JPH0931449A - Surface treatment agent and method of using the same - Google Patents

Surface treatment agent and method of using the same

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JPH0931449A
JPH0931449A JP7187536A JP18753695A JPH0931449A JP H0931449 A JPH0931449 A JP H0931449A JP 7187536 A JP7187536 A JP 7187536A JP 18753695 A JP18753695 A JP 18753695A JP H0931449 A JPH0931449 A JP H0931449A
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JP
Japan
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treatment agent
surface treatment
group
base material
acid catalyst
Prior art date
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Pending
Application number
JP7187536A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Ogawa
一文 小川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】つや性や撥水性に優れ、基材表面と化学結合し
ていて耐久性や堅牢性が高く、さらに撥油性のある保護
膜をより手軽に形成するための表面処理剤を得る。 【解決手段】 n−パラフィン、イソプロピルアルコー
ル、シリコーンオイル、パラフィン、ヘプタデカフルオ
ロデシルトリメトキシシラン、α−アルミナを混合し懸
濁液を得、酸触媒として3重量%硫酸をホルマリン縮合
樹脂でマイクロカプセル化したものを添加撹拌する。こ
の表面処理剤を、活性水素を含むOH基2を持つガラス
1に塗布する。マイクロカプセルが破壊されてプタデカ
フルオロデシルトリメトキシシランのメトキシシリル基
3と基材表面のOH基2が硫酸下で反応する。30〜4
0分放置すると、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキ
シシラン分子がSiOのネットワーク結合を介して基材
表面に共有結合で固定されたフロロカーボンポリマー膜
4が基材表面に形成される。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protective film having excellent gloss and water repellency, chemically bonded to the surface of a base material and having high durability and fastness, and further having oil repellency, more easily. Obtain the treating agent. SOLUTION: n-paraffin, isopropyl alcohol, silicone oil, paraffin, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane and α-alumina are mixed to obtain a suspension, and 3 wt% sulfuric acid as an acid catalyst is microcapsule in a formalin condensation resin. Stir the added product. This surface treatment agent is applied to glass 1 having OH groups 2 containing active hydrogen. The microcapsules are destroyed, and the methoxysilyl groups 3 of the pentadecafluorodecyltrimethoxysilane react with the OH groups 2 on the surface of the base material under sulfuric acid. 30-4
When left for 0 minutes, a fluorocarbon polymer film 4 in which heptadecafluorodecyltrimethoxysilane molecules are covalently fixed to the surface of the base material through the SiO network bond is formed on the surface of the base material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基材表面に耐久性
が高く極めて薄い撥水撥油性に優れた化学吸着保護膜を
形成するための表面処理剤及びその使用方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment agent for forming a highly durable and extremely thin chemical and adsorption protective film having excellent water and oil repellency on a substrate surface and a method for using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のつや出し剤などの表面処理剤は、
固形タイプやエマルジョンタイプがあり、石油系溶剤や
シリコーン、ワックス、低級アルコール混合物に研磨材
を混合したものが主流であった(例えば特開平2−15
1676号公報、特開平2−170878号公報)。
2. Description of the Related Art Conventional surface treatment agents such as polishes are
There are solid type and emulsion type, and a mixture of a petroleum solvent, silicone, wax, and a lower alcohol mixture with an abrasive is the mainstream (for example, JP-A-2-15).
1676, JP-A-2-170878).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
処理材は、つや性や撥水性に劣るとともに、得られた保
護膜は単に基材表面に塗布されているだけであり、耐久
性や堅牢性も十分ではなく、さらに撥油性のあるものは
殆ど無かった。またアルコキシシラン界面活性剤と酸触
媒を用いる場合でも、それらを同時に配合することが実
用上困難だったため、アルコキシシラン界面活性剤と酸
触媒を分けて二液を作製する必要があり簡便な使用が困
難だった。
However, the conventional treatment materials are inferior in gloss and water repellency, and the obtained protective film is simply applied to the surface of the base material, resulting in durability and robustness. Was not sufficient, and there was almost nothing that was oil repellent. In addition, even when using an alkoxysilane surfactant and an acid catalyst, it was practically difficult to mix them at the same time. Therefore, it is necessary to separately prepare the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst to prepare two liquids, which is convenient for use. It was difficult.

【0004】以上述べてきた従来の欠点に鑑み、本願発
明は、単につや性や撥水性に優れるのみでなく、保護膜
が単に基材表面に塗布されているだけでもなく、基材表
面と化学結合していて耐久性や堅牢性が高く、さらに撥
油性のある保護膜をより手軽に形成するための表面処理
剤及びその使用方法を提供することを目的とする。さら
には、フロロカーボン系ポリマー膜を基材と密着性よく
且つ薄く形成して、電化製品や自動車、産業機器、ある
いはガラスや鏡、眼鏡レンズ、インテリア用品、アパレ
ル商品等に必要とされる耐熱性、耐候性、耐摩耗性に優
れた撥水撥油防汚処理膜を提供することをも目的とす
る。
In view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention is not only excellent in gloss and water repellency, but is not only coated with a protective film on the surface of the base material, but also chemically resistant to the surface of the base material. It is an object of the present invention to provide a surface treatment agent for easily forming a protective film which is bonded and has high durability and fastness and further having oil repellency, and a method for using the same. Furthermore, the fluorocarbon polymer film is formed into a thin film with good adhesion to the base material, and heat resistance required for electrical appliances, automobiles, industrial equipment, or glass and mirrors, eyeglass lenses, interior products, apparel products, etc. It is also an object to provide a water / oil repellent / antifouling treatment film having excellent weather resistance and abrasion resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の表面処理剤は、アルコキシシラン界面活性
剤、酸触媒、液状または固形状媒体とで構成し、アルコ
キシシラン界面活性剤と酸触媒のどちらか一方、または
両方をマイクロカプセル化して添加しておく。または研
磨剤を含んでいてもよい。このとき、液状媒体の粘度は
25℃において1000cps以上であると実用上好都
合である。とくに好ましくは1000〜5000cps
の範囲である。また、液状または固形状媒体が沸点が2
00℃以上のものと、沸点が100〜200℃のものの
混合物であると実用上好都合である。
To achieve the above object, the surface-treating agent of the present invention comprises an alkoxysilane surfactant, an acid catalyst, and a liquid or solid medium. Either or both of the catalysts are microencapsulated and added. Alternatively, it may contain an abrasive. At this time, it is practically convenient that the viscosity of the liquid medium is 1000 cps or more at 25 ° C. Particularly preferably 1000 to 5000 cps
Range. The liquid or solid medium has a boiling point of 2
It is practically convenient that the mixture is one having a boiling point of 100 ° C. or higher and a boiling point of 100 to 200 ° C.

【0006】また、少なくともアルコキシシラン界面活
性剤にフッ化炭素基を含ませておくと処理膜に撥水撥油
性を付与できるので都合がよい。そのようなアルコキシ
シラン界面活性剤として、CF3 −(CF2 n
(R)m −SiXp(OA)3-p(nは0または整数、R
はアルキレン基、ビニレン基、エチニレン基、アリーレ
ン基、シリコン若しくは酸素原子を含む分子鎖、mは0
又は1の整数、XはH原子、アルキル基、アルコキシル
基、含フッ素アルキル基又は含フッ素アルコキシ基の置
換基、Aはアルキル基、pは0、1または2の整数)を
用いると表面処理効果が大きい。
Further, it is convenient that at least the alkoxysilane surfactant contains a fluorocarbon group, since the treated film can have water and oil repellency. Such alkoxysilane surfactant, CF 3 - (CF 2) n -
(R) m -SiX p (OA) 3-p (n is 0 or an integer, R
Is an alkylene group, a vinylene group, an ethynylene group, an arylene group, a molecular chain containing a silicon or oxygen atom, and m is 0.
Or an integer of 1, X is a H atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a substituent of a fluorine-containing alkyl group or a fluorine-containing alkoxy group, A is an alkyl group, and p is an integer of 0, 1 or 2) Is big.

