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JP7706491B2 - Curable composition and cured film thereof - Google Patents
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JP7706491B2 - Curable composition and cured film thereof - Google Patents

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Description

本発明は、新規な硬化性組成物及びその硬化膜に関する。 The present invention relates to a novel curable composition and a cured film thereof.

各種の照明、レンズ、ディスプレイ、インジケーター等の光学製品又はこれらのカバー等の付属部品には、その光学特性を長期にわたって維持できるように、防汚性、撥水性、耐摩耗性等を付与する表面処理が施されている。 Optical products such as various lighting fixtures, lenses, displays, and indicators, as well as their accessories such as covers, are given surface treatments that impart stain resistance, water repellency, abrasion resistance, etc., so that their optical properties can be maintained for a long period of time.

表面処理は、各種の化学的・物理的手段が採用されているが、その簡便性等の観点からコーティング剤を基材(被塗布物)に塗布する方法が汎用されている。最近では、特にパーフルオロポリエーテル基含有材料を用いたコーティング剤が種々提案されている。例えば、特定の化学式で表わされるパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物を含有する表面処理剤が知られている(特許文献1~3)。 Various chemical and physical methods are used for surface treatment, but the method of applying a coating agent to a substrate (subject to be coated) is widely used due to its simplicity. Recently, various coating agents using perfluoropolyether group-containing materials have been proposed. For example, a surface treatment agent containing a perfluoropolyether group-containing silane compound represented by a specific chemical formula is known (Patent Documents 1 to 3).

特開2020-90652号公報JP 2020-90652 A 特開2018-172655号公報JP 2018-172655 A 国際公開WO2018/79743International Publication WO2018/79743

しかしながら、これら従来の表面処理剤は、撥水性、防汚性、耐摩擦性等については良好な特性を示すものの、さらなる改善が必要である。すなわち、パーフルオロポリエーテル基含有材料は、主としてスマートフォン、タブレット端末等のタッチパネルの保護を目的として設計されているものであり、そのような使用条件下で十分な特性が得られるものであり、それ以外の使用条件(特に砂埃、粉塵等にさらされる屋外)において撥水性、防汚性、耐摩擦性等が得られる保証はない。 However, although these conventional surface treatment agents exhibit good properties such as water repellency, antifouling properties, and abrasion resistance, further improvements are necessary. In other words, perfluoropolyether group-containing materials are designed primarily for the purpose of protecting touch panels of smartphones, tablet terminals, and the like, and while sufficient properties are obtained under such conditions of use, there is no guarantee that water repellency, antifouling properties, abrasion resistance, and the like will be obtained under other conditions of use (especially outdoors where the material is exposed to sand, dust, and the like).

例えば、屋外の防犯カメラ、気象観測カメラ、河川監視カメラ、車両・船舶の搭載カメラ、屋外の照明(街灯、駐車場、競技場等)、あるいはこれらのカバー等においては、長期にわたって砂埃、粉塵等にさらされることになるため、これらに耐えられることが必要となる。このような用途に対し、従来のパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物を含む表面処理剤を適用して保護層を形成したとしても、砂埃、粉塵等の粒子(砂粒等)との衝突が繰り返されることで保護層が摩滅する結果、照明、レンズ等の本来の光学特性が劣化するおそれが生じる。このため、このような環境下でも有効に保護できる保護層の開発が求められている。 For example, outdoor security cameras, weather observation cameras, river monitoring cameras, cameras mounted on vehicles and ships, outdoor lighting (street lights, parking lots, stadiums, etc.), and covers for these, are exposed to sand, dust, and other particles for long periods of time, and therefore must be able to withstand these. Even if a protective layer is formed for such applications by applying a surface treatment agent containing a conventional perfluoropolyether group-containing silane compound, repeated collisions with sand, dust, and other particles (sand grains, etc.) can wear away the protective layer, resulting in a risk of deterioration of the original optical properties of the lighting, lenses, etc. For this reason, there is a demand for the development of a protective layer that can provide effective protection even in such environments.

従って、本発明の主な目的は、特に屋外使用でも優れた耐摩耗性を発揮する保護層を形成できる熱硬化性組成物を提供することにある。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a thermosetting composition capable of forming a protective layer that exhibits excellent abrasion resistance, particularly when used outdoors.

本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の組成からなる組成物を採用することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into the problems of the prior art, the inventors discovered that the above-mentioned objectives could be achieved by adopting a composition having a specific composition, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記の熱硬化性組成物及びその硬化膜に係る。
1. 下記成分:
(1)パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン、及び
(2)トリアルコキシシリル基を2個以上含有するアルコキシシラン(但し、前記(1)のアルコキシシランを除く。)
を含むことを特徴とする熱硬化性組成物。
2. 前記(1)のアルコキシシランの数平均分子量が3000以上である、前記項1に記載の熱硬化性組成物。
3. 前記(2)のアルコキシシランにおけるトリアルコキシシリル基が、互いに同一又は異なって、一般式-Si(OC2n+1(但し、nは1~3の整数を示す。)で示される、前記項1又は2に記載の熱硬化性組成物。
4. 前記(2)のアルコキシシランにおいて、2個以上のトリアルコキシシリル基が、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキレン基を含む有機基を介して互いに結合している、前記項1~3のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
5. 前記有機基がイソシアヌル環骨格を有する、請求項4に記載の熱硬化性組成物。
6. パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン100質量部に対して、前記(2)のアルコキシシラン50~300質量部を含む、前記項1~5のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
7. さらに(3)トリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシラン(但し、前記(1)のアルコキシシランを除く。)を含む、前記項1~6のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
8. さらに(4)テトラアルコキシシラン加水分解縮合物を含む、前記項1~7のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
9. さらに有機溶剤を含み、液状である、前記項1~8のいずれかに記載の熱硬化性組成物。
10. 前記項1~9のいずれかに記載の熱硬化性組成物が硬化してなる硬化膜。
11. 前記項10に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる積層体。
12. 前記項10に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる物品。
13. 前記項10に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる光学製品。
14. 屋外用として用いられる、前記項13に記載の光学製品。
That is, the present invention relates to the following thermosetting composition and cured film thereof.
1. The following ingredients:
(1) Perfluoropolyether group-containing alkoxysilanes, and (2) alkoxysilanes containing two or more trialkoxysilyl groups (excluding the alkoxysilanes in (1) above).
A thermosetting composition comprising:
2. The thermosetting composition according to item 1, wherein the alkoxysilane (1) has a number average molecular weight of 3,000 or more.
3. A thermosetting composition according to item 1 or 2, wherein the trialkoxysilyl groups in the alkoxysilane (2) are the same or different and are represented by the general formula -Si(OC n H 2n+1 ) 3 (wherein n is an integer of 1 to 3).
4. The thermosetting composition according to any one of items 1 to 3, wherein in the alkoxysilane (2), two or more trialkoxysilyl groups are bonded to each other via an organic group containing an alkylene group in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.
5. The thermosetting composition according to claim 4, wherein the organic group has an isocyanuric ring skeleton.
6. The thermosetting composition according to any one of items 1 to 5, comprising 50 to 300 parts by mass of the alkoxysilane of (2) per 100 parts by mass of the perfluoropolyether group-containing alkoxysilane.
7. The thermosetting composition according to any one of items 1 to 6, further comprising (3) an alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group (excluding the alkoxysilane of (1) above).
8. The thermosetting composition according to any one of items 1 to 7, further comprising (4) a tetraalkoxysilane hydrolysis condensate.
9. The thermosetting composition according to any one of items 1 to 8, further comprising an organic solvent and being in a liquid state.
10. A cured film obtained by curing the thermosetting composition according to any one of items 1 to 9.
11. A laminate comprising the cured film according to item 10 laminated on a substrate.
12. An article comprising the cured film according to item 10 laminated on a substrate.
13. An optical product comprising the cured film according to item 10 laminated on a substrate.
14. The optical product according to claim 13, which is for outdoor use.

本発明によれば、特に屋外使用でも耐えられる保護層を形成できる熱硬化性組成物を提供することができる。本発明の熱硬化性組成物は、2種類又は3種類のアルコキシシランの組み合わせによって、砂埃、粉塵等を構成する粒子(砂粒等)との衝突に伴う摩耗に対しても高い抵抗力を示すため、長期間にわたる耐摩耗性、ひいては硬化膜の撥水性、透明性等を持続させることが可能となる。 The present invention provides a thermosetting composition capable of forming a protective layer that can withstand outdoor use. The thermosetting composition of the present invention exhibits high resistance to abrasion caused by collisions with particles (sand grains, etc.) that constitute sand, dust, etc., due to the combination of two or three types of alkoxysilanes, making it possible to maintain abrasion resistance over a long period of time, and in turn, the water repellency, transparency, etc., of the cured film.

従来の硬化膜では、主として硬度を高めることを念頭に置いて設計されているが、硬度が高いとそれだけ脆さが増幅されることになるので、一定の耐摩耗性を有していても砂埃、粉塵等の粒子との衝突には耐えられなくなる。とりわけ、アルコキシシラン化合物により形成された硬化膜はケイ素原子を構成要素とするところ、一般に砂埃、粉塵等もケイ素原子を主成分とするため、硬化膜を硬く、また厚くしても、衝撃により硬化膜が破壊されやすい。 Conventional cured films are designed primarily with an eye towards increasing hardness, but high hardness also increases brittleness, and so even if they have a certain level of abrasion resistance, they cannot withstand collisions with particles such as sand, dust, etc. In particular, cured films formed from alkoxysilane compounds are composed of silicon atoms, and sand, dust, etc. are generally also composed mainly of silicon atoms, so even if the cured film is made hard and thick, it is prone to being destroyed by impact.

