WO2018198431A1 - 撥水性基体保護材料および付着防止部材 - Google Patents

撥水性基体保護材料および付着防止部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2018198431A1
WO2018198431A1 PCT/JP2017/045924 JP2017045924W WO2018198431A1 WO 2018198431 A1 WO2018198431 A1 WO 2018198431A1 JP 2017045924 W JP2017045924 W JP 2017045924W WO 2018198431 A1 WO2018198431 A1 WO 2018198431A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
repellent
protective material
repellent substrate
polyoxyethylene
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/045924
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修平 須田
祥太 高宮
Original Assignee
星和電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 星和電機株式会社 filed Critical 星和電機株式会社
Publication of WO2018198431A1 publication Critical patent/WO2018198431A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces

Definitions

  • the present invention provides a water-repellent substrate protective material that reduces adhesion of substances to the surface of a substrate (for example, a glass, resin, or metal substrate), and such a water-repellent substrate protective material is formed on the surface. It is related with the adhesion prevention member.
  • a material containing an organic solvent such as alcohol is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the water repellent substrate protective material contains an organic solvent such as alcohol, there is a concern about the influence on the environment.
  • substrate surfaces, such as a glass plate, in a sealed space there is a concern about the influence on an operator.
  • Patent Document 2 an aqueous solution of a silane coupling agent is known as a water-dispersed water-repellent substrate protective material that hardly contains an organic solvent such as alcohol.
  • the component tends to precipitate (for example, precipitation of the silane coupling agent), so that the solution life is short.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a water-repellent substrate protective material that can maintain an active state for a long period of time and can be handled safely when applied to a substrate. It is an object of the present invention to provide an adhesion preventing member having a surface formed with such a water-repellent substrate protective material.
  • the present inventors specify that a silane coupling agent is added to a solution in which a nonionic surfactant is dissolved in water, and the ratio of the water, the nonionic surfactant, and the silane coupling agent is specified. As a result, it was found that precipitation and white turbidity due to polymerization of the silane coupling agent can be suppressed.
  • the water-dispersed water-repellent substrate protective material of the present invention includes water, a nonionic surfactant, and a silane coupling agent,
  • the water content is 90% by weight or more
  • the nonionic surfactant content is 0.01 to 5% by weight (0.01% by weight to 5% by weight)
  • the silane coupling agent is contained.
  • the amount is 0.01-5 wt% (0.01 wt% or more and 5 wt% or less).
  • the trialkoxysilane has an alkoxy group as a silane coupling agent, and the organic functional group is [— (CH 2 ) n —CH 3 (n is an integer of 0 to 5)]. It is preferable to use what is expressed.
  • the water repellent substrate protective material of the present invention since it is a solution containing water, a nonionic surfactant, and a silane coupling agent in the above ratio, white turbidity and precipitation due to polymerization of the silane coupling agent are less likely to occur. . Thereby, an active state can be maintained for a long time. Moreover, since the water-repellent substrate protective material of the present invention is an aqueous dispersion solution containing almost no organic solvent, it can be handled safely when applied to a substrate such as a glass plate.
  • alcohols may be contained in an amount of 0.01 to 5% by weight (0.01% by weight to 5% by weight).
  • the water-repellent substrate protective material of the present invention may be used by mixing with a commercially available water-based inorganic coating material and / or organic-inorganic hybrid coating material.
  • the adhesion preventing member of the present invention is characterized in that a water repellent protective film made of a water repellent base material having the above-described characteristics is formed on the surface of a base such as a glass plate. According to such an adhesion preventing member, it is possible to effectively reduce the adhesion of substances (contaminants etc.) to the surface.
  • the active state can be maintained for a long period of time and the life is long.
  • the water-repellent substrate protective material of the present invention is an aqueous dispersion solution containing almost no organic solvent, it can be handled safely when applied to a substrate such as a glass plate.
  • the water-repellent protective film made of the water-repellent base material having the above-described characteristics is formed on the surface of the adhesion preventing member of the present invention, the adhesion of substances (contaminants etc.) to the surface is effectively prevented. Can be reduced.
  • FIG. 1 It is a figure showing typically an example of an adhesion prevention member of the present invention. It is a figure which shows the preparation processes of a water repellent base
  • the water repellent substrate protective material of the present embodiment is a solution (transparent) containing water, a nonionic surfactant, and a silane coupling agent, and the water content is 90% by weight or more, and the nonionic interface
  • the activator content is 0.01-5 wt% (0.01 wt% or more and 5 wt% or less)
  • the silane coupling agent content is 0.01-5 wt% (0.01 wt% or more). 5% by weight or less).
  • the silane cup is obtained by an emulsifying action by the nonionic surfactant. Since polymerization of the ring agent is suppressed, white turbidity and precipitation are less likely to occur. Thereby, an active state can be maintained for a long time.
  • the water-repellent substrate protective material of the present embodiment is an aqueous dispersion solution containing almost no organic solvent, it can be handled safely when applied to a substrate such as a glass plate.
  • Nonionic surfactants include polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene mysteryl ether, polyoxyethylene Ethylene octyldodecyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbite tetraoleate, polyethylene glycol monolaurate , Polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol Monooleate, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, or polyoxyethylene alkyl amine.
  • silane coupling agent examples include those having an alkoxy group of trialkoxysilane and an organic functional group represented by [— (CH 2 ) n —CH 3 (n is an integer of 0 to 5)].
  • Examples of organic functional groups represented by [— (CH 2 ) n —CH 3 (n is an integer of 0 to 5)] include methyltrimethoxysilane, triethoxymethylsilane, and ethyltrimethoxy.
  • the alcohol when the alcohol is contained in the water repellent substrate protective material, aggregation of components contained in the material (solution) can be suppressed, which has an effect of suppressing precipitation and cloudiness.
  • the water repellent substrate protective material when the water repellent substrate protective material is applied to the surface of a substrate such as a glass plate, the coating property (ease of application) is improved.
  • the alcohol content is set to 5% by weight or less (0.01 to 5% by weight).
  • alcohol examples include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and the like.
  • the adhesion preventing member 1 of the present embodiment is such that a water repellent protective film (coating film) 3 made of a water repellent base protective material having the above characteristics is formed on the surface of a base 2. Characterize. According to such an adhesion preventing member 1, the adhesion of substances (contaminants etc.) to the surface can be effectively reduced.
  • Examples of the method of applying the water repellent substrate protective material to the surface of the substrate 2 include a spray coating method, a roll coating method, a squeegee coating method, a spin coating method, and a dip coating method.
  • Example 1 -Production of water-repellent substrate protective material A water-repellent substrate protective material having a total weight of 100 g was produced by the process shown in FIG.