【0007】さらにまた、研磨剤として平均粒径10μ
m以下のアルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、酸化クロ
ム、酸化鉄、人造ダイヤまたはシリカ微粒子などを用い
れば効果大である。さらには炭酸カルシウムを含んでい
てもよい。
Furthermore, as an abrasive, the average particle size is 10 μm.
It is effective to use alumina, silicon carbide, boron carbide, chromium oxide, iron oxide, artificial diamond or silica fine particles of m or less. Further, it may contain calcium carbonate.

【0008】一方、表面処理剤の使用には、あらかじめ
基材表面をよく洗浄した後、少なくともマイクロカプセ
ルを破壊しながら前記基材表面に表面処理剤を塗布し、
基材表面とアルコキシシラン界面活性剤と酸触媒とを反
応させた後、余分な表面処理剤を除去するか、または、
あらかじめ基材表面をよく洗浄した後、少なくとも研磨
剤で基材表面を研磨すると同時に前記マイクロカプセル
を破壊しながら前記基材表面に表面処理剤を塗布して、
清浄化された基材表面とアルコキシシラン界面活性剤と
酸触媒とを反応させた後、余分な表面処理剤を除去する
工程とを連続して行う方法がよい。
On the other hand, in order to use the surface treating agent, after thoroughly washing the surface of the substrate beforehand, the surface treating agent is applied to the surface of the substrate while destroying at least the microcapsules.
After reacting the substrate surface with the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst, the excess surface treatment agent is removed, or
After thoroughly cleaning the substrate surface in advance, at least polishing the substrate surface with an abrasive and simultaneously applying a surface treatment agent to the substrate surface while destroying the microcapsules,
A method in which the step of removing the surplus surface treatment agent after the reaction of the cleaned substrate surface, the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst is continuously performed is preferable.

【0009】このとき、基材としては、金属、セラミッ
クス、ガラス、プラスチック、紙、繊維、皮革などが使
用可能である。なお、プラスチックや繊維が撥水性であ
る場合は、予め表面を酸素を含むプラズマまたはコロナ
雰囲気で処理して親水性化、すなわち表面に水酸基を導
入して用いることが好ましい。
At this time, as the substrate, metal, ceramics, glass, plastic, paper, fiber, leather or the like can be used. When the plastic or fiber is water-repellent, it is preferable that the surface is preliminarily treated in a plasma or corona atmosphere containing oxygen to make it hydrophilic, that is, a hydroxyl group is introduced into the surface before use.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】前記本発明の表面処理剤によれ
ば、アルコキシシラン界面活性剤と酸触媒はマイクロカ
プセルが破壊されたときだけしか接触しないので、アル
コキシシラン界面活性剤と酸触媒を同時に配合して表面
処理剤を調製することが可能となり、二液に分けた場合
に比べより簡便な使用が可能となる。また、酸触媒とア
ルコキシシラン界面活性剤と基材表面での反応により、
アルコキシシラン界面活性剤を基材表面に直接反応させ
共有結合で固定できるため、極めて薄い撥水撥油性、耐
久性に優れた保護膜を極めて容易に形成できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the surface treatment agent of the present invention, since the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst contact each other only when the microcapsules are broken, the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst are simultaneously added. It becomes possible to prepare a surface treatment agent by blending, and it becomes possible to use it more simply than in the case where it is divided into two liquids. Also, due to the reaction on the surface of the substrate with the acid catalyst, the alkoxysilane surfactant,
Since the alkoxysilane surfactant can be directly reacted with the surface of the base material and fixed by a covalent bond, a protective film having extremely thin water and oil repellency and excellent durability can be formed very easily.

【0011】アルコキシシラン界面活性剤としては、一
般にSiBq(OA)4-q(但し、Bは官能基、Aはアル
キル基を表し、qは1、2または3の整数を表す。)の
化学式で表されるものが使用可能であり、さらに詳しく
は、次のような化学式で表される炭化水素系またはフッ
化炭素系分子が使用できる。 CH3 −(CH2 r −SiXp (OA)3-p 、CF3
−(CH2 s −O−(CH2 t −SiXp (OA)
3-p 、CF3 −(CF2 u −Si(CH3 2 −(C
2 v -SiXp (OA)3-p、CF3 COO−(CH
2w −SiXp (OA)3-p (ここで、rは1〜25、sは0〜12、tは1〜2
0、uは0〜12、vは1〜20、wは1〜25の整数
であることが好ましい。XはH原子、アルキル基、アル
コキシル基、含フッ素アルキル基又は含フッ素アルコキ
シ基の置換基、Aはアルキル基、pは0、1または2の
整数を示す。) CF3 −(CF2n −(R)m −SiXp (OA)
3-p (ここで、nは0または整数、Rはアルキレン基、ビニ
レン基、エチニレン基、アリーレン基、シリコン若しく
は酸素原子を含む分子鎖、mは0又は1の整数、XはH
原子、アルキル基、アルコキシル基、含フッ素アルキル
基又は含フッ素アルコキシ基の置換基、pは0、1また
は2の整数)さらに具体的な分子として下記のものが挙
げられる。 CH3 CH2 O(CH2 15Si(OCH3 3 、CH
3 (CH2 2 Si(CH3 2 (CH2 15Si(O
CH3 3 、CH3 (CH2 6 Si(CH3 2 (C
2 9 Si(OCH3 3 、CH3 COO(C
2 15Si(OCH3 3 、CF3 CH2 O(C
2 15Si(OCH3 3 、CF3 (CH2 2 Si
(CH3 2 (CH2 15Si(OCH3 3 、CF3
(CF2 6 Si(CH3 2 (CH2 9 Si(OC
3 3 、CF3 COO(CH2 15Si(OC
3 3 、CF3 (CF2 7 (CH2 2 Si(OC
3 3 、CF3 (CF2 5 (CH2 2 Si(OC
3 3 、CF3 (CF2 7 −C6 6 −Si(OC
3 3 、CH3 CH2 O(CH2 15Si(OC2
5 3 、CH3 (CH2 2 Si(CH3 2 (C
2 15Si(OC2 5 3 、CH3 (CH2 6
i(CH3 2 (CH2 9 Si(OC2 5 3
CH3 COO(CH2 15Si(OC2 5 3 、CF
3 (CF2 7 (CH2 2 Si(OC2 5 3 、C
3 (CF2 5 (CH2 2 Si(OC2 5 3
CF3 (CF2 7 −C6 6 −Si(OC
2 5 3 、なお、アルコキシシラン界面活性剤や酸触
媒をマイクロカプセル化する方法は“マイクロカプセル
化の新技術とその用途開発・応用例、経営開発センター
出版部1978年刊”または“マイクロカプセル・その
製法・性質・応用、三共出版1977年刊”でよく知ら
れている。また、この発明の表面処理剤におけるアルコ
キシシラン界面活性剤の好ましい含有量は、1〜30重
量%である。
The alkoxysilane surfactant is generally represented by the chemical formula of SiB q (OA) 4-q (wherein B represents a functional group, A represents an alkyl group, and q represents an integer of 1, 2 or 3). Can be used, and more specifically, a hydrocarbon-based or fluorocarbon-based molecule represented by the following chemical formula can be used. CH 3 - (CH 2) r -SiX p (OA) 3-p, CF 3
- (CH 2) s -O- ( CH 2) t -SiX p (OA)
3-p, CF 3 - ( CF 2) u -Si (CH 3) 2 - (C
H 2) v -SiX p (OA ) 3-p, CF 3 COO- (CH
2) w -SiX p (OA) 3-p ( here, r is 1~25, s is 0~12, t 1-2
It is preferable that 0, u are 0 to 12, v is 1 to 20, and w is an integer of 1 to 25. X represents an H atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a fluorine-containing alkyl group or a substituent of a fluorine-containing alkoxy group, A represents an alkyl group, and p represents an integer of 0, 1 or 2. ) CF 3 - (CF 2) n - (R) m -SiX p (OA)
3-p (where n is 0 or an integer, R is an alkylene group, a vinylene group, an ethynylene group, an arylene group, a molecular chain containing a silicon or oxygen atom, m is an integer of 0 or 1, and X is H
(Atom, alkyl group, alkoxyl group, substituent of fluorine-containing alkyl group or fluorine-containing alkoxy group, p is an integer of 0, 1 or 2) Further specific molecules include the following. CH 3 CH 2 O (CH 2 ) 15 Si (OCH 3) 3, CH
3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 Si (O
CH 3 ) 3 , CH 3 (CH 2 ) 6 Si (CH 3 ) 2 (C
H 2 ) 9 Si (OCH 3 ) 3 , CH 3 COO (C
H 2 ) 15 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 CH 2 O (C
H 2) 15 Si (OCH 3 ) 3, CF 3 (CH 2) 2 Si
(CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3
(CF 2 ) 6 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (OC
H 3) 3, CF 3 COO (CH 2) 15 Si (OC
H 3) 3, CF 3 ( CF 2) 7 (CH 2) 2 Si (OC
H 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC
H 3) 3, CF 3 ( CF 2) 7 -C 6 H 6 -Si (OC
H 3) 3, CH 3 CH 2 O (CH 2) 15 Si (OC 2 H
5 ) 3 , CH 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (C
H 2 ) 15 Si (OC 2 H 5 ) 3 , CH 3 (CH 2 ) 6 S
i (CH 3) 2 (CH 2) 9 Si (OC 2 H 5) 3,
CH 3 COO (CH 2) 15 Si (OC 2 H 5) 3, CF
3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 , C
F 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 ,
CF 3 (CF 2) 7 -C 6 H 6 -Si (OC
2 H 5 ) 3 , and the method of microencapsulating alkoxysilane surfactants and acid catalysts is described in “New technology for microencapsulation and its application development and application examples, published by the Management Development Center Publishing Department 1978” or “Microcapsule”.・ It is well known for its manufacturing method, properties, applications, and Sankyo Publishing, 1977. The preferable content of the alkoxysilane surfactant in the surface treatment agent of the present invention is 1 to 30% by weight.

