JP4682213B2 - エアゾール用撥水処理組成物及びエアゾール型撥水処理剤 - Google Patents
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Description
中でも、微粒子をガラス面等に施与することによって、水滴の接触面積を減らし、撥水性を付与する方法が種々開発されており、例えば、特許文献1のような撥水塗料等がある。
微粒子による撥水性の均一な付与には、微粒子を、施与面にできるだけ均一に積層することが必要だからである。
平均粒子径が10nm以下の微粒子,反応性シリコーン,溶媒を含有することを特徴とする、エアゾール用撥水処理組成物。
更に酸を含むことを特徴とする、第一の発明記載のエアゾール用撥水処理組成物。
更にカップリング剤を含むことを特徴とする、第一の発明又は第二の発明記載のエアゾール用撥水処理組成物。
微粒子の含有量が、エアゾール用撥水処理組成物の総量を100として、0.01〜20質量%であることを特徴とする、第一の発明乃至第三の発明のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物。
反応性シリコーンの含有量が、エアゾール用撥水処理組成物の総量を100として、0.001〜20質量%であることを特徴とする、第一の発明乃至第四の発明のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物。
第一の発明乃至第五の発明のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物と、エアゾール容器を構成要素として含むことを特徴とする、エアゾール型撥水処理剤。
エアゾール容器の噴出口の口径が、0.1〜5mmであることを特徴とする、第六の発明に記載のエアゾール型撥水処理剤。
噴射時の撥水処理組成物の拡散角度が、5〜20度であることを特徴とする、第六の発明又は第七の発明に記載のエアゾール型撥水処理剤。
本発明のエアゾール用撥水処理組成物は、平均粒子径が10nm以下の微粒子,反応性シリコーン,溶媒を含有するものである。
以下、各成分について、詳述する。
本発明に用いられる平均粒子径が10nm以下の微粒子としては、有機,無機いずれでも使用可能であるが、使用後の変性が少ない,環境への影響が少ない,安価に入手し易い等の理由で、無機粒子が好ましい。
疎水化処理方法としては、各種の公知の方法が挙げられるが、例えば、湿式シリカ(無水シリカ)の場合、親水性のシリカ(表面にOH基を有するシリカ)を、シランまたはシロキサン等で化学的に処理する方法が挙げられる。
アエロジル(登録商標)R812,アエロジル(登録商標)R812S,アエロジル(登録商標)R8200,アエロジル(登録商標)NAX50,アエロジル(登録商標)NX90,アエロジル(登録商標)RX200,アエロジル(登録商標)RX300,アエロジル(登録商標)RX50等
アエロジル(登録商標)R976,アエロジル(登録商標)R976S,アエロジル(登録商標)R974,アエロジル(登録商標)R972等
アエロジル(登録商標)R202,アエロジル(登録商標)NY50,アエロジル(登録商標)RY200,アエロジル(登録商標)RY200S,アエロジル(登録商標)RY300,アエロジル(登録商標)RY50等
シリカ表面の水酸基と、ポリジメチルシロキサンの両末端とを化学結合させることによって、シリカをほぼ完全に疎水化した、HDK(登録商標)H18(旭化成ワッカーシリコーン社製)
このような平均粒子径は、例えば、電子顕微鏡観察によって得られる観察像を、コンピュータに読み込み、コンピューターノギスによって、測定した粒子径の平均径を求めることにより算出することができる。
本発明に用いられる反応性シリコーンとしては、特に限定されるものでは無く、例えば、ポリシロキサンの側鎖及び/又は末端に、反応性官能基が導入されている反応性シリコーンであれば良い。反応性官能基の導入位置により、側鎖型,両末端型,片末端型,側鎖両末端型等に分類されるが、本発明においては、いずれをも用いることができ、その目的および用途によって、適宜選択される。
例えばアミノ変性シリコーンの場合、信越化学工業,旭化成ワッカーシリコーン,東レ・ダウコーニング・シリコーン等から購入することができる。
本発明に用いられる溶媒としては、メチルアルコール,エチルアルコール,ビニル(エテニル)アルコール,アセチルアルコール,プロピルアルコール,イソプロピルアルコール,プロパジエニルアルコール,プロピニルアルコール,ブチルアルコール,イソブチルアルコール,t−ブチルアルコール,ペンチルアルコール,ヘキシルアルコール等のアルコール類のほか、エチレングリコール,エチレングリコールモノメチルエーテル,エチレングリコールモノエチルエーテル,ジエチレングリコールモノメチルエーテル,ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコール類,石油系溶媒などが挙げられるが、アルコール類が好ましく、中でも、エチルアルコール,イソプロピルアルコール等が好ましく、特にイソプロピルアルコールが塗布と乾燥のバランスがよいという点で好ましい。
本発明のエアゾール用撥水処理組成物には、更に酸を含有させることが好ましい。
フッ素系シランカップリング剤が、水滴の接触角を向上させる効果に特に優れるからである。
2)CF3(CF2)2CH2CH2Si(OC3H7)3
3)CF3(CF2)4CH2CH2Si(OC2H5)3
4)CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC2H5)2
5)CF3(CF2)4CH2CH2SiCH3(OC3H7)2
6)CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3
