The latter type of stain cannot be easily removed using wet cleaners and therefore will strongly affect the appearance of the metal coated article. Fingerprints frequently appear on decorative surfaces as a result of manual handling during everyday use. Due to the inherent fatty substances contained in human exudates, such fouling of decorative surfaces is frequently experienced in decoratively designed parts.

ほとんどの場合、染みの機械的な除去が、装飾表面の本来の優れた外観を回復するために使用される。指紋で汚染されるこれらの表面を、その後、機械的に清浄にしてこの汚染を除去する場合、指紋の脂肪物質が表面にわたって拡散される。機械的な除去がそのような表面に施されると、汚損の拡散が結果として生じ、一般に、表面が汚染前に持っていた良好な光学的外観を回復するには十分であろう。 In most cases mechanical removal of stains is used to restore the original good appearance of the decorative surface. When those surfaces contaminated with fingerprints are subsequently mechanically cleaned to remove this contamination, the fatty substances of the fingerprints are diffused across the surface. When mechanical removal is applied to such surfaces, diffusion of the contamination will result and will generally be sufficient to restore the good optical appearance that the surface had prior to contamination.

艶消の金属表面は、光沢のある金属表面よりも、脂肪質又は油脂性の汚染物質が原因の装飾性の障害が起こりやすく、暗色の金属表面は、同様に、明色の金属表面よりもそのような障害が起こりやすいことが突き止められてきた。同じ表面粗さを有するが、Cr(III)含有めっき組成物から堆積されるクロムコーティングの表面は、Cr(VI)含有めっき組成物を使用して堆積されるクロムコーティングの表面よりも、指紋が原因のそのような障害に対してより影響を受けやすい。この異なる挙動は、Cr(III)含有めっき組成物を使用して生成されたクロム表面が、Cr(VI)含有めっき組成物を使用して生成されたクロム表面よりも暗色であるという事実が原因である。この問題は、塩化物含有Cr(III)含有めっき組成物を使用することにより生成されるクロム堆積物の表面において、更にいっそう深刻である。この後者の場合では、指紋は、これらの表面が比較的暗色であるので、障害に対してより影響を受けやすい。 Matte metal surfaces are more prone to decorative failure due to fatty or greasy contaminants than shiny metal surfaces, and dark metal surfaces are likewise more susceptible than bright metal surfaces. It has been determined that such disorders are likely to occur. Although having the same surface roughness, the surface of a chromium coating deposited from a Cr(III)-containing plating composition exhibits more fingerprints than the surface of a chromium coating deposited using a Cr(VI)-containing plating composition. More susceptible to such disturbances of cause. This different behavior is due to the fact that chromium surfaces produced using Cr(III)-containing plating compositions are darker than chromium surfaces produced using Cr(VI)-containing plating compositions. is. This problem is even more acute on the surface of chromium deposits produced by using chloride-containing Cr(III)-containing plating compositions. In this latter case, fingerprints are more susceptible to damage because their surfaces are relatively dark.

環境問題及び労働衛生安全上の理由で引き起こされる最近の傾向が、クロム堆積物の生成におけるCr(VI)種を除去する必要性をもたらしている。しかしながら、これによって、指紋及び他の脂肪質又は油脂性汚染がそのような汚損を更にいっそう顕著に視覚的に示すこととなるので、クロムコーティングでコーティングされた部品の手作業の場合に直面する問題が悪化する。 Recent trends caused by environmental concerns and occupational health and safety reasons have led to the need to remove Cr(VI) species in the formation of chromium deposits. However, this results in problems encountered in the manual handling of parts coated with chromium coatings, as fingerprints and other fatty or greasy contamination make such contamination even more prominently visible. worsens.

これらの問題を克服するために、以下の様々な試みがなされてきた。 Various attempts have been made to overcome these problems.

米国特許出願公開第2008/0131706(A1)号は、例えば、指紋がつきやすくなるのを防ぐために、金属表面、ステンレス鋼、アルミニウム、又はクロムでめっき処理された表面に対する恒久的なコーティングとしてのポリシラザンの使用を教示する。ポリシラザンは、一般式-(SiR'R''-NR''')n-[式中、R'、R''、R'''は、独立して、H、任意選択的に置換されているアルキル、アリール、ビニル、又は(トリアルコキシシリル)アルキル基であり、n=ポリシラザンが溶媒中で150~150,000g/molの数平均分子量を有するような整数である]のポリシラザンの溶液、又はポリシラザンの混合物の形態である。 U.S. Patent Application Publication No. 2008/0131706 A1 discloses polysilazanes as permanent coatings on metal surfaces, stainless steel, aluminum, or chromium-plated surfaces, for example, to prevent fingerprint sensitivity. teach the use of Polysilazanes have the general formula -(SiR'R''-NR''') n -[wherein R', R'', R''' are independently H, optionally substituted an alkyl, aryl, vinyl, or (trialkoxysilyl)alkyl group, where n is an integer such that the polysilazane has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g/mol in the solvent; is in the form of a mixture of

更に、独国特許出願公開第102005018740(A1)号は、指紋の形成を防ぐために、フッ素を含まない金属表面用の疎水性保護コーティングを教示する。保護コーティングは、(a)ケイ素、チタン、ジルコニウムの50~65質量%のテトラアルコキシ化合物;(b)20~30質量%のメチルトリアルコキシシラン;(c)C12~C18アルキルを含む10~20質量%のアルキルトリアルコキシシラン;(d)2~5質量%のポリアルキレンオキシドトリアルコキシシランの加水分解及び縮合物からなる。 Furthermore, DE 102005018740 A1 teaches a fluorine-free hydrophobic protective coating for metal surfaces to prevent the formation of fingerprints. The protective coating comprises (a) 50-65% by weight tetraalkoxy compounds of silicon, titanium, and zirconium; (b) 20-30 % by weight methyltrialkoxysilane ; 20% by weight of an alkyltrialkoxysilane; (d) 2-5% by weight of a hydrolyzate and condensate of a polyalkylene oxide trialkoxysilane.

これらの先行技術文献に加えて、ケイ素含有化合物をベースにしたコーティングに関する文献が公開されてきた。2つの文献が、以下のように論じられる。 In addition to these prior art documents, documents have been published relating to coatings based on silicon-containing compounds. Two documents are discussed as follows.

米国特許第6,251,989(B1)号は、示される水溶性アミノ官能性オルガノシランを、以下のうちの少なくとも1種と混合することにより部分的に得ることができるオリゴマー化ポリオルガノシロキサン共縮合物を教示する:フルオロ官能性オルガノシラン、及び様々な種類のオルガノシランのうちの1種。 U.S. Pat. No. 6,251,989 (B1) teaches oligomerized polyorganosiloxane cocondensates that can be obtained in part by mixing the indicated water-soluble aminofunctional organosilanes with at least one of Do: fluorofunctional organosilanes, and one of the various types of organosilanes.

米国特許第8,889,812(B2)号は、トリスシリル化アミノ官能性ケイ素化合物をベースにした水性組成物を教示し、これは、有機溶媒を実質的に含まず、架橋プロセスの間でさえ、いかなるアルコールも実質的に放出させない。 U.S. Pat. No. 8,889,812 (B2) teaches aqueous compositions based on trissilylated amino-functional silicon compounds, which are substantially free of organic solvents and contain no alcohol, even during the crosslinking process. Practically no release.

金属表面、特にクロム表面から機械的に指紋を除去することが可能であり、そのことが、指紋に曝露される前に金属表面を、米国特許出願公開第2008/0131706(A1)号、及び独国特許出願公開第102005018740(A1)号に記載される薬剤で後処理することにより、容易になる可能性があることが明らかになってきた。しかしながら、これまでに提供された金属表面は、指紋が顕著に目に見えるという点で、指紋への曝露の影響を受けやすいことが依然として証明されている。更に、完全に指紋を除去するのに必要な労力が、金属表面の従来の後処置では比較的大きい。 It is possible to mechanically remove fingerprints from metal surfaces, particularly chromium surfaces, which has been shown to remove metal surfaces prior to exposure to fingerprints, as described in US Patent Application Publication No. 2008/0131706 (A1) and Germany. It has become apparent that post-treatment with agents described in National Patent Application Publication No. 102005018740 (A1) may facilitate. However, the metal surfaces provided so far have still proven susceptible to exposure to fingerprints, in that fingerprints are significantly visible. Moreover, the effort required to completely remove fingerprints is relatively high with conventional post-treatments of metal surfaces.

米国特許出願公開第2008/0131706(A1)号U.S. Patent Application Publication No. 2008/0131706(A1) 独国特許出願公開第102005018740(A1)号DE 102005018740 (A1) 米国特許第6,251,989(B1)号U.S. Patent No. 6,251,989(B1) 米国特許第8,889,812(B2)号U.S. Patent No. 8,889,812(B2) 欧州特許第1101787(B1)号EP 1101787(B1) 欧州特許第0675128(B1)号EP 0675128(B1)

Law and Zhao、Surface Wetting-Characterization、Contact Angle and Fundamentals、Springer Verlag社(2016)ISBN 9783319252124Law and Zhao, Surface Wetting-Characterization, Contact Angle and Fundamentals, Springer Verlag (2016) ISBN 9783319252124

したがって、本発明の目的は、Cr(III)含有めっき組成物を使用することにより生成された金属表面、好ましくはクロム表面、最も好ましくはクロムコーティングの表面を生成するための手段を提供することであり、この表面は指紋の生成に大きく影響されず、この際、生成されるあらゆる指紋は機械的に容易に除去される。 It is therefore an object of the present invention to provide a means for producing a metal surface, preferably a chromium surface, most preferably a chromium coating, produced by using a Cr(III)-containing plating composition. Yes, this surface is largely unaffected by fingerprint generation, and any fingerprints that are generated are then easily removed mechanically.

本発明のさらなる目的は、金属表面に、その生成の際に提供される真の光学的外観、すなわちその本来の色合い、所定の粗さ等のモルフォロジー、又は金属表面の外観に影響を及ぼす他の特性を完全に維持するコーティングを備える金属表面、好ましくはクロム表面、最も好ましくはCr(III)含有めっき組成物を使用することにより生成されたクロムコーティングの表面を提供することである。 It is a further object of the present invention to provide a metal surface with the true optical appearance provided upon its production, i.e. its native tint, morphology such as a given roughness or other properties that affect the appearance of the metal surface. It is an object of the present invention to provide a metal surface, preferably a chromium surface, most preferably a chromium coating produced by using a Cr(III)-containing plating composition, with a coating that retains its properties perfectly.

本発明のさらなる目的は、生成が簡単な金属表面、好ましくはクロム表面、最も好ましくはCr(III)含有めっき組成物を使用することにより生成されたクロムコーティングの表面にコーティングを提供することである。より具体的には、指紋防止特性を達成するために金属表面を調製するための方法は、非常に容易であり、特別な設備を備えないめっきラインに統合可能であり、且つ多くの労力を費やす必要のないものとする。 It is a further object of the present invention to provide a coating on a metal surface that is easy to produce, preferably a chromium surface, most preferably a chromium coating produced by using a Cr(III)-containing plating composition. . More specifically, the method for preparing metal surfaces to achieve anti-fingerprint properties is very easy, can be integrated into plating lines without special equipment, and is labor intensive. shall be unnecessary.

定義
本明細書で使用されるような「アルキル」という用語は、1~12個の炭素原子(C1~C12)、好ましくは1~6個の炭素原子(C1~C6)の飽和直鎖又は分枝鎖状の1価又は2価の炭化水素基を指し、ここで、アルキル基の1個又は複数の水素原子は、任意選択的に、以下に記載されたそれぞれの数の置換基により独立して置換されていてもよい。アルキル基の例は、それに限定されるものではないが、メチル(-CH3)、エチル(-CH2CH3)、1-プロピル(-CH2CH2CH3)、2-プロピル(-CH(CH3)2)、1-ブチル(-CH2CH2CH2CH3)、2-メチル-1-プロピル(-CH2CH(CH3)2)、2-ブチル(-CH(CH3)CH2CH3)、2-メチル-2-プロピル(-C(CH3)3)、1-ペンチル(-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-ペンチル(-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-ペンチル(-CH(CH2CH3)2)、2-メチル-2-ブチル(-C(CH3)2CH2CH3)、3-メチル-2-ブチル(-CH(CH3)CH(CH3)2)、3-メチル-1-ブチル(-CH2CH2CH(CH3)2)、2-メチル-1-ブチル(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、1-ヘキシル(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-ヘキシル(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-ヘキシル(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-メチル-2-ペンチル(-C(CH3)2CH2CH2CH3)、3-メチル-2-ペンチル(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-メチル-2-ペンチル(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-メチル-3-ペンチル(-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-メチル-3-ペンチル(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-ジメチル-2-ブチル(-C(CH3)2CH(CH3)2)、3,3-ジメチル-2-ブチル(-CH(CH3)C(CH3)3)、1-ヘプチル、1-オクチル等を含む。アルキルはまた、それに限定されるものではないが、メチレン(-CH2-)、エチレン(-CH2CH2-)、プロピレン(-CH2CH2CH2-)等を含む。
DEFINITIONS The term “alkyl” as used herein refers to saturated alkyl groups of 1 to 12 carbon atoms (C 1 -C 12 ), preferably 1 to 6 carbon atoms (C 1 -C 6 ). Refers to a straight or branched chain monovalent or divalent hydrocarbon group, wherein one or more hydrogen atoms of the alkyl group are optionally substituted with the respective number of substitutions described below. It may be independently substituted with groups. Examples of alkyl groups include, but are not limited to, methyl ( -CH3 ), ethyl ( -CH2CH3 ), 1-propyl ( -CH2CH2CH3 ) , 2-propyl ( -CH ( CH3 ) 2 ), 1- butyl (-CH2CH2CH2CH3) , 2-methyl-1 - propyl ( -CH2CH ( CH3 ) 2 ), 2-butyl (-CH ( CH3 ) CH2CH3 ), 2-methyl-2-propyl ( -C ( CH3 ) 3 ) , 1-pentyl ( -CH2CH2CH2CH2CH3 ) , 2 - pentyl (-CH( CH3 ) CH2CH2CH3 ), 3-pentyl ( -CH ( CH2CH3 ) 2 ) , 2 - methyl-2 - butyl (-C( CH3 ) 2CH2CH3 ), 3-methyl-2 -butyl (-CH( CH3 ) CH ( CH3 ) 2 ), 3-methyl-1-butyl (-CH2CH2CH( CH3 ) 2 ), 2-methyl-1-butyl ( -CH2CH ( CH3 ) CH2CH3 ), 1 - hexyl ( -CH2CH2CH2CH2CH2CH3 ) , 2 -hexyl ( -CH ( CH3 ) CH2CH2CH2CH3), 3 -hexyl (-CH( CH2CH3 )( CH2CH2CH3 ) ), 2 - methyl-2-pentyl ( -C ( CH3 ) 2CH2CH2CH3 ) , 3-methyl - 2- Pentyl (-CH( CH3 )CH( CH3 ) CH2CH3 ), 4-methyl-2-pentyl ( -CH( CH3 ) CH2CH ( CH3 ) 2 ), 3-methyl-3-pentyl (-C( CH3 )( CH2CH3 ) 2 ), 2-methyl-3-pentyl (-CH( CH2CH3 ) CH( CH3 ) 2 ), 2,3-dimethyl-2-butyl ( -C( CH3 ) 2CH ( CH3 ) 2 ), 3,3-dimethyl-2-butyl (-CH( CH3 )C( CH3 ) 3 ), 1-heptyl, 1-octyl and the like. Alkyl also includes, but is not limited to, methylene ( -CH2- ), ethylene ( -CH2CH2- ), propylene ( -CH2CH2CH2- ), and the like .

本明細書で使用されるような「フルオロアルキル」という用語は、1~12個の炭素原子(C1~C12)、好ましくは1~6個の炭素原子(C1~C6)の飽和直鎖又は分枝鎖状の1価の炭化水素基を指し、ここで、フルオロアルキルのアルキル基の1個又は複数の水素原子は、それぞれの数のフッ素原子により置換されている。アルキル基の全ての水素原子がフッ素により置換されている場合、フルオロアルキルは、ペルフルオロアルキルである。以下、「アルキル」という用語に対して上に示されたような同じ定義及び例は、フルオロアルキルについて準用する。 The term "fluoroalkyl" as used herein refers to saturated alkyl groups of 1 to 12 carbon atoms (C 1 -C 12 ), preferably 1 to 6 carbon atoms (C 1 -C 6 ). Refers to a straight or branched chain monovalent hydrocarbon group, wherein one or more hydrogen atoms of the alkyl group of fluoroalkyl is replaced by a respective number of fluorine atoms. A fluoroalkyl is a perfluoroalkyl when all hydrogen atoms of the alkyl group are replaced by fluorine. Hereinafter, the same definitions and examples as given above for the term "alkyl" apply mutatis mutandis to fluoroalkyl.

