JPH0786149B2 - 撥水・防汚性建材の製造方法 - Google Patents
撥水・防汚性建材の製造方法Info
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- JPH0786149B2 JPH0786149B2 JP3098914A JP9891491A JPH0786149B2 JP H0786149 B2 JPH0786149 B2 JP H0786149B2 JP 3098914 A JP3098914 A JP 3098914A JP 9891491 A JP9891491 A JP 9891491A JP H0786149 B2 JPH0786149 B2 JP H0786149B2
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- film
- building material
- alkyl group
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建材に用いられる材料
またはその塗装表面の改質に関する。特に撥水性・防汚
性を付与した建材の製造方法に関する。
またはその塗装表面の改質に関する。特に撥水性・防汚
性を付与した建材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、建材には多くの材料が使われてい
る。建材は大きく分けて屋根材、外壁材、内装材に分類
される。屋根材としては窯瓦、スレート瓦、トタン（亜
鉛メッキ鉄板）などが主に使用されている。外壁材とし
ては木材（加工木材を含む）、モルタル、コンクリー
ト、窯業系サイジング、金属系サイジング、レンガ、石
材、プラスチック材料、アルミ等の金属材料などが使用
されている。内装材としては木材（加工木材を含む）、
アルミ等の金属材料、プラスチック材料、紙、繊維など
が使用されている。またこれらの建材には塗装されてい
るものも多い。
る。建材は大きく分けて屋根材、外壁材、内装材に分類
される。屋根材としては窯瓦、スレート瓦、トタン（亜
鉛メッキ鉄板）などが主に使用されている。外壁材とし
ては木材（加工木材を含む）、モルタル、コンクリー
ト、窯業系サイジング、金属系サイジング、レンガ、石
材、プラスチック材料、アルミ等の金属材料などが使用
されている。内装材としては木材（加工木材を含む）、
アルミ等の金属材料、プラスチック材料、紙、繊維など
が使用されている。またこれらの建材には塗装されてい
るものも多い。
【０００３】これらの建材にとって一般的に望まれてい
るのは防汚性である。すなわち、建材は外気に当たって
空気中の埃が付着したり、室内の埃が付着しやすい。そ
して建材は汚れやすく、またいったん汚れると汚れが取
れにくいという問題がある。また屋根材や外壁材は、酸
性雨に晒されたり、雪国などでは屋根の上の雪を落下し
やすくするため、防汚性とともに撥水性付与が必要な場
合もある。
るのは防汚性である。すなわち、建材は外気に当たって
空気中の埃が付着したり、室内の埃が付着しやすい。そ
して建材は汚れやすく、またいったん汚れると汚れが取
れにくいという問題がある。また屋根材や外壁材は、酸
性雨に晒されたり、雪国などでは屋根の上の雪を落下し
やすくするため、防汚性とともに撥水性付与が必要な場
合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の建
材は汚れやすく、またいったん汚れると汚れが取れにく
いという問題があった。防汚性の材料として、たとえば
ポリテトラフロロエチレンなどのフッ素樹脂が知られて
いるが、フッ素樹脂は撥水性・防汚性には優れるもの
の、焼き付け塗装が必要であったり、機械特性があまり
高くなくかつ高価であるという課題がある。また、特開
昭６０−４０２５４号公報及び特開平２−２４８４８０
号公報には、フッ素系の分子を基材表面に化学結合させ
ることが提案されているが、薄くてかつ撥水性・防汚性
に優れる被膜はいまだ実現していないのが現状である。
材は汚れやすく、またいったん汚れると汚れが取れにく
いという問題があった。防汚性の材料として、たとえば
ポリテトラフロロエチレンなどのフッ素樹脂が知られて
いるが、フッ素樹脂は撥水性・防汚性には優れるもの
の、焼き付け塗装が必要であったり、機械特性があまり
高くなくかつ高価であるという課題がある。また、特開
昭６０−４０２５４号公報及び特開平２−２４８４８０
号公報には、フッ素系の分子を基材表面に化学結合させ
ることが提案されているが、薄くてかつ撥水性・防汚性
に優れる被膜はいまだ実現していないのが現状である。
【０００５】本発明は従来技術の課題を解決するため、
撥水性・防汚性のすぐれた建材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
撥水性・防汚性のすぐれた建材の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１番目の撥水・防汚性建材の製造方法
は、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端
にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液
を建材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応さ
せ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサン
結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた
単分子膜からなる化学吸着膜を形成することを特徴とす
る。 次に本発明の第２番目の撥水・防汚性建材の製造方
法は、クロロ基を複数個有 するシラン化合物を建材の基
材表面または塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を
形成し、次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在
し、他の末端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を
含む非水溶液を建材の基材表面または塗装面に接触させ
て吸着反応させ、次いで非水溶液で洗浄することによ
り、シロキサン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ
3 基を配列させた単分子膜からなる化学吸着膜を形成す
ることを特徴とする。
め、本発明の第１番目の撥水・防汚性建材の製造方法
は、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端
にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液
を建材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応さ
せ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサン
結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた
単分子膜からなる化学吸着膜を形成することを特徴とす
る。 次に本発明の第２番目の撥水・防汚性建材の製造方
法は、クロロ基を複数個有 するシラン化合物を建材の基
材表面または塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を
形成し、次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在
し、他の末端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を
含む非水溶液を建材の基材表面または塗装面に接触させ
て吸着反応させ、次いで非水溶液で洗浄することによ
り、シロキサン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ
3 基を配列させた単分子膜からなる化学吸着膜を形成す
ることを特徴とする。
【０００７】
【作用】前記本発明の第１番目の方法の構成によれば、
アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にク
ロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液を建
材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応させ、
次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサン結合
を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分
子膜からなる化学吸着膜を形成することにより、撥水性
・防汚性に優れ、かつ基材の機械的強度などの特性をそ
のまま生きかすことができ、しかも安価な建材とするこ
とができる。すなわち、前記化学吸着膜の表層にはアル
キル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させているから、撥水性
・防汚性に優れたものとなる。また、前記化学吸着膜の
基部は、シロキサン結合を介して化学結合して形成され
ているので、耐久性に優れた膜とすることができ、表面
を繰り返し洗浄しても前記化学吸着膜は基材表面から容
易には剥離しない。さらに、本発明の化学吸着膜は、ナ
ノメーター乃至オングストローム単位の極薄い膜である
ので、基材の機械的強度などの特性を損ねることがな
い。また基材がカラー塗装等されていても、塗装面の美
観を損ねることがない。また、化学吸着膜が単分子膜で
あるので、均一な厚さの薄い膜とすることができ、透明
性に優れ、基材表面や塗装面の美観を損ねることがな
い。
アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にク
ロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液を建
材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応させ、
次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサン結合
を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分
子膜からなる化学吸着膜を形成することにより、撥水性
・防汚性に優れ、かつ基材の機械的強度などの特性をそ
のまま生きかすことができ、しかも安価な建材とするこ
とができる。すなわち、前記化学吸着膜の表層にはアル
キル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させているから、撥水性
・防汚性に優れたものとなる。また、前記化学吸着膜の
基部は、シロキサン結合を介して化学結合して形成され
ているので、耐久性に優れた膜とすることができ、表面
を繰り返し洗浄しても前記化学吸着膜は基材表面から容
易には剥離しない。さらに、本発明の化学吸着膜は、ナ
ノメーター乃至オングストローム単位の極薄い膜である
