JPH08337772A - 自動的撥水性化表面処理 - Google Patents

自動的撥水性化表面処理

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JPH08337772A
JPH08337772A JP8137844A JP13784496A JPH08337772A JP H08337772 A JPH08337772 A JP H08337772A JP 8137844 A JP8137844 A JP 8137844A JP 13784496 A JP13784496 A JP 13784496A JP H08337772 A JPH08337772 A JP H08337772A
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solvent
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perfluoroalkyl
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JP8137844A
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George B Goodwin
ビー．グッドウィン ジョージ
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PPG Industries Inc
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PPG Industries Inc
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな撥水性及び大きな潤滑性を有する基体
表面を簡単に与える。 【解決手段】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン、
及び処理される基体の表面自由エネルギーよりも少なく
とも５ダイン／ｃｍ大きな表面張力を有する少なくとも
一種類の溶媒で、基体表面に組成物を適用する間、その
溶媒の蒸発を防ぐのに充分高い沸点を有する溶媒からな
る非濡れ性表面を基体上に形成するための組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に表面処理の
技術に関し、詳しくは、種々の基体に撥水性表面を形成
する技術に関し、特にそのような撥水性表面を、除去し
なければならない過剰の材料を適用することなく形成す
ることに関する。
【０００２】
【従来の技術】アームストロング(Armstrong）による米
国特許第４，７２４，０２２号明細書には、ガラス表面
を（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒド
ロデシル）−１−トリクロロシランで処理することによ
り、傷が付きにくい窓組立体を製造するのに有用なガラ
ス剥離表面を形成する改良された方法が記載されてい
る。
【０００３】ヨネダ(Yoneda)その他による欧州特許出願
第９２１０７８１４．３号（公開番号０５１３６９０Ａ
２）には、少なくとも二つの処理した表面層を有する表
面処理基体が記載されており、この場合一番外側にある
第一層が、水に対し少なくとも７０°の接触角を有する
表面を形成する化合物で処理することにより得られ、そ
の下の第二層は、イソシアネートシラン化合物及び加水
分解可能なシラン化合物から選択された少なくとも一種
類の反応性シラン化合物で処理することにより得られて
いる。
【０００４】フランツ(Franz）その他による米国特許第
４，９８３，４５９号及び第４，９９７，６８４号明細
書には、ペルフルオロアルキルアルキルシラン及びフッ
素化オレフィンテロマーで処理することによりガラス上
に耐久性非濡れ性表面を与える方法及び物品が夫々記載
されている。
【０００５】フランツその他による米国特許第５，３０
８，７０５号明細書には、ペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン及びフッ素化オレフィンテロマーで処理するこ
