JPS60254119A - 表面処理剤 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は表面処理剤に関する。本発明は、さらに詳しく
述べると、例えば無機充填剤、ガラス、金属、金属酸化
物等の無機材料を表面処理して、その材料に低エネルギ
ー表面を付与し、よって、その材料表面を撥水性及び非
粘着性ならしめるための表面処理剤に関する。

従来の技術 従来、上述のような無機材料の表面を処理してそれに撥
水性（ここでは、便宜上、水以外の液体をはじく場合に
も”撥水性”なる語を用いる）や非粘着性を付与するた
め、いろいろな表面処理剤が用いられている。例えば、
プラスチ、り成形では、成形工具と成形物との間に介在
させて表面を滑りやすくしかつ粘着を防止するために、
表面滑剤又は離型剤を成形工具に塗布している。普通に
使用されているものは、脂肪酸石けん、金属石けん、パ
ラフィンワックス、炭化水素油、脂肪族アルコール、低
分子ｉポリエチレン、シリコーン樹脂などである。この
ような物質はまた、撥水剤としても広く用いられている
。しかしながら、このような表面処理剤は、薄く塗布す
るのが困難であるので十分な撥水性や非粘着性を得るた
めにかなり厚く塗布しなければならず、基板への密着性
も悪く、また、塗布作業も煩雑である。同じように、最
近着目されているテフロン（Ｅ、工、ｄｕ　Ｐｏｎｔ社
商品名）コーティングも、すぐれた非粘着性が得られる
反面、取り扱いが面倒でありかつ厚膜となってしまう。

以上から理解されるように、撥水性及び非粘着性を付与
するための従来の表面処理剤では、塗布等の適用作業が
煩雑である、形成される被膜がかなり厚くなるので特に
微細加工には使用し得ない、被膜が剥離及び破壊しやす
いので取り扱いが面倒である、等の問題が残されている
。本発明は、これらの問題点を解決して、より有用な表
面処理剤を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述の問題点を解決するために研究を進
めていくなかで、有機重合体と無機材料とを化学的に結
合するために広く用いられているシランカップリング剤
、チタネート系カップリング剤等の力、プリング剤の奏
するすぐれた結合力と、弗素耐脂の奏するすぐれた撥水
性及び非粘着性に注目し、両者の機能を分子レベルで結
合させることによって、所期の表面処理剤を提供し得る
ということを見い出した。

本発明による表面処理剤は、すなわち、無機材料に低エ
ネルギー表面を付与するための表面処理剤であって、次
式により表わされる弗化炭素鎖含有チタネート化合物； （Ｉ）　０Ｈ３ ０Ｊ−ＯＨ−０−Ｔｉ　＋Ｘ−Ｙ　ｆ　０ｎＦ２．＋１
）ｍ）　３又は （上式において、 Ｙは、スペーサーでありかっ、もしも存在するならば、
”−ｏｎＨ２ｎ−又は−〇２１１Ｈ２ｎ−ｏ−ヲ表わし
、２は、水素又は酸素であり、 ｍは、１又は２であり、そして ｎは、１〜！ＩＯ１好ましくは５〜２ｏの整数を表わす
）からなることを特徴とする。

本発明による表面処理剤は、２つの相反する部分、すな
わち、親水性部分、そして疎水性部分を有する。上記一
般式に示される通り、表面処理剤の構造の一方には例え
ばインプロポキシ基、エチレングリコール残基などの親
水性部分が存在し、よって、この表面処理剤と同じく親
水性である無機材料の表面との化学的結合を確実なもの
にしている。さらに、表面処理剤の構造の他方には疎水
性部分、すなわち、弗化炭素鎖が存在しており、前記親
水性部分が無機材料の表面と結合した時に外側を向いた
状態になる。このようにＯ−Ｆ結合を表面に有する被膜
が無機材料上に形成される結果、その無機材料に低エネ
ルギー表面が付与され、よって、撥水性及び非粘着性表
面が得られる。

本発明による表面処理剤を用いて形成される被膜は、い
わゆる単分子膜であるので、非常に薄く（ニス力（ｍｓ
　ＯＡ）で観察して、膜厚約２０〜１’００Ａ）、ｌ、
かも均一で、破壊等に対する耐性も大である。この単分
子状の膜は、その構造のため、無機材料表面に対する結
合力が非常に大であるＯ 表面処理剤の被膜の形成は、簡単な手法で、例えば選ら
ばれた表面活性剤の少量を例えばり四ロホルム、トリク
ロロエチレン等の溶剤に溶解して得た処理浴に被処理無
機材料を短時間浸漬し、そして乾燥することによって、
容易に実施することができる。