ので、基材の機械的強度などの特性を損ねることがな
い。また基材がカラー塗装等されていても、塗装面の美
観を損ねることがない。また、化学吸着膜が単分子膜で
あるので、均一な厚さの薄い膜とすることができ、透明
性に優れ、基材表面や塗装面の美観を損ねることがな
い。
【０００８】次に本発明の第２番目の方法の構成によれ
ば、クロロ基を複数個有するシラン化合物を建材の基材
表面または塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を形
成し、次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、
他の末端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む
非水溶液を建材の基材表面または塗装面に接触させて 吸
着反応させ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シ
ロキサン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を
配列させた単分子膜からなる化学吸着膜を形成すること
により、建材の基材表面に高密度にシラノール結合を付
与でき、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を有する化学吸
着膜をより高密度に形成できる。
ば、クロロ基を複数個有するシラン化合物を建材の基材
表面または塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を形
成し、次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、
他の末端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む
非水溶液を建材の基材表面または塗装面に接触させて 吸
着反応させ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シ
ロキサン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を
配列させた単分子膜からなる化学吸着膜を形成すること
により、建材の基材表面に高密度にシラノール結合を付
与でき、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を有する化学吸
着膜をより高密度に形成できる。
【０００９】
【実施例】以下実施例を用いてより具体的に説明する。
以下の実施例においては、説明の都合上建材の代表例で
あるプラスチック材料を用いて説明する。本発明の撥水
・防汚性建材の製造方法では、材料の表面または塗装面
に、末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化学
吸着膜がシロキサン結合を介して化学結合して形成され
ている。すなわち、プラスチック表面にフッ素を含む超
薄膜が形成された状態になっている。そのため、表面に
汚れがつきにくい。あるいは、汚れがついても簡単に拭
き取ることができる。また、前記表面を繰り返し洗浄し
ても化学吸着膜は表面から剥離せず、撥水性・防汚性が
保持される。
以下の実施例においては、説明の都合上建材の代表例で
あるプラスチック材料を用いて説明する。本発明の撥水
・防汚性建材の製造方法では、材料の表面または塗装面
に、末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる化学
吸着膜がシロキサン結合を介して化学結合して形成され
ている。すなわち、プラスチック表面にフッ素を含む超
薄膜が形成された状態になっている。そのため、表面に
汚れがつきにくい。あるいは、汚れがついても簡単に拭
き取ることができる。また、前記表面を繰り返し洗浄し
ても化学吸着膜は表面から剥離せず、撥水性・防汚性が
保持される。
【００１０】本発明方法で得られる建材は、図１に示す
ように、プラスチック等の基材１の表面にシロキサン結
合２を介して、フッ化アルキル基を含有する単分子膜３
が形成された材料を用いる。プラスチック材料としては
たとえば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル
樹脂、ガラス繊維入り不飽和ポリエステル等があげられ
る。建材の中で、壁材、ドア材には、フェノール樹脂、
メラミン樹脂が使われている。床材、トイには、ポリ塩
化ビニル樹脂が使われており、ひさしの波板には、ガラ
ス繊維入りの不飽和ポリエステルが使われている。また
浴槽にはガラス繊維や大理石の粉を混ぜた不飽和ポリエ
ステル、ＰＭＭＡ系樹脂が使われている。
ように、プラスチック等の基材１の表面にシロキサン結
合２を介して、フッ化アルキル基を含有する単分子膜３
が形成された材料を用いる。プラスチック材料としては
たとえば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル
樹脂、ガラス繊維入り不飽和ポリエステル等があげられ
る。建材の中で、壁材、ドア材には、フェノール樹脂、
メラミン樹脂が使われている。床材、トイには、ポリ塩
化ビニル樹脂が使われており、ひさしの波板には、ガラ
ス繊維入りの不飽和ポリエステルが使われている。また
浴槽にはガラス繊維や大理石の粉を混ぜた不飽和ポリエ
ステル、ＰＭＭＡ系樹脂が使われている。
【００１１】本発明の建材用品に用いるプラスチック材
料表面に設けられる化学吸着膜はフッ化アルキル基を有
するクロロシラン系界面活性剤から構成されている。フ
ッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤とし
ては、例えばＣＦ3（ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ
3 ，ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3，ＣＦ
3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ
3 ，Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ
Ｈ2 ）9 ＳｉＣｌ3 ，Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 ，ＣＦ3 ＣＯＯ
（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 ，ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌ3 などのようなトリクロロシラン系界
面活性剤をはじめ、例えばＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3 （ＣＦ2 ）
7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌn （Ｃ2 Ｈ5 ）3-n ，ＣＦ3 Ｃ
Ｈ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （Ｃ2 Ｈ5 ）3-n ，Ｃ
Ｆ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15ＳｉＣ
ｌn （ＣＨ3 ）3-n ，Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌn （Ｃ
2 Ｈ5 ）3-n ，Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2）2 Ｓｉ（ＣＨ
3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
ＣＯＯ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
（ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）
3-n （但し式中のｎは何れも１又は２）等のような低級
アルキル基置換のモノクロロシラン系あるいはジクロロ
シラン系界面活性剤が挙げられる。これらの中でも特に
トリクロロシラン系界面活性剤の親水性基と結合したク
ロロシリル結合以外のクロロシリル結合が、隣合うクロ
ロシラン基とシロキサン結合で分子間結合を形成するた
め、より強固な化学吸着膜となることから好ましい。ま
た、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）n ＣＨ2 ＣＨ2 ＳｉＣｌ3 （但し
式中のｎは整数であり、３〜２５程度が最も扱いやす
い）が、溶剤溶解性、化学吸着性と撥水・防汚性等の機
能性との釣合が取れているため好ましい。さらにまた、
フッ化アルキル鎖部分にエチレン基やアセチレン基を組
み込んでおけば、化学吸着膜形成後５メガラド程度の電
子線照射で架橋できるのでさらに化学吸着膜自体の硬度
を向上させることも可能である。
料表面に設けられる化学吸着膜はフッ化アルキル基を有
するクロロシラン系界面活性剤から構成されている。フ
ッ化アルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤とし
ては、例えばＣＦ3（ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ
3 ，ＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3，ＣＦ
3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ
3 ，Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ
Ｈ2 ）9 ＳｉＣｌ3 ，Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 ，ＣＦ3 ＣＯＯ
（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌ3 ，ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌ3 などのようなトリクロロシラン系界
面活性剤をはじめ、例えばＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （Ｃ
Ｈ2 ）2 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3 （ＣＦ2 ）
7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌn （Ｃ2 Ｈ5 ）3-n ，ＣＦ3 Ｃ
Ｈ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （Ｃ2 Ｈ5 ）3-n ，Ｃ
Ｆ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）15ＳｉＣ
ｌn （ＣＨ3 ）3-n ，Ｆ（ＣＦ2 ）4 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ
（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌn （Ｃ
