JPH04341379A - 表面処理された建築・建装用物品および該物品の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水滴の付着が少ないあ
るいは付着した水滴の除去が容易な撥水性表面を長期に
渡って維持しうる建築・建装用物品に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】家屋、ビルディング、その他の建築物の
外装部材や内装部材、または、建築物のインテリアやエ
クステリア、家具や什器、その他の建築・建装用物品、
または建築・建装用物品の構成要素である基材において
、その物品の表面は常に清浄であることが好ましい。 建築・建装用物品の表面に、雨滴、ほこり、汚れ等が付
着したり、大気中の温度や湿度の影響によって水分が凝
縮すると、その外観が損なわれる。それが人の目に直接
触れる表面であったり、人が接触する表面であると、不
快感や衛生上の問題も生じる。

【０００３】さらには、建築・建装用物品表面が有する
本来の機能を著しく低下させることにもなる。特に、建
築・建装用物品が透明性、透視野性を要求される物品（
例えば、窓ガラスや鏡等）である場合には、この種の現
象はその物品の本来の目的すら達成できないことに通じ
る。

【０００４】水滴等を除去するための手段（例えば、ふ
き取りによる除去）は、ときとして表面に微細な傷を付
けることがある。また、水滴等に伴われる異物粒子によ
ってかかる損傷を一層著しいものとすることもある。さ
らに、ガラス表面に水分が付着した場合には、水分中に
ガラス成分が溶出し、表面が浸食されていわゆる焼けを
生じることはよく知られている。この焼けを除去するた
めに強く摩擦すると微細な凸凹を生じ易い。焼けが激し
く生じたガラスや表面に微細な凸凹を生じたガラスから
なる透視野部は、本来の機能が低下し、また、その表面
で光の散乱が激しく視野確保の点で不都合が生じる。

【０００５】その他にも、水分は、建築・建装用物品の
表面に有害な影響を与えて損傷、汚染、着色、腐食等を
促進させ、また、建築・建装用物品の電気的特性、機械
的特性、光学的特性等の変化を誘発することもある。

【０００６】このような現状において、建築・建装用物
品表面に水滴の付着が少ないあるいは付着した水滴の除
去が容易な性質（以下これらを単に水滴除去性という）
を付与することは強く求められているところである。従
来から表面を水滴除去性にするために、例えばシリコン
系ワックスやオルガノポリシロキサンからなるシリコン
油、界面活性剤などを直接塗布する表面処理剤が提案さ
れている。

【０００７】しかるに、これらは、塗布に伴う前処理を
必要とするものが多く、かつ塗布時に塗布ムラが発生し
易いという問題があった。また、処理剤自身の基材への
付着性が低いことにより、水滴除去性の長期持続性を満
足し得るには至らず、しかも処理剤の適用範囲が限定さ
れていた。

【０００８】また、水分の悪影響を考慮した際には、今
後製作される建築・建装用物品はもちろんのこと、既に
使用されている建築・建装用物品に対しても対策を構じ
る必要がある。この場合には、各物品に常温で直接処理
するだけで水滴除去性を付与する必要がある。例えば、
既に建築物に取りつけられている窓ガラスにこうした処
理を行うことを考えた場合、経済的に窓ガラスを入れ替
えることは経済的に不利であり、また、塗布後その部分
を焼成することも現実的には不可能である。この観点か
らも従来提案されている処理剤では対応が困難であると
いうのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
問題点に鑑みなされたものである。すなわち、本発明者
は、従来の提案が有していた欠点を解消し得る処理剤の
研究、検討の過程において、多種類の基材に応用が可能
であり、優れた水滴除去性を発現する処理剤を見いだし
、しかも、該処理剤で処理した各種基材は水滴除去性を
有する基材として、特に建築・建装用物品として極めて
好適であることを確認し、本発明を完成するに至った。 従って、本発明は、水滴除去性を有し、耐摩耗性、耐薬
品性、耐候性に優れることで、その効果が半永久的に持
続する建築・建装用物品の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
した下記の発明である。

【００１１】少なくとも２層の表面処理層を有する基材
からなる、あるいはその基材を構成要素とする、建築・
建装用物品であって、表面処理層の最外層である第１層
が２以上のフッ素原子を有する有機基と加水分解性基と
を有する含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　あるい
はその部分加水分解生成物で処理して得られる層であり
、最外層に接する下層である第２層が上記含フッ素オル
ガノシラン化合物以外の加水分解性シラン化合物（ＩＩ
）あるいはその部分加水分解生成物で処理して得られる
層である、建築・建装用物品。

【００１２】本発明において、含フッ素オルガノシラン
化合物（Ｉ）　とは、少なくとも１つの２以上のフッ素
原子を有する有機基と少なくとも１つの加水分解性基と
が同一あるいは異なるケイ素原子に結合した構造を有す
る化合物を意味する。有機基とケイ素原子は炭素−ケイ
素結合で結合し、加水分解性基もケイ素原子に直接結合
している。有機基とケイ素原子は同一分子の異なるケイ
素原子に結合していてもよく（この場合、同一分子内に
２以上のケイ素原子を有する）、同一ケイ素原子に結合
していてもよい。

【００１３】また、ケイ素原子には２以上のフッ素原子
を有する有機基以外の有機基が結合していてもよい。２
以上のフッ素原子を有する有機基は、通常１価の有機基
であるが、２つのケイ素原子間を結合する２価あるいは
それ以上の多価の有機基であってもよい。