これに対し、本発明の硬化膜では、一定のやわらかさ、しなやかさを併せ有していると考えられることから、砂埃、粉塵等の粒子との衝突に対して一定の耐久性があるものと推察される。特に、アルキル基又はアルキレン基を導入した場合には、より高い耐摩耗性を発揮することができる。その作用機序は、定かではないが、C-C結合により可撓性等が増強されることによって、脆さがより低減される結果、粉塵、砂粒等による衝撃を吸収することが可能となり、より高い耐摩耗性(耐衝突性)を発揮するものと考えられる。 In contrast, the cured film of the present invention is believed to have a certain degree of softness and flexibility, and is therefore presumed to have a certain degree of durability against collisions with particles such as sand and dust. In particular, when an alkyl group or alkylene group is introduced, higher abrasion resistance can be exhibited. Although the mechanism of action is unclear, it is believed that the flexibility and other properties are enhanced by the C-C bond, which reduces brittleness and allows the film to absorb impacts from dust, sand, and the like, thereby exhibiting higher abrasion resistance (impact resistance).

このような特徴をもつ本発明の熱硬化性組成物又はその硬化膜は、屋内(室内)で使用される光学製品等の保護膜として使用できるだけでなく、砂埃、粉塵等の粒子との衝突が起こり得る屋外で使用される光学製品等の保護膜として好適に用いることができる。 The thermosetting composition of the present invention or its cured film having such characteristics can be used not only as a protective film for optical products used indoors (indoors), but also can be suitably used as a protective film for optical products used outdoors where collisions with particles such as sand, dust, etc. may occur.

1.熱硬化性組成物
本発明の硬化性組成物(本発明組成物)は、下記成分:
(1)パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン(第1成分)、及び
(2)トリアルコキシシリル基を2個以上含有するアルコキシシラン(但し、前記(1)のアルコキシシランを除く。)(第2成分)
を含むことを特徴とする。
1. Thermosetting Composition The thermosetting composition of the present invention (the composition of the present invention) comprises the following components:
(1) an alkoxysilane containing a perfluoropolyether group (first component), and (2) an alkoxysilane containing two or more trialkoxysilyl groups (excluding the alkoxysilane in (1) above) (second component).
The present invention is characterized by comprising:

A.本発明組成物の構成成分
第1成分
第1成分であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランは、主として良好な撥水性・撥油性、水の滑落性、耐摩耗性等を硬化膜に与える機能を果たす。
A. Constituents of the Composition of the Present Invention Component 1 The first component, a perfluoropolyether group-containing alkoxysilane, mainly functions to impart good water and oil repellency, water sliding properties, abrasion resistance, etc. to the cured film.

本発明では、パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランの種類は、特に限定されないが、例えば一般式A-PFPE-B(但し、PFPEはパーフルオロポリエーテル基を示し、A及びBの一方又は両方が、末端にアルコキシシリル基を有する有機基であり、末端が当該有機基でない場合は水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキル基である。)で示される化合物を好適に用いることができる。特に、本発明では、造膜性等の観点より、上記A及びBが、互いに同一又は異なって、末端にアルコキシシリル基を有する有機基であることが望ましい。 In the present invention, the type of alkoxysilane containing a perfluoropolyether group is not particularly limited, but for example, a compound represented by the general formula A-PFPE-B (wherein PFPE represents a perfluoropolyether group, and one or both of A and B are organic groups having an alkoxysilyl group at the end, and if the end is not the organic group, it is an alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms) can be preferably used. In particular, in the present invention, from the viewpoint of film-forming properties, etc., it is desirable that the above A and B are the same or different and are organic groups having an alkoxysilyl group at the end.

アルコキシシリル基を有する有機基としては、アルコキシシリル基単独の場合のほか、アルコキシシリル基と他の有機基を含む場合であっても良い。上記アルコキシシリル基としては、特に限定されないが、通常は一般式-Si(OC2n+1(但し、nは1~3の整数を示す。)で示されるトリアルコキシシリル基が好ましい。例えば、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基等を挙げることができる。 The organic group having an alkoxysilyl group may be an alkoxysilyl group alone, or may contain an alkoxysilyl group and another organic group. The alkoxysilyl group is not particularly limited, but is preferably a trialkoxysilyl group represented by the general formula -Si(OC n H 2n+1 ) 3 (wherein n is an integer of 1 to 3). Examples of the alkoxysilyl group include a trimethoxysilane group and a triethoxysilane group.

上記A又はBがアルコキシシリル基単独の場合である場合は、アルコキシシリル基がPFPEに直結されている構造になる。 When A or B is an alkoxysilyl group alone, the structure is one in which the alkoxysilyl group is directly bonded to PFPE.

上記A又はBがアルコキシシリル基と他の有機基を含む場合は、当該他の有機基を介してアルコキシシリル基がPFPEに結合されている構造になる。アルコキシシリル基と他の有機基を含む場合、アルコキシシリル基を有する有機基として、特に一般式-R-(OCONH)-R-R(但し、R及びRは、互いに同一又は異なって、水素原子の一部又は全部がフッ素で置換されていても良い炭素数1~10の2価の炭化水素基を示し、例えば、-(CH-(但し、nは1~10の整数)、-(CF-(但し、nは1~10の整数)、-CHCF-、-CFCH-、-CHCF(CF)-、-CF(CF)CH-などが挙げられる。Rはアルコキシシリル基を示す。mは0又は1を示す。)で示される有機基(特定有機基)を好適に採用することができる。 When A or B contains an alkoxysilyl group and another organic group, the alkoxysilyl group is bonded to PFPE via the other organic group. In the case of containing an alkoxysilyl group and another organic group, an organic group (specific organic group) represented by the general formula -R 1 -(OCONH) m -R 2 -R 3 (wherein R 1 and R 2 are the same or different and represent a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine, examples of which include -(CH 2 ) n - (wherein n is an integer of 1 to 10), -(CF 2 ) n - (wherein n is an integer of 1 to 10), -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CH 2 CF(CF 3 )-, and -CF(CF 3 )CH 2 -; R 3 represents an alkoxysilyl group; and m is 0 or 1) can be preferably used as the organic group having the alkoxysilyl group.

ここで、R及びRの炭素数は、互いに同一又は異なって、1~10程度の範囲内とすることが好ましく、特に1~6とすることが好ましい。 Here, R 1 and R 2 may be the same or different and preferably have a carbon number in the range of about 1 to 10, and more preferably 1 to 6.

上記mは、0又は1である。すなわち、上記特定有機基は、ウレタン結合-OCONH-を含んでいても良いし、含んでいなくても良い。 The above m is 0 or 1. In other words, the specific organic group may or may not contain a urethane bond -OCONH-.

上記アルコキシシリル基Rとしては、特に限定されないが、通常は一般式-Si(OC2n+1(但し、nは1~3の整数を示す。)で示されるトリアルコキシシリル基が好ましい。例えば、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基等を挙げることができる。 The alkoxysilyl group R3 is not particularly limited, but is preferably a trialkoxysilyl group represented by the general formula -Si( OCnH2n +1 ) 3 (wherein n is an integer of 1 to 3). Examples of the alkoxysilyl group include a trimethoxysilane group and a triethoxysilane group.

前記のA-PFPE-Bにおいて、A又はBが、末端にアルコキシシリル基を有する有機基でない場合は、炭素数10以下で水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキル基であることが好ましい。例えばCF-、CFCF-、CFCH-、CH-、CFCFCF-等の有機基が挙げられる。 In the above A-PFPE-B, when A or B is not an organic group having an alkoxysilyl group at the terminal, it is preferably an alkyl group having 10 or less carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, such as CF 3 -, CF 3 CF 2 -, CF 3 CH 2 -, CH 3 -, and CF 3 CF 2 CF 2 -.

パーフルオロポリエーテル基(PFPE)は、-(C2xO)-(x,mは0以外の整数である。)を基本単位(ユニット)とし、これらが複数個連結された構造を有する。mが2以上の場合、各(C2xO)は、互いに同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。すなわち、PFPEは、1種のユニット単独の繰り返しからなる構造でも良いし、互いに異なる2種以上のユニットの組み合わせからなる構造であっても良い。また、(C2xO)は、炭素鎖が直鎖状又は分岐状のいずれであっても良い。 The perfluoropolyether group (PFPE) has a structure in which a plurality of -( CxF2xO ) m- (x and m are integers other than 0) are linked together as a basic unit. When m is 2 or more, each ( CxF2xO ) may be the same as or different from each other. That is, PFPE may have a structure consisting of a single type of unit repeated alone, or may have a structure consisting of a combination of two or more different types of units. In addition, ( CxF2xO ) may have a straight or branched carbon chain.