【0012】一方、酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫
酸、リン酸、カルボン酸やスルホン酸等の有機酸などが
好都合である。または、活性水素を含まない有機アミン
化合物も利用できる。また、好ましい添加量は0.1〜
15重量%である。
On the other hand, the acid catalyst is preferably an organic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, carboxylic acid or sulfonic acid. Alternatively, an organic amine compound containing no active hydrogen can be used. Moreover, the preferable addition amount is 0.1
15% by weight.

【0013】なお、液状または固形状媒体としては水
系、非水系を問わずマイクロカプセルを破壊せずに分散
できる溶剤であれば何でも使用できるが、アルコール系
や石油系の溶剤が好ましい。例えば、ブチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、流動パラフィン、シリコ
ーン、パラフィン系ワックス等を使用できる。具体的に
は、石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石
油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デ
カリン、工業ガソリン、灯油、リグロイン、ジメチルシ
リコーン、フェニルシリコーン、アルキル変性シリコー
ン、ポリエーテルシリコーン、パラフィンワックス、マ
イクロクリスタルワックス、ポリエチレンワックスエス
テルワックス、酸化ワックス、石油ロウ等を挙げること
ができる。これらは1種単独で用いても良いし、2種以
上を組み合わせてもよい。この発明における液状または
固形状媒体の好ましい含有量は、45〜98.9重量%
である。
As the liquid or solid medium, any solvent can be used regardless of whether it is aqueous or non-aqueous, as long as it can disperse without breaking the microcapsules, but alcohol or petroleum solvents are preferred. For example, butyl alcohol, isopropyl alcohol, liquid paraffin, silicone, paraffin wax and the like can be used. Specifically, petroleum naphtha, solvent naphtha, petroleum ether, petroleum benzine, isoparaffin, normal paraffin, decalin, industrial gasoline, kerosene, ligroin, dimethyl silicone, phenyl silicone, alkyl modified silicone, polyether silicone, paraffin wax, microcrystal. Wax, polyethylene wax ester wax, oxidized wax, petroleum wax and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. The preferable content of the liquid or solid medium in the present invention is 45 to 98.9% by weight.
It is.

【0014】表面処理剤の粘度は、調製後1000cp
s以上であると塗布時に処理液の流れが少なく取扱いが
便利であるが、あまり堅すぎても使用しづらい。さら
に、液状または固形状媒体の沸点が200℃以上のもの
と、沸点が100〜200℃のものの混合物であれば、
塗布後低沸点成分が速やかに蒸発し塗膜が硬化するので
拭き取りによる除去が極めて容易になる。
The viscosity of the surface treatment agent is 1000 cp after preparation.
If it is s or more, the flow of the treatment liquid is small at the time of application and handling is convenient, but if it is too hard, it is difficult to use. Furthermore, if the mixture of a liquid or solid medium having a boiling point of 200 ° C. or higher and a boiling point of 100 to 200 ° C.,
After application, the low boiling point components evaporate quickly and the coating film hardens, so removal by wiping becomes extremely easy.

【0015】さらにまた、研磨剤として、特に平均粒径
10μm程度以下のアルミナ、炭化珪素炭化ホウ素、酸
化クロム、酸化鉄、人造ダイヤまたはシリカ微粒子など
を単独で、または2種以上を組み合わせて入れておく
と、塗布時基材表面がきわめて少量切削され清浄面と直
接少なくともマイクロカプセル化されたクロロシリル基
を一個有する物質とを反応できるので都合がよい。この
発明における研磨剤の好ましい含有量は、1〜50重量
%である。
Further, as the polishing agent, alumina, silicon carbide boron carbide, chromium oxide, iron oxide, artificial diamond or silica fine particles having an average particle size of about 10 μm or less are used alone or in combination of two or more kinds. This is convenient because the surface of the substrate is cut in a very small amount during coating, and the clean surface can be directly reacted with a substance having at least one microencapsulated chlorosilyl group. The preferred content of the abrasive in the present invention is 1 to 50% by weight.

【0016】さらに本発明の表面処理剤に炭酸カルシウ
ムが添加されていると、酸触媒として塩酸や硝酸のよう
な揮発性酸を用いる場合には、揮発性の酸と反応するこ
とにより余分な揮発性の酸がトラップされて酸臭の発生
を防ぐことができる。
Further, when calcium carbonate is added to the surface treating agent of the present invention, when a volatile acid such as hydrochloric acid or nitric acid is used as an acid catalyst, excess volatilization is caused by reacting with the volatile acid. It is possible to prevent the generation of acid odor by trapping the acidic acid.