本明細書で使用されるような「フルオロアルキルアルキル」という用語は、ペルフルオロアルキル部分及びアルキル部分を有するフルオロアルキルを指し、ここで、ペルフルオロアルキル部分は、第1の代替形態では、1価の基を形成し、アルキル部分は、2価の部分を形成することもでき、すなわち、それは、化学式CnF2n-1-CnH2n-を有することもできる。第2の代替形態では、ペルフルオロアルキルアルキルは、2価のペルフルオロアルキル部分及び1価のアルキル部分を形成することもでき、すなわち、それは、化学式CnH2n-1-CnF2n-を有することもできる。 The term "fluoroalkylalkyl" as used herein refers to a fluoroalkyl having a perfluoroalkyl moiety and an alkyl moiety, wherein the perfluoroalkyl moiety, in a first alternative, is a monovalent group and the alkyl moiety can also form a divalent moiety, ie it can have the chemical formula CnF2n -1 - CnH2n- . In a second alternative, the perfluoroalkylalkyl can also form a divalent perfluoroalkyl moiety and a monovalent alkyl moiety, i.e. it has the chemical formula CnH2n -1 - CnF2n- can also

アルキルは置換されていてもよく、ここで、その1個又は複数の水素原子は、任意選択的に、アリール、ヘテロアリール、OR、NR'R''、COOR、CONR'R''[式中、R、R'、及びR''は、独立して、水素、アルキル、アリール、及びヘテロアリールから選択される]のような任意のラジカル基により独立して置換されていてもよい。ヘテロアリールは、少なくとも1つのN、S、及びOを含有する芳香族環系、例えばピリジル、ピリル、チオフェニル、フラニル等を含む1価のラジカルである。 Alkyl can be optionally substituted, wherein one or more of its hydrogen atoms is optionally aryl, heteroaryl, OR, NR'R'', COOR, CONR'R'' , R, R′, and R″ may be independently substituted with any radical group such as ] independently selected from hydrogen, alkyl, aryl, and heteroaryl. Heteroaryl is a monovalent radical that includes an aromatic ring system containing at least one N, S, and O, such as pyridyl, pyryl, thiophenyl, furanyl, and the like.

「アリール」は、親芳香族環系の1又は2個の炭素原子からそれぞれ、1又は2個の水素原子をそれぞれ除去することにより誘導される、6~20個の炭素原子(C6~C20)の1価又は2価の芳香族炭化水素ラジカルを意味する。アリールはまた、芳香炭素環に縮合された芳香環を含む二環式ラジカルを含む。典型的なアリール基は、それに限定されるものではないが、ベンゼン(フェニル)、置換ベンゼン、ナフタレン等に由来する基を含む。アリールの1個又は複数の水素原子は、任意選択的に、本明細書の以下に記載されるそれぞれの数の置換基により独立して置換されていてもよい。 “Aryl” means 6 to 20 carbon atoms (C 6 -C 20 ) is a monovalent or divalent aromatic hydrocarbon radical. Aryl also includes bicyclic radicals comprising an aromatic ring fused to an aromatic carbocyclic ring. Typical aryl groups include, but are not limited to, groups derived from benzene (phenyl), substituted benzene, naphthalene, and the like. One or more hydrogen atoms of the aryl may optionally be independently substituted with the respective number of substituents described herein below.

本明細書で詳述される一般化学式において別途定義されていない限り、アリールでは、その1個又は複数の水素原子は、任意選択的に、それぞれの数の置換基により独立して置換されていてもよく、ここで、アリール部分の少なくとも1個の水素原子は、ハロ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、OR、NR'R''、COOR、CONR'R''[式中、R、R'、及びR''は、水素、アルキル、アリール、及びヘテロアリールから独立して選択される]のような、任意のラジカル基により置換されている。 Unless otherwise defined in the general chemical formulas detailed herein, for aryl, one or more of its hydrogen atoms are optionally independently substituted with a respective number of substituents. optionally, wherein at least one hydrogen atom of the aryl moiety is halo, alkyl, aryl, heteroaryl, OR, NR'R'', COOR, CONR'R'' [wherein R, R', and R″ are independently selected from hydrogen, alkyl, aryl, and heteroaryl].

本明細書で使用されるような「ハロゲン」又は「ハロ」という用語は、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、又はヨウ素(I)を指す。 The term "halogen" or "halo" as used herein refers to fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), or iodine (I).

本明細書で使用されるような「シロキサン」という用語は、[-O-Si(OH)(R)]-及び/又は[-O-Si](R)(R')-部分を含むケイ素化合物を指し、式中、R及びR'は、H、アルキル、アリールを意味し、置換アルキル及びアリールを含み、典型的には[-O-Si]-主鎖を形成する。これらの化合物では、末端部分が、R、R'の定義とは異なることもある。 The term "siloxane" as used herein refers to a silicon Refers to a compound in which R and R' denote H, alkyl, aryl, including substituted alkyl and aryl, typically forming a [-O-Si]-backbone. In these compounds, the terminal portion may differ from the definition of R, R'.

本発明の第1の態様では、これらの目的は、指紋防止コーティングで、クロム、ニッケル、又はステンレス鋼基板等の金属基板、特にクロム基板をコーティングするための方法であって、
(a) 金属基板、好ましくはクロム基板を用意する工程と、
(b) 以下:
(i) モノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物、
(ii) アミノアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物、
(iii) 少なくとも1種の酸性化剤、及び
(iv) 水
を含有するシリコーンコーティング混合物を用意する工程と
(c) 金属基板をシリコーンコーティング混合物と接触させることにより、金属基板をシリコーンコーティング混合物で処理する工程と、
(d) 処理された金属基板を所定温度で硬化する工程と
を含む、方法を提供することにより解決される。
In a first aspect of the present invention, these objects are a method for coating metal substrates, such as chromium, nickel or stainless steel substrates, in particular chromium substrates, with an anti-fingerprint coating, comprising:
(a) providing a metal substrate, preferably a chromium substrate;
(b) the following:
(i) at least one first silicone compound selected from the group consisting of mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones;
(ii) at least one second silicone compound selected from the group consisting of aminoalkylsilicones;
(iii) at least one acidifying agent, and
(iv) providing a silicone coating mixture containing water;
(c) treating the metal substrate with the silicone coating mixture by contacting the metal substrate with the silicone coating mixture;
(d) curing the treated metal substrate at a predetermined temperature.

例えば、オリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーン(fluoroakyl silicones)において、「オリゴ」という用語が使用される場合、オリゴは、2~8、好ましくは2~6、より好ましくは2若しくは3と解釈される、又は二量体、三量体、四量体、・・・八量体と解釈される少数の単位の同義語として理解される。 For example, in oligo(aminoalkyl)-fluoroakyl silicones, when the term "oligo" is used, oligo is interpreted as 2 to 8, preferably 2 to 6, more preferably 2 or 3. or as a synonym for a small number of units interpreted as dimers, trimers, tetramers, . . . octamers.

モノ又はオリゴ(アミノアルキル)部分のアミノアルキルは、好ましくは-N(R')-アルキル[式中、R'は、好ましくはH、アルキル、より好ましくはC1~C6アルキル、アリール、より好ましくはC6-アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、又はアルキルアリールアルキルである]である。最も好ましくは、R'=エチル(-CH2CH2-)及び/又はプロピル(-CH2CH2CH2-)である。 Aminoalkyl in mono or oligo(aminoalkyl) moieties is preferably -N(R')-alkyl [wherein R' is preferably H, alkyl, more preferably C1 - C6 alkyl, aryl, more preferably C 6 -aryl, arylalkyl, alkylaryl, or alkylarylalkyl]. Most preferably R' = ethyl ( -CH2CH2- ) and/or propyl ( -CH2CH2CH2- ).

少なくとも1種の第1のシリコーン化合物のフルオロアルキルは、好ましくはペルフルオロアルキルアルキルであり、より好ましくは化学式CnF2n-1-CnH2n-を有する。更に、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物のフルオロアルキルは、好ましくはペルフルオロC2~C5-アルキルアルキルである。最も好ましくは、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物のフルオロアルキルは、好ましくはペルフルオロC2~C5-アルキル-C1~C4-アルキルである。 The fluoroalkyl of the at least one first silicone compound is preferably perfluoroalkylalkyl and more preferably has the chemical formula CnF2n -1 - CnH2n- . Furthermore, the fluoroalkyl of the at least one first silicone compound is preferably perfluoroC 2 -C 5 -alkylalkyl. Most preferably, the fluoroalkyl of at least one first silicone compound is preferably perfluoroC 2 -C 5 -alkyl-C 1 -C 4 -alkyl.

シリコーンコーティング混合物は、1種のモノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーン又は複数のモノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンを含有してもよく、ここで、これらのシリコーンは、モノ又はオリゴ(アミノアルキル)部分の鎖長のうちの少なくとも1つが互いに異なっていてもよく、アミノアルキルの意味は、例えば、-N(R')-のR'の意味、及びフルオロアルキルの意味を含む。 The silicone coating mixture may contain one mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicone or multiple mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones, wherein these silicones are mono- or At least one of the chain lengths of the oligo(aminoalkyl) moieties may be different from each other, and the meaning of aminoalkyl includes, for example, the meaning of R' in -N(R')- and the meaning of fluoroalkyl. .

少なくとも1種の第2のシリコーン化合物のアミノアルキルは、好ましくはR'R''N-アルキル[式中、R'及びR''は、独立して、好ましくはH、アルキル、好ましくはC1~C6アルキル、アリール、好ましくはC6-アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、又はアルキルアリールアルキルである]である。最も好ましくは、R'=R''=Hである。 The aminoalkyl of the at least one second silicone compound is preferably R'R''N-alkyl [wherein R' and R'' are independently preferably H, alkyl, preferably C 1 ~ C 6 alkyl, aryl, preferably C 6 -aryl, arylalkyl, alkylaryl, or alkylarylalkyl]. Most preferably R'=R''=H.

シリコーンコーティング混合物は、1種のアミノアルキルシリコーン又は複数のアミノアルキルシリコーンを含有してもよく、ここで、これらのシリコーンは、シリコーン鎖の鎖長のうちの少なくとも1つが互いに異なっていてもよく、アミノアルキルの意味は、例えば、R'R''N-アルキルにおけるR'及びR''の意味を含む。 The silicone coating mixture may contain one aminoalkylsilicone or a plurality of aminoalkylsilicones, wherein the silicones may differ from each other in at least one of the chain lengths of the silicone chains; The meaning of aminoalkyl includes, for example, the meaning of R' and R'' in R'R''N-alkyl.

本発明の第2の態様では、これらの目的は、指紋防止コーティングで金属基板をコーティングするためのシリコーンコーティング混合物を使用することにより解決される。前記シリコーンコーティング混合物は、(i)モノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物、(ii)アミノアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物、(iii)少なくとも1種の酸性化剤、及び(iv)水を含む。 In a second aspect of the invention these objects are solved by using a silicone coating mixture for coating a metal substrate with an anti-fingerprint coating. The silicone coating mixture is selected from the group consisting of (i) at least one first silicone compound selected from the group consisting of mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones, (ii) aminoalkylsilicones. (iii) at least one acidifying agent; and (iv) water.

指紋防止コーティングで金属基板をコーティングすることにより、指紋形成に対して等の脂肪質又は油脂性材料での汚損に対して非常に耐性のある金属表面の優れた仕上げが達成され、ここで、あらゆる指紋汚損も、表面から機械的に容易に除去される。そのような除去は、例えば、マイクロファイバークロスを使用して実施されてもよい。指紋防止コーティングは、それらの色調や表面モルフォロジーを変えないので、調製されるような金属表面の本来の外観の維持を確かなものとする。更に、シリコーンコーティング混合物を用いる本発明による金属表面の処理は、非常に容易であり、且つ時間がかかり、労力を要し、並びに大規模なエネルギーを消費するプロセスを必要とせず、代わりに、低い処理温度での迅速な処理を可能とする。発明の好ましい実施形態では、使用される化学物質は水溶性であり、それらは、可溶化剤としての有機溶媒を必要としないであろう。標準官能性アルコキシシランの使用は、VOCが使用される場合、健康、安全性、及び環境に関する公知の不利な点を持つ有機溶媒を使用することを必要とするであろう。標準官能性アルコキシシランとは異なり、加水分解の際にアルコール(alcolhol)は放出されない。したがって、有機溶媒を添加する必要はない。代わりに、完全に水性液を使用してもよく、すなわちシリコーンコーティング混合物は、好ましくは、添加された有機溶媒を含有しない。したがって、アルキルアルコキシシラン又はその誘導体のような、水に不溶性のシリコーン化合物又は水に難溶性のシリコーン化合物は、有機溶媒を使用する必要があるので、使用されないことも好ましい。 By coating a metal substrate with an anti-fingerprint coating, an excellent finish of the metal surface is achieved which is highly resistant to fingerprint formation and to fouling with fatty or greasy materials, where any Fingerprint smudges are also easily removed mechanically from the surface. Such removal may be performed using, for example, a microfiber cloth. Anti-fingerprint coatings do not alter their color tone or surface morphology, thus ensuring maintenance of the original appearance of the metal surfaces as prepared. Furthermore, the treatment of metal surfaces according to the present invention with silicone coating mixtures is very easy and does not require time-consuming, labor-intensive and energy-intensive processes; Allows rapid processing at processing temperatures. In preferred embodiments of the invention, the chemicals used are water soluble and they will not require organic solvents as solubilizers. The use of standard functional alkoxysilanes would require the use of organic solvents with known health, safety, and environmental disadvantages when VOCs are used. Unlike standard functional alkoxysilanes, no alcohol is released upon hydrolysis. Therefore, it is not necessary to add an organic solvent. Alternatively, a completely aqueous liquid may be used, ie the silicone coating mixture preferably contains no added organic solvents. Therefore, it is also preferable not to use water-insoluble or poorly water-soluble silicone compounds such as alkylalkoxysilanes or derivatives thereof, since it is necessary to use an organic solvent.

理論により制限されないが、シリコーンコーティング混合物に含有される化合物が金属基板に吸着し、硬化工程の間、化学反応を経て、非常に薄く、不可視で、機械的に耐性のある上塗りをその上に形成することが考えられる。本発明の方法は、様々な有機官能性ケイ素化合物、及び任意選択的に溶液中の少なくとも1種のポリエーテルシロキサンコポリマー界面活性剤の混合物からの、ケイ素含有化合物の吸着に基づくゾル-ゲル法であると考えられる。上塗りに起因して、基板の表面エネルギーは、コーティングされていない状態と比較して低下する。したがって、接触角を測定することによりコーティングの形成をモニタリングすることが可能である。 Without being limited by theory, the compounds contained in the silicone coating mixture adsorb to the metal substrate and undergo chemical reactions during the curing process to form a very thin, invisible and mechanically resistant topcoat thereon. can be considered. The method of the present invention is a sol-gel process based on the adsorption of silicon-containing compounds from a mixture of various organofunctional silicon compounds and optionally at least one polyether siloxane copolymer surfactant in solution. It is believed that there is. Due to the overcoat, the surface energy of the substrate is reduced compared to the uncoated state. Therefore, it is possible to monitor the formation of the coating by measuring the contact angle.

発明の好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物は、液体、より好ましくは水性液、及び最も好ましくは水溶液又は水性ゾル(コロイド溶液)である。 In preferred embodiments of the invention, the silicone coating mixture is a liquid, more preferably an aqueous liquid, and most preferably an aqueous solution or aqueous sol (colloidal solution).

本発明の更に好ましい実施形態では、金属基板は、従来の方法で生成される。金属基板は、任意の材料から作られ、且つ任意の金属の堆積物でコーティングされた、任意の被加工材の形態であってもよい。被加工材料は、好ましくはプラスチック、金属、ガラス、セラミックス材料、又は任意の他の材料であってもよい。典型的には、意図した使用に応じて、被加工材は、あらゆる自動車部品、又は衛生部品、又は建築設備のためのあらゆる部品、又は電子機器か視聴覚機器のための部品、又は装飾特性を示す他のあらゆる部品として提供されうる。金属堆積物は、好ましくはニッケルコーティング若しくはステンレス鋼コーティング、又は最も好ましくはクロムコーティングである。 In a further preferred embodiment of the invention the metal substrate is produced in a conventional manner. The metal substrate may be in the form of any work piece made from any material and coated with any deposit of metal. The work material may preferably be plastic, metal, glass, ceramic material or any other material. Typically, depending on the intended use, the work piece exhibits any automotive parts, or sanitary parts, or any parts for building installations, or parts for electronic or audiovisual equipment, or exhibits decorative properties. It can be provided as any other part. The metal deposit is preferably a nickel or stainless steel coating, or most preferably a chromium coating.

