撥水処理剤
【課題】高い接触角および低い転落角を同時に付与しながら、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることのできる撥水処理剤を提供すること。
【解決手段】下記式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部となるように、配合させて、撥水処理剤を得る。これを基材に塗布すれば、高い接触角および低い転落角を同時に付与することができ、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることができる。
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
【解決手段】下記式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部となるように、配合させて、撥水処理剤を得る。これを基材に塗布すれば、高い接触角および低い転落角を同時に付与することができ、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることができる。
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水処理剤、詳しくは、基材の撥水処理に用いられる撥水処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のフロントガラスなどには、撥水性を付与するために、撥水処理剤を用いて撥水処理している。
【０００３】
このような撥水処理剤として、例えば、（Ａ）炭素原子数４〜１８のアルキル基を含有するアルキルアルコキシシラン化合物、（Ｂ）両末端シラノール基封鎖ポリジオルガノシロキサン油、（Ｃ）酸、および、（Ｄ）揮発性溶剤を含有し、（Ｂ）／（Ａ）の重量比が１２〜４０かつ（Ｃ）／（Ａ）の重量比が２〜５である車両ガラス用表面処理剤組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、（Ａ）アルキルシラン化合物、（Ｂ）酸、（Ｃ）ジメチルポリシロキサン、および、（Ｄ）揮発性溶剤を含有する撥水処理剤組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３４５５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、フロントガラスに優れた撥水性を付与するためには、フロントガラスに対する水滴の接触角が高いこと、さらには、フロントガラスに対して水滴が動き始める時の角度、つまり、転落角が低いことが要求される。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の車両ガラス用表面処理剤組成物や特許文献２に記載の撥水処理剤組成物では、フロントガラスに、十分に高い接触角を付与することができず、しかも、転落角を低下させることができず、その上、長期にわたって、優れた撥水性を付与することができない。
【０００７】
本発明の目的は、高い接触角および低い転落角を同時に付与しながら、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることのできる撥水処理剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明の撥水処理剤は、下記一般式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であることを特徴としている。
【０００９】
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
また、本発明の撥水処理剤では、一般式（１）におけるＲ２が、メトキシまたはエトキシであって、さらに、酸を含有していることが好適である。
【００１０】
また、本発明の撥水処理剤では、一般式（１）におけるＲ１が、炭素数８〜１２のアルキル基であることが好適である。
【００１１】
また、本発明の撥水処理剤では、前記オルガノシロキサンの動粘度が、５〜７００ｍｍ２／ｓであることが好適である。
【００１２】
また、本発明の撥水処理剤では、前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜３００重量部であることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撥水処理剤は、特定のアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有するオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部である。そのため、本発明の撥水処理剤を基材に塗布すれば、高い接触角および低い転落角を同時に付与することができ、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の撥水処理剤は、アルキルシランと、オルガノシロキサンと、溶媒とを含有している。
【００１５】
アルキルシランは、長鎖アルキルのトリ、ジまたはモノアルコキシシラン、あるいは、長鎖アルキルのトリ、ジまたはモノクロロシランであって、より具体的には、下記一般式（１）で示される。
【００１６】
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
一般式（１）において、Ｒ１としては、例えば、ヘキシル、へプチル、オクチル、２−エチルへキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルなどの直鎖または分岐鎖の炭素数６〜１８のアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数が６〜１８の範囲であれば、転落角の増大を防止しつつ、耐久性を向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、Ｒ１としては、オクチル、２−エチルへキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシルなどの炭素数８〜１２のアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数が８〜１２の範囲であれば、転落角の増大を確実に防止しつつ、耐久性をより一層向上させることができる場合がある。
【００１８】
一般式（１）において、Ｒ２としては、好ましくは、メトキシ、エトキシが挙げられる。
【００１９】
一般式（１）において、Ｒ３としては、好ましくは、メチルが挙げられる。