ユニットとなる-(C2xO)-としては、例えばCFO、CFCFO、CFCFCFO、CFCFCFCFCFO、CF(CF)CFO等が挙げられるが、これらに限定されない。特に、本発明では、PFPEとして、-(CFCFO)-(CFO)-(但し、m,nは0以外の整数である。)等を好適に採用することができる。この場合、前記m,nは、例えば10≦m≦40程度,10≦n≦40程度の範囲内とすることもできるが、上記分子量の範囲内である限りは、上記m,nの範囲に限定されない。 Examples of the unit -( CxF2xO )- include , but are not limited to , CF2O , CF2CF2O , CF2CF2CF2O , CF2CF2CF2CF2CF2O , CF ( CF3 ) CF2O , etc. In particular, in the present invention, - ( CF2CF2O ) m- ( CF2O ) n- (wherein m and n are integers other than 0 ) and the like can be suitably adopted as PFPE. In this case, the m and n can be within the range of, for example, about 10≦m≦40, about 10≦n≦40, but are not limited to the above range of m and n as long as they are within the above molecular weight range.

第1成分であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランの数平均分子量は、特に限定されないが、通常は3000以上であることが好ましく、特に3000~8000であることがより好ましく、その中でも3500~7000であることが最も好ましい。このような分子量を有することで撥水撥油性、水の滑落性、耐摩耗性等においてより優れた効果を得ることができる。 The number average molecular weight of the perfluoropolyether group-containing alkoxysilane, which is the first component, is not particularly limited, but is usually preferably 3000 or more, more preferably 3000 to 8000, and most preferably 3500 to 7000. By having such a molecular weight, it is possible to obtain superior effects in terms of water and oil repellency, water sliding properties, abrasion resistance, etc.

なお、本発明における数平均分子量の測定方法については、特に限定されず、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いたポリメチルメタクリレート換算による測定、あるいは核磁気共鳴法を用いた構造解析による測定等により実施することができる。 The method for measuring the number average molecular weight in the present invention is not particularly limited, and can be performed by measurement in terms of polymethyl methacrylate using gel permeation chromatography, or by structural analysis using nuclear magnetic resonance spectroscopy.

このような第1成分としては、公知又は市販のものを使用することができるほか、公知の製造方法によって合成された化合物を用いることもできる。市販品としては、例えば製品名「オプツールDSX」(ダイキン工業株式会社社製)等を用いることができる。 As such a first component, publicly known or commercially available products can be used, and compounds synthesized by publicly known manufacturing methods can also be used. For example, a commercially available product such as "Optool DSX" (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) can be used.

第1成分を合成する場合は、例えばパーフルオロポリエーテル基の両端又は一端にトリアルコキシシリル基を結合させる方法を採用することができる。より具体的には、主鎖としてパーフルオロポリエーテル基を有し、かつ、両末端基又は一方の末端基としてOH基を有する化合物(出発化合物)にイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物を反応させることによって、第1成分を好適に調製することができる。上記の出発化合物として、より具体的には、一般式X-PFPE-Y(但し、PFPEはパーフルオロポリエーテル基を示し、X及びYのうち一方又は両方が水酸基であり、X又はYが水酸基でない場合は炭素数10以下で水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキル基を示す。)で示される化合物を好適に用いることができる。 When synthesizing the first component, for example, a method of bonding a trialkoxysilyl group to both ends or one end of a perfluoropolyether group can be adopted. More specifically, the first component can be suitably prepared by reacting an isocyanate group-containing alkoxysilane compound with a compound (starting compound) having a perfluoropolyether group as the main chain and OH groups as both or one of the end groups. More specifically, as the starting compound, a compound represented by the general formula X-PFPE-Y (wherein PFPE represents a perfluoropolyether group, one or both of X and Y are hydroxyl groups, and when X or Y is not a hydroxyl group, it represents an alkyl group having 10 or less carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms) can be suitably used.

前記の出発化合物としては、公知又は市販のものを使用することができる。すなわち、パーフルオロポリエーテル基の両末端基が水酸基である化合物、パーフルオロポリエーテル基の片方の末端基のみが水酸基である化合物等のいずれも公知又は市販のものを使用することができる。 As the starting compound, known or commercially available compounds can be used. That is, compounds in which both terminal groups of the perfluoropolyether group are hydroxyl groups, compounds in which only one terminal group of the perfluoropolyether group is a hydroxyl group, etc., can be used.

パーフルオロポリエーテル基の両末端が水酸基である化合物の市販品としては、例えば製品名「FLUOROLINK D-4000」、「FLUOROLINK D-6000」(いずれもソルベイ株式会社製)等を用いることができる。上記「FLUOROLINK D-4000」、上記「FLUOROLINK D-6000」は、下記の一般式(1)で示される基本構造を有する。
Examples of commercially available compounds having perfluoropolyether groups at both ends thereof that have hydroxyl groups include those with the product names "FLUOROLINK D-4000" and "FLUOROLINK D-6000" (both manufactured by Solvay K.K.). The above "FLUOROLINK D-4000" and "FLUOROLINK D-6000" have the basic structure represented by the following general formula (1).

パーフルオロポリエーテル基の片方の末端基のみが水酸基である化合物の市販品としては、例えば製品名「DOL-3000」、「DOL-4000」(いずれもシノケム社製)、「PFPE KFE240AL」(ケマーズ株式会社製)等を用いることができる。 Examples of commercially available compounds in which only one of the terminal groups of the perfluoropolyether group is a hydroxyl group include products with the names "DOL-3000" and "DOL-4000" (both manufactured by Sinochem Corporation) and "PFPE KFE240AL" (manufactured by Chemours Inc.).

上記の出発化合物において、片方の末端基が水酸基である場合、他端の末端基としては、炭素数10以下で水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキル基であれば良い。例えば、CF-、CH-、CFCH-、CFCF-、CFCFCF-等が挙げられる。 In the above starting compound, when one end group is a hydroxyl group, the other end group may be an alkyl group having 10 or less carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, such as CF 3 -, CH 3 -, CF 3 CH 2 -, CF 3 CF 2 -, and CF 3 CF 2 CF 2 -.

前記のイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物は、イソシアネート基とアルコキシシリル基を有する化合物であれば良く、公知又は市販のものを使用することもできる。市販品としては、例えば「KBE-9007N」(3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン)(信越シリコーン社製)等を好適に用いることができる。 The isocyanate group-containing alkoxysilane compound may be any compound having an isocyanate group and an alkoxysilyl group, and publicly known or commercially available compounds may be used. For example, a commercially available compound such as "KBE-9007N" (3-isocyanatepropyltriethoxysilane) (manufactured by Shin-Etsu Silicones) may be suitably used.

製造条件は、特に限定されないが、例えば出発化合物及びイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物を溶媒中で20~70℃の温度下で反応させる工程(反応工程)及び反応生成液から第1成分(目的物)を回収する工程(回収工程)を含む方法によって実施することができる。 The production conditions are not particularly limited, but can be carried out, for example, by a method including a step of reacting a starting compound and an isocyanate group-containing alkoxysilane compound in a solvent at a temperature of 20 to 70°C (reaction step) and a step of recovering the first component (target product) from the reaction product liquid (recovery step).

反応工程において、出発化合物とイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物との仕込み比率は、特に限定されないが、例えばモル比で1:1~1:4程度の範囲内で適宜設定することができる。 In the reaction process, the ratio of the starting compound to the isocyanate group-containing alkoxysilane compound is not particularly limited, but can be set appropriately within the range of, for example, a molar ratio of about 1:1 to 1:4.

また、反応工程においては、溶媒を用いた液相反応を実施すれば良いが、その溶媒としてはフッ素系溶媒を用いることが好ましい。フッ素系溶媒としては、例えばハイドロフルオロエーテル系溶剤を好適に用いることができる。このような溶剤としては、公知又は市販のものを使用することもできる。例えば、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン等を用いることができる。また、市販品としては、例えば製品名「ノベックHFE-7200」、「ノベックHFE-7300」(いずれも3M社製品)等を好適に用いることができる。 In the reaction step, a liquid phase reaction may be carried out using a solvent, and it is preferable to use a fluorine-based solvent as the solvent. As the fluorine-based solvent, for example, a hydrofluoroether-based solvent can be suitably used. As such a solvent, a known or commercially available solvent can also be used. For example, 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene can be used. As a commercially available product, for example, product names "Novec HFE-7200" and "Novec HFE-7300" (both 3M products) can be suitably used.

反応工程では、必要に応じて触媒の存在下で実施することもできる。触媒としては、アルカリ性触媒を好適に用いることができ、その中でも特にトリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン及び1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンの少なくとも1種の有機系のアルカリ性触媒が好ましい。 The reaction step can be carried out in the presence of a catalyst, if necessary. As the catalyst, an alkaline catalyst can be suitably used, and among them, at least one organic alkaline catalyst such as triethylamine, tributylamine, pyridine, and 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane is particularly preferred.

回収工程では、目的物となる第1成分を回収(単離)できる限り、その方法は特に制限されない。例えば、反応生成液にアルコール類(メタノール、エタノール等)を添加し、分層させた後、上澄み液(反応生成液の上層部)を除去する方法を採用することができる。すなわち、一般的には第1成分は反応生成液中で沈降するので、上澄み液を取り除くことで精製・分離することが可能となる。アルコール類の添加及び上澄み液の除去という一連の工程を複数回繰り返すことにより、より高い収率で第1成分を得ることができる。この場合、必要に応じて、減圧、乾燥等を実施することで第1成分を固形分として回収することもできる。 In the recovery step, the method is not particularly limited as long as it can recover (isolate) the first component, which is the target product. For example, a method can be adopted in which an alcohol (methanol, ethanol, etc.) is added to the reaction product liquid, the liquid is separated, and then the supernatant liquid (the upper layer of the reaction product liquid) is removed. That is, since the first component generally settles in the reaction product liquid, it is possible to purify and separate it by removing the supernatant liquid. By repeating the series of steps of adding the alcohol and removing the supernatant liquid multiple times, the first component can be obtained with a higher yield. In this case, the first component can also be recovered as a solid content by carrying out decompression, drying, etc., as necessary.