【００１４】加水分解性シラン化合物（ＩＩ）とは、少
なくとも１つの加水分解性基がケイ素原子に結合した構
造を有する化合物を意味する。この化合物は、ケイ素原
子に加水分解性基のみが結合している化合物（たとえば
、テトラアルコキシシラン）であってもよく、ケイ素原
子に少なくとも１つの有機基が結合している化合物であ
ってもよい。ただし、この場合の有機基は２以上のフッ
素原子を有する有機基ではない有機基である。

【００１５】これら化合物における加水分解性基は、ケ
イ素原子に結合している基であって水と反応して脱離し
、ケイ素原子に結合した水酸基（シラノール基）を生じ
る基である。加水分解性基としては、例えば、ハロゲン
原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシ置換
アルコキシ基、アミノキシ基、アミド基、酸アミド基、
ケトキシメート基などがある。好ましくは、アルコキシ
基、置換アルコキシ基アシル等の酸素原子でケイ素原子
と結合する加水分解性基である。これら加水分解性基の
炭素数は好ましくは８以下、特に４以下である。好まし
い加水分解性基は炭素数４以下のアルコキシ基（以下低
級アルコキシ基ともいう）である。

【００１６】含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　や
加水分解性シラン化合物（ＩＩ）の部分加水分解生成物
とは、水や酸性水溶液中でこれらシラン化合物を部分的
に加水分解し、生成するシラノール基を有する化合物あ
るいはそのシラノール基の反応により２以上に分子が縮
合した化合物をいう。酸としては、例えば、塩酸、酢酸
、りん酸、硝酸、硫酸、スルホン酸などを使用すること
ができる。

【００１７】上記のような加水分解性基を有するシラン
化合物やその部分加水分解生成物で処理された表面とは
、シラン化合物が化学的にあるいは物理的に結合した表
面をいう。加水分解性基は水分により分解してシラノー
ル基となので、これらシラン化合物は主としてこのシラ
ノール基の化学的反応により表面に結合するものと考え
られる。即ち、例えば、このシラノール基はガラス表面
のシラノール基と脱水縮合反応すると考えられる。また
、第１層も第２層表面のシラノール基等と結合すると考
えられる

【００１８】本発明において建築・建装用物品とは、前
記の様に建築物に取り付けられる物品、すでに建築物に
取り付けられている物品、あるいは建築物に直接取り付
けられていなくともそれとともに使用される建築用物品
、家具や什器などの建装用物品、およびそれら物品の構
成要素である基材（ガラス板など）をいう。具体的には
、窓用ガラス板や窓ガラス、屋根用ガラス板やガラス屋
根、ドア用ガラス板やそれがはめ込まれたドア、間仕切
り用ガラス板、温室用ガラス板や温室、ガラスの代わり
に使用される透明プラスチック板やそれを有する上記の
ような建築用物品（窓材や屋根材など）、セラミックス
、セメント、金属その他の材料からなる壁材、鏡やそれ
を有する家具、陳列棚やショーケース用のガラスなどが
ある。

【００１９】物品は、表面処理された基材のみからなっ
ていてもよく、表面処理された基材が組み込まれたもの
であってもよい。例えば、前者として窓用ガラス板があ
り、後者としてガラス鏡が組み込まれた家具がある。

【００２０】建築・建装用物品の基材の種類は特に限定
されるものではない。例えば、金属、プラスチック、ガ
ラス、セラミックス、その他の無機質材料や有機質材料
、あるいはその組み合わせ（複合材料、積層材料等）が
ある。また基材の表面は、基材そのものの表面は勿論、
塗装金属板等の塗膜表面や表面処理ガラスの表面処理層
の表面など、基材表面に存在する基材とは異なる材質の
表面であってもよい。また、基材の形状としては平板に
限らず、全面に、あるいは部分的に曲率を有するものな
ど目的に応じた任意の形状であってよいことはもちろん
である。

【００２１】本発明において特に適当な基材は、ガラス
や透明プラスチック等の透明な材料からなる基材であり
、物品はその透明性を利用した物品である。例えば、ガ
ラスや透明プラスチック等からなる窓材、屋根材、鏡、
などである。これらは、雨滴、ほこり、汚れ等の付着に
より、透視野性が低下し易く、かつそれによる問題が発
生するおそれが大きいからである。基材としては特にガ
ラスが好ましい。

【００２２】基材の表面処理は、通常シラン化合物ある
いはそれを含む組成物を表面に塗布し、シラン化合物を
表面に結合させることによって行なう。組成物としては
溶剤を含む溶液であることが好ましい。この溶液にはさ
らに他の成分を存在させることができる。他の成分とし
ては、例えば、後述のようなバインダー成分や金属酸化
物微粒子がある。

【００２３】基材表面への塗布あるいはその後の溶剤の
揮散によりシラン化合物が基材表面に接触し加水分解−
結合の反応が起こると考えられる。この場合、塗布後の
乾燥は常温であってもよく、加熱乾燥してもよく、また
、形成された層を焼成してもよい。加熱乾燥あるいは焼
成の温度は２００　℃以下が好ましく、その時間は１２
０　時間以下が好ましい。余りに高温で、あるいはしか
も長時間加熱を行うと層の密着性（特に第２層の場合、
第１層の第２層に対する密着性）に悪影響がある。