  • a silane coupling agent 1 g (1 wt%) of a silane coupling agent was added to and mixed with a mixed solution obtained by mixing water and a nonionic surfactant.
  • Methyltrimethoxysilane (MTMS) was used as the silane coupling agent.
  • the water-repellent substrate protective material (transparent) was produced by leaving still until a silane coupling agent was mixed completely.
  • the weight (g) of water (pure water), nonionic surfactant, and silane coupling agent in [Example 1] is shown in Table 1 below.
  • the water repellent substrate protective material (solution) produced in [Example 1] was applied to the surface of a glass plate of 100 mm x 100 mm by spray coating method with compressed air of 0.05 MPa.
  • a sample was prepared by forming a water-repellent protective film on the surface.
  • the coating amount of the water repellent substrate protective material was adjusted so that the film thickness after formation was 60 to 100 nm.
  • Example 2 Preparation of water repellent substrate protective material As shown in Table 1 below, 92.5 g (92.5 wt%) of water, 2.5 g (2.5 wt%) of PP, and 5 g (5 wt%) of MTMS Except for the above, a water repellent substrate protective material having a total weight of 100 g was prepared in the same manner as in [Example 1].
  • Example 3 Preparation of water-repellent substrate protective material As shown in Table 1 below, as a nonionic surfactant, polyoxyethylene oleyl ether (PO) 0.5 g (0.5 wt%) was used, A water repellent substrate protective material having a total weight of 100 g was prepared in the same manner as in [Example 1].
  • PO polyoxyethylene oleyl ether
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Example 3] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • Example 4 -Production of water-repellent substrate protective material As shown in Table 1 below, Example 1 except that 1 g (1 wt%) of hexyltrimethoxysilane (HTMS) was used as the silane coupling agent. A water-repellent substrate protective material having a total weight of 100 g was prepared.
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Example 4] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) by the same method as in [Example 1].
  • Example 5 Preparation of water-repellent substrate protective material As shown in Table 1 below, [Examples] except that 93.5 g (93.5 wt%) of water and 5 g (5 wt%) of ethanol were added as alcohols. As in 1], a water-repellent substrate protective material having a total weight of 100 g was produced.
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Example 5] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 1] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 2] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 4] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • the surface of a glass plate is obtained by applying the water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 5] to the surface of a glass plate (100 mm x 100 mm) in the same manner as in [Example 1].
  • each water-repellent substrate protective material produced in [Example 1] to [Example 5] and each water-repellent substrate protective material produced in [Comparative Example 3] to [Comparative Example 5] No precipitation or cloudiness was observed.
  • the water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 1] (the ratio of water is less than 90% by weight) and each water-repellent substrate protective material prepared in [Comparative Example 2] (no surfactant is mixed). In the case of (mono), precipitation and cloudiness were observed.
  • the water-repellent protective film produced on the surface of the glass plate in [Example 1] to [Example 4], and [Comparative Example 1], [Comparative Example 2] and [Comparative Example 4] The water-repellent protective film produced on the surface of the glass plate in FIG.
  • the water-repellent protective film formed on the surface of the glass plate in [Comparative Example 3] that is, the water-repellent protective film formed by the water-repellent substrate protective material using SDS (anionic surfactant) as the surfactant. Unevenness was seen.
  • the water-repellent protective film (water-repellent protective film formed by the water-repellent substrate protective material added with 5 g of ethanol) produced on the surface of the glass plate in [Example 5] was a good film without unevenness.
  • unevenness was observed in the water-repellent protective film (water-repellent protective film formed of a water-repellent substrate protective material added with 10 g of ethanol) produced on the surface of the glass plate.
  • the contact angle (water repellency angle) of the film was measured. The results are shown in Table 2 below.
  • trade name “CAX-150” manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd. was used.
  • the water-repellent protective film produced on the surface of the glass plate in [Example 1] to [Example 4], and [Comparative Example 1], [Comparative Example 2] and [Comparative Example 4] The contact angle (water repellency angle) of the water repellent protective film produced on the surface of the glass plate was a good value of 88 ° or more.
  • the water-repellent protective film formed on the surface of the glass plate in [Comparative Example 3] that is, the water-repellent protective film formed by the water-repellent substrate protective material using SDS (anionic surfactant) as the surfactant.
  • the contact angle (water repellency angle) was a low value of 63.0 °.
  • the contact angle (water repellency angle) of the water repellent protective film (water repellent protective film formed of a water repellent base material added with 5 g of ethanol) produced on the surface of the glass plate in [Example 5] was 89.1. It was as high as °.
  • the contact angle (water repellency angle) of the water repellent protective film (water repellent protective film formed of a water repellent substrate protective material added with 10 g of ethanol) prepared on the surface of the glass plate in [Comparative Example 5] is 60. The value was as low as 8 °.
  • the contact angle (water repellent angle) of the glass plate alone was 20 to 60 °.
  • FIG. 3 An apparatus used for the particle adhesion test is shown in FIG.
  • the test apparatus shown in FIG. 3 includes a test box 101 having a structure in which a sample S can be disposed, a tank 102 for storing dirt particles (particles assuming dirt in an outdoor environment), and a compressed air source (not shown).
  • a pressure adjusting valve 103 that adjusts the pressure of the compressed air supplied to the tank 102 and supplies the pressure to the tank 102.
  • FIG. 4 An apparatus for measuring transmittance is shown in FIG. 4 includes a lamp 201, a condensing lens 202 that condenses the output light of the lamp 201 onto a sample S, and an optical fiber 203 that guides transmitted light that has passed through the sample S to a spectrometer 204.
  • a spectroscope 204 that detects transmitted light guided by the optical fiber 203, a measurement PC (personal computer) 205 to which an output signal of the spectroscope 204 is input, and the like are provided.
  • the measuring PC 205 obtains the light transmittance of the sample S (transmitted light intensity of the sample S / incident light intensity to the sample S) based on the output signal of the spectroscope 204. Further, the measurement PC 205 obtains a difference (transmittance change rate) between the transmittance of the sample S before the particle adhesion test and the transmittance of the sample S after the particle adhesion test.
  • the water-repellent substrate protective material is a solution containing water, a nonionic surfactant and a silane coupling agent, the water content is 90% by weight or more, and the nonionic surfactant content.
  • the content of the silane coupling agent is 0.01 to 5% by weight and the content of the silane coupling agent is 0.01 to 5% by weight, it can be said that white turbidity and precipitation due to polymerization of the silane coupling agent can be suppressed.
  • the proportion is preferably 5% by weight or less (0.01 to 5% by weight).
  • the present invention can be used for a water-repellent substrate protective material that reduces the adhesion of a substance to the surface of the substrate, and an adhesion preventing member having such a water-repellent substrate protective material formed on the surface.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

