KR0151174B1 - 표면처리제 및 그 사용방법 - Google Patents

표면처리제 및 그 사용방법

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KR0151174B1
KR0151174B1 KR1019930009153A KR930009153A KR0151174B1 KR 0151174 B1 KR0151174 B1 KR 0151174B1 KR 1019930009153 A KR1019930009153 A KR 1019930009153A KR 930009153 A KR930009153 A KR 930009153A KR 0151174 B1 KR0151174 B1 KR 0151174B1
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카즈후미 오가와
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
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    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials

Abstract

본 발명은, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화학흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 상기 본 발명의 표면처리제를 사용해서 기재표면에 도포하므로서, 임의의 기재표면에 공유결합으로 고정된 매우 얇은 발수발유성, 내구성에 뛰어난 보호막을 매우 용이하게 형성하는 표면처리제 및 그 사용방법을 제공하는 것을 목적으로한 것으로서, 그 구성에 있어서, 표면에 친수성기를 함유한 기재(1) 표면에 대해서, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화학흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물(3)을 도포하고, 실온에서 기재표면과 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화학흡착화합물(3)을 반응시키고, 다음에 미반응화학흡착화합물을 함유한 조성물을 닦아내는 것등에 의해서 제거한다. 조성물속에 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화학흡착화합물에 대해서 3급 아민 또는 아미드를 등몰∼3배몰이상 첨가하므로써, 염산가스의 발생을 방지할 수 있는 것을 특징으로한 것이다.

Description

표면처리제 및 그 사용방법
제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 있어서의 표면처리공정을 설명하기 위한 것으로, 기재표면을 분자레벨까지 확대한 모식단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기재(자동차의 창유리) 2 : 애기
3 : 도막과 기재의 계면 4 : 플로로카본 폴리머막
본 발명은, 표면처리제 및 그 사용방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 기재표면에 내구성이 높고 매우 얇은 발수발유성에 뛰어난 화합흡착보호막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
표면처리제는, 예를 들면 차의 왁스제, 바닥이나 인테리어제품의 왁스제, 광택제 모피의 윤택제, 맹장지나 미닫이의 윤활제, 기계부품의 접동부등의 윤활제등 여러가지 분야에서 사용되고 있다.
그런데, 이들 종래의 광택제등의 표면처리제는, 고형타이프나 유액타이프가 있고, 석유계용제나 실리콘, 왁스, 저급알코올등의 혼합물에 연마재를 혼합한 것이 주류이었다.
그러나, 종래의 표면처리제는, 광택성이나 발수성이 그다지 높지 않고, 얻게된 보호막은 단지 기재표면에 도포되어 있을 뿐이고, 내구성이나 견로성도 충분하지 않고, 또 발유성이 있는 것은 거의 없었다. 내구성, 견로성에는 문제가 있었다. 이것은 단지 기재표면에 처리제가 물리적으로 부착되어 있는데 기인되고 있다.
본 발명은, 상기 종래기술의 과제를 해결하기 위하여, 단지 광택성이나 발수성에 뛰어날 뿐 아니라, 보호막이 기재표면과 화학결합하고 있어 내구성이나 견로성이 높고, 또 발유성이 있는 보호막을 형성하는 것을 목적으로한 표면처리제 및 그 사용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1번째의 표면처리제는, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물이라고하는 구성을 구비한 것이다.
또 본 발명의 제2번째의 표면처리제는, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 활성수소를 함유하지 않은 3급 아민 또는 아미드와, 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물이라고하는 구성을 구비한 것이다.
상기 구성에 있어서는, 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드의 함유량이 화합흡착화합물과 등몰∼3배몰일 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 광택성을 보다 효과적으로 행하기 위해 연마제를 함유하는 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 화합흡착화합물이 보다 완전하게 반응을 완결할 때까지 흘러 떨어지지 않도록, 점성액체 또는 고형상매체의 점도가 1000cps 이상일 것이 바람직하다.
또 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 화합흡착화합물을 함유한 조성물이 유체의 상태에서 존재하고, 또한 도포후에 닦아내기가 간단해지기 때문에, 점성액체 또는 고형상매체가 비점이 100℃ 이상의 것과 비점이 실온∼100℃ 이하의 것의 혼합물일 것이 바람직하다.