7)CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC2H5)3
8)CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OC3H7)2
9)CF3(CF2)7CH2CH2Si(OC2H5)3
10)CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3
11)CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OC3H7)2
そして、本発明の撥水処理組成物を得るには、例えば、溶媒に、平均粒子径が10nm以下の微粒子,反応性シリコーン,及び必要に応じて、酸やカップリング剤等を、適宜投入した後、例えば、超音波又は高速乱流エネルギー等によって、平均粒子径が10nm以下の微粒子を分散させながら、残りの成分と混合分散させる方法等が挙げられる。
本発明のエアゾール型撥水処理剤は、上記のエアゾール用撥水処理組成物と、エアゾール容器を、構成要素として含むものである。
本発明のエアゾール型撥水処理剤としては、公知のエアゾール容器を用いることができる。
本発明のエアゾール型撥水処理剤には、エアゾール容器に一般に用いられている、液化ガスを封入することができる。
本発明で用いられるエアゾール容器の噴出口(ノズル)の口径は、特に制限はされないものの、0.1〜5mmであることが好ましい。
本発明のエアゾール型撥水処理剤は、噴射時の撥水処理組成物の拡散角度(以下、噴出角度と記載することがある。)が、5〜20度であることが好ましい。
そして、本発明のエアゾール型撥水処理剤は、一般的なエアゾール製品の製法に準じて製造することができるが、例えば本発明のエアゾール用撥水処理組成物を、上述のエアゾール容器に入れた後、容器内を真空に保ちながら、液体ガスを吸引させる方法等によって製造することができる。
エアゾール製品には、使用形態として、使用前に「振るタイプ」と「振らないタイプ」があり、また、使用時に容器の頭(噴出口のある方)を「上にして使用するタイプ」と「下にして使用するタイプ」があり、更には、ディップチューブの「有るもの」と「無いもの」があるが、本発明のエアゾール型撥水処理剤は、そのいずれのタイプにも適用可能である。
本発明のエアゾール用撥水処理組成物は、上述のエアゾール型撥水処理剤として、対象物に、噴霧し、乾燥させるだけで、撥水性を付与することができる。
本発明のエアゾール用撥水処理組成物を、エアゾール型撥水処理剤を用いて適用する「対象物」としては、撥水性が必要となる物であれば、特に制限されるものでは無いが、特に、雨や雪に直接接触する機会の多い、建築物の外装(屋根,壁,窓,シャッター,ドア,サッシ等)の他、自動車やバイク等のサイドミラーや道路上に設置されたカーブミラー等の鏡,自動車のフロントガラス等のガラス製品等に、特に有用である。
実施例1〜7および比較例1〜4の撥水処理剤を、垂直に配置した15cm×15cmのガラスに10cmの距離から均一にスプレーし、30分間乾燥した。その後、接触角計(FTA社製 FTA125動的接触角計)を用いて接触角を評価した。
接触角の評価は次の通りとした。
接触角が125度以上140度未満のもの ○
接触角が110度以上125度未満のもの △
接触角が110度未満のもの ×
実施例1〜7および比較例1〜4の撥水処理剤をスプレーしたガラスを、45度に傾けて10cmの高さから0.05gの水滴を同じ場所に落とし、750滴落とした後の接触角を測定し、これを耐久接触角とした。
耐久性の評価は次の通りとした。
接触角が125度以上140度未満のもの ○
接触角が110度以上125度未満のもの △
接触角が110度未満のもの ×
実施例1〜7および比較例1〜4の撥水処理剤を、垂直に配置した15cm×15cmのミラーに15cmの距離から均一にスプレーし、30分間乾燥した。斜め45度から目視したときの透明性を測定した。
良く見ると白濁を感じるもの ○
白濁を感じるもの △
白濁を強く感じるもの ×
下記の表3に示した各成分を、イソプロピルアルコールに配合して、これを超音波分散機(日本精機社 F-5型 出力150W)を用いて30分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=80/20vol%
アクチュエーターの噴射口は、1mmのものを使用した。このときの拡散角度は、10度であった。
下記の表3に示した各成分を、エチルアルコールに配合して、これを超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて20分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=70/30vol%
アクチュエーターの噴射口は、3mmのものを使用した。このときの拡散角度は、7度であった。
下記の表3に示した各成分を、メチルアルコールに配合して、これを超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて80分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/DME=85/15vol%
アクチュエーターの噴射口は、0.5mmのものを使用した。このときの拡散角度は、18度であった。
下記の表3に示した各成分を、エチルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(日本精機社 F-5型 出力150W)を用いて20分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=75/25vol%
アクチュエーターの噴射口は、0.8mmのものを使用した。このときの拡散角度は、15度であった。
