JPS6118901A - 低反射加工剤 - 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】

本発明はガラスまたは透明プラスチックなどの透明基体
の表面に処理することによって、該基体の表面反射を低
下せしめるのに有用な低反射加工剤に関するものである
。 建築物や車輌の窓、ドアー、ショーウィンド。 ショーケース、光学レンズ、眼鏡レンズ、サングラスな
どはガラスあるいは透明プラスチックなどの透明材料の
使用が不可欠である。しかＬながら、かかる透明材料の
表面は太陽光、照明光の反射によるギラツキや眩しさ、
あるいは周囲の景観が映ることにより、材料に特有な透
明性や透視性が損なわれるという欠点がある。また、太
陽光の利用などにおいて、例えば太陽熱温水器は集熱効
率を向上せしめるために集熱部に用いる透明材料の反射
損失を除去、ま友は低減化させ、大量のエネルギーを通
過させることが必要である。 従来から、ガラスや透明グラスチックなどの透明基体の
表面の反射防止は光学部品ケ中心に開発が進められてき
ている。例えば、ガラス表面の可視光の反射防止にはＭ
ｇＦ２．水晶石などからなる単層膜が、また赤外用には
Ｓｉｎ、　０ｅ０２゜ＺｎＳなどからなる単層膜、Ｓｉ
Ｏ−ＭｇＦ、　、　　三硫化ひ累ガラスーＷＯ２−氷晶
石などからなる複層膜が、更に紫外用には５ｔｏ２．　
ＬｉＩＰなどからなる単層膜が反射防止膜として真空蒸
着法あるいはスパッタリング法によって形成され、光学
レンズ、メガネレンズ、フィルターなどに実用化されて
いる。最近は、それら反射防止膜の形成方法は板ガラス
において熱線反射ガラスにも応用されている。 一方、ガラスや透明プラスチックなどの透明基体の表面
に、高分子物質からなる低反射処理剤全塗布、吹付け、
あるいは処理剤中に浸漬することにより低反射性の塗膜
を形成するための低反射処理剤あるいは処理方法が提案
されている０ しかしながら、前記の真空蒸着法あるいはスパッタリン
グ法は装置の機構上及びコスト面から適応物品は比較的
小型の精密光学部品に限定され、また連続的生産には適
してはいない。低反射処理剤の塗膜を塗布、吹付け、あ
るいは浸漬などの方法によって形成する方法においては
透明基材と低反射処理剤との接着力が弱く、形成された
低反射塗膜の耐久性に問題があり、例えば形成された低
反射塗膜は汚染でれ易く、汚染に対する洗浄作業などに
よって損Ｗｊヲ受け、容易に剥離するなど硬度や耐久性
に欠点がある。 本発明者は、上記の如き問題点の認識に基づいて、ガラ
スや透明プラスチックなどの透明基体の透明性、透視性
を損なうことなく、該基体の表面上に塗布、吹付け、あ
るいは深漬などの既知の方法によって該基体の表面を低
反射性とし、且つその性能が長期にわたって持続し７得
る耐久性の良好な低反射加工剤を提供すべく種々研究、
検討を行なった。 従来より、ポリフルオロ基含有化合物はフッ素原子の分
極率が小さく、従って屈折率も低く、例えばｏｓＦ＋ｓ
の屈折率は１．２７１（２５℃、以下同じ）、（０４Ｆ
’９　）ｓ　Ｎけ１．２９０、（ＯＦ！＝　ＯＦ、１０
１ｒ３００１Ｆ＝＝　ＯＦ’ｔ　）　　の重合体は１．
３３０であり、ガラスや透明プラスチックなどの透明基
体の表面にかかる化合物の塗膜全形成せしめることによ
り低反射性を付与し得ることは知られている。 而；５、て、ポリフルオロ基含有化合物において、透明