또 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 방오염성, 발수·발유성을 보다 효과적으로 발현시키기 위해, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이 불화탄소기를 함유하고 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 방오염성, 발수·발유성, 윤활성등의 성질을 보다 효과적으로 발휘시키기 위해, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이, CF3-(CF2)n -(R)m -SixpCl3-p(n은 0 또는 정수, R는 알킬기, 비닐기, 에티닐기, 아릴기, 실리콘 혹은 산소원자를 함유한 치환기, m은 0 또는 1, X는 H, 알킬기, 알콕실기, 함불소알킬기 또는 함불소알콕시기의 치환기, P는 0, 1 또는 2)로부터 선택되는 적어도 1개의 물질일 것이 바람직하다.
또 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 연마효과를 좋게 효율적으로 발현시키기 위해, 연마제가 10μ 이하의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 산화크로움, 산화철, 인조다이어 또는 실리카 미립자로부터 선택되는 적어도 1개의 물질일 것이 바람직하다.
또 상기 본 발명의 조성물에 있어서는, 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드의 비점이 200℃ 이상일 것이 바람직하다.
다음에 본 발명의 표면처리제의 사용방법은, 표면에 친수성기를 함유한 기재표면에 대해서, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물을 도포하는 공정과, 실온에서 기재표면과 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물을 반응시키는 공정과, 미반응화합흡착화합물을 제거하는 공정을 포함한다고하는 구성을 구비한 것이다.
상기 구성에 있어서는, 기재가, 금속, 세라믹스, 유리, 플라스틱, 석재, 목재, 종이, 섬유, 피혁으로부터 선택되는 적어도 1개의 기재일 것이 바람직하다.
또, 상기 구성에 있어서는, 먼저 기재의 표면을 산소를 함유한 플라즈마 또는 코로나 분위기에서 처리해서 친수성화하는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 구성에 의하면, 적어도, 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물은, 공기속의 수분과 화학반응해서 염산가스를 발생한다. 그래서, 이 염산가스를 트랩하기 위해 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드를 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 등몰이상 첨가해두면, 배출되는 염산가스를 4급 아민으로서 트랩할 수 있으므로 사용하는데 있어서 편리하다.
상기 본 발명의 표면처리제를 사용해서 상기 처리방법을 행하면, 임의의 기재표면에 화합흡착화합물이 공유결합으로 고정되기 때문에, 매우 얇은 발수발유성, 내구성에 뛰어난 보호막을 매우 용이하게 형성할 수 있다. 또 도포조작도 용이하고, 대규모의 반응설비를 필요로하지 않는다.
또 본 발명의 표면처리제의 사용방법에 의하면, 친수성기를 표면에 함유한 기재에 대해서, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 표면처리제를 도포하고, 그후 실온에서 기재표면과 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자를 반응시킨다. 이때, 기재표면에 활성수소가 함유되어 있으면 상기 클로로시릴기와 활성수소로 탈염산반응이 발생 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자가 Si 원자를 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된다. 그후, 미반응의 표면처리제를 닦아 내거나 세제와 물로 씻어 내린다. 이때, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착분자는 공기속의 수분과 반응하나, 비수계의 점성액체 또는 고형상매체는, 기재표면의 활성수소와 클로로시릴기와의 탈염산반응을 방해하는 공기속의 수분으로부터, 표면처리제와 기재와의 계면부, 즉 기재표면부에서의 반응이 방해되지 않도록 보호할 기능이 있다.
따라서, 이 처리에 의해, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자가 Si 원자를 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된 초박막이 기재표면에 형성된다.
이때, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자에 불화탄소기를 함유시켜 두면, 기재표면에 강고한 발수발유성의 플로로카본 폴리머막을 형성할 수 있으므로 편리하다.
적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자로서, CF3-(CF2)n -(R)m -SixpCl3-p(n은 0 또는 정수, R는 알킬기, 비닐기, 에티닐기, 아릴기, 실리콘 혹은 산소원자를 함유한 치환기, m은 0 또는 1, X는 H, 알킬기, 알콕실기, 함불소알킬기 또는 함불소알콕시기의 치환기, P는 0, 1 또는 2)를 사용하면 편리하다.
또, 점성액체 또는 고형매체의 점토가 1000cps 이상이면 도포시에 처리액의 흐름이 적고 취급이 편리하다. 또, 점성액체 또는 고형상매체가 비점이 100℃ 이상의 것과 비점이 실온∼100℃ 이하의 것의 혼합물이면, 도포후 저비점 성분이 신속하게 증발하고 도막이 경화되므로 제거가 매우 용이하게 된다.
또한, 연마제로서 10μ 이하의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 산화크로움, 산화철, 인조다이아 또는 실리카미립자를 넣어두면, 도포시 기재표면의 광택을 손상하는 일없이 또한 기재표면이 매우 소량 제거되어 청정면과 직접 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착제분자를 반응할 수 있으므로 편리하다. 또한 폴리테트라플루오로에틸렌등의 수지입자를 함유시켜 놓을 수도 있다. 수지입자를 함유시켜 두면 도포하기 쉽고, 또 마찰에 강하게 되는 경우도 있다.