とにより、ガラス以外の基体に非濡れ性表面特性を与え
ることが記載されている。
【０００６】グッドウィン(Goodwin）による米国特許第
５，３２８，７６８号明細書には、先ずシリカ下塗り層
で処理し、第二にペルフルオロアルキルアルキルシラン
で処理した表面を有するガラス基体が記載されている。
【０００７】ベルキアー(Berquier)による米国特許第
５，３６８，８９２号明細書には、疎水性、疎油性、耐
ＵＶ性層を有する非濡れ性ガラスシート及びその製造方
法が記載されており、その方法は、ガラスを清浄にし、
そのガラスを、非極性溶媒系に入れたフッ素化有機シラ
ンを含む溶液と、−１０℃〜２５℃の範囲の温度で少な
くとも５分間接触させ、そして濯ぐことを含んでいる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大きな撥水
性及び大きな潤滑性を有する基体表面を与える。
【０００９】
【課題を解決するための手段】基体表面の耐久性のある
撥水性及び汚れ反撥性は、基体表面に、ペルフルオロア
ルキルアルキルシラン化合物と、表面処理を自動的反撥
性(autophobic)にする溶媒からなる組成物、即ち、最初
は基体表面を濡らし、その基体表面がペルフルオロアル
キルアルキルシランで処理されているうちに、その組成
物が処理された基体表面によって反撥されるようになる
組成物を基体表面に適用することにより与えられる。こ
の組成物は、ペルフルオロアルキルアルキルシランのた
めの少なくとも一種類の溶媒を含有する。組成物は、ペ
ルフルオロアルキルアルキルシランを適用した時、溶媒
の完全な蒸発を防ぐのに充分な高い沸点を有し、ペルフ
ルオロアルキルアルキルシラン処理表面の表面自由エネ
ルギーよりも少なくとも５ダイン／ｃｍ大きい表面張力
を有する少なくとも一種類の溶媒を含有する。組成物は
単独の溶媒又は溶媒の混合物からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明によりペルフルオロアルキ
ルアルキルシラン及び溶媒からなる組成物を、基体の表
面に適用して表面処理物品を生成させる。ペルフルオロ
アルキルアルキルシランと溶媒との組成物は、懸濁物又
は溶液、好ましくはペルフルオロアルキルアルキルシラ
ンのための溶媒の中に入れたものとして用いるのが好ま
しい。本発明の好ましい溶液を、浸漬、流し、拭き、又
は噴霧のようなどのような慣用的方法により基体表面に
適用してもよい。組成物は最初表面を、その処理した表
面が残りの組成物を反撥するのに充分な非濡れ性になる
まで、通常約０．２〜２秒間濡らす。ペルフルオロアル
キルアルキルシランが表面と反応し、処理した表面が残
りの組成物を反撥するので、過剰の組成物は、例えば、
拭くことにより容易に除去することができ、除去するの
が困難で除くのにかなりの労力を必要とするような曇っ
た薄膜として過剰のシランが付着することはない。
【００１１】好ましいペルフルオロアルキルアルキルシ
ランは、一般式Ｒm Ｒ′n ＳｉＸ4- m-n （式中、Ｒはペ
ルフルオロアルキルアルキル基であり；ｍは典型的には
１であり、ｎは典型的には０又は１であり、ｍ＋ｎは３
以下であり；Ｒ′はビニル又はアルキル基であり、好ま
しくはメチル、エチル、又はプロピルであり；Ｘは好ま
しくはハロゲン、アシロキシ、及び（又は）アルコキシ
のような基である）を有する。好ましいペルフルオロア
ルキルアルキル基は、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61、好ましくはＣ
6 Ｆ13〜Ｃ16Ｆ33、最も好ましくはＣ8 Ｆ17〜Ｃ10Ｆ21
の範囲のペルフルオロアルキル部分を含むのが好まし
い。ペルフルオロアルキルアルキル基のアルキル部分
は、エチルであるのが好ましい。Ｘの好ましい基には、
クロロ、ブロモ、アイオド、メトキシ、エトキシ、及び
アセトキシ基が含まれる。本発明による好ましいペルフ
ルオロアルキルエチルシランには、ペルフルオロアルキ
ルエチルトリクロロシラン、ペルフルオロアルキルエチ
ルトリメトキシシラン、ペルフルオロアルキルエチルト
リアセトキシシラン、ペルフルオロアルキルエチルジク
