JPS58147484A - ガラス表面の撥水撥油処理剤 - Google Patents

ガラス表面の撥水撥油処理剤

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JPS58147484A
JPS58147484A JP2895082A JP2895082A JPS58147484A JP S58147484 A JPS58147484 A JP S58147484A JP 2895082 A JP2895082 A JP 2895082A JP 2895082 A JP2895082 A JP 2895082A JP S58147484 A JPS58147484 A JP S58147484A
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JP
Japan
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water
group
glass
treatment agent
oil repellent
Prior art date
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Pending
Application number
JP2895082A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Oda
小田 吉男
Hitoshi Matsuo
仁 松尾
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス表面に撥A・性、撥油性及び面1汚染
性を付与する撥水撥油処理剤に141 L、さらに詳し
く言へば、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物又
す−該化合物のb分加水分解縮合物と、あらかじめ水力
ラスをプロトン酸の存在下で反応させた反応生成物とか
らなるガラス表面の撥水撥油処理剤に関する。
カラス板、鏡、カラス容器、゛メガネレンズなどカラス
製品の縁面は大気中の湿度及び温度の1曽により水分が
S縮したり、水によって濡らされた場合、これら水分中
にガラス成分が溶出し、アルカリ性となるため狭面が容
易に浸蝕されて、いわゆる焼けを生ずることは周知であ
る。
又、大気中に浮遊する微細な塵や油滴粒子が付着してカ
ラス表面を汚染したり、特に自動車、航空様、鉄道車輌
のウィンドーにおいて雨水などの水滴が付着してガラス
の透明性あるいは透ネp性を明害する。このため従来か
ら、ガラス表面を撥水性にするため、例えばシリコン糸
ワックス、ポリシロキサンからなるシリコン油や界面活
性剤などを直接塗布する表面処理剤が提蒐されている。
然るに、これらは塗布に伴う前処理を必要とされるもの
か多く、且つ塗布時に発生ずる塗布ムラ、あるいは処理
剤自身のガラスへの接着性が低いことによる長期の耐久
性、並びに撥油性、耐汚染性については値足し得る結果
は得られていない。
本発明者は、前記の如き間鵬点の認識に基づいて、ガラ
ス表面に4水性、撥油性及び耐汚染性を長期間にわたっ
て付与し得る脩れたガラス表面の撥水」油処理剤を提供
すべく種々研究、検討を重ねた結果、本発明を完成した
ものである。
即ち、本発明者の研究によれは、ポリフルオロアルキル
基(以下、Rf基と略す)含有化合物において、Rf基
の臨界表面張力は20 dyn/確と低く、水はもとよ
り油類のそれよりも低いため、ガラス表面をRf基含有
化合物で緩うと撥水撥油性を付与できること、さらにR
f基含有化合物をガラス表面へ強固に接層して撥水撥油
性を長期にわたシ付与するためにはカラス表面の5iO
Hと反応する一8i−0−R,−8i’−Hal(Ha
lはハロゲン)の存在が好捷しく 、−5i−〇−Rは
水の存在で加水分解し、架倫反応を起こしカラス表面の
