JPH08239653A - 一体的下塗りを用いた撥水性表面処理 - Google Patents
一体的下塗りを用いた撥水性表面処理Info
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- JPH08239653A JPH08239653A JP7327517A JP32751795A JPH08239653A JP H08239653 A JPH08239653 A JP H08239653A JP 7327517 A JP7327517 A JP 7327517A JP 32751795 A JP32751795 A JP 32751795A JP H08239653 A JPH08239653 A JP H08239653A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな撥水性及び大きな潤滑性を有する基体
表面を与える。 【解決手段】 基体で、その表面の少なくとも一部分
が、ペルフルオロアルキルアルキルシランと、完全に加
水分解可能なシランとの混合物からなる組成物で処理さ
れており、然も、ガラス、プラスチック、金属、有機重
合体被覆基体、及び無機被覆基体からなる群から選択さ
れている基体からなる物品。
表面を与える。 【解決手段】 基体で、その表面の少なくとも一部分
が、ペルフルオロアルキルアルキルシランと、完全に加
水分解可能なシランとの混合物からなる組成物で処理さ
れており、然も、ガラス、プラスチック、金属、有機重
合体被覆基体、及び無機被覆基体からなる群から選択さ
れている基体からなる物品。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に表面処理技
術に関し、詳しくは種々の基体上に撥水性表面を形成す
る技術に関し、特にそのような撥水性表面の耐久性を改
良することに関する。
術に関し、詳しくは種々の基体上に撥水性表面を形成す
る技術に関し、特にそのような撥水性表面の耐久性を改
良することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨネダ(Yoneda)その他による欧州特許出
願Ｎｏ．９２１０７８１４．３（公告番号０５１３６９
０Ａ２）には、少なくとも二つの処理された表面層を有
する表面処理基体で、第一の最外側層が、水に対し少な
くとも７０°の接触角を有する表面を形成する化合物で
処理することにより得られ、第二の下層が、イソシアネ
ートシラン化合物及び加水分解性シラン化合物から選択
された少なくとも一種類の反応性シラン化合物で処理す
ることにより得られている表面処理基体が記載されてい
る。
願Ｎｏ．９２１０７８１４．３（公告番号０５１３６９
０Ａ２）には、少なくとも二つの処理された表面層を有
する表面処理基体で、第一の最外側層が、水に対し少な
くとも７０°の接触角を有する表面を形成する化合物で
処理することにより得られ、第二の下層が、イソシアネ
ートシラン化合物及び加水分解性シラン化合物から選択
された少なくとも一種類の反応性シラン化合物で処理す
ることにより得られている表面処理基体が記載されてい
る。
【０００３】フランツ(Franz）その他による米国特許第
４，９８３，４５９号及び第４，９９７，６８４号明細
書には、ペルフルオロアルキルアルキルシラン及びフッ
素化オレフィンテロマーで処理することにより、ガラス
に耐久性のある非濡れ性表面を与える方法及び物品が夫
々記載されている。
４，９８３，４５９号及び第４，９９７，６８４号明細
書には、ペルフルオロアルキルアルキルシラン及びフッ
素化オレフィンテロマーで処理することにより、ガラス
に耐久性のある非濡れ性表面を与える方法及び物品が夫
々記載されている。
【０００４】フランツその他による米国特許第５，３０
８，７０５号明細書には、ペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン及びフッ素化オレフィンテロマーで処理するこ
とにより、ガラス以外の基体に非濡れ性表面性を与える
ことが記載されている。
８，７０５号明細書には、ペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン及びフッ素化オレフィンテロマーで処理するこ
とにより、ガラス以外の基体に非濡れ性表面性を与える
ことが記載されている。
【０００５】グッドウィン(Goodwin）による米国特許第
５，３２８，７６８号明細書には、ガラス基体で、その
表面が第一のシリカ下塗り層及び第二のペルフルオロア
ルキルアルキルシランで処理されたガラス基体が記載さ
れている。
５，３２８，７６８号明細書には、ガラス基体で、その
表面が第一のシリカ下塗り層及び第二のペルフルオロア
ルキルアルキルシランで処理されたガラス基体が記載さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大きな撥水
性及び大きな潤滑性を有する基体表面を与える。
性及び大きな潤滑性を有する基体表面を与える。
【０００７】
【課題を解決するための手段】基体表面の撥水性及び汚
れ防止性の耐久性は、基体表面にペルフルオロアルキル
アルキルシラン化合物及び加水分解可能なシラン化合物
を適用することにより改良される。加水分解可能なシラ
ン化合物は、加水分解縮合して、シリカゲルを形成する
ことができる化合物であり、一体的下塗り（プライマ
ー）化合物としての機能を果たす。本発明の表面処理
は、別の下塗り層を必要とすることなく、撥水性及び汚