本発明組成物における第1成分の固形分含有量は、限定的ではないが、通常は10~60質量%とし、10~50質量%とすることが好ましく、特に15~30質量%とすることがより好ましい。これにより、優れた耐擦傷性等をより確実に形成することができる。 The solid content of the first component in the composition of the present invention is not limited, but is usually 10 to 60% by mass, preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 15 to 30% by mass. This makes it possible to more reliably achieve excellent scratch resistance, etc.

第2成分
第2成分であるトリアルコキシシリル基を2個以上含有するアルコキシシランは、主として硬化膜の脆さを低減し、砂埃、粉塵等の粒子(砂粒等)との衝突時の衝撃を吸収することによって高い耐摩耗性を付与するために用いられる。
Second Component The second component, an alkoxysilane containing two or more trialkoxysilyl groups, is used primarily to reduce the brittleness of the cured film and impart high abrasion resistance by absorbing the impact upon collision with particles such as sand, dust, and other particles (such as sand grains).

トリアルコキシシリル基の個数は、2個以上であれば良く、例えば2個、3個、4個等であっても良い。また、第2成分を複数種用いる場合、その個数は互いに同じでも良いし、互いに異なっていても良い。例えば、トリアルコキシシリル基を2個有する第2成分と、トリアルコキシシリル基を3個有する第2成分とを併用することもできる。
The number of trialkoxysilyl groups may be 2 or more, for example, 2, 3, 4, etc. In addition, when using a plurality of second components, the numbers may be the same or different. For example, a second component having two trialkoxysilyl groups and a second component having three trialkoxysilyl groups can be used in combination.

第2成分における上記トリアルコキシシリル基は、限定的ではないが、通常は一般式-Si(OC2n+1(但し、nは1~3の整数を示す。)で示されるトリアルコキシシリル基を好適に用いることができる。例えば、トリメトキシシラン基、トリエトキシシラン基等を挙げることができる。 The trialkoxysilyl group in the second component is not limited, but typically, a trialkoxysilyl group represented by the general formula -Si( OCnH2n +1 ) 3 (wherein n is an integer of 1 to 3) can be suitably used. Examples include a trimethoxysilane group and a triethoxysilane group.

第2成分においては、2個以上のトリアルコキシシリル基が、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキレン基を含む有機基を介して互いに結合していることが好ましい。
In the second component, two or more trialkoxysilyl groups are preferably bonded to each other via an organic group containing an alkylene group in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.

上記アルキレン基としては、炭素数1~10程度のものが挙げられる。例えば、―CH―,―CHCH―,CFCH-,-CHCHCH-,-CHCHCHCHCHCH-,-CHCHCHCHCH-,-CHCHCHCH-,-CFCFCF-等が挙げられる。アルキレン基の炭素原子がトリアルコキシシリル基のケイ素原子と直結されていることが好ましい。
The alkylene group may have about 1 to 10 carbon atoms. For example, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, CF 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 , —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 , —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 CF 2 —, etc. It is preferable that a carbon atom of the alkylene group is directly bonded to a silicon atom of the trialkoxysilyl group .

有機基としては、上記アルキレン基のみから構成される有機基のほか、上記アルキレン基が環状骨格に結合してなる有機基である場合が例示される。環状基としては、例えばイソシアヌル環骨格、シクロヘキシル環骨格、ベンゼン環骨格等が挙げられる。 Examples of the organic group include organic groups composed only of the above alkylene groups, as well as organic groups in which the above alkylene groups are bonded to a cyclic skeleton. Examples of the cyclic group include an isocyanuric ring skeleton, a cyclohexyl ring skeleton, and a benzene ring skeleton.

第2成分の具体例としては、1,6ビス-(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)エチレン、トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が例示される。 Specific examples of the second component include 1,6 bis-(trimethoxysilyl)hexane, bis(trimethoxysilyl)ethylene, and tris(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate.

上記ビストリメトキシシリルエチレンは、下記の一般式(2)で示される。上記1,6ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンは、下記の一般式(3)で示される。上記トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートは、下記の一般式(4)で示される。なお、下式中の各Meはメチル基を示す。
The bistrimethoxysilylethylene is represented by the following general formula (2). The 1,6-bis(trimethoxysilyl)hexane is represented by the following general formula (3). The tris(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate is represented by the following general formula (4). In the formulas below, each Me represents a methyl group.

これらの化合物は、公知又は市販のものを使用することができる。市販品としては、例えば製品名「KBM-3066」、「KBM-9659」(いずれも信越シリコーン社製)等を用いることができる。 These compounds may be publicly known or commercially available. Commercially available products include, for example, products with the names "KBM-3066" and "KBM-9659" (both manufactured by Shin-Etsu Silicones).

本発明組成物における第2成分の固形分含有量は、特に限定されないが、上記のような第2成分の機能をより確実に発揮させるため、通常は10~50質量%程度とし、特に20~40質量%とすることが好ましい。 The solid content of the second component in the composition of the present invention is not particularly limited, but in order to ensure that the second component exhibits the functions described above, it is usually about 10 to 50 mass%, and preferably 20 to 40 mass%.

なお、第2成分は、第1成分であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランは、除かれる。すなわち、第2成分は、パーフルオロポリエーテル基を含有しない化合物により構成される。 The second component does not include the first component, which is an alkoxysilane containing a perfluoropolyether group. In other words, the second component is composed of a compound that does not contain a perfluoropolyether group.

第3成分
本発明では、必要に応じて、第3成分としてトリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシランを含んでいても良い。第3成分であるトリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシランは、主として良好な造膜性、硬化性等を付与する機能を有する。
Third Component In the present invention, an alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group may be included as a third component as necessary. The third component, an alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group, mainly has the function of imparting good film-forming properties, curing properties, etc.

前記アルコキシシランは、トリアルコキシシリル基を1個有するものであれば特に限定されないが、特にR-Si(OR(但し、Rは、炭素数1~10であり、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていても良いアルキル基を示す。Rは、炭素数1~3のアルキル基を示す。)で示される化合物を好適に用いることができる。より具体的には、メチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 The alkoxysilane is not particularly limited as long as it has one trialkoxysilyl group, but in particular, a compound represented by R 4 -Si(OR 5 ) 3 (wherein R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, and R 5 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) can be preferably used. More specific examples include methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like.

これらは、公知又は市販のものを用いることもできる。市販品としては、例えば製品名「KBE-3083」、「KBE-13」、「KBM-3033」、「KBE-3033」、「KBE-3083」、「KBM-7103」(いずれも信越シリコーン社製)等を挙げることができる。 These may be publicly known or commercially available. Examples of commercially available products include those with the product names "KBE-3083", "KBE-13", "KBM-3033", "KBE-3033", "KBE-3083", and "KBM-7103" (all manufactured by Shin-Etsu Silicones).

本発明組成物における第3成分の固形分含有量は、特に限定されないが、通常は0~60質量%程度とし、25~60質量%とすることが好ましく、30~60質量%とすることがより好ましく、特に40~50質量%とすることが最も好ましい。これにより、優れた耐擦傷性等をより確実に得ることができる。 The solid content of the third component in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually about 0 to 60% by mass, preferably 25 to 60% by mass, more preferably 30 to 60% by mass, and most preferably 40 to 50% by mass. This makes it possible to more reliably obtain excellent scratch resistance, etc.

なお、第3成分は、第1成分であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランは、除かれる。すなわち、第3成分は、パーフルオロポリエーテル基を含有しない化合物により構成される。 The third component does not include the first component, which is an alkoxysilane containing a perfluoropolyether group. In other words, the third component is composed of a compound that does not contain a perfluoropolyether group.

また、第1成分~第3成分の比率は、限定的ではないが、特に第1成分100質量部に対して、第2成分50~300質量部及び第3成分0~300質量部とすることが好ましく、第2成分50~300質量部及び第3成分100~300質量部であることがより好ましく、特に第1成分100質量部に対して第2成分100~200質量部及び第3成分200~250質量部であることが最も好ましい。 The ratios of the first, second, and third components are not limited, but are preferably 50 to 300 parts by mass of the second component and 0 to 300 parts by mass of the third component per 100 parts by mass of the first component, more preferably 50 to 300 parts by mass of the second component and 100 to 300 parts by mass of the third component, and most preferably 100 to 200 parts by mass of the second component and 200 to 250 parts by mass of the third component per 100 parts by mass of the first component.

第4成分
本発明では、必要に応じて、第4成分としてテトラアルコキシシラン加水分解縮合物(シリケートオリゴマー)を含有させることもできる。テトラアルコキシシラン加水分解縮合物を配合することによって、造膜性、硬化性、硬度等を高めることができる。
In the present invention, a tetraalkoxysilane hydrolysis condensate (silicate oligomer) can be contained as a fourth component, if necessary. By blending the tetraalkoxysilane hydrolysis condensate, it is possible to improve film-forming properties, curing properties, hardness, etc.

テトラアルコキシシラン加水分解縮合物としては、特に限定されず、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランの2分子以上が、加水分解及び重縮合反応により生成した化合物を挙げることができる。重縮合する分子数に応じて、例えば2量体、3量体、4量体等があるが、本発明では2~10量体(平均値)を好適に用いることができる。 The tetraalkoxysilane hydrolysis condensate is not particularly limited, and may be, for example, a compound produced by hydrolysis and polycondensation of two or more molecules of tetraalkoxysilane, such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane. Depending on the number of molecules polycondensed, there are, for example, dimers, trimers, tetramers, etc., but in the present invention, dimers to decamers (average value) can be preferably used.

このような化合物は、公知又は市販のものを使用できるほか、公知の製造方法によって合成することもできる。市販品としては、例えば製品名「メチルシリケート51」、「メチルシリケート53A」(いずれもコルコート株式会社製)等を挙げることができる。 Such compounds can be publicly known or commercially available, or can be synthesized by known manufacturing methods. Examples of commercially available products include products with the names "Methyl Silicate 51" and "Methyl Silicate 53A" (both manufactured by Colcoat Co., Ltd.).

本発明組成物における第4成分の固形分含有量は、特に限定されないが、上記のような第4成分の機能をより確実に発揮させるため、通常は0~20質量%程度とし、特に1~15質量%とすることが好ましい。 The solid content of the fourth component in the composition of the present invention is not particularly limited, but in order to ensure that the fourth component exhibits the functions described above, it is usually about 0 to 20 mass%, and preferably 1 to 15 mass%.

その他の成分
本発明組成物中には、第1成分~第4成分のほかにも、本発明の効果を妨げない範囲内において、必要に応じて他の成分を適宜配合することができる。例えば、後記に示す溶剤のほか、無機微粒子(シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等の酸化物微粒子)、着色剤等が挙げられる。
Other Components In addition to the first to fourth components, other components may be appropriately blended into the composition of the present invention as necessary within the range that does not impair the effects of the present invention. For example, in addition to the solvent described below, inorganic fine particles (fine particles of oxides such as silica, alumina, titania, and zirconia), colorants, etc. may be mentioned.

B.本発明組成物の性状等
本発明組成物の形態は、限定的ではないが、通常は液状とすれば良い。液状とするためは、溶剤を配合すれば良いが、溶液又は分散液のいずれであっても良い。
B. Properties of the composition of the present invention The form of the composition of the present invention is not limited, but it is usually sufficient to make it liquid. To make it liquid, a solvent may be added, but it may be either a solution or a dispersion.

溶剤としては、第1成分等の種類に応じて適宜設定することができる。例えば、フッ素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤の少なくとも1種を用いることができる。 The solvent can be appropriately selected depending on the type of the first component, etc. For example, at least one of a fluorine-based solvent, a ketone-based solvent, an ester-based solvent, an alcohol-based solvent, and an amide-based solvent can be used.

フッ素系溶剤としては、例えばトリフルオロトルエン、パーフルオロブチルメチルエーテル、パーフルオロブチルエチルエーテル、メタキシレンヘキサフルオライド等が挙げられる。 Examples of fluorine-based solvents include trifluorotoluene, perfluorobutyl methyl ether, perfluorobutyl ethyl ether, and metaxylene hexafluoride.

ケトン系溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。 Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.

エステル系溶剤としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート等が挙げられる。 Examples of ester-based solvents include ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, and methoxypropyl acetate.

アルコール系溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(1-メトキシ-2-プロパノール)等が挙げられる。 Examples of alcohol-based solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether (1-methoxy-2-propanol).

有機溶剤の使用量は、例えば本発明組成物の固形分含有量が0.1~10重量%程度(好ましくは0.1~5重量%程度)の範囲内となるように、例えば用いる成分等の種類、所望の粘度等に応じて適宜調整することができるが、これに限定されない。 The amount of organic solvent used can be adjusted appropriately depending on the types of components used, the desired viscosity, etc., so that the solid content of the composition of the present invention is within the range of about 0.1 to 10% by weight (preferably about 0.1 to 5% by weight), but is not limited to this.

C.本発明組成物の製造
本発明組成物は、前記のような各成分を均一に混合することによって調製することができる。混合する際の混合順序等は特に限定されず、任意の順序を採用することができる。特に、液状組成物を調製する場合は、第1成分等とともに溶剤を混合すれば良い。混合は、例えばミキサー、ニーダー等の公知又は市販の装置を用いて実施することができる。また、混合する雰囲気は、通常は常温・常圧下で各成分を混合すれば良いが、これに限定されない。
C. Preparation of the composition of the present invention The composition of the present invention can be prepared by uniformly mixing the above-mentioned components. The order of mixing is not particularly limited, and any order can be adopted. In particular, when preparing a liquid composition, the solvent may be mixed together with the first component and the like. The mixing may be carried out using a known or commercially available device such as a mixer or kneader. In addition, the atmosphere in which the components are mixed may usually be at room temperature and pressure, but is not limited thereto.

D.本発明組成物の使用
本発明組成物の塗膜を硬化させることによって所望の硬化膜を形成することができる。すなわち、本発明組成物から、屋外でも傷等がつきにくい保護層をより確実に得ることができる。
D. Use of the Composition of the Present Invention By curing a coating film of the composition of the present invention, a desired cured film can be formed. That is, from the composition of the present invention, a protective layer that is resistant to scratches, etc., even outdoors can be obtained more reliably.

硬化膜は、透明、半透明又は不透明のいずれであっても良い。特に、照明、レンズ又はこれらのカバーの保護層として用いる場合等は、硬化膜が透明又は半透明であることが望ましい。この場合の透明度は、限定的ではないが、通常はヘイズ値として0.1~5%程度であることが望ましい。 The cured film may be transparent, translucent or opaque. In particular, when used as a protective layer for lighting, lenses or covers thereof, it is desirable for the cured film to be transparent or translucent. In this case, the transparency is not limited, but it is usually desirable for the haze value to be about 0.1 to 5%.

また、硬化膜の厚みは、用途、使用部位等に応じて適宜設定することができるが、通常は0.05~2μm程度とし、特に0.1~0.5μmとすることが好ましい。 The thickness of the cured film can be set appropriately depending on the application, area of use, etc., but is usually about 0.05 to 2 μm, and preferably 0.1 to 0.5 μm.

硬化層の形成方法は、特に限定されず、例えばa)基材上に本発明組成物の塗膜を形成する工程及びb)前記塗膜を硬化させる工程を含む方法によって好適に実施することができる。 The method for forming the cured layer is not particularly limited, and can be suitably carried out, for example, by a method including the steps of a) forming a coating film of the composition of the present invention on a substrate and b) curing the coating film.

硬化層の下地(下層)となる基材は、特に限定されず、例えば合成樹脂、ゴム、セラミックス、ガラス、金属等のいずれであっても良い。特に、ガラス、合成樹脂(ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等)等の透明性基材を好適に用いることができる。また、基材は、例えば原材料、半製品、製品等のいずれであっても良い。 The substrate that serves as the base (lower layer) of the cured layer is not particularly limited and may be, for example, any of synthetic resins, rubber, ceramics, glass, metal, etc. In particular, transparent substrates such as glass and synthetic resins (polyester-based resins, acrylic-based resins, etc.) can be preferably used. In addition, the substrate may be, for example, any of raw materials, semi-finished products, finished products, etc.

本発明組成物の塗膜を形成する方法は、例えば例えばドクターブレード法、バーコート法、ディッピング法、エアスプレー法、ローラーブラシ法、ローラーコーター法、蒸着法等の公知のコーティング方法により適宜行うことができる。 The coating film of the composition of the present invention can be formed by any known coating method, such as, for example, the doctor blade method, bar coating method, dipping method, air spray method, roller brush method, roller coater method, vapor deposition method, etc.

塗膜の形成量は、例えば所望の硬化膜の厚みとなるような量とすれば良く、通常は得られる硬化膜の厚みが2μm程度以下の範囲内(好ましくは0.1~0.5μmの範囲内)で適宜設定することができる。 The amount of coating formed may be, for example, an amount that will result in the desired thickness of the cured film, and can usually be appropriately set so that the thickness of the resulting cured film is within a range of approximately 2 μm or less (preferably within a range of 0.1 to 0.5 μm).

また、得られた塗膜は、硬化に先立って、必要に応じて乾燥工程を実施しても良い。乾燥方法は、自然乾燥のほか、60~120℃程度の温度で加熱する方法であっても良い。 The resulting coating film may be subjected to a drying process prior to curing, if necessary. The drying method may be natural drying or heating at a temperature of about 60 to 120°C.

次いで、塗膜の硬化を行う。本発明において、塗膜を硬化させる方法は、加熱による硬化(熱硬化)を行う。熱硬化の条件は、第1成分等の種類等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は大気中にて50~200℃程度(特に120~180℃)とすることが好ましい。加熱時間は、塗膜が硬化するのに十分な時間とすれば良く、例えば0.1~2時間の範囲内で設定することが可能であるが、これに限定されない。 The coating is then cured. In the present invention, the coating is cured by heating (thermal curing). The conditions for thermal curing may be set appropriately depending on the type of the first component, etc., but it is usually preferable to set the temperature at about 50 to 200°C (particularly 120 to 180°C) in air. The heating time may be long enough to cure the coating, and may be set within the range of, for example, 0.1 to 2 hours, but is not limited to this.

さらに、本発明では、基材上に本発明組成物の塗膜を形成する工程及び前記塗膜を硬化させる工程を含む方法によって、硬化膜が基材に積層された積層体を得ることができる。このような積層体は、例えば各種の製品の材料等としても用いることができる。 Furthermore, in the present invention, a laminate in which a cured film is laminated on a substrate can be obtained by a method including a step of forming a coating film of the composition of the present invention on a substrate and a step of curing the coating film. Such a laminate can be used, for example, as a material for various products.

2.物品(光学製品)
本発明は、本発明の硬化膜が基材上に積層されてなる物品(特に光学製品)を包含する。特に、本発明の硬化膜は、単なる物質どうしの擦れだけでなく、例えば砂埃、粉塵等の粒子(飛び散った砂粒等)との衝突を伴う摩耗に対する耐久性も有するため、基材(製品)の保護層として適用することができる。とりわけ、砂埃、粉塵等にさらされる基材(製品)の保護層としても好適に用いることができる。
2. Articles (optical products)
The present invention includes an article (particularly an optical product) in which the cured film of the present invention is laminated on a substrate. In particular, the cured film of the present invention has durability not only against simple friction between materials, but also against abrasion caused by collision with particles such as sand, dust, etc. (scattered sand grains, etc.), and therefore can be used as a protective layer for the substrate (product). In particular, it can be suitably used as a protective layer for the substrate (product) exposed to sand, dust, etc.

このため、屋内で使用される照明、レンズ又はこれらのカバーのほか、屋外で使用される照明、レンズ又はこれらのカバーに対する保護層(最表面層)として本発明の硬化膜を適用することができる。例えば、a)屋外に取り付けられる防犯カメラ、気象観測カメラ、河川監視カメラ、車両・船舶の搭載カメラ、屋外の照明(街灯、駐車場、競技場等)、あるいはb)これらに用いられるレンズ(照明用レンズ又はカメラ用レンズ)、c)照明又はレンズのカバー等の表面保護に適当である。その他にも、スマートフォンの画面、タブレット画面等の保護層としても利用できる。 Therefore, the cured film of the present invention can be applied as a protective layer (outermost layer) for lighting, lenses, or covers used indoors, as well as for lighting, lenses, or covers used outdoors. For example, it is suitable for surface protection of a) outdoor security cameras, weather observation cameras, river monitoring cameras, cameras mounted on vehicles and ships, outdoor lighting (street lights, parking lots, stadiums, etc.), b) lenses used therein (lighting lenses or camera lenses), c) lighting or lens covers, etc. It can also be used as a protective layer for smartphone screens, tablet screens, etc.

本発明の硬化膜をこれら物品(特に光学製品)に適用する方法は、例えば前記のように保護対象となる基材の表面に本発明組成物による塗膜を形成した後、硬化させる工程を含む方法にて所定の硬化膜(保護層)を形成する方法等が挙げられるが、これに限定されない。 Methods for applying the cured film of the present invention to these articles (particularly optical products) include, for example, forming a coating film of the composition of the present invention on the surface of the substrate to be protected as described above, and then forming a predetermined cured film (protective layer) by a method including a curing step, but are not limited to this.

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明の範囲は、実施例に限定されない。 The following examples and comparative examples are presented to more specifically explain the features of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the examples.

実施例1
表1に示すように、200mLビーカーにパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン(製造例1)0.20g、トリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシラン(製品名「KBM-7103」信越化学工業社製)0.5g、ビストリメトキシシリルエチレン0.2g、テトラメトキシシラン加水分解縮合物(製品名「メチルシリケート51」コルコート社製、平均4量体)0.1g、フッ素系溶剤(製品名「ノベックHFE-7200」(3M社製)99.0g秤量し、1時間室温で撹拌することによって液状組成物を得た。洗浄したガラスプレートに対して前記液状組成物を塗布し、170℃のオーブンで30分間加熱硬化し、硬化膜を作製した。このときの膜厚は約0.2μmであった。
Example 1
As shown in Table 1, 0.20 g of perfluoropolyether group-containing alkoxysilane (Production Example 1), 0.5 g of an alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group (product name "KBM-7103" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0.2 g of bistrimethoxysilylethylene, 0.1 g of tetramethoxysilane hydrolysis condensate (product name "Methyl Silicate 51" manufactured by Colcoat Co., Ltd., average tetramer), and 99.0 g of a fluorine-based solvent (product name "Novec HFE-7200" manufactured by 3M Corporation) were weighed into a 200 mL beaker and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a liquid composition. The liquid composition was applied to a cleaned glass plate and heated and cured in an oven at 170° C. for 30 minutes to produce a cured film. The film thickness at this time was about 0.2 μm.

実施例2~12及び比較例1~4
表1に示す組成に変更したほかは、実施例1と同様にして液状組成物を調製した。実施例1と同様にして、前記の液状組成物を用いて硬化膜を作製した。
Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 4
A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition was changed to that shown in Table 1. A cured film was produced using the liquid composition in the same manner as in Example 1.

なお、表1中の略称の意味は、以下の通りである。
(1)第1成分:パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン
・「製造例1」:下記の<製造例1>で合成したパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン1
<製造例1>
スターラーを入れた30mLナスフラスコに水酸基含有パーフルオロポリエーテル系化合物(製品名「FLUOROLINK D-6000」(ソルベイ株式会社製、平均分子量6000)18.0g(3.0mmoL)と、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(関東化学株式会社製)1.48g(7.2mmoL)と、トリエチルアミン(関東化学株式会社製)0.015g(0.15mmoL)と、メタキシレンヘキサフルオライド18.0gを秤量した。反応液を50℃で6時間攪拌した。反応後の反応液にメタノールを入れ反応液を分層させた。下層が目的物であるので、上層の溶媒を除去した。メタノールを用いて洗浄工程を3回繰り返した。生成物をナスフラスコに入れ、減圧下で乾燥することで溶媒を除去し、目的物であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン1(収率90%、17.3g)を合成した。
・「製造例2」:下記の<製造例2>で合成したパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン2
<製造例2>
スターラーを入れた30mLナスフラスコに水酸基含有パーフルオロポリエーテル系化合物(製品名「FLUOROLINK D-4000」(ソルベイ株式会社製、平均分子量4000)12.0g(3.0mmoL)と、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(関東化学株式会社製)1.48g(7.2mmoL)と、トリエチルアミン(関東化学株式会社製)0.015g(0.15mmoL)と、メタキシレンヘキサフルオライド12.0gを秤量した。反応液を50℃で6時間攪拌した。反応後の反応液にメタノールを入れ反応液を分層させた。下層が目的物であるので、上層の溶媒を除去した。メタノールを用いて洗浄工程を3回繰り返した。生成物をナスフラスコに入れ、減圧下で乾燥することで溶媒を除去し、目的物であるパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン2(収率87%、10.2g)を合成した。
・「製造例3」:下記の<製造例3>で合成したパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン3
<製造例3>
スターラーを入れた30mLナスフラスコに水酸基含有パーフルオロポリエーテル系化合物(製品名「DOL-3000」シノケム社製、平均分子量3000)(4.0mmol,12g)、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(4.8mmol,0.99g)、トリエチルアミン(0.20mmol,0.020g)、メタキシレンヘキサフルオライド12.0gを秤量した。反応液を50℃で6時間撹拌した。反応後の反応液にメタノールを入れ反応を分層させた。下層が目的物であるので、上層の溶媒を除去した。メタノールを用いての洗浄工程を3回繰り返した。生成物をナスフラスコに入れ、減圧化乾燥することで溶媒を除去し、目的物であるパーフルオロポリエーテル含有アルコキシシラン3(収率90%、11.5g)を合成した。
(2)第2成分:トリアルコキシシリル基を2個以上含有するアルコキシシラン
・「原料A」:ビス(トリメトキシシリル)エチレン
・「原料B」:1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン
・「原料C」:信越シリコーン社製「KBM-9659」(トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート)
(3)第3成分:トリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシラン
・「KBM-7103」:信越シリコーン製「KBM-7103」(3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン)
・n-Pro-Si(OMe):CHCHCH-Si(OMe)(Meはメチル基)
・C6F13Si:CFCFCFCFCFCF-Si(OMe)(Meはメチル基)
(4)第4成分:テトラアルコキシシラン加水分解縮合物
・「MS-51」:コルコート社製「メチルシリケート51」(テトラメトキシシラン加水分解縮合物(平均4量体))
(5)溶剤
・「ノベックHFE-7200」(3M社製)(フッ素系溶剤)
The meanings of the abbreviations in Table 1 are as follows:
(1) First component: Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane "Production Example 1": Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 1 synthesized in the following Production Example 1
<Production Example 1>
In a 30 mL eggplant flask equipped with a stirrer, 18.0 g (3.0 mmol) of a hydroxyl group-containing perfluoropolyether compound (product name "FLUOROLINK D-6000" (manufactured by Solvay, average molecular weight 6000), 1.48 g (7.2 mmol) of 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 0.015 g (0.15 mmol) of triethylamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and 18.0 g of meta-xylene hexafluoride were weighed. The reaction solution was stirred at 50°C for 6 hours. Methanol was added to the reaction solution after the reaction to separate the reaction solution. Since the lower layer was the target product, the solvent in the upper layer was removed. The washing process was repeated three times using methanol. The product was placed in an eggplant flask and dried under reduced pressure to remove the solvent, and the target perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 1 (yield 90%, 17.3 g) was synthesized.
"Production Example 2": Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 2 synthesized in the following <Production Example 2>
<Production Example 2>
In a 30 mL eggplant flask equipped with a stirrer, 12.0 g (3.0 mmol) of a hydroxyl group-containing perfluoropolyether compound (product name "FLUOROLINK D-4000" (manufactured by Solvay, average molecular weight 4000), 1.48 g (7.2 mmol) of 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 0.015 g (0.15 mmol) of triethylamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and 12.0 g of meta-xylene hexafluoride were weighed. The reaction solution was stirred at 50°C for 6 hours. Methanol was added to the reaction solution after the reaction to separate the reaction solution. Since the lower layer was the target product, the solvent in the upper layer was removed. The washing process was repeated three times using methanol. The product was placed in an eggplant flask and dried under reduced pressure to remove the solvent, and the target perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 2 (yield 87%, 10.2 g) was synthesized.
"Production Example 3": Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 3 synthesized in the following <Production Example 3>
<Production Example 3>
In a 30 mL eggplant flask containing a stirrer, a hydroxyl group-containing perfluoropolyether compound (product name "DOL-3000" manufactured by Sinochem, average molecular weight 3000) (4.0 mmol, 12 g), 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (4.8 mmol, 0.99 g), triethylamine (0.20 mmol, 0.020 g), and meta-xylene hexafluoride 12.0 g were weighed. The reaction solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours. Methanol was added to the reaction solution after the reaction to separate the reaction. Since the lower layer is the target product, the solvent in the upper layer was removed. The washing process using methanol was repeated three times. The product was placed in an eggplant flask, and the solvent was removed by drying under reduced pressure, and the target perfluoropolyether-containing alkoxysilane 3 (yield 90%, 11.5 g) was synthesized.
(2) Second component: alkoxysilane containing two or more trialkoxysilyl groups. "Raw material A": bis(trimethoxysilyl)ethylene. "Raw material B": 1,6-bis(trimethoxysilyl)hexane. "Raw material C": Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.'s "KBM-9659" (tris(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate).
(3) Third component: Alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group "KBM-7103": Shin-Etsu Silicone "KBM-7103" (3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane)
n-Pro-Si(OMe) 3 : CH3CH2CH2 - Si (OMe) 3 (Me is a methyl group)
C6F13Si: CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2 - Si ( OMe) 3 (Me is a methyl group )
(4) Fourth component: Tetraalkoxysilane hydrolysis condensate "MS-51": "Methyl silicate 51" manufactured by Colcoat Co., Ltd. (tetramethoxysilane hydrolysis condensate (average tetramer))
(5) Solvent: "Novec HFE-7200" (manufactured by 3M) (fluorine-based solvent)

試験例1
実施例及び比較例で作製された硬化膜の撥水性を調べた。より具体的には、硬化膜の水に対する接触角(初期)を25℃で測定した。水接触角の測定は、接触角測定装置(製品名「DropMaster700」協和界面化学製)を用いた(以下の各試験においても同様)。その結果を表2に示す。
Test Example 1
The water repellency of the cured films prepared in the examples and comparative examples was examined. More specifically, the contact angle (initial) of the cured film with water was measured at 25° C. The water contact angle was measured using a contact angle measuring device (product name: DropMaster 700, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (the same applies to the following tests). The results are shown in Table 2.

試験例2
実施例及び比較例で作製された硬化膜について、所定の摩耗試験を実施した後の水に対する撥水性を測定した。
摩耗試験は、次のように超音波洗浄機を用いて次のように実施した。関東ローム(JIS試験用粉体1の8種)10質量%が水に分散した分散液を用い、ステンレス鋼製容器(SUS容器)に分散液を入れた。次いで、SUS容器内に試験片(硬化膜付きガラスプレート)を入れた。SUS容器を市販の超音波洗浄機に入れ、超音波洗浄機を作動させ、分散液に超音波を照射して試験片を処理した。このように試験片を処理することにより、超音波により分散液に生じた真空の気泡が破裂することで生じた衝撃波によって関東ロームが激しく揺動し、その関東ロームが試験片に衝突することで試験片にダメージを与えることができる。超音波の条件は、周波数28kHz、出力600Wとした。照射8時間経過後に試験片を回収し、純水で洗浄し、自然乾燥させた。このようにして得られた試験後の硬化膜に対する水の接触角を測定した。その結果を表2に示す。
Test Example 2
For the cured films produced in the Examples and Comparative Examples, a predetermined abrasion test was carried out, and then the water repellency was measured.
The abrasion test was carried out using an ultrasonic cleaner as follows. A dispersion of 10% by mass of Kanto loam (JIS test powder 1, type 8) was used and placed in a stainless steel container (SUS container). Then, a test piece (glass plate with cured film) was placed in the SUS container. The SUS container was placed in a commercially available ultrasonic cleaner, and the ultrasonic cleaner was operated to irradiate the dispersion with ultrasonic waves to treat the test piece. By treating the test piece in this way, the Kanto loam was violently shaken by shock waves generated by the bursting of vacuum bubbles generated in the dispersion by ultrasonic waves, and the Kanto loam collided with the test piece, causing damage to the test piece. The ultrasonic conditions were a frequency of 28 kHz and an output of 600 W. After 8 hours of irradiation, the test piece was collected, washed with pure water, and naturally dried. The contact angle of water with respect to the cured film obtained in this way after the test was measured. The results are shown in Table 2.

試験例3
各試験片について耐スチールウール試験を実施した。試験片の硬化膜面をスチールウール(#0000)で300回往復(荷重1000g)擦った後の水接触角を測定した。その結果を表2に示す。
Test Example 3
A steel wool resistance test was carried out on each test piece. The cured film surface of the test piece was rubbed back and forth with steel wool (#0000) 300 times (load 1000 g) and then the water contact angle was measured. The results are shown in Table 2.

表2における実施例1と比較例1の対比から、第1成分~第2成分を含まない場合は、摩耗試験による撥液性の低下が大きくなることがわかる。特に、実施例1~5と比較例2~4との対比から、第2成分を含まない場合、耐摩耗試験での撥液性の低下が大きくなることもわかる。 Comparing Example 1 and Comparative Example 1 in Table 2, it can be seen that when the first and second components are not included, the liquid repellency in the abrasion test decreases significantly. In particular, comparing Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 to 4, it can be seen that when the second component is not included, the liquid repellency in the abrasion resistance test decreases significantly.

このように、本発明では、少なくとも0.2μm程度の膜厚があり、アルキル鎖を有する多置換アルコキシシランを一定量含むことで、Si-O-Siの結合に加え、特にC-C結合を導入することで、硬化膜の脆さが低減され、粒子との衝撃を伴う摩耗に対しても耐久性を高めることが可能となる。 In this way, the present invention has a film thickness of at least about 0.2 μm, and by containing a certain amount of polysubstituted alkoxysilane with an alkyl chain, the brittleness of the cured film is reduced by introducing not only Si-O-Si bonds, but also C-C bonds in particular, making it possible to increase durability against abrasion caused by impact with particles.

実施例13
表3に示すように、200mLビーカーにパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン(製造例4)0.60g、ビストリメトキシシリルエチレン0.3g、テトラメトキシシラン加水分解縮合物(製品名「メチルシリケート51」コルコート社製、平均4量体)0.1g、フッ素系溶剤(製品名「ノベックHFE-7200」(3M社製)99.0g秤量し、1時間室温で撹拌することによって液状組成物を得た。洗浄したガラスプレートに対して前記液状組成物を塗布し、170℃のオーブンで30分間加熱硬化し、硬化膜を作製した。このときの膜厚は約0.2μmであった。
Example 13
As shown in Table 3, 0.60 g of perfluoropolyether group-containing alkoxysilane (Production Example 4), 0.3 g of bistrimethoxysilylethylene, 0.1 g of tetramethoxysilane hydrolysis condensate (product name "Methyl Silicate 51" manufactured by Colcoat Co., Ltd., average tetramer), and 99.0 g of fluorine-based solvent (product name "Novec HFE-7200" manufactured by 3M Co.) were weighed into a 200 mL beaker and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a liquid composition. The liquid composition was applied to a cleaned glass plate and heated and cured in an oven at 170° C. for 30 minutes to produce a cured film. The film thickness at this time was about 0.2 μm.

実施例14~16及び比較例5
表3に示す組成に変更したほかは、実施例13と同様にして液状組成物を調製した。実施例1と同様にして、前記液状組成物を用いて硬化膜を作製した。
Examples 14 to 16 and Comparative Example 5
A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 13, except that the composition was changed as shown in Table 3. A cured film was produced using the liquid composition in the same manner as in Example 1.