【課題】活性な状態を長期間保つことが可能であり、しかも基体への塗布時において安全に取り扱うことが可能な撥水性基体保護材料を提供する。 【解決手段】撥水性基体保護材料を、水と非イオン性界面活性剤とシランカップリング剤とを含む溶液とし、水の含有量を90重量%以上、非イオン性界面活性剤の含有量を0.01~5重量%、シランカップリング剤の含有量を0.01~5重量%としているので、シランカップリング剤の重合による白濁や沈殿が起こりにくくなる。これにより、活性な状態を長期間保つことができる。しかも、撥水性基体保護材料は、有機溶剤をほとんど含まない水分散系の溶液であるので、ガラス板などの基体に塗布する際に安全に取り扱うことができる。

Description

撥水性基体保護材料および付着防止部材
 本発明は、基体(例えば、ガラス製、樹脂製もしくは金属製の基体)の表面への物質の付着を低減する撥水性基体保護材料、および、そのような撥水性基体保護材料が表面に形成された付着防止部材に関する。
 ガラス板などの基体の表面への物質(汚染物質等)の付着を低減する撥水性基体保護材料として、アルコールなどの有機溶剤を含むものが知られている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、撥水性基体保護材料にアルコールなどの有機溶剤が含まれていると、環境への影響が懸念される。また、ガラス板などの基体表面に撥水性基体保護材料を塗布する作業を密閉空間で行う場合、作業者への影響が懸念される。
 一方、アルコールなどの有機溶剤をほとんど含まない水分散系の撥水性基体保護材料として、特許文献2に記載されたもの(シランカップリング剤水溶液)が知られている。
特開2004-018722号公報 特開2017-031476号公報
 ところで、有機溶剤をほとんど含まない水分散系の撥水性基体保護材料(溶液)にあっては、成分の沈殿(例えば、シランカップリング剤の沈殿)が生じやすいので、溶液の寿命が短いという問題がある。
 本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、活性な状態を長期間保つことが可能であり、しかも基体への塗布時において安全に取り扱うことが可能な撥水性基体保護材料を提供すること、および、そのような撥水性基体保護材料が表面に形成された付着防止部材を提供することを目的とする。
 本発明者らは、水に非イオン性界面活性剤を溶解した溶液中にシランカップリング剤を添加すること、および、それら水と非イオン性界面活性剤とシランカップリング剤との割合を規定することで、シランカップリング剤の重合による沈殿や白濁を抑制することができることを見出した。
 本発明はこのような知見に基づいてなされたものであって、本発明の水分散系の撥水性基体保護材料は、水と、非イオン性界面活性剤と、シランカップリング剤とを含み、前記水の含有量が90重量%以上、前記非イオン性界面活性剤の含有量が0.01~5重量%(0.01重量%以上で5重量%以下)、前記シランカップリング剤の含有量が0.01~5重量%(0.01重量%以上で5重量%以下)であることを特徴としている。
 本発明の撥水性基体保護材料において、シランカップリング剤として、トリアルコキシシランのアルコキシ基をもち、有機官能基が[-(CH2n-CH3(nは0~5の整数)]で表させるものを用いることが好ましい。
 本発明の撥水性基体保護材料によれば、水と非イオン性界面活性剤とシランカップリング剤とを上記割合で含む溶液としているので、シランカップリング剤の重合による白濁や沈殿が起こりにくくなる。これにより活性な状態を長期間保つことができる。しかも、本発明の撥水性基体保護材料は、有機溶剤をほとんど含まない水分散系の溶液であるので、ガラス板などの基体に塗布する際に安全に取り扱うことができる。
 本発明の撥水性基体保護材料において、アルコール類が0.01~5重量%(0.01重量%以上で5重量%以下)含有されていてもよい。
 ここで、本発明の撥水性基体保護材料は、市販の水分系の無機コーティング材料および/または有機無機ハイブリットコーティング材料と混合して使用してもよい。
 本発明の付着防止部材は、ガラス板などの基体の表面に、上記した特徴を有する撥水性基体保材料からなる撥水性保護膜が形成されていることを特徴としている。このような付着防止部材によれば、表面への物質(汚染物質等)の付着を効果的に低減することができる。
 本発明の撥水性基体保護材料によれば、活性な状態を長期間保つことが可能であり寿命が長い。しかも、本発明の撥水性基体保護材料は、有機溶剤をほとんど含まない水分散系の溶液であるので、ガラス板などの基体に塗布する際に安全に取り扱うことができる。
 また、本発明の付着防止部材は、上記した特徴を有する撥水性基体保材料からなる撥水性保護膜が表面に形成されているので、表面への物質(汚染物質等)の付着を効果的に低減することができる。
本発明の付着防止部材の一例を示す模式的に示す図である。 撥水性基体保護材料の作製工程を示す図である。 粒子付着試験装置の一例を示す概略構成図である。 透過率測定装置の一例を示す概略構成図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 [撥水性基体保護材料]
 本実施形態の撥水性基体保護材料は、水と、非イオン性界面活性剤と、シランカップリング剤とを含む溶液(透明)であり、水の含有量が90重量%以上、非イオン性界面活性剤の含有量が0.01~5重量%(0.01重量%以上で5重量%以下)、シランカップリング剤の含有量が0.01~5重量%(0.01重量%以上で5重量%以下)であることを特徴としている。
 このように、撥水性基体保護材料を、水と非イオン性界面活性剤とシランカップリング剤とを上記割合で含む溶液とすることにより、その非イオン性界面活性剤による乳化作用等によってシランカップリング剤の重合が抑制されるので、白濁や沈殿が起こりにくくなる。これにより、活性な状態を長期間保つことができる。
 しかも、本実施形態の撥水性基体保護材料は、有機溶剤をほとんど含まない水分散系の溶液であるので、ガラス板などの基体に塗布する際に安全に取り扱うことができる。
 次に、本発明に用いる非イオン性界面活性剤およびシランカップリング剤について説明する。
 [非イオン性界面活性剤]
