JP2009120727A - Water-repellent stain-resistant article and building windowpane, vehicle windshield, display member and optical parts composed by using the same - Google Patents

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義朗 戸田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-repellent stain-resistant article imparted with excellent water repellency and slipperiness (aptness of downfall of water droplet) and having durability for these characteristics to be sustained over a long period of time, wear resistance and scratch resistance. <P>SOLUTION: The water-repellent stain-resistant article has a water-repellent stain-resistant film in which a ground film consisting of inorganic material fine particles and an organic material based binder composition is formed on a base material and thereafter a water-repellent stain-resistant material is coated or impregnated on/into the uneven parts of the surface and the inside of the voids formed by the removal of the binder by the atmospheric-pressure plasma treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)、防汚性を有し、かつ長期間にわたってその性能を維持できる高耐久の撥水性・防汚性物品と、それを用いて構成された建築用窓ガラス、車両用窓ガラス、ディスプレイ部材、光学部品に関する。   The present invention has an excellent water repellency, sliding property (water droplet falling property), antifouling property, and a highly durable water and antifouling article that can maintain its performance over a long period of time The present invention relates to an architectural window glass, a vehicle window glass, a display member, and an optical component.

優れた撥水性能を有す膜として、フルオロアルキル基シラン化合物とポリジメチルシロキサン(同誘導体)の混合物を加水分解して得られた溶液と、アルコキシシラン化合物を溶媒中で加水分解して得られた溶液を混合し、ガラス基板に塗布、乾燥し、約250℃で加熱して厚さ20〜200nmの被膜を形成して(例えば、特許文献1参照)いる。この膜は表面層にフルオロアルキルシラン成分が高濃度で規則的に偏析しその隙間をメチル基が埋めているため、表面接触角が大きく、水滴転落角は小さくなり良好な撥水膜を与えるとしている。しかしながら、特許文献1の記載にしたがって得られる撥水性膜では、自動車フロントガラスに要求されるようなワイパーによる摩耗に十分耐える事ができず耐摩耗性、耐久性が課題であった。   As a film having excellent water repellency, it is obtained by hydrolyzing a mixture of a fluoroalkyl group silane compound and polydimethylsiloxane (the same derivative) and an alkoxysilane compound in a solvent. The solution is mixed, applied to a glass substrate, dried, and heated at about 250 ° C. to form a film having a thickness of 20 to 200 nm (see, for example, Patent Document 1). Since this film is regularly segregated with a high concentration of fluoroalkylsilane component in the surface layer and the gaps are filled with methyl groups, the surface contact angle is large and the water drop falling angle is small, giving a good water repellent film. Yes. However, the water-repellent film obtained in accordance with the description in Patent Document 1 cannot sufficiently withstand the abrasion caused by a wiper as required for an automobile windshield, and has problems of wear resistance and durability.

ガラス基板上に、TEOS等の加水分解物にコロイダルシリカを添加して塗布し、約250℃で焼成して下地層を形成する。この上にフルオロアルキルシランの加水分解物にテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂の分散液を混合し、650℃加熱炉から取り出した下地膜つき基板上に吹き付けて、膜厚4〜1000nmの撥水膜を形成させ、耐摩耗性が向上できるとして(例えば、特許文献2参照)いる。しかしながら、特許文献2の記載にしたがって得られる撥水性膜では、ワイパーなどにより高速で往復摩擦を受ける事でコロイダルシリカによって形成された凹凸によって摩擦が増加して撥水膜の剥離が生じ、十分な耐摩耗性が得られない。また近年自動車のフロントガラスに採用されている合わせガラスのような樹脂フィルムを含有する基材に対しては加熱焼成できない為、適用できない。   On a glass substrate, colloidal silica is added and applied to a hydrolyzate such as TEOS, and baked at about 250 ° C. to form an underlayer. A fluoroalkylsilane hydrolyzate is mixed with a fluororesin dispersion such as tetrafluoroethylene, and sprayed onto a substrate with a base film taken out from a heating furnace at 650 ° C. to form a water repellent film having a thickness of 4 to 1000 nm. The wear resistance can be improved (see, for example, Patent Document 2). However, in the water-repellent film obtained in accordance with the description in Patent Document 2, friction is increased due to unevenness formed by colloidal silica due to high-speed reciprocating friction with a wiper or the like, and the water-repellent film is peeled off. Abrasion resistance cannot be obtained. In addition, it cannot be applied to a base material containing a resin film such as a laminated glass that has been adopted for a windshield of an automobile in recent years because it cannot be heated and fired.

金属アルコキシドを添加したテトラアルコキシシランを加水分解して得られるゾル溶液と、アルキルトリアルコキシシランを加水分解して得られるゾル溶液との混合物を主成分として得られるコーティング液を基板表面に塗布し、加熱焼成して微細な凹凸状表層を有するゾルゲル膜を形成し、このゾルゲル膜上に撥水膜層を被覆形成する事で密着性、耐摩耗性が高く、長期的に性能が維持できる撥水膜が得られるとして(例えば、特許文献3、4参照)いる。しかしながら、特許文献3又は4の記載にしたがって得られる撥水性膜も、凹凸によって摩擦が増加する傾向にあるため自動車フロントガラスに要求されるような長期間の耐久性に耐えうるだけの耐摩耗性、耐傷性が十分ではなかった。   Applying a coating solution obtained mainly from a mixture of a sol solution obtained by hydrolyzing a tetraalkoxysilane added with a metal alkoxide and a sol solution obtained by hydrolyzing an alkyltrialkoxysilane to the substrate surface; Forming a sol-gel film having a fine uneven surface layer by heating and baking, and coating the water-repellent film layer on this sol-gel film, it has high adhesion and wear resistance, and can maintain its performance over the long term A film is obtained (see, for example, Patent Documents 3 and 4). However, the water-repellent film obtained according to the description in Patent Document 3 or 4 also has a wear resistance that can withstand long-term durability as required for automobile windshields because friction tends to increase due to unevenness. The scratch resistance was not enough.