それに応じて、本発明の更に好ましい実施形態では、金属基板は、クロム基板、より好ましくは被加工材上に堆積される基板を形成するクロム金属層である。この後者の場合では、クロム基板は、被加工材にクロム金属層を堆積させることにより生成される。この場合、一般的に、下塗りが、クロム金属層をその上に堆積させる前に、被加工材上に最初に生成される。そのような下塗りは、全体的な金属コーティングの最適な装飾(水平、光沢)及び機能(耐食)の特性をもたらすために、複数の金属層からなってもよい。下塗りは、例えば、クロム金属層の真下に直接配置される、ベース銅金属層及び1層又は複数のニッケル金属層からなる。これらの金属層は、全体として、適正なめっき組成物を使用することにより電気めっきされる。そのようなサンドイッチ金属コーティング及びその堆積方法は、当該技術分野の人々に周知である。 Accordingly, in a further preferred embodiment of the invention, the metal substrate is a chromium substrate, more preferably a chromium metal layer forming the substrate deposited on the workpiece. In this latter case, the chromium substrate is produced by depositing a chromium metal layer on the workpiece. In this case, a primer is generally first produced on the work piece before depositing the chromium metal layer thereon. Such a primer may consist of multiple metal layers to provide optimum decorative (horizontal, gloss) and functional (corrosion resistance) properties of the overall metal coating. The undercoat consists, for example, of a base copper metal layer and one or more nickel metal layers placed directly beneath the chromium metal layer. These metal layers are generally electroplated by using the proper plating composition. Such sandwich metal coatings and methods for their deposition are well known to those skilled in the art.

クロム金属層を堆積させることは、被加工材、及び少なくとも1種のクロムめっき種、より好ましくはCr(III)めっき種を含有する電気めっき液を用意すること、並びに少なくとも1種のクロムめっき種を含有する、より具体的にはCr(III)めっき種を含有する電気めっき液を使用することにより、クロム金属層を被加工材上に電気めっきすること、を含む。クロムコーティングは、従来の方法で生成できる。本発明の更にいっそう好ましい実施形態では、クロム金属層が電気めっき法を使用して生成される場合、電気めっきは、塩化クロム(III)、硫酸クロム(III)、又は塩基性硫酸クロム(III)等のCr(III)種を含む電気めっき液(組成物)を使用することにより実施される。そのような電気めっき液は、典型的には、ホウ酸及び炭酸のような1種又は複数の緩衝剤、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及びハロゲン化カリウムのような導電性塩、炭酸及びアミノ酸のような1種又は複数の錯化剤、並びにスルホサクシネートのような1種の湿潤剤を更に含有する。暗色のクロム金属層が所望の場合、暗色化剤が添加されてもよい。そのような液体が利用可能であり、当業者は、電気めっきされる被加工材上にクロムコーティングを生成するためにそのような液体を使用することをよく熟知している。 Depositing the chromium metal layer comprises providing a work piece and an electroplating solution containing at least one chromium plating species, more preferably Cr(III) plating species, and at least one chromium plating species. and more specifically electroplating a chromium metal layer onto the work piece by using an electroplating solution containing a Cr(III) plating species. A chromium coating can be produced by conventional methods. In an even more preferred embodiment of the invention, when the chromium metal layer is produced using an electroplating method, the electroplating is chromium(III) chloride, chromium(III) sulfate or basic chromium(III) sulfate It is carried out by using an electroplating solution (composition) containing Cr(III) species such as. Such electroplating solutions typically contain one or more buffers such as boric acid and carbonic acid, conductive salts such as ammonium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, and potassium halides, carbonic acid and amino acids. and one wetting agent such as a sulfosuccinate. If a dark chromium metal layer is desired, darkening agents may be added. Such liquids are available and those skilled in the art are familiar with the use of such liquids to produce chromium coatings on electroplated work pieces.

本発明の更にいっそう好ましい実施形態では、Cr(III)めっき種含有液体は、塩化物種を含有しない。 In an even more preferred embodiment of the present invention, the Cr(III) plating species containing liquid does not contain chloride species.

本発明の更に好ましい実施形態では、モノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンからなる群から選択される少なくとも1種の第1のシリコーン化合物は、モノ又はオリゴ(アミノアルキル)シリコーン、及び(フルオロアルキル)アルキルシリコーンの水溶性統計コポリマーである。 In a further preferred embodiment of the present invention, the at least one first silicone compound selected from the group consisting of mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones comprises mono- or oligo(aminoalkyl)silicones and (fluoro It is a water-soluble statistical copolymer of alkyl)alkylsilicones.

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物は、モノ又はオリゴアミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物、及びフルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも2つのモノマー構成単位の水性共縮合から誘導され、
アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般化学式(I):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (I)
[式中、
xは、1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4であり、
yは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~2であり、
zは、0~8、好ましくは0~6、より好ましくは0~4、最も好ましくは1又は2である]
を有し、
フルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般式(II):
(HO)3Si-(CH2)a-(CF2)bCF3 (II)
[式中、
aは、1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4であり、
bは、0~20、好ましくは0~10、より好ましくは0~5、最も好ましくは2~5である]
を有する。
In a further preferred embodiment of the invention, the at least one first silicone compound comprises at least two monomers selected from the group consisting of mono- or oligoaminoalkyltrihydroxysilane compounds and fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compounds. derived from the aqueous cocondensation of units,
Aminoalkyltrihydroxysilane compounds have the following general chemical formula (I):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (I)
[In the formula,
x is 1-8, preferably 1-6, more preferably 1-4,
y is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-2,
z is 0-8, preferably 0-6, more preferably 0-4, most preferably 1 or 2]
has
The fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compound has the following general formula (II):
( HO) 3Si- ( CH2 ) a- ( CF2 ) bCF3 (II)
[In the formula,
a is 1-8, preferably 1-6, more preferably 1-4,
b is 0-20, preferably 0-10, more preferably 0-5, most preferably 2-5]
have

アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物の、フルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物に対するモル比(molar relation)は、好ましくは1:10~10:1の範囲である。 The molar relation of aminoalkyltrihydroxysilane compound to fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compound preferably ranges from 1:10 to 10:1.

水性共縮合から誘導された第1のシリコーン化合物が最も好ましく、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、(HO)3Si-(CH2)3-[NH(CH2)2]2-NH2であり、フルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、(HO)3Si-(CH2)2-(CF2)5CF3である。 The first silicone compound derived from aqueous cocondensation is most preferred, the aminoalkyltrihydroxysilane compound being (HO) 3Si- ( CH2 ) 3- [NH( CH2 ) 2 ] 2 - NH2. , the fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compound is (HO) 3Si- ( CH2 ) 2- ( CF2 ) 5CF3 .

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物の分子量の平均は、ポリエチレンオキシド標準に対するゲル浸透クロマトグラフィーにより決定して、200~3,000g/mol、より好ましくは300~2,000g/mol、最も好ましくは400~1,000g/molである。 In a further preferred embodiment of the invention, the average molecular weight of the at least one first silicone compound is between 200 and 3,000 g/mol, more preferably between 300 and 2,000, as determined by gel permeation chromatography against polyethylene oxide standards. g/mol, most preferably 400-1,000 g/mol.

そういった化合物が利用可能である。例えば、Evonik社から入手可能なDynasylan(登録商標) SIVO 112(CAS番号1222158-90-8)及びDynasylan(登録商標) F 8815、Gelest Inc.社から入手可能なWASF-1511が、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物のうちの1種として使用されてもよい。これらの上記の化合物を生成する方法は、例えば、米国特許第8,889,812(B2)号、米国特許第6,251,989(B1)号、及び欧州特許第1101787(B1)号に記載されており、それらは、本明細書に組み込まれる。この化合物が、低い表面エネルギーを金属基板にもたらす原因の大部分であると判明している。 Such compounds are available. For example, Dynasylan® SIVO 112 (CAS No. 1222158-90-8) and Dynasylan® F 8815 available from Evonik, WASF-1511 available from Gelest Inc. are combined with at least one It may be used as one of the first silicone compounds. Methods of producing these above compounds are described, for example, in U.S. Pat. No. 8,889,812 (B2), U.S. Pat. incorporated into the specification. This compound has been found to be largely responsible for the low surface energy of the metal substrate.

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物は、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマー構成単位の水性縮合から誘導できる、水溶性ポリマーのアミノアルキルシリコーン化合物であって、
アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般化学式(III):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (III)、
[式中、
xは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3であり、
yは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~2であり、
zは、0~6、好ましくは0~4、より好ましくは0~2である]
を有する。
In a further preferred embodiment of the invention, the at least one second silicone compound is a water-soluble polymer derivable from the aqueous condensation of at least one monomeric unit selected from the group consisting of aminoalkyltrihydroxysilane compounds. An aminoalkyl silicone compound of
Aminoalkyltrihydroxysilane compounds have the following general chemical formula (III):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (III),
[In the formula,
x is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-3,
y is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-2,
z is 0-6, preferably 0-4, more preferably 0-2]
have

水性縮合から誘導された第2のシリコーン化合物が最も好ましく、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、(HO)3Si-(CH2)3-NH2である。 A second silicone compound derived from aqueous condensation is most preferred and the aminoalkyltrihydroxysilane compound is (HO) 3 Si--(CH 2 ) 3 --NH 2 .

そういった化合物が利用可能である。例えば、Evonik社から入手可能なDynasylan(登録商標) SIVO 160(CAS番号1443627-61-9)及びDynasylan(登録商標) 1151(CAS番号58160-99-9、29159-37-3)、Gelest Inc社から入手可能な3-アミノプロピル-シラントリオール(CAS番号58160-99-9)、Momentive Performance Materials Inc.社から入手可能なSilquest(登録商標) A 1106(CAS番号58160-99-9)、Power Chemical Corporation社から入手可能なSiSiB(登録商標)PC1106(CAS番号58160-99-9)が、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物のうちの1種として使用されてもよい。これらの上記の化合物を生成する方法は、例えば、欧州特許第0675128(B1)号に記載され、これは本明細書に組み込まれる。この化合物は、ポリマーネットワークマトリックスの形成に最も重要な役割を果たし、したがって低温での指紋防止コーティングとして効果的である。 Such compounds are available. For example, Dynasylan® SIVO 160 (CAS No. 1443627-61-9) and Dynasylan® 1151 (CAS Nos. 58160-99-9, 29159-37-3) available from Evonik, Gelest Inc. 3-Aminopropyl-Silantriol (CAS No. 58160-99-9) available from Momentive Performance Materials Inc., Silquest® A 1106 (CAS No. 58160-99-9) available from Power Chemical SiSiB® PC1106 (CAS No. 58160-99-9) available from Corporation may be used as one of the at least one second silicone compound. Methods of producing these above compounds are described, for example, in EP 0675128 (B1), which is incorporated herein. This compound plays the most important role in forming the polymer network matrix and is therefore effective as an anti-fingerprint coating at low temperatures.

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種の酸性化剤は、任意の有機又は無機酸でありうる。より好ましくは、少なくとも1種の酸性化剤は、ギ酸、シュウ酸、硫酸、メタクリル酸、メタンスルホン酸、及び酢酸を含む群から選択される。更に、乳酸、リンゴ酸、グリセリン酸、オルトリン酸、酒石酸、及びコハク酸は、原則的に、いずれも使用するのに許容可能であると証明されてきた。しかしながら、これらの後者の酸は、クロム表面の光学的外観の悪化をもたらすことがあるため、ギ酸、シュウ酸、硫酸、メタクリル酸、メタンスルホン酸、及び酢酸よりも好ましくない。最も好ましくは、酢酸、ギ酸、及び硫酸が使用される。 In a further preferred embodiment of the invention the at least one acidifying agent can be any organic or inorganic acid. More preferably, at least one acidifying agent is selected from the group comprising formic acid, oxalic acid, sulfuric acid, methacrylic acid, methanesulfonic acid and acetic acid. Additionally, lactic acid, malic acid, glyceric acid, orthophosphoric acid, tartaric acid, and succinic acid have in principle all proven acceptable for use. However, these latter acids are less preferred than formic acid, oxalic acid, sulfuric acid, methacrylic acid, methanesulfonic acid, and acetic acid because they can lead to deterioration of the optical appearance of the chromium surface. Most preferably acetic acid, formic acid and sulfuric acid are used.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物は、3.5~4.5、より好ましくは約3.5(±0.2)の好ましいpHを有する。4.5のpHは、コーティングされた金属基板の表面エネルギーを最も低くし、したがって、優れた指紋防止特性を金属基板にもたらすであろう。しかしながら、pHがより低いと、指紋防止コーティングのより良い光学的仕上げが促進される。シリコーンコーティング混合物の使用中、使用される混合物の3.5~4.5の好ましいpH範囲外で生じた指紋防止コーティングは、指紋の試験結果の低下につながる。また、pHが3未満又は4.5を超える場合、シリコーンコーティング混合物の耐用期間の短縮が観察される可能性がある。 In a further preferred embodiment of the invention, the silicone coating mixture has a preferred pH of 3.5-4.5, more preferably about 3.5 (±0.2). A pH of 4.5 will result in the lowest surface energy of the coated metal substrate and thus provide excellent anti-fingerprint properties to the metal substrate. However, a lower pH promotes better optical finish of the anti-fingerprint coating. During the use of silicone coating mixtures, anti-fingerprint coatings produced outside the preferred pH range of 3.5-4.5 of the mixtures used lead to poor fingerprint test results. Also, if the pH is below 3 or above 4.5, a shortened life of the silicone coating mixture may be observed.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物は、加えて、少なくとも1種のシロキサンポリマーを含有する。少なくとも1種のシロキサンポリマーは、界面活性剤として機能し、以下SURFとも呼ぶ。 In a further preferred embodiment of the invention, the silicone coating mixture additionally contains at least one siloxane polymer. At least one siloxane polymer functions as a surfactant, hereinafter also referred to as SURF.

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種のシロキサンポリマーは、以下の一般化学式(IV): In a further preferred embodiment of the invention, the at least one siloxane polymer has the following general formula (IV):

Figure 0007326342000001
Figure 0007326342000001

[式中、
(x+y)は1~60であり、xは1~30、yは0~30であり、
nは、3~4であり、
aは、0~30であり、
bは、0~30であり、
Rは、水素、又は1~4個の炭素原子のアルキル基である]
を有する化合物からなる群から選択される。
[In the formula,
(x+y) is 1-60, x is 1-30, y is 0-30,
n is 3 to 4;
a is from 0 to 30;
b is from 0 to 30;
R is hydrogen or an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms]
is selected from the group consisting of compounds having

好ましくは、(x+y)は、1~20であり、xは、1~10であり、yは、0~10であり、並びにa及びbのうちの少なくとも1つが0ではないように、aは、0~15であり;bは、0~15であり;(a+b)は、1~30である。 Preferably, (x+y) is 1-20, x is 1-10, y is 0-10, and at least one of a and b is not 0, a is 0-15; b is 0-15; (a+b) is 1-30.

本発明の更に好ましい実施形態では、少なくとも1種のシロキサンポリマーは、ポリエーテルシロキサン-シロキサンコポリマーからなる群から選択されるシロキサンブロックコポリマーであって、(x+y)は、2~60であり、xは、1~30であり、yは、1~30であり、より好ましくは(x+y)は、1~20であり、xは、1~10であり、yは、1~10であり、a及びbのうちの少なくとも1つが0ではないように、aは、0~15であり;bは、0~15であり; (a+b)は、1~30である。 In a further preferred embodiment of the invention, the at least one siloxane polymer is a siloxane block copolymer selected from the group consisting of polyether siloxane-siloxane copolymers, wherein (x+y) is from 2 to 60; x is 1 to 30, y is 1 to 30, more preferably (x+y) is 1 to 20, x is 1 to 10, y is 1 to 10 a is 0-15; b is 0-15; and (a+b) is 1-30, such that at least one of a and b is not 0.

シリコーンコーティング混合物は、1種のシロキサンポリマー又は複数のシロキサンポリマーを含有してもよく、ここで、これらのポリマーは、パラメーターa、b、及びnのうちの少なくとも1つが互いに異なっていてもよい。 The silicone coating mixture may contain one siloxane polymer or multiple siloxane polymers, wherein the polymers may differ from each other in at least one of the parameters a, b, and n.

シロキサンポリマーは、好ましくは、1,000~30,000g/mol、好ましくは5,000~15,000g/molの分子量を有する。 The siloxane polymer preferably has a molecular weight between 1,000 and 30,000 g/mol, preferably between 5,000 and 15,000 g/mol.