 非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、または、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどを挙げることができる。
 [シランカップリング剤]
 シランカップリング剤としては、トリアルコキシシランのアルコキシ基をもち、有機官能基が[-(CH2n-CH3(nは0~5の整数)]で表させるものを挙げることができる。
 有機官能基が[-(CH2n-CH3(nは0~5の整数)]で表させるものとしては、メチルトリメトキシシラン(Methyltrimethoxysilane)、トリエトキシメチルシラン(Triethoxymethylsilane)、エチルトリメトキシシラン(Ethyltrimethoxysilane)、トリエトキシエチルシラン(Triethoxyethylsilane)、トリメトキシ(プロピル)シラン(Trimethoxy(propyl)silane)、トリエトキシ(プロピル)シラン(Triethoxy(propyl)silane)、ヘキシルトリメトキシシラン(Hexyltrimethoxysilane)、または、ヘキシルトリエトキシシラン(Hexyltriethoxysilane)などを挙げることができる。
 本実施形態の撥水性基体保護材料において、アルコール類が0.01~5重量%含有されていてもよい。
 このように、撥水性基体保護材料にアルコール類を含有させておくと、材料(溶液)中に含まれる成分の凝集を抑制することができるので、沈殿・白濁を抑える効果がある。また、アルコール類を含有させておくと、撥水性基体保護材料をガラス板などの基体表面に塗布する際に、その塗布性(塗りやすさ)が向上する。
 ただし、アルコール類の含有量を多くすると、基体表面への撥水性基体保護材料の塗布により、基体表面に撥水性保護膜を形成した際に、その撥水性保護膜にムラが生じやすくなる。こうした点を考慮して、本発明では、アルコール類の含有量は5重量%以下(0.01~5重量%)としている。
 アルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノールなどを挙げることができる。
 [付着防止部材]
 図1に示すように、本実施形態の付着防止部材1は、基体2の表面に、上記特徴を有する撥水性基体保護材料からなる撥水性保護膜(塗布膜)3が形成されていることを特徴する。このような付着防止部材1によれば、表面への物質(汚染物質等)の付着を効果的に低減することができる。
 基体2の表面に、撥水性基体保護材料と塗布する方法としては、スプレーコート法、ロールコート法、スキージコート法、スピンコート法、またはディップコート法などを挙げることができる。
 本発明の実施例を比較例とともに説明する。
 [実施例1]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 図2に示す工程により、総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 具体的には、純水98.5g(98.5重量%)を容器内に入れ、その容器内に非イオン性界面活性剤を0.5g(0.5重量%)入れて、これらを混合した。非イオン性界面活性剤には、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール(PP)を用いた。
 次に、上記した水と非イオン性界面活性剤とを混合した混合溶液に、シランカップリング剤を1g(1重量%)を加えて混合した。シランカップリング剤には、メチルトリメトキシシラン(Methyltrimethoxysilane:MTMS)を用いた。そして、シランカップリング剤が完全に混ざるまで静置することにより、撥水性基体保護材料(透明)を作製した。ここで、メチルトリメトキシシランは有機官能基が[-(CH2n-CH3(n=0)]で表させる。
 なお、この[実施例1]における、水(純水)、非イオン性界面活性剤およびシランカップリング剤の各重量(g)を下記の表1に示す。
 ・保護膜の形成
 スプレーコート法により、100mm×100mmのガラス板の表面に、この[実施例1]で作製した撥水性基体保護材料(溶液)を0.05MPaの圧縮空気で塗布してガラス板の表面に撥水性保護膜を形成してサンプルを作製した。撥水性基体保護材料の塗布量は形成後の膜厚が60~100nmとなるように調整した。
 [実施例2]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、水を92.5g(92.5重量%)、PPを2.5g(2.5重量%)、MTMSを5g(5重量%)とした以外は、[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[実施例2]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [実施例3]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、非イオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンオレイルエーテル(PO)0.5g(0.5重量%)を用いたこと以外は、[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[実施例3]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [実施例4]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、シランカップリング剤として、ヘキシルトリメトキシシラン(Hexyltrimethoxysilane:HTMS)1g(1重量%)を用いたこと以外は、[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。ここで、ヘキシルトリメトキシシランは有機官能基が[-(CH2n-CH3(n=5)]で表させる。
 ・保護膜の形成