【００２０】
一般式（１）において、ｍは、好ましくは、０または１であり、さらに好ましくは、０である。
【００２１】
より具体的には、一般式（１）で示されるアルキルシランとしては、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシランなどの長鎖アルキルトリメトキシシラン、例えば、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどの長鎖アルキルトリエトキシシラン、例えば、ヘキシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、テトラデシルトリクロロシラン、ヘキサデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシランなどの長鎖アルキルトリクロロシランなどが挙げられる。
【００２２】
これらアルキルシランは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２３】
オルガノシロキサンは、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有する両末端型変性シリコーンオイル（両末端型反応性シリコーンオイル）であって、例えば、下記一般式（２）で示される。
【００２４】
【化１】
【００２５】
（一般式（２）中、Ｒ４は、置換または非置換の非反応性の１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は、ヒドロキシル基またはアルコキシ基を示す。ｐおよびｑはそれぞれ１〜３の整数を示し、ｎは９〜４５０の整数を示す。）
一般式（２）において、Ｒ４としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルなどの非置換のアルキル基、例えば、３,３,３−トリフルオロプロピルなどの置換のアルキル基、例えば、フェニルなどの非置換のアリール基などが挙げられる。好ましくは、Ｒ４としては、メチルが挙げられる。
【００２６】
一般式（２）において、Ｒ５としては、好ましくは、ヒドロキシル基が挙げられる。
【００２７】
一般式（２）において、ｐおよびｑは同一またはそれぞれ相異なっていてもよく、それぞれ、例えば、１〜３の整数、好ましくは、３を示す。
【００２８】
一般式（２）において、ｎは、重合度であって、例えば、９〜４５０であり、好ましくは、９〜３００であり、さらに好ましくは、９〜４０である。ｎが上記した範囲を超えると、転落角が増大して、耐久性が低下する場合がある。一方、ｎが上記した範囲に満たないと、良好な転落角を付与することができない場合がある。
【００２９】
なお、オルガノシロキサンは、Ｒ５がヒドロキシル基であるときには、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（両末端型シラノール変性ジメチルポリシロキサン）と指称する場合がある。
【００３０】
また、このオルガノシロキサンの２５℃における動粘度は、５〜１５００ｍｍ２／ｓであり、好ましくは、５〜７００ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは、５〜３５ｍｍ２／ｓである。
【００３１】
動粘度が上記した範囲を超えると、高い接触角および低い転落角を付与することができず、さらには、耐久性が低下する。一方、動粘度が上記した範囲に満たないと、良好な転落角を付与することができない。
【００３２】
これらオルガノポリシロキサンは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３３】
オルガノシロキサンの配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であり、好ましくは、５〜３００重量部である。
【００３４】
オルガノシロキサンの配合割合が上記した範囲を超えると、高い接触角および低い転落角を付与することができない。さらには、耐久性、より具体的には、基材が自動車のフロントガラスまたはリアガラスである場合には、耐ワイピング性（耐摩擦性）を向上させることができない。
【００３５】
溶媒は、アルキルシランおよびオルガノシロキサンを分散または溶解できれば特に限定されず、例えば、揮発性の溶媒であって、このような溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール（イソプロピルアルコール）、ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶媒、例えば、ミネラルスピリットなどの石油系溶媒、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、例えば、揮発性ジメチルポリシロキサンなどのシリコーン系溶媒などが挙げられる。好ましくは、アルコール系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒が挙げられる。
【００３６】
これら溶媒は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３７】
溶媒の配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、例えば、５００〜２５０００重量部、好ましくは、５０００〜１５０００重量部である。溶媒の配合割合が上記した範囲を超えると、良好な撥水性を付与できない場合がある。溶媒の配合割合が上記した範囲に満たないと、作業性が低下する場合がある。
【００３８】
また、本発明の撥水処理剤には、さらに、酸を含有させることができる。
【００３９】
酸は、例えば、上記した一般式（１）のＲ２が、メトキシまたはエトキシである場合、すなわち、アルキルシランが長鎖アルキル（モノ、ジまたはトリ）メトキシシランまたは長鎖アルキル（モノ、ジまたはトリ）エトキシシランである場合に、撥水処理剤に配合される。
【００４０】
このような酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、例えば、酢酸、ギ酸などの有機酸などが挙げられる。
【００４１】
これら酸は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００４２】
酸の配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、例えば、１〜４０重量部、好ましくは、１〜２０重量部である。上記した範囲を超えると、作業性が低下したり、コストが増大する場合がある。上記した範囲に満たないと、酸の配合の効果が得られない場合がある。
