JPH0718252A

JPH0718252A - 表面処理層を有する基材

Info

Publication number: JPH0718252A
Application number: JP18453193A
Authority: JP
Inventors: Takashige Yoneda; 貴重米田; Yukiko Takano; 由紀子高野; Tsuneo Wakabayashi; 常生若林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた水滴除去性を有し、かつ良好な耐摩耗
性、耐薬品性、耐候性を合わせ持つ表面を有する基材や
それを装着した物品を提供する。【構成】イソシアネートシラン化合物及び分子中にカル
ボキシ基を有する変性シリコーンオイルを必須成分とす
る組成物から形成される被膜を有する基材、あるいはそ
の基材を構成要素とする物品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水滴の付着が少ない、あ
るいは、付着した水滴の除去が容易な表面を有する基材
に関するものであり、その効果が長期に渡り持続するた
め広範な分野での応用が可能である。

【０００２】

【従来の技術】各種基材、また表面処理層を有する各種
基材はあらゆる分野で使用されているが、その表面での
水のもたらす悪影響が問題となっている。

【０００３】例えば、電車、自動車、船舶、航空機等の
輸送機器における外板、窓ガラス、鏡、表示機器表面材
等の外層部材、計器盤表面材等の内層部材、その他の物
品の表面は常に清浄であることが好ましい。輸送機器物
品の表面に、雨滴、ほこり、汚れ等が付着したり、大気
中の湿度、温度の影響で水分が凝縮すると、その外観が
損なわれる。それが、人の目に直接触れる表面であった
り、人が直接接する表面であると、不快感や衛生上の問
題も生じる。

【０００４】さらには、輸送機器用物品が有する本来の
機能を著しく低下させることにもなる。特に、輸送機器
用物品が透明性、透視性を要求される物品（例えば、窓
ガラス、鏡等）である場合には、この透明性、透視性の
減少はその物品の本来の目的を達成できないことに通
じ、重大事故を誘発する原因ともなりかねない。

【０００５】水滴を除去するための手段（例えば、拭き
取り、ワイパーによる除去）は、ときとして表面に微細
な傷を付けることがある。また、水滴等に伴われる異物
粒子によってかかる傷を一層著しいものにすることもあ
る。さらに、ガラス表面に水分が付着した場合には水分
中にガラス成分が溶出し、表面が浸食されていくいわゆ
る焼けを生じることはよく知られている。この焼けを除
去するために強く摩擦すると微細な凸凹を生じやすい。
焼けが激しく生じたガラスや表面に微細な凸凹を生じた
ガラスからなる透視部は、本来の機能が低下し、また、
その表面で光の散乱が激しく視野確保の点で不都合が生
じるため安全性に問題がある。

【０００６】その他にも、水分は輸送機器物品の表面に
有害な影響を与えて、損傷、汚染、着色、腐食等を促進
させ、また、輸送機器用物品の電気特性、機械的特性、
光学的特性等の変化を誘発することもある。この種の水
がもたらす悪影響は輸送機器用物品に限らず、建築・建
装用物品、電気・電子機器用物品等各種分野で問題とな
っている現象である。

【０００７】このような現状において、基材表面に水滴
の付着が少ない、あるいは付着した水滴の除去が容易な
性質（以下これらを単に水滴除去性という）を付与する
ことは強く求められているところである。従来から表面
を水滴除去性にするために、例えば、シリコーン系ワッ
クスやオルガノポリシロキサンからなるシリコーン油、
界面活性剤など直接塗布する表面処理剤が提案されてい
る。

【０００８】しかるにこれらは塗布に伴う前処理を必要
とするものが多く、かつ塗布時に塗布ムラが発生しやす
いという問題があった。また、処理剤自身の基材への付
着性が低いことにより、水滴除去性の長期持続性を満足
するには至らず、適用範囲が限定されていた。

【０００９】また、水分の悪影響を考慮した際には、今
後製作される物品は勿論のこと、既に使用されている物
品に対しても対策をこうじる必要があるが、この場合に
は各部位に常温で直接処理するだけで水滴除去性を付与
する必要がある。例えば、既に市販されている自動車用
フロントガラスにこうした処理を行うことを考えた場
合、経済的に各自動車のフロントガラスを入れ替えるわ
けにもいかず、また、塗布後自動車全体を焼成すること
も現実的には不可能である。この観点からも従来提案さ
れている処理剤では対応が困難であるというのが現状で
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は従来の技術
が有していた欠点を解消しうる処理剤の研究、検討の過
程において、多種類の基材に応用が可能であり、優れた
水滴除去性を発現する処理剤を見いだし、しかも、該処
理剤で処理した各種基材は水滴除去性を有する基材とし
て、特に、輸送機器用あるいは建築・建装用として極め
て好適であることを確認し、本発明を完成する至った。
すなわち、本発明は水滴除去性を有し、耐摩耗性、耐薬
品性、耐候性に優れることで、その効果が半永久的に持
続する基材の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
したものであり、イソシアネートシラン化合物及び分子
中にカルボキシ基を有する変性シリコーンオイルを必須
成分とする組成物から形成される被膜を有する基材、あ
るいはその基材を構成要素とする物品を提供するもので
ある。