5iOHと反応して化学的に接着することから、RfM
含有化合物とシラン化合’+aとの反応によって得られ
るRf基含有シラン化合物が潰れていること、又、該R
f基含有シラン化合物と、あらかじめ水力ラスをプロト
ン酸の介在下で反応させた反応生成物とケ混合すること
により耐久性が者るしく回、上するという事実を見出し
た。
かくして、本発明は前記知見に基づいて完成されたもの
であり、Rf基宮有シラン化合物又は該化合物の部分加
水分解縮合物と、あらかじめ水ガラスをプロトン酸の存
在下で反応せしめた埃応生成物とからなる新規なガラス
表面の芥水撥油処理剤を提供するものでるる。
而して、本発明の撥水撥油処理剤は優れた撥水撥油性を
発揮するとともに、その性能を長期間維持させ得るもの
である。
本発明における撥水長油処理剤はRf基含廟7ラン化合
物又は形化合物の部分加水分解縮合1勿と、あらかじめ
水力ラスをプロトン廠の存在下で反応せしめた反応生成
物と刀・らなるが、好適な実施’t4にでは、式(Rf
Q)asi (Z) b Y4−a−bのRf基含有シ
ラン化合物が選定される。前記式において、Rfは炭素
数4〜16個のパーフルオロアル゛キル基あるいはエー
テルhn合を1個以望ましく、特にmは2〜1oの整数
であることが好ましい。Qは二価の育械基であシ、2は
炭素数1〜4の低級アルキル基が選定される。Yはハロ
ケン、アルコキシ基又はhcoo−でRは水素又は低級
アルキル基であり、Yは好ましくは−CI、 −Br、
 −0CHs、 −0CxHs、 (!HaOOO−t
02H5C○0−が選定される。aは1〜3の整数であ
り、bは0又は1〜2の整数である。
而して、前記式のRf基含Mシラン化合物に和々の方法
あるいは経路で入手さ□れ得るが、例えば、RfQ、化
合物とR81Y3化合物との反応を含む工程によって合
成8れる。かがる合成反応は活性水素をもたない溶媒を
使用してもよく、反応悪霊は0〜150℃、反応時間は
1〜50時間で行われる。
本発明において、前記式のRf基含有シラン化合物とし
ては、例えば RfCHzCHzSiOl:+ 、 RfCHzOH2
SiBra 。
Ha F+fCI(2CH2Si(OC2H5)3. RfC
H2C!H2SiCl2Ha (RfCH2CH2)35ill 、 Rf(cH2c
H2)、、 5t(oc)ta)、、 。
RfCONHCHzCH2NHOH20H2C!H+5
iO13゜RfCHzCFX200ONH(!H2CH
2CHzSiO1g 。
RfCH2CH2NHCH2CH2SiC1gHs RfSO2NOT−12cH2CONHCH2CH20
H2EfiC1g 。
が挙げられる。
水力ラスはJIS−K ] 40 Bに規定されるごく
あシふれだものでよく、SiO2/ Na20=0.5
〜4から選定され、例えば、メタけい酸ナトリウム(N
a25iOa )及び種々の割合の水和’fAI sオ
ルトけい酸ナトリウム(Na45iO4) 、二けい酸
ナト’) ラム(NazSizOs ) 、四けい酸ナ
トリウム(Ha2Si40e )が挙けられ、それぞれ
を単独又は混合したものでもよい。
水力ラスと反応させるプロトン酸は、例えばH2SO4
、HOI 、 HNOs 、 Hc104 、 H3P
O4、HBr 。
HI、H工Os 、  CFsC○OHが挙けられる。
水ガラスをプロトン酸の存在下で反応させるには水カラ
ス溶液及びプロトン酸溶液を非プロトン系水溶性溶媒、
例えばテトラヒドロフランに力11え、室温にて1〜1
0時間、好ましくけ2〜5時間混合攪拌することにより
行われる。水ガラスとプロトン酸の混合比率は両者mo
1/lにおいて1:0.5〜1o容柘比であるのが望ま
しい。反応終了後、好ましくはNa1lを加えて二層に
分離させることにより、非プロトン系水溶性溶媒中に反
Y1s生成物か?6られる。木台にょつては反応生成物
を水浴性情に−で抽出11、てもよい。
本分1明の撥水撥油処理剤はRf基含有7ラン化合物と