【００４３】
このような酸を含有させれば、酸がアルキルシランの反応性を向上させる触媒として機能し、より具体的には、アルキルシランのメトキシまたはエトキシと、オルガノシロキサンのヒドロキシル基またはアルコキシ基との反応性を向上させて、高い接触角および低い転落角を付与して、耐久性を向上させることができる。
【００４４】
そして、本発明の撥水処理剤を得るには、アルキルシランと、オルガノシロキサンと、溶媒と、必要により配合される酸とを、上記した配合割合で適宜配合する。
【００４５】
なお、本発明の撥水処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲において、撥水処理剤に通常添加される、例えば、粘度調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防錆剤、香料、着色剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００４６】
そして、このようにして得られた、本発明の撥水処理剤は、例えば、基材の撥水処理に用いられる。
【００４７】
基材としては、水に濡れたときに撥水性が要求されるものであれば特に限定されず、自動車などの車両の窓ガラス、ミラー、塗装面、例えば、建造物の壁、窓、屋根、例えば、自動車のサイドミラー、路上のカーブミラーなどのミラーなどが挙げられる。好ましくは、自動車の窓ガラス、より具体的には、ワイパーによる摩擦によっても撥水性が低下しない耐ワイピング性が要求されるフロントガラス、リヤガラスなどが挙げられる。
【００４８】
基材を撥水処理するには、本発明の撥水処理剤を基材に塗布する。
【００４９】
基材に対する塗布は、特に限定されず、例えば、本発明の撥水処理剤をティッシュペーパーなどの吸収紙に含ませて、その吸収紙で、基材を擦るなど、公知の方法が適宜用いられる。なお、塗布方法は、その他、例えば、布、刷毛、スポンジなどで直接塗布することができ、または、スプレーにより吹き付けることもできる。
【００５０】
また、塗布後は、例えば、常温乾燥させ、必要により、余剰の撥水処理剤を拭き取れば（または拭き上げれば）よい。
【００５１】
そして、本発明の撥水処理剤は、特定のアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有するオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部である。そのため、本発明の撥水処理剤を基材、より具体的には、自動車などの窓ガラスに塗布すれば、窓ガラスに対する水の高い接触角および低い転落角を発現させることができる。
【００５２】
さらに、長期にわたり、窓ガラスに対する水滴の優れた接触角や転落角などの撥水性を発揮し続けることができる。とりわけ、フロントガラスまたはリヤガラスに対しては、長期にわたり、優れた耐ワイピング性を付与することができる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例および比較例に何ら限定されるものではない。
【００５４】
実施例１
・デシルトリメトキシシラン １００重量部
・両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン １００重量部
（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））
・塩酸 ３０重量部
・イソプロピルアルコール ９０００重量部
上記組成において、各成分をイソプロピルアルコールに配合して混合することにより、撥水処理剤を得た。
【００５５】
実施例２
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、デシルトリクロロシラン１００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソオクタン９０００重量部を用い、塩酸を用いなかった以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５６】
実施例３
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、ヘキシルトリメトキシシラン１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５７】
実施例４
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、オクタデシルトリメトキシシラン１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５８】
実施例５
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度７００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５９】
実施例６
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度１５００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６０】
実施例７
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、ヘキシルトリメトキシシラン１００重量部を用い、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度１５００ｍｍ２／ｓ（２５℃））を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６１】
実施例８
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））３００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６２】
実施例９
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１０００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソプロピルアルコール８５００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６３】
比較例１
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１５００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソプロピルアルコール８０００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６４】