基体との接着性はポリフルオロ基含有シラン化合物が優
れており、例えばＲｆ０２Ｈ４財ｘ３（但り、、Ｒｆは
ポリフルオロアルキル基、Ｘは０１゜アルコキシ基）Ｖ
ｉ低反射性と接着性を備えた低反射加工剤の成分として
有用である。しかしながら、透明基体の表面に形成され
た低反射加工剤の塗膜硬度は低いものであるため、その
塗膜硬度？高めた低反射加工剤が、本発明と同一出願人
によって特開昭５８−１６７４４８号公報、特開昭５８
−２１１７０１号公報、特開昭５９−２６９４４号公報
に開示されている。一方、塗膜硬度の筒いポリフルオロ
基含有シラン化合物として、例えばＸ＠　８１０１Ｈ４
０ｎｙ！ｎｏ、　Ｈ４８１Ｘ３　（但し、又は前記と同
じ、ｎは１〜２０の整数）なるポリフルオロアルキレン
基含有ビスシラン化合物が注目されている。しかしなが
らフッ素含有率に比し、屈折率は高く、単独化合物を低
反射加工剤として透明基体の表面に処理しても低反射性
は劣っていて、低反射加工剤の成分としては適当ではな
い。そこで、本発明者は、低反射性を有しＮ　ｔ／かも
透明基体への接着性及び硬度の高い低反射塗膜を形成し
得る低反射加工剤の成分として、ポリフルオロアルキレ
ン基含有ビスシラン化合物の低反射加工剤への適応性に
ついて検討を行なった。その結果、ポリフルオロアルキ
レン基含有ビスシラン化合物において、フルオロアルキ
ル鎖を構造中に特定分岐せしめることにより、フルオロ
アルキル鎖の有する低表面エネルギー性が向上せしめら
れ、従って低屈折率、高硬度の塗膜を形成できる低反射
加工剤となし得るという知見を得て本発明を完成するに
至ったものである。 本発明は、透明基体の表面に処理する低反射加工剤にお
いて、下記一般式 ｘｓ　８３．　　　Ｒｆ　−ｓｌｘｍ ＩＩ （但し、Ｘは０１．　ＯＲ’Ｉ　ＯＯＲ’、　ｎ、Ｊｄ
少なくとも１個のａｎＦ’ｔｎ＋＋　分岐を構成中に有
するポリフルオロアルキレン基で、＋ａＨ鵞ｙ　。 −ｏ−、−ｓ−などを含有してもよく、Ｒ１＃ｉ低級ア
ルキル基、ｍは１〜６の整数、ｎは１〜３の整数ｔ−表
わす。） で示されるポリフルオロアルキレン基含有ビスシラン化
合物または組合物、あるいは該化合物と他のシラン化合
物との共縮合物よりなることを特徴とする低反射加工剤
を提供するものである。 本発明における一般式ｘ３ｓｉ−Ｒｆ−８ｉＸｓ　（但
し、Ｘ、　Ｒｆは前記と同じ）で示されるポリフルオロ
アルキレン基含有ビスシラン化合物はＲｆ中に少なくと
も１個のＯｎ’？ＱＱ＋１のフルオロアルキル基を分岐
として有するものである　かかる化合物の代表例を示す
と などのポリフルオロアルキレン基含有トリクロルビスシ
ラン化合物、 ＯＦＳ　　　０Ｆ３ ０、Ｆ、　　０２　Ｆ。 などのポリフルオロアルキレン基含有トリメトキシシラ
ン化合物、 などのポリフルオロアルキレン基含有トリエトキシビス
シラン化合物などが挙げられる。 本発明において、上記ポリフルオロアルキレン基含有ビ
スシラン化合物は、接着性を改良する目的で他のシラン
化合物との共縮合物であってもよい。かかる共縮合に好
適なシラン化合物は、屈折率を高めないものであるのが
好ましく、それらを例示すると ０Ｈ３８１（００）Ｉｓ）ｓ　、　Ｃ）−８１，（ＯＯ
Ｈ３）３　、　（ＯＨ，０）３ＳｉＯ６Ｈ，，５ｉ（Ｏ
ＯＨ３）３゜Ｈ８１０１３、０Ｈ３ＥＩｉ０１３　　な
どに代表されるトリメトキシシランまたはトリクロロシ