【００２４】この表面処理によって生成する表面処理層
の厚さは特に限定されるものではないが、少なくとも第
１層はきわめて薄いものであることが好ましい。好まし
い第１層の層厚は、２０μ以下、特に２μ以下である。 またその下限は単分子層厚である。勿論、バインダー成
分や金属酸化物微粒子等を多く配合してより厚い層厚と
することもできる。第２層も第１層と同様の薄い層厚を
有することが好ましい。しかし、第２層はより厚くする
こともできる。層厚は、溶液等の組成物の層形成成分の
濃度、塗布条件、加熱条件等により所望の厚さに調節で
きる。

【００２５】含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　と
して好ましい化合物は、加水分解性基が結合したケイ素
原子を１〜２個有する化合物である。好ましい含フッ素
オルガノシラン化合物（Ｉ）　は、下記式（Ａ）あるい
は（Ｂ）で表わされる化合物である。なお、以下におい
て式（Ａ）で表わされる化合物を化合物（Ａ）ともいい
、式（Ｂ）で表わされる化合物を化合物（Ｂ）ともいう
。

【００２６】 （Ａ）　　Ｘ３−ａ−ｂ（Ｒ１）ａ（Ｒ２）ｂＳｉ−Ｙ
−Ｓｉ（Ｒ３）ｃ（Ｒ４）ｄＸ３−ｃ−ｄただし、Ｘ　
は加水分解性基、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素
または炭素数１から１６の有機基、ａ、ｂ　は独立に０
、１、２　であって　０≦ａ＋ｂ　≦２　を満たす整数
、ｃ、ｄ　は独立に０、１、２　であって　０≦ｃ＋ｄ
　≦２　を満たす整数、および　Ｙは２価の有機基を表
わし、　Ｙまたは存在するＲ１〜Ｒ４の少なくとも１つ
が２以上のフッ素原子を有する有機基である。

【００２７】（Ｂ）　　（Ｒｆ）ｅＲ５ｇＲ６ｈＳｉＸ
４−ｅ−ｇ−ｈただし、Ｘ　は加水分解性基、Ｒｆは２
以上のフッ素原子を有する有機基、Ｒ５、Ｒ６は独立に
水素または炭素数１から１６の有機基、ｅ　は１、２、
３　、ｇ、ｈ　は独立に０、１、２、３　であって　１
≦ｅ＋ｇ＋ｈ　≦３　を満たす整数を表わす。

【００２８】化合物（Ａ）は加水分解性基が結合したケ
イ素原子を２個有する化合物であり、化合物（Ｂ）は加
水分解性基が結合したケイ素原子を１個有する化合物で
ある。Ｒ１〜Ｒ６は水素原子である場合よりも有機基で
あることが好ましい。特に存在するすべてのＲ１〜Ｒ６
は有機基であることが好ましい。

【００２９】加水分解性基Ｘ　が分子内に２以上存在す
る場合は各加水分解性基は異なっていてもよい。勿論、
化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、および後述化合物（Ｃ）
における加水分解性基Ｘ　は互いに異なっていてもよい
。化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）において、ケイ素原
子に結合した加水分解性基はケイ素原子当たり２以上が
好ましい。加水分解性基が多いほど基材表面に対する結
合が強固となると考えられるからである。

【００３０】Ｒｆは２以上のフッ素原子を有する１価の
有機基であり、それはポリフルオロアルキル基、ポリフ
ルオロオキサアルキル基、ポリフルオロチオキサアルキ
ル基、またはこれらのいずれかの基とアルキレン基等の
炭化水素基とがエステル結合その他の後記のような連結
結合で結合した有機基（炭化水素基の他端でケイ素原子
と結合する）が好ましい。ポリフルオロアルキル基、ポ
リフルオロオキサアルキル基、およびポリフルオロチオ
キサアルキル基はケイ素原子と結合する端部あるいはそ
の周辺がアルキレン基（特に、ジメチレン基）であって
他の部分がパーフルオロのそれらの基であることが好ま
しい。

【００３１】１価の有機基のパーフルオロ部分は炭素数
３以上のパーフルオロアルキル基、パーフルオロオキサ
アルキル基、あるいはパーフルオロチオキサアルキル基
が好ましく、特に炭素数３〜１６のパーフルオロアルキ
ル基が好ましい。ｅ　が２〜３の場合、複数のＲｆは異
なっていてもよい。

【００３２】Ｒ１〜Ｒ４は有機基であることが好ましく
、しかも後述Ｙ　が２以上のフッ素原子を有する２価の
有機基ではない場合、Ｒ１〜Ｒ４の存在する有機基の少
なくとも１つは２以上のフッ素原子を有する１価の有機
基である必要がある。この場合の２以上のフッ素原子を
有する１価の有機基は上記Ｒｆと同等の有機基である（
以下、化合物（Ａ）における２以上のフッ素原子を有す
る１価の有機基もＲｆで表す）。

【００３３】Ｒ１〜Ｒ４がＲｆではない有機基の場合、
その有機基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキ
ル基、アリール基等の炭化水素基、クロロアルキル基、
その他のＲｆ以外のハロゲン化炭化水素基、水酸基、エ
ポキシ基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、
その他の官能基を有する（ハロゲン化）炭化水素基、お
よび炭素鎖の中間にエステル結合、エーテル結合、チオ
エーテル結合、イミノ結合、アミド結合、その他の連結
結合を有する（ハロゲン化）炭化水素基が好ましい。