れ防止性に向上した耐久性を与える。大きな撥水性及び
潤滑性は、ペルフルオロアルキルアルキルシランにより
与えられる。加水分解可能なシランは、溶媒の反応性乾
燥（reactive drying ）も与える。本発明のペルフルオ
ロアルキルアルキルシラン及び加水分解可能なシランに
よる表面処理は、基体表面に向上した耐摩耗性も与え
る。湿度、紫外線、及び機械的摩耗に対する増大した抵
抗性が、シリカゲルへ加水分解縮合することができるシ
ラン化合物により与えられる。
れ防止性の耐久性は、基体表面にペルフルオロアルキル
アルキルシラン化合物及び加水分解可能なシラン化合物
を適用することにより改良される。加水分解可能なシラ
ン化合物は、加水分解縮合して、シリカゲルを形成する
ことができる化合物であり、一体的下塗り（プライマ
ー）化合物としての機能を果たす。本発明の表面処理
は、別の下塗り層を必要とすることなく、撥水性及び汚
れ防止性に向上した耐久性を与える。大きな撥水性及び
潤滑性は、ペルフルオロアルキルアルキルシランにより
与えられる。加水分解可能なシランは、溶媒の反応性乾
燥（reactive drying ）も与える。本発明のペルフルオ
ロアルキルアルキルシラン及び加水分解可能なシランに
よる表面処理は、基体表面に向上した耐摩耗性も与え
る。湿度、紫外線、及び機械的摩耗に対する増大した抵
抗性が、シリカゲルへ加水分解縮合することができるシ
ラン化合物により与えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】基体表面へペルフルオロアルキル
アルキルシランを適用することにより与えられる防水性
及び汚れ防止性の耐久性は、加水分解してシリカゲルに
なることができるシラン又はシラン混合物と、ペルフル
オロアルキルアルキルシランとを混合し、然る後、適用
することにより増大する。本発明により、ペルフルオロ
アルキルアルキルシランと、シリカゲルへ加水分解する
ことができるシラン又はシラン混合物との混合物を、ガ
ラスの表面に適用して被覆を形成する。その被覆はシリ
カゲルへ加水分解することができるシラン又はシラン混
合物を用いずに形成したものよりも一層耐久性がある。
アルキルシランを適用することにより与えられる防水性
及び汚れ防止性の耐久性は、加水分解してシリカゲルに
なることができるシラン又はシラン混合物と、ペルフル
オロアルキルアルキルシランとを混合し、然る後、適用
することにより増大する。本発明により、ペルフルオロ
アルキルアルキルシランと、シリカゲルへ加水分解する
ことができるシラン又はシラン混合物との混合物を、ガ
ラスの表面に適用して被覆を形成する。その被覆はシリ
カゲルへ加水分解することができるシラン又はシラン混
合物を用いずに形成したものよりも一層耐久性がある。
【０００９】ペルフルオロアルキルアルキルシラン及び
加水分解可能なシランを、好ましくはコロイド状懸濁物
又は溶液として、好ましくは非プロトン性溶媒、好まし
くはアルカン又はアルカン混合物、又はフッ素化溶媒に
入れたコロイド状懸濁物又は溶液として、基体の表面に
適用し、本発明の物品を形成する。本発明の好ましい溶
液は、浸漬、流し、拭き、或は噴霧のような慣用的技術
により基体表面に適用する。溶媒は蒸発して、その組成
物が、改良された耐摩耗性を有する耐久性のある非濡れ
性潤滑性表面を形成する。本発明は、別の下塗り層を適
用する付加的工程を用いることなく、下塗りの耐久性利
点を与える。完全に加水分解可能なシランを使用するこ
とにより、クリーブランド・コンデンシング・キャビネ
ット(Cleveland Condensing Cabinet)、ＱＵＶ（ＦＳ４
０又はＢ３１３ランプを使用）及び湿潤滑り摩耗(wet s
led abrasion）試験により測定して、シラン表面処理の
耐湿潤性、耐紫外線性、及び耐摩耗性を向上し、有用な
製品の寿命が一層長くなることを示している。
加水分解可能なシランを、好ましくはコロイド状懸濁物
又は溶液として、好ましくは非プロトン性溶媒、好まし
くはアルカン又はアルカン混合物、又はフッ素化溶媒に
入れたコロイド状懸濁物又は溶液として、基体の表面に
適用し、本発明の物品を形成する。本発明の好ましい溶
液は、浸漬、流し、拭き、或は噴霧のような慣用的技術
により基体表面に適用する。溶媒は蒸発して、その組成
物が、改良された耐摩耗性を有する耐久性のある非濡れ
性潤滑性表面を形成する。本発明は、別の下塗り層を適
用する付加的工程を用いることなく、下塗りの耐久性利
点を与える。完全に加水分解可能なシランを使用するこ
とにより、クリーブランド・コンデンシング・キャビネ
ット(Cleveland Condensing Cabinet)、ＱＵＶ（ＦＳ４
０又はＢ３１３ランプを使用）及び湿潤滑り摩耗(wet s
led abrasion）試験により測定して、シラン表面処理の
耐湿潤性、耐紫外線性、及び耐摩耗性を向上し、有用な
製品の寿命が一層長くなることを示している。
【００１０】シリカゲルへ加水分解することができる好
ましいシランは、一般式、ＳｉＸ4（式中、Ｘはハロゲ
ン、アルコキシ、又はアシルのような基であり、好まし
くはクロロ、ブロモ、アイオド（iodo）、メトキシ、エ
トキシ、及びアセトキシである）を有する。好ましい加
水分解可能なシランには、テトラクロロシラン及びテト
ラアセトキシシランが含まれる。
ましいシランは、一般式、ＳｉＸ4（式中、Ｘはハロゲ
ン、アルコキシ、又はアシルのような基であり、好まし
くはクロロ、ブロモ、アイオド（iodo）、メトキシ、エ