ラン化合物、あるいは、”（”Ｈｍ）４　＋　　８１（
ＯＯ１Ｈ６）４　＊　ＥＩｉＯ１４などに代表されるテ
トラアルコキシシラン、テトラクロルシラン１０げるこ
とができる。共縮合体としての配合割合は、低反射加工
剤として形成される塗膜の屈折率と接着性との関係にお
いて適宜選択される。 前記、ポリフルオロアルキレン基含有ジシ２トン、アル
コール？Ａ溶液中、触媒として酢酸の存在下に行なわれ
、酢酸は１係水溶液が用いられる。 本発明の低反射加工剤の使用形態は有機溶媒、例えばア
セトン、アルコール類によって希釈された形態がとられ
る。透明基体への処理方法は特に限定されること表く、
通常のはけ塗り、ロール塗り、吹付は及び浸漬法女どに
よって塗布される。塗膜の厚さは１μ以下、好壕しくに
０．２μ〜０．０５μであって、１μ以上であると低反
射効果は低下する傾向が認められる。かかる膜厚は、例
えば有機溶媒による希釈条件と塗布時の浸漬後における
引上速度によって決定される。塗布後は１００℃〜２０
０℃、好ましくは１２０℃〜１５０℃の温度に３０分〜
１８０分、好ましくは４５分〜１２０分間保持して硬化
せしめる。 本発明の低反射加工剤はガラスや透明プラスチックなど
の透明基体上に直接処理することによって実用に耐える
接着性を有するが、透明基体の種類によって接着性が劣
ったり、あるいは更に接着を強固なものとするために、
透明基体上にあらかじめブライマーによって形成された
塗膜上へ処理することもできる。かかるプライマーとし
ては、例えば ＯＨ３ ０Ｈ２＝００００（ＯＨ２）３Ｓｉ（ＯＯＨ３）３．　
　Ｈ８（ＯＨ２）３ＥＩｉ（ＯＯＨ３）３゜Ｎ００（Ｏ
Ｈｚ）３日１．（００２Ｈ５）３　　、　　　Ｏ’１（
ＯＨ２）３Ｅｌｉ（ＯＯＩ（３’１３　　＋０Ｈ２＝Ｏ
Ｈ（）ＯＨ２ＮＨ（０１（２）、ＮＨ（ＯＨ２）３Ｓｉ
（ＯＯＨ，）３゜０て）　”ｈＯＨ２Ｓｊ　（ＯＣＨｓ
　）ａ　＋　　ＣＨ３５ｉ　（ＯＯＨ３）ｓ　。 などのシランカップリング剤の縮合物または二種以上の
共縮合物が用いられる。かかるシランカップリング剤の
縮合物または共縮合物の屈折率は１．４７〜１．６０で
あって、ガラスや透明プラスチックのそれと同程度かや
＼高いものである。また、ブライマーには無機酸化物、
有機樹脂が含有されていてもよい。 プライマー・は有機溶媒、例えはアセトン。 テトラヒドロフラン、低級アルコールなどに溶解し、５
〜５０重童チ、好ましくは１５〜４０重ｔチ溶液とした
ものを透明基体上に塗布し、室温あるいは必要に応じて
１００℃程度の温度で１０分〜１時間乾燥して、架橋が
部分的に進行した状態時に、本発明の低反射加工剤を処
理するのが好ましい。ブライマーの膜厚は少なくとも０
．１μ、好ましくは０．５μ〜３μであり、Ａｔいほど
上層に形成される低反射加工剤の塗膜は硬度が向上する
が、光の透過性、透明性などへの影響あるいは作業性か
ら、必要以上に厚くすることは好ましくない。 本発明の低反射加工剤によって処理され、塗膜が形成さ
れた透明基体の可視光における反射率は０．８〜１．５
チであり、通常のソーダ石灰ガラスの反射率４．２％、
メタアクリル樹脂の反射率３．９％、ポリカーボネート
の反射率４．８％であることから優れた効果が認められ
る。更に形成された塗膜の硬度は鉛筆硬度Ｈ〜５Ｈであ
り、ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物の縮合物