기재는, 표면에 활성수소가 함유된 것이면 금속, 세라믹스, 유리, 플라스틱, 종이, 섬유, 피혁등에 적용할 수 있다. 또한, 표면에 활성수소를 함유하지 않는 플라스틱이나 섬유의 경우는, 미리 표면을, 산소를 함유한 플라즈마 또는 코로나 분위기에서 처리해서 친수성화 해두면 된다.
본 발명의 표면처리제는, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착분자(화합흡착화합물)와 그것을 분산시키는 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 주성분으로 한다.
혹은, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착분자와 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드와 그들을 분산시키는 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 주성분으로 한다.
또, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자와 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 주성분으로하고, 또 연마제를 분산시켜 둔다.
적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자로서는, 예를 들면 다음과 같은 탄화수소 분자를 사용할 수 있다.
(여기서 바람직한 범위로서 r는 1∼25, S는 0∼12, t는 1∼20, u는 0∼12, v는 1∼20, w는 1∼25, n은 0 또는 정수, R는 알킬기, 비닐기, 에티닐기, 아릴기, 실리콘 혹은 산소원자를 함유한 치환기, m은 0 도는 1, X는 H, 알킬기, 알콕실기, 함불소알킬기 또는 함불소알콕시기의 치환기, P는 0, 1 또는 2)
상기 시약에 부가해서, 또 하기의 구체적 분자를 들어본다.
또, 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드로서는, 트리에틸아민, 트리메틸아민, 피리딘, N-메틸피롤리디논, N-메틸피롤, N,N-디메틸아닐린, 트리아딘, 디메틸 부틸아민, 디피리딘, 인동, N,N-디메틸 나프틸아민 등을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 3급 아민 또는 아미드의 첨가량은, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자가 모두 분해해서 발생되는 염산량과 등몰이상(즉, 화합흡착분자가 클로로시릴기를 1개 함유하고 있는 경우는, 함유되어 있는 화합흡착분자와 등몰이라도 좋다. 또 화합흡착분자가 클로로시릴기를 2개 함유하고 있는 경우는, 함유되어 있는 화합흡착분자와 2배몰이라도 좋다. 또, 화합흡착분자가 클로로시릴기를 3개 함유하고 있는 경우는, 함유되어 있는 화합흡착분자와 3배 몰에서 충분하다.)이면 좋으나, 과잉으로 들어가 있어도 하등 문제는 없다. 본 발명의 표면처리제에 있어서의 클로로시릴기를 적어도 1개 가지는 분자의 바람직한 함유량은, 1∼30wt%이다.
도, 점성액체 또는 고형상매체로서는 비수계의 용제이면 무엇이든 사용할 수 있으나, 석유계의 용제나, 실리콘, 파라핀계왁스등이 값싸게 사용될 수 있다. 구체적으로는, 석유나프타, 솔벤트나프타, 석유에테르, 석유벤진, 이소파라핀, 노오멀 파라핀, 데카린, 공업가솔린, 등유, 리그로인, 디메틸실리콘, 페닐실리콘, 알킬변성실리콘, 폴리에테르실리콘, 파라핀왁스, 마이크로크리스털왁스, 폴리에틸렌왁스에스테르왁스, 산화왁스, 석유왁스 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합해도 좋다.
본 발명에 있어서의 점성액체 또는 고형상매체의 바람직한 함유량은, 50∼90wt%이다.
점도는, 조정후 1000cps 이상이면 도포시에 처리액의 흐름이 적고 취급이 편리하나, 너무 단단해도 사용하기 어렵다. 또, 점성액체 또는 고형상매체의 비점이 100℃ 이상의 것과 비점이 실온∼100℃ 이하의 것의 혼합물이면, 도포후 저비점이 성분이 신속하게 증발하고 도막이 경화되므로 닦아내기에 의한 제거가 매우 용이해진다.
또, 연마제로서 수μ정도의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 산화크로움, 산화철, 인조다이아 또는 실리카미립자를 넣어두면, 도포시 기재표면이 매우 소량 절삭되고, 청정면과 직접 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자를 반응할 수 있으므로 편리하다.
본 발명에 있어서의 연마제의 바람직한 함유량은, 1∼10wt%이다.