ロロ（メチル）シラン、及びペルフルオロアルキルエチ
ルジエトキシ（メチル）シランが含まれる。
【００１２】これらのペルフルオロアルキルエチルシラ
ンは、分子レベルで基体表面の結合部位と反応すると思
われる。ペルフルオロアルキルエチルシランの強い表面
結合により、大きな撥水性を示す水滴との大きな接触角
を示す耐久性のある基体表面を生ずる。ペルフルオロア
ルキルアルキルシラン組成物は、一体的下塗りとして働
くシリカゲルを形成する加水分解縮合を行うことができ
る加水分解性シランを更に含んでいてもよい。好ましい
加水分解性シランには、テトラハロシラン、特にテトラ
クロロシラン、ＳｉＣｌ4 のような完全に加水分解可能
な有機シランが含まれる。
【００１３】適当な溶媒には、比較的高い沸点、好まし
くは６５℃より高い沸点、及びペルフルオロアルキルア
ルキルシラン処理基体表面の表面自由エネルギーよリも
少なくとも５ダイン／ｃｍ大きい表面張力を有するもの
が含まれる。溶媒は、ペルフルオロアルキルアルキルシ
ランのための少なくとも一種類の溶媒及び上記性質を有
する少なくとも一種類の溶媒からなる単独の溶媒又は溶
媒の混合物でもよい。高い沸点をもち、ペルフルオロア
ルキルアルキルシラン処理基体表面よりも少なくとも５
ダイン／ｃｍ大きい流体表面張力を有するか、基体表面
の処理中に選択的蒸発により、流体の表面張力がペルフ
ルオロアルキルアルキルシラン処理基体表面の自由エネ
ルギーよりも少なくとも５ダイン／ｃｍ大きくなるまで
変化する少なくとも一種類の成分を含む溶媒混合物も適
している。好ましい溶媒及び溶媒系には、非プロトン
系、即ち、ペルフルオロアルキルアルキルシランの加水
分解性基と反応することができる−ＯＨ、−ＮＨ、又は
−ＳＨを持たず、処理表面の表面自由エネルギーよりも
大きな表面張力を有するか、又は選択的に蒸発して、処
理表面の表面自由エネルギーよりも大きな表面張力を有
する溶媒系を形成することができるものが含まれる。
【００１４】適当な溶媒には、次の系列：直鎖、環式、
及びイソパラフィン系アルカン、例えばヘキサン、ヘプ
タン、シクロヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、ミネ
ラルスピリッツ及びイソパール(Isopar)溶媒（エクソン
の製品）のような混合物；リモネンのようなアルケン；
トルエン及びキシレンのような芳香族炭化水素；ｎ−ブ
チルエーテルのような高沸点エーテル；シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、及びメチルイソブチルケトンの
ようなケトン；トリクロロエタン及びクロロベンゼンの
ようなハロゲン化炭化水素；に入る高沸点、高表面張力
溶媒が含まれる。適当な溶媒、特に溶媒混合物には、イ
ソプロパノール、エタノール、ヘキサン、ヘプタン、ミ
ネラルスピリッツ、アセトン、トルエン、及びナフタが
含まれる。好ましい溶媒は、オクタン、デカン、ドデカ
ン及びそれらの混合物のような高沸点アルカン；トリク
ロロトリフルオロエタン及び塩化メチレンのようなハロ
ゲン化炭化水素溶媒；ペルフルオロカーボンのような過
フッ素化有機化合物である。出荷を考慮に入れて、好ま
しい溶媒は、引火点のないもの、又は６０℃（１４０°
Ｆ）より高い引火点を持つものである。好ましい溶媒に
は、１，１，１−トリクロロエタン、ドデカン及びヘキ
サデカンのようなアルカン、エクソン社からのイソパー
ル溶媒、等級Ｌ、Ｍ、Ｖのような市販の混合物が含まれ
る。どの場合でも、その溶媒又は溶媒混合物中の１成分
は、好ましくは少なくとも１％の濃度で、被覆適用の約
１分以内で蒸発することがないような充分高い沸点を有
するものである。
【００１５】幾つかの適当な溶媒を、それらの表面張
力、沸点温度、引火点の性質と共に、次の表に列挙す
る。
【００１６】