【0017】本発明の表面処理剤の使用方法は、あらか
じめ基材表面をよく洗浄した後、少なくともマイクロカ
プセルを破壊しながら前記基材表面に表面処理剤を塗布
し、基材表面とアルコキシシラン界面活性剤と酸触媒と
を反応させる。または、あらかじめ基材表面をよく洗浄
した後、少なくとも研磨剤で基材表面を研磨すると同時
に前記マイクロカプセルを破壊しながら前記基材表面に
表面処理剤を塗布して、清浄化された基材表面とアルコ
キシシラン界面活性剤と酸触媒とを好ましくは20〜3
0分反応させる。このとき、アルコキシシラン界面活性
剤と酸触媒と基材表面の反応は、下記式(化1)のよう
に進行する。
The method of using the surface-treating agent of the present invention is to thoroughly wash the surface of the base material in advance, and then apply the surface-treating agent to the surface of the base material while destroying at least the microcapsules so that the surface of the base material and the alkoxysilane interface are The activator is reacted with the acid catalyst. Alternatively, after the surface of the base material is thoroughly washed in advance, a surface treatment agent is applied to the surface of the base material while at the same time polishing the surface of the base material with an abrasive, while destroying the microcapsules, thereby cleaning the surface of the base material. And an alkoxysilane surfactant and an acid catalyst are preferably 20 to 3
Let react for 0 minutes. At this time, the reaction between the alkoxysilane surfactant, the acid catalyst and the surface of the substrate proceeds as shown in the following chemical formula (Formula 1).

【0018】[0018]

【化1】 Embedded image

【0019】従って、この処理により、少なくともアル
コキシシラン界面活性剤がSi原子を介して基材表面に
共有結合で固定された超薄膜が基材表面に形成できる。
上述の反応で明らかなように本発明に使用できる基材と
しては、表面に水酸基(−OH)を持つ基材、例えばA
l、Cu若しくはステンレス等の金属、ガラス、セラミ
ックス、紙、繊維、皮革その他親水性基材が挙げられ
る。なお、プラスチックの様な表面に水酸基を持たない
物質であれば、予め表面を酸素を含むプラズマ雰囲気中
で、例えば100Wで20分処理若しくはコロナ処理し
て親水性化しておけばよい。もっとも、ポリアミド樹脂
やポリウレタン樹脂の場合は、表面にイミノ基(−N
H)が存在しており、このイミノ基(−NH)の水素と
化学吸着剤のアルコキシシリル基(−SiOA)とが脱
水反応し、シロキサン結合(−SiO−)を形成するの
で特に表面処理を必要としない。
Therefore, by this treatment, an ultrathin film in which at least an alkoxysilane surfactant is covalently fixed to the surface of the base material via Si atoms can be formed on the surface of the base material.
As is clear from the above reaction, the base material usable in the present invention is a base material having a hydroxyl group (—OH) on its surface, for example, A
1, hydrophilic metal such as glass, ceramics, paper, fiber, leather and other hydrophilic base materials. If the substance does not have a hydroxyl group on the surface, such as plastic, the surface may be hydrophilized in advance in a plasma atmosphere containing oxygen, for example, by treating with 100 W for 20 minutes or corona treatment. However, in the case of polyamide resin or polyurethane resin, imino group (-N
H) exists, and the hydrogen of this imino group (—NH) and the alkoxysilyl group (—SiOA) of the chemical adsorbent undergo a dehydration reaction to form a siloxane bond (—SiO—). do not need.