トキシ、及びアセトキシである）を有する。好ましい加
水分解可能なシランには、テトラクロロシラン及びテト
ラアセトキシシランが含まれる。
【００１１】シラン、ＳｉＸ4 は、二つの機能を果た
す。一つは被覆の一部分となることであり、耐候性及び
耐摩耗性を与える。別の機能は、溶媒を乾燥することで
ある。典型的な炭化水素溶媒は、５０〜２００ｐｐｍの
水を含む。他の溶媒は遥かに多くの水を含有することが
ある。例えば、２００ｐｐｍの水を含む溶媒は、０．５
重量％の濃度でペルフルオロアルキルアルキルシランを
不活性にするのに充分な水を含有するであろう。完全に
加水分解可能なシランは、ペルフルオロアルキルアルキ
ルシランを添加する前に、溶媒に含まれる水を除去する
か、又は減少させることができる。さもなければ、水に
よるペルフルオロアルキルアルキルシランの不活性化の
ため、被覆の付着が不充分になるか、又は耐久性が非常
に悪くなるであろう。
す。一つは被覆の一部分となることであり、耐候性及び
耐摩耗性を与える。別の機能は、溶媒を乾燥することで
ある。典型的な炭化水素溶媒は、５０〜２００ｐｐｍの
水を含む。他の溶媒は遥かに多くの水を含有することが
ある。例えば、２００ｐｐｍの水を含む溶媒は、０．５
重量％の濃度でペルフルオロアルキルアルキルシランを
不活性にするのに充分な水を含有するであろう。完全に
加水分解可能なシランは、ペルフルオロアルキルアルキ
ルシランを添加する前に、溶媒に含まれる水を除去する
か、又は減少させることができる。さもなければ、水に
よるペルフルオロアルキルアルキルシランの不活性化の
ため、被覆の付着が不充分になるか、又は耐久性が非常
に悪くなるであろう。
【００１２】好ましいペルフルオロアルキルアルキルシ
ランは、一般式Ｒm Ｒ′n ＳｉＸ4- m-n （式中、Ｒはペ
ルフルオロアルキルアルキル基であり、m は典型的には
１であり、n は典型的には０又は１であり、 m＋n は４
より小さく、Ｒ′はビニル又はアルキル基であり、好ま
しくはメチル、エチル、ビニル、又はプロピルであり、
Ｘは好ましくはハロゲン、アシロキシ、及び（又は）ア
ルコキシのような基である）を有する。ペルフルオロア
ルキルアルキル基中の好ましいペルフルオロアルキル部
分は、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61、好ましくはＣ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ
37、最も好ましくはＣ8 Ｆ17〜Ｃ12Ｆ25の範囲にあり、
アルキル部分はエチルであるのが好ましい。Ｒ′はメチ
ル又はエチルであるのが好ましい。Ｘの好ましい基に
は、加水分解可能なクロロ、ブロモ、アイオド、メトキ
シ、エトキシ、及びアセトキシ基が含まれる。本発明に
よる好ましいペルフルオロアルキルアルキルシランに
は、ペルフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、ペ
ルフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、ペルフ
ルオロアルキルエチルトリアセトキシシラン、ペルフル
オロアルキルエチルジクロロ（メチル）シラン、及びペ
ルフルオロアルキルエチルジエトキシ（メチル）シラン
が含まれる。
ランは、一般式Ｒm Ｒ′n ＳｉＸ4- m-n （式中、Ｒはペ
ルフルオロアルキルアルキル基であり、m は典型的には
１であり、n は典型的には０又は１であり、 m＋n は４
より小さく、Ｒ′はビニル又はアルキル基であり、好ま
しくはメチル、エチル、ビニル、又はプロピルであり、
Ｘは好ましくはハロゲン、アシロキシ、及び（又は）ア
ルコキシのような基である）を有する。ペルフルオロア
ルキルアルキル基中の好ましいペルフルオロアルキル部
分は、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61、好ましくはＣ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ
37、最も好ましくはＣ8 Ｆ17〜Ｃ12Ｆ25の範囲にあり、
アルキル部分はエチルであるのが好ましい。Ｒ′はメチ
ル又はエチルであるのが好ましい。Ｘの好ましい基に
は、加水分解可能なクロロ、ブロモ、アイオド、メトキ
シ、エトキシ、及びアセトキシ基が含まれる。本発明に
よる好ましいペルフルオロアルキルアルキルシランに
は、ペルフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、ペ
ルフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、ペルフ
ルオロアルキルエチルトリアセトキシシラン、ペルフル
オロアルキルエチルジクロロ（メチル）シラン、及びペ
ルフルオロアルキルエチルジエトキシ（メチル）シラン
が含まれる。
【００１３】これらの好ましいペルフルオロアルキルエ
チルシランは、基体表面の結合性部位と分子単位で反応
すると思われる。ペルフルオロアルキルエチルシランの
強い表面結合は、耐久性のある基体表面を生じ、それは
水滴との大きな接触角を示し、大きな撥水性を示してい
る。
チルシランは、基体表面の結合性部位と分子単位で反応
すると思われる。ペルフルオロアルキルエチルシランの
強い表面結合は、耐久性のある基体表面を生じ、それは
水滴との大きな接触角を示し、大きな撥水性を示してい
る。
【００１４】適当な溶媒には、イソプロパノール、エタ