 この[実施例4]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [実施例5]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、水を93.5g(93.5重量%)とし、アルコール類としてエタノール5g(5重量%)を加えたこと以外は[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[実施例5]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [比較例1]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、水を85g(85重量%)、PPを5g(5重量%)、MTMSを10g(10重量%)とした以外は[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[比較例1]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [比較例2]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 界面活性剤は使用せずに(下記の表1参照)、純水99g(99重量%)を容器内に入れ、その容器内に1g(1重量%)のMTMSを入れて、これらを混合した。そして、シランカップリング剤が完全に混ざるまで静置することにより、撥水性基体保護材料(総重量100g)を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[比較例2]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [比較例3]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、界面活性剤として、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS:陰イオン性界面活性剤)0.5g(0.5重量%)を用いたこと以外は、[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[比較例3]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [比較例4]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、シランカップリング剤として、オクタデシルトリメトキシシラン(Octadecyltrimethoxysilan:OTMS)1g(1重量%)を用いたこと以外は、[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。ここで、オクタデシルトリメトキシシランは有機官能基が[-(CH2n-CH3(n=17)]で表させる。
 ・保護膜の形成
 この[比較例4]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
 [比較例5]
 ・撥水性基体保護材料の作製
 下記の表1に示すように、水を88.5g(88.5重量%)とし、アルコール類としてエタノール10g(10重量%)を加えたこと以外は[実施例1]と同じとして総重量100gの撥水性基体保護材料を作製した。
 ・保護膜の形成
 この[比較例5]で作製した撥水性基体保護材料を、[実施例1]と同じ方法により、ガラス板(100mm×100mm)の表面に塗布することによって、ガラス板の表面に撥水性保護膜(膜厚=60~100nm)を形成してサンプルを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 -溶液状態の評価-
 [実施例1]~[実施例5]および[比較例1]~[比較例5]で作製した各撥水性基体保護材料を、それぞれ溶液状態で1か月(作製時から1か月)保管した後、撥水性基体保護材料について沈殿・白濁を目視にて評価した。その評価結果を下記の表2に示す。
 表2に示すように、[実施例1]~[実施例5]で作製した各撥水性基体保護材料、および[比較例3]~[比較例5]で作製した各撥水性基体保護材料には、沈殿・白濁が観察されなかった。一方、[比較例1]で作製した撥水性基体保護材料(水の割合が90重量%未満のもの)、および[比較例2]で作製した各撥水性基体保護材料(界面活性剤を混合しないもの)については、沈殿・白濁が観察された。
 -膜状態の評価-
 <外観>
 [実施例1]~[実施例5]および[比較例1]~[比較例5]で作製した各サンプルの撥水性保護膜の外観を、それぞれ目視にて評価した。その結果を、下記の表2に示す。
 表2に示すように、[実施例1]~[実施例4]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜、ならびに、[比較例1]、[比較例2]および[比較例4]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜は、ムラがなく良好な膜であった。一方、[比較例3]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜、つまり界面活性剤としてSDS(陰イオン性界面活性剤)を用いた撥水性基体保護材料によって形成した撥水性保護膜ではムラが見られた。
 また、[実施例5]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜(エタノール5gを加えた撥水性基体保護材料により形成した撥水性保護膜)は、ムラがなく良好な膜であった。これに対し、[比較例5]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜(エタノール10gを加えた撥水性基体保護材料により形成した撥水性保護膜)にはムラが見られた。
 <接触角(撥水角)測定>
 [実施例1]~[実施例5]および[比較例1]~[比較例5]で作製した各サンプル表面の撥水性保護膜に水(純水)を5μl滴下して、各撥水性保護膜の接触角(撥水角)を測定した。その結果を下記の表2に示す。接触角測定には、協和界面化学株式会社製、商品名「CAX-150」を用いた。