比較例２
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））に代えて、ジメチルシロキサン（非反応性シリコーンオイル、粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６５】
比較例３
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度５０００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６６】
（評価）
１． 撥水処理
各実施例および各比較例の撥水処理剤をティッシュペーパーに含ませて、そのティッシュペーパーで、ガラス板（サイズ１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、太佑機材社製）を擦ることにより、撥水処理剤を塗布した後、常温で乾燥させて、ガラス板を撥水処理した。
２． 評価
撥水処理したガラス板を以下の各測定により評価した。その結果を表１に示す。
１） 接触角
ガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴４μｌの接触角を測定した。
２） 転落角
ガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴３０μｌが動き始めた時の角度、すなわち、転落角を測定した。
３） 耐磨耗性
１％酸化セリウム水分散液４ｍｌをスポンジに含ませ、これをワッシャービリティー試験機（型番５５２、安田精機製作所社製）に装着させた。その後、ガラス板をこの試験機にセットし、１２．５ｇ／ｃｍ２の荷重をかけながら、スポンジでガラス板を４００往復擦った。その後、摺擦後のガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴４μｌの接触角を測定することにより、耐摩耗性を評価した。
【００６７】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撥水処理剤、詳しくは、基材の撥水処理に用いられる撥水処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のフロントガラスなどには、撥水性を付与するために、撥水処理剤を用いて撥水処理している。
【０００３】
このような撥水処理剤として、例えば、（Ａ）炭素原子数４〜１８のアルキル基を含有するアルキルアルコキシシラン化合物、（Ｂ）両末端シラノール基封鎖ポリジオルガノシロキサン油、（Ｃ）酸、および、（Ｄ）揮発性溶剤を含有し、（Ｂ）／（Ａ）の重量比が１２〜４０かつ（Ｃ）／（Ａ）の重量比が２〜５である車両ガラス用表面処理剤組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、（Ａ）アルキルシラン化合物、（Ｂ）酸、（Ｃ）ジメチルポリシロキサン、および、（Ｄ）揮発性溶剤を含有する撥水処理剤組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３４５５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１２１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、フロントガラスに優れた撥水性を付与するためには、フロントガラスに対する水滴の接触角が高いこと、さらには、フロントガラスに対して水滴が動き始める時の角度、つまり、転落角が低いことが要求される。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の車両ガラス用表面処理剤組成物や特許文献２に記載の撥水処理剤組成物では、フロントガラスに、十分に高い接触角を付与することができず、しかも、転落角を低下させることができず、その上、長期にわたって、優れた撥水性を付与することができない。
【０００７】
本発明の目的は、高い接触角および低い転落角を同時に付与しながら、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることのできる撥水処理剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明の撥水処理剤は、下記一般式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であることを特徴としている。
【０００９】
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
また、本発明の撥水処理剤では、一般式（１）におけるＲ２が、メトキシまたはエトキシであって、さらに、酸を含有していることが好適である。
【００１０】
また、本発明の撥水処理剤では、一般式（１）におけるＲ１が、炭素数８〜１２のアルキル基であることが好適である。
【００１１】
また、本発明の撥水処理剤では、前記オルガノシロキサンの動粘度が、５〜７００ｍｍ２／ｓであることが好適である。
【００１２】
また、本発明の撥水処理剤では、前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜３００重量部であることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撥水処理剤は、特定のアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有するオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部である。そのため、本発明の撥水処理剤を基材に塗布すれば、高い接触角および低い転落角を同時に付与することができ、長期にわたりこれらの撥水性を発揮し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の撥水処理剤は、アルキルシランと、オルガノシロキサンと、溶媒とを含有している。
【００１５】
アルキルシランは、長鎖アルキルのトリ、ジまたはモノアルコキシシラン、あるいは、長鎖アルキルのトリ、ジまたはモノクロロシランであって、より具体的には、下記一般式（１）で示される。
【００１６】
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