【表１】 適当な溶媒 表面張力 沸点又は範囲 引火点 （ダイン／ｃｍ） （℃） （°Ｆ） ヘキサン 18.4 69 -10 ヘプタン 19.7 96 30 シクロヘキサン 25.5 81 -1 オクタン 21.8 126 60 ミネラルスピリッツ 25.3 177 〜135 ＶＭ＆Ｐナフタ 22 127 ドデカン 25.4 216 160 ヘキサデカン 282 275 イソパールＣ 21.2 98-104 19 イソパールＥ 22.5 118-137 45 イソパールＧ 23.5 160-174 106 イソパールＨ 24.9 178-188 129 イソパールＫ 25.9 177-197 135 イソパールＬ 25.9 191-207 147 イソパールＭ 26.6 223-252 196 イソパールＶ 30.8 273-311 264 リモネン 178 119 トルエン 28.5 110 40 ｏ−キシレン 30.1 144 90 ｎ−ブチルエーテル 22.9 142 77 シクロペンタノン 131 87 シクロヘキサノン 35.2 155 116 メチルイソブチルケトン 24.5 115 56 1,1,1-トリクロロエタン 25.8 74 無し クロロベンゼン 33.6 132 75
【００１７】もしペルフルオロアルキルアルキルシラン
が、クロロのような容易に加水分解可能な基を有するな
らば、溶媒は、ペルフルオロアルキルアルキルシランと
反応して、それと基体表面との反応を出来にくくするよ
うな水及びエタノール及びイソプロパノールのようなア
ルコールを除外するのが好ましい。ペルフルオロアルキ
ルアルキルジクロロ−及びトリクロロ−シランのよう
な、特に好ましいペルフルオロアルキルアルキルシラン
に対しては、溶媒又は溶媒混合物は無水であるのが好ま
しい。溶媒は、無水硫酸マグネシウム又はシリカゲルの
ような慣用的乾燥剤に通過させてもよい。高沸点アルカ
ンのような種々の好ましい溶媒は、除去されないとペル
フルオロアルキルアルキルシランと反応するどのような
微量の水でも除去するように、塩化チオニルのような反
応性乾燥剤を含んでいてもよい。
【００１８】塩化チオニル（ＳＯＣｌ2 ）は、反応性乾
燥剤の種類に入るものの一つである。殆どの乾燥剤は、
溶媒中に存在する水と錯体を形成することにより働く。
錯体形成に依存した系中には依然として水が存在する。
本発明のための反応性乾燥剤は、水と反応し、水を含ま
ず、好ましくはクロロシランと反応性の他の−ＯＨ含有
部分を生じない他の化合物を形成する乾燥剤である。他
の反応性乾燥剤には、一塩化硫黄（Ｓ2 Ｃｌ2 ）、五塩
化燐（ＰＣｌ5 ）、塩化スルフリル（ＳＯ2 Ｃｌ2 ）、
及び三塩化燐（ＰＣｌ3 ）が含まれる。
【００１９】溶媒又は溶媒混合物中のペルフルオロアル
キルアルキルシランの濃度は、約０．００５〜５０、好
ましくは約０．０５〜５％であるのが好ましい。組成物
は、好ましくは拭き、浸漬、又は噴霧により基体表面に
適用し、次に、処理表面の表面自由エネルギーよりもか
なり大きな表面張力、好ましくは少なくとも５ダイン／
ｃｍ大きな表面張力を有する残留溶媒により、処理され
た表面から反撥される形で組成物の幾らかが処理表面上
に残留する状態で、空気を吹き付けるか、自然に流下さ
せるか、又は拭き取ることによりそれを除去する。処理
表面からの溶媒のこの引き縮みにより、残留組成物を容
易に捕捉除去することができ、除去が困難で、組成物の
適用に必要な時間よりも除去に一層多くの時間及び労力
を必要とするような曇りを形成する過剰のペルフルオロ
アルキルアルキルシラン成分の薄膜付着を起こすことは
ない。
【００２０】残留溶媒を全て蒸発、好ましくは周囲温度
で空気中で単に乾燥することにより蒸発させた後、ペル
フルオロアルキルアルキルシランを硬化して一層耐久性
のある被覆を形成してもよい。硬化はペルフルオロアル
キルアルキルシラン処理表面を加熱することにより達成
するのが好ましい。典型的には、硬化温度は少なくとも
約６６℃（１５０°Ｆ）であるのが好ましく、特に約９
３℃（２００°Ｆ）より高いのが好ましい。約９３℃
（２００°Ｆ）で約３０分間の硬化工程が適切である。
一層高い温度及び短い加熱時間が一層効果的になること
もある。約２０４〜２６０℃（４００〜５００°Ｆ）で
２〜５分間の硬化工程が好ましく、特に約２４３℃（４
７０°Ｆ）で約３分間であるのが好ましい。
【００２１】ここで言及する接触角は、ゲルトナー科学
測角器光学装置（Gaertner Scientific Goniometer opt