本発明の表面処理剤において、その疎水性部分である弗
化炭素鎖は基本的に末端のみのＯ−Ｆ結合（すなわち、
ｎ＝１）でも十分な低エネルギー表面２生じるであろう
。しかし、本発明者らの研究によれば、被膜の表面から
少し人いった部分にまでＯ−Ｆ結合があれば、すなわち
、ｎ−４はどであれば、より好ましい撥水性及び非粘着
性を達成することができる。この場合、さらに含まれる
べき弗化炭素鎖に代えて炭化水素鎖を存在させることが
可能である。本発明では、これを、スペーサーＹ（前式
参照）として表わした。

本発明による表面処理剤は、例えば、トリエトキシクロ
四チタン（Ａ）と２−プロパツール（Ｂ）を脱塩酸縮合
し、得られた縮合生成物（０）のエトキン基を水酸基に
置換し、そして得られた置換生成物（Ｄ）と弗化炭素カ
ルボン酸（ｌとをエステル化することによって有利に調
製することができる。この合成方法な順を追って示すと
、次の通りである： 脱塩酸縮合 ＯＨ ０４−Ｔｉ　十〇−Ｏｒ、’Ｈ７）５＋　０）１３−Ｏ
Ｈ−ＯＨ５（Ａ）　’　（Ｂ） ａ３ →　０Ｈ５−ＯＨ−０−Ｔ１＋○−０３Ｈ７）３（０） 水素置換 ＯＨ３ ０Ｈ５−ＯＨ−０−Ｔｉ　＋０−０５Ｈ７）５（０）　
ａｎ５ →０Ｈ３−Ｏｎ−０−Ｔｉ　＋０Ｈ）３（Ｄ） エステル化 ０Ｈ３−ＯＨ−０−Ｔｉ　（ＯＨ）３　＋　ＨＯ−０−
０１７Ｆ５５ＣＤ）　（Ｅ） ０Ｈ３０ 一’ｂ　０Ｈ３−０１（−０−Ｔｉ−ｆ−０−０−０１
７Ｆ５５〕５（Ｆ） 実施例 ０．１１の下記物質： ０Ｈ３−ＯＨ−０−Ｔｉ　（−０−０−０１７Ｆ３５）
　３を１ｔのクロロホルムに添加して十分に混合した。

得られた処理液に小サイズの鉄板及びガラス板をそれぞ
れ５分間にわたって浸漬し、浴からり１き上げた後で風
乾した。これらの試料板の撥水性を評価するため、常法
により水に対する接触角（水ヌレ性）を測定した。次の
ような結果が得られた。

接触角 鉄板　８°　９５゜ ガラス板　６°　９８゜ 次いで、これらの試料の非粘着性を評価するため、未硬
化のエポキシ樹脂を２枚の試料板間にサンドイッチし、
エポキシ樹脂の硬化が完了した後で試料板を剥離した。

次のような結果が得られた。

剥離試験 試料板　処理前　処理後 鉄板　剥離不可　剥離容易 ガラス板　剥離不可　剥離容易 以上の結果から、本発明によれば、表面処理剤の適用が
容易であり、また、すぐれた撥水性ばかりでなく、すぐ
れた非粘着性もあわせて達成されるということが判る。

使用例： １、　上記のようにして調製した処理液を光デイスク複
製用金型に離型剤として適用した。金型を処理液の浴に
浸漬したところ、金型に強固に結合しかつ金型表面の非
常に微細な凹凸にも悪影響を与えない極めて薄い表面被
膜が形成された。この金型を使用して繰り返し光ディス
クを複製したところ、良好な離型性が確認された。

２、上記のようにして調製した処理液をインクジェット
プリンタのノズル面に撥水処理剤として適用した。プリ
ンタのノズルを処理液の浴に浸漬し、自然乾燥した後で
印字を行なった。ノズル面のヌレが減少し、インクの噴
射方向が安定になり、ドツトの形成も良好であった。

発明の効果 本発明によれば、すぐれた撥水性及び非粘着性を奏する
非常に薄い単分子膜を容易に形成することができる。こ
の被膜は、強度も大であるので、ことさら入念な注意を
払わないで取り扱うことができる。本発明によれば、し
たがって、上記したような離型剤及び撥水剤としての用
途のほか、電子写真現像剤のキャリヤー粒子の表面処理
、自動車の窓ガラスの着氷防止処理、熱交換器内壁等の
ライニング素子、液晶表示素子の液晶配向処理など、非
常に多くの用途が与えられる。

第１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　無機材料に低エネルギー表面を付与するための表
   面処理剤であって、次式により表わされる弗化炭素鎖含
   有チタネート化合物： ＣＩ）　ａＨ５ ■ ０Ｈ３−ＯＨ−０−’［’ｉ÷Ｘ−Ｙ＋Ｏ□Ｆ２ユ＋１
   ンエ　〕３又は （上式において、 Ｙは、スペーサーであり、かつ、もしも存在するならば
   、−〇ユＨ２２１−又は−ＣユＨ２ｎ−ｏ−を表わし、
   ２は、水素又は酸素であり、 ｍは、１又は２であり、そして ｎは、１〜３０の整数を表わす）からなることを特徴と
   する表面処理剤。