 なお、ガラス板単体(表面に撥水性保護膜を形成していないもの)について、上記と同様にして接触角(撥水角)を測定した。その結果も下記の表2に示す。
 表2に示すように、[実施例1]~[実施例4]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜、ならびに、[比較例1]、[比較例2]および[比較例4]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜の接触角(撥水角)は88°以上の良好な値であった。一方、[比較例3]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜、つまり界面活性剤としてSDS(陰イオン性界面活性剤)を用いた撥水性基体保護材料によって形成した撥水性保護膜では、接触角(撥水角)は63.0°と低い値であった。
 また、[実施例5]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜(エタノール5gを加えた撥水性基体保護材料により形成した撥水性保護膜)の接触角(撥水角)は89.1°と高い値であった。これに対し、[比較例5]においてガラス板の表面に作製した撥水性保護膜(エタノール10gを加えた撥水性基体保護材料により形成した撥水性保護膜)の接触角(撥水角)は60.8°と低い値であった。なお、ガラス板単体の接触角(撥水角)は20~60°であった。
 <粒子付着試験>
 粒子付着試験に用いる装置を図3に示す。この図3に示す試験装置は、内部にサンプルSが配置可能な構造の試験ボックス101、汚れ粒子(屋外環境の汚れを想定した粒子)を貯蔵するタンク102、および圧縮空気源(図示せず)からの圧縮空気の圧力を調整してタンク102に供給する圧力調整弁103などを備えている。
 そして、このような試験装置の試験ボックス101内に、[実施例1]~[実施例5]および[比較例1]~[比較例5]で作製した各サンプルSを配置した状態で、圧縮空気を圧力調整弁103を通じてタンク102に供給し、そのタンク102から汚れ粒子を試験ボックス101内に導入することで、サンプルSの表面(片面)に汚れ粒子を付着させる粒子付着試験を行った。
 <透過率の変化率測定>
 透過率を測定する装置を図4に示す。この図4に示す測定装置は、ランプ201、このランプ201の出力光をサンプルSに集光する集光レンズ202、サンプルSを透過した透過光を分光器204に導く光ファイバ203。この光ファイバ203にて導かれた透過光を検出する分光器204、および、分光器204の出力信号が入力される計測用PC(パーソナルコンピュータ)205などを備えている。
 計測用PC205は、分光器204の出力信号に基づいてサンプルSの光の透過率(サンプルSの透過光強度/サンプルSへの入射光強度)を求める。さらに、計測用PC205は、上記粒子付着試験を行う前のサンプルSの透過率と、粒子付着試験を行った後のサンプルSの透過率との差(透過率の変化率)を求める。
 そして、このような測定装置に、[実施例1]~[実施例5]および[比較例1]~[比較例5]で作製した各サンプル(粒子付着試験前のものと粒子付着試験後のもの)をそれぞれセットして、その各サンプルについて、上記粒子付着試験前後の透過率の変化率を測定した。その結果を下記の表2に示す。
 なお、ガラス板単体(表面に撥水性保護膜を形成していないもの)について、上記と同様にして粒子付着試験前後の透過率の変化率を測定した。その結果も下記の表2に示す。
 表2に示すように、[実施例1]~[実施例4]で作製したサンプル、ならびに、[比較例1]~[比較例3]および[比較例5]で作製したサンプルの透過率の変化率は8.6%以下の良好な値であった。一方、[比較例4]で作製したサンプル、つまり、シランカップリング剤としてOTMS(有機官能基[-(CH2n-CH3]のnが17のもの)を用いた撥水性基体保護材料によって撥水性保護膜を形成したサンプルの透過率の変化率は、12.3%と低い値であった。なお、ガラス板単体の透過率の変化率は25~30%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 -総合評価-
 以上にように、[実施例1]~[実施例4]については、溶液状態での評価(沈殿・白濁の評価)および膜状態での評価(外観、接触角(撥水角)、付着防止性能の評価)の全ての評価が良好であった。
 これに対し、[比較例1]のように、水の割合を90重量%未満とした場合、および、[比較例2]のように、非イオン性界面活性剤を混合しない場合では、沈殿・白濁が起こることが確認できた。
 また、[比較例3]のように、界面活性剤としてSDS(陰イオン性界面活性剤)を用いた撥水性基体保護材料によって撥水性保護膜を形成した場合、膜ムラが発生することが確認できた。
 また、[比較例4]のように、シランカップリング剤であっても、有機官能基[-(CH2n-CH3]の「n」が高いもの(OTMS:n=17)を用いた撥水性基体保護材料によって撥水性保護膜を形成した場合、付着防止性能を満足できなくなることが確認できた。
 また、[実施例5]および[比較例5]の結果から、撥水性基体保護材料にアルコール類を加える場合、そのアルコール類の含有量を多くすると、膜ムラが生じやすこと、および接触角(撥水角)が低い値を示すことが確認できた。
 以上のことから、撥水性基体保護材料を、水と非イオン性界面活性剤とシランカップリング剤とを含む溶液とし、水の含有量を90重量%以上、非イオン性界面活性剤の含有量を0.01~5重量%、シランカップリング剤の含有量を0.01~5重量%とすることにより、シランカップリング剤の重合による白濁や沈殿を抑制できると言える。さらに、撥水性基体保護材料を基体表面に塗布して撥水性保護膜を形成する場合、膜ムラがなく、しかも接触角(撥水角)が高くて付着防止性能が良好な膜を得ることができると言える。
 また、撥水性基体保護材料にアルコール類を加える場合、その割合を5重量%以下(0.01~5重量%)にすることがよいと言える。
 本発明は、基体の表面への物質の付着を低減する撥水性基体保護材料、および、そのような撥水性基体保護材料が表面に形成された付着防止部材に利用することができる。
 1 付着防止部材
 2 基体
 3 撥水性保護膜(撥水性基体保護材料)