【0020】なお、本発明の表面処理剤は例えば下記の
ような用途に広く適用できる。 (a)基材の例;基材が金属、セラミックス、ガラス、
またはプラスチック、木材、石材からなる材料に適用で
きる。表面は塗料などで塗装されていても良い。 (b)刃物の例:包丁、鋏、ナイフ、カッター、彫刻
刀、剃刀、バリカン、鋸、カンナ、ノミ、錐、千枚通
し、バイト、ドリルの刃、ミキサーの刃、ジュ−サ−の
刃、製粉機の刃、芝刈り機の刃、パンチ、押切り、ホッ
チキスの刃、缶切りの刃、または手術用メス等。 (c)針の例:鍼術用の針、縫い針、ミシン針、畳針、
注射針、手術用針、安全ピン等。 (d)窯業製品の例:陶磁器製、ガラス製、セラミック
ス製またはほうろうを含む製品等。例えば衛生陶磁器
(例えば便器、洗面器、風呂等)、食器(例えば、茶
碗、皿、どんぶり、湯呑、コップ、瓶、コーヒー沸かし
容器、鍋、すり鉢、カップ等)、花器(水盤、植木鉢、
一輪差し等)、水槽(養殖用水槽、鑑賞用水槽等)、化
学実験器具(ビーカー、反応容器、試験管、フラスコ、
シャーレ、冷却管、撹拌棒、スターラー、乳鉢、バッ
ト、注射器)、瓦、タイル、ほうろう製食器、ほうろう
製洗面器、ほうろう製鍋。 (e)鏡の例:手鏡、姿見鏡、浴室用鏡、洗面所用鏡、
自動車用鏡(バックミラー、サイドミラー)、ハーフミ
ラー、ショーウィンドー用鏡、デパートの商品売り場の
鏡等。 (f)成形用部材の例:プレス成形用金型、注型成形用
金型、射出成形用金型、トランスファー成形用金型、真
空成形用金型、吹き込み成形用金型、押し出し成形用ダ
イ、インフレーション成形用口金、繊維紡糸用口金、カ
レンダー加工用ロールなど。 (g)装飾品の例:時計、宝石、真珠、サファイア、ル
ビー、エメラルド、ガーネット、キャッツアイ、ダイヤ
モンド、トパーズ、ブラッドストーン、アクアマリン、
サードニックス、トルコ石、瑪瑙、大理石、アメジス
ト、カメオ、オパール、水晶、ガラス、指輪、腕輪、ブ
ローチ、ネクタイピン、イヤリング、ネックレス、貴金
属装飾製品、白金、金、銀、銅、アルミ、チタン、錫ま
たはそれらの合金やステンレス製、メガネフレーム等。 (h)食品成形用型の例:ケーキ焼成用型、クッキー焼
成用型、パン焼成用型、チョコレート成形用型、ゼリー
成形用型、アイスクリーム成形用型、オーブン皿、製氷
皿等。 (i)調理器具の例:鍋、釜、やかん、ポット、フライ
パン、ホットプレート、焼き物調理用網、油切り、タコ
焼きプレート等。 (j)紙の例:グラビア紙、撥水撥油紙、ポスター紙、
高級パンフレット紙等 (k)樹脂の例:ポリプロピレン、ポリエチレン等のポ
リオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエス
テル、アラミド、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
ウレタン、ケイ素樹脂、ABS樹脂、メタクリル樹脂、
アクリル酸エステル樹脂、ポリアセタール、ポリフェン
レンオキサイド等 (l)家庭電化製品の例:テレビジョン、ラジオ、テー
プレコーダー、オーディオ、CD、冷凍関係機器の冷蔵
庫、冷凍庫、エアコン、ジューサー、ミキサー、扇風機
の羽根、照明器具、文字盤、パーマ用ドライヤー等。 (m)スポーツ用品の例:スキー、釣竿、棒高跳び用の
ポール、ボート、ヨット、ジェットスキー、サーフボー
ド、ゴルフボール、ボーリングのボール、釣糸、魚網、
釣り浮き等。 (n)乗り物部品に適用する例: (1) ABS樹脂:ランプカバー、インストルメントパネ
ル、内装部品、オートバイのプロテクター (2) セルロースプラスチック:自動車のマーク、ハンド
ル (3) FRP(繊維強化樹脂):外板バンパー、エンジン
カバー (4) フェノール樹脂:ブレーキ (5) ポリアセタール:ワイパーギヤ、ガスバルブ、キャ
ブレター部品 (6) ポリアミド:ラジエータファン (7) ポリアリレート:方向指示レンズ、計器板レンズ、
リレーハウジング (8) ポリブチレンテレフタレート:リヤエンド、フロン
トフェンダ (9) ポリアミノビスマレイミド:エンジン部品、ギヤボ
ックス、ホイール、サスペンジョンドライブシステム (10)メタクリル樹脂はランプカバーレンズ、計器板とカ
バー、センターマーク (11)ポリプロピレンはバンパー (12)ポリフェニレンオキシド:ラジエーターグリル、ホ
イールキャップ (13)ポリウレタン:バンパー、フェンダー、インストル
メントパネル、ファン (14)不飽和ポリエステル樹脂:ボディ、燃料タンク、ヒ
ーターハウジング、計器板 (o)事務用品の例:万年筆、ボールペン、シャ−プペ
ンシル、筆入れ、バインダー、机、椅子、本棚、ラッ
ク、電話台、物差し、製図用具等。 (p)建材の例:屋根材、外壁材、内装材。屋根材とし
て窯瓦、スレート瓦、トタン(亜鉛メッキ鉄板)など。
外壁材としては木材(加工木材を含む)、モルタル、コ
ンクリート、窯業系サイジング、金属系サイジング、レ
ンガ、石材、プラスチック材料、アルミ等の金属材料な
ど。内装材としては木材(加工木材を含む)、アルミ等
の金属材料、プラスチック材料、紙、繊維など。 (q)石材の例:花コウ岩、大理石、みかげ石等。たと
えば建築物、建築材、芸術品、置物、風呂、墓石、記念
碑、門柱、石垣、歩道の敷石など。 (r)楽器および音響機器の例:打楽器、弦楽器、鍵盤
楽器、木管楽器、金管楽器などの楽器、およびマイクロ
ホン、スピーカなどの音響機器等。具体的には、ドラ
ム、シンバル、バイオリン、チェロ、ギター、琴、ピア
ノ、フルート、クラリネット、尺八、ホルンなどの打楽
器、弦楽器、鍵盤楽器、木管楽器、金管楽器などの楽
器、およびマイクロホン、スピーカ、イヤホーンなどの
音響機器。 (s)その他、魔法瓶、真空系機器、電力送電用碍子ま
たはスパークプラグ等の撥水撥油防汚効果の高い高耐電
圧性絶縁碍子等。
The surface treatment agent of the present invention can be widely applied to the following uses, for example. (A) Example of base material; base material is metal, ceramics, glass,
Alternatively, it can be applied to materials made of plastic, wood and stone. The surface may be painted with paint or the like. (B) Examples of knives: kitchen knives, scissors, knives, cutters, chisels, razors, hair clippers, saws, planes, chisels, cones, awls, bites, drill blades, mixer blades, juicer blades, milling Machine blades, lawnmower blades, punches, push cutters, stapler blades, can opener blades, or surgical scalpels. (C) Examples of needles: needles for acupuncture, sewing needles, sewing needles, tatami needles,
Injection needle, surgical needle, safety pin, etc. (D) Examples of ceramic products: ceramic products, glass products, ceramic products, products containing enamel, and the like. For example, sanitary porcelain (for example, toilet bowl, wash basin, bath, etc.), tableware (for example, bowl, dish, bowl, cup, bottle, coffee kettle, pot, mortar, cup, etc.), vase (basin, flowerpot,
Aquarium, etc.), aquarium (aquaculture aquarium, appreciation aquarium, etc.), chemical laboratory equipment (beaker, reaction vessel, test tube, flask,
Petri dishes, cooling tubes, stirring rods, stirrers, mortars, vats, syringes), tiles, tiles, enamel dishes, enamel washbasins, enamel pots. (E) Examples of mirrors: hand mirror, figure mirror, bathroom mirror, toilet mirror,
Mirrors for automobiles (rearview mirrors, side mirrors), half mirrors, mirrors for show windows, and mirrors for department stores. (F) Examples of molding members: press molding die, cast molding die, injection molding die, transfer molding die, vacuum molding die, blow molding die, extrusion die. , Inflation molding die, fiber spinning die, calendering roll, etc. (G) Examples of ornaments: watches, jewels, pearls, sapphires, rubies, emeralds, garnets, cat's eyes, diamonds, topaz, bloodstone, aquamarine,
Sardonyx, turquoise, agate, marble, amethyst, cameo, opal, crystal, glass, ring, bracelet, brooch, tie pin, earring, necklace, precious metal decoration product, platinum, gold, silver, copper, aluminum, titanium, tin Or their alloys, stainless steel, eyeglass frames, etc. (H) Examples of molds for forming food: molds for baking cakes, molds for baking cookies, molds for baking, molds for chocolate molding, molds for jelly molding, molds for ice cream molding, oven dishes, ice trays, and the like. (I) Examples of cooking utensils: pots, kettles, kettles, pots, frying pans, hot plates, grills for cooking, oil drainers, octopus grilling plates, and the like. (J) Examples of paper: gravure paper, water and oil repellent paper, poster paper,
(K) Examples of resins: polyolefins such as polypropylene and polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride,
Polyamide, polyimide, polyamideimide, polyester, aramid, polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, phenolic resin, furan resin, urea resin, epoxy resin, polyurethane, silicon resin, ABS resin, methacrylic resin,
Acrylic ester resin, polyacetal, polyphenylene oxide, etc. (l) Examples of home appliances: televisions, radios, tape recorders, audio, CDs, refrigerators for refrigerators, freezers, air conditioners, juicers, mixers, fans , Lighting equipment, clock face, perm dryer, etc. (M) Examples of sporting goods: skis, fishing rods, poles for pole vaults, boats, yachts, jet skis, surfboards, golf balls, bowling balls, fishing lines, fish nets,
Fishing float. (N) Examples of application to vehicle parts: (1) ABS resin: lamp cover, instrument panel, interior parts, motorcycle protector (2) Cellulose plastic: car mark, handle (3) FRP (fiber reinforced resin): Outer panel bumper, engine cover (4) Phenol resin: brake (5) Polyacetal: wiper gear, gas valve, carburetor parts (6) Polyamide: radiator fan (7) Polyarylate: directional lens, instrument panel lens,
Relay housing (8) Polybutylene terephthalate: rear end, front fender (9) Polyaminobismaleimide: engine parts, gearbox, wheel, suspension drive system (10) Methacrylic resin is lamp cover lens, instrument panel and cover, center mark (11) ) Polypropylene is a bumper. (12) Polyphenylene oxide: radiator grill, wheel cap. (13) Polyurethane: bumper, fender, instrument panel, fan. (14) Unsaturated polyester resin: body, fuel tank, heater housing, instrument panel. (O) Examples of office supplies: fountain pens, ballpoint pens, sharp pencils, pencil cases, binders, desks, chairs, bookshelves, racks, telephone stands, measuring instruments, drafting tools, etc. (P) Examples of building materials: roof materials, outer wall materials, and interior materials. Roof materials include kiln tiles, slate tiles, and galvanized iron sheets.
Wood (including processed wood), mortar, concrete, ceramic sizing, metal sizing, bricks, stones, plastic materials, metal materials such as aluminum, etc. are used as outer wall materials. Interior materials include wood (including processed wood), metal materials such as aluminum, plastic materials, paper, and fibers. (Q) Examples of stone materials: granite, marble, granite and the like. For example, buildings, building materials, art objects, figurines, baths, tombstones, monuments, gateposts, stone walls, sidewalk paving stones, etc. (R) Examples of musical instruments and acoustic instruments: musical instruments such as percussion instruments, string instruments, keyboard instruments, woodwind instruments, brass instruments, and acoustic instruments such as microphones and speakers. Specifically, drums, cymbals, violins, cellos, guitars, kotos, pianos, flutes, clarinets, shakuhachi, horns and other percussion instruments, string instruments, keyboard instruments, woodwind instruments, brass instruments, and microphones, speakers, Sound equipment such as earphones. (S) Others, such as thermos bottles, vacuum equipment, insulators for electric power transmission or spark plugs, etc., which have high water-repellent, oil-repellent and antifouling effects and have a high withstand voltage.