사용방법은, 먼저 기재표면을 잘 세정한 후, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자와 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 표면처리제를 도포한다. 그후 실온에서 기재표면과 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자를 반응시킨다. 이때, 기재표면에 활성수소가 함유되어 있으면 상기 클로로시릴기와 활성수소로 탈염산반응이 발생 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자가 Si 원자를 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된다. 그후, 여분의 표면처리제를 닦아내거나 세제와 물로 씻어 내린다. 이때, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자는 공기속의 수분과도 반응하나, 비수계의 점성액체 또는 고형상매체는, 기재표면의 활성수소와 클로로시릴기와의 탈염산반응을 방해하는 공기속의 수분으로부터, 표면처리제와 기재와의 계면부, 즉 기재표면부에서의 반응이 방해되지 않도록 보호하는 기능이 있다.
따라서, 이 처리에 의해, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자가 Si 원자를 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된 초박막이 기재표면에 형성된다.
본 발명에 사용되는 기재로서는, 표면에 수산기(-OH)를 가진 기재, 예를 들면 Al, Cu혹은 스테인레스등의 금속, 유리, 세라믹스, 종이, 섬유, 피혁 기타 친수성기재를 들 수 있다. 또한, 플라스틱과 같은 표면에 수산기를 가지지 않는 물질이면, 먼저 표면을 산소를 함유한 플라즈마 분위기속에서, 예를 들면 100W에서 20분 처리 혹은 코로나처리해서 친수성화 즉 표면에 수산기를 도입해 두면 된다. 무엇보다, 폴리아미드수지나 폴리우레탄수지의 경우는, 표면에 이미노기(NH)가 존재해 있고, 이 이미노기(NH)의 수소와 화합흡착제인 클로로시릴기(-sicl)가 탈염화수소반응하고, 실록산결합(-sio -)을 형성하므로 특별히 표면처리를 필요로 하지 않는다. 또는, 이에 의해 플로로카본계 폴리머막을 기재와 밀착성 좋게 또는 얇게 형성해서, 호트플레이트나 전기밥솥등의 전화제품이나 자동차, 산업기기, 혹은 유리나 거울, 안경렌즈, 인테리어용품, 기성복상품등의 내열성, 내후성, 내마모성 코우팅을 필요로하는 기재의 성능을 향상시키는데 있다.
또한, 본 발명은 하기와 같은 용도에 널리 적용된다.
(a) 기재의 예 : 기재가 금속, 세라믹스 또는 플라스틱, 목재, 석재로부터 이루어지는 재료에 적용된다. 표면은 도료등으로 도장되어 있어도 좋다.
(b) 날붙이의 예 : 식칼, 가위, 나이프, 커터, 조각칼, 면도칼, 이발기계, 톱, 대패, 끌, 송곳, 종이뚫는 송곳, 바이트, 드릴의 날, 믹서의 날, 주우서의 날, 제분기의 날, 잔디깎는 기계의 날, 펀치, 작두, 호치키스의 날, 깡통따개의 날, 또는 수술용 매스등.
(c) 바늘의 예 : 침술용의 바늘, 바느질 바늘, 재봉틀 바늘, 다다미 바늘, 주사 바늘, 수술용 바늘, 안전핀등.
(d) 요업제품의 예 : 도자기제, 유리제, 세라믹스제 또는 법랑을 포함한 제품등. 예를 들면 위생도자기(예를 들면 변기, 세면기, 욕조등), 식기(예를 들면 밥공기, 접시, 사발, 찻잔, 컵, 병, 코오피포트, 남비, 절구, 컵등), 꽃그릇(수반, 분재화분, 한송이 꽃병등), 물통(양식용 물통, 감상용 물통), 화학실험기구(비이커, 반응용기, 시험관, 플라스크, 샤레, 냉각관, 고반막대, 교반기, 막자사발, 배트(vat),주사기), 기와, 타일, 법랑제식기, 법랑제세면기, 법랑제남비.
(e) 거울의 예 : 손거울, 큰거울, 욕실용거울, 세면소용거울, 자동차용거울(백미러, 사이드미러), 하아프미러, 쇼우윈도우용거울, 데파아트의 상품 판매장의 거울등.
(f) 성형용 부재의 예 : 프레스성형용금형, 주형성형용금형, 사출성형용금형, 트랜스퍼성형용금형, 진공성형용금형, 취입성형용금형, 압축성형용다이, 인플레이션성형용꼭지쇠, 섬유방사용꼭지쇠, 캘린더가공용로울등.