からなる塗膜の鉛筆硬度がＢであることからも効果が認
められる。 本発明の低反射加工剤はガラスはもとより透明プラスチ
ック、例えばポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート、ポリジエチレングリコールビス
アリルカーボネート、ポリスチレン、不飽和ポリエステ
ルなどに好適に使用され、処理物品の用途は特に限定さ
れることなく、建築物の窓、ドアー、ショーウィンド、
ショーケース、車輌の窓・風防、光学レンズ、メガネレ
ンズ、安全メガネ、フィルター。 テレビジョン・ディスプレイ前面防眩１時計ガラス、太
陽光集光部材、その他のガラスあるいは透明プラスチッ
ク製品に用いることができる。 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお
、実施例において、低反射加工剤によって形成された塗
膜の評価方法は次の通りである。 反射率測定：自記分光光度針正反射光測足付属装置（日
立製作新製：３２３型）を使用し波長４００　＄７〜７
００ｎμの入射角５°における平均反射率を測定。 膜厚測定＝　１タリステツプ’　（Ｒａｎｋ　Ｔａｙｌ
ｏｒ　Ｈｏｂｓｏｎ社製）を使用し針圧測定より求める
。 鉛筆硬度：鉛縁引かき試験機（、ｒ工ｓ−ｘ　５４０１
　）を使用。 合成例】。 ０Ｈ２−ＣＩＨＯ１１２０（ＯＨ２）ｓｓｉ（００ｚＨ
ｓ）ｓ　　１３９Ｆ＋　０．１Ｎ　−ゝ。′ ＨＯ１２７Ｆを攪拌機を装着した内容積５００ｔｘｌの
四つロフラスコに入れ、室温で４８時間反応させた後、
シリカゾルのメタノール３０％溶液１５０　ｔ、メタノ
ール５１ｆに加えて、粘度ａ、　５　ｏｐのシランカッ
プリング剤の縮合物からなるプライマーを調製し、た。 合成例２ ０Ｈ，−０ＨＯＨ，０（ＯＨ鵞）ｓｓｉ（ＯＯ２Ｈｓ）
ｓ　　８３．４　ｔ　。 ゞ。′ Ｈ２Ｎ（ＯＨ２）２　ＮＨ（ＯＨ２）３　Ｓｉ（ＯＯＨ
３）ｍ　６６．６りを温度針。 攪拌機、冷却管を装着し念内容積５００ｄの四つロフラ
スコに入れ、８０℃で２時間反応させり後、室温に冷却
し、イソプロピルアルコール１７　Ｏｆｆ加えて、粘度
１７　ｃｐのシランカップリング剤の共縮合物からなる
プライマーを調製した。 実施例１ ポリフルオロアルキレン基含有ビスシラン化合物として
下記式〔Ａ〕 （ＯＨ３０）ｍｓ１０２Ｈ４０Ｆ（０７＝）ｓＯＦ０２
Ｈ４Ｓｉ（００Ｈａ）３［ＡｌＩ３ ０Ｆ３Ｃ！Ｆ３ 全２．９部（重量部、以下同じ）、ｔ−ブタノール９６
．７部及び１％酢酸水溶液Ｏ６４部を室温で１２時間攪
拌して反応せしめた後、ｆ過して低反射加工剤を調製し
た。別に、洗剤で洗浄し、水洗後乾燥したガラス板（ソ
ーダ石灰ガラス）及びポリジエチレングリコールビスア
リルカーボネート＠（以下、カーボネート板と称する）
、いずれも５　ｔｍ　×５　ｔｍ角、を用意し、あらか
じめ調製し、た上記低反射加工剤液中に浸漬し、６ｃｍ
１分の速度で引上げた後、１２０℃の温度にて１時間熱
処理して、塗膜を形成せしめた。形成された塗膜の厚さ
はいずれも０．１μであった。塗膜の鉛筆硬度及び反射
率は 鉛筆硬度　反射率（係） ガラス板　　　　　■１．２ ガーポネート板　　　　■１，０ であった。 実施例２ 合成例１にて調製したプライマー中に実施例１と同様の
ガラス板及びカーボネート板を浸漬し、９ｃ≠ 燥してプライマー塗膜を形成せしめた後、実施例１と同