そういった化合物が利用可能である。例えば、Evonik(登録商標)社から入手可能なTEGO(登録商標)Wet 280(CAS番号68938-54-5)、TEGO(登録商標)Wet 240(CAS番号67674-67-3)、TEGO(登録商標)Wet 250(CAS番号27306-78-1)、及びTEGO(登録商標)Wet 270(CAS番号68938-54-5)、Gelest Inc.社から入手可能なジメチルシロキサン-(50~55%エチレンオキシド)ブロックコポリマー(CAS番号68938-54-5)、Momentive Performance Materials Inc.社から入手可能なSilwet(登録商標)L 7600(CAS番号68938-54-5)及びSilwet(登録商標)L 77(CAS番号27306-78-1)、Munzing Chemie GmbH社から入手可能なMetolat(登録商標)342(CAS番号27306-78-1)が、少なくとも1種のシロキサンポリマーのうちの1種として使用されてもよい。この化合物は、湿潤剤であり、コーティングされた金属基板の表面エネルギーを更に低下させる。それは、コーティングされた金属基板の乾燥を促進する。 Such compounds are available. For example, TEGO® Wet 280 (CAS No. 68938-54-5), TEGO® Wet 240 (CAS No. 67674-67-3) available from Evonik®, TEGO® ) Wet 250 (CAS No. 27306-78-1), and TEGO® Wet 270 (CAS No. 68938-54-5), dimethylsiloxane-(50-55% ethylene oxide) blocks available from Gelest Inc. Copolymer (CAS No. 68938-54-5), Silwet® L 7600 (CAS No. 68938-54-5) and Silwet® L 77 (CAS No. 27306-5) available from Momentive Performance Materials Inc. 78-1), Metolat® 342 (CAS No. 27306-78-1) available from Munzing Chemie GmbH may be used as one of the at least one siloxane polymer. This compound is a wetting agent and further lowers the surface energy of the coated metal substrate. It facilitates drying of the coated metal substrate.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物は、所定の質量比で、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物及び少なくとも1種の第2のシリコーン化合物を含有し、全ての第1のシリコーン化合物の、全ての第2のシリコーン化合物に対する質量比は、好ましくは1.0~4.0、より好ましくは1.0~1.0、最も好ましくは3.0~4.0である。 In a further preferred embodiment of the invention, the silicone coating mixture contains at least one first silicone compound and at least one second silicone compound in a predetermined weight ratio, and all first silicone compounds to all second silicone compounds is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 1.0, most preferably 3.0 to 4.0.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物中の少なくとも1種の第1のシリコーン化合物の濃度は、0.05g/l~5.00g/l、好ましくは0.10g/l~2.50g/l、最も好ましくは0.30g/l~1.50g/lである。 In a further preferred embodiment of the invention, the concentration of the at least one first silicone compound in the silicone coating mixture is between 0.05g/l and 5.00g/l, preferably between 0.10g/l and 2.50g/l, most It is preferably 0.30 g/l to 1.50 g/l.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物中の少なくとも1種の第2のシリコーン化合物の濃度は、0.05g/l~10.00g/l、好ましくは0.10g/l~3.00g/l、最も好ましくは0.40g/l~1.00g/lである。 In a further preferred embodiment of the invention the concentration of the at least one second silicone compound in the silicone coating mixture is from 0.05 g/l to 10.00 g/l, preferably from 0.10 g/l to 3.00 g/l, most It is preferably 0.40 g/l to 1.00 g/l.

本発明の更に好ましい実施形態では、シリコーンコーティング混合物中の少なくとも1種のシロキサンポリマーの濃度は、0.02g/l~5.00g/l、好ましくは0.05g/l~1.00g/l、最も好ましくは0.10g/l~0.30g/lである。 In a further preferred embodiment of the invention, the concentration of at least one siloxane polymer in the silicone coating mixture is between 0.02g/l and 5.00g/l, preferably between 0.05g/l and 1.00g/l, most preferably 0.10 g/l to 0.30 g/l.

本発明の更に好ましい実施形態では、金属基板をシリコーンコーティング混合物に接触させる工程は、10℃~90℃、より好ましくは20℃~70℃、最も好ましくは約50℃(±5℃)のシリコーンコーティング混合物の温度で実施される。 In a further preferred embodiment of the invention, the step of contacting the metal substrate with the silicone coating mixture is performed at a temperature of 10°C to 90°C, more preferably 20°C to 70°C, most preferably about 50°C (±5°C). It is carried out at the temperature of the mixture.

本発明の更に好ましい実施形態では、指紋防止コーティング溶液への金属基板の曝露時間は、0.5分~60分、より好ましくは1分~20分、最も好ましくは1分~2分である。 In a further preferred embodiment of the present invention, the exposure time of the metal substrate to the anti-fingerprint coating solution is 0.5 minutes to 60 minutes, more preferably 1 minute to 20 minutes, most preferably 1 minute to 2 minutes.

本発明の更に好ましい実施形態では、コーティングされた金属基板の硬化は、5分~120分、より好ましくは15分~90分、最も好ましくは30分~60分の継続時間の間、20℃~100℃、より好ましくは40℃~90℃、最も好ましくは60℃~80℃の温度で実施される。 In a further preferred embodiment of the invention the curing of the coated metal substrate is carried out from 20° C. to It is carried out at a temperature of 100°C, more preferably 40°C to 90°C, most preferably 60°C to 80°C.

指紋防止コーティングで金属基板をコーティングするために、それは、シリコーンコーティング混合物と接触させられる(処理される)。方法の第1の代替形態では、処理された金属基板は、光学的欠点を回避するために、幾何学的に不利な部品の過剰なケイ素コーティング混合物を除去するように部分的に乾燥させられ、その後、水ですすがれる(ウェット・イン・ウェットすすぎ法(wet-in-wet rinsing method))。処理され、且つすすがれた金属基板は、最後に硬化される。方法の第2の代替形態では、処理された金属基板は、すすがずに乾燥させられ(乾燥引き出し法(dry withdrawal method))、最後に硬化される。第1の代替形態は、実施が迅速で容易である。しかしながら、この場合、吸着されたシリコーン種の一部は、すすぎ工程で再び脱着される。第2の代替形態は、金属基板の全表面領域にわたってコーティングの均質な分布を達成することにより、この欠点を克服する。しかしながら、いくつかの適用パラメーターは、良好な光学的仕上げを達成するために制御されなければならない。方法の更に好ましい実施形態では、金属基板は、それをコーティング混合物に浸漬し、その中に所定期間放置させることにより、シリコーンコーティング混合物に接触させられる。その後、基板(基板引き出しによるコーティング)又はシリコーンコーティング混合物(排液によるコーティング)のいずれかが、めっき槽から除去される。より好ましくは、コーティングの塗布は、一定の(直線的な)引き出し又は排液速度で実施される。より一層好ましくは、引き出し/排液速度は、少なくとも1mm/分、より好ましくは少なくとも50mm/分、及び最も好ましくは少なくとも10mm/分である。更に、引き出し速度は、好ましくは最大で1000cm/分、より好ましくは最大で500cm/分、最も好ましくは最大で100cm/分である。 To coat a metal substrate with an anti-fingerprint coating, it is brought into contact (treated) with a silicone coating mixture. In a first alternative form of the method, the treated metal substrate is partially dried to remove excess silicon coating mixture on the geometrically unfavorable parts to avoid optical defects, It is then rinsed with water (wet-in-wet rinsing method). The processed and rinsed metal substrate is finally cured. In a second alternative of the method, the treated metal substrate is dried without rinsing (dry withdrawal method) and finally cured. The first alternative is quick and easy to implement. However, in this case some of the adsorbed silicone species are desorbed again in the rinse step. A second alternative overcomes this drawback by achieving a homogeneous distribution of the coating over the entire surface area of the metal substrate. However, several application parameters must be controlled to achieve good optical finish. In a further preferred embodiment of the method, the metal substrate is brought into contact with the silicone coating mixture by immersing it in the coating mixture and allowing it to remain therein for a period of time. Afterwards, either the substrate (coating by substrate withdrawal) or the silicone coating mixture (coating by draining) is removed from the plating bath. More preferably, the application of the coating is performed with a constant (linear) withdrawal or drain rate. Even more preferably, the withdrawal/drainage rate is at least 1 mm/min, more preferably at least 50 mm/min, and most preferably at least 10 mm/min. Further, the withdrawal speed is preferably up to 1000 cm/min, more preferably up to 500 cm/min and most preferably up to 100 cm/min.

原則的に、シリコーンコーティング混合物は、めっき産業における、すなわち、上文に記載されるような浸漬タンク、又は処理される被加工材が1つの処理ステーションから次の処理ステーションに搬送されるコンベヤ付き処理プラントにおける従来の方法を使用して塗布されてもよい。本発明の方法が、金属基板をシリコーンコーティング混合物で処理する工程、及び硬化工程、任意選択的に更にすすぐ(金属基板を水に接触させる)工程を基本的に含むので、コンベヤ付きプラントは、金属基板をシリコーンコーティング混合物で処理するための第1のステーション、及び金属基板がすすがれる任意選択的な第2のステーション、並びに、任意選択的に、コーティングされた金属基板が硬化される第3のステーションを含むであろう。 In principle, silicone coating mixtures can be used in the plating industry, i.e. in dip tanks as described above or in conveyorized processing where the workpiece to be treated is conveyed from one treatment station to the next. It may be applied using conventional methods in the plant. Since the method of the present invention essentially comprises the steps of treating a metal substrate with a silicone coating mixture, and curing, and optionally further rinsing (contacting the metal substrate with water), the conveyorized plant can A first station for treating the substrate with the silicone coating mixture and an optional second station where the metal substrate is rinsed and optionally a third station where the coated metal substrate is cured. station.

指紋防止コーティングの指紋防止作用は、コーティングされた金属基板の表面エネルギーに対する効果を有するであろう。表面エネルギーは、コーティングされた金属基板と接触させられる試験液の接触角を測定することにより、間接的に測定できる。接触角を測定する方法は、周知されており、例えば、Law and Zhao、Surface Wetting-Characterization、Contact Angle and Fundamentals、Springer Verlag社(2016) ISBN 9783319252124に記載されている。 The anti-fingerprint action of an anti-fingerprint coating will have an effect on the surface energy of the coated metal substrate. Surface energy can be measured indirectly by measuring the contact angle of the test liquid brought into contact with the coated metal substrate. Methods for measuring contact angles are well known and described, for example, in Law and Zhao, Surface Wetting-Characterization, Contact Angle and Fundamentals, Springer Verlag (2016) ISBN 9783319252124.

金属基板に対する指紋防止コーティングの効果を決定するための別のアプローチは、コーティングされた金属基板が、ヒト滲出物及び/若しくはヒト皮脂によるその表面の汚損に抵抗する能力、並びに/又は汚染された表面を機械的に清浄にすることを試みる場合に、そのような汚損を克服する能力を評価することである。対応して、例となる試験条件は、本発明の方法で生成された指紋防止コーティングの効果を調査するように設定されてもよい。例えば、所定の組成物を含む人工的滲出物被検物が、それを、所定の力で、金属基板表面へ、例えばシリコーンスタンプを用いてスタンプすることにより、再現可能な方法で塗布される。滲出物/皮脂の機械的な除去は、同様に、人工的な指紋を、所定品質の布地、例えばマイクロファイバークロスを用いて、所定の力、所定の拭き取る速度及び移動、例えば円運動で拭き取ることにより、拭き取る事象の設定回数に関して再現性よく試験されてもよい。金属基板表面の汚染の影響及び除去効率は、最終的に、試験を施す前後に分光光度計によるL/a/b座標を使用して色差を決定且つ比較することにより決定されてもよい。初期色及び最終色の差がより小さいほど、指紋に対する表面の感度が低いことを示す。例えば、試験点上の、2.5単位よりも大きなΔL値及び/又は1.75単位よりも大きなΔb値は、薄片として人間の眼で容易に識別されるが、値がより小さくなると、通常の光条件下ではあまり見えなくなる。 Another approach for determining the effectiveness of anti-fingerprint coatings on metal substrates is the ability of the coated metal substrate to resist fouling of its surface by human exudates and/or human sebum, and/or a contaminated surface. is to evaluate the ability to overcome such fouling when attempting to mechanically clean the . Correspondingly, exemplary test conditions may be set to investigate the effectiveness of anti-fingerprint coatings produced by the method of the present invention. For example, an artificial exudate specimen containing a given composition is applied in a reproducible manner by stamping it with a given force onto a metal substrate surface, for example with a silicone stamp. Mechanical removal of exudate/sebum is likewise wiping off artificial fingerprints with a fabric of a given quality, e.g. a microfiber cloth, with a given force, a given wiping speed and movement, e.g. a circular motion. may be reproducibly tested for a set number of wiping events. The effect and removal efficiency of contamination on the metal substrate surface may finally be determined by determining and comparing the color difference using L/a/b coordinates with a spectrophotometer before and after applying the test. A smaller difference between initial and final color indicates a less sensitive surface to fingerprints. For example, ΔL values greater than 2.5 units and/or Δb values greater than 1.75 units on test points are readily discernible by the human eye as flakes, whereas smaller values are less likely to be detected under normal lighting conditions. Then you won't be able to see much.

次に、本発明を、例として説明する。これらの例は、添付される特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲に対するいかなる限定も構成しない。 The invention will now be described by way of example. These examples do not constitute any limitation on the scope of the invention, which is defined in the appended claims.

単一の化合物の溶液中で処理される試料に関する接触角値を示す図である。比較のために、標準組成物(Std:本発明によるシリコーンコーティング混合物)が、グラフに含まれる(CMPD B/CMPD A/SURFが0.9/0.3/0.2g/l)。FIG. 4 shows contact angle values for samples treated in solutions of single compounds. For comparison, a standard composition (Std: silicone coating mixture according to the invention) is included in the graph (CMPD B/CMPD A/SURF 0.9/0.3/0.2 g/l). ΔL/Δa/Δb値の形態の、指紋の塗布及び清浄前後に測定された、試料OA~OEに関する指紋の試験結果を示す図である。FIG. 3 shows fingerprint test results for samples OA-OE measured before and after fingerprint application and cleaning in the form of ΔL/Δa/Δb values. 界面活性剤(SURF)を用いて、及び用いずに、CMPD B及びCMPD Aを含有するシリコーンコーティング混合物中で処置された試料に関する接触角値を示す図である。FIG. 4 shows contact angle values for samples treated in silicone coating mixtures containing CMPD B and CMPD A with and without a surfactant (SURF). 界面活性剤(SURF)を含む、及び含まない、CMPD B及びCMPD Aを含有するシリコーンコーティング混合物中で処置された試料に関する指紋の試験結果を、指紋の塗布及び清浄前後に測定されたΔL/Δa/Δb値の形態で示す図である。Fingerprint test results for samples treated in silicone coating mixtures containing CMPD B and CMPD A, with and without a surfactant (SURF), were measured before and after application and cleaning of the fingerprints. It is a figure shown in the form of a /Δb value. 異なるpHのシリコーンコーティング混合物中で処理された試料に関する接触角値を示す図である。pHは、酢酸を添加することにより調整した。FIG. 4 shows contact angle values for samples treated in silicone coating mixtures at different pHs. pH was adjusted by adding acetic acid. 異なるpHの溶液中で処理された試料に関する指紋の試験結果を示す図である。FIG. 2 shows fingerprint test results for samples processed in solutions of different pH. pH調整のための異なる種類の酸を含有するシリコーンコーティング混合物中で処理された試料に関する接触角値を示す図である。FIG. 4 shows contact angle values for samples treated in silicone coating mixtures containing different types of acids for pH adjustment. CMPD B及びCMPD Aを異なる組み合わせで含有するシリコーンコーティング混合物中で処置された試料の接触角値を示す図である。FIG. 3 shows contact angle values for samples treated in silicone coating mixtures containing CMPD B and CMPD A in different combinations. CMPD B及びCMPD Aを異なる組み合わせで含有するシリコーンコーティング混合物中で処置された試料に関する指紋の試験結果を表すダイヤグラムを示す。FIG. 2 shows a diagram representing fingerprint test results for samples treated in silicone coating mixtures containing CMPD B and CMPD A in different combinations. シリコーンコーティング混合物で処理した後の、様々なクロム基板に対する接触角値を示す図である。FIG. 4 shows contact angle values for various chrome substrates after treatment with a silicone coating mixture. シリコーンコーティング混合物で処理した後の、様々なクロム基板に対する指紋の試験結果を示す図である。FIG. 3 shows fingerprint test results for various chrome substrates after treatment with a silicone coating mixture. 異なる温度のシリコーンコーティング混合物中で処置された試料の接触角値を示す図である。FIG. 4 shows contact angle values for samples treated in silicone coating mixtures at different temperatures. シリコーンコーティング混合物で処理され、様々な硬化継続時間の間70℃で連続的に硬化された試料の接触角値を示す図である。FIG. 4 shows the contact angle values of samples treated with a silicone coating mixture and continuously cured at 70° C. for various curing durations. シリコーンコーティング混合物で処理され、様々な硬化継続時間の間70℃で連続的に硬化された試料の指紋の試験結果を示す図である。FIG. 4 shows fingerprint test results of samples treated with a silicone coating mixture and continuously cured at 70° C. for various curing durations. 様々な速度でシリコーンコーティング混合物から引き出された試料の接触角値を示す図である。FIG. 4 shows contact angle values for samples pulled from silicone coating mixtures at various speeds. 様々な速度でシリコーンコーティング混合物から引き出された試料に対する指紋の試験結果を示す図である。FIG. 3 shows fingerprint test results for samples pulled from the silicone coating mixture at various speeds. 指紋の試験のための概略的なワークフローを示す図である。FIG. 2 shows a schematic workflow for fingerprint testing;

基板:
全ての測定に対して、7cm×10cmの銅Hull Cellプレートを、基板として使用した。Hull Cellプレートを、以下の手順を使用して調製した:
i. Satilume(登録商標)Plus(Atotech Deutschland GmbH社の商標)槽(コーティング厚12~15μm)中でのサテンNiの堆積;
ii. 3価クロム槽Trichrome(登録商標)Plus(Atotech Deutschland GmbH社の商標)(コーティング厚0.4~0.6μm)からのクロムの堆積。
substrate:
A 7 cm x 10 cm copper Hull Cell plate was used as the substrate for all measurements. Hull Cell plates were prepared using the following procedure:
i. Satin Ni deposition in a Satilume® Plus (trademark of Atotech Deutschland GmbH) bath (12-15 μm coating thickness);
ii. Deposition of chromium from a trivalent chromium bath Trichrome® Plus (trademark of Atotech Deutschland GmbH) (coating thickness 0.4-0.6 μm).

