JPH0756021B2

JPH0756021B2 - 常温で撥水性、防汚性を発現する組成物

Info

Publication number: JPH0756021B2
Application number: JP1288053A
Authority: JP
Inventors: 貴重米田; 常生若林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-11-07
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPH03149285A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、撥水性、防汚性にすぐれた被膜を与える組成
物に関するものであり、ガラス、プラスチックをはじめ
各種の基材に適用が可能な技術でる。この発明によりに
各種基材の広い範囲での応用展開が可能となる。

［従来の技術］各種基材、特に透明基材はその表面が人の目に直接触れ
る使用状態が多く、表面へのほこり、油汚れ等の吸着あ
るいは、表面での水の悪影響により材料の透明感が失わ
れるのはよくある現象であって、そのために透明基材に
おける撥水性或は防汚性の向上の要求は多い。

プラスチック或はガラスなどの製品寿命、外観はしばし
ば直接水の濡らす作用又は、水に伴われる異物粒子によ
って有害な影響を受けて劣化する。この種の悪影響には
外観の損傷、汚れ、着色、腐食、電気的特性の変化、光
沢の損失などが有る。この種の問題を解決するためにい
くつかの提案がなされている。

この点に関して、現在入手可能な材料では種々の理由で
不満足なものであるのが現状である。すなわち、効果の
持続性、溶剤及び洗浄剤に対する耐性を欠く等の欠点を
有していた。また、耐擦傷性が低く、ガラスなどに処理
した場合にその表面がかえって傷付き易くなってしまう
という欠点も有していた。（特公昭50−15473etc）また、一般的にはこの種の組成物は塗布後に焼成の必要
な場合が多く、工程的に困難な場合があったり、コスト
的にも不利であった。

また、何よりもこれらの材料より得られる撥水性、防汚
性では満足できず、使用可能な分野が限定されていた。

［発明の解決しようとする問題点］本発明の目的は以上に記述した従来の材料が有していた
欠点の解消に努め、多種類の基材に対して優れた撥水性
及び防汚性を付与可能な組成物を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記の目標達成にあたり、本発明は（１）少なくとも下記式（Ａ）または（Ｂ）を必須成分
として含有する組成物 Rf¹:パーフルオロ基含有の有機基 R¹:水素または炭素数１から16の有機基ａは１または２で、ｂは０または１ただし、１≦ａ＋ｂ≦２を満足するものとする。

Rf²,Rf³:パーフルオロ基含有の有機基 R²,R³:水素または炭素数１から16の有機基ｃ、ｄは独立に0,1,2であって０≦ｃ＋ｄ≦２を満た
す。

ｅ、ｇは独立に0,1,2であって０≦ｅ＋ｇ≦２を満た
す。

Ｙは２価の有機基。ただし、ｃ＋ｅ＝０の場合にはパー
フルオロ基を含有する２価の有機基。

を提供するものである。

以下、構成要素について詳細に記述する。本発明の組成
物において（Ａ）または（Ｂ）成分は防汚性、撥水性を
発現するのに必須な成分である。

（Ａ）成分としては、例えばｎは１から16の整数Ｒは置換または非置換の１価の炭化水素基 RFはC₂H₄CF₃、C₂H₄（CF₂）nCF₃ C₂H₄OCOCF₃等のパーフ
ルオロ基含有の有機基等がある。

（Ｂ）成分としては、例えば RF′C₂H₄Si（NCO）_３（RF′C₂H₄）₂Si（NCO）_２ RF′CONHC₃H₆Si（NCO）_３ RF′CONHC₂H₄NHC₃H₆Si（NCO）_３ RF′CO₂N（CH₃）C₂H₄CONH（CH₃）Si（NCO）_３ RF′C₂H₄OCO（CH₂）₂S（CH₂）₃Si（NCO）_３ RF′C₂H₄OCONH（CH₂）₃Si（NCO）_３ RF′C₂H₄NH（CH₂）₂Si（NCO）_３ RF′は炭素数１〜16のパーフルオロアルキル基ｎは１〜16の整数ｍは１以上の整数等がある。

（Ａ）または（Ｂ）成分の添加量は目的に応じて任意に
することが可能である。

本発明の組成物は（Ａ）または（Ｂ）成分のどちらか一
方成分が必須であるが、もちろん両成分が含有されてい
ても問題は無い。

（Ａ）、（Ｂ）成分に目的に応じて他の成分、添加剤を
加えることは一向に差し支えがなく、他の成分、添加剤
を加えることでこの組成物の適用範囲が大きくひろがる
ことにつながる。