ics)を具えたロード・マニュファクチァリング社（Lord
Manufacturing Inc.)により製造された改良静止気泡指
示器を用いた静止液滴法により測定した。測定すべき表
面を、光源の前に上向きにして水平に置く。光源の前の
表面の上に一つの水滴を置き、その静止液滴の輪郭を見
て、円分度器を具えた測角器望遠鏡を通して接触角を測
定することができる。
【００２２】図１は、ペルフルオロカーボンのような非
常に小さい表面張力を持つ流体は、処理された表面を、
最も撥水性であっても、容易に濡らすことができること
を示している。拭うことによりペルフルオロアルキルエ
チルトリクロロシラン被覆を適用するうちに、表面自由
エネルギーはガラス表面の約７３ダイン／ｃｍから、ペ
ルフルオロアルキルアルキルシラン処理ガラス表面の約
１２ダイン／ｃｍへ一般に低下する。この時に約２０〜
７０ダイン／ｃｍの一定の表面張力を有する溶媒系は、
最初表面を濡らし、次に表面が部分的に被覆されると濡
らさなくなる。図１は、溶媒表面張力を選択し、ｘ軸か
ら上方へ移動させることにより、被覆が適用されて表面
自由エネルギーが低下するに従って、被覆上の溶媒の接
触角が増大することを示している。
【００２３】図２は、一層撥水性になるように変性した
表面について、約２０ダイン／ｃｍより大きな表面張力
を有する流体がその表面によって反撥されるようになる
のに対し、約１５ダイン／ｃｍの表面張力を有する流体
は依然として小さい接触角を示すことを一層明確に例示
している。接触角が大きくなる程、液滴の表面積を減少
する「丸まり」が起き、それが今度は溶媒の蒸発速度を
減少させることにより、溶媒の蒸発速度が低下する。ま
た、溶媒が丸まるに従って、表面がその溶媒を一層反撥
し、それによって紙タオルで溶媒を表面から奇麗に除去
することができる。
【００２４】
【実施例】本発明は、次の特定の実施例についての記述
から一層よく理解されるであろう。
【００２５】例１ アルキルが主にＣ6 〜Ｃ18鎖長を有するペルフルオロア
ルキルエチルトリクロロシラン１．２重量％を、等重量
のフレオン(Freon)(登録商標名）ＴＦトリクロロトリフ
ルオロエタン（フレオンはデュポンの登録商標名であ
る）及びヘキサデカンからなる溶媒系中に入れたものか
らなる第一被覆溶液を調製した。溶媒が全てフレオンＴ
Ｆからなる点を別にして、上述のように第二被覆溶液を
調製した。これら二つの溶液を用いて、単に拭う方法に
よりフロート法ガラス試料を撥水性にした。二つの溶液
を適用する時、第二被覆溶液はワックスのようにガラス
表面上に拭い、過剰の材料の膜を残したが、第一被覆溶
液は短い適用時間でその溶液を丸まらせるのに充分な反
撥を処理表面から受けた。ヘキサデカンはその沸点が高
いため容易に蒸発しなかった。丸まった第一溶液は単に
拭うだけで容易に除去された。第二被覆溶液からの過剰
の材料の除去には、溶媒、余分のタオル、及びかなりの
磨く労力を必要とした。
【００２６】表面処理したガラス試料をクリーブランド
・コンデンシング・キャビネット(Cleveland Condensin
g Cabinet)（ＣＣＣ）中で６０℃（１４０°Ｆ）の水蒸
気を一定に凝縮する湿分凝縮にかけた。処理の効果を、
表面上の水滴により形成された接触角により測定した。
結果を次の表に報告する。
【００２７】
【表２】
【００２８】上の結果は、二種類の配合によって与えら
れた被覆の同様な耐久性を示している。しかし、第一溶
液は、低表面張力低沸点成分（フレオンＴＦ）が一度び
蒸発すると、その処理した表面の撥水性によりかなり一
層適用し易かった。
【００２９】例２ ガラスを疎水性にするため、幾つかのガラス試料を被覆
用溶液で被覆した。各被覆用溶液は例１で用いたのと同
じペルフルオロアルキルエチルトリクロロシランに基づ
いていたが、溶媒及び濃度を変えた。幾つかの試料をピ
ッツバーグで戸外で南に向けて水平に対し４５°傾けて
外気に当てた。処理した試料をそれらの処理表面につい
て種々の溶媒の接触角によって評価した。表面自由エネ
ルギー（ＳＦＥ）は、オーエンス(Owens）及びウェント
(Wendt）により、J. Appl. Poly.Sci. 1969, 13, 1741
に記載されているように、沃化メチレン及び水の各ガラ