一般式（１）において、Ｒ１としては、例えば、ヘキシル、へプチル、オクチル、２−エチルへキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルなどの直鎖または分岐鎖の炭素数６〜１８のアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数が６〜１８の範囲であれば、転落角の増大を防止しつつ、耐久性を向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、Ｒ１としては、オクチル、２−エチルへキシル、イソオクチル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシルなどの炭素数８〜１２のアルキル基が挙げられる。アルキル基の炭素数が８〜１２の範囲であれば、転落角の増大を確実に防止しつつ、耐久性をより一層向上させることができる場合がある。
【００１８】
一般式（１）において、Ｒ２としては、好ましくは、メトキシ、エトキシが挙げられる。
【００１９】
一般式（１）において、Ｒ３としては、好ましくは、メチルが挙げられる。
【００２０】
一般式（１）において、ｍは、好ましくは、０または１であり、さらに好ましくは、０である。
【００２１】
より具体的には、一般式（１）で示されるアルキルシランとしては、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシランなどの長鎖アルキルトリメトキシシラン、例えば、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどの長鎖アルキルトリエトキシシラン、例えば、ヘキシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン、テトラデシルトリクロロシラン、ヘキサデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシランなどの長鎖アルキルトリクロロシランなどが挙げられる。
【００２２】
これらアルキルシランは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００２３】
オルガノシロキサンは、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有する両末端型変性シリコーンオイル（両末端型反応性シリコーンオイル）であって、例えば、下記一般式（２）で示される。
【００２４】
【化１】
【００２５】
（一般式（２）中、Ｒ４は、置換または非置換の非反応性の１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は、ヒドロキシル基またはアルコキシ基を示す。ｐおよびｑはそれぞれ１〜３の整数を示し、ｎは９〜４５０の整数を示す。）
一般式（２）において、Ｒ４としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルなどの非置換のアルキル基、例えば、３,３,３−トリフルオロプロピルなどの置換のアルキル基、例えば、フェニルなどの非置換のアリール基などが挙げられる。好ましくは、Ｒ４としては、メチルが挙げられる。
【００２６】
一般式（２）において、Ｒ５としては、好ましくは、ヒドロキシル基が挙げられる。
【００２７】
一般式（２）において、ｐおよびｑは同一またはそれぞれ相異なっていてもよく、それぞれ、例えば、１〜３の整数、好ましくは、３を示す。
【００２８】
一般式（２）において、ｎは、重合度であって、例えば、９〜４５０であり、好ましくは、９〜３００であり、さらに好ましくは、９〜４０である。ｎが上記した範囲を超えると、転落角が増大して、耐久性が低下する場合がある。一方、ｎが上記した範囲に満たないと、良好な転落角を付与することができない場合がある。
【００２９】
なお、オルガノシロキサンは、Ｒ５がヒドロキシル基であるときには、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（両末端型シラノール変性ジメチルポリシロキサン）と指称する場合がある。
【００３０】
また、このオルガノシロキサンの２５℃における動粘度は、５〜１５００ｍｍ２／ｓであり、好ましくは、５〜７００ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは、５〜３５ｍｍ２／ｓである。
【００３１】
動粘度が上記した範囲を超えると、高い接触角および低い転落角を付与することができず、さらには、耐久性が低下する。一方、動粘度が上記した範囲に満たないと、良好な転落角を付与することができない。
【００３２】
これらオルガノポリシロキサンは、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３３】
オルガノシロキサンの配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であり、好ましくは、５〜３００重量部である。
【００３４】
オルガノシロキサンの配合割合が上記した範囲を超えると、高い接触角および低い転落角を付与することができない。さらには、耐久性、より具体的には、基材が自動車のフロントガラスまたはリアガラスである場合には、耐ワイピング性（耐摩擦性）を向上させることができない。
【００３５】
溶媒は、アルキルシランおよびオルガノシロキサンを分散または溶解できれば特に限定されず、例えば、揮発性の溶媒であって、このような溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール（イソプロピルアルコール）、ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール系溶媒、例えば、ミネラルスピリットなどの石油系溶媒、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、例えば、揮発性ジメチルポリシロキサンなどのシリコーン系溶媒などが挙げられる。好ましくは、アルコール系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒が挙げられる。
【００３６】
これら溶媒は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００３７】
溶媒の配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、例えば、５００〜２５０００重量部、好ましくは、５０００〜１５０００重量部である。溶媒の配合割合が上記した範囲を超えると、良好な撥水性を付与できない場合がある。溶媒の配合割合が上記した範囲に満たないと、作業性が低下する場合がある。
【００３８】
また、本発明の撥水処理剤には、さらに、酸を含有させることができる。
【００３９】
酸は、例えば、上記した一般式（１）のＲ２が、メトキシまたはエトキシである場合、すなわち、アルキルシランが長鎖アルキル（モノ、ジまたはトリ）メトキシシランまたは長鎖アルキル（モノ、ジまたはトリ）エトキシシランである場合に、撥水処理剤に配合される。
【００４０】
このような酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、例えば、酢酸、ギ酸などの有機酸などが挙げられる。
【００４１】
これら酸は、単独使用または２種以上併用することができる。
【００４２】
酸の配合割合は、アルキルシラン１００重量部に対して、例えば、１〜４０重量部、好ましくは、１〜２０重量部である。上記した範囲を超えると、作業性が低下したり、コストが増大する場合がある。上記した範囲に満たないと、酸の配合の効果が得られない場合がある。
【００４３】
このような酸を含有させれば、酸がアルキルシランの反応性を向上させる触媒として機能し、より具体的には、アルキルシランのメトキシまたはエトキシと、オルガノシロキサンのヒドロキシル基またはアルコキシ基との反応性を向上させて、高い接触角および低い転落角を付与して、耐久性を向上させることができる。
【００４４】
そして、本発明の撥水処理剤を得るには、アルキルシランと、オルガノシロキサンと、溶媒と、必要により配合される酸とを、上記した配合割合で適宜配合する。
【００４５】
なお、本発明の撥水処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲において、撥水処理剤に通常添加される、例えば、粘度調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防錆剤、香料、着色剤などの添加剤を適宜配合することができる。
【００４６】
そして、このようにして得られた、本発明の撥水処理剤は、例えば、基材の撥水処理に用いられる。
【００４７】
基材としては、水に濡れたときに撥水性が要求されるものであれば特に限定されず、自動車などの車両の窓ガラス、ミラー、塗装面、例えば、建造物の壁、窓、屋根、例えば、自動車のサイドミラー、路上のカーブミラーなどのミラーなどが挙げられる。好ましくは、自動車の窓ガラス、より具体的には、ワイパーによる摩擦によっても撥水性が低下しない耐ワイピング性が要求されるフロントガラス、リヤガラスなどが挙げられる。
【００４８】
基材を撥水処理するには、本発明の撥水処理剤を基材に塗布する。
【００４９】
基材に対する塗布は、特に限定されず、例えば、本発明の撥水処理剤をティッシュペーパーなどの吸収紙に含ませて、その吸収紙で、基材を擦るなど、公知の方法が適宜用いられる。なお、塗布方法は、その他、例えば、布、刷毛、スポンジなどで直接塗布することができ、または、スプレーにより吹き付けることもできる。
【００５０】
また、塗布後は、例えば、常温乾燥させ、必要により、余剰の撥水処理剤を拭き取れば（または拭き上げれば）よい。
【００５１】
そして、本発明の撥水処理剤は、特定のアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有するオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、オルガノシロキサンの配合割合が、アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部である。そのため、本発明の撥水処理剤を基材、より具体的には、自動車などの窓ガラスに塗布すれば、窓ガラスに対する水の高い接触角および低い転落角を発現させることができる。
【００５２】
さらに、長期にわたり、窓ガラスに対する水滴の優れた接触角や転落角などの撥水性を発揮し続けることができる。とりわけ、フロントガラスまたはリヤガラスに対しては、長期にわたり、優れた耐ワイピング性を付与することができる。
【実施例】
【００５３】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例および比較例に何ら限定されるものではない。
【００５４】
実施例１
・デシルトリメトキシシラン １００重量部
・両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン １００重量部
（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））
・塩酸 ３０重量部
・イソプロピルアルコール ９０００重量部
上記組成において、各成分をイソプロピルアルコールに配合して混合することにより、撥水処理剤を得た。
【００５５】
実施例２
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、デシルトリクロロシラン１００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソオクタン９０００重量部を用い、塩酸を用いなかった以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５６】
実施例３
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、ヘキシルトリメトキシシラン１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５７】
実施例４
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、オクタデシルトリメトキシシラン１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５８】
実施例５
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度７００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００５９】
実施例６
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度１５００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６０】
実施例７
デシルトリメトキシシラン１００重量部に代えて、ヘキシルトリメトキシシラン１００重量部を用い、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度１５００ｍｍ２／ｓ（２５℃））を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６１】
実施例８