【００１２】本発明において、イソシアネートシラン化
合物とは少なくとも１つのイソシアネート基がケイ素原
子に直結した構造を有する化合物を意味する。好ましく
は、ケイ素原子に直接結合した少なくとも１つの有機基
（ケイ素原子と有機基は炭素−ケイ素結合で結合してい
る）を有するオルガノイソシアネートシラン化合物であ
る。イソシアネートシラン化合物で処理された表面とは
イソシアネートシラン化合物が化学的、物理的に結合し
た表面をいう。

【００１３】イソシアネート基が反応性であるのでイソ
シアネートシラン化合物は主に化学的反応で表面に結合
するものと考えられる。すなわち、結合状態においては
イソシアネート基は変化しているものと考えられる。例
えば、イソシアネート基はガラス表面のシラノール基と
反応すると考えられる。

【００１４】本発明の処理された表面の水滴除去性、耐
摩耗性、耐薬品性、耐候性などの性能の少なくとも一部
はイソシアネート基の反応性によるものであり、他の一
部はイソシアネート基と直接結合したケイ素原子による
ものであると考えられる。

【００１５】また、後述するようにオルガノイソシアネ
ート化合物の有機基を選択することによりこれらの性能
はさらに向上させることができる。また、基材に対する
結合性の面で１個のケイ素原子に結合したイソシアネー
ト基の数は２以上であることが望ましい。

【００１６】イソシアネートシラン化合物として好まし
いのはイソシアネート基が直接結合したケイ素原子を１
〜２個有する化合物である。この化合物はイソシアネー
ト基が結合していないケイ素原子を有していてもよい。
好ましいイソシアネートシラン化合物とは下記式
（Ａ）、（Ｂ）で表される化合物である。なお、以下に
おいて式（Ａ）で表される化合物を化合物（Ａ）とい
い、式（Ｂ）で表される化合物を化合物（Ｂ）という。

【００１７】

【化３】（Ａ）(NCO)_3-a-b(R¹ _a)(R² _b)Si-Y-Si(R³ _c)
(R⁴ _d)(NCO)_3-c-d

【化４】（Ｂ） (R⁵ _e)(R⁶ _g)(R⁷ _h)-Si(NCO)_3-e-g-h

【００１８】ただし式（Ａ）においてＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ
³ 、Ｒ⁴ は水素または炭素数１〜３０の有機基。ａ、ｂ
ｂは独立に０、１、または２であって０≦ａ＋ｂ≦２を
満たす整数。ｃ、ｄは独立に０、１、または２であって
０≦ｃ＋ｄ≦２を満たす整数。Ｙは２価の有機基。ま
た、式（Ｂ）においてＲ⁵ 、Ｒ⁶ 、Ｒ⁷ は水素または炭
素数１〜３０の有機基。ｅ、ｇ、ｈは独立に０、１、
２、または３であって０≦ｅ＋ｇ＋ｈ≦３を満たす整
数。

【００１９】化合物（Ａ）はイソシアネート基が結合し
たケイ素原子を２個有する化合物であり、化合物（Ｂ）
はイソシアネート基が結合したケイ素原子を１個有する
化合物である。R¹〜R⁷は水素原子であるより有機基であ
ることが望ましい。特に、存在する全てのR¹〜R⁷が有機
基であることが好ましい。

【００２０】化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）でケイ素原子
に結合したイソシアネート基はケイ素原子あたり２以上
が望ましい。イソシアネート基が多いほど基材表面に対
する結合が強固になると考えられるからである。

【００２１】R¹ 〜R⁷が有機基である場合、その有機基
はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリ
ール基等の炭化水素基、クロロアルキル基、ポリフルオ
ロアルキル基等のハロゲン化炭化水素基、水酸基、アミ
ノ基、メルカプト基、カルボキシ基、その他の官能基を
有する（ハロゲン化）炭化水素基、炭素鎖中にエステル
結合、エーテル結合、チオエーテル結合、イミノ結合、
アミド結合、ウレタン結合、その他の連結結合を有する
（ハロゲン化）炭化水素基が好ましい。特に好ましいの
は炭化水素基とポリフルオロアルキル基を有する有機基
である。

【００２２】上記の好ましい炭化水素基としては特に、
炭素数１〜３０のアルキル基である。また、好ましい化
合物（Ａ）、化合物（Ｂ）は２以上のフッ素原子を有す
るオルガノイソシアネートシランである。