【0021】[0021]

【実施例】以下、基材表面を分子レベルまで拡大した模
式断面図である図1を用いて実施例を説明する。なお以
下の実施例においては、とくに記載していない限り%は
重量%を意味する。
EXAMPLES Examples will be described below with reference to FIG. 1, which is a schematic sectional view in which the surface of a base material is enlarged to the molecular level. In the following examples,% means% by weight unless otherwise specified.

【0022】(実施例1) 表面処理剤の調製 n−パラフィン(bp.210℃) 20g イソプロピルアルコール 5g シリコーンオイル(信越化学工業KF−96、1000cps) 5g パラフィン系ワックスとして パラフィン(関東化学 mp94〜96℃) 20g ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン (CF3 (CF2 7 −(CH2 2 −Si(OCH3 3 ) 10g α−アルミナ(平均粒径1μm) 5g を三角フラスコに入れて混合し、100℃に加熱しなが
ら撹拌し懸濁液を得た。この液体を室温(25℃)まで
冷却した後、酸触媒として3%硫酸をホルマリン縮合樹
脂でマイクロカプセル化したもの10gを添加撹拌する
と、固形状のやわらかいワックス状の粘度約2500c
psの表面処理剤となった。なお、3%硫酸のマイクロ
カプセル化は、前述の出版物の方法に従った。このよう
にして得られた表面処理剤を用いて下記に示すような処
理を行ない撥水撥油性や耐久性を評価した。
(Example 1) Preparation of surface treatment agent n-paraffin (bp 210 ° C.) 20 g isopropyl alcohol 5 g Silicone oil (Shin-Etsu Chemical KF-96, 1000 cps) 5 g Paraffin as a paraffin wax (Kanto Kagaku mp94-96). ° C.) 20 g heptadecafluorodecyltrimethoxysilane (CF 3 (CF 2) 7 - (CH 2) 2 -Si (OCH 3) 3) 10g α- alumina (mixture put average particle size 1 [mu] m) 5 g in an Erlenmeyer flask Then, the suspension was obtained by stirring while heating to 100 ° C. After cooling this liquid to room temperature (25 ° C.), 10 g of 3% sulfuric acid microencapsulated with formalin condensation resin as an acid catalyst was added and stirred, and a solid soft waxy viscosity of about 2500 c
It became a ps surface treatment agent. The 3% sulfuric acid was microencapsulated according to the method described in the above publication. The surface treatment agent thus obtained was used to perform the following treatments to evaluate water and oil repellency and durability.

【0023】表面処理基材として、自動車の窓ガラス1
を用いた。このガラス1の表面には活性水素を含むOH
基2が多量に含まれている(図1(a))。そこで、前
記のように調製した表面処理剤をスポンジを用いてガラ
ス表面にこすり付けるように塗布する。その際、ガラス
表面は、研磨剤(α−アルミナ)でごく薄く研磨除去さ
れ清浄化される。さらにホルマリン縮合樹脂のカプセル
が破壊され硫酸とプタデカフルオロデシルトリメトキシ
シランが混合され清浄なガラス表面と接触する。その後
30〜40分放置するとするとn−パラフィンが蒸発し
て、白色の塗膜が形成された。このとき、塗膜と基材表
面の界面では、たとえシリコンオイルやパラフィンが存
在しても、ある確率で図1(b)に示したようにヘプタ
デカフルオロデシルトリメトキシシランのメトキシシリ
ル基3と基材表面のOH基2が硫酸の存在下で反応す
る。このとき、まず下記式(化2)のような脱アルコー
ル反応が進行してヘプタデカフルオロデシルトリシロー
ル分子が生成される。
As a surface-treated substrate, automobile window glass 1
Was used. On the surface of this glass 1, OH containing active hydrogen
The group 2 is contained in a large amount (FIG. 1 (a)). Therefore, the surface treatment agent prepared as described above is applied to the glass surface by rubbing with a sponge. At that time, the glass surface is polished and removed very thinly with an abrasive (α-alumina) to be cleaned. Further, the capsules of the formalin condensation resin are destroyed and sulfuric acid and putadecafluorodecyltrimethoxysilane are mixed and brought into contact with the clean glass surface. Then, when left for 30 to 40 minutes, n-paraffin was evaporated and a white coating film was formed. At this time, at the interface between the coating film and the surface of the substrate, even if silicone oil or paraffin is present, there is a certain probability that the methoxysilyl group 3 of heptadecafluorodecyltrimethoxysilane is changed as shown in FIG. 1 (b). The OH group 2 on the surface of the base material reacts in the presence of sulfuric acid. At this time, first, a dealcoholization reaction represented by the following formula (Formula 2) proceeds to produce a heptadecafluorodecyltrisilole molecule.

【0024】[0024]

【化2】 Embedded image

【0025】その後、さらに上述の反応で生成したシラ
ノール基と基材表面のOH基の基活性水素とが下記式
(化3)のような脱水反応をしてヘプタデカフルオロデ
シルトリシロール分子がSiO結合を介して基材表面に
化学吸着し、共有結合で固定される。
Thereafter, the silanol groups produced in the above reaction and the group-active hydrogen of the OH group on the surface of the substrate undergo a dehydration reaction as shown in the following formula (Formula 3), and the heptadecafluorodecyltrisilole molecule becomes SiO 2. It is chemically adsorbed to the surface of the base material through the bond and fixed by the covalent bond.

【0026】[0026]

【化3】 Embedded image

【0027】その後、余分の表面処理剤を雑巾でふきと
ると図1(c)に示したような多数のヘプタデカフルオ
ロデシルトリメトキシシラン分子がSiOのネットワー
ク結合を介して基材表面に共有結合で固定されたフロロ
カーボンポリマー膜(膜厚数nmの超薄膜)4が基材表
面に形成できた。
After that, when the excess surface treatment agent is wiped off with a rag, a large number of heptadecafluorodecyltrimethoxysilane molecules as shown in FIG. 1 (c) are covalently bonded to the surface of the substrate via the network bond of SiO. The fixed fluorocarbon polymer film (ultra-thin film having a film thickness of several nm) 4 could be formed on the surface of the substrate.

【0028】なお、この被膜は碁番目試験を行なっても
全く剥離することがなかった。撥水角度も115度あっ
た。さらに、濡れ布巾で5万回擦ったが撥水性はほとん
ど劣化しなかった。また、サラダ油をこすり付けてもテ
ィシュペーパーで拭う程度で容易に除去できた。評価結
果を表1に示す。
It should be noted that this coating did not peel at all even after the goth test. The water repellent angle was 115 degrees. Further, even though it was rubbed with a wet cloth 50,000 times, the water repellency was hardly deteriorated. Moreover, even if the salad oil was rubbed, it could be easily removed by wiping with tissue paper. Table 1 shows the evaluation results.