ノール、ヘキサン、ヘプタン、ミネラルスプピリッツ、
アセトン、トルエン、及びナフサが含まれる。好ましい
溶媒は、アルカン、或はトリクロロトリフルオロエタ
ン、塩化メチレンのようなハロゲン化炭化水素溶媒、及
びペルフルオロカーボンのような過フッ素化有機化合物
である。約０．００５〜５０、好ましくは約０．０５〜
５％の濃度のシランが好ましい。溶媒は、空気中で外気
（ambient ）温度で単に乾燥することにより蒸発させる
のが好ましが、拭いて除去してもよい。シランは架橋し
て一層耐久性のある被覆を形成してもよい。硬化は、シ
ラン処理した表面を加熱することにより達成するのが好
ましい。典型的には、少なくとも約６６℃（１５０°
Ｆ）の硬化温度が好ましく、特に約９３℃（２００°
Ｆ）より高い温度が好ましい。約９３℃（約２００°
Ｆ）で約３０分間の硬化工程が適切である。一層高い温
度で一層短い加熱時間も一層有効になることがある。約
２０４〜２６０℃（４００〜５００°Ｆ）で２〜５分間
の硬化工程が好ましく、特に約２４３℃（約４７０°
Ｆ）で約３分であるのが好ましい。別法として、基体表
面を、蒸気状態のペルフルオロアルキルアルキルシラン
と接触させてもよい。
ノール、ヘキサン、ヘプタン、ミネラルスプピリッツ、
アセトン、トルエン、及びナフサが含まれる。好ましい
溶媒は、アルカン、或はトリクロロトリフルオロエタ
ン、塩化メチレンのようなハロゲン化炭化水素溶媒、及
びペルフルオロカーボンのような過フッ素化有機化合物
である。約０．００５〜５０、好ましくは約０．０５〜
５％の濃度のシランが好ましい。溶媒は、空気中で外気
（ambient ）温度で単に乾燥することにより蒸発させる
のが好ましが、拭いて除去してもよい。シランは架橋し
て一層耐久性のある被覆を形成してもよい。硬化は、シ
ラン処理した表面を加熱することにより達成するのが好
ましい。典型的には、少なくとも約６６℃（１５０°
Ｆ）の硬化温度が好ましく、特に約９３℃（２００°
Ｆ）より高い温度が好ましい。約９３℃（約２００°
Ｆ）で約３０分間の硬化工程が適切である。一層高い温
度で一層短い加熱時間も一層有効になることがある。約
２０４〜２６０℃（４００〜５００°Ｆ）で２〜５分間
の硬化工程が好ましく、特に約２４３℃（約４７０°
Ｆ）で約３分であるのが好ましい。別法として、基体表
面を、蒸気状態のペルフルオロアルキルアルキルシラン
と接触させてもよい。
【００１５】ここに記載する接触角は、ゲルトナー・サ
イエンティフィック・ゴニオメーター(Gaertner Scient
ific Goniometer)光学装置を具えた、ロード・マニュフ
ァクチュアリング社(Lord Manufacturing, Inc.)製の改
良静止気泡表示器を用いて付着液滴法により測定した。
測定すべき表面を光源の前に表を上にして水平に置く。
光源の前のその表面の上に一つの水滴をおき、その付着
液滴の輪郭が見えるようにし、円形分度器目盛の付いた
ゴニオメーター望遠鏡を通して接触角を測定する。
イエンティフィック・ゴニオメーター(Gaertner Scient
ific Goniometer)光学装置を具えた、ロード・マニュフ
ァクチュアリング社(Lord Manufacturing, Inc.)製の改
良静止気泡表示器を用いて付着液滴法により測定した。
測定すべき表面を光源の前に表を上にして水平に置く。
光源の前のその表面の上に一つの水滴をおき、その付着
液滴の輪郭が見えるようにし、円形分度器目盛の付いた
ゴニオメーター望遠鏡を通して接触角を測定する。
【００１６】耐候性チャンバーは、クリーブランド・コ
ンデンシング・キャビネット（ＣＣＣ）及びＱＵＶ試験
器〔オハイオ州クリーブランドのＱ−パネル社（Q-Pane
l Co.)の製品〕を含む。ＣＣＣ室（チャンバー）は、室
内の周囲条件で６０℃（１４０°Ｆ）の水蒸気温度で操
作され、それは試験表面に一定の水凝縮を与えた。ＱＵ
Ｖ試験器は、６５〜７０℃のブラックパネル温度で８時
間ＵＶ（Ｂ３１３又はＦＳ４０ランプによる）照射する
工程と、５０℃で４時間凝縮湿度に当てる工程で操作さ
れた。
ンデンシング・キャビネット（ＣＣＣ）及びＱＵＶ試験
器〔オハイオ州クリーブランドのＱ−パネル社（Q-Pane
l Co.)の製品〕を含む。ＣＣＣ室（チャンバー）は、室
内の周囲条件で６０℃（１４０°Ｆ）の水蒸気温度で操
作され、それは試験表面に一定の水凝縮を与えた。ＱＵ
Ｖ試験器は、６５〜７０℃のブラックパネル温度で８時
間ＵＶ（Ｂ３１３又はＦＳ４０ランプによる）照射する
工程と、５０℃で４時間凝縮湿度に当てる工程で操作さ
れた。
【００１７】
【実施例】本発明は、次の特別な実施例についての記載
から更によく理解されるであろう。
から更によく理解されるであろう。
【００１８】例１ １ｇのテトラクロロシランと、１ｇのペルフルオロアル
キルアルキルシランを、４０ｇのトリクロロトリフルオ
ロエタン〔フレオン(Freon)(登録商標名）ＴＦ溶媒、デ
ュポンの製品〕中に混合することにより溶液を調製し
た。ペルフルオロアルキルアルキルシランはペルフルオ
ロアルキルエチルトリクロロシランからなり、この場合
ペルフルオロアルキル部分は、主にＣ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ37
からなっていた。比較として、テトラクロロシランを含
まない対照溶液を混合した。それら溶液を、３．９ｍｍ
厚のソレックス(Solex)(登録商標名）フロート法ガラス
〔ＰＰＧ・インダストリーズ社(PPG Industries, Inc.)