他の成分、添加剤としては以下のようなものが考えられ
る。

処理効果の耐久性、持続性を高めるために下記式（Ｃ）
で示される化合物 R³、R⁴は独立に水素または炭素数１から16の有機基等が
あげられる。

（Ｃ）成分としては、例えば Si（NCO）₄,CH₃Si（NCO）₃,C₂H₅Si（NCO）₃,C₃H₇Si（NC
O）₃,C₄H₉Si（NCO）₃,C₆H₁₃Si（NCO）₃,C₈H₁₇Si（NCO）
₃,C₁₀H₂₁Si（NCO）₃,C₁₆H₃₃Si（NCO）₃,C₆H₅Si（NC
O）₃,CH₂＝CHSi（NCO）₃,NH₂C₃H₆Si（NCO）₃, NH₂C₂H₄NHC₃H₆Si（NCO）₃, 等が挙げられる。

その他に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、処理性（作業性）を高めるため
に界面活性剤を使用することも可能である。

上記の組成物は溶剤によって希釈して使用することがで
きる。経済性、組成物の安定性を考慮すると組成物重量
は全重量に対して0.1％〜30％が好ましい。希釈剤とし
ては各種溶剤が使用可能だが反応性−OH基を有している
ものは（Ａ）、（Ｂ）成分が有する（イソシアネート）
基と反応するため液の安定性等で望ましくない。

処理にあたっては特別な前処理は必要ないが、目的に応
じて行うことは差し支えがない。フッ酸、塩酸等による
酸処理、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等によるア
ルカリ処理、プラズマ処理等による放電処理を行うこと
は可能である。

処理方法についても特に限定要素はなく、目的に応じて
選択すれば良い。

浸漬塗布、回転塗布、スプレー塗布、流し塗り、ローラ
ー塗布等が適用可能である。また、本発明の組成物を各
種基材に塗布し、常温で乾燥すれば優れた撥水性及び防
汚性を発現するが、さらに基材へ強固に付着させるため
に焼成しても良い。焼成する場合は基材の耐熱性を考慮
して50℃〜500℃の温度で５分〜120分焼成すれば優れた
処理効果が期待できる。

組成、溶剤、全重量に対する組成物の重量比、塗布条
件、焼成条件等により処理層の厚さは制御可能であっ
て、目的に応じて制御すれば良い。例えば、本発明の組
成物はＦ含有の成分であるため屈折率が低い。従って、
低反射性も発現可能であり、この効果も期待するのであ
れば、処理層の厚さを光学的干渉が生じる厚さに制御す
れば良い。また、防汚性、撥水性を発現するには理論的
には処理層の厚さが単分子層以上あれば良いので、これ
に経済的効果も加味して２μ以下が望ましい。さらに、
本発明の組成物が含有するＦ成分により表面での摩擦が
低減化され基材表面での耐擦傷性に関しても著しく向上
することが期待できる。

［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
はこれらの実施例に限定されるものではない。なほ、実
施例において用いた成形体の評価方法については次のと
うりである。

（１）防汚性の効果の確認 A.ヘキサデカンの接触角を測定した。

B.手の指紋を処理表面に付着後、綿布で20往復拭き取り
その後の外観を検査し、以下の基準で評価した。

A.完全にきれいに油汚れが拭き取れる B.すこし油汚れが残る C.かなり油汚れが残る（２）撥水性効果の確認 A.水の接触角を測定した。

B.サンプルから20cmの距離に保持したノズルから水道水
をスプレーして試験した。適当な時間、水のスプレーを
テストサンプルの処理全面に当てた後スプレーを止め、
サンプルに残った水滴を肉眼で検査し以下の評価基準で
判断した。

A.サンプル表面に全く水滴が残らない B.サンプル表面に少し水滴が残る C.サンプル表面にかなり水滴が残る C.サンプル表面で水が濡れ広がる。

（３）耐久性の評価湿度90％、温度50℃の加速試験機にサンプルを入れ、１
ヶ月放置した後、防汚性、撥水性効果の確認を行った。

また、以下の実施例において用いたＡ成分〜X4成分は次
の化合物である。

Ａ（CON）₃SiC₂H₄C₆F₁₂C₂H₄Si（NCO）_３Ｂ（CON）₃SiC₂H₄C₈F₁₇ Ｘ Si（NCO）_４ X2 （CON）₃SiCH₃ X4 CON−Si（CH₃）_３実施例１比較例１Ａ成分を10.0g、Ｂ成分を10.0g、攪拌子がセットされた
３ツ口フラスコに混合した。さらにトルエン1980g加え
た。以上の様にして得られた組成物に、あらかじめ洗浄
したガラス板（10cm×10cm 厚さ5mm）を浸漬後、6cm/m
inの速さで引き上げ、透明成形体を得た。以上の様にし
て得られた透明成形体を評価した結果を第１表に示す。
また、比較例として、未処理のガラスを評価した。