Satilume(登録商標)Plus槽は、サテンニッケルコーティングを堆積させるための電気めっき槽である。それは、主要成分及び有機添加剤としてNiSO4、NiCl2、及びホウ酸をベースにしたものであり、サテンの外観を作り出す。ニッケルを、以下の条件下で堆積させた:T:51℃、pH:4.1、電流密度:4A/dm2、めっき時間15分。3価クロム槽Trichrome(登録商標)Plusは、薄いクロムコーティングを堆積させるための塩化物含有電気めっき槽である。それは、主要成分として、塩基性クロム硫酸塩、緩衝剤としてのホウ酸、カルボン酸系錯化剤、及びハロゲン化物系導電性塩をベースにしたものである。クロムを、以下のめっき条件に応じて、この槽を使用して電着させる:T:35℃、pH:2.8、電流密度:10A/dm2、めっき時間2分。 The Satilume® Plus bath is an electroplating bath for depositing satin nickel coatings. It is based on NiSO4 , NiCl2 , and boric acid as main ingredients and organic additives to create a satin appearance. Nickel was deposited under the following conditions: T: 51° C., pH: 4.1, current density: 4 A/dm 2 , plating time 15 minutes. The trivalent chromium bath Trichrome® Plus is a chloride-containing electroplating bath for depositing thin chromium coatings. It is based on basic chromium sulphate, boric acid as buffer, carboxylic acid-based complexing agent, and halide-based conductive salt as main components. Chromium is electrodeposited using this bath according to the following plating conditions: T: 35° C., pH: 2.8, current density: 10 A/dm 2 , plating time 2 minutes.

様々な種類のクロム表面を試験するために、他の槽であるCr843(Cr(IV)=Hex Cr)、Trichrome(登録商標)ICE、Trichrome(登録商標)Smoke 2、Trichrome(登録商標)Graphite(全Cr(III)電気めっき槽)を、同様に、技術データシート(TDS)に従って使用した。 Other baths Cr843 (Cr(IV)=Hex Cr), Trichrome® ICE, Trichrome® Smoke 2, Trichrome® Graphite ( All Cr(III) electroplating baths) were likewise used according to the technical data sheet (TDS).

Cr843は、CrO3、並びに硫酸塩及びSiF6含有触媒をベースにしたものである。クロムを、以下のめっき条件に応じて、この槽を使用して電着させる:T:40℃、電流密度:10A/dm2、めっき時間3分。 Cr843 is based on CrO3 and a sulfate and SiF6 containing catalyst. Chromium is electrodeposited using this bath according to the following plating conditions: T: 40° C., current density: 10 A/dm 2 , plating time 3 minutes.

Trichrome(登録商標)ICEは、塩基性クロム硫酸塩、緩衝剤としてのホウ酸、カルボン酸系錯化剤、及び硫酸塩系導電性塩をベースにしたものである。クロムを、以下のめっき条件に応じて、この槽を使用して電着させる:T:55℃、pH:3.5、電流密度:5A/dm2、めっき時間10分。 Trichrome® ICE is based on basic chromium sulfate, boric acid as a buffer, a carboxylic acid-based complexing agent, and a sulfate-based conductive salt. Chromium is electrodeposited using this bath according to the following plating conditions: T: 55° C., pH: 3.5, current density: 5 A/dm 2 , plating time 10 minutes.

Trichrome(登録商標)Smoke 2は、塩基性クロム硫酸塩、緩衝剤としてのホウ酸、カルボン酸系錯化剤、及びハロゲン化物系導電性塩、並びに硫黄含有暗色化剤をベースにしたものである。クロムを、以下のめっき条件に応じて、この槽を使用して電着させる:T:35℃、pH:2.8、電流密度:10A/dm2、めっき時間5分。Trichrome(登録商標)Graphiteは、塩基性クロム硫酸塩、緩衝剤としてのホウ酸、カルボン酸系錯化剤、及びハロゲン化物系導電性塩、並びに硫黄含有暗色化剤をベースにしたものである。クロムを、以下のめっき条件に応じて、この槽を使用して電着させる:T:35℃、pH:3.2、電流密度:10A/dm2、めっき時間5分。 Trichrome® Smoke 2 is based on basic chromium sulfate, boric acid as a buffer, carboxylic acid-based complexing agents, and halide-based conductive salts, and sulfur-containing darkening agents. . Chromium is electrodeposited using this bath according to the following plating conditions: T: 35° C., pH: 2.8, current density: 10 A/dm 2 , plating time 5 minutes. Trichrome® Graphite is based on basic chromium sulfate, boric acid as a buffer, carboxylic acid-based complexing agents, and halide-based conductive salts, and sulfur-containing darkening agents. Chromium is electrodeposited using this bath according to the following plating conditions: T: 35° C., pH: 3.2, current density: 10 A/dm 2 , plating time 5 minutes.

シリコーンコーティング混合物:
シリコーンコーティング混合物の標準組成物は、以下の成分を含む:
- 0.9g/lのCMPD B
- 0.3g/lのCMPD A
- 0.2g/lのSURF
- pH3.5(酢酸で調整される)
Silicone coating mixture:
A standard composition of a silicone coating mixture contains the following ingredients:
- 0.9g/l CMPD B
- 0.3g/l CMPD A
- 0.2g/l SURF
- pH 3.5 (adjusted with acetic acid)

CMPD Aは、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物、及びフルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも2つのモノマー構成単位の水性共縮合から誘導される第1のシリコーン系組成物であって、
アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般化学式(I):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (I)、
[式中、xは、3、yは、2、zは、2である]
を有し、
フルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般式(II):
(HO)3Si-(CH2)a-(CF2)bCF3 (II)
[式中、aは、2、bは、5である]
を有する。
CMPD A is a first silicone-based composition derived from an aqueous co-condensation of at least two monomer units selected from the group consisting of aminoalkyltrihydroxysilane compounds and fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compounds, ,
Aminoalkyltrihydroxysilane compounds have the following general chemical formula (I):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (I),
[Where x is 3, y is 2, and z is 2]
has
The fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compound has the following general formula (II):
( HO) 3Si- ( CH2 ) a- ( CF2 ) bCF3 (II)
[wherein a is 2 and b is 5]
have

このシリコーン化合物は、ギ酸でpH4まで酸性化された、水中のこの化合物の15質量%溶液の形態で使用される。 This silicone compound is used in the form of a 15% by weight solution of this compound in water acidified to pH 4 with formic acid.

CMPD Bは、第2のシリコーン系化合物であり、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマー構成単位の水性縮合から誘導される、水溶性ポリマーのアミノアルキルシリコーン化合物であって、
アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物は、以下の一般化学式(III):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (III)
[式中、xは、3、及びzは、0である]
を有する。
CMPD B is a second silicone-based compound and is a water-soluble polymeric aminoalkylsilicone compound derived from the aqueous condensation of at least one monomer unit selected from the group consisting of aminoalkyltrihydroxysilane compounds. There is
Aminoalkyltrihydroxysilane compounds have the following general chemical formula (III):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (III)
[where x is 3 and z is 0]
have

この第2のシリコーン化合物は、ギ酸でpH4まで酸性化された、水中のこの化合物の10質量%溶液の形態で使用される。 This second silicone compound is used in the form of a 10% by weight solution of this compound in water acidified to pH 4 with formic acid.

シロキサンポリマー(SURF)は、水中のこの化合物の10質量%溶液の形態のシロキサンブロックコポリマー(CAS番号68938-54-5)として使用される。 A siloxane polymer (SURF) is used as a siloxane block copolymer (CAS number 68938-54-5) in the form of a 10% by weight solution of this compound in water.

他に明示されない限り、金属基板を処理する工程間のシリコーンコーティング混合物の温度は、25℃に固定した。 Unless otherwise specified, the temperature of the silicone coating mixture during the process of treating the metal substrate was fixed at 25°C.

塗布方法:
ゾルーゲル塗布前に、基板を、陰極脱脂槽UniClean(登録商標)256(Atotech Deutschland GmbH社、Germanyの商標;アルカリ脱脂槽)中で、1分間、10ASD(A/dm2)で清浄にし、その後、脱イオン水で完全にすすいだ。湿った基板を、500mlガラスビーカー中のシリコーンコーティング混合物に浸漬した。
Application method:
Before the sol-gel application, the substrate is cleaned in a cathodic degreaser UniClean® 256 (trademark of Atotech Deutschland GmbH, Germany; alkaline degreaser) for 1 min at 10 ASD (A/dm 2 ), followed by Rinse thoroughly with deionized water. A wet substrate was immersed in the silicone coating mixture in a 500 ml glass beaker.

試料の浸漬及び引き出しは、浸漬及び引き出し速度を制御することを可能とした浸漬コーティングロボットの助力により行った(浸漬速度:100cm/分;浸漬時間:1分;浸漬深さ:8cm(液位以下の被検物の下端);引き出し速度:5cm/分(他に明示されない限り))。 Immersion and withdrawal of the samples were performed with the aid of a dip-coating robot that made it possible to control the immersion and withdrawal speeds (immersion speed: 100 cm/min; immersion time: 1 min; immersion depth: 8 cm (below the liquid level). lower edge of the specimen); withdrawal speed: 5 cm/min (unless otherwise stated)).

試料をシリコーンコーティング混合物から引き出した後に、乾燥試料を、オーブン(周囲大気)で硬化させた。硬化するための標準設定は、tオーブン=30分、Tオーブン=70℃であった。これらの設定をまた、実験の特定の組において変化させて、硬化パラメーターの影響を調査した。 After withdrawing the sample from the silicone coating mixture, the dried sample was cured in an oven (ambient air). Standard settings for curing were t oven = 30 minutes, T oven = 70°C. These settings were also varied in a specific set of experiments to investigate the effect of curing parameters.

接触角の測定:
接触角の測定を、周囲大気で試料を最低24時間保存した後に実施した。測定は、修飾された基板(指紋防止コーティングを備える基板)上で水3μlの接触角を検出することにより行った。角度の評価を、Laplace-Young法で行った(Law and Zhao、Surface Wetting-Characterization、Contact Angle and Fundamentals、Springer Verlag社(2016)ISBN 9783319252124)。
Contact angle measurement:
Contact angle measurements were performed after storing the samples in ambient air for a minimum of 24 hours. Measurements were made by detecting the contact angle of 3 μl of water on a modified substrate (substrate with anti-fingerprint coating). Angle evaluation was performed with the Laplace-Young method (Law and Zhao, Surface Wetting-Characterization, Contact Angle and Fundamentals, Springer Verlag (2016) ISBN 9783319252124).

調製したままの試料、又はそれぞれの指紋防止コーティングでコーティングした試料に付着させた水の接触角を測定した。全ての測定を、25℃、及び40~60%の相対湿度で行った。以下示される全ての接触角値は、5回の測定の平均値からなる。接触角を、3.0μlの一定の液滴体積で決定した。 The contact angle of water deposited on the as-prepared samples or the samples coated with each anti-fingerprint coating was measured. All measurements were performed at 25° C. and 40-60% relative humidity. All contact angle values given below consist of the average of 5 measurements. Contact angles were determined with a constant drop volume of 3.0 μl.

指紋の試験:
指紋の試験を、試料の選択した組に施した。その試験を、自社開発の手順(付属書類:指紋の試験方法を参照されたい)で実施した。基本的に、表面の色の変化(Δ色=ΔL/Δa/Δb)を、分光光度計(比色計)を用いてL/a/b色空間で色を測定することにより、基板に対する人工的な指紋の塗布及び清浄の前後に検出した。
Fingerprint test:
Fingerprint testing was performed on a selected set of samples. The test was performed with an in-house developed procedure (see Appendix: Fingerprint test method). Basically, the color change (Δ color = ΔL/Δa/Δb) of the surface is measured by measuring the color in L/a/b color space using a spectrophotometer (colorimeter), artificial It was detected before and after applying and cleaning a typical fingerprint.

試料の色印象を、比色計で測定し、色は、L*a*b*色空間系(国際照明委員会により1976年に導入された)で記載した。値L*は明度を示し、a*及びb*は色方向を示す。a*の正の値25が赤色を示す一方で、a*の負の値は緑色を意味する。b*の正の値が黄色を示し、b*の負の値は青色を意味する。a*及びb*の絶対値が増加する場合、色の彩度も増加する。L*の値は、0~100の範囲であり、ここで0は黒色を示し、100は白を意味する。 The color impression of the samples was measured with a colorimeter and the colors were described in the L * a * b * color space system (introduced in 1976 by the International Commission on Illumination). The value L * indicates lightness and a * and b * indicate color direction. A positive value of a * of 25 indicates red, while a negative value of a * means green. A positive value of b * indicates a yellow color and a negative value of b * means a blue color. If the absolute values of a * and b * increase, the color saturation also increases. The value of L * ranges from 0 to 100, where 0 indicates black and 100 means white.

指紋の影響を受けやすい表面では、試験前後の測定されたL/a/b値の間の差(ΔL/Δa/Δb)が、通常、人工的な指紋により堆積された大量の残留脂肪が原因で大きいことが判明した。清浄が容易な表面(本発明による方法で得られる)は、Δ色値(Color value)がより小さかった。 On fingerprint-sensitive surfaces, the difference between measured L/a/b values before and after testing (ΔL/Δa/Δb) is usually due to the large amount of residual fat deposited by artificial fingerprints. turned out to be large. The easy-to-clean surfaces (obtained with the method according to the invention) had lower ΔColor values.

試験手順の詳細は、本明細書の末尾の付属書類「指紋の試験方法」に示される。 Details of the test procedure are provided in the appendix "Fingerprint Test Method" at the end of this specification.

試験結果及び考察
第1の実験セット/実験OA~OF/単一成分の影響
(比較例)
表1は、試験試料を生成するための設定パラメーターを示す。
Test results and considerations First set of experiments/Experiments OA to OF/Influence of a single component
(Comparative example)
Table 1 shows the set parameters for generating the test samples.

Figure 0007326342000002
Figure 0007326342000002

全ての処理組成物を、表1に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。Tsolは、試験の間のシリコーンコーティング混合物の温度であった。tオーブンは、硬化温度であった。速度[mm/分]は、試料をシリコーンコーティング混合物から除去する速度であった。パラメーター「基板」は、上部のクロム基板を堆積させるための特定のめっき槽を表す。 All treatment compositions were prepared as shown in Table 1, with the addition of each component to 1 L and the balance being water. T sol was the temperature of the silicone coating mixture during the test. t oven was at curing temperature. Speed [mm/min] was the speed at which the sample was removed from the silicone coating mixture. The parameter "substrate" represents the particular plating bath for depositing the top chromium substrate.