の製品〕の外側表面に木綿パッドで適用した。それら試
験片を９３℃（２００°Ｆ）で１時間硬化した。過剰の
シランを溶媒洗浄によりガラス表面から除去した。試験
片をＣＣＣ及びＱＵＶ−ＦＳ４０耐候性試験キャビネッ
ト中で風雨に当てた。付着水滴の接触角により被覆の効
果性を測定した。結果を次の表に示す。
キルアルキルシランを、４０ｇのトリクロロトリフルオ
ロエタン〔フレオン(Freon)(登録商標名）ＴＦ溶媒、デ
ュポンの製品〕中に混合することにより溶液を調製し
た。ペルフルオロアルキルアルキルシランはペルフルオ
ロアルキルエチルトリクロロシランからなり、この場合
ペルフルオロアルキル部分は、主にＣ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ37
からなっていた。比較として、テトラクロロシランを含
まない対照溶液を混合した。それら溶液を、３．９ｍｍ
厚のソレックス(Solex)(登録商標名）フロート法ガラス
〔ＰＰＧ・インダストリーズ社(PPG Industries, Inc.)
の製品〕の外側表面に木綿パッドで適用した。それら試
験片を９３℃（２００°Ｆ）で１時間硬化した。過剰の
シランを溶媒洗浄によりガラス表面から除去した。試験
片をＣＣＣ及びＱＵＶ−ＦＳ４０耐候性試験キャビネッ
ト中で風雨に当てた。付着水滴の接触角により被覆の効
果性を測定した。結果を次の表に示す。
【００１９】
【表１】 表Ｉ ＣＣＣ ＱＵＶ−ＦＳ４０ 時間 下塗り 下塗無し 時間 下塗り 下塗無し 0 105° 105° 0 107 ° 106 ° 496 102° 87° 319 106 ° 102 ° 927 67° 60° 1332 91 ° 89 ° 1669 49° 40° 2115 83 ° 79 ° 2498 78 ° 70 ° 2943 72 ° 57 °
【００２０】例２ 夫々、イソパール(Isopar)Ｌ溶媒〔エクソン(Exxon）の
製品〕、アルカン混合物の中に０．５重量％のペルフル
オロヘキシルエチルトリクロロシランを入れたものであ
る四つの溶液を調製した。それら溶液は、０．０、０．
２、０．４５、及び０．７９重量％のテトラクロロシラ
ン濃度を持っていた。加水分解可能なテトラクロロシラ
ンによる溶媒の反応性乾燥（reactive drying ）を利用
するため、添加順序は、イソパールＬ、テトラクロロシ
ラン、そしてペルフルオロアルキルエチルトリクロロシ
ランであった。これら四つの溶液を、４．６ｍｍ（０．
１８２ｉｎ）厚の透明フロート法ガラスの試験片の錫表
面上に被覆した。試料をＣＣＣ室中で試験した。被覆の
効果性を、付着水滴の接触角により測定した。次の表か
ら、加水分解可能なシランの濃度をこの範囲内で増加す
ると、ペルフルオロアルキルアルキルシラン表面処理の
耐久性が向上することが分かる。
製品〕、アルカン混合物の中に０．５重量％のペルフル
オロヘキシルエチルトリクロロシランを入れたものであ
る四つの溶液を調製した。それら溶液は、０．０、０．
２、０．４５、及び０．７９重量％のテトラクロロシラ
ン濃度を持っていた。加水分解可能なテトラクロロシラ
ンによる溶媒の反応性乾燥（reactive drying ）を利用
するため、添加順序は、イソパールＬ、テトラクロロシ
ラン、そしてペルフルオロアルキルエチルトリクロロシ
ランであった。これら四つの溶液を、４．６ｍｍ（０．
１８２ｉｎ）厚の透明フロート法ガラスの試験片の錫表
面上に被覆した。試料をＣＣＣ室中で試験した。被覆の
効果性を、付着水滴の接触角により測定した。次の表か
ら、加水分解可能なシランの濃度をこの範囲内で増加す
ると、ペルフルオロアルキルアルキルシラン表面処理の
耐久性が向上することが分かる。
【００２１】
【表２】 表II ＣＣＣ接触角（°） 下塗り剤濃度（重量％） 時間 0 0.2 0.45 0.79 0 115 115 114 114 122 81 89 105 105 284 54 65 77 81 475 36 44 58 69 642 -- -- -- 47
【００２２】例３ 夫々、フルオリナート(Fluorinert)（登録商標名）ＦＣ
−７７溶媒（３Ｍの製品）中に例１に記載したペルフル
オロアルキルエチルトリクロロシランを２．５重量％、
及びペルフルオロアルキルエチレンを２．５重量％入れ
たものである四つの溶液を調製した。それら溶液は０．
０、１．０、２．０及び５．０重量％のテトラクロロシ
ラン濃度を持っていた。これら四つの溶液を、４．７ｍ
ｍ（０．１８７ｉｎ）厚の透明フロート法ガラスの試験
片の錫表面上に被覆した。それら試験片を１４９℃（３
００°Ｆ）で１５分間硬化した。試料をＣＣＣ及びＱＵ
ＶＢ−３１３室中で試験した。被覆の効果性を、付着水
滴の接触角により測定した。結果を次の表に示す。
−７７溶媒（３Ｍの製品）中に例１に記載したペルフル
オロアルキルエチルトリクロロシランを２．５重量％、
及びペルフルオロアルキルエチレンを２．５重量％入れ
たものである四つの溶液を調製した。それら溶液は０．
０、１．０、２．０及び５．０重量％のテトラクロロシ
ラン濃度を持っていた。これら四つの溶液を、４．７ｍ
ｍ（０．１８７ｉｎ）厚の透明フロート法ガラスの試験
片の錫表面上に被覆した。それら試験片を１４９℃（３
００°Ｆ）で１５分間硬化した。試料をＣＣＣ及びＱＵ
ＶＢ−３１３室中で試験した。被覆の効果性を、付着水
滴の接触角により測定した。結果を次の表に示す。
【００２３】