(g) 장식품의 예 : 시계, 보석, 진주, 사파이어, 루우비, 에머랄드, 가아넷, 묘안석, 다이어몬드, 황옥, 혈석, 애쿼머리인, 사도닉스, 터어키옥, 마노, 대리석, 자수정, 조가비, 오팔, 수정, 유리, 가락지, 팔찌, 브로우치, 넥타이핀, 귀거리, 목거리, 귀금속장식제품, 백금, 금, 은, 구리, 알루미, 티탄, 주석 혹은 그들의 합금이나 스테인레스제, 안경테등.
(h) 식품성형용틀의 예 : 케이크베이킹용틀, 구키베이킹용틀, 빵베이킹용틀, 초콜렛성형용틀, 젤리성형용틀, 아이스크림성형용틀, 오븐접시, 제빙접시등.
(i) 조리기구의 예 : 남비, 솥, 주전자, 포트, 프라이팬, 호트플레이트, 구이요리용망, 기름없애기, 낙지 구이플레이트등.
(j) 종이의 예 : 그라비아지, 발수발유지, 포스터지, 고급팜플렛지등.
(k) 수지의 예 : 폴리프로필렌, 폴리에틸렌등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르, 알라미드, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 페놀수지, 프란수지, 유리아수지, 에폭시수지, 폴리우레탄, 규소수지, ABS수지, 메타크릴수지, 아크릴산에스테르수지, 폴리아세탈, 폴리펜텐옥사이드등.
(l) 가정전화제품의 예 : TV, 라디오, 테이프레코오더, 오디오, CD, 냉동관계기기의 냉장고, 냉동고 에어콘, 주우서, 믹서, 선풍기의 날개, 조명기구, 문자판, 퍼어머용 드라이어등.
(m) 스포오츠용품의 예 : 스키이, 낚싯대, 장대높이뛰기의 포올, 보우트, 요트, 제트스키이, 서어핑보오드, 골프보올, 보오링의 보올, 낚싯줄, 어망, 낚시찌등.
(n) 승용차부품에 적용하는 예 :
(1) ABS수지 : 램프커버, 계기패널내장부품, 오오토바이의 보호판
(2) 셀룰로오스플라스틱 : 자동차의 마이크, 핸들
(3) FRP(섬유강화수지) : 외판밤바, 엔진커버
(4) 페놀수지 : 브레이크
(5) 폴리아세탈 : 와이퍼기어, 가스밸브, 카아뷰레터부품
(6) 폴리아미드 : 라디에이터팬
(7) 폴리알릴레이트 : 방향지시렌즈, 계기판렌즈, 릴레이하우징
(8) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 : 리어엔드, 프런트펜더
(9) 폴리아미노비스말레이미드 : 엔진부품, 기어복수, 휘일, 서스펜션 드라이브시스템
(10) 메타크릴수지는 램프커버렌즈, 계기판과 커버, 센터마이크
(11) 폴리프로필렌은 반바
(12) 폴리페닐린옥시드 : 라디에이터 그릴, 휘일캡
(13) 폴리우레탄 : 반바, 펜더, 인스톨멘트패널, 팬
(14) 불포화폴리에스테르수지 : 보디, 연료탱크, 히이터하우징, 계기판
(o) 사무용품의 예 : 만년필, 보올펜, 샤아프펜슬, 필통, 바인더, 책상, 의자, 책장, 선반, 전화대, 자, 제도용구등.
(p) 건재의 예 : 지붕재, 외벽재, 내장재, 지붕재로서 구운기와, 슬레이트기와, 함석(아연도금철판)등. 외벽재로서는 목재(가공목재를 포함), 모르타트, 콘크리이트, 요업계사이징, 금속계사이징, 벽돌, 석재, 플라스틱재료, 알루미등의 금속재료등. 내장재로서는 목재(가공재를 포함), 알루미등의 금속재료, 플라스틱재료, 종이, 섬유등.
(q) 석재의 예 : 화강암, 대리석, 일본산 화강암등.
예를 들면 건축물, 건축재, 예술품, 장식물, 욕조, 묘석, 기념비, 문주, 돌담, 보도의 포석등.
(r) 악기 및 음향기기의 예 : 타악기, 현악기, 건반악기, 목관악기, 금관악기등의 악기, 및 마이크로폰, 스피이커등의 음향기기등. 구체적으로는, 드럼, 심벌, 바이올린, 첼로, 기타아, 거문고, 피아노, 플루우트, 클라리넷, 퉁소, 호른등의 타악기, 현악기, 건반악기, 목관악기, 금관악기등의 악기, 및 마이크로폰, 스피이커, 이어폰등의 음향기기.
(s) 기타
보온병, 진공계기기,
전력송전용애자 또는 스파아크플럭등의 발수발유방오염효과가 높은 고내전압성 절연애자.