様の低反射加工剤を処理して塗膜を形成させた。形成さ
れた塗膜全体の厚さは、ガラス板、カーボネート板とも
に２１μであった。 物性値の測定結果を第１表に示した。 実施例３ 合成例２にて調製したプライマー中に実施例１と同様の
ガラス板及びカーボネート板を浸漬し、９ｍ／分の速度
で引上げ、室温で１時間乾燥してプライマー塗膜を形成
せしめた後、実施例１と同様の低反射加工剤を処理して
塗膜を形成させた。ガラス板及びカーボネート板に形成
された塗膜の厚さはいずれも２．１μであった。 物性値の測定結果を第１表に示した。 第　　１　　表 実施例４〜５ 実施例１の低反射加工剤において、ポリフルオロアルキ
レン基含有ビスシラン化合物を下記式〔Ｂ〕及び

〔０〕 に代えた他は実施例１と同様に調製した。別に、実施例
２と同様の方法によってプライマー塗膜の形成されたガ
ラス板及びカーボネート板を用意し、上記のあらかじめ
調製された低反射加工剤液中に浸漬し、１５ｍ／分の速
度で引上げた後、１２０℃の温度にて１時間熱処理して
、塗膜を形成させた。ガラス板及びカーボネート板に形
成された塗膜全体の厚さはいずれも２１μであった。物
性値の測定結果を第２表に示した。 第　　２　　表 実施例６〜８ 実施例１の低反射加工剤において、ポリフルオロアルキ
レン基含有ビスシラン化合物を前記式（Ａ〕とし、第３
表に示す他のシラン化合物と実施例１と同様の方法で共
縮合せしめて低反射加工剤を調製した。別に実施例２と
同様の方法によってプライマー塗膜の形成されたガラス
板及びカーボネート板を用意し、上記のあらかじめ調製
された低反射加工剤液中に浸漬し、１５釧／分の速度で
引上げた後、１２０℃の温度にて１時間熱処理して塗膜
を形成させた。ガラス板及びカーボネート板に形成され
た塗膜全体の厚さはいずれも２．１μであった。物性値
の測定結果を第３我に示した。 比較例１〜３ 実施例１の低反射加工剤において、ポリフルオロアルキ
レン基含有ビスシラン化合物を第４表に示すポリフルオ
ロアルキレン基含有シラン化合物に代えて、実施例１と
同様に調製した。 次に、実施例１と同様にガラス板及びカーボネ−ト板を
調製された液中に浸漬し、実施例１と同様に処理して塗
膜を形成せしめた。形成された塗膜の厚さはいずれも０
．１μであった。塗膜の物性値を第４衆に示したが塗膜
が硬いと反射率が高くなり、一方、反射率が低いと塗膜
が弱く、実施例１〜８における如く、両物性値を満足し
ていない。なお比較例３のカーボネート板の硬度はカー
ボネート板の表面硬度を示している０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透明基体の表面に処理する低反射加工剤において、下記
   一般式 Ｘ＿３Ｓｉ−Ｒｆ−ＳｉＸ＿３ （但しＸはＣｌ、ＯＲ＾１、▲数式、化学式、表等があ
   ります▼、Ｒ＿ｆは少なくとも１個のＣｎＦ＿２ｎ＿＋
   ＿１分岐を構造中に有するポリフルオロアルキレン基で
   、−（ＣＨ＿２）−＿ｍ、−Ｏ−、−Ｓ−などを含有し
   てもよく、Ｒ＾１は低級アルキル基、ｍは１〜６の整数
   、ｎは１〜３の整数を表わす。） で示されるポリフルオロアルキレン基含有ビスシラン化
   合物または縮合物、あるいは該化合物と他のシラン化合
   物との共縮合物よりなることを特徴とする低反射加工剤
   。