この実験設定では、コーティング品質に対する単一成分の効果を調査した。全く初めての試料(OA)を、水だけに浸漬した。試料は、他のいかなる物質を含有しなかった。以下の実験では、酢酸を含有するシリコーンコーティング混合物の各成分を、水中に個別に溶解させ、それぞれの試験(respective text)(OB~OE)で使用した。槽浸漬後、全ての試料を、標準手順に従って処理した。指紋防止コーティングを提供することによる表面の修飾を、接触角の測定及び指紋の試験により試験した。実験OE~OAの試料組に対する水接触角値を、表2に示す。結果を、図1に図示する。 In this experimental setup, the effect of single components on coating quality was investigated. A completely new sample (OA) was immersed in water only. The samples did not contain any other substances. In the following experiments, each component of the silicone coating mixture containing acetic acid was dissolved separately in water and used in the respective respective texts (OB-OE). After bath immersion, all samples were processed according to standard procedures. The modification of the surface by providing an anti-fingerprint coating was tested by contact angle measurements and fingerprint testing. Water contact angle values for the set of samples for experiments OE-OA are shown in Table 2. The results are illustrated in FIG.

Figure 0007326342000003
Figure 0007326342000003

接触角の測定の結果に従って、酢酸のみでの処理、代替的に所与の濃度のSURFのみでの処理は、クロム基板の表面エネルギーに著しい変化をもたらさなかった。一方、CMPD A及びCMPD Bは、表面エネルギーに対して比較的わずかではあるが注目に値する効果を有する。最低の表面エネルギーは、CMPD B溶液中で処理した後に得られ、55.5°の接触角がもたらされる。CMPD Aは、この成分が、低い表面エネルギーをもたらすと予想されるフッ素化官能基を含むにもかかわらず、およそ30°の接触角しかもたらさなかった。理論により制限されないが、CMPD Aは、この成分が、それをクロム表面に強く固定する他の有機ケイ素化合物に担持されない場合に適切に表面に吸着できないということが考えられる。 According to the results of the contact angle measurements, treatment with acetic acid alone, alternatively with a given concentration of SURF alone, did not result in a significant change in the surface energy of the chromium substrate. On the other hand, CMPD A and CMPD B have a relatively small but noticeable effect on surface energy. The lowest surface energy is obtained after treatment in CMPD B solution, resulting in a contact angle of 55.5°. CMPD A yielded contact angles of only approximately 30°, even though this component contains fluorinated functional groups that are expected to yield low surface energies. Without being bound by theory, it is believed that CMPD A cannot adequately adsorb to surfaces when this component is not supported on other organosilicon compounds that strongly anchor it to chromium surfaces.

表3は、指紋の測定からの結果を記載する。 Table 3 lists the results from fingerprint measurements.

Figure 0007326342000004
Figure 0007326342000004

指紋の試験の結果を図2に示す。基本的に、試験結果は、接触角の測定に則する。より疎水性の表面は、汚れを受けつけず、清浄にするのがより容易である。結果的に、L/a/b値は、人工的な指紋を塗布した後の原色からのずれがより小さくなっている。ずれは、L及びb値に関してより明白であるが、a値は、この試験において影響をあまり受けない。未処理試料(OA)は、L及びb値においてそれぞれ-4.0及び2.3単位のずれを示す。類似のΔL/Δb値が、酢酸(OB)及びSURF(OE)溶液中で処理された試料で測定された。色のずれは、CMPD A(OC)及びCMPD B(OD)溶液中で処理した後により小さくなった。全ての成分を含有する標準組成物での処理では、それぞれ-2.4/0.2/1.6のΔL/Δa/Δb値がもたらされた。 The results of fingerprint testing are shown in FIG. Basically, the test results are based on contact angle measurements. A more hydrophobic surface will not accept dirt and is easier to clean. As a result, the L/a/b values deviate less from the primary color after applying the artificial fingerprint. The deviation is more pronounced for the L and b values, while the a values are less affected in this test. The untreated sample (OA) shows deviations of -4.0 and 2.3 units in L and b values, respectively. Similar ΔL/Δb values were measured for samples treated in acetic acid (OB) and SURF (OE) solutions. Color shift was smaller after treatment in CMPD A (OC) and CMPD B (OD) solutions. Treatment with a standard composition containing all components resulted in ΔL/Δa/Δb values of −2.4/0.2/1.6, respectively.

第2の実験セット/実験1及び2/界面活性剤の影響(本発明による実験)
実験のこの組では、界面活性剤SURFを、コーティング混合物から除外した。
表4は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表5は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表6は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。図3は、関連する試料で測定した接触角値を示す。
Second set of experiments/Experiments 1 and 2/Influence of surfactant (experiments according to the invention)
In this set of experiments, the surfactant SURF was omitted from the coating mixture.
Table 4 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 5 lists the results from the contact angle measurements for these samples. Table 6 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements. Figure 3 shows the contact angle values measured on the relevant samples.

Figure 0007326342000005
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Figure 0007326342000006
Figure 0007326342000006

Figure 0007326342000007
Figure 0007326342000007

第1に、シリコーンコーティング混合物は、単一成分と比較してより低い表面エネルギー(より大きい接触角)をもたらした。75~90°の接触角値が、シリコーンコーティング混合物中での処理により達成された。 First, the silicone coating mixture resulted in a lower surface energy (larger contact angle) compared to the single component. Contact angle values of 75-90° were achieved by treatment in the silicone coating mixture.

第2に、界面活性剤SURFを添加しても、表面エネルギーは著しく変化しなかった。しかし、その添加は、接触角の標準偏差がより低いことから推定されるように、より均一なコーティングを大幅にもたらす。界面活性剤を添加することで、他の方法で生じていた薄片、変色、及び他の種類の欠陥が排除されることにより、コーティングの光学的外観に肯定的な影響が及ぼされたことにも留意されたい。 Second, the addition of the surfactant SURF did not significantly change the surface energy. However, its addition results in a significantly more uniform coating, as deduced from the lower standard deviation of the contact angles. The addition of surfactants also positively impacted the optical appearance of the coatings by eliminating flakes, discoloration, and other types of defects that otherwise occurred. Please note.

指紋の試験(図4)は、界面活性剤を含有する標準組成物が最良のスコアを有することを示した。 A fingerprint test (Figure 4) showed that the standard composition containing surfactant had the best score.

第3の実験セット/実験3a~c/コーティング混合物のpHの影響
(本発明による実験)
シリコーンコーティング混合物の構成のpHは、元々、任意の酸を添加する前は、4.3~4.4であった。このpHでは、アミノ官能性有機ケイ素分子が、最大の加水分解反応速度により水中で最も安定する。しかしながら、このpHで生じた指紋防止コーティングが非均一であり、いくつかの光学的欠点をもたらされることが判明した。したがって、pH調整を、均一性及び光学的特性を改善するために行った。
Third set of experiments/Experiments 3a-c/Effect of pH of coating mixture
(Experiments according to the present invention)
The pH of the silicone coating mixture makeup was originally 4.3-4.4 before any acid was added. At this pH, amino-functional organosilicon molecules are most stable in water with the highest hydrolysis kinetics. However, it was found that the anti-fingerprint coating produced at this pH was non-uniform, resulting in some optical drawbacks. Therefore, pH adjustments were made to improve homogeneity and optical properties.

表7は、この実験セットの試料を生成するための、pH値を含む設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表8は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表9は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。シリコーンコーティング混合物のpHを、酢酸を添加することにより調整した。 Table 7 shows the set parameters, including pH values, for generating the samples of this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 8 lists the results from the contact angle measurements for these samples. Table 9 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements. The pH of the silicone coating mixture was adjusted by adding acetic acid.

Figure 0007326342000008
Figure 0007326342000008

Figure 0007326342000009
Figure 0007326342000009

Figure 0007326342000010
Figure 0007326342000010

pHを低下させるにつれて接触角値が徐々に低下する傾向が見られた(図5)。指紋の試験結果は、接触角の測定と相関した(図6)。 There was a tendency for the contact angle value to gradually decrease as the pH decreased (Fig. 5). Fingerprint test results correlated with contact angle measurements (FIG. 6).

第4の実験セット/実験4a~e/pH調整用の酸の種類の影響
(本発明による実験)
先の実験(第3の実験セット、実施例3a~d)では、4.4からより小さい値までpHを低下させることが、コーティングの表面エネルギーを大幅に変化させることなく、コーティングの均一性及び光学的外観を改善するのに役立つと判明したことが示された。実験のこの組では、酢酸の他に、他の一般的に使用される酸を試験した。試験を、所与の酸を使用して、槽のpHを3.5に調整することにより行った。
Fourth set of experiments/Experiments 4a-e/Effect of acid type for pH adjustment
(Experiments according to the present invention)
In previous experiments (third set of experiments, Examples 3a-d), lowering the pH from 4.4 to lower values improved the uniformity and optical properties of the coating without significantly changing the surface energy of the coating. It has been shown to be found to help improve appearance. Besides acetic acid, other commonly used acids were tested in this set of experiments. Testing was performed by adjusting the bath pH to 3.5 using the given acid.

表10は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表11は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表12は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。 Table 10 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 11 lists the results from contact angle measurements for these samples. Table 12 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements.

Figure 0007326342000011
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Figure 0007326342000012
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Figure 0007326342000013
Figure 0007326342000013

図7から明確に分かるように、所与のpHでは、いずれの酸も、酢酸と比較して、コーティング表面エネルギーに対する優れた影響を持たない。一方、光学的性質に対するいくつかの負の影響が、特に後すすぎが、基板をコーティング混合物から引き出した後に施される場合に一部の酸で観察された。以前の研究では、基板上でのシロキサン縮合/ゲル化が、ゾル膜を完全に乾燥させた後にのみ発生したことが分かっていた。基板を完全に乾燥させる前に水ですすいだ場合、シロキサン分子が、加水分解された状態ですすぎ水へと拡散した一方で、すすがれた領域は覆われていないままであった。基本的に、これらの露出した領域は、基板上の指紋防止効果を、それらの上及び周囲に目に見える欠陥を形成することなく、局所的に低減させた。しかしながら、オルトリン酸、グリセリン酸、及びリンゴ酸を使用すると、そのようなすすいだ後の領域の白くかすんだ色が和らいだ。したがって、シリコーンコーティング混合物中でこれらの酸を使用することは、避けるべきであると評価した。酒石酸及び乳酸を使用した場合、類似の挙動が同様に観察された。 As can be clearly seen from Figure 7, at a given pH, neither acid has a superior effect on the coating surface energy compared to acetic acid. On the other hand, some negative effects on optical properties were observed with some acids, especially when a post-rinse was applied after the substrate was withdrawn from the coating mixture. Previous studies found that siloxane condensation/gelation on the substrate occurred only after the sol film was completely dried. If the substrate was rinsed with water before being completely dried, the siloxane molecules diffused into the rinse water in a hydrolyzed state while the rinsed areas remained uncovered. Basically, these exposed areas locally reduced the anti-fingerprint effect on the substrate without forming visible defects on and around them. However, the use of orthophosphoric acid, glyceric acid, and malic acid softened the white, hazy color of such rinsed areas. Therefore, it was assessed that the use of these acids in silicone coating mixtures should be avoided. Similar behavior was observed with tartaric acid and lactic acid as well.

酢酸、ギ酸、及び硫酸は、後すすぎを施したとしても、表面上にいかなる変色も引き起こさないことが示された。これらの酸のうち、酢酸及びギ酸は、わずかに低いコーティング表面エネルギーをもたらした。酢酸は、取扱いがより容易なため好ましかった。 Acetic acid, formic acid, and sulfuric acid were shown not to cause any discoloration on the surface, even when post-rinsed. Of these acids, acetic acid and formic acid resulted in slightly lower coating surface energies. Acetic acid was preferred due to its easier handling.

第5の実験セット/実験5a~f/成分比の影響
(本発明による実験)
上で示したように(実験セットOA~OE)、コーティング混合物の2種の主要なシリコーン化合物(CMPD B及びCMPD A)は、他方が無くてはうまく機能しない。これらの2種の化合物の組み合わせは、各々を他方無く使用した場合よりもはるかに良い結果をもたらすことが示された。この実験セットでは、これらの化合物の異なる混合比を試験した。
Fifth set of experiments/Experiments 5a-f/Influence of component ratios
(Experiments according to the present invention)
As shown above (experimental sets OA-OE), the two main silicone compounds in the coating mixture (CMPD B and CMPD A) do not perform well without the other. The combination of these two compounds has been shown to give much better results than each used without the other. Different mixing ratios of these compounds were tested in this set of experiments.

表13は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表14は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表15は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。 Table 13 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 14 lists the results from the contact angle measurements for these samples. Table 15 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements.

Figure 0007326342000014
Figure 0007326342000014

Figure 0007326342000015
Figure 0007326342000015

Figure 0007326342000016
Figure 0007326342000016

CMPD B及びCMPD Aの異なる組み合わせから生じたコーティングの表面エネルギーの注目に値する差は、図8で明白に分かる。コーティング混合物(Std:0.9g/lのCMPD B/0.3g/lのCMPD Aを含むシリコーンコーティング混合物)中のCMPD B濃度を一定に保ち、CMPD Aの濃度を増加させることで、表面エネルギーが徐々に低下する。標準コーティング混合物を使用すると、コーティング表面で測定された平均接触角は、89°であった。0.9g/lのCMPD B/1.5g/lのCMPD Aの組み合わせ(標準組成物と比較してCMPD Aを4倍含有していた)を使用すると、平均接触角が107°に達した。この点から開始して、CMPD B含有量をこの量のおよそ半分まで更に低減させる(0.5g/lのCMPD B/1.5g/lのCMPD A)ことにより、コーティングの表面エネルギーは、最大114°まで更に減少した。興味深いことに、CMPD B含有量を更に低下させると、0.2g/lのCMPD B/1.5g/lのCMPD Aで観察されたように、負の影響があり、表面エネルギーが増加した。 The remarkable difference in surface energy of coatings resulting from different combinations of CMPD B and CMPD A is clearly visible in FIG. By keeping the CMPD B concentration constant and increasing the CMPD A concentration in the coating mixture (Std: 0.9 g/l CMPD B/silicone coating mixture containing 0.3 g/l CMPD A), the surface energy gradually increased. to Using the standard coating mixture, the average contact angle measured on the coating surface was 89°. Using a combination of 0.9 g/l CMPD B/1.5 g/l CMPD A (which contained 4 times more CMPD A compared to the standard composition) resulted in an average contact angle of 107°. Starting from this point, by further reducing the CMPD B content to approximately half this amount (0.5 g/l CMPD B/1.5 g/l CMPD A), the surface energy of the coating is reduced to a maximum of 114°. further decreased to Interestingly, further reducing the CMPD B content had a negative effect, increasing the surface energy, as observed with 0.2 g/l CMPD B/1.5 g/l CMPD A.

類似の結果が、図9に示されるような指紋の試験を用いて得られた。最良の結果は、0.5g/lのCMPD Bの1.5g/lのCMPD Aとの組み合わせで得られた。 Similar results were obtained using fingerprint testing as shown in FIG. Best results were obtained with 0.5 g/l CMPD B in combination with 1.5 g/l CMPD A.

実験5b及び5eでは、異なる総濃度を使用したが、コーティング混合物は、共通して総シリコーン化合物量の50%のCMPD Aを含有していた。実験5b及び5eは、0.9g/lのCMPD B/1.5g/lのCMPD A、及び0.5g/lのCMPD B/0.8g/lのCMPD Aの組み合わせで同じ表面エネルギーをもたらした。 Experiments 5b and 5e used different total concentrations, but the coating mixtures commonly contained CMPD A at 50% of the total silicone compound amount. Experiments 5b and 5e yielded the same surface energies with the combinations 0.9 g/l CMPD B/1.5 g/l CMPD A and 0.5 g/l CMPD B/0.8 g/l CMPD A.

これらの結果は、表面エネルギーを低下させるために、より多くのCMPD Aをコーティング混合物へと添加できることを示す。しかしながら、CMPD B濃度が、臨界値以上、理想としては0.3g/l以上に維持されるべきであることが示された。このことがCMPD Aの共吸着を十分に支援するであろうことが考えられる。コーティングの表面エネルギーが、一旦緻密コーティング(compact coating)が形成されると、膜厚に関係なく一定のままであることが判明した。理論的に、膜厚は、コーティング混合物の総シリコーン濃度を増加させることで増加した。 These results indicate that more CMPD A can be added to the coating mixture to lower the surface energy. However, it was shown that the CMPD B concentration should be maintained above a critical value, ideally above 0.3 g/l. It is conceivable that this would fully support the co-adsorption of CMPD A. It has been found that the surface energy of the coating remains constant regardless of film thickness once a compact coating is formed. Theoretically, film thickness increased with increasing total silicone concentration in the coating mixture.