、あらかじめ7メガラスケプロトン醗を反応せしめた反
応生成物と會非プロトン酸基水浴性溶し中で室砧にて1
0分〜1時間混合攪拌することによって得られる。Rf
4含有シラン化合物と、あらかじめ水ガラス孕プロトン
酸の存在下で反Y6せしめた反応生成物の混合比芋ハ1
:01〜51テ量比から選定される。
かくして得られる本発明′の撥水撥油処理剤は、常法に
従って乳濁液、溶剤溶液、エアゾールなど任童の形態に
81,4整される。例えば、溶剤溶液披のものは非プロ
トン系水溶性溶剤の1&又は2紳以上の混合溶剤に10
〜30重!−%溶液としてhn繁されるが、塗布の作業
性から15〜25重量%l重量とするのか好ましい。又
、エアゾール^νのものは、前記カ剤溶液にさらにエア
ゾール、・1射畑を添加してi■当な容器V(〜充填す
わばよい。
本発明のカラス表面の豹・水撥油処理剤は被処理ガラス
製品の形状や前記調製形態に応じて任意の方法で被処理
ガラス製品に適用され得る。
例えば、清浄1溶液型のものである場合には、浸漬塗布
、吹付けなどの如き被検加工の既知の方法によりガラス
製品の表面に付着させる方法が採用され得る。ガラス表
面に付着後は100%相対湿変下、60〜180℃の温
度で1〜60分間処理を施こすのが好ましく、撥水撥油
処理剤のガラス面への接着を強固なものとなし得る。
本発明の撥水撥油処理剤は他のRf基含有化合物、各種
化合物、その他のブレンダーなどを混合してもよく、さ
らに帯電防止剤、架橋剤など適宜添加剤を添加して使用
することも可能である。
本発明の撥水撥油処理剤で処理され得るカラス製品は特
に限短されることなく神々の例が挙げられ、例えば、ガ
ラス板、鏡、ガラス容器、ガラス器具、メガネレンズな
どに適用されイ4る。
本発明の撥水撥油処理剤の評価法は次の通りである。即
ち、排水性はカラス表面上に水を置き接触角葡測九′す
ることにより行い、撥油性は同様にヘキサデカンの接触
角を沖]′jFEすることにより行った。
次に本発明の実施例について、さらに具体的に説明する
が、この説明か本発明を限定するものでないことは勿論
である。
合成例1゜ CnF2y)+lCH=CH2(n N’、 6.8.
10.12の混合!l夕1であり平均値は9.0 ) 
99.2t (0,2モル)、(CH3)25iHC1
] I89グ(02モル) 、H2PtC1s・H2O
0,052f!を温度計、冷却管及び攪拌様を装着した
内容積200Tnlの四つ目フラスコに入れ、乾燥窒素
気扉下でゆっくり攪拌、しなから80℃で20時間反応
させた。反応終了後、蒸留することにより反応生成、物
を得た。反応生成物はガスクロマドクラフィー、工R,
NMRで分析すると0nF2n+10HzCHzEIi
 (CH3)201であり、それへの転化基にI’ 9
5%でめった。
合ルシ秒・I2゜ CnF2n+100OC!H(OH3)2(nは6.8
.10.12の混合物であり平均1直は9.0)Ill
、2r(0,2モル)、H2N(CH2)3Si(CH
3)2c13o3り(02モル)、乾燥テトラヒドロフ
ランl5ovを温ル計、冷却管及び攪拌機を装着した内
容積300−の四つ目フラスコに入れ、乾燥室集気流下
でゆっくり攪拌しなから還部温度($t 60 ℃)で
5時同反応させた。テトラヒドロフランを留去し反応生
成物を得た。反応生riy、 mはカスクロマトクラフ
ィー、IR,NMRで分析するとCnF2n+IC0N
H(OH2)3Si (OHs )2C1であシ、それ
へへの転化率は100チであった。
合成例3 (0,1モル) 、H2N(OH2)sSi(OC2H
5)、 22.1 F(0,1モル)、乾燥テトラヒド
ロフラン1502を合成例2と同様の方法で反応させ反
応生成物を得た。反応生成物は、ガスクロマトグラフィ
ー、工R,NMRで分析すると C1F3CTiI′3 CF30F20F20+CFOF20 )70FCON