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））３００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６２】
実施例９
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１０００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソプロピルアルコール８５００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６３】
比較例１
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１５００重量部を用い、イソプロピルアルコール９０００重量部に代えて、イソプロピルアルコール８０００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６４】
比較例２
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））に代えて、ジメチルシロキサン（非反応性シリコーンオイル、粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６５】
比較例３
両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度３０ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部に代えて、両末端型ヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン（粘度５０００ｍｍ２／ｓ（２５℃））１００重量部を用いた以外は、実施例１と同様に配合して、撥水処理剤を得た。
【００６６】
（評価）
１． 撥水処理
各実施例および各比較例の撥水処理剤をティッシュペーパーに含ませて、そのティッシュペーパーで、ガラス板（サイズ１５０ｍｍ×７０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、太佑機材社製）を擦ることにより、撥水処理剤を塗布した後、常温で乾燥させて、ガラス板を撥水処理した。
２． 評価
撥水処理したガラス板を以下の各測定により評価した。その結果を表１に示す。
１） 接触角
ガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴４μｌの接触角を測定した。
２） 転落角
ガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴３０μｌが動き始めた時の角度、すなわち、転落角を測定した。
３） 耐磨耗性
１％酸化セリウム水分散液４ｍｌをスポンジに含ませ、これをワッシャービリティー試験機（型番５５２、安田精機製作所社製）に装着させた。その後、ガラス板をこの試験機にセットし、１２．５ｇ／ｃｍ２の荷重をかけながら、スポンジでガラス板を４００往復擦った。その後、摺擦後のガラス板を接触角計（型番ＦＴＡ１２５、ＦＴＡ社製）にセットした後、水滴４μｌの接触角を測定することにより、耐摩耗性を評価した。
【００６７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、
前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であることを特徴とする、撥水処理剤。
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
【請求項２】
一般式（１）におけるＲ２が、メトキシまたはエトキシであって、
さらに、酸を含有していることを特徴とする、請求項１に記載の撥水処理剤。
【請求項３】
一般式（１）におけるＲ１が、炭素数８〜１２のアルキル基であることを特徴とする、請求項１または２に記載の撥水処理剤。
【請求項４】
前記オルガノシロキサンの２５℃における動粘度が、５〜７００ｍｍ２／ｓであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥水処理剤。
【請求項５】
前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜３００重量部であることを特徴とする、撥水処理剤。
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるアルキルシランと、分子の両末端にヒドロキシル基またはアルコキシ基を有し、２５℃における動粘度が５〜１５００ｍｍ２／ｓのオルガノシロキサンと、溶媒とを含有し、
前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜１０００重量部であることを特徴とする、撥水処理剤。
Ｒ１ＳｉＲ２３−ｍＲ３ｍ （１）
（式中、Ｒ１は、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖のアルキル基、Ｒ２は、メトキシ、エトキシまたはクロロ、Ｒ３はメチルまたはエチルを示す。また、ｍは０〜２の整数を示す。）
【請求項２】
一般式（１）におけるＲ２が、メトキシまたはエトキシであって、
さらに、酸を含有していることを特徴とする、請求項１に記載の撥水処理剤。
【請求項３】
一般式（１）におけるＲ１が、炭素数８〜１２のアルキル基であることを特徴とする、請求項１または２に記載の撥水処理剤。
【請求項４】
前記オルガノシロキサンの２５℃における動粘度が、５〜７００ｍｍ２／ｓであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥水処理剤。
【請求項５】
前記オルガノシロキサンの配合割合が、前記アルキルシラン１００重量部に対して、５〜３００重量部であることを特徴とする、撥水処理剤。
【公開番号】特開２００８−２７４１１８（Ｐ２００８−２７４１１８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１９４２１（Ｐ２００７−１１９４２１）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００２２７３３１）株式会社ソフト９９コーポレーション (84)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００２２７３３１）株式会社ソフト９９コーポレーション (84)
【Ｆターム（参考）】
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