JPH08311436A

JPH08311436A - 常温で撥水性、防汚性を発現する組成物

Info

Publication number: JPH08311436A
Application number: JP8166406A
Authority: JP
Inventors: Takashige Yoneda; 貴重米田; Tsuneo Wakabayashi; 常生若林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1996-11-26
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2800786B2

Abstract

(57)【要約】【課題】撥水性、防汚性に優れた被膜を与える組成物を
提供する。【解決手段】少なくとも（Ｒｆ¹ ）_a Ｓｉ（Ｒ¹ ）_b
（ＮＣＯ）_3-a-b （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）を必須成分として含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撥水性、防汚性に
優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
術である。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。

【０００２】

【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あるいは防汚性の向上の要
求は多い。

【０００３】プラスチックあるい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、光沢の損失などがある。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。

【０００４】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50-15473
etc）。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目標達成にあた
り、本発明は少なくとも下記式 (A)を必須成分として含
有する組成物を提供するものである。

【０００９】

【化２】

【００１０】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、２または３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。

【００１１】以下、構成要素について詳細に記述する。

【００１２】本発明の組成物において (A)は防汚性、撥
水性を発現するのに必須な成分である。

【００１３】(A) 成分としては、例えば以下の化合物が
ある。ただし、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)n
CF₃、C₂H₄OCOCF₃等のパーフルオロ基含有の有機基等で
ある。

【００１４】

【化３】

【００１５】

【化４】

【００１６】

【化５】

【００１７】

【化６】

【００１８】

【化７】

【００１９】

【化８】

【００２０】

【化９】

【００２１】

【化１０】

【００２２】本発明の組成物は(A) 成分が必須である
が、(A) 成分とともに(B) 成分が含有されていても問題
は無い。

【００２３】

【化１１】

【００２４】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。

【００２５】(B) 成分としては、例えば以下の化合物が
ある。ただし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以上の整数であ
る。

【００２６】

【化１２】

【００２７】(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。

【００２８】(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。

【００２９】処理効果の耐久性、持続性を高めるために
下記式（Ｃ）で示される化合物がある。ただし、Ｒ³ 、
Ｒ⁴ は独立に水素または炭素数１から16の有機基等であ
る。

【００３０】

【化１３】

【００３１】(C) 成分としては、例えば以下の化合物が
挙げられる。

【００３２】

【化１４】

【００３３】

【化１５】

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】

【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。なお、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。

【００４１】(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。

【００４２】(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、Ｄ．サンプル表面で水が濡れ広がる。

【００４３】(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。

【００４４】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。

【００４５】

【化１６】

【００４６】（実施例１、比較例１）Ａ成分を10.0ｇ、
Ｂ成分を10.0ｇ、撹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／min 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表１に示す。また、比
較例として、未処理のガラスを評価した。

【００４７】（実施例２）実施例１においてＡ成分、1
0.0ｇのかわりにＡｌ成分10.0ｇを用いた他は同様に行
った。結果を表１に示した。

【００４８】（実施例３）実施例１においてＢ成分、1
0.0ｇのかわりにＢｌ成分10.0ｇを用いた他は同様に行
った。結果を表１に示した。

【００４９】

【表１】

【００５０】（実施例４〜１０、比較例２〜３）表２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
果を表３に示した。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】（実施例１０）実施例１で得られた、透明
成形体を表４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。
結果を同じく表４に示した。

【００５４】

【表４】

【００５５】（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、表５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。

【００５６】

【表５】

【００５７】（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、
ＣＲ 39 板を用いた他は同様に行い、表６に示すような
結果を得た。

【００５８】（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、Ｃ
Ｒ 39 板についても同様の評価を行い、やはり表６に示
した。

【００５９】

【表６】

【００６０】（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表７に示す結果を得
た。

【００６１】

【表７】

【００６２】（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。

【００６３】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。上記の評価結果を表８に示す。

【００６４】

【表８】

【００６５】（実施例１７〜２０）実施例１においてコ
ート液を塗布後、50、100 、200 、400 ℃で焼成した他
は実施例１と同様にして行った。評価結果を表９に示
す。実施例１７：５０℃、実施例１８：１００℃、実施例１９：２００℃、実施例２０：４００℃。

【００６６】

【表９】

【００６７】（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、
表１０に示すような結果を得た。

【００６８】（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、やはり表１０に示した。

【００６９】

【表１０】

【００７０】（比較例９）実施例１において、Ａ成分を
(CH₃O)₃SiC₂H₄C₈F₁₆C₂H₄Si(OCH₃)₃ 、Ｂ成分をC₉F₁₉C₂H
₄Si(OCH₃)₃ にする他は同様にして行った。結果を表１
１に示した。

【００７１】

【表１１】

【００７２】

【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、以下のような特徴
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。

【００７３】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)を必須成分として含
有する組成物。【化１】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。