이하에 실시예와 모식도인 제1도를 사용해서 순서적으로 설명한다. 또한 이하의 실시예에 있어서는, 특별히 기재하지 않는한 %는 중량%를 의미한다.
[실시예 1]
표면처리제의 조정
석유계용제로서
이소옥탄(bp. 113℃) 20g
실리콘으로서
실리콘오일(일본국, 신에쯔화학공업 KF-96, 1000cps) 20g
파라핀계왁스로서
파라핀(일본국, 칸토화학 mp 54∼56℃) 20g
적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자로서
헵타데카플루오로데실트리클로로실란
(CF3(CF2)7-(CH2)2-SiCl3) 8g
연마제로서
알파알루미나(1μ) 5g
을 3각 플라스크에 넣고 혼합하여, 90℃로 가열하면서 교반하고 현탁액을 얻었다. 이 액체는, 실온까지 냉각하면, 고형상의 부드러운왁스가 되었다.
이와 같이 해서 얻게된 왁스를 표면처리제로서 하기에 표시한 바와 같은 처리를 행하고 발수발유성이나 내구성을 평가하였다.
표면처리제로서, 자동차의 창유리(1)를 사용하였다(제1도). 이 유리(1)의 표면에는 활성수소를 함유한 OH기(2)가 다량으로 함유되어 있다. 그래서, 상기와 같이 조정한 표면처리제를 스펀지를 사용해서 유리표면에 문질러바르듯이 도포한다. 그후 20∼30분 방치하면 이소옥탄이 증발해서, 백색의 도막이 형성되었다. 이때, 도막과 기재표면에서는, 가령 실리콘오일이나 파라핀이 존재해도, 어떤 확률로 제1도(b)에 표시한 바와 같이 헵타데카플루오로데실트리클로로실란과 기재표면의 OH기가 만난다. 이때, 기재표면에 H기의 활성수소와 상기 헵타데카플루오로데실트리클로로실란의 클로로시릴기가 탈염산반응해서 헵타데카플루오로데실트리클로로실란분자가 sio 결합을 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된다. 그후, 여분의 표면처리제를 걸레로 닦아내면 제1도(c)에 표시한 바와 같은 다수의 헵타데카플루오로데실트리클로로실란분자가 sio의 네트워크결합을 개재해서 기재표면에 공유결합으로 고정된 플로로카본폴리머 초박막(수 10Å)(4)이 기재표면에 형성되었다.
또한, 이때 헵타데카플루오로데실트리클로로실란분자는 공기속의 수분과도 반응하나, 비수계의 점성액체 또는 고형상매체인 실리콘오일이나 파라핀은, 기재표면의 활성수소와 클로로시릴기와의 탈염산반응을 방해하는 공기속의 수분이, 표면처리제와 기재와의 계면부, 즉 기재표면부에 파고 들어가는 것을 방지하는 기능이 있었다.
또, 이 막은 바둑판눈금 시험을 행하여도 박리되는 일이 없었다. 발수각도도 118°이었다. 또, 튀김기름을 문질러 발라도 화장지로 닦는 정도에서 용이하게 제거되었다.
[실시예 2]
하기에 표시한 바와 같은 표면처리제를 조정해서 실시예 1과 마찬가지의 평가를 행하였다.
시클로헥산(bp. 80℃) 20g
실리콘오일(일본국, 신에쯔화학공업 KF-96, 1000cps) 20g
파라핀(일본국, 칸토화학 Mp. 54∼56℃) 20g
헵타데카플루오로데실트리클로로실란
(CF3(CF2)7-(CH2)2-SiCl3) 8g
알파알루미나(1μ) 5g
상기 표면처리제에서는, 도포후, 10∼15분의 방치에서, 백색의 도막이 형성된 점을 제외하고 실시예 1과 마찬가지의 결과를 얻게되었다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 3]
실시예 2의 헵타데카플루오로데실트리클로로실란을 트리데카플루오로 옥틸트리클로로시릴 CF3(CF2)5(CH2)2-SiCl3로 바꾸고, 실시예 2와 마찬가지로 실험하였다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 4]
실시예 2의 유리를 백미러로해서, 실시예 2와 마찬가지로 실험하였다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 5]
실시예 2의 유리를 도장된 자동차의 보닛으로 해서, 실시예 2와 마찬가지로 실험하였다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 6]
실시예 2의 유리를 우레탄밤바로해서, 실시예 2와 마찬가지로 실험하였다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 7]
실시예 2의 알파알루미나를 실리카(8μ)로 해서, 실시예 2와 마찬가지로 실험하였다. 결과를 표 1에 표시한다.