2 Ｈ5 ）3-n ，Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2）2 Ｓｉ（ＣＨ
3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
ＣＯＯ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）3-n ，ＣＦ3
（ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌn （ＣＨ3 ）
3-n （但し式中のｎは何れも１又は２）等のような低級
アルキル基置換のモノクロロシラン系あるいはジクロロ
シラン系界面活性剤が挙げられる。これらの中でも特に
トリクロロシラン系界面活性剤の親水性基と結合したク
ロロシリル結合以外のクロロシリル結合が、隣合うクロ
ロシラン基とシロキサン結合で分子間結合を形成するた
め、より強固な化学吸着膜となることから好ましい。ま
た、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）n ＣＨ2 ＣＨ2 ＳｉＣｌ3 （但し
式中のｎは整数であり、３〜２５程度が最も扱いやす
い）が、溶剤溶解性、化学吸着性と撥水・防汚性等の機
能性との釣合が取れているため好ましい。さらにまた、
フッ化アルキル鎖部分にエチレン基やアセチレン基を組
み込んでおけば、化学吸着膜形成後５メガラド程度の電
子線照射で架橋できるのでさらに化学吸着膜自体の硬度
を向上させることも可能である。
【００１２】本発明に使用できるクロロシラン系界面活
性剤は、上述に例示したように直鎖状だけではなく、フ
ッ化アルキル基又は炭化水素基が分岐した形状でも、又
は末端の珪素にフッ化アルキル基もしくは炭化水素基が
置換した形状（即ちＲ、Ｒ 1 、Ｒ 2 、Ｒ 3 をフッ化アル
キル基又は炭化水素基として一般式Ｒ2 ＳｉＣｌ2 、Ｒ
3 ＳｉＣｌ、Ｒ 1 Ｒ 2 ＳｉＣｌ2 もしくはＲ 1 Ｒ 2 Ｒ 3
ＳｉＣｌ等）であってもよいが、吸着密度を高めるため
には一般には直鎖状が好ましい。さらに、クロロ基を複
数個有するシラン化合物を建材の基材表面または塗装面
に接触させ吸着反応させて内層膜を形成することもでき
る。例えば、ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ2 Ｃｌ
2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ2 Ｏ）n −ＳｉＣｌ3 （但し式中
ｎは自然数）、ＳｉＣｌm （ＣＨ3 ）4-m 、ＳｉＣｌm
（Ｃ2 Ｈ5 ）4-m （但し式中ｍは１〜３の整数）、ＨＳ
ｉＣｌl （ＣＨ3 ）3-l 、ＨＳｉＣｌl （Ｃ2 Ｈ5 ）
3-l（但し式中ｌは１又は２）等のようなクロロシリル
結合を複数個含む物質を化学吸着させた後、水と反応す
ると、表面のクロロシリル結合が親水性のシラノール結
合に変わり、プラスチック成形品表面が親水性となる。
性剤は、上述に例示したように直鎖状だけではなく、フ
ッ化アルキル基又は炭化水素基が分岐した形状でも、又
は末端の珪素にフッ化アルキル基もしくは炭化水素基が
置換した形状（即ちＲ、Ｒ 1 、Ｒ 2 、Ｒ 3 をフッ化アル
キル基又は炭化水素基として一般式Ｒ2 ＳｉＣｌ2 、Ｒ
3 ＳｉＣｌ、Ｒ 1 Ｒ 2 ＳｉＣｌ2 もしくはＲ 1 Ｒ 2 Ｒ 3
ＳｉＣｌ等）であってもよいが、吸着密度を高めるため
には一般には直鎖状が好ましい。さらに、クロロ基を複
数個有するシラン化合物を建材の基材表面または塗装面
に接触させ吸着反応させて内層膜を形成することもでき
る。例えば、ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ2 Ｃｌ
2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ2 Ｏ）n −ＳｉＣｌ3 （但し式中
ｎは自然数）、ＳｉＣｌm （ＣＨ3 ）4-m 、ＳｉＣｌm
（Ｃ2 Ｈ5 ）4-m （但し式中ｍは１〜３の整数）、ＨＳ
ｉＣｌl （ＣＨ3 ）3-l 、ＨＳｉＣｌl （Ｃ2 Ｈ5 ）
3-l（但し式中ｌは１又は２）等のようなクロロシリル
結合を複数個含む物質を化学吸着させた後、水と反応す
ると、表面のクロロシリル結合が親水性のシラノール結
合に変わり、プラスチック成形品表面が親水性となる。
【００１３】なお、このクロロシリル基を複数個含む物
質の中でも、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4 ）は反応
性が高く分子量も小さいためより高密度にシラノール結
合を付与できるため好ましい。このようにして親水性化
すると、高分子を含む基体の酸化処理よりも親水性をよ
り高くすることができる。この上にたとえばフッ化アル
キル基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学吸着で
き、このようにして得た化学吸着膜はより高密度化され
るため、撥水性、防汚性等の機能がより高められる。
質の中でも、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4 ）は反応
性が高く分子量も小さいためより高密度にシラノール結
合を付与できるため好ましい。このようにして親水性化
すると、高分子を含む基体の酸化処理よりも親水性をよ
り高くすることができる。この上にたとえばフッ化アル
キル基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学吸着で
き、このようにして得た化学吸着膜はより高密度化され