第6の実験セット/実験6a~d/クロム基板の影響
(本発明による実験)
シリコーン吸着が特定の種類のクロム表面に対して有利であるかどうかを調査するために、本発明の方法を、異なるクロム基板で試験した。基板を、様々な電気めっきクロム槽中で調製し、それら全てに、同じ指紋防止コーティングを塗布した。
Sixth set of experiments/Experiments 6a-d/Effect of chromium substrate
(Experiments according to the present invention)
The method of the present invention was tested on different chromium substrates to investigate whether silicone adsorption would be beneficial to a particular type of chromium surface. Substrates were prepared in different electroplating chromium baths, all of which had the same anti-fingerprint coating applied.

表16は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表17は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表18は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。 Table 16 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 17 lists the results from the contact angle measurements for these samples. Table 18 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements.

Figure 0007326342000017
Figure 0007326342000017

Figure 0007326342000018
Figure 0007326342000018

Figure 0007326342000019
Figure 0007326342000019

接触角(図10)及び指紋の試験(図11)の結果によれば、TC Shadow及びTC Graphite等のより暗色のクロム層は、TC Plus及びTC ICE等のより明色のクロム層よりも、水及び汚れをはじく明白な効果をあまり持たない。より暗色のクロム堆積物がより多くの合金元素を含有していると考慮すると、ゾルーゲル膜形成を、そのような複雑な表面上で達成することがより困難になる可能性がある。一方、同じコーティング品質が明色及び暗色の表面で達成されるべきであったとしても、光学効果により、表面を汚染した後のより暗色の表面上で、より大きな色のずれが予想されるであろう。 According to the contact angle (Fig. 10) and fingerprint test (Fig. 11) results, darker chrome layers such as TC Shadow and TC Graphite are more sensitive than lighter chrome layers such as TC Plus and TC ICE. It does not have much obvious effect of repelling water and dirt. Considering that darker chromium deposits contain more alloying elements, sol-gel film formation can become more difficult to achieve on such complex surfaces. On the other hand, even if the same coating quality should be achieved on light and dark surfaces, a larger color shift would be expected on darker surfaces after surface contamination due to optical effects. be.

第7の実験セット/実験7a~g/コーティング混合物の温度の影響
(本発明による実験)
コーティング混合物の温度は、成分の動力学的活性だけでなく、シリコーンコーティング混合物から基板を引き出した後のその乾燥速度にも関与することを示す重要なパラメーターであることを証明した。この実験セットでは、コーティング混合物の温度を徐々に上昇させて、コーティング品質に対するその効果を調査した。
Seventh set of experiments / Experiments 7a-g / Effect of coating mixture temperature
(Experiments according to the present invention)
The temperature of the coating mixture proved to be an important parameter indicating not only the kinetic activity of the components, but also its drying rate after withdrawal of the substrate from the silicone coating mixture. In this set of experiments, the temperature of the coating mixture was gradually increased to investigate its effect on coating quality.

表19は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表20は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。 Table 19 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 20 lists the results from the contact angle measurements for these samples.

Figure 0007326342000020
Figure 0007326342000020

Figure 0007326342000021
Figure 0007326342000021

Δ色値は、これらの試料では測定されなかった。 Delta color values were not measured for these samples.

図12の接触角の結果を見ると、シリコーンコーティング混合物の温度の、コーティングの品質に対する強い影響が観察された。指紋防止コーティングの表面エネルギーが、温度が上昇した場合に低減し、それによってより疎水性になり、且つ汚れをはじくようになることが分かった。更に、槽温度が高いことにより、基板を、幾何学的に不利な領域に蓄積された溶液の遅い乾燥後に基本的に発生する塗り溜まり等の光学的欠点を形成することなく、シリコーンコーティング混合物からより速く引き出すことが可能となった。 Looking at the contact angle results in FIG. 12, a strong effect of the temperature of the silicone coating mixture on the quality of the coating was observed. It has been found that the surface energy of anti-fingerprint coatings decreases when the temperature increases, making them more hydrophobic and dirt-repellent. Furthermore, the high bath temperature allows the substrate to be removed from the silicone coating mixture without the formation of optical defects such as puddles, which essentially occur after slow drying of the solution accumulated in geometrically unfavorable areas. It was possible to withdraw faster.

第8の実験セット/実験8a~f/硬化継続時間の影響
(本発明による実験)
吸着した指紋防止コーティングの架橋が、高温で乾燥コーティングを硬化することにより加速することが判明した。この実験セットでは、硬化温度を70℃に固定した。この温度は、ポリマーABS担体に対する最大の許容温度であった。実験セット8a~fでは、70℃で後硬化する継続時間を変更した。
Eighth set of experiments/Experiments 8a-f/Effect of cure duration
(Experiments according to the present invention)
It has been found that the cross-linking of the adsorbed anti-fingerprint coating is accelerated by curing the dry coating at elevated temperatures. For this set of experiments, the curing temperature was fixed at 70°C. This temperature was the maximum allowable temperature for the polymeric ABS support. Experimental sets 8a-f varied the duration of post-curing at 70°C.

表21は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表22は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表23は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。 Table 21 shows the set parameters for generating the samples for this set of experiments. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 22 lists the results from contact angle measurements for these samples. Table 23 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements.

Figure 0007326342000022
Figure 0007326342000022

Figure 0007326342000023
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Figure 0007326342000024
Figure 0007326342000024

コーティングの緊密さ、結果的には疎水性効果に対する硬化の肯定的な影響が、図13にプロットした接触角値により認められた。接触角は、硬化継続時間がより長いとより大きくなることが示された。ジャンプが、45分~60分で観察された。しかしながら、60分を超えると、疎水性の増加がわずかであることが判明した。 The positive impact of curing on coating tightness and consequently hydrophobic effect was observed by the contact angle values plotted in FIG. The contact angle was shown to be greater with longer curing duration. Jumping was observed at 45-60 minutes. However, beyond 60 minutes, a slight increase in hydrophobicity was found.

指紋の試験結果(図14)も、60分以下及び60分以上の硬化継続時間の2つの領域を示唆する。60分以上では、人工的な指紋の除去がより容易であり、ΔL/Δa/Δb値から推定されるように、後に残留物をあまり残さないことが示された。 The fingerprint test results (Figure 14) also suggest two regions of cure duration below 60 minutes and above 60 minutes. Above 60 minutes, the artificial fingerprint was shown to be easier to remove and leave less residue behind as estimated from the ΔL/Δa/Δb values.

第9の実験セット/実験9a~i/引き出し速度の影響
(本発明による実験)
浸漬時間の終わりに、基板を、特定の速度でコーティング混合物から引き出した。引き出し速度が、乾燥の速度、結果的には形成された指紋防止コーティングの品質に対して直接的な影響があることが示された。この実験セットでは、引き出し速度を変更して、ゾル-ゲル法に対するその影響を調査した。
Ninth set of experiments/Experiments 9a-i/Influence of withdrawal speed
(Experiments according to the present invention)
At the end of the immersion time, the substrate was withdrawn from the coating mixture at a specified speed. The withdrawal speed was shown to have a direct effect on the speed of drying and, consequently, the quality of the anti-fingerprint coating formed. In this set of experiments, the withdrawal speed was varied to investigate its effect on the sol-gel process.

表24は、この実験セットの試料を生成するための設定パラメーターを示す。再度、第1の実験セットに関して記載したように、全ての処理組成物を、この表に示されるように、それぞれの成分を添加して1Lとし、残りの部分が水であることを条件として調製した。表25は、これらの試料に関する接触角の測定からの結果を記載する。表26は、この実験セットの指紋の測定からの結果を記載する。 Table 24 shows the set parameters for generating the samples for this experimental set. Again, as described for the first set of experiments, all treatment compositions were prepared with the addition of each component to 1 L, with the balance being water, as shown in this table. did. Table 25 lists the results from the contact angle measurements for these samples. Table 26 lists the results from this experimental set of fingerprint measurements.

Figure 0007326342000025
Figure 0007326342000025

Figure 0007326342000026
Figure 0007326342000026

Figure 0007326342000027
Figure 0007326342000027

通常は、低い引き出し速度が、特に乾燥工程を制御するために、水性コーティングにおいて有利であることが分かった。興味深いことに、引き出し速度が上がると、より疎水性であり、汚れをはじくコーティングが形成されることが観察された(図15及び図16)。この挙動は、速い引き出し速度で形成された厚いコーティングに起因していると考えられ、これは、Landau及びLevichにより1942年に理論的に提言され、実験的に確認されている。 Generally, lower withdrawal speeds have been found to be advantageous in aqueous coatings, especially to control the drying process. Interestingly, it was observed that as the withdrawal speed increased, a more hydrophobic and dirt-repellent coating was formed (Figures 15 and 16). This behavior is believed to be due to thick coatings formed at high withdrawal speeds, which was proposed theoretically by Landau and Levich in 1942 and confirmed experimentally.

Figure 0007326342000028
Figure 0007326342000028

[式中、hは、引き出された基板に付着する液体層の厚み[m]であり、Uは、引き出し速度[m/s]であり、cは、定数(ニュートン流体の0.944)であり、ηは、液体の液粘度[Pa・s]であり、γは、空気に対する液体の表面張力[N/m]であり、ρは、液体の密度[kg/m3]であり、及びgは、重力加速度[m/s2]である]。
Landau-Levich方程式(式1)に従って、膜厚は、引き出し速度と共に厚くなり、このことは、直観的に予想されないであろう。速度が速いと、毛管力の切断により、単位面積当たりの存在するシリコーン溶液体積が、ゲル化が起こる前よりも大きくなると考えられる。結果的に、シリコーン濃度が表面で高められ、そのためより厚い膜が形成される。
where h is the thickness of the liquid layer adhering to the drawn substrate [m], U is the drawing speed [m/s], c is a constant (0.944 for Newtonian fluids), η is the liquid viscosity of the liquid [Pa s], γ is the surface tension of the liquid against air [N/m], ρ is the density of the liquid [kg/m 3 ], and g is , is the gravitational acceleration [m/s 2 ]].
According to the Landau-Levich equation (equation 1), the film thickness increases with withdrawal rate, which would not be intuitively expected. It is believed that at higher speeds, the breaking of capillary forces causes the volume of silicone solution present per unit area to be greater than before gelation occurred. As a result, the silicone concentration is enhanced at the surface, thus forming a thicker film.

一方、本発明者らは、極めて遅い引き出し速度(10mm/分)が、わずかに速い速度(20mm/分)よりも良い結果をもたらすことを観察した。一見すると、この結果は、実験誤差と見なされる可能性がある。しかしながら、この挙動について、引き出し中の基板に対する以下の2つの膜形成レジーム(regime)の存在により明らかにする、本発明者らの発見に則するいくつかの研究が、文献に存在する:(i)毛細管レジーム及び(ii)排液レジーム。排液レジームは、蒸発による膜形成を考慮しないLandau-Levich式に従う。毛細管レジームでは、溶媒(この場合、水)の蒸発が三重点で発生する。膜厚は、蒸発速度に応じて厚くなり、蒸発速度は、基板を非常にゆっくり移動させる場合には引き出し速度に対してより高くなるが、基板を速く移動させる場合には引き出し速度に対してより低くなる。特定の厚み以下と仮定すると、膜厚及び疎水性は、互いに直接的に相関している。したがって、提言した理論と、本調査の結果との間の良好な一致が見出される。 On the other hand, we have observed that a very slow withdrawal speed (10mm/min) gives better results than a slightly higher speed (20mm/min). At first glance, this result could be considered experimental error. However, there are several studies in the literature consistent with our findings that reveal this behavior by the existence of two film formation regimes on the substrate during extraction: (i ) capillary regime and (ii) drainage regime. The drainage regime follows the Landau-Levich equation, which does not consider film formation by evaporation. In the capillary regime evaporation of the solvent (in this case water) occurs at the triple point. The film thickness increases with the evaporation rate, which is higher with respect to the withdrawal speed if the substrate is moved very slowly, but is higher with respect to the withdrawal speed if the substrate is moved faster. lower. Assuming below a certain thickness, film thickness and hydrophobicity are directly correlated to each other. Good agreement is therefore found between the proposed theory and the results of this study.

結論
本発明の方法の塗布及び品質に対する様々なパラメーターの影響を調査してきた。以下の結論が、実証されたデータから導き出される。
CONCLUSION The influence of various parameters on the application and quality of the method of the invention has been investigated. The following conclusions are drawn from the validated data.

コーティングの品質は、接触角を測定することにより試験できる。指紋の試験結果は、通常、接触角の結果に則する。しかしながら、接触角の測定の方がより再現可能であり、はるかに適用が容易である。 Coating quality can be tested by measuring the contact angle. Fingerprint test results are usually consistent with contact angle results. However, contact angle measurements are more reproducible and much easier to apply.

単一成分の溶液は、期待されるコーティングの品質を示さない。CMPD B、CMPD A、及びSURFが混合される場合に、最良の性能が達成される。 Single-component solutions do not exhibit the expected coating quality. Best performance is achieved when CMPD B, CMPD A, and SURF are mixed.

CMPD Bは、指紋防止コーティングのマトリックスとして挙動することが考えられる。十分な量のCMPD Bを提供することで、他の主要成分CMPD Aがクロム表面により良く固定され、コーティング網状構造へとより良く組み込まれることが達成される。 CMPD B is believed to behave as a matrix for anti-fingerprint coatings. By providing a sufficient amount of CMPD B, the other major component CMPD A is better anchored to the chromium surface and better incorporated into the coating network.

CMPD Aは、配合物中の主な疎水化剤であると考えられる。CMPD Aの量を増加させることで、より疎水性であり、汚れをはじくコーティングが形成される。 CMPD A is believed to be the main hydrophobizing agent in the formulation. Increasing amounts of CMPD A form a more hydrophobic, dirt-repellent coating.

膜厚は、特に粗面上のコーティングの安定性及び水平化効果に対して決定的であるように思われる。したがって、より厚い膜が、より都合がよいと思われる。必要な場合、CMPD Aは、コーティングのはじき効果を改善するためのコーティング混合物に個別に添加できる。 Film thickness appears to be decisive for coating stability and leveling effect, especially on rough surfaces. Therefore, thicker membranes appear to be more advantageous. If desired, CMPD A can be added separately to the coating mixture to improve the repellency of the coating.

界面活性剤SURFは、膜均一性を改善し、コーティング上の光学的欠点の数を減らす。 The surfactant SURF improves film uniformity and reduces the number of optical defects on the coating.

いくらかの酸を槽へと添加して槽pHを調整することが必要である。コーティング混合物の本来のpH(いかなる酸も添加しない)では、より多くの欠陥がコーティング上で観察された。pH3.5で、欠陥の数が大幅に低減した。pHをより酸性の値に調整することで、より良いコーティングの品質がもたらされたが、pH値が低いことで、加水分解速度が低下し、溶解したシリコーン化合物の縮合速度が増大することにより、コーティング混合物の安定性に負の影響が及ぼされた。 It is necessary to add some acid to the bath to adjust the bath pH. At the original pH of the coating mixture (without any added acid) more defects were observed on the coating. At pH 3.5, the number of defects was greatly reduced. Adjusting the pH to a more acidic value resulted in better coating quality, but a lower pH value reduced the rate of hydrolysis and increased the rate of condensation of dissolved silicone compounds. , had a negative impact on the stability of the coating mixture.

pHの調整に関して、酢酸が、使用するのに最良の化合物であることが判明した。代替的に、ギ酸及び硫酸も採用できる。リン酸、リンゴ酸、及びグリセリン酸等の他の試験した酸も、大抵うまく機能するが、それらは、特定の状況下で表面上の変色を引き起こす可能性がある。 For adjusting pH, acetic acid was found to be the best compound to use. Alternatively, formic acid and sulfuric acid can also be employed. Other tested acids such as phosphoric acid, malic acid, and glyceric acid work mostly well, but they can cause surface discoloration under certain circumstances.

本発明の方法は、暗色のクロム堆積物よりも明色のクロム堆積物に対してより良く実施される。堆積物がより多くの合金元素を含有し、より暗色になる場合、疎水性、及び汚れをはじく効果が徐々に低下する。 The method of the present invention performs better on light-colored chromium deposits than on dark-colored chromium deposits. As the deposit contains more alloying elements and becomes darker, it becomes less hydrophobic and less effective at repelling dirt.