なお、表3中の略称の意味は、以下の通りである。
(1)第1成分:パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン
・「製造例4」:下記の<製造例4>で合成したパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン
<製造例4>
スターラーを入れた30mLナスフラスコに水酸基含有パーフルオロポリエーテル系化合物(製品名「DOL-3000」シノケム社製、平均分子量3000(6.0mmol,18.0g)、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(7.2mmol,1.48g)、トリエチルアミン(0.30mmol,0.030g)、メタキシレンヘキサフルオライド18.0gを秤量した。反応液を50℃で6時間撹拌した。反応後の反応液にメタノールを入れ反応を分層させた。下層が目的物であるので、上層の溶媒を除去した。メタノールを用いての洗浄工程を3回繰り返した。生成物をナスフラスコに入れ、減圧化乾燥することで溶媒を除去し、目的物であるパーフルオロポリエーテル含有アルコキシシラン4(収率90%、17.3g)を合成した。
・「製造例5」:下記の<製造例5>で合成したパーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン
<製造例5>
スターラーを入れた30mLナスフラスコに水酸基含有パーフルオロポリエーテル系化合物(製品名「DOL-4000」シノケム社製、平均分子量4000(3.0mmol,12.0g)、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン(3.6mmol,0.74g)、トリエチルアミン(0.15mmol,0.015g)、メタキシレンヘキサフルオライド12.0gを秤量した。反応液を50℃で6時間撹拌した。反応後の反応液にメタノールを入れ反応を分層させた。下層が目的物であるので、上層の溶媒を除去した。メタノールを用いての洗浄工程を3回繰り返した。生成物をナスフラスコに入れ、減圧化乾燥することで溶媒を除去し、目的物であるパーフルオロポリエーテル含有アルコキシシラン5(収率87%、10.2g)を合成した。
(2)第2成分:トリアルコキシシリル基を2個以上含有するアルコキシシラン
・「原料A」:ビス(トリメトキシシリル)エチレン
・「原料B」:1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン
・「原料C」:信越シリコーン社製「KBM-9659」(トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート)
(3)第3成分:トリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシラン
・「KBM-7103」:信越シリコーン製「KBM-7103」(3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン)
(4)第4成分:テトラアルコキシシラン加水分解縮合物
・「MS-51」:コルコート社製「メチルシリケート51」(テトラメトキシシラン加水分解縮合物(平均4量体))
(5)溶剤
・「ノベックHFE-7200」(3M社製)(フッ素系溶剤)
The meanings of the abbreviations in Table 3 are as follows:
(1) First component: Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane "Production Example 4": Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane 4 synthesized in the following Production Example 4
<Production Example 4>
In a 30 mL eggplant flask equipped with a stirrer, a hydroxyl group-containing perfluoropolyether compound (product name "DOL-3000" manufactured by Sinochem, average molecular weight 3000 (6.0 mmol, 18.0 g), 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (7.2 mmol, 1.48 g), triethylamine (0.30 mmol, 0.030 g), and 18.0 g of meta-xylene hexafluoride were weighed. The reaction solution was stirred at 50°C for 6 hours. Methanol was added to the reaction solution after the reaction to separate the reaction. Since the lower layer was the target product, the solvent in the upper layer was removed. The washing process using methanol was repeated three times. The product was placed in an eggplant flask and dried under reduced pressure to remove the solvent, and the target perfluoropolyether-containing alkoxysilane 4 (yield 90%, 17.3 g) was synthesized.
"Production Example 5": Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane No. 5 synthesized in the following <Production Example 5>
<Production Example 5>
In a 30 mL eggplant flask equipped with a stirrer, a hydroxyl group-containing perfluoropolyether compound (product name "DOL-4000" manufactured by Sinochem, average molecular weight 4000 (3.0 mmol, 12.0 g), 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane (3.6 mmol, 0.74 g), triethylamine (0.15 mmol, 0.015 g), and meta-xylene hexafluoride 12.0 g were weighed. The reaction solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours. Methanol was added to the reaction solution after the reaction to separate the reaction. Since the lower layer is the target product, the solvent in the upper layer was removed. The washing process using methanol was repeated three times. The product was placed in an eggplant flask and dried under reduced pressure to remove the solvent, and the target perfluoropolyether-containing alkoxysilane 5 (yield 87%, 10.2 g) was synthesized.
(2) Second component: alkoxysilane containing two or more trialkoxysilyl groups. "Raw material A": bis(trimethoxysilyl)ethylene. "Raw material B": 1,6-bis(trimethoxysilyl)hexane. "Raw material C": Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.'s "KBM-9659" (tris(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate).
(3) Third component: Alkoxysilane containing one trialkoxysilyl group "KBM-7103": Shin-Etsu Silicone "KBM-7103" (3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane)
(4) Fourth component: Tetraalkoxysilane hydrolysis condensate "MS-51": "Methyl silicate 51" manufactured by Colcoat Co., Ltd. (tetramethoxysilane hydrolysis condensate (average tetramer))
(5) Solvent: "Novec HFE-7200" (manufactured by 3M) (fluorine-based solvent)

試験例4
試験例1と同様にして、各実施例及び比較例で作製された硬化膜の撥水性を調べた。その結果を表4に示す。
Test Example 4
The water repellency of the cured films prepared in each of the Examples and Comparative Examples was examined in the same manner as in Test Example 1. The results are shown in Table 4.

試験例5
試験例2と同様にして、実施例及び比較例で作製された硬化膜について、所定の摩耗試験を実施した後の水に対する撥水性を測定した。その結果を表4に示す。
Test Example 5
The cured films prepared in the Examples and Comparative Examples were subjected to a predetermined abrasion test and then their water repellency was measured in the same manner as in Test Example 2. The results are shown in Table 4.

試験例6
試験例3と同様にして、各試験片について耐スチールウール試験を実施した。その結果を表4に示す。
Test Example 6
A steel wool resistance test was carried out on each test piece in the same manner as in Test Example 3. The results are shown in Table 4.

実施例16と比較例5との対比から、多置換アルキル鎖含有アルコキシシランを含有しない場合は超音波摩耗性が低下していることがわかる。
また、膜厚としては0.2μm程度の膜厚があり、アルキル鎖を有する多置換アルコキシシランを一定量含むことで、Si-O-Siの結合の他にアルキル鎖の結合を導入することで、硬化膜の脆さが低減され、関東ロームでの耐摩耗性が改善されることがわかる。

Comparing Example 16 with Comparative Example 5, it is clear that the ultrasonic abrasion resistance is reduced when no poly-substituted alkyl chain-containing alkoxysilane is contained.
In addition, the film thickness is about 0.2 μm, and it is understood that by including a certain amount of poly-substituted alkoxysilane having an alkyl chain and introducing an alkyl chain bond in addition to the Si—O—Si bond, the brittleness of the cured film is reduced and the abrasion resistance in the Kanto loam soil is improved.

Claims (11)

下記成分:
(1)パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン:10~60質量%、
(2)1,6ビス-(トリメトキシシリル)ヘキサン又はビス(トリメトキシシリル)エチレン:10~50質量%、
(3)トリアルコキシシリル基を1個含有するアルコキシシラン(但し、前記(1)のアルコキシシランを除く。):0質量%、及び
(4)テトラアルコキシシラン加水分解縮合物:1~15質量%
を含むことを特徴とする熱硬化性組成物。
The following ingredients:
(1) Perfluoropolyether group-containing alkoxysilane : 10 to 60% by mass,
(2) 1,6 bis-(trimethoxysilyl)hexane or bis(trimethoxysilyl)ethylene: 10 to 50% by mass,
(3) Alkoxysilanes containing one trialkoxysilyl group (excluding the alkoxysilanes of (1) above) : 0 mass% ; and
(4) Tetraalkoxysilane hydrolysis condensate: 1 to 15% by mass
A thermosetting composition comprising:
前記(1)のアルコキシシラン数平均分子量が3000以上である、請求項1に記載の熱硬化性組成物。 The thermosetting composition according to claim 1, wherein the number average molecular weight of the alkoxysilane (1) is 3000 or more. パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシラン100質量部に対して、前記(2)のアルコキシシラン50~200質量部含む、請求項1に記載の熱硬化性組成物。 2. The thermosetting composition according to claim 1, comprising 50 to 200 parts by mass of the alkoxysilane of (2) per 100 parts by mass of the perfluoropolyether group-containing alkoxysilane. さらに有機溶剤を含み、液状である、請求項1に記載の熱硬化性組成物。 The thermosetting composition according to claim 1 , further comprising an organic solvent and being in a liquid state. 砂埃又は粉塵にさらされる基材の保護層を形成するために用いられる、請求項1に記載の熱硬化性組成物。10. The thermosetting composition of claim 1 used to form a protective layer for a substrate exposed to sand or dust. 請求項1~5のいずれかに記載の熱硬化性組成物が硬化してなる硬化膜。 A cured film formed by curing the thermosetting composition according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる積層体。 A laminate comprising the cured film according to claim 6 laminated on a substrate. 請求項6に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる物品。 An article comprising the cured film according to claim 6 laminated on a substrate. 請求項6に記載の硬化膜が基材上に積層されてなる光学製品。 An optical product comprising the cured film according to claim 6 laminated on a substrate. 屋外用として用いられる、請求項9に記載の光学製品。 The optical product according to claim 9, which is used outdoors. 前記基材が、屋外で使用される照明、レンズ又はこれらのカバーである、請求項10に記載の光学製品。The optical product according to claim 10, wherein the substrate is a light, a lens, or a cover thereof for outdoor use.
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