るため、撥水性、防汚性等の機能がより高められる。
【００１４】本発明の方法で、建材に用いられるプラス
チック材料表面にシロキサン結合を介して、アルキル基
の末端に−ＣＦ 3 基を配列させた単分子膜からなる化学
吸着膜を形成する方法は、プラスチック成形品表面を酸
化処理して親水性にする工程と、酸化処理した表面を非
水系の有機溶媒に浸漬して、この表面にクロロシラン系
界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を介してフ
ッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を形成する工程を
含む。
チック材料表面にシロキサン結合を介して、アルキル基
の末端に−ＣＦ 3 基を配列させた単分子膜からなる化学
吸着膜を形成する方法は、プラスチック成形品表面を酸
化処理して親水性にする工程と、酸化処理した表面を非
水系の有機溶媒に浸漬して、この表面にクロロシラン系
界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を介してフ
ッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を形成する工程を
含む。
【００１５】プラスチック材料を酸化処理する方法とし
ては、例えば酸素プラズマ処理、コロナ処理、もしくは
濃硫酸と重クロム酸カリウムの混合溶液に浸漬する方法
（クロム混酸液処理）等通常の手法が適用される。本発
明の高分子組成物の製造方法に用いる非水系溶媒は、化
学吸着膜を形成するプラスチック材料を溶解せず、かつ
クロロシラン系界面活性剤と反応する活性水素を持たな
い有機溶媒であればよい。その例として例えば１，１−
ジクロロ，１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ，
２，２，２−トリフルオロエタン、１，１−ジクロロ，
２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，３
−ジクロロ，１，１，２，２，３−ヘプタフルオロプロ
パン等のフッ素系溶媒、例えばヘキサン、オクタン、ヘ
キサデカン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、例え
ばジブチルエーテル、ジベンジルエーテル等のエーテル
系溶媒、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロ
ピル、酢酸アミル等エステル系溶媒の何れかが好まし
い。
ては、例えば酸素プラズマ処理、コロナ処理、もしくは
濃硫酸と重クロム酸カリウムの混合溶液に浸漬する方法
（クロム混酸液処理）等通常の手法が適用される。本発
明の高分子組成物の製造方法に用いる非水系溶媒は、化
学吸着膜を形成するプラスチック材料を溶解せず、かつ
クロロシラン系界面活性剤と反応する活性水素を持たな
い有機溶媒であればよい。その例として例えば１，１−
ジクロロ，１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ，
２，２，２−トリフルオロエタン、１，１−ジクロロ，
２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，３
−ジクロロ，１，１，２，２，３−ヘプタフルオロプロ
パン等のフッ素系溶媒、例えばヘキサン、オクタン、ヘ
キサデカン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、例え
ばジブチルエーテル、ジベンジルエーテル等のエーテル
系溶媒、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロ
ピル、酢酸アミル等エステル系溶媒の何れかが好まし
い。
【００１６】また、本発明の建材品に用いられるプラス
チック材料表面に形成される化学吸着膜は、単分子化学
吸着膜一層だけでも充分に機能が発揮される。単分子化
学吸着膜を一層だけ形成するには、クロロシラン系界面
活性剤又はクロロシリル基を複数個含む物質を化学吸着
した後、水分に接触させないで非水系の溶剤で洗浄する
だけでよく、特別な工程を要しなく簡便に行える。ま
た、化学吸着膜は単分子膜が累積していても良いこと勿
論である。このように、化学吸着膜が累積膜を形成する
と、付与された機能性を示す基が配向し、密度も向上す
るためより高機能を発揮できる。
チック材料表面に形成される化学吸着膜は、単分子化学
吸着膜一層だけでも充分に機能が発揮される。単分子化
学吸着膜を一層だけ形成するには、クロロシラン系界面
活性剤又はクロロシリル基を複数個含む物質を化学吸着
した後、水分に接触させないで非水系の溶剤で洗浄する
だけでよく、特別な工程を要しなく簡便に行える。ま
た、化学吸着膜は単分子膜が累積していても良いこと勿
論である。このように、化学吸着膜が累積膜を形成する
と、付与された機能性を示す基が配向し、密度も向上す
るためより高機能を発揮できる。
【００１７】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。 実施例１ フェノール樹脂を用いた壁材をＵＶドライ・ストリッパ
ー中で１０分間、酸素プラズマ処理して（酸素流量：１
ｌ／ｍｉｎ）表面を酸化処理した後、ヘプタデカフルオ
ロデシルトリクロロシランの１０-2mol ／ｌシクロヘキ
サン溶液に室温、窒素雰囲気下で６０分間浸漬し、引き
続いて未反応のヘプタデカフルオロデシルトリクロロシ
ランをシクロヘキサンで洗浄して、しかる後純水で洗浄
し、フッ化アルキル基を含むシロキサン結合を介した化
学吸着単分子膜をフェノール樹脂樹脂表面に形成した。