[실시예 8]
실시예 1의 이소옥탄의 양을 40g로 해서, 실시예 1과 마찬가지로 실험하였다. 얻게된 처리액은, 대략 3000∼4000cps의 점성액체의 왁스로 되었다. 처리결과를 표 1에 표시한다.
[비교예 1]
실시예 1의 헵타데카플루오로데실트리클로로실란을 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란으로 치환하고, 실시예 1과 마찬가지로 실험하였다. 처리결과를 표 1에 표시한다.
[비교예 2]
실시예 1의 이소옥탄을 에탄올로 치환하고, 실시예 1과 마찬가지로 실험하였다. 처리결과를 표 1에 표시한다.
표 1에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 표면처리제로 처리한 것은, 표면을 물을 함유한 천으로 반복문질러 세정한 후에도, 발수·발유성 혹은 친수성을 유지하고 있었으나, 비교예 1에서는 발수·발유성이 다소 나쁘고, 내구시험후에는 거의 없어졌다.
본 발명의 표면에 불화알킬기를 함유하는 폴리머막을 형성한 것은 방오염성이 뛰어났다. 마찰시험후, 실시예 1의 시료를 샐러드오일에 침지하고, 화장지로 닦아내면, 기름기가 깨끗이 닦아졌으나, 비교예 1의 시료에서는, 화장지로 수회 닦아낸 후에도 표면에 오일막이 끈적거렸다.
[실시예 9]
표면처리제의 조정
석유계용제로서
이소옥탄(bp. 113℃) 20g
실리콘오일(일본국, 신에쯔화학공업 KF-96, 1000cps) 20g
파라핀계왁스로서
파라핀(일본국, 칸토화학 mp 54∼56℃) 20g
활성수소를 함유하지 않는 아미드로서
N-메틸피롤리디는(bp. 202℃) 15g
적어도 클로로시릴기를 1개 가진 분자로서 헵타데카플루오로데실트리클로로실란
(CF(CF)-(CH)-SiCl) 8g
연마제로서
알파알루미나(1μ) 5g
을 3각 플라스크에 넣고 혼합하여, 90℃로 가열하면서 교반하고 현탁액을 얻었다. 이 액체는, 실온까지 냉각하면, 고형상의 부드러운왁스가 되었다. 이와 같이 해서 얻게된 왁스를 표면처리제로서 실시예 1과 마찬가지로 실험을 행하였다.
또한, 실시예, 사용시, 헵타데카플루오로데실트리클로로실란분자가 공기속의 수분과 반응해서 자극성이 있는 염산가스를 발생하였으나, N-메틸피롤리디논의 첨가효과에 의해, 염산의 자극냄새 및 N-메틸피롤리디논의 자극냄새는 거의 발생하지 않았다. 즉, N-메틸피롤리디논의 첨가는, 염산을 트랩하는 작용이 있고, 자극냄새의 발생을 방지하는 기능이 있었다. 또, 통상 3급 아민은 자극냄새가 있으나, N-메틸피롤리디논은 고비점 때문에 거의 증발하지 않았다고 사료된다.
그후, 이 막은 바둑판눈금시험을 행하여도 박리되는 일이 없었다. 발수각도도 112°이였다. 또, 튀김기름을 문질러 발라도 화장지로 닦는 정도에서 용이하게 제거되었다.
[실시예 10]
하기에 표시한 바와 같은 표면처리제를 조정해서 실시예 9와 마찬가지의 평가를 행하였다.
시클로헥산(bp. 80℃) 20g
실리콘오일(일본국, 신에쯔화학공업 KF-96, 1000cps) 20g
파리핀(일본국, 칸토화학 mp. 54∼56℃) 20g
활성수소를 함유하지 않는 3급 아민으로서
트리에틸아민(bp. 90℃) 8g
헵타데카플루오로데실트리클로로실란
(CF(CF)-(CH)-SiCl) 8g
알파알루미나(1μ) 5g
상기 표면처리제에서는, 도포후, 10∼15분의 방치에서, 백색의 도막이 형성된 점을 제외 실시예 9와 마찬가지의 결과를 얻게 되었다. 또한, 염산자극냄새에 대해서는, 실시예 9와 마찬가지로 거의 발생하지 않았다. 그러나, 이 실시예의 경우, 트리에틸아민의 강열한 자극냄새가 있었다. 이것은, 트리에틸아민이 비점 90℃와 비교적 저비점이기 때문에, 사용시 트리에틸아민의 증기가 발생한 때문이라고 생각된다.