【００３４】特に好ましくは、炭化水素基と上記のよう
な官能基を有する炭化水素基である。好ましい炭化水素
基としては、炭素数１〜１６のアルキル基、およびアリ
ール基が好ましい。特に、炭素数４以下のアルキル基（
以下、低級アルキル基という）が好ましい。特に好まし
い低級アルキル基はメチル基である。

【００３５】Ｒ５〜Ｒ６はそれが水素原子でない場合に
はＲｆではない有機基であり、その有機基としては上記
したＲ１〜Ｒ４がＲｆではない有機基の場合の有機基と
同等のであることが好ましい。

【００３６】Ｙ　が２以上のフッ素原子を有する２価の
有機基である場合、それはポリフルオロアルキレン基、
ポリフルオロオキサアルキレン基（アルキレン基の炭素
鎖の中間に少なくとも１つのエーテル結合が存在するも
の）、およびポリフルオロチオキサアルキレン基（アル
キレン基の炭素鎖の中間に少なくとも１つのチオエーテ
ル結合が存在するもの）が好ましい。

【００３７】特に、両末端のケイ素原子に結合する部分
がポリメチレン基（特にジメチレン基）であり、それら
の中間部分がパーフルオロアルキレン基、パーフルオロ
オキサアルキレン基、あるいはパーフルオロチオキサア
ルキレン基である２価の有機基が好ましい。これらＹ　
の炭素数は６〜３０、特に６〜１６が好ましい。また、
Ｙ　が２以上のフッ素原子を有する２価の有機基でない
場合、それはアルキレン基、オキサアルキレン基、およ
びチオキサアルキレン基であることが好ましい。その炭
素数は２〜３０、特に２〜１６が好ましい。

【００３８】これらＲｆ、Ｒ１〜　Ｒ６　、Ｙの具体例
については、下記の化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）の
具体例中の例がある。下記具体例中のＲｆ基としては、
特に、ＣｎＦ２ｎ＋１ＣｍＨ２ｍ−　（ただし、この化
学式において、ｎ　は３〜１６の整数、ｍ　は２〜４の
整数）で表されるパーフルオロアルキル基部分を有する
ポリフルオロアルキル基が、下記具体例中のＲＦ基とし
ては、特に、ＣｎＦ２ｎ＋１−（ただし、この化学式に
おいて、ｎは３〜１６の整数）が好ましい。

【００３９】化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）の具体例
を下記に示す。しかし、化合物（Ａ）および化合物（Ｂ
）はこれら具体例に限定されるものではない。なお、下
記化学式においてｘ　、ｎ　、ｍ　はそれぞれ１以上の
整数を、Ｘ　は加水分解性基を、Ｒ　はアルキル基等を
、Ｒｆはポリフルオロアルキル基を、ＲＦはパーフルオ
ロアルキル基を示す。これら化学式において、ｘ　は２
〜８が、Ｘ　は低級アルコキシ基が、Ｒは低級アルキル
基が、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を有するジメチレ
ン基が好ましい。

【００４０】化合物（Ａ）の例示。

【００４１】

【化１】

【００４２】

【化２】

【００４３】

【化３】

【００４４】

【化４】

【００４５】

【化５】

【００４６】

【化６】

【００４７】

【化７】

【００４８】

【化８】

【００４９】

【化９】 化合物（Ｂ）の例示。

【００５０】

【化１０】

【００５１】

【化１１】

【００５２】さらに、本発明において、第２層を形成す
るための材料として含フッ素オルガノシラン化合物以外
の加水分解性シラン化合物（ＩＩ）あるいはその部分加
水分解生成物が使用される。第１層の下層の第２層は第
１層の耐久性を向上させ、また基材との密着性を高める
効果もある。この第２層は通常基材表面に形成される。 以下この加水分解性シラン化合物（ＩＩ）を化合物（Ｃ
）ともいう。この化合物（Ｃ）は下記式（Ｃ）で表され
る化合物が好ましい。

【００５３】（Ｃ）　　Ｒ７ｉＲ８ｊＲ９ｋＳｉＸ４−
ｉ−ｊ−ｋただし、Ｘ　は加水分解性基、Ｒ７、Ｒ８、
Ｒ９は独立に水素または炭素数１から１６の有機基（た
だし、２以上のフッ素原子を有する有機基ではない）、
ｉ、ｊ、ｋ　は独立に０、１、２、３　であって　０≦
ｉ＋ｊ＋ｋ　≦３　を満たす整数を表わす。

【００５４】Ｒ７〜Ｒ９はそれが水素原子でない場合に
はＲｆではない有機基であり、その有機基としては前記
したＲ１〜Ｒ４がＲｆではない有機基の場合の有機基と
同等のであることが好ましい。特に好ましい化合物（Ｃ
）はｉ＋ｊ＋ｋ＝０　の化合物である。最も好ましくは
、テトラアルコキシシランである。これら加水分解性基
のみを有するシラン化合物、特にその部分加水分解生成
物の使用は第１層との相溶性や密着性の点で優れている
。勿論この化合物と他のシラン化合物の併用や後述添加
成分の添加によっても良好な第２層が形成される。