Claims (7)

  1.  水分散系の撥水性基体保護材料であって、
     水と、非イオン性界面活性剤と、シランカップリング剤とを含み、前記水の含有量が90重量%以上、前記非イオン性界面活性剤の含有量が0.01~5重量%、前記シランカップリング剤の含有量が0.01~5重量%であることを特徴としている。
  2.  請求項1に記載の撥水性基体保護材料において、
     前記シランカップリング剤が、トリアルコキシシランのアルコキシ基をもち、有機官能基が[-(CH2n-CH3(nは0~5の整数)]で表させるものであることを特徴とする撥水性基体保護材料。
  3.  前記シランカップリング剤が、メチルトリメトキシシラン、トリエトキシメチルシラン、エチルトリメトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、トリメトキシ(プロピル)シラン、トリエトキシ(プロピル)シラン、ヘキシルトリメトキシシラン、または、ヘキシルトリエトキシシランである請求項2に記載の撥水性基体保護材料。
  4.  請求項1に記載の撥水性基体保護材料において、
     前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、または、ポリオキシエチレンアルキルアミンであることを特徴とする撥水性基体保護材料。
  5.  請求項1に記載の撥水性基体保護材料において、
     アルコール類が0.01~5重量%含有されていることを特徴とする撥水性基体保護材料。
  6.  アルコール類が、メタノール、エタノール、1-プロパノール、または、2-プロパノールである請求項5に記載の撥水性基体保護材料。
  7.  基体の表面に、請求項1~6のいずれか1つに記載の撥水性基体保護材料からなる撥水性保護膜が形成されていることを特徴とする付着防止部材。
PCT/JP2017/045924 2017-04-25 2017-12-21 撥水性基体保護材料および付着防止部材 WO2018198431A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017085805A JP6517266B2 (ja) 2017-04-25 2017-04-25 撥水性基体保護材料および付着防止部材
JP2017-085805 2017-04-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018198431A1 true WO2018198431A1 (ja) 2018-11-01