【0029】本実施例では、酸触媒をマイクロカプセル
化して添加することで、表面処理剤の自己反応を防ぎ保
存性を確保しているが、この表面処理剤の保存劣化は、
主として酸触媒中の水とアルコキシシラン界面活性剤の
酸触媒下での加水分解反応に起因しておこる。従って、
保存性を向上させるためには、処理剤中で酸触媒とアル
コキシシラン界面活性剤が混ざらなければ良い。すなわ
ち、少なくともアルコキシシラン界面活性剤または酸触
媒のどちらか一方、または両方をマイクロカプセル化し
て添加しておくことでいずれも同様の効果が発揮でき
た。従って、酸触媒のみをマイクロカプセル化すること
に限定される必要はない。さらに、この方法では、処理
時には少なくとも基材表面に酸触媒とアルコキシシラン
界面活性剤を混合して接触させる、すなわち基材表面で
アルコキシシラン界面活性剤と酸触媒とを反応させる必
要があるが、マイクロカプセル化しておくことで触媒と
界面活性剤が混ざらなくなってしまう。この問題は、マ
イクロカプセルを感圧型にしておきカプセルを破壊しな
がら基材表面に塗布することで解決できた。
In this embodiment, the acid catalyst is added in the form of microcapsules to prevent self-reaction of the surface treatment agent and ensure storage stability.
This occurs mainly due to the hydrolysis reaction of water in the acid catalyst and the alkoxysilane surfactant under the acid catalyst. Therefore,
In order to improve the storability, it is sufficient that the acid catalyst and the alkoxysilane surfactant are not mixed in the treatment agent. That is, at least one of the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst, or both of them were microencapsulated and added, and the same effect was exhibited. Therefore, it is not necessary to be limited to microencapsulating only the acid catalyst. Furthermore, in this method, at the time of treatment, it is necessary to mix at least the surface of the base material with the acid catalyst and the alkoxysilane surfactant to bring them into contact with each other, that is, it is necessary to react the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst on the surface of the base material. The microcapsules prevent the catalyst and surfactant from mixing. This problem could be solved by making the microcapsules pressure-sensitive and applying them to the surface of the substrate while destroying the capsules.

【0030】なお、酸触媒として塩酸や硝酸のような揮
発性酸を用いる場合には、揮発性の酸と反応する物質、
例えば炭酸カルシウムを5〜30%添加しておくことに
より余分な揮発性の酸はトラップされて酸臭はほとんど
発生しなかった。
When a volatile acid such as hydrochloric acid or nitric acid is used as the acid catalyst, a substance that reacts with the volatile acid,
For example, by adding calcium carbonate in an amount of 5 to 30%, an excessive volatile acid was trapped and almost no acid odor was generated.

【0031】次の実施例では、炭酸カルシウムを添加し
た場合を示す。 (実施例2)下記に示すような表面処理剤を調製し実施
例1と同様の評価を行なった。 n−パラフィン(bp.180℃) 20g ブチルアルコール 4g シリコーンオイル(信越化学工業KF−96、1000cps) 3g パラフィン(関東化学 mp86℃) 25g 炭酸カルシウム(平均粒径1μm) 15g を三角フラスコに入れて混合し、100℃に加熱しなが
ら撹拌し懸濁液を得た。この液体を室温まで冷却した
後、酸触媒として4%塩酸8gとヘプタデカフルオロデ
シルトリエトキシシラン(CF3(CF27 −(C
22 −Si(OC253)をホルマリン縮合樹脂で
マイクロカプセル化したもの10gを添加撹拌すると、
固形状のやわらかいワックス状の粘度約4500cps
の表面処理材となった。なお、ヘプタデカフルオロデシ
ルトリエトキシシランのカプセル化は、前述の出版物の
方法にしたがった。
The following example shows the case where calcium carbonate is added. (Example 2) The following surface treatment agent was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. n-paraffin (bp. 180 ° C.) 20 g butyl alcohol 4 g silicone oil (Shin-Etsu Chemical KF-96, 1000 cps) 3 g paraffin (Kanto Kagaku mp86 ° C.) 25 g calcium carbonate (average particle size 1 μm) 15 g in an Erlenmeyer flask and mixed. Then, the suspension was obtained by stirring while heating to 100 ° C. After the liquid was cooled to room temperature, 4% hydrochloric acid 8g and heptadecafluorodecyl triethoxysilane as an acid catalyst (CF 3 (CF 2) 7 - (C
H 2 ) 2- Si (OC 2 H 5 ) 3 ) was microencapsulated with formalin condensation resin, 10 g of which was added and stirred,
Solid soft waxy viscosity about 4500 cps
Became a surface treatment material. The encapsulation of heptadecafluorodecyltriethoxysilane followed the method of the above-mentioned publication.

【0032】この表面処理剤を用いて実施例1と同様の
評価を行った。やや流動性が高かったが、塗布後、20
〜30分の放置で白色の塗膜が形成された点を除き、実
施例1とほぼ同様の結果が得られた。評価結果を表1に
示す。なお、この処理剤を用いてガラスを処理した場合
は塩酸臭はほとんど感じられなかった。
Using this surface treating agent, the same evaluation as in Example 1 was carried out. It had a slightly high fluidity, but after application it was 20
The same result as in Example 1 was obtained except that a white coating film was formed after standing for about 30 minutes. Table 1 shows the evaluation results. When the glass was treated with this treating agent, almost no odor of hydrochloric acid was felt.

【0033】(実施例3)実施例1のヘプタデカフルオ
ロデシルトリメトキシシランをトリデカフルオロオクチ
ルトリエトキシシラン(CF3 (CF2 5 (CH2
2 −Si(OC253 )に変えて、実施例1と同様に
実験をした。評価結果を表1に示す。なお、この処理剤
を用いてガラスを処理した場合も塩酸臭はほとんど感じ
られなかった。
Example 3 The heptadecafluorodecyltrimethoxysilane of Example 1 was converted into tridecafluorooctyltriethoxysilane (CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ).
2- Si (OC 2 H 5 ) 3 ) was used, and the same experiment as in Example 1 was performed. Table 1 shows the evaluation results. Even when glass was treated with this treating agent, almost no odor of hydrochloric acid was felt.

【0034】(実施例4)実施例2の窓ガラスをバック
ミラーに代えて、炭酸カルシウムを除いた他は同様の条
件で実験をした。結果を表1に示す。なお、この処理剤
を用いてバックミラーを処理した場合は多少塩酸臭が感
じられた。
Example 4 An experiment was conducted under the same conditions except that the window glass of Example 2 was replaced with a rearview mirror and calcium carbonate was removed. The results are shown in Table 1. When the rearview mirror was treated with this treating agent, a slight smell of hydrochloric acid was felt.

【0035】(実施例5)実施例4のミラーを塗装され
た自動車のボンネットに代え、炭酸カルシウムの代わり
に活性アルミナを15g添加した他は同様の条件で実験
をした。結果を第1表に示す。なお、この処理剤を用い
てボンネットを処理した場合にも多少塩酸臭が感じられ
た。
Example 5 An experiment was carried out under the same conditions except that the mirror of Example 4 was replaced with the hood of a painted automobile, and 15 g of activated alumina was added instead of calcium carbonate. The results are shown in Table 1. When the bonnet was treated with this treating agent, the smell of hydrochloric acid was slightly felt.

【0036】(実施例6)実施例2の窓ガラスをウレタ
ンバンパーに代えて、実施例2と同様に実験をした。結
果を表1に示す。
Example 6 An experiment was conducted in the same manner as in Example 2 except that the window glass of Example 2 was replaced with a urethane bumper. The results are shown in Table 1.

【0037】(実施例7)実施例1のアルファアルミナ
をシリカ(平均粒径5μm)に代えて、実施例1と同様
に実験をした。結果を表1に示す。
Example 7 An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that silica (average particle size: 5 μm) was used in place of the alpha alumina of Example 1. The results are shown in Table 1.

【0038】(実施例8)実施例1のn−パラフィンの
量を40gとして、実施例1と同様に実験をした。得ら
れた処理液は、約3000〜4000cpsの液状のワ
ックスとなった。処理結果を表1に示す。
Example 8 An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the amount of n-paraffin in Example 1 was 40 g. The obtained treatment liquid became a liquid wax having a viscosity of about 3000 to 4000 cps. Table 1 shows the processing results.

【0039】(比較例1)実施例1のマイクロカプセル
化された硫酸を除き、実施例1と同様に実験をした。処
理結果を表1に示す。なお、本比較例のようにアルコキ
シシラン系の物質のみを用いた場合には、形成された被
膜の耐久性もほとんど無かった。
Comparative Example 1 An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the microcapsulated sulfuric acid of Example 1 was omitted. Table 1 shows the processing results. When only the alkoxysilane-based substance was used as in this comparative example, the durability of the formed coating was almost nonexistent.