ス表面についての接触角を用いて計算した。殆どの撥水
性の処理表面は、１２．６ダイン／ｃｍのような低い表
面自由エネルギーによって表されるものであった。殆ど
の外気に当てて処理した表面は最も大きな表面自由エネ
ルギー、４７．３ダイン／ｃｍを有し、この処理した表
面は依然として著しく撥水性であり、５６°の接触角を
示していた。接触角のデーターは図１及び２に例示して
ある。
【００３０】例３ ４種類の溶液を次のように調製した。溶液Ａは、０．５
重量％の四塩化珪素及びペルフルオロオクチルエチルト
リクロロシランの各々を、２５．９ダイン／ｃｍの表面
張力及び１９１〜２０７℃の沸騰温度範囲を有するエク
ソン社から入手した炭化水素混合物であるイソパールＬ
溶媒中に溶解することにより調製した。溶液Ｂは、０．
５重量％の四塩化珪素及びペルフルオロオクチルエチル
トリクロロシランの各々を、１５．０ダイン／ｃｍの表
面張力及び９７℃の沸点を有する３Ｍ社から入手したフ
ッ素化溶媒であるフルオリナート(Fluorinert)ＦＣ−７
７に溶解することにより調製した。溶液Ｃは、０．５重
量％のペルフルオロオクチルエチルトリクロロシランを
イソパールＬに溶解することにより調製し、溶液Ｄは
０．５重量％のペルフルオロオクチルエチルトリクロロ
シランをフルオリナートＦＣ−７７に溶解することによ
り調製した。各溶液を、アルミナ研摩材で磨いて奇麗な
表面にしたガラス試料に、１７℃（６３°Ｆ）で約７０
％の相対湿度で拭った。曇りの量をパシフィク・サイエ
ンティフィックＸＬ２１１ヘイズガード・システム(Pac
ific Scientific XL211 Hazegard System)で測定した。
０．０〜０．１％の曇り量は一般に肉眼では観察でき
ず、この水準の曇りを持つ処理基体は通常の見る目的に
対しては透明であると考えることができる。４種類の溶
液で処理したガラスの曇り値を下に列挙する。
【００３１】
【表３】 溶液 ＳｉＣｌ4 C8F17C2H4SiCl3 溶媒 溶媒 曇り （重量％） （重量％） （重量％） （％） A 0.5 0.5 99 イソパールＬ 0.1 B 0.5 0.5 99 ＦＣ−７７ 8.1 C 0 0.5 99.5 イソパールＬ 0.0 D 0 0.5 99.5 ＦＣ−７７ 11.8
【００３２】上記データーから分かるように、低沸点フ
ルオロカーボン溶媒（フルオリナートＦＣ−７７）を用
いた溶液Ｂ及びＤは、かなりの曇り量を持っていたのに
対し、高沸点炭化水素溶媒（イソパールＬ）を用いた溶
液Ａ及びＣは持っていなかった。炭化水素溶媒（イソパ
ールＬ）の沸点が高く、表面張力が大きいことによりこ
の曇りの著しい差を与える結果になっている。
【００３３】例４ ９９ｇの高沸点炭化水素溶媒（イソパールＬ）、０．５
ｇの塩化チオニル（ＳＯＣｌ2)、及びペルフルオロアル
キル部分が主にＣ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ37からなるペルフルオ
ロアルキルエチルトリクロロシラン０．５ｇからなる溶
液を調製した。この溶液を用いて単に拭う方法によりフ
ロート法ガラスを撥水性にした。溶液を適用している間
に、その溶液が「丸まる」のに充分な反撥を受けるよう
になり、観察される位の過剰のシロキサン材料が付着す
ることなく、溶液を表面から容易に除去することができ
た。塩化チオニルは、炭化水素溶媒を乾燥するために用
いた。表面処理したガラス試料を、６０℃（１４０°
Ｆ）で水蒸気が一定に凝縮するクリーブランド・コンデ
ンシング・キャビネット（ＣＣＣ）中で湿分凝縮にか
け、また、ＱＵＶ試験器中で、６５℃の黒色板温度で低
い相対湿度でＵＶに８時間かけた後、５０℃でほぼ１０
０％の相対湿度に４時間かけるサイクルからなる反復Ｕ
Ｖ線・湿度試験にかけた。ペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン表面処理の効果を、処理した基体表面上の水滴
により形成された接触角により測定した。結果を次の表
に示す。
【００３４】
【表４】 ＣＣＣ露出 接触角（°） （時） 錫側表面 大気側表面 0 117 117 188 80 86 355 72 76 ＱＵＶＢ−３１３露出 接触角（°） （時） 錫側表面 大気側表面 0 118 118 185 109 114 351 101 113