【００５５】化合物（Ｃ）の具体例を下記に例示するが
、化合物（Ｃ）はこれらに限定されるものではない。

【００５６】テトラメトキシシラン、テトラエトキシシ
ラン、テトラ（ｎ−プロポキシ）シラン、テトラ（ｉ−
プロポキシ）シラン、テトラ（ｎ−ブトキシ）シラン、
テトラ（ｓｅｃ−ブトキシ）シラン、テトラ（ｔ−ブト
キシ）シランなどのテトラアルコキシシラン類。

【００５７】メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラン、エ
チルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、
フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラ
ン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシ
ラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチル
トリエトキシシラン、

【００５８】γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、β−シアノエチル
トリエトキシシラン、

【００５９】グリシドキシメチルトリメトキシシラン、
グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシ
メチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルト
リメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキ
シシラン、β−グリシドキシエチルトリメトキシシラン
、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシド
キシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン、

【００６０】γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシエトキシシラン、α−グリ
シドキシシブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキ
シブチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシブチル
トリメトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリエト
キシシラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−
グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシド
キシブチルトリエトキシシラン、

【００６１】（３，４−　エポキシシクロヘキシル）メ
チルトリメトキシシラン、（３，４−　エポキシシクロ
ヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−
　エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン
、β−（３，４−　エポキシシクロヘキシル）エチルト
リプロポキシシラン、β−（３，４−　エポキシシクロ
ヘキシル）エチルトリブトキシシラン、β−（３，４−
　エポキシシクロヘキシル）エチルトリメチルトリメト
キシエトキシシラン、

【００６２】γ−（３，４−　エポキシシクロヘキシル
）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−　エポ
キシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、δ
−（３，４−　エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメ
トキシシラン、δ−（３，４−　エポキシシクロヘキシ
ル）ブチルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシ
ラン類。

【００６３】メチルトリアセトキシシラン、ビニルトリ
アセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリアセトキシシランなどのトリアシ
ルオキシシラン類。

【００６４】メチルトリフェノキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリフェノキシシラン、β−（３，４−
　エポキシシクロヘキシル）エチルトリフェノキシシラ
ンなどのトリフェノキシシラン類。

【００６５】ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェ
ニルメチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−メタアクリルオキシプロピルメチルジ
メトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチル
ジエトキシシラン、

【００６６】γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチルビニル
ジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、

【
００６７】グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン
、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、α−グ
リシドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシ
ドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキ
シエチルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエ
チルメチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピル
メチルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、

【００６８】γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシエト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジプロポキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシ
ランなどジアルコキシシラン類。

【００６９】ジメチルジアセトキシシランやγ−グリシ
ドキシプロピルメチルジフェノキシシランなどのジアシ
ルオキシシラン類やジフェノキシシラン類。

【００７０】本発明において、表面処理層の最外層であ
る第１層は含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　ある
いはその部分加水分解生成物で処理して得られる層であ
る。 この層を形成するための組成物としては含フッ素オルガ
ノシラン化合物（Ｉ）　あるいはその部分加水分解生成
物を有する溶液や分散液の使用が好ましい。その組成物
には溶剤や分散剤以外ににさらに他の添加剤を添加する
ことができる。

【００７１】その添加剤としては前記の加水分解を行な
うための酸がある。また、加水分解性シラン化合物（Ｉ
Ｉ）やその部分加水分解生成物もこの組成物に添加する
ことができる。その添加量は、特に限定されるものでは
ないが、含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　やその
部分加水分解生成物の合計に対して等重量以下、特に５
０重量％以下が好ましい。

【００７２】さらに、シリカ、酸化アルミニウム、酸化
ジルコニウム等の金属酸化物の微粒子、特にシリカゾル
やアリミナゾル等のゾル中の超微粒子、その他の充填剤
成分、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、（メタ）アクリレート類等のバインダー成
分等も添加できる。また組成物の被膜形成性（作業性）
を高めるために界面活性剤を添加することもできる。

【００７３】このような組成物において溶剤や分散剤以
外の添加成分の量は目的に応じて変えることができるが
、通常は全シラン化合物１００　重量部に対して４０重
量部以下、特に１０重量部以下が好ましい。添加剤とし
て充填剤成分を用いる場合は、０．１　〜２０重量部、
特に１〜１０重量部が好ましい。バインダー成分を用い
る場合は、１０重量部以下、特に０．５　〜５重量部が
好ましい。これら添加剤の過剰な添加は本発明が有する
撥水性、耐摩耗性等を低下させるので望ましくない。

【００７４】上記組成物は被覆対象の基材に直接手拭き
等の方法で塗布してもよいが、溶液あるいは分散液の形
態で使用することが塗布作業性等の理由で好ましい。こ
の有機溶剤等による溶液や分散液において、含まれる全
シラン化合物の合計量は被膜の形成性（作業性）、安定
性、被膜厚さ、経済性を考慮して決定されるが　０．１
〜３０重量％であるのが好ましい。

【００７５】有機溶剤としては酢酸エステル類、芳香族
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ケトン類、エーテ
ル類等各種溶剤の適用が可能である。溶剤は１種に限定
されることなく、２種以上の混合溶剤を使用することも
可能である。

【００７６】上記最外層に接する下層である第２層は加
水分解性シラン化合物（ＩＩ）あるいはその部分加水分
解生成物で処理して得られる層である。この層を形成す
るための組成物としては加水分解性シラン化合物（ＩＩ
）あるいはその部分加水分解生成物を有する溶液や分散
液の使用が好ましい。その組成物には溶剤や分散剤以外
ににさらに他の添加剤を添加することができる。この溶
剤、分散剤、添加剤等は上記のものを使用できまた、使
用量も上記に準じた量であることが好ましい。勿論、こ
の第２の組成物は含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）
　あるいはその部分加水分解生成物を実質的に含有しな
い組成物である。

【００７７】基材の表面処理あるいは第２層上に第１層
を形成する表面処理にあたっては特別な前処理は必要な
い。しかし、目的に応じて行うことは別段問題なく、例
えば、希釈したフッ酸、塩酸等による酸処理、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム水溶液等によるアルカリ処理
、あるいはプラズマ照射等による放電処理を行うことが
できる。

【００７８】各層の形成は調製された組成物を含む有機
溶剤よりなる液状物を通常の処理方法によって表面に塗
布、例えば、はけ塗り、流し塗り、回転塗り、浸漬塗り
、スプレー塗布等の各種方法によって行い、大気中ある
いは窒素エアー中、常温であるいは加熱して乾燥させる
。さらに焼成を行なう場合乾燥温度下あるいはさらに高
温に加熱する。加熱する場合には基材の耐熱性を加味し
て温度、時間を設定することが好ましい。

【００７９】形成される各層の厚さは組成物を含む液状
物の組成物濃度、塗布条件、加熱条件などによって適宜
制御し得る。本発明の第１層は比較的屈折率が低く、こ
れ故に低反射性も付与される。かかる効果を期待する場
合には第１層の膜厚を光学干渉が生じる膜厚に制御すれ
ば良い。特に、撥水性を発現するには理論的には被膜の
膜厚は単分子層以上あればよく、これに経済的効果も加
味して前記のように２μ以下であるのが望ましい。

【００８０】かかる表面処理された基材においては、撥
水性により表面に付着する水滴がはじかれて付着し難く
、たとえ付着してもその付着量は少なく、また付着した
水滴の除去が容易である。また、水滴が氷結するような
環境下においても氷結することなく、仮に、氷結したと
しても解凍は著しく速い。さらには、水滴の付着がほと
んどないため定期的な清浄作業回数を低減し得て、しか
も、清浄は極めて容易で、美観保持の点からも非常に有
利である。

【００８１】

【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが本発明は実施例のみに限定されるものではない。 実施例において実施した各種評価方法は次ぎの通りであ
る。

【００８２】１．撥水性 １−ａ）水に接触角を測定した。基材表面の異なる５ヶ
所で測定を行ない、その平均値を示す。 １−ｂ）サンプル面から２０ｃｍの距離に保持したノズ
ルから水を全面に約１時間スプレーした後に表面に残存
する水滴を肉眼で観察し以下の評価基準で評価した。

【００８３】Ａ：サンプル表面に全く水が残らない。 Ｂ：サンプル表面に少し水が残る。 Ｃ：サンプル表面にかなり水滴が残る。 Ｄ：サンプル表面で水が濡れ広がる。

【００８４】２．耐摩耗性 試験機：テイバー式ロータリーアブレッサー（株式会社
東洋精機製作所）。試験条件：摩耗輪Ｈ−２２、荷重１
ｋｇ、摩耗回数　３００回。上記方法で耐摩耗試験を実
施し、試験後の撥水性を評価した。

【００８５】３．耐候性試験 紫外線照射を８時間（７０℃）、湿潤曝露を４時間（５
０℃）とする工程を１サイクルとして、　１００サイク
ルで実施。上記方法で耐候性試験を実施し、試験後の撥
水性を評価した。

【００８６】４．煮沸試験 沸騰水中に１時間浸漬した。試験後の撥水性を評価した
。

【００８７】５．使用化合物 （ａ）　（ＣＨ３Ｏ）３ＳｉＣ２Ｈ４Ｃ６Ｆ１２Ｃ２Ｈ
４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３（ｂ）　（ＣＨ３Ｏ）２（ＣＨ３
）ＳｉＣ２Ｈ４Ｃ６Ｆ１２Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＣＨ３）（Ｏ
ＣＨ３）２（ｃ）　Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ３）３（ｄ）　Ｓｉ（ＯＣＨ３）４ （ｅ）　エポキシ樹脂（商品名「ＥＰ　８２７」、油化
シェルエポキシ（株）製） （ｆ）　メタノール分散シリカゾル（固形分３０重量％
、触媒化成（株）製）

【００８８】［処理剤１の調製］撹拌子および温度計が
セットされたフラスコに、（ｄ）　７８．５ｇ、メチル
アルコール１０２０．２ｇ、イソプロピルアルコール２
０００．０ｇを加え、１時間撹拌した。この溶液の温度
を５℃に維持しながら、１％塩酸水溶液３７．２ｇを徐
々に滴下した。滴下終了後、液温を２５℃に維持しなが
ら５日間撹拌を継続し処理剤１を得た。

【００８９】［処理剤２の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ｄ）　７５．０ｇ、（ｆ）　
１０．９ｇ、メチルアルコール１２０３．５ｇ、イソプ
ロピルアルコール２０００．０ｇを加え、１時間撹拌し
た。この溶液の温度を５℃に維持しながら、１％塩酸水
溶液３５．５ｇを徐々に滴下した。 滴下終了後、液温を２５℃に維持しながら５日間撹拌を
継続し処理剤２を得た。

【００９０】［処理剤３の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ａ）　５６．３ｇ、（ｃ）　
２９．４ｇ、（ｄ）４３．９ｇを混合し、メチルアルコ
ール１５３１．９ｇ、イソプロピルアルコール７０００
．０ｇを加え、さらに酢酸ナトリウム８．９　ｇを添加
して１時間撹拌した。この溶液の温度を５℃に維持しな
がら、１％塩酸水溶液３４．５ｇを徐々に滴下した。滴
下終了後、液温を２５℃に維持しながら５日間撹拌を継
続し処理剤３を得た。

【００９１】［処理剤４の調製］撹拌子及び温度計がセ
ットされたフラスコに、（ａ）　２３．０ｇ、（ｂ）　
１０．８ｇ、（ｃ）３０．０ｇ、（ｄ）　２２．４ｇ、
および（ｅ）　１３．６ｇを混合し、メチルアルコール
１７０８．９ｇ、イソプロピルアルコール７０００．０
ｇを加え、１時間撹拌した。この溶液の温度を５℃に維
持しながら、１％塩酸水溶液２３．６ｇを徐々に滴下し
た。 滴下終了後、液温を２５℃に維持しながら５日間撹拌を
継続し処理剤４を得た。

【００９２】［実施例１］１０ｃｍ×１０ｃｍ（厚さ３
ｍｍ）のガラス板を処理剤１の溶液に浸漬させ、１１ｃ
ｍ／分なる速度で引き上げ、８０℃、１０分間加熱した
。この試験片を室温にて３０分放置した後、処理剤３の
溶液に浸漬し、１１ｃｍ／分なる速度で引き上げ、２０
０　℃、３０分間加熱し、サンプル試験片を作成した。 この試験片を評価した結果を表１に示す。

【００９３】［実施例２］実施例１における処理剤３を
処理剤４に変更した他は実施例１と同様に試験、評価を
行った。結果は同じく表１に示す。

【００９４】［実施例３］実施例１における処理剤１を
処理剤２に変更した他は実施例１と同様に試験、評価を
行った。結果は同じく表１に示す。

【００９５】［実施例４］実施例１における処理剤１を
処理剤２に、処理剤３を処理剤４変更した他は実施例１
と同様に試験、評価を行った。結果は同じく表１に示す
。

【００９６】［実施例５］実施例１における処理剤１の
浸漬後の加熱を８０℃、１０分間から３００　℃、３０
分間に変更した以外は実施例１と同様に試験、評価を行
った。結果は同じく表１に示す。

【００９７】［比較例１］１０ｃｍ×１０ｃｍ（厚さ３
ｍｍ）のガラス板を処理剤３の溶液に浸漬させ、１１ｃ
ｍ／分なる速度で引き上げ、サンプル試験片を作成した
。この試験片を評価した結果を表１に示す。

【００９８】

【表１】

【００９９】［実施例６］実施例１で得られた試験片を
第２表に示す薬品に２４時間浸漬し、取り出して直ちに
洗浄した後、この試験片の外観変化および水滴除去性を
確認した。その結果を表２に示す。

【０１００】

【表２】

【０１０１】［実施例７］実施例１の方法で建築用ガラ
ス板の表面に塗布し、被膜を形成した。かくして得られ
た建築用ガラス板を建築物に装着した。この窓ガラスの
曝露テストを１ヶ月間行い、日毎に窓ガラス表面への汚
れ、ほこりの付着状態、また、雨天時においては水滴の
付着状態を肉眼で観察した。その結果、汚れ、ほこりの
付着、水滴の付着による水垢の発生はまったく認められ
ず、まれにそれらの発生が認められてもティシュペーパ
ーで軽く拭うことで容易に除去することができた。

【０１０２】窓ガラスの洗浄の手間も大幅に簡略化する
ことができた。また、雨天時には表面の水滴ははじかれ
、水の濡れ広がりがなく、視野の確保が容易であった。 また、雨天時でかつ風の強い日には風圧との相互作用に
よって水滴が速やかに移動してしまい一層視野の確保が
容易であった。

【０１０３】さらに、未処理の窓ガラスに付着している
水滴が氷結する、あるいは空気中の水分が凝縮して窓ガ
ラスに氷結するような環境下（０℃〜−５℃）での曝露
テストにおいて窓ガラス表面への氷結はまったく認めら
れなかった。次いで、さらに厳しい低温環境下（−１０
　℃〜　−１５℃）においては、窓ガラスでの氷結も認
められたが、温度上昇によるその解凍は速く、未処理の
窓ガラスに比較し著しい差があった。

【０１０４】［実施例８］実施例７の建築用ガラス板を
建築用熱線反射ガラス板（旭硝子（株）製「サンルック
スＳＳ８」）に変更して曝露試験を実施した。その結果
、実施例７と同様の効果が確認された。

【０１０５】

【発明の効果】本発明の建築・建装用基材や建築・建装
用物品には実施例に明かなように優れた効果が認められ
る。すなわち、 １．撥水性に優れており、ほこり、汚れ、水滴の付着、
あるいはそれによる水垢の発生などがなく、希にそれら
の発生があっても、容易に除去可能で水が誘発する悪影
響を遮断することができるし、洗浄の簡略化が図れる。

【０１０６】２．撥水性の持続性に優れ、半永久的にそ
の状態を維持する。 ３．耐薬品性に優れ、海岸線沿いでの使用においても効
果を発揮する。 ４．特別な前処理を必要とせず、経済的効果も高い。 以上のような効果は従来の材料では期待できないもので
あり、これまで使用不可能であった分野にまでその適用
範囲をが拡大することが期待できる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２層の表面処理層を有する基材
   からなる、あるいはその基材を構成要素とする、建築・
   建装用物品であって、表面処理層の最外層である第１層
   が２以上のフッ素原子を有する有機基と加水分解性基と
   を有する含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　あるい
   はその部分加水分解生成物で処理して得られる層であり
   、最外層に接する下層である第２層が上記含フッ素オル
   ガノシラン化合物以外の加水分解性シラン化合物（ＩＩ
   ）あるいはその部分加水分解生成物で処理して得られる
   層である、建築・建装用物品。
2. 【請求項２】表面処理層が、基材表面を加水分解性シラ
   ン化合物（ＩＩ）、その部分加水分解生成物、あるいは
   それらの少なくとも１種を含む組成物で処理して第２層
   を形成し、次いで第２層表面を含フッ素オルガノシラン
   化合物（Ｉ）　、その部分加水分解生成物、あるいはそ
   れらの少なくとも１種を含む組成物で処理して第１層を
   形成してなる表面処理層である、請求項１の建築・建装
   用物品。
3. 【請求項３】表面処理層を有する基材が透明な材料から
   なる基材である、請求項１の建築・建装用物品。
4. 【請求項４】基材がガラスである、請求項３の建築・建
   装用物品。
5. 【請求項５】含フッ素オルガノシラン化合物（Ｉ）　が
   下記式（Ａ）または（Ｂ）で表される化合物である、請
   求項１の建築・建装用物品。 （Ａ）　　Ｘ３−ａ−ｂ（Ｒ１）ａ（Ｒ２）ｂＳｉ−Ｙ
   −Ｓｉ（Ｒ３）ｃ（Ｒ４）ｄＸ３−ｃ−ｄただし、Ｘ　
   は加水分解性基、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は独立に水素
   または炭素数１から１６の有機基、ａ、ｂ　は独立に０
   、１、２　であって　０≦ａ＋ｂ　≦２　を満たす整数
   、ｃ、ｄ　は独立に０、１、２　であって　０≦ｃ＋ｄ
   　≦２　を満たす整数、および　Ｙは２価の有機基を表
   わし、　Ｙまたは存在するＲ１〜Ｒ４の少なくとも１つ
   が２以上のフッ素原子を有する有機基である。 （Ｂ）　　（Ｒｆ）ｅＲ５ｇＲ６ｈＳｉＸ４−ｅ−ｇ−
   ｈただし、Ｘ　は加水分解性基、Ｒｆは２以上のフッ素
   原子を有する有機基、Ｒ５、Ｒ６は独立に水素または炭
   素数１から１６の有機基、ｅ　は１、２、３　、ｇ、ｈ
   　は独立に０、１、２、３　であって　１≦ｅ＋ｇ＋ｈ
   　≦３　を満たす整数を表わす。
6. 【請求項６】加水分解性基がハロゲン原子、アルコキシ
   基、アシルオキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、ア
   ミノキシ基、アミド基、酸アミド基、およびケトキシメ
   ート基より選ばれる加水分解性基である、請求項５の建
   築・建装用物品。
7. 【請求項７】式（Ａ）において　Ｙが２以上のフッ素原
   子を有する２価の有機基であるか、またはケイ素原子に
   結合した有機基が存在しかつその有機基の少なくとも１
   つが炭素数３以上のポリフルオロアルキル基を有する有
   機基であり、式（Ｂ）においてＲｆは炭素数３以上のポ
   リフルオロアルキル基を有する有機基である、請求項５
   の建築・建装用物品。
8. 【請求項８】式（Ａ）において　Ｙがポリフルオロアル
   キレン基であるか、またはケイ素原子に結合した有機基
   が存在しかつその有機基の少なくとも１つが炭素数３以
   上のパーフルオロアルキル基を有する有機基であり、式
   （Ｂ）においてＲｆは炭素数３以上のパーフルオロアル
   キル基を有する有機基である、請求項５の建築・建装用
   物品。
9. 【請求項９】加水分解性シラン化合物（ＩＩ）が、下記
   式（Ｃ）で表わされる化合物である、請求項１の建築・
   建装用物品。 （Ｃ）　　Ｒ７ｉＲ８ｊＲ９ｋＳｉＸ４−ｉ−ｊ−ｋた
   だし、Ｘ　は加水分解性基、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は独立に
   水素または炭素数１から１６の有機基（ただし、２以上
   のフッ素原子を有する有機基ではない）、ｉ、ｊ、ｋ　
   は独立に０、１、２、３　であって　０≦ｉ＋ｊ＋ｋ　
   ≦３　を満たす整数を表わす。
10. 【請求項１０】加水分解性基がハロゲン原子、アルコキ
    シ基、アシルオキシ基、アルコキシ置換アルコキシ基、
    アミノキシ基、アミド基、酸アミド基、およびケトキシ
    メート基より選ばれる加水分解性基である、請求項９の
    建築・建装用物品。