H(OH2)3Si (00zHs )sであり、それ
への転化率は100%でめった。
実加1例1゜ 二けい畿ナトリウム(Na2Si2O5) 1モル/l
の水浴冷25−1H2SO40,7モル/lの水溶液5
0ffl/、テトラヒドロフラン40tdを攪拌機を装
着したフラスコに入れ、室温で4時間攪拌して反応させ
た。反応終了後、Na0120f!を添加して液を二層
に分離させた。反応生成物が溶解しているテトラヒドロ
フラン溶液を分取し、攪拌機を装着した1tの三つロフ
ラスコに入れ、次に合成例1の反応生成物Cn F z
 n+10H2CH2S 1(OHs)、C1109S
’を添加して室温にて攪拌しながら30分間反応させた
。反応液にアセトン450−1水50−を加えて溶剤溶
液を調製した。
別に、洗浄:・及びアセト/で洗浄し1%m11.溶液
に&潰後、乾燥したカラス板(ソータ石灰カラス)を用
意して、表面に調製済みの溶剤溶液をアプリケーターで
塗布し、100%相対湿度中、160℃、20分間キユ
アリングした。この表面に水を滴下して水の接触角を、
ヘキサデカンを滴下してヘキサデカンの接触角勿それぞ
れ測定した。測定結果を第1衣に示す。
実施例2〜3 合成例2の反応生成’F/I OnF 2 n+10O
NH(OH2)3 S i(OHM)2C1141?又
は合成例3の生成物901を用いた他は実施例1と同様
の方法で溶剤溶液を調製し、実施例1と同様の方法でガ
ラス表面に塗布、処理後、水及びヘキサデカンの接触角
を測定した。測定結果を第1表に示す。
比転倒1〜3 合成例1〜3の反応生成物単独の浴剤hw(20重景チ
アセトン溶液)を調製し、実施例】と同様の方法でガラ
ス表面に塗布し、処理後、水及びヘキサデカンの接触角
を測定した。測定結果を第1表に示す。
第  1  表 実施例4〜5 水ガラス1号又は水カラ13号ケ用いた他は丈旙例1と
同時の方法で溶剤溶液を調製し、実施例1と同様の方法
で接触角を測定した。測定結果を第2表に示す。
第  2  表 実施例6〜8 プロトン酸をHCI 、 H3PO4、CFsOooH
とした他は実施例1と同様の方法で溶剤溶液を調製し、
実施例1と同様の方法で接触角を測定した。測定結果を
躯3衣に示す。
第  3  表 第  4  表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物又
    は該化合物の部分加水分解4縮合物と、あらかじめ水力
    ラス7プロトン磨の存在下で反応せしめた反応生成物と
    からなるカラス表面の孔水栴油処刑剤。 (2)  ポリフルメロアルキル基含有シラン化合物が
    、式 %式% 〔但し、上記式において、Rfは炭素数4〜16個のポ
    リフルオロアルキル基であってエーテル結合を1個以上
    含んでもよい、Qは二価の有機ド、Zは低級アルキル基
    、Yはハロゲン、アルコキシ基、又iJ RCOO−(
    Rは水素原子又は低級アルキル基)、ajq1〜3の整
    数、bは0又は1〜2の整数を示す。〕で表わされる料
    許請求の亀〕囲第1項記載Q−撥水撥油処理剤。 (8)  ポリフルオロアルキル基か炭素数4〜16個
    のパーフルオロアルキル基である特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の撥水撥油処理剤。 (4)  ポリフルオロアルキル基が 以上の整数)である特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の撥水撥油処理剤。 (5)  ポリフルオロアルキル基含有シラ/化合物と
    、あらかじめ水ガラス金プロトン酸の存在下で反応せし
    めた反応生成物とか1:01〜5重景比である特許請求
    の範fMJ%1項記載の礼水撥油処理剤。
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