그후, 이 막은 바둑판눈금시험을 행하여도 박리되는 일이 없었다. 발수각도도 113°이였다. 또, 튀김기름을 문질러 발라도 화장지로 닦는 정도에서 용이하게 제거되었다.
또한, 실시예 9 및 10의 결과에서 첨가하는 3급 아민의 비점은, 적어도 200℃ 정도 이상이 편리하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법은, 기재표면의 활성수소를 이용해서 폴리머막을 형성하기 때문에, 플라스틱, 세라믹스, 유리, 기타 각종 재료에도, 효율좋게 보호막을 형성할 수 있다.
또, 막형성재료로서 불화탄소기와 클로로시릴기를 함유한 화합물을 사용하면, Al, Cu혹은 스테인레스와 같은 금속기재에도, 발수발유성, 방오염성, 내구성등에 뛰어난 발수발유막을 기재와 화학결합한 상태에서 고밀도로 또한 균일한 두께로 매우 얇게 형성할 수 있다.
본 발명의 화합흡착막 제조방법은, 일렉트로닉스제품 특히 호트플레이트나 전기밥솥등의 전화제품, 자동차, 산업기기, 거울, 안경렌즈등의 내열성, 내후성, 내마모성, 초박막코우팅을 필요로하는 기기에 적용할 수 있는 효과도 있다.

Claims (19)

  1. 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 비점이 100℃ 이상인 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  2. 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드와, 비점이 100℃ 이상인 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  3. 제2항에 있어서, 상기 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드의 함유량이, 화합흡착화합물과 등몰∼3배몰인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  4. 제1항에 있어서, 연마제를 또 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  5. 제1항에 있어서, 상기 점성액체 또는 고형상매체의 점도가 1000cps 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  6. 제1항에 있어서, 상기 점성액체 또는 고형상매체가 비점이 100℃ 이상인 것과 비점이 실온∼100℃ 이하인 것의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이 불화탄소기를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이 CF3-(CF2)n-(R)m-SiXpCl3-p(n은 0 또는 정수, R는 알킬기, 비닐기, 에티닐기, 아릴기, 실리콘 혹은 산소원자를 함유한 치환기, m은 0 또는 1, X는 H, 알킬기, 알콕실기, 함불소알킬기 또는 함불소알콕시기의 치환기, P는 0, 1 또는 2)로부터 선택되는 적어도 1개의 물질인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  9. 제4항에 있어서, 상기 연마제가 10μ 이하의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 산화크로움, 산화철, 인조다이아 또는 실리카 미립자로부터 선택되어 적어도 1개의 물질인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  10. 제2항에 있어서, 상기 활성수소를 함유하지 않는 3급 아민 또는 아미드의 비점이 200℃ 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  11. 표면에 친수성기를 함유한 기재표면에 대해서, 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물과 비수계의 점성액체 또는 고형상매체를 함유하는 조성물을 도포하고, 실온에서 기재표면과 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물을 반응시키고, 이어서 미반응화합흡착화합물을 제거하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 표면처리제의 사용방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기재가, 금속, 세라믹스, 유리, 플라스틱, 석재, 목재, 종이, 섬유, 피혁으로부터 선택되는 적어도 1개의 기재인 것을 특징으로 하는 표면처리제의 사용방법.
  13. 제12항에 있어서, 먼저 기재의 표면을 산소를 함유한 플라즈마 또는 코로나 분위기에서 처리해서 친수성화 하는 것을 특징으로 하는 표면처리제의 사용방법.
  14. 제2항에 있어서, 연마제를 또 함유하는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  15. 제2항에 있어서, 상기 점성액체 또는 고형상매체의 점도가 1000cps 이상인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  16. 제2항에 있어서, 상기 점성액체 또는 고형상매체가 비점이 100℃인 것과 비점이 실온∼100℃ 이하인 것의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  17. 제2항에 있어서, 상기 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이 불화탄소기를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  18. 제2항에 있어서, 상기 적어도 클로로시릴기를 1개 가진 화합흡착화합물이 CF3-(CF2)n-(R)m-SiXpCl3-p(n은 0 또는 정수, R는 알킬기, 비닐기, 에티닐기, 아릴기, 실리콘 혹은 산소원자를 함유한 치환기, m은 0 또는 1, X는 H, 알킬기, 알콕실기, 함불소알킬기 또는 함불소알콕시기의 치환기, P는 0, 1 또는 2)로부터 선택되는 적어도 1개의 물질인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
  19. 제14항에 있어서, 상기 연마제가 10μ 이하의 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소, 산화크로움, 산화철, 인조다이아 또는 실리카 미립자로부터 선택되는 적어도 1개의 물질인 것을 특징으로 하는 표면처리제.
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