【００３５】上記例は本発明を例示するために与えられ
ている。種々のペルフルオロアルキルアルキルシラン、
有機シラン、溶媒及び濃度をどのような慣用的方法によ
って適用してもよく、種々のガラス及びプラスチック基
体のみならず他の無機表面、例えば金属、セラミック、
エナメル、及び金属又は金属酸化物フイルムのいずれに
対しても耐久性のある非濡れ性表面を与えるために、適
切な時間、適当な温度で、任意に硬化させてもよい。本
発明の処理した基体は、建物部品、非反射性レンズ、及
びＣＲＴ被覆板と同様、自動車、及び航空機を含めた他
の乗物の部品に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】種々の表面自由エネルギー（ダイン／ｃｍ）を
有する基体上の溶媒表面張力（ダイン／ｃｍ）の関数と
して液滴の接触角を例示したグラフである。
【図２】種々の表面張力（ダイン／ｃｍ）を有する流体
の表面自由エネルギー（ダイン／ｃｍ）の関数として例
示した液滴の接触角のグラフである。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
    と、処理される基体の表面自由エネルギーよりも少なく
    とも５ダイン／ｃｍ大きな表面張力を有する少なくとも
    一種類の溶媒で、基体表面に組成物を適用する間、その
    溶媒の蒸発を防ぐのに充分な高い沸点を有する溶媒とか
    らなる、非濡れ性表面を基体上に形成するための組成
    物。
  2. 【請求項２】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
    が、一般式Ｒm Ｒ′nＳｉＸ4-m-n （式中、Ｒはペルフ
    ルオロアルキルアルキル基であり、Ｒ′はアルキル又は
    ビニル基であり、ｍ＋ｎは３以下であり、Ｘはハロゲ
    ン、アルコキシ、アシロキシ基からなる群から選択され
    る）を有する化合物から選択されている、請求項１に記
    載の組成物。
  3. 【請求項３】 ペルフルオロアルキルアルキル基のペル
    フルオロアルキル部分が、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61からなる群
    から選択されている、請求項２に記載の組成物。
  4. 【請求項４】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ6 Ｆ13
    〜Ｃ18Ｆ37からなる群から選択されている、請求項３に
    記載の組成物。
  5. 【請求項５】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ8 Ｆ17
    〜Ｃ12Ｆ25からなる群から選択されている、請求項４に
    記載の組成物。
  6. 【請求項６】 Ｒ′が、メチル、エチル、ビニル、及び
    プロピルからなる群から選択されている、請求項２に記
    載の組成物。
  7. 【請求項７】 Ｘが、クロロ、ブロモ、アイオド、メト
    キシ、エトキシ、及びアセトキシからなる群から選択さ
    れている、請求項３に記載の組成物。
  8. 【請求項８】 溶媒が、少なくとも６５℃の沸点を有
    し、アルカン、アルケン、芳香族炭化水素、エーテル、
    ケトン、ハロゲン化炭化水素、及びそれらの混合物から
    なる群から選択された溶媒からなる、請求項２に記載の
    組成物。
  9. 【請求項９】 溶媒が、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
    ン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、リモネン、トル
    エン、キシレン、ｎ−ブチルエーテル、シクロペンタノ
    ン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、クロ