コーティングの品質は、コーティング混合物の温度を上昇させると共に大幅に向上する。コーティング混合物が高温である別の大きな利点は、浸漬コーティングがより速く乾燥することにより、引き出し速度を速くできることである。 Coating quality improves significantly with increasing temperature of the coating mixture. Another great advantage of the high temperature of the coating mixture is that the dip coating dries faster, allowing for faster withdrawal speeds.

引き出し速度は、コーティングの品質に対するめざましい効果を有する。速度が速いと、より厚く、より疎水性のコーティングが形成されているように見える。しかしながら、速い引き出し速度は、通常、基板の下部で欠陥を形成する(塗り溜まり、最後の一滴等)。 The withdrawal speed has a dramatic effect on coating quality. Higher speeds appear to form thicker, more hydrophobic coatings. However, high withdrawal speeds usually create defects at the bottom of the substrate (pools, last drop, etc.).

塗布されたゾルーゲル指紋防止コーティングは、最良の性能を達成するために硬化されなければならない。硬化継続時間が長いほど、より密度の高い膜がもたらされる。60分後に、飽和に到達することが判明した。 An applied sol-gel anti-fingerprint coating must be cured to achieve the best performance. Longer curing durations result in denser films. Saturation was found to be reached after 60 minutes.

いずれの実験においても、115°以上の接触角値は達成されなかった。この程度の疎水性が、塗布の上限であるように思われる。槽温度及び引き出し速度の両方を向上させることのような2つの肯定的な効果の組み合わせは、いかなる追加の利点も提供しない。 Contact angle values greater than 115° were not achieved in any of the experiments. This degree of hydrophobicity appears to be the upper limit for coating. Combining two positive effects such as improving both bath temperature and withdrawal speed does not provide any additional benefit.

コーティング混合物は、それを加熱した後に、わずかに良好に機能する。コーティング混合物の活性化は、コーティング混合物が再び冷却された後でさえ、しばらくの間維持される。 The coating mixture performs slightly better after heating it. The activation of the coating mixture is maintained for some time even after the coating mixture has cooled again.

補遺: 指紋の試験方法
実際の指紋を模造するために、特定の量の人工的な皮膚脂肪(skin fat)を、シリコーンスタンプ(silicon stamp)の助けを借りて試験表面上に塗布する。結果的に、塗布された指紋をマイクロファイバークロスで除去して、表面を容易に清浄にする能力を評価する。
Addendum: Fingerprint Test Method To simulate a real fingerprint, a certain amount of artificial skin fat is applied onto the test surface with the help of a silicone stamp. Consequently, the ability to easily clean the surface by removing the applied fingerprints with a microfiber cloth is evaluated.

試料調製: 試料の最小表面領域は、25cm2であった。試料を、それが過度に汚染されていない限り、受け取った状態で測定した。目に見える塵粒子及び他の汚れを、試験の適用前に表面から優しく除去した。乾燥試料のみを測定した。 Sample preparation: The minimum surface area of the sample was 25 cm2 . Samples were measured as received unless they were excessively contaminated. Visible dust particles and other soils were gently removed from the surface prior to application of the test. Only dry samples were measured.

人工的な指紋の塗布: 指紋の試験を評価するために、L/a/b色空間の色値(L:明度、a:緑色-赤色、及びb:青色-黄色の軸)を、指紋を塗布する前の試験点上で、分光光度計を用いて測定した(図18:初期色の測定)。別の色の測定を、比較のために、同じ点で試験の終わりに行った(図17:最後の色の測定)。色を測定するための照射領域を、適切なアパーチャを用いて、φ10±2mmの範囲で固定する。測定は、垂直位置で分光光度計に向かって試料をしっかりと押しつけることにより実施する。
全ての測定工程を、周囲環境において室温で実施した。
Artificial fingerprint application: To evaluate the fingerprint test, the color values of the L/a/b color space (L: lightness, a: green-red, and b: blue-yellow axis) were Measurements were taken with a spectrophotometer on the test points before application (Figure 18: Measurement of initial color). Another color measurement was taken at the end of the test at the same point for comparison (Figure 17: final color measurement). The illumination area for color measurement is fixed within a range of φ10±2 mm using an appropriate aperture. Measurements are performed by pressing the sample firmly towards the spectrophotometer in a vertical position.
All measurement steps were performed at room temperature in ambient environment.

シリコーンスタンプを使用して、人工的な指紋を試料表面上に塗布した。スタンプを準備するために、各測定の前に、シリコーンスタンプを、イソプロパノールに最低10秒間浸漬してから乾燥させるより、イソプロパノールへの浸漬によって清浄にした。 An artificial fingerprint was applied onto the sample surface using a silicone stamp. To prepare the stamps, prior to each measurement, the silicone stamps were cleaned by immersion in isopropanol rather than immersing in isopropanol for a minimum of 10 seconds and then drying.

人工的な皮脂(BEYに準ずる、例えばwfk Testgewebe GmbH社から市販されている)をフェルトクロスに一様に塗布し、それを、4.0N±0.5Nの力で5秒間クロス上にシリコーンスタンプを押しつけることにより、シリコーンスタンプに移した。人工的な皮脂を付けたスタンプを、4.0N±0.5Nの力を加えることにより、試験(クロム)表面上に5秒間押しつけた。最終的にスタンプを注意深く引き戻し、試料(図17:人工的な指紋)の表面の上に人工的な指紋を残す。最低3つの異なる指紋を、同じ手順に従って試験表面上へと塗布した。 Artificial sebum (according to BEY, for example commercially available from wfk Testgewebe GmbH) is evenly applied to a felt cloth, which is pressed with a silicone stamp onto the cloth with a force of 4.0N±0.5N for 5 seconds. was transferred to a silicone stamp. A stamp with artificial sebum was pressed onto the test (chrome) surface for 5 seconds by applying a force of 4.0N±0.5N. Finally, the stamp is carefully pulled back, leaving an artificial fingerprint on the surface of the sample (Figure 17: Artificial Fingerprint). A minimum of three different fingerprints were applied onto the test surface following the same procedure.

試料表面の評価:
スタンプされた領域をマイクロファイバーの布でこすることにより、指紋の除去能力を評価する。手作業の清浄手順に関しては、典型的な清浄ジェスチャーを模倣する。クロスを、好ましい手の人指し指に巻いた。一定の力及び速度を用いて、指紋を円運動でこする。こするための作用力は、おおよそ5Nであり-指の力は、動作の間に500gの測定質量を標的として験室規模で試験した。こする速度は、試験結果に大幅に影響しない。未使用のマイクロファイバークロスを、清浄用に常に使用する。合計で20回こするサイクルを適用した(図17:クロスで清浄する工程。40回の円運動サイクル)。20回のサイクル後、L/a/b値を、清浄にした領域で再び測定した。汚損/清浄の前とその後との間の色パラメーターの差であるΔL/Δa/Δbを、清浄容易性を評価するために使用した。
Sample surface evaluation:
Fingerprint removal ability is assessed by rubbing the stamped area with a microfiber cloth. For manual cleaning procedures, mimic typical cleaning gestures. A cloth was wrapped around the index finger of the preferred hand. Using constant force and velocity, rub the fingerprint in a circular motion. The applied force for rubbing is approximately 5N--the finger force was tested on a laboratory scale targeting a 500g measurement mass during the motion. The speed of rubbing does not significantly affect the test results. Always use an unused microfiber cloth for cleaning. A total of 20 rubbing cycles were applied (Figure 17: Cleaning process with a cloth. 40 circular motion cycles). After 20 cycles, L/a/b values were measured again on the cleaned area. ΔL/Δa/Δb, the difference in color parameters before and after soiling/cleaning, was used to assess ease of cleaning.

Figure 0007326342000029
Figure 0007326342000029

色差に応じて、結果は、G(良好)、S(十分)、又はI(不十分)の範囲に分かれる。 Depending on the color difference, the results range from G (good), S (sufficient), or I (poor).

同じ評価プロセスを、表面上の全ての利用可能な指紋(最低3つ)に適用する。最終的に、平均の結果を、試料を総括的に評価するために得た。 The same evaluation process is applied to all available fingerprints (minimum of 3) on the surface. Finally, average results were obtained to assess the samples globally.

Claims (14)

金属基板を指紋防止コーティングでコーティングする方法であって、
(a) 金属基板を用意する工程と、
(b) 以下:
(i) モノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物、
(ii) アミノアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物、
(iii) 少なくとも1種の酸性化剤、及び
(iv) 水
を含有するシリコーンコーティング混合物を用意する工程と、
(c) 前記金属基板を前記シリコーンコーティング混合物と接触させることにより、前記金属基板を前記シリコーンコーティング混合物で処理する工程と、
(d) 処理された前記金属基板を所定温度で硬化する工程と
を含む、方法であって、
前記シリコーンコーティング混合物が、3.5~4.5のpHを有する、方法
A method of coating a metal substrate with an anti-fingerprint coating, comprising:
(a) providing a metal substrate;
(b) the following:
(i) at least one first silicone compound selected from the group consisting of mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones;
(ii) at least one second silicone compound selected from the group consisting of aminoalkylsilicones;
(iii) at least one acidifying agent, and
(iv) providing a silicone coating mixture containing water;
(c) treating the metal substrate with the silicone coating mixture by contacting the metal substrate with the silicone coating mixture;
(d) curing the treated metal substrate at a predetermined temperature, comprising:
The method, wherein the silicone coating mixture has a pH of 3.5-4.5 .
前記金属基板が、クロム基板であり、前記クロム基板が、クロム金属層を被加工材に堆積させることにより生成され、前記クロム金属層を堆積させることが、被加工材、及び少なくとも1種のCr(III)めっき種を含有する電気めっき液を用意すること、並びに少なくとも1種のCr(III)めっき種を含有する前記電気めっき液を使用して前記クロム金属層を前記被加工材上へと電気めっきすることを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 The metal substrate is a chromium substrate, the chromium substrate is produced by depositing a chromium metal layer on a work piece, depositing the chromium metal layer comprises a work piece and at least one Cr. (III) providing an electroplating solution containing plating species, and using said electroplating solution containing at least one Cr(III) plating species to deposit said chromium metal layer onto said work piece; 2. The method of claim 1, comprising electroplating. 少なくとも1種のCr(III)めっき種を含有する前記電気めっき液が、塩化物種を含まないことを特徴とする、請求項2に記載の方法。 3. A method according to claim 2, characterized in that the electroplating solution containing at least one Cr(III) plating species is free of chloride species. 前記少なくとも1種の第1のシリコーン化合物が、モノ又はオリゴ(アミノアルキル)シリコーン及び(フルオロアルキル)アルキルシリコーンの水溶性統計コポリマーであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 4. Any one of claims 1 to 3, characterized in that said at least one first silicone compound is a water-soluble statistical copolymer of mono- or oligo(aminoalkyl)silicones and (fluoroalkyl)alkylsilicones. The method described in . 前記少なくとも1種の第1のシリコーン化合物が、モノ又はオリゴアミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物及びフルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも2つのモノマー構成単位の水性共縮合から誘導され、
前記モノ又はオリゴアミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物が、以下の一般化学式(I):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (I)
[式中、
xは、1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4であり、
yは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~2であり、
zは、0~8、好ましくは0~6、より好ましくは0~4である]
を有し、
前記フルオロアルキルアルキルトリヒドロキシシラン化合物が、以下の一般式(II):
(HO)3Si-(CH2)a-(CF2)bCF3 (II)
[式中、
aは、1~8、好ましくは1~6、より好ましくは1~4であり、
bは、0~20、好ましくは0~10、より好ましくは0~5である]
を有する
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
said at least one first silicone compound is derived from an aqueous co-condensation of at least two monomer units selected from the group consisting of mono- or oligoaminoalkyltrihydroxysilane compounds and fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compounds;
The mono- or oligo-aminoalkyltrihydroxysilane compound has the following general chemical formula (I):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (I)
[In the formula,
x is 1-8, preferably 1-6, more preferably 1-4,
y is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-2,
z is 0-8, preferably 0-6, more preferably 0-4]
has
The fluoroalkylalkyltrihydroxysilane compound has the following general formula (II):
( HO) 3Si- ( CH2 ) a- ( CF2 ) bCF3 (II)
[In the formula,
a is 1-8, preferably 1-6, more preferably 1-4,
b is 0-20, preferably 0-10, more preferably 0-5]
5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises
少なくとも1種の第2のシリコーン化合物が、アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物からなる群から選択される少なくとも1種のモノマー構成単位の水性縮合から誘導される、水溶性ポリマーのアミノアルキルシリコーン化合物であり、
前記アミノアルキルトリヒドロキシシラン化合物が、以下の一般化学式(III):
(HO)3Si-(CH2)x-[NH(CH2)y]z-NH2 (III)
[式中、
xは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3であり、
yは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~2であり、
zは、0~6、好ましくは0~4、より好ましくは0~2である]
を有することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
at least one second silicone compound is a water-soluble polymeric aminoalkylsilicone compound derived from aqueous condensation of at least one monomeric unit selected from the group consisting of aminoalkyltrihydroxysilane compounds;
The aminoalkyltrihydroxysilane compound has the following general chemical formula (III):
(HO) 3Si- ( CH2 ) x- [NH( CH2 ) y ] z - NH2 (III)
[In the formula,
x is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-3,
y is 1-6, preferably 1-4, more preferably 1-2,
z is 0-6, preferably 0-4, more preferably 0-2]
6. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises
前記酸性化剤が、ギ酸、硫酸、及び酢酸を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 7. Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said acidifying agent is selected from the group comprising formic acid, sulfuric acid and acetic acid. 前記シリコーンコーティング混合物が、少なくとも1種のシロキサンポリマーをさらに含有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the silicone coating mixture additionally contains at least one siloxane polymer. 前記少なくとも1種のシロキサンポリマーが、ポリエーテルシロキサン-シロキサンコポリマーからなる群から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8 , wherein said at least one siloxane polymer is selected from the group consisting of polyethersiloxane-siloxane copolymers. 前記少なくとも1種のシロキサンポリマーが、以下の一般化学式(IV):
[式中、
(x+y)は1~60であり、xは1~30、yは0~30であり、
nは、3~4であり、
aは、0~30であり、
bは、約0~30であり、
Rは、水素、又は1~4個の炭素原子のアルキル基である]
を有する化合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項8又は9に記載の方法。
The at least one siloxane polymer has the following general formula (IV):
[In the formula,
(x+y) is 1-60, x is 1-30, y is 0-30,
n is 3 to 4;
a is from 0 to 30;
b is about 0 to 30;
R is hydrogen or an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms]
10. A method according to claim 8 or 9 , characterized in that it is selected from the group consisting of compounds having
前記シリコーンコーティング混合物が、所定の質量比で、前記少なくとも1種の第1のシリコーン化合物及び前記少なくとも1種の第2のシリコーン化合物を含有し、全ての第1のシリコーン化合物の、全ての第2のシリコーン化合物に対する質量比が、1.0~4.0であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 The silicone coating mixture contains the at least one first silicone compound and the at least one second silicone compound in a predetermined mass ratio, wherein all first silicone compounds, all second 11. A process according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the weight ratio of to the silicone compound is between 1.0 and 4.0 . 前記シリコーンコーティング混合物中の前記少なくとも1種の第1のシリコーン化合物の濃度が、0.05g/l~5.00g/lであり、前記シリコーンコーティング混合物中の前記少なくとも1種の第2のシリコーン化合物の濃度が、0.05g/l~5.00g/lであることを特徴とする、請求項11に記載の方法。 The concentration of said at least one first silicone compound in said silicone coating mixture is between 0.05 g/l and 5.00 g/l, and the concentration of said at least one second silicone compound in said silicone coating mixture. is between 0.05 g /l and 5.00 g/l. コーティングされた前記金属基板の硬化が、10℃~90℃の温度で実施されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 1 to 12 , characterized in that the curing of said coated metal substrate is carried out at a temperature between 10°C and 90°C. 金属基板を指紋防止コーティングでコーティングするためのシリコーンコーティング混合物の使用であって、前記シリコーンコーティング混合物が、
(i) モノ又はオリゴ(アミノアルキル)-フルオロアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第1のシリコーン化合物、
(ii) アミノアルキルシリコーンからなる群から選択される、少なくとも1種の第2のシリコーン化合物、
(iii) 少なくとも1種の酸性化剤、及び
(iv) 水
を含み、
3.5~4.5のpHを有する、使用。
Use of a silicone coating mixture for coating a metal substrate with an anti-fingerprint coating, said silicone coating mixture comprising:
(i) at least one first silicone compound selected from the group consisting of mono- or oligo(aminoalkyl)-fluoroalkylsilicones;
(ii) at least one second silicone compound selected from the group consisting of aminoalkylsilicones;
(iii) at least one acidifying agent, and
(iv) contains water;
Use having a pH of 3.5 to 4.5 .
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