Family

ID=63918161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/045924 WO2018198431A1 (ja) 2017-04-25 2017-12-21 撥水性基体保護材料および付着防止部材

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6517266B2 (ja)
TW (1) TWI738952B (ja)
WO (1) WO2018198431A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156164A (ja) * 1991-12-04 1993-06-22 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法
JPH06184527A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Central Glass Co Ltd 撥水処理剤、その撥水処理基材およびその製法
JPH10183107A (ja) * 1996-12-09 1998-07-14 Dow Corning Corp 撥水剤組成物
JPH11293233A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Asahi Glass Co Ltd コンクリート表面処理剤組成物、および硬化コンクリート
JP2002194335A (ja) * 2000-06-05 2002-07-10 Daikin Ind Ltd 建築材
JP2006335969A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸水防止材
JP2016210831A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 石原ケミカル株式会社 コーティング組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156164A (ja) * 1991-12-04 1993-06-22 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法
JPH06184527A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Central Glass Co Ltd 撥水処理剤、その撥水処理基材およびその製法
JPH10183107A (ja) * 1996-12-09 1998-07-14 Dow Corning Corp 撥水剤組成物
JPH11293233A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Asahi Glass Co Ltd コンクリート表面処理剤組成物、および硬化コンクリート
JP2002194335A (ja) * 2000-06-05 2002-07-10 Daikin Ind Ltd 建築材
JP2006335969A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 吸水防止材
JP2016210831A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 石原ケミカル株式会社 コーティング組成物

Also Published As

Publication number Publication date
TW201900838A (zh) 2019-01-01
TWI738952B (zh) 2021-09-11
JP2018184506A (ja) 2018-11-22
JP6517266B2 (ja) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5819076B2 (ja) 研磨用組成物
JP6357407B2 (ja) ハイブリッドコーティング及び関連の塗布方法
CN110023411A (zh) 制备包含炭黑的组合物的方法
JP6986339B2 (ja) 反射防止膜形成用組成物、反射防止膜およびその形成方法
JP6431424B2 (ja) 抗菌層付き基材およびディスプレイ用フィルム
CN102985498A (zh) 硬涂层用固化性树脂组合物、硬涂薄膜的制造方法、硬涂薄膜、偏振片及显示面板
JP5815304B2 (ja) 光学薄膜形成用塗料および光学薄膜
AU2014237704B2 (en) Superhydrophilic coating composition
WO2004031333A1 (ja) チタンおよびチタン合金建材用の変色除去洗浄剤、および変色除去洗浄方法
AU2014221349A1 (en) Scratch and abrasion resistant UV blocking glass coating
JP2006265462A (ja) 親水防汚コーティング組成物、それを用いた被膜の形成方法及び用途
WO2018198431A1 (ja) 撥水性基体保護材料および付着防止部材
US9023146B2 (en) Oxidizing agents on pigments
CN106458613B (zh) 水性气凝胶及其生产方法
CN102146242A (zh) 高性能防雾涂料及生产方法、使用方法
KR20140051146A (ko) 광학 제품의 대전방지 기능 uv 경화성 하드코팅을 제조하는 방법
CN107200333B (zh) 一种二氧化硅亲水纳米粒子的制备方法及应用
CN107236436A (zh) 一种水性聚氨酯组合物及其膜和制备方法
US20190262490A1 (en) Composite particles, dispersion liquid, film, deodorizing material, wet wiper, and spray
CN107641815A (zh) 一种高效防锈型环保碳氢清洗剂及其制备方法
JP2021176943A (ja) 紫外線遮蔽コーティング組成物、及びその用途
CN108912916A (zh) 一种外墙用乳胶漆
CN108513626A (zh) 分散液、涂布液及热射线屏蔽薄膜
CN113493642A (zh) 一种水性银幕涂料及其制备方法与应用
CN107406684A (zh) 透明树脂组合物及热射线屏蔽薄膜

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17907465

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17907465

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1