珪素酸化物を主成分とする微小凹凸を有する下地膜を形成し、その上に機能性被膜を形成することで機能性被膜の耐久性を向上できるとしているが、(例えば、特許文献5参照)得られる撥水性膜も、上記同様の理由で耐摩耗性、耐傷性が十分ではなかった。
特開平8−12375号公報 特開平8−319137号公報 特開平9−309745号公報 特開2005−281132号公報 特開2004−136630号公報
It is said that the durability of the functional coating can be improved by forming a base film having fine irregularities mainly composed of silicon oxide and forming a functional coating thereon (see, for example, Patent Document 5). The resulting water-repellent film was also insufficient in abrasion resistance and scratch resistance for the same reason as described above.
JP-A-8-12375 JP-A-8-319137 JP-A-9-309745 JP-A-2005-281132 JP 2004-136630 A

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)を備えるとともに、これらの特性が長期にわたり持続する耐久性、耐摩耗性、耐傷性を有する撥水・防汚性物品を提供することにある。また更に、自動車フロントガラスのように基材加工温度に制約がある場合でも被膜形成可能な低温被膜形成できる撥水・防汚性物品を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide excellent water repellency, sliding property (water droplet tumbling property), and durability, abrasion resistance, and scratch resistance for which these characteristics last for a long time. An object of the present invention is to provide a water-repellent / antifouling article. Still another object of the present invention is to provide a water-repellent / antifouling article capable of forming a low-temperature film that can form a film even when the substrate processing temperature is limited, such as an automobile windshield.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.基材上に、無機材料微粒子と有機材料系のバインダ組成物からなる下地膜が形成され、その後大気圧プラズマ処理にてバインダが除去されて形成された下地層の表面凹凸部および空隙内部に撥水・防汚材料が被覆或いは含浸された撥水・防汚膜を有することを特徴とする撥水・防汚性物品。   1. A base film composed of inorganic material fine particles and an organic material-based binder composition is formed on the substrate, and then the binder is removed by atmospheric pressure plasma treatment to repel the surface irregularities and voids inside the base layer. A water repellent / antifouling article comprising a water / antifouling film coated or impregnated with a water / antifouling material.

2.前記下地層の表面に、オーバーコート膜として大気圧プラズマにて膜厚5nm以上50nm以下の金属元素含有酸化物薄膜を形成し、その後該金属元素含有酸化物薄膜上に撥水・防汚材料が被覆或いは含浸されていることを特徴とする前記1記載の撥水・防汚性物品。   2. A metal element-containing oxide thin film having a thickness of 5 nm to 50 nm is formed as an overcoat film on the surface of the underlayer by atmospheric pressure plasma, and then a water-repellent / antifouling material is formed on the metal element-containing oxide thin film. 2. The water-repellent / antifouling article as described in 1 above, which is coated or impregnated.

3.基材上に、下引膜として大気圧プラズマにて膜厚5nm以上50nm以下の金属元素含有酸化物薄膜が形成された下引膜含有基材を用いることを特徴とする前記1又は2記載の撥水・防汚性物品。   3. 3. The undercoat film-containing base material in which a metal element-containing oxide thin film having a thickness of 5 nm to 50 nm is formed as an undercoat film on the base material by atmospheric pressure plasma as the undercoat film. Water repellent and antifouling article.

4.前記金属元素含有酸化物薄膜が少なくとも珪素原子を含む酸化物薄膜であることを特徴とする前記2又は3記載の撥水・防汚性物品。   4). 4. The water-repellent / antifouling article as described in 2 or 3 above, wherein the metal element-containing oxide thin film is an oxide thin film containing at least silicon atoms.

5.前記下地層及び下引膜の形成が、基材温度15〜150℃で行われることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。   5). The water repellent / antifouling article according to any one of 1 to 3, wherein the underlayer and the undercoat film are formed at a substrate temperature of 15 to 150 ° C.

6.前記撥水・防汚膜全体の膜厚が10nm以上200nm以下であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。   6). 6. The water / antifouling article according to any one of 1 to 5 above, wherein the entire thickness of the water / oil repellent film is from 10 nm to 200 nm.

7.前記撥水・防汚材料が被覆・含浸される前に1〜3種のカップリング剤で被覆或いは含浸することを特徴とする前記1〜6のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。   7. 7. The water / oil-repellent property according to any one of 1 to 6 above, wherein the water / oil-repellent material is coated or impregnated with 1 to 3 types of coupling agents before being coated / impregnated. Goods.

8.前記撥水・防汚材料が少なくともフッ素系樹脂もしくは含フッ素シリコーン樹脂と下記一般式(1)で示されるシリケート化合物とを含有することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。   8). The water repellency / antifouling material contains at least a fluorine-based resin or a fluorine-containing silicone resin and a silicate compound represented by the following general formula (1). Water and antifouling goods.

Figure 2009120727
Figure 2009120727

(式中、nは2以上の整数、R1は全てが異なるか少なくとも2つが同じでいずれも炭素数1〜1000の1価の有機基もしくは水素原子であって、該有機基は酸素原子、窒素原子および珪素原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよく、該有機基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。)
9.前記基材が