【００２３】すなわち、化合物（Ａ）においてＹが２以
上のフッ素原子を有する２価の有機基であるか、あるい
は、そうでない場合存在する R¹ 〜R⁴のうち少なくとも
１つが２以上のフッ素原子を有する１価の有機基である
化合物である。勿論、Ｙと存在するR¹〜R⁴のうち少なく
とも１つのいずれもが２以上のフッ素原子を有する有機
基であってもよい。

【００２４】化合物（Ｂ）においては存在するR⁵〜R⁷の
少なくとも１つが２以上のフッ素原子を有する１価の有
機基である化合物である。

【００２５】これらの場合においてフッ素原子を有しな
い有機基は前記の炭化水素基が好ましい。なお、２以上
のフッ素原子を有する有機基はケイ素原子にフッ素原子
を有しない炭素原子（例えば、メチレン基）で結合する
ことが好ましい。

【００２６】Ｙが２以上のフッ素原子を有する２価の有
機基である場合、それはポリフルオロアルキレン基、ポ
リフルオロオキサアルキレン基（アルキレン基の炭素鎖
中に少なくとも１つのエーテル結合が存在するもの）及
びポリフルオロチオキサアルキレン基（アルキレン基の
炭素鎖中に少なくとも１つのチオエーテル結合が存在す
るもの）が好ましい。

【００２７】特に、両末端のケイ素原子に結合する部分
がポリメチレン基（特にジメチレン基）であり、その中
間部分がパーフルオロアルキレン基、パーフルオロオキ
サアルキレン基、パーフルオロチオキサアルキレン基で
ある２価の有機基が好ましい。これらＹの炭素数は６〜
３０、特に、６〜１６が好ましい。

【００２８】また、Ｙが２以上のフッ素原子を有する２
価の有機基でない場合、それはアルキレン基、オキサア
ルキレン基、またはチオキサアルキレン基であることが
好ましい。その炭素数は２〜３０、特に２〜１６が好ま
しい。

【００２９】R¹ 〜R⁷のいずれかが２以上のフッ素原子
を有する１価の有機基である場合、それはポリフルオロ
アルキル基、ポリフオロオキサアルキル基、ポリフルオ
ロチオキサアルキル基、またはこれらのいずれかの基と
アルキレン基等の炭化水素基とがエステル結合その他前
記したような連結結合で結合した有機基（炭化水素基の
他端でケイ素原子と結合する）が好ましい。ポリフルオ
ロアルキル基、ポリフルオロオキサアルキル基、ポリフ
ルオロチオキサアルキル基はケイ素原子と結合する端部
あるいはその周辺がアルキレン基（特に、ジメチレン
基）であって、他の部分がパーフルオロのそれらの基で
あることが好ましい。１価の有機基のパーフルオロ部分
は炭素数３以上のパーフルオロアルキル基、パーフルオ
ロオキサアルキル基、あるいはパーフルオロチオキサア
ルキル基が好ましく、特に、炭素数３〜１６のパーフル
オロアルキル基が好ましい。

【００３０】これらＹやR¹〜R⁷の具体例については、下
記の化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）の具体例中の例があ
る。下記具体例中のＲ_f 基としては特に、Ｃ_n Ｆ_2n+1Ｃ
_m Ｈ_2m+1−（ただし、この化学式においてｎは３〜１６
の整数、ｍは２〜４の整数）で表されるパーフルオロア
ルキル基部分を有するポリフルオロアルキル基が好まし
く、下記具体例中のＲ_F 基としては特に、Ｃ_n Ｆ_2n+1−
（ただし、この化学式において、ｎは３〜１６の整数）
が好ましい。

【００３１】化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）の具体例を
下記に示す。しかし、化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）は
これら具体例に限定されるものではない。なお、下記化
学式において、ｘ、ｎ、ｍはそれぞれ１以上の整数を、
Ｒはアルキル基等を、Ｚはイソシアネート基を、Ｒ_f は
ポリフルオロアルキル基を、Ｒ_F はパーフルオロアルキ
ル基を示す。これら化学式において、Ｘは２〜８が、Ｒ
は低級アルキル基が、Ｒ_f はパーフルオロアルキル基を
有するジメチレン基がそれぞれ好ましい。

【００３２】化合物（Ａ）の例示。

【００３３】

【化５】

【００３４】

【化６】

【００３５】

【化７】

【００３６】

【化８】

【００３７】

【化９】

【００３８】

【化１０】

【００３９】

【化１１】

【００４０】

【化１２】

【００４１】

【化１３】

【００４２】化合物（Ｂ）の例示。

【００４３】

【化１４】

【００４４】

【化１５】

【００４５】また、本発明のもう１つの必須成分である
分子中にカルボキシ基を有する変性シリコーンオイルに
よりイソシアネート化合物の表面処理効果はさらに飛躍
的に向上する。以下この分子中にカルボキシ基を有する
変性シリコーンオイルを化合物（Ｃ）という。この化合
物（Ｃ）は下記式（Ｃ）で表される構造単位を有するの
が好ましい。

【００４６】

【化１６】（Ｃ）［-SiX(CH₃)-O-］

【００４７】なお、式（Ｃ）において、Ｘはカルボキシ
基を有する有機基を表す。この有機基（Ｘ）でカルボキ
シ基でない部分は炭化水素基であることが好ましく、特
にケイ素原子とカルボキシ基がアルキレン基で連結され
た構造を有するものが好ましい。

【００４８】化合物（Ｃ）はそのまま使用してもよい
し、また、硫酸、塩酸、酢酸等で分解してから使用する
ことも可能である。また、イソシアネートシラン化合物
と化合物（Ｃ）との添加比率は目的に応じて任意にする
ことが可能である。ただ、その添加比率はイソシアネー
トシラン化合物に対する化合物（Ｃ）の存在量が１〜４
０重量％とするのが好ましい。分子中に化合物（Ｃ）が
少なすぎると耐摩耗性、作業性が低下し、また、多すぎ
るとやはり耐摩耗性が低下するばかりでなく、表面に触
れた際にべた付き感が残り、問題である。

【００４９】以下に化合物（Ｃ）の具体例を例示する
が、化合物（Ｃ）はこれらに限定されるものではない。
なお、ｉ、ｊはそれぞれ独立に１〜１００００の整数
を、ｙは１〜３０の整数を示す。

【００５０】

【化１７】

【００５１】化合物（Ｃ）はイソシアネートシラン化合
物との相互作用で被膜の水滴除去性の向上及び膜の耐久
性を向上するのに寄与する。この詳細な機構は不明であ
るが、化合物（Ｃ）鎖がイソシアネートシラン化合物と
複雑に絡み合い表面に存在する各種有機基、特に極性基
及びイオン性結合のミクロな分布を結果的に制御し、水
滴の除去に最適な表面構造が達成されるためであると考
えらる。また、この選ばれた各化合物間での分子の絡み
合いは耐久性を一段と高めるのに大きく寄与している。

【００５２】また、カルボキシ基が有する極性がイソシ
アネート化合物と電気的な相互作用を形成するため、
熱、光等の外部からのエネルギー作用を受けても容易に
絡み合いを解除しない効果をもたらしていると考えられ
る。したがって、長期に渡り効果が持続するものと思わ
れる。

【００５３】また、化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、化合
物（Ｃ）はいずれも表面自由エネルギーが低い物質であ
り、被膜中に一部存在する遊離状態の化合物が極表面層
を移動することによって表面での摩擦抵抗を低減するこ
とも耐摩耗性が良好である原因の一部と考えられる。

【００５４】また、化合物（Ｃ）の粘度はイソシアネー
トシラン化合物との組み合せを考慮して決定する必要が
あり、５〜１００００ｃＳｔのものが好適である。

【００５５】基材の表面処理は通常イソシアネートシラ
ン化合物あるいはそれを含有する組成物表面に塗布し、
イソシアネートシラン化合物を表面に結合させることに
よって行う。組成物としては溶剤を含む溶液であること
が望ましい。

【００５６】この有機溶剤による液状物において含まれ
る組成物量は被膜の形成性（作業性）、安定性、被膜厚
さ、経済性を考慮して決定されるが、０．１〜３０重量
％であるのが好ましい。有機溶剤としては酢酸エステル
類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エーテル類等各種溶
剤の適用が可能であるが、反応性水素を有しているもの
はイソシアネートシラン化合物が有しているイソシアネ
ート基と反応するため望ましくない。希釈溶剤は１種に
限定されることなく、２種以上の混合溶剤を使用するこ
とも可能である。

【００５７】本処理剤には目的に応じて他の化合物、添
加剤をなどが添加される。添加剤は各成分との反応性、
相溶性を考慮して選択すればよく各種金属酸化物の超微
粒子、各種樹脂などの添加も可能である。また、着色が
必要であれば染料、顔料等の添加も差し支えない。これ
らの添加剤は必須成分１００重量部に対して０．１〜２
０重量部が好適である。過剰な添加は本発明が有する水
滴除去性、耐摩耗性等を低下させるので望ましくない。

【００５８】処理にあたっては特別な前処理は必要ない
が、目的に応じて行うことは別段問題なく、例えば、希
釈したフッ酸、塩酸等による酸処理、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム水溶液等によるアルカリ処理、ある
いはプラズマ照射等による放電処理を行うことができ
る。

【００５９】被膜の形成は調製された組成物を含む有機
溶剤よりなる液状物を通常の処理方法によって表面に塗
布、例えば、はけ塗り、流し塗り、回転塗り、浸漬塗
り、スプレー塗布等の各種方法によって行い、大気中あ
るいは窒素エアー中、常温で乾燥させればよい。しか
し、乾燥速度を高めるなどの目的で加熱することは問題
ない。加熱する場合には基材の耐熱性を加味して温度、
時間を設定すればよい。形成される被膜の厚さは組成物
を含む液状物の組成物濃度、塗布条件、加熱条件などに
よって適宜制御し得る。

【００６０】本発明の被膜は比較的屈折率が低く、これ
故に低反射性も付与される。かかる効果を期待する場合
には被膜の膜厚を光学干渉が生じる膜厚に制御すればよ
い。特に、水滴除去性を発現するには理論的には被膜の
膜厚は単分子層以上あればよく、これに経済的効果も加
味して２μｍ以下であるのが望ましい。

【００６１】輸送機器用物品あるいは建築・建装用物品
にかぎらず本発明における基材はその種類に限定されな
い。例えば、金属、プラスチック、セラミック、ガラ
ス、その他の無機質材料や有機質材料あるいはその組合
せ（複合材料、積層材料等）がある。また、基材の表面
は基材そのものの表面は勿論のこと、塗装金属等の塗膜
表面や表面処理ガラスの表面処理層表面（例えば、ゾル
ゲル膜、スパッタ膜、ＣＶＤ膜、蒸着膜等が設けられた
表面）など、基材表面に存在する基材とは異なる材質の
表面で有ってもよい。また、基材の形状としては平面に
限らず、全面にあるいは部分的に曲率を有するものなど
目的に応じた任意な形状であってもよいことは勿論であ
る。

【００６２】本発明において特に適当な基材は、ガラス
やプラスチック等の透明な材料からなる基材であり、物
品はその透明性を利用した物品である。これらは、雨
滴、ほこり、汚れ等の付着により透視野性が低下し易く
かつそれによる問題の発生により重大な事態が発生する
おそれが大きいからである。基材としては特にガラスが
好ましい。イソシアネートシラン化合物はガラスのシラ
ノール基と反応してその表面に強固に結合する。

【００６３】本発明における輸送機器用物品とは、電
車、バス、トラック、自動車、船舶、航空機等の輸送機
器における外板、窓ガラス、鏡、表示機器表面材等の外
装部材、計器盤表面材等の内装部材、その他の輸送機器
に使用されるあるいは使用された部品、構成部材をい
う。物品は表面処理された基材のみからなっていてもよ
く、表面処理された基材が組み込まれたものであっても
よい。例えば、前者として自動車用の窓ガラスがあり、
後者としてガラス鏡が組み込まれた自動車用バックミラ
ー部材がある。

【００６４】輸送機器用物品としては、電車のボディ
ー、窓ガラス、パンタグラフ等、自動車、バス、トラッ
ク等のボディー、フロントガラス、サイドガラス、リア
ガラス、ミラー、バンパー等、船舶等のボディー、窓ガ
ラス等、航空機等のボディー、窓ガラス等が例示でき
る。

【００６５】かかる基材、物品においては水滴除去性に
より表面に付着する水滴がはじかれ、特に、運行に伴っ
て、受ける風圧との相互作用によって表面上を急速に移
動し、水滴として溜ることなく、水分が誘発する悪影響
を排除することが可能となる。特に、各種窓ガラス等の
透視野部での用途では水滴の飛散により視野確保が非常
に容易となり車輌の安全性向上に通じるものである。ま
た、水滴が氷結するような環境下においても氷結するこ
となく、仮に、氷結したとしても解凍は著しく速い。さ
らには、水滴の付着がほとんどないため定期的な清浄作
業回数を低減でき、しかも、清浄は極めて容易で、美観
保護の点からも非常に有利である。

【００６６】また、建築、建装用物品とは、建築物に取
り付けられる物品、すでに建築物に取り付けられた物
品、あるいは建築物に取り付けられていなくてもそれと
ともに使用される建築用物品、家具、什器などの建装用
物品及びそれらの物品の構成要素である基材（ガラス板
等）をいう。

【００６７】具体的には、窓ガラス板、窓ガラス、屋根
用ガラス板やガラス屋根をはじめとする各種屋根、ドア
用ガラス板やそれがはめ込まれたドア、間仕切り用ガラ
ス板、温室用ガラス板や温室、ガラスの代わりに使用さ
れる透明プラスチック板やそれを有する上記のような建
築用物品（窓材、屋根材など）、セラミック、セメン
ト、金属その他の材料からなる壁材、鏡やそれを有する
家具、陳列棚やショーケース用のガラスなどがある。

【００６８】物品は表面処理された基材のみからなって
いてもよく、表面処理された基材が組み込まれたもので
あってもよい。例えば、前者として窓用ガラス板があ
り、後者としてガラス鏡が組み込まれた家具がある。

【００６９】かかる表面処理された基材においては、水
滴除去性により表面に接触した水滴がはじかれて付着し
難く、たとえ付着してもその量は少なく、また、付着し
た水滴の除去が容易である。また、水滴が氷結するよう
な環境下においても氷結することはなく、仮に、氷結し
たとしても解凍は著しく速い。さらには、水滴の付着が
ほとんどないため定期的な清浄作業回数を低減し得て、
しかも、清浄は極めて容易で美観保護の点からも非常に
有利である。

【００７０】

【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが本発明は実施例のみに限定されるものではない。

【００７１】実施例において実施した各種評価方法は次
の通りである。１．水滴除去性１ａ）直径２ｍｍの大きさからなる水滴の接触角を測定
した。表面上の異なる５ヶ所にて測定を行い、その平均
値で示した。１ｂ）サンプル面から２０ｃｍの距離に保持したノズル
から水を全面に約１時間スプレーした後に表面に残存す
る水滴を肉眼で観察し以下の評価基準で評価した。Ａ：サンプル表面に全く水が残らない。Ｂ：サンプル表面に少し水が残る。Ｃ：サンプル表面にかなり水滴が残る。Ｄ：サンプル表面で水が濡れ広がる。

【００７２】２．耐摩耗性試験条件：ネル布（往復運動）、荷重１ｋｇ上記方法で耐摩耗試験を実施し、評価結果は水の接触角
が７０°以上を保つ摩耗回数で示した。

【００７３】３．耐候性試験紫外線照射を８時間（７０℃）、湿潤曝露を４時間（５
０℃）とする工程を１サイクルとして、１００サイクル
実施。上記方法で耐候性試験を実施し、試験後の水滴除
去性を評価した。

【００７４】４．使用化合物 (a) C₁₈H₃₇Si(NCO)₃ (b) C₉F₁₉C₂H₄(NCO)₃ (c) (NCO)₃SiC₂H₄C₆F₁₂C₂H₄Si(NCO)₃ (d) (NCO)₃SiC₂H₄Si(NCO)₃ (e) C₈H₁₇Si(NCO)₃ (f) Si(NCO)₄ (g) カルボキシ変性シリコーンオイル X-22-3710 [信越
化学社製品] (h) ジメチルシリコーンオイル KF-96 (粘度:1000cs)
[信越化学社製品]

【００７５】［処理剤１の調製］撹拌子および温度計が
セットされたフラスコに、（ａ）14.3ｇと酢酸エチル48
5.0ｇを加えた。さらに（ｇ）0.8 ｇを添加した後、こ
の溶液の液温を25℃に維持しながら１昼夜撹拌を継続し
処理剤１を得た。

【００７６】［処理剤２の調製］撹拌子および温度計が
セットされたフラスコに、（ｅ）14.3ｇと酢酸エチル48
5.0 ｇを加えた。さらに（ｇ）0.8 ｇを添加した後、こ
の溶液の液温を25℃に維持しながら１昼夜撹拌を継続し
処理剤２を得た。

【００７７】［処理剤３の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ａ）13.0ｇと酢酸エチル485.
0 ｇを加えた。さらに（ｂ）1.3 ｇ、（ｇ）0.8 ｇを添
加した後、この溶液の液温を25℃に維持しながら１昼夜
撹拌を継続し処理剤３を得た。

【００７８】［処理剤４の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ａ）5.0 ｇと酢酸エチル485.
0 ｇを加えた。さらに（ｂ）3.0 ｇ、（ｅ）5.0 ｇ、
（ｆ）1.3 ｇ、（ｇ）0.8ｇを添加した後、この溶液の
液温を25℃に維持しながら１昼夜撹拌を継続し処理剤４
を得た。

【００７９】［処理剤５の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ｂ）10.0ｇと酢酸エチル4 8
5.0ｇを加えた。さらに（ｃ）2.3 ｇ、（ｆ）2.0 ｇ、
（ｇ）0.8 ｇを添加した後、この溶液の液温を25℃に維
持しながら１昼夜撹拌を継続し処理剤５を得た。

【００８０】［処理剤６の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ａ）10.0ｇと酢酸エチル485.
0 ｇを加えた。さらに（ｂ）2.3 ｇ、（ｄ）3.0 ｇ、
（ｇ）0.8 ｇを添加した後、この溶液の液温を25℃に維
持しながら１昼夜撹拌を継続し処理剤６を得た。

【００８１】［処理剤７の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ｅ）15.0ｇと酢酸エチル4 8
5.0ｇを加えた。この液温を25℃に維持しながら１昼夜
撹拌を継続し処理剤７を得た。

【００８２】［処理剤８の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ｅ）14.3ｇと酢酸エチル485.
0 ｇを加えた。さらに（ｈ）0.8 ｇを添加した後、この
溶液の液温を25℃に維持しながら１昼夜撹拌を継続し処
理剤８を得た。

【００８３】［実施例１］10cm×10cm（厚さ3mm ）のガ
ラス板に、処理剤１を１０ｃｃ滴下し、布で塗り広げ、
サンプルを作成した。この試験片を評価した結果を表１
に示す。

【００８４】［実施例２〜６］実施例１における処理剤
１を処理剤２〜６に変更した他は実施例１と同様に試
験、評価を行った。結果は同じく表１に示す。

【００８５】［比較例１〜２］実施例１における処理剤
１を処理剤７〜８に変更した他は実施例１と同様に試
験、評価を行った。結果は同じく表１に示す。

【００８６】

【表１】

【００８７】［実施例７］実施例３で得られた、被膜の
形成された試験片を第２表に示す薬品に24時間浸漬し、
取り出して直ちに洗浄した後、この試験片の外観変化及
び水滴除去性を確認しその結果を表２に示す。

【００８８】

【表２】

【００８９】［実施例８］実施例３の方法で自動車用フ
ロント合わせガラスの表面に塗布し、被膜を形成した。
かくして得られたフロント合わせガラスを自動車のフロ
ントに装着した。この自動車を日中４時間の走行テスト
を１ヶ月間行い、日毎にフロント表面への汚れ、ほこり
の付着状態、また、雨天時においては水滴の付着状態を
肉眼で観察した。

【００９０】その結果、汚れ、ほこりの付着、水滴の付
着による水アカの発生は全く認められず、希にそれらの
発生が認められてもティシュペーパーで軽く拭うことで
容易に除去された。また、雨天時には表面の水滴ははじ
かれ走行による風圧との相互作用によって速やかに移動
してしまい、ワイパーを使用することなく視野が確保さ
れた。

【００９１】さらに未処理のフロント合わせガラスに付
着している水滴が氷結する、あるいは空気中の水分が凝
縮してフロントガラスに氷結するような環境下（０℃〜
−５℃）での走行テストにおいてフロントガラスでの氷
結は全く認められなかった。次いでさらに厳しい低温環
境下（−１０℃〜−１５℃）においてはフロントガラス
での氷結も認められるが、その解凍も早く、未処理のフ
ロントガラスに比し著しい差があった。

【００９２】［実施例９］実施例８のフロント合わせガ
ラスをサイドガラス、リアガラスに変更して走行試験を
実施したが、実施例８と同様の効果が確認できた。

【００９３】［実施例１０］実施例８のフロント合わせ
ガラスをサイドミラーに変更して走行試験を実施した
が、実施例８と同様の効果が確認できた。

【００９４】［実施例１１］既に常用して１年経過した
自動車用フロント合わせガラスの表面を酸化セリウム研
磨し、充分な水で洗い流し、ドライヤーにて完全に水分
を除去し、既に表面に堆積していた水アカ、汚れ、ほこ
り等を完全に除去した。この洗浄されたフロント合わせ
ガラスの全表面を実施例３と同様な方法で処理した。そ
の後、実施例８と同様な試験を実施したところ、実施例
８に示した良好な水滴除去性を確認できた。

【００９５】［実施例１２］既に常用して１年経過した
自動車の塗装ボディー部表面を酸化セリウム研磨し、充
分な水で洗い流し、ドライヤーにて完全に水分を除去
し、既に表面に堆積していた水アカ、汚れ、ほこり等を
完全に除去した。この洗浄された塗装ボディー部の全表
面を実施例３と同様な方法で処理した。その後、実施例
８と同様な試験を実施したところ、実施例８に示した良
好な水滴除去性を確認できた。

【００９６】［実施例１３］実施例３の方法で建築用ガ
ラスの表面に塗布し、被膜を形成した。かくして得られ
た建築用ガラスを建築物に装着した。この窓ガラスの曝
露テストを１ヶ月間行い、日毎に窓ガラス表面への汚
れ、ほこりの付着状態、また、雨天時においては水滴の
付着状態を肉眼で観察した。

【００９７】その結果、汚れ、ほこりの付着、水滴の付
着による水アカの発生は全く認められず、希にそれらの
発生が認められてもティシュペーパーで軽く拭うことで
容易に除去された。窓ガラスの洗浄の手間も大幅に簡略
化することができた。また、雨天時には表面の水滴はは
じかれ、水の濡れ広がりがなく、視野の確保が容易であ
った。また、雨天時でかつ風の強い日には風圧との相互
作用によって水滴が速やかに移動してしまい一層視野が
容易であった。

【００９８】さらに未処理の窓ガラスに付着している水
滴が氷結する、あるいは空気中の水分が凝縮して窓ガラ
スに氷結するような環境下（０℃〜−５℃）での曝露テ
ストにおいて窓ガラスでの氷結は全く認められなかっ
た。次いでさらに厳しい低温環境下（−１０℃〜−１５
℃）においては窓ガラスでの氷結も認められるが、その
解凍も早く、未処理の窓ガラスに比し著しい差があっ
た。

【００９９】［実施例１４］実施例１３の建築用窓ガラ
スを建築用熱線反射ガラス（旭硝子社製サンルックスＳ
Ｓ８）に変更して曝露試験を実施したが、実施例１３同
様の効果が確認できた。

【０１００】［実施例１５］既に常用して１年経過した
建築用窓ガラスの表面を酸化セリウム研磨し、充分な水
で洗い流し、ドライヤーにて完全に水分を除去し、既に
表面に堆積していた水アカ、汚れ、ほこり等を完全に除
去した。この洗浄された窓ガラスの全表面を実施例３と
同様な方法で処理した。その後、実施例１３と同様な試
験を実施したところ、実施例１３に示した良好な水滴除
去性を確認できた。

【０１０１】

【発明の効果】本発明の基材は、あるいはそれを装着し
た物品は、実施例から明かなように次のような優れた効
果が認められる。１．水滴除去性に優れており、ほこり、汚れ、水滴の付
着、あるいはそれによる水垢の発生がなく、まれにそれ
らの発生があっても容易に除去可能で水が誘発する悪影
響を遮断することができるし、洗浄の簡略化が図れる。２．水滴除去性の持続性に優れ、半永久的にその状態を
維持する。３．耐薬品性に優れ、海岸線沿い、あるいは海水が直接
触れる地域での応用も可能で、幅広い分野に適用可能で
ある。４．特別な前処理を必要とせず、経済的効果も高い。特
に、常温処理でも水滴除去性の持続性は高いものであ
る。５．水滴除去性は輸送機器分野、建築・建装用分野に最
適なものである。以上のような効果は従来の材料では期待できないもので
あり、これまで使用不可能であった分野にまでその適用
範囲を拡大することが期待できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イソシアネートシラン化合物及び分子中に
カルボキシ基を有する変性シリコーンオイルを必須成分
とする組成物から形成される被膜を有する基材。
【請求項２】基材が透明な材料であることを特徴とする
請求項１の基材。
【請求項３】基材がガラスであることを特徴とする請求
項２の基材。
【請求項４】イソシアネートシラン化合物が下記式
（Ａ）、（Ｂ）で表される化合物であることを特徴とす
る請求項１の基材。【化１】（Ａ）(NCO)_3-a-b(R¹ _a)(R² _b)Si-Y-Si(R³ _c)
(R⁴ _d)(NCO)_3-c-d 【化２】（Ｂ） (R⁵ _e)(R⁶ _g)(R⁷ _h)-Si(NCO)_3-e-g-h ただし式（Ａ）においてＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ は水素
または炭素数１〜３０の有機基。ａ、ｂｂは独立に０、
１、または２であって０≦ａ＋ｂ≦２を満たす整数。
ｃ、ｄは独立に０、１、または２であって０≦ｃ＋ｄ≦
２を満たす整数。Ｙは２価の有機基。また、式（Ｂ）に
おいてＲ⁵ 、Ｒ⁶ 、Ｒ⁷ は水素または炭素数１〜３０の
有機基。ｅ、ｇ、ｈは独立に０、１、２、または３であ
って０≦ｅ＋ｇ＋ｈ≦３を満たす整数。
【請求項５】式（Ａ）においてＹがアルキレン基であ
り、ケイ素原子に結合した有機基が存在する場合はその
有機基の少なくとも１つがアルキル基であり、式（Ｂ）
においてケイ素原子に結合した有機基が存在する場合に
はその有機基の少なくとも１つがアルキル基であること
を特徴とする請求項４の基材。
【請求項６】式（Ａ）においてＹが２以上のフッ素原子
を有する有機基であるか、またはケイ素原子に結合した
有機基が存在し、かつその有機基の少なくとも１つがポ
リフルオロアルキル基を有する有機基であり、式（Ｂ）
においてケイ素原子に結合した有機基が存在し、かつそ
の有機基の少なくとも１つがポリフルオロアルキル基を
有する有機基であることを特徴とする請求項４の基材。
【請求項７】式（Ａ）においてＹがポリフルオロアルキ
レン基であるか、または、ケイ素原子に結合した有機基
が存在し、かつその有機基の少なくとも１つがパーフル
オロアルキル基を有する有機基であり、式（Ｂ）におい
てケイ素原子に結合した有機基が存在し、かつその有機
基の少なくとも１つがパーフルオロアルキル基を有する
有機基であることを特徴とする請求項４の基材。
【請求項８】分子中にカルボキシ基を有する変性シリコ
ーンオイルの粘度が５〜１００００ｃＳｔであることを
特徴とする請求項１の基材。
【請求項９】請求項１〜８いずれか１項記載の基材を構
成要素とすることを特徴とする物品。
【請求項１０】前記物品が輸送機器用、建築用、または
建装用であることを特徴とする請求項９の物品。