【表３】 表IIIA ＣＣＣ接触角（°） 下塗り剤濃度（重量％） 時間 0 1.0 2.0 5.0 0 113 113 115 114 162 95 109 114 112 348 73 81 98 93 684 31 41 43 34
【００２４】
【表４】 表IIIB ＱＵＶＢ−３１３接触角（°） 下塗り剤濃度（重量％） 時間 0 1.0 2.0 5.0 0 113 114 117 116 566 107 111 111 109 1375 82 95 95 87 2095 72 80 84 71
【００２５】例４ イソパールＬ溶媒中に、０．５重量％のテトラクロロシ
ランを入れたものを用いた場合と用いない場合につい
て、０．５重量％のペルフルオロアルキルエチルトリク
ロロシランを含む溶液を調製した。３種類のペルフルオ
ロアルキルエチルトリクロロシラン、即ち、１Ｈ、１
Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−トリデカフルオロオクチルトリクロロ
シラン（“オクチル”）、１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−ヘ
プタデカフルオロデシルトリクロロシラン（“デシ
ル”）、又は例１に記載したペルフルオロアルキルエチ
ルトリクロロシランの混合物を用いた。曲げ工程（ひど
くは曲げない）に類似させた熱処理にかけた強化ソレッ
クスガラス試験片及び透明フロート法ガラス試験片をこ
の研究で用いた。ソレックスガラスは４ｍｍ（０．１５
７ｉｎ）厚で、透明フロート法ガラスは２．３ｍｍ
（０．０９０ｉｎ）厚であり、錫表面を処理した。試料
をＱＵＶＢ−３１３室及び湿潤滑り摩耗試験機〔シェー
ン・インストルーメンツ社(Sheen Instruments LTD）型
９０３〕で試験した。湿潤滑り摩耗試験機は、２枚の自
動車風防ガラスワイパーブレードを維持したアルミニウ
ムブロックで注文修正した。このように構成した湿潤滑
り摩耗試験は、普通とは異なる大きな圧力のワイパー腕
荷重を与え、部分的に湿潤し、部分的に乾燥して行われ
た。これらのワイパー往復運動は、乗り物で通常用いら
れているものよりも遥かに厳しいものであった。被覆の
効果性を付着水滴の接触角により測定した。次の表中で
「＋」の記号は、被覆配合物中にテトラクロロシランが
存在することを示している。
ランを入れたものを用いた場合と用いない場合につい
て、０．５重量％のペルフルオロアルキルエチルトリク
ロロシランを含む溶液を調製した。３種類のペルフルオ
ロアルキルエチルトリクロロシラン、即ち、１Ｈ、１
Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−トリデカフルオロオクチルトリクロロ
シラン（“オクチル”）、１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−ヘ
プタデカフルオロデシルトリクロロシラン（“デシ
ル”）、又は例１に記載したペルフルオロアルキルエチ
ルトリクロロシランの混合物を用いた。曲げ工程（ひど
くは曲げない）に類似させた熱処理にかけた強化ソレッ
クスガラス試験片及び透明フロート法ガラス試験片をこ
の研究で用いた。ソレックスガラスは４ｍｍ（０．１５
７ｉｎ）厚で、透明フロート法ガラスは２．３ｍｍ
（０．０９０ｉｎ）厚であり、錫表面を処理した。試料
をＱＵＶＢ−３１３室及び湿潤滑り摩耗試験機〔シェー
ン・インストルーメンツ社(Sheen Instruments LTD）型
９０３〕で試験した。湿潤滑り摩耗試験機は、２枚の自
動車風防ガラスワイパーブレードを維持したアルミニウ
ムブロックで注文修正した。このように構成した湿潤滑
り摩耗試験は、普通とは異なる大きな圧力のワイパー腕
荷重を与え、部分的に湿潤し、部分的に乾燥して行われ
た。これらのワイパー往復運動は、乗り物で通常用いら
れているものよりも遥かに厳しいものであった。被覆の
効果性を付着水滴の接触角により測定した。次の表中で
「＋」の記号は、被覆配合物中にテトラクロロシランが
存在することを示している。
【００２６】
【表５】 表IVＡ ＱＵＶＢ−３１３接触角（°） 時間 オクチル オクチル＋ デシル デシル＋ 混合物 混合物＋ 0 116 112 111 115 111 118 163 102 105 87 112 102 116 352 95 95 84 107 100 111 496 82 88 74 102 89 106 659 79 80 66 93 82 99 827 70 85 60 89 82 103
【００２７】
【表６】 表IVＢ 湿潤滑り摩耗接触角（°） サイクル オクチル オクチル＋ デシル デシル＋ 混合物 混合物＋ 0 113 117 111 116 115 117 200★ 86 104 79 108 86 108 600★ 52 99 78 106 79 105 5000 35 84 47 91 82 92
【００２８】★これらのデーター（２００及び６００サ
イクル）は、水中に０．５重量％のハイシル(Hi-Sil)
（登録商標名）２３３合成沈降シリカを入れたスラリー
を用いて得られた。５０００サイクルのデーターは、脱
イオン水だけを用いて得られた。
イクル）は、水中に０．５重量％のハイシル(Hi-Sil)
（登録商標名）２３３合成沈降シリカを入れたスラリー
を用いて得られた。５０００サイクルのデーターは、脱
イオン水だけを用いて得られた。
【００２９】例５ ９５ｇのＦＣ−７７溶媒、２．５ｇのペルフルオロアル
キルエチルトリクロロシラン（ペルフルオロアルキル＝