実施例２実施例１においてＡ成分、10.0gのかわりにA1成分10.0g
を用いた他は同様に行った。結果を第１表に示した。

実施例３実施例１においてＢ成分、10.0gのかわりにB1成分10.0g
を用いた他は同様に行った。結果を第１表に示した。

実施例４〜10 比較例２〜３第２評に示した種類の化合物及び量だけ用いて組成物を
調合し、他は実施例１と同様の方法で透明成形体を得
た。評価結果を第３表に示した。

実施例10 実施例１で得られた、透明成形体を第４表に示す薬品に
24時間浸漬した。浸漬後、洗浄を行い撥水性及び撥油性
の効果について確認した。結果を同じく第４表に示し
た。

実施例11 実施例１で得られた透明成形体を、テーバー摩耗試験機
にかけ、第５表に示した回転数摩耗後のヘーズ値変化と
防汚性及び撥水性の効果を確認した。

実施例12〜14 実施例１において基材をガラスではなくアクリル板、ポ
リカーボネート板、CR39板を用いた他は同様に行い、第
６表に示す様な結果を得た。

比較例４〜６実施例12における比較例として無処理のアクリル板、ポ
リカーボネート板、CR39板についても同様の評価を行
い、やはり第６表に示した。

AC＝アクリル板 PCポリカーボネート板 CR＝CR39板実施例15 実施例１において用いたガラス基材をあらかじめ２％HF
水溶液で1min前処理したガラス基材を用いた他は同様に
行い第７表に示す結果を得た。

実施例16 比較例７実施例１と同様にして得られたガラス板の表面摩擦係数
を測定した。また、表面の耐擦傷性を評価し、未処理の
ガラス板と比較した。耐擦傷性の評価については以下の
ように行った。

表面をSW（ボンスター社製＃0000）で擦り、傷の程度を
肉眼で観察した。肉眼での観察基準は以下の通りであ
る。

A.全く傷が見られない。

B.少し傷が認められる。

C.かなり激しく傷が付く。

上記の評価結果を第８表に示す。

実施例17〜20 実施例１においてコート液を塗布後、50、100、200、40
0℃で焼成した他は実施例１と同様にして行った。評価
結果を第９表に示す。

実施例17 50℃ 実施例18 100℃ 実施例19 200℃ 実施例20 400℃ 実施例21 実施例１において基材をガラスではなくアルミニウム板
を用いた他は同様に行い、第10表に示す様な結果を得
た。

比較例８実施例21における比較例として無処理のアルミニウム板
についても同様の評価を行い、やはり第10表に示した。

比較例９実施例１において、Ａ成分を（CH₃O）₃SiC₂H₄C₈F₁₆C₂H₄
Si（OCH₃）_３Ｂ成分をC₉F₁₉C₂H₄Si（OCH₃）_３にする他は同様にして
行った。結果を第11表に示した。

［発明の効果］実施例等に述べたように本発明により得られる組成物を
基材に塗布した場合、以下のうな特徴を有するものであ
る。

１）常温塗布で優れた撥水性、防汚性を有する。

２）優れた耐薬性を有し、さらに撥水性、防汚性の効
果の持続性があり、半永久的にその状態が維持可能とな
る。

３）広範囲の基材に対して特殊な前処理の必要がな
く、連続的に処理が可能であるため経済的効果も高い。

４）基材表面の摩擦が低減化され、従来に無い優れた
耐擦傷性を有する。

以上のような特徴を有するため各種基材に本発明の組成
物を適用すれば従来では使用不可能あった領域に適用可
能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下記式（Ａ）または（Ｂ）を必
須成分として含有する組成物 Rf¹:パーフルオロ基含有の有機基 R¹:水素または炭素数１から16の有機基ａは１または２で、ｂは０または１ただし、１≦ａ＋ｂ≦２を満足するものとする。 Rf²,Rf³:パーフルオロ基含有の有機基 R²,R³:水素または炭素数１から16の有機基ｃ、ｄは独立に0,1,2であって０≦ｃ＋ｄ≦２を満た
す。ｅ、ｇは独立に0,1,2であって０≦ｅ＋ｇ≦２を満た
す。Ｙは２価の有機基。ただし、ｃ＋ｅ＝０の場合にはパー
フルオロ基を含有する２価の有機基。