下記の表3に示した各成分を、イソプロピルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(日本精機社 F-5型 出力150W)を用いて30分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=60/40vol%
アクチュエーターの噴射口は、0.05mmのものを使用した。このときの拡散角度は、40度であった。
下記の表3に示した各成分を、各成分をイソプロピルアルコールに配合して、これを超音波分散機(日本精機社 F-5型 出力150W)を用いて20分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=80/20vol%
アクチュエーターの噴射口は、0.8mmのものを使用した。このときの拡散角度は、2度であった。
下記の表3に示した各成分を、メチルアルコールに配合して、これを超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて80分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、本発明のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/DME=50/50vol%
アクチュエーターの噴射口は、20mmのものを使用した。このときの拡散角度は、10度であった。
下記の表3に示した各成分を、エチルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて20分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、比較例のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=80/20vol%
アクチュエーターの噴射口は、1mmのものを使用した。このときの拡散角度は、10度であった。
下記の表3に示した各成分を、メチルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて80分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を、次のような割合でエアゾールとして充填し、比較例のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=80/20vol%
アクチュエーターの噴射口は、1mmのものを使用した。このときの拡散角度は、10度であった。
下記の表3に示した各成分を、エチルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(SMT COPMPANY製 ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-600s 出力600W)を用いて50分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を次のような割合でエアゾールとして充填し、比較例のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=75/25vol%
アクチュエーターの噴射口が2mmのものを使用した。このときの拡散角度は、13度であった。
下記の表3に示した各成分を、エチルアルコールに配合して、これを、超音波分散機(日本精機社 F-5型 出力150W)を用いて20分間混合分散し、撥水処理組成物を得た。
上記撥水処理組成物を次のような割合でエアゾールとして充填し、比較例のエアゾール型撥水処理剤を得た。
撥水処理組成物/LPG=80/20vol%
アクチュエーターの噴射口が1mmのものを使用した。このときの拡散角度は、10度であった。
(接触角測定試験)
表3に示した実施例及び比較例のエアゾール型撥水処理剤を用い、上述の接触角測定試験を行った。
表3から分かる通り、実施例のエアゾール型撥水処理剤は、比較例のものに比べて、優れた接触角を有していた。
(耐久性測定試験)
表3に示した実施例及び比較例のエアゾール型撥水処理剤を用い、上述の耐久性測定試験を行った。
表3から分かる通り、実施例のエアゾール型撥水処理剤は、比較例のものに比べて、優れた耐久性(接触角の維持)を有していた。
(透明性測定試験)
表3に示した実施例及び比較例のエアゾール型撥水処理剤を用い、上述の透明性測定試験を行った。
表3から分かる通り、実施例のエアゾール型撥水処理剤は、比較例のものに比べて、優れた透明性を有していた。
Claims (8)
- 平均粒子径が10nm以下の微粒子,アミノ変性シリコーン,溶媒を含有することを特徴とする、エアゾール用撥水処理組成物。
- 更に酸を含むことを特徴とする、請求項1記載のエアゾール用撥水処理組成物。
- 更にカップリング剤を含むことを特徴とする、請求項1又は2記載のエアゾール用撥水処理組成物。
- 微粒子の含有量が、エアゾール用撥水処理組成物の総量を100として、0.01〜20質量%であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物。
- アミノ変性シリコーンの含有量が、エアゾール用撥水処理組成物の総量を100として、0.001〜20質量%であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のエアゾール用撥水処理組成物と、エアゾール容器を構成要素として含むことを特徴とする、エアゾール型撥水処理剤。
- エアゾール容器の噴出口の口径が、0.1〜5mmであることを特徴とする、請求項6に記載のエアゾール型撥水処理剤。
- 噴射時の撥水処理組成物の拡散角度が、5〜20度であることを特徴とする、請求項6又は7記載のエアゾール型撥水処理剤。
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