Ｃ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ37）、及び２．５ｇのペルフルオロア
ルキルエチレンを混合することにより対照溶液を調製し
た。１８８ｇのＦＣ−７７溶媒、５ｇのペルフルオロア
ルキルエチルトリクロロシラン、５．０ｇのペルフルオ
ロアルキルエチレン（ペルフルオロアルキル＝Ｃ6 Ｆ13
〜Ｃ18Ｆ 37）、及び２ｇのテトラクロロシランを混合す
ることにより下塗り剤含有溶液を調製した。１９８．４
ｇのＦＣ−７７溶媒及び１．６ｇのテトラクロロシラン
から下塗り剤だけの溶液を調製した。これらの溶液を
４．９ｍｍ厚の透明フロート法ガラスの錫表面に木綿パ
ッドで適用した。選択した試料片に下塗り剤溶液を被覆
し、然る後、対照溶液又はペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン及びテトラクロロシランを含む溶液を被覆し
た。それら試料片を１４９℃（３００°Ｆ）で１５分間
硬化した。過剰のシランを、溶媒洗浄によりガラス表面
から除去した。試料片をＣＣＣ中で風雨に曝した。被覆
の効果性を付着水滴の接触角により測定した。
キルエチルトリクロロシラン（ペルフルオロアルキル＝
Ｃ6 Ｆ13〜Ｃ18Ｆ37）、及び２．５ｇのペルフルオロア
ルキルエチレンを混合することにより対照溶液を調製し
た。１８８ｇのＦＣ−７７溶媒、５ｇのペルフルオロア
ルキルエチルトリクロロシラン、５．０ｇのペルフルオ
ロアルキルエチレン（ペルフルオロアルキル＝Ｃ6 Ｆ13
〜Ｃ18Ｆ 37）、及び２ｇのテトラクロロシランを混合す
ることにより下塗り剤含有溶液を調製した。１９８．４
ｇのＦＣ−７７溶媒及び１．６ｇのテトラクロロシラン
から下塗り剤だけの溶液を調製した。これらの溶液を
４．９ｍｍ厚の透明フロート法ガラスの錫表面に木綿パ
ッドで適用した。選択した試料片に下塗り剤溶液を被覆
し、然る後、対照溶液又はペルフルオロアルキルアルキ
ルシラン及びテトラクロロシランを含む溶液を被覆し
た。それら試料片を１４９℃（３００°Ｆ）で１５分間
硬化した。過剰のシランを、溶媒洗浄によりガラス表面
から除去した。試料片をＣＣＣ中で風雨に曝した。被覆
の効果性を付着水滴の接触角により測定した。
【００３０】
【表７】 表Ｖ ＣＣＣ接触角（°） 下塗り層無し 下塗り層 時間 一体的下塗層無し 一体的下塗層 一体的下塗層無し 一体的下塗層 0 114 114 113 114 232 116 116 117 115 398 100 110 109 110 590 49 78 75 86 918 29 39 31 41
【００３１】シリカへ加水分解可能なシランを含有する
溶液は、ガラスが別に加水分解可能なシランの溶液によ
るシリカ層で予め下塗りされていてもいなくても、一層
耐久性のある被覆を与えた。
溶液は、ガラスが別に加水分解可能なシランの溶液によ
るシリカ層で予め下塗りされていてもいなくても、一層
耐久性のある被覆を与えた。
【００３２】上記例は、本発明を例示するために与えた
ものである。種々のペルフルオロアルキルアルキルシラ
ン、加水分解可能なシラン、溶媒を、種々の濃度でどの
ような慣用的方法を用いて適用してもよく、任意に適当
な時間、適当な温度で硬化して、種々のガラス及びプラ
スチック基体の外、金属、セラミック、エナメル、及び
金属又は金属酸化物フイルムのような他の無機表面のい
ずれに対しても耐久性のある非濡れ性表面を与えること
ができる。本発明の処理した基体は、特に建築物部品と
同様、自動車及び航空機部品に適している。
ものである。種々のペルフルオロアルキルアルキルシラ
ン、加水分解可能なシラン、溶媒を、種々の濃度でどの
ような慣用的方法を用いて適用してもよく、任意に適当
な時間、適当な温度で硬化して、種々のガラス及びプラ
スチック基体の外、金属、セラミック、エナメル、及び
金属又は金属酸化物フイルムのような他の無機表面のい
ずれに対しても耐久性のある非濡れ性表面を与えること
ができる。本発明の処理した基体は、特に建築物部品と
同様、自動車及び航空機部品に適している。
Claims (20)
- 【請求項１】 基体で、その表面の少なくとも一部分
が、ペルフルオロアルキルアルキルシランと、完全に加
水分解可能なシランとの混合物からなる組成物で処理さ
れており、然も、ガラス、プラスチック、金属、有機重
合体被覆基体、及び無機被覆基体からなる群から選択さ
れている基体からなる物品。 - 【請求項２】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
が、一般式、Ｒm Ｒ′ n ＳｉＸ4-m-n （式中、Ｒはペル
フルオロアルキルアルキル基であり、Ｒ′はビニル又は
アルキル基であり、 m＋n は４より小さく、Ｘはハロゲ
ン、アルコキシ、及びアシル基からなる群から選択され
る）を有する化合物から選択される、請求項１に記載の
物品。 - 【請求項３】 ペルフルオロアルキルアルキル基のペル
フルオロアルキル部分が、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61からなる群
から選択される、請求項２に記載の物品。 - 【請求項４】 ペルフルオロアルキル部分がＣ6 Ｆ13〜
Ｃ18Ｆ37からなる群から選択される、請求項３に記載の
物品。 - 【請求項５】 ペルフルオロアルキル部分がＣ8 Ｆ17〜
Ｃ12Ｆ25からなる群から選択される、請求項４に記載の
物品。 - 【請求項６】 Ｒ′が、メチル、エチル、ビニル、及び