    ロベンゼン、トリクロロエタン、トリクロロトリフルオ
    ロエタン、塩化メチレン、ペルフルオロカーボン、及び
    それらの混合物からなる群から選択された溶媒からな
    る、請求項８に記載の組成物。
  10. 【請求項１０】 シリカゲルへ加水分解縮合することが
    できる完全に加水分解可能なシラン及び反応性乾燥剤を
    更に含む、請求項９に記載の組成物。
  11. 【請求項１１】 ペルフルオロアルキルアルキルシラ
    ン、及び処理される基体の表面自由エネルギーよりも少
    なくとも５ダイン／ｃｍ大きな表面張力を有する少なく
    とも一種類の溶媒で、基体表面に組成物を適用する間、
    その溶媒の完全な蒸発を防ぐのに充分な高い沸点を有す
    る溶媒からなる組成物と表面とを接触させることからな
    る、基体上に非濡れ性表面を形成する方法。
  12. 【請求項１２】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
    が、一般式Ｒm Ｒ′ n ＳｉＸ4-m-n （式中、Ｒはペルフ
    ルオロアルキルアルキル基であり、Ｒ′はアルキル又は
    ビニル基であり、ｍ＋ｎは４より小さく、Ｘはハロゲ
    ン、アルコキシ、及びアシロキシ基からなる群から選択
    した基である）を有する化合物から選択される、請求項
    １１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ペルフルオロアルキルアルキル基のペ
    ルフルオロアルキル部分が、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61からなる
    群から選択される、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ6 Ｆ
    13〜Ｃ18Ｆ37からなる群から選択される、請求項１３に
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ8 Ｆ
    17〜Ｃ12Ｆ25からなる群から選択される、請求項１４に
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 Ｒ′が、メチル、エチル、ビニル、及
    びプロピルからなる群から選択される、請求項１２に記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】 Ｘが、クロロ、ブロモ、アイオド、メ
    トキシ、エトキシ、及びアセトキシからなる群から選択
    される、請求項１２に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 溶媒が、少なくとも６５℃の沸点を有
    し、アルカン、アルケン、芳香族炭化水素、エーテル、
    ケトン、ハロゲン化炭化水素、及びそれらの混合物から
    なる群から選択された溶媒からなる、請求項１２に記載
    の方法。
  19. 【請求項１９】 溶媒が、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
    ン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、リモネン、トル
    エン、キシレン、ｎ−ブチルエーテル、シクロペンタノ
    ン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、クロ
    ロベンゼン、トリクロロエタン、トリクロロトリフルオ
    ロエタン、塩化メチレン、ペルフルオロカーボン、及び
    それらの混合物からなる群から選択された溶媒からな
    る、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 組成物が、シリカゲルへ加水分解縮合
    することができる完全に加水分解可能なシラン及び反応
    性乾燥剤を更に含む、請求項１９に記載の方法。
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