【0040】(比較例2)実施例2のマイクロカプセル
化された塩酸を除き、実施例2と同様に実験をした。処
理結果を表1に示す。この場合、塩酸臭はなかったが、
比較例1と同様、形成された被膜の耐久性もほとんど無
かった。
Comparative Example 2 An experiment was conducted in the same manner as in Example 2 except that the microencapsulated hydrochloric acid of Example 2 was omitted. Table 1 shows the processing results. In this case, there was no smell of hydrochloric acid,
Similar to Comparative Example 1, the formed film had almost no durability.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1から明らかなように、本発明の表面処
理剤で処理したものでは、表面を水を含んだ布で繰り返
し擦って洗浄した後でも、撥水・撥油性を保持していた
が、比較例1、2では撥水・撥油性がやや悪く、耐久テ
スト後はほとんどなくなっていた。
As is clear from Table 1, the surface treatment agent of the present invention retained its water and oil repellency even after the surface was repeatedly rubbed with a cloth containing water and washed. In Comparative Examples 1 and 2, the water repellency and oil repellency were rather poor, and almost disappeared after the durability test.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理
剤によれば、基材表面の活性水素を利用してポリマー膜
を形成するため、プラスチック、セラミックス、ガラ
ス、その他各種材料にも、効率よく保護膜を形成でき
る。なおこのとき、アルコキシシラン界面活性剤または
酸触媒のどちらか一方が、または両方がマイクロカプセ
ル化されて添加されているため、そのまま添加した場合
に比べてポットライフを4倍程長期化できる。さらに、
揮発性の酸を用いる場合には、酸と反応する物質を添加
しておくことにより、揮発性の酸による匂いをかなりト
ラップすることができる。
As described above, according to the surface treating agent of the present invention, the active hydrogen on the surface of the substrate is used to form the polymer film, so that it can be applied to various materials such as plastics, ceramics, glass, etc. The protective film can be formed efficiently. At this time, since either one or both of the alkoxysilane surfactant and the acid catalyst are added in a microencapsulated form, the pot life can be extended by about four times as long as when added as it is. further,
When a volatile acid is used, by adding a substance that reacts with the acid, the odor of the volatile acid can be considerably trapped.

【0044】本発明の表面処理剤の使用方法は、エレク
トロニクス製品や電化製品、自動車、産業機器、鏡、眼
鏡レンズ等の耐熱性、耐候性、耐摩耗性の撥水撥油性防
汚保護膜を必要とする機器に適用できる。
The method of using the surface treatment agent of the present invention is to provide a water-repellent, oil-repellent, and anti-fouling protective film for electronic products, electric appliances, automobiles, industrial equipment, mirrors, spectacle lenses, etc., which has heat resistance, weather resistance, and abrasion resistance. Applicable to required equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例1の基材表面を分子レベルま
で拡大した模式断面図であり、(a)は表面処理剤を塗
布する前の基材表面、(b)は表面処理剤を塗布した直
後の基材表面、(c)はさらに反応が進み化学吸着膜が
形成された基材表面を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in which a substrate surface of Example 1 of the present invention is enlarged to a molecular level, (a) shows a substrate surface before applying a surface treatment agent, and (b) shows a surface treatment agent. The surface of the base material immediately after coating, (c) shows the surface of the base material on which the reaction has further proceeded and the chemical adsorption film is formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基材 2 OH基 3 塗膜と基材の界面 4 フロロカーボンポリマー膜 1 substrate 2 OH group 3 interface between coating film and substrate 4 fluorocarbon polymer film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルコキシシラン界面活性剤、酸触媒、
液状または固形状媒体を含有し、かつアルコキシシラン
界面活性剤及び酸触媒から選ばれる少なくとも一つがマ
イクロカプセル化されて添加されている表面処理剤。
1. An alkoxysilane surfactant, an acid catalyst,
A surface treatment agent containing a liquid or solid medium, to which at least one selected from an alkoxysilane surfactant and an acid catalyst is added by being microencapsulated.
【請求項2】 研磨剤を含む請求項1に記載の表面処理
剤。
2. The surface treatment agent according to claim 1, which contains an abrasive.
【請求項3】 液状媒体の粘度が25℃において100
0cps以上である請求項1又は2に記載の表面処理
剤。
3. The viscosity of the liquid medium at 25 ° C. is 100.
The surface treatment agent according to claim 1 or 2, which has a viscosity of 0 cps or more.
【請求項4】 液状または固形状媒体が、沸点が200
℃以上の媒体と沸点が100〜200℃の媒体の混合物
である請求項1、2または3に記載の表面処理剤。
4. The liquid or solid medium has a boiling point of 200.
The surface treatment agent according to claim 1, 2 or 3, which is a mixture of a medium having a temperature of not less than 0 ° C and a medium having a boiling point of 100 to 200 ° C.
【請求項5】 アルコキシシラン界面活性剤がフッ化炭
素基を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面
処理剤。
5. The surface treatment agent according to claim 1, wherein the alkoxysilane surfactant has a fluorocarbon group.
【請求項6】 アルコキシシラン界面活性剤が、CF3
−(CF2 n −(R)m −SiXp (OA)3-p (n
は0または整数、Rはアルキニル基、ビニレン基、エチ
ニレン基、アリーレン基、シリコン若しくは酸素原子を
含む分子鎖、mは0又は1の整数、XはH原子、アルキ
ル基、アルコキシル基、含フッ素アルキル基又は含フッ
素アルコキシ基の置換基、Aはアルキル基、pは0、1
または2の整数)を用いる請求項1〜5のいずれか1項
に記載の表面処理剤。
6. The alkoxysilane surfactant is CF 3
- (CF 2) n - ( R) m -SiX p (OA) 3-p (n
Is 0 or an integer, R is an alkynyl group, a vinylene group, an ethynylene group, an arylene group, a molecular chain containing a silicon or oxygen atom, m is an integer of 0 or 1, X is an H atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a fluorine-containing alkyl group. Group or a substituent of a fluorine-containing alkoxy group, A is an alkyl group, p is 0, 1
Or the integer of 2) is used, The surface treatment agent of any one of Claims 1-5.
【請求項7】 研磨剤がアルミナ、炭化珪素、炭化ホウ
素、酸化クロム、酸化鉄、人造ダイヤ及びシリカ微粒子
から選ばれる少なくとも1つであり、かつ前記研磨材が
平均粒径10μm以下の粒子である請求項2〜6のいず
れか1項に記載の表面処理剤。
7. The abrasive is at least one selected from alumina, silicon carbide, boron carbide, chromium oxide, iron oxide, artificial diamond and silica fine particles, and the abrasive is particles having an average particle size of 10 μm or less. The surface treatment agent according to any one of claims 2 to 6.
【請求項8】 炭酸カルシウムが添加されてなる請求項
1〜7のいずれか1項に記載の表面処理剤。
8. The surface treatment agent according to claim 1, wherein calcium carbonate is added.
【請求項9】 あらかじめ基材表面をよく洗浄した後、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の表面処理剤のマイ
クロカプセルを破壊しながら前記基材表面に表面処理剤
を塗布し、基材表面と前記表面処理剤のアルコキシシラ
ン界面活性剤及び酸触媒とを反応させたのち、余分な表
面処理剤を除去する表面処理剤の使用方法。
9. After thoroughly cleaning the surface of the base material in advance,
The surface treatment agent is applied to the surface of the base material while destroying the microcapsules of the surface treatment agent according to any one of claims 1 to 8, and the surface of the base material and the alkoxysilane surfactant of the surface treatment agent and A method for using a surface treatment agent, which comprises removing an excess surface treatment agent after reacting with an acid catalyst.
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