プロピルからなる群から選択される、請求項２に記載の
物品。 - 【請求項７】 Ｘが、クロロ、ブロモ、アイオド（iod
o）、メトキシ、エトキシ、及びアセトキシからなる群
から選択される、請求項３に記載の物品。 - 【請求項８】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
が、ペルフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、ペ
ルフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、ペルフ
ルオロアルキルエチルトリアセトキシシラン、ペルフル
オロアルキルエチルジクロロ（メチル）シラン、及びペ
ルフルオロアルキルエチルジエトキシ（メチル）シラン
からなる群から選択される、請求項２に記載の物品。 - 【請求項９】 組成物がフッ素化オレフィンを更に含
む、請求項８に記載の物品。 - 【請求項１０】 完全に加水分解可能なシランが、一般
式ＳｉＸ4 （式中、Ｘはハロゲン、アルコキシ、及びア
シル基からなる群から選択される）を有するシランから
なる群から選択される、請求項１に記載の物品。 - 【請求項１１】 基体の表面を、ペルフルオロアルキル
アルキルシランと完全に加水分解可能なシランとの混合
物からなる組成物と接触させることからなり、然も、前
記基体がガラス、プラスチック、金属、有機重合体被覆
基体、及び無機被覆基体からなる群から選択される、基
体に非濡れ性表面を形成する方法。 - 【請求項１２】 ペルフルオロアルキルアルキルシラン
が、一般式、Ｒm Ｒ′n ＳｉＸ4-m-n （式中、Ｒはペル
フルオロアルキルアルキル基であり、Ｒ′はビニル又は
アルキル基であり、 m＋n は４より小さく、Ｘはハロゲ
ン、アルコキシ、及びアシル基からなる群から選択され
た基である）を有する化合物から選択される、請求項１
１に記載の方法。 - 【請求項１３】 ペルフルオロアルキルアルキル基のペ
ルフルオロアルキル部分が、ＣＦ3 〜Ｃ30Ｆ61からなる
群から選択される、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ6 Ｆ
13 〜Ｃ18Ｆ37からなる群から選択される、請求項１３
に記載の方法。 - 【請求項１５】 ペルフルオロアルキル部分が、Ｃ8 Ｆ
17 〜Ｃ12Ｆ25からなる群から選択される、請求項１４
に記載の方法。 - 【請求項１６】 Ｒ′が、メチル、エチル、ビニル、及
びプロピルからなる群から選択される、請求項１２に記
載の方法。 - 【請求項１７】 Ｘが、クロロ、ブロモ、アイオド、メ
トキシ、エトキシ、及びアセトキシからなる群から選択
される、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１８】 組成物がフッ素化オレフィンを更に含
む、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１９】 加水分解可能なシランが、一般式Ｓｉ
Ｘ4 （式中、Ｘはハロゲン、アルコキシ、及びアシル基
からなる群から選択される）を有するシランからなる群
から選択される、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項２０】 基体表面を、最初にシリカの層で下塗
りする、請求項１１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US363803 | 1994-12-27 | ||
| US08/363,803 US5523161A (en) | 1990-04-03 | 1994-12-27 | Water repellent surface treatment with integrated primer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239653A true JPH08239653A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3992763B2 JP3992763B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=23431803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32751795A Expired - Lifetime JP3992763B2 (ja) | 1994-12-27 | 1995-12-15 | 一体的下塗りを用いた撥水性表面処理 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5523161A (ja) |
| EP (1) | EP0719743B1 (ja) |
| JP (1) | JP3992763B2 (ja) |
| KR (1) | KR0171596B1 (ja) |
| AT (1) | ATE177727T1 (ja) |
| CA (1) | CA2161278C (ja) |
| DE (1) | DE69508369T2 (ja) |
| DK (1) | DK0719743T3 (ja) |
| ES (1) | ES2132502T3 (ja) |
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