る。 実施例１ フェノール樹脂を用いた壁材をＵＶドライ・ストリッパ
ー中で１０分間、酸素プラズマ処理して（酸素流量：１
ｌ／ｍｉｎ）表面を酸化処理した後、ヘプタデカフルオ
ロデシルトリクロロシランの１０-2mol ／ｌシクロヘキ
サン溶液に室温、窒素雰囲気下で６０分間浸漬し、引き
続いて未反応のヘプタデカフルオロデシルトリクロロシ
ランをシクロヘキサンで洗浄して、しかる後純水で洗浄
し、フッ化アルキル基を含むシロキサン結合を介した化
学吸着単分子膜をフェノール樹脂樹脂表面に形成した。
【００１８】実施例２ 実施例１のフェノール樹脂を用いた壁材をメラミン樹脂
を用いたドア材に、シクロヘキサンを１，１−ジクロ
ロ，１−フルオロエタンに代えて実施例１と同様の実験
をした。 実施例３ 実施例１のフェノール樹脂を用いた壁材をポリ塩化ビニ
ルを用いた床材に代え、酸素プラズマ処理した後、まず
１ｗｔ％のテトラクロロシラン溶液（溶媒：１，１−ジ
クロロ，１−フルオロエタン）に窒素雰囲気下室温で６
０分間浸漬し、引き続いて未反応のテトラクロロシラン
を１，１−ジクロロ，１−フルオロエタンで洗浄して、
しかる後純水で洗浄し、乾燥した試料を用いてシクロヘ
キサンを１，１−ジクロロ，１−フルオロエタンに代え
て、実施例１と同様の実験をした。
を用いたドア材に、シクロヘキサンを１，１−ジクロ
ロ，１−フルオロエタンに代えて実施例１と同様の実験
をした。 実施例３ 実施例１のフェノール樹脂を用いた壁材をポリ塩化ビニ
ルを用いた床材に代え、酸素プラズマ処理した後、まず
１ｗｔ％のテトラクロロシラン溶液（溶媒：１，１−ジ
クロロ，１−フルオロエタン）に窒素雰囲気下室温で６
０分間浸漬し、引き続いて未反応のテトラクロロシラン
を１，１−ジクロロ，１−フルオロエタンで洗浄して、
しかる後純水で洗浄し、乾燥した試料を用いてシクロヘ
キサンを１，１−ジクロロ，１−フルオロエタンに代え
て、実施例１と同様の実験をした。
【００１９】実施例１〜３の建材を通常使用される状態
で３０日間使用した。比較例として、化学吸着膜を形成
していない建材を使用した。３０日後、両者の汚れ状態
を比べてみた。比較例の建材は、汚れがひどかった。ま
た、汚れを取るには、洗剤を含んだ布で拭き取る必要が
あった。これに対して、本発明の建材では、ほとんど汚
れがついていなかった。また、少しついた汚れも、水を
含んだ布でふくだけで簡単に除くことができた。
で３０日間使用した。比較例として、化学吸着膜を形成
していない建材を使用した。３０日後、両者の汚れ状態
を比べてみた。比較例の建材は、汚れがひどかった。ま
た、汚れを取るには、洗剤を含んだ布で拭き取る必要が
あった。これに対して、本発明の建材では、ほとんど汚
れがついていなかった。また、少しついた汚れも、水を
含んだ布でふくだけで簡単に除くことができた。
【００２０】以上から明らかなように、比較例の建材で
は、３０日使用後では、防汚性が著しく低下していた
が、本発明方法で得られた建材では、特性は変化してい
なかった。以上の実施例、比較例から明らかな通り、本
発明方法で得られた建材は撥水性・防汚性に優れている
ことが確認できた。また屋根材や外壁材に使用した場合
は、酸性雨に晒されても耐久性があり、雪国などの屋根
に使用した場合は、積雪を落下しやすいという効果も確
認できた。
は、３０日使用後では、防汚性が著しく低下していた
が、本発明方法で得られた建材では、特性は変化してい
なかった。以上の実施例、比較例から明らかな通り、本
発明方法で得られた建材は撥水性・防汚性に優れている
ことが確認できた。また屋根材や外壁材に使用した場合
は、酸性雨に晒されても耐久性があり、雪国などの屋根
に使用した場合は、積雪を落下しやすいという効果も確
認できた。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の製造方法で得られ
る建材は、基材表面または塗装面にシロキサン結合を介
してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜
からなる化学吸着膜が設けられているので、撥水性・防
汚性に優れ、かつ基材の機械的強度などの特性をそのま
ま生きかすことができ、しかも安価な建材とすることが
できる。また、化学吸着膜が単分子膜であるので、均一
な厚さの薄い膜とすることができ、透明性に優れ、基材
表面や塗装面の美観を損ねることがない。
る建材は、基材表面または塗装面にシロキサン結合を介
してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜
からなる化学吸着膜が設けられているので、撥水性・防
汚性に優れ、かつ基材の機械的強度などの特性をそのま
ま生きかすことができ、しかも安価な建材とすることが
できる。また、化学吸着膜が単分子膜であるので、均一
な厚さの薄い膜とすることができ、透明性に優れ、基材
表面や塗装面の美観を損ねることがない。
【００２２】次に本発明の第２番目の方法によれば、ク
ロロ基を複数個有するシラン化合物を建材の基材表面ま
たは塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を形成し、
次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末
端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶
液を建材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応
させ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサ
ン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を配列さ
せた単分子膜からなる化学吸着膜を形成することによ
り、建材の基材表面に高密度にシラノール結合を付与で
き、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を有する化学吸着膜
をより高密度に形成できる。
ロロ基を複数個有するシラン化合物を建材の基材表面ま
たは塗装面に接触させ吸着反応させて内層膜を形成し、
次いでアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末
端にクロロシリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶
液を建材の基材表面または塗装面に接触させて吸着反応
させ、次いで非水溶液で洗浄することにより、シロキサ
ン結合を介してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を配列さ
せた単分子膜からなる化学吸着膜を形成することによ
り、建材の基材表面に高密度にシラノール結合を付与で
き、アルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を有する化学吸着膜
をより高密度に形成できる。
【図１】本発明方法で得られた建材に用いるプラスチッ
ク材料の表面を分子レベルまで拡大した断面概念図であ
る。
ク材料の表面を分子レベルまで拡大した断面概念図であ
る。
１ 建材基材 ２ シロキサン結合 ３ 化学吸着膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｆ 13/18 Ａ 9127−2Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 建材の製造方法であって、アルキル基の
末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロシリル基
を有する化学吸着分子を含む非水溶液を建材の基材表面
または塗装面に接触させて吸着反応させ、次いで非水溶
液で洗浄することにより、シロキサン結合を介してアル
キル基の末端に−ＣＦ 3 を配列させた単分子膜からなる
化学吸着膜を形成することを特徴とする撥水・防汚性建
材の製造方法。 - 【請求項２】 建材の製造方法であって、クロロ基を複
数個有するシラン化合物を建材の基材表面または塗装面
に接触させ吸着反応させて内層膜を形成し、次いでアル
キル基の末端に−ＣＦ 3 基が存在し、他の末端にクロロ
シリル基を有する化学吸着分子を含む非水溶液を建材の
基材表面または塗装面に接触させて吸着反応させ、次い
で非水溶液で洗浄することにより、シロキサン結合を介
してアルキル基の末端に−ＣＦ 3 基を配列させた単分子
膜からなる化学吸着膜を形成することを特徴とする撥水
・防汚性建材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098914A JPH0786149B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 撥水・防汚性建材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3098914A JPH0786149B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 撥水・防汚性建材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328137A JPH04328137A (ja) | 1992-11-17 |
| JPH0786149B2 true JPH0786149B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=14232399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3098914A Expired - Fee Related JPH0786149B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 撥水・防汚性建材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786149B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06264051A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 着氷着雪防止膜及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6040254A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-02 | 旭硝子株式会社 | 撥水撥油性多層膜 |
| JPH0781024B2 (ja) * | 1989-03-22 | 1995-08-30 | 旭硝子株式会社 | 撥水性．防汚性を有する透明基材およびそれを装着した構造物 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3098914A patent/JPH0786149B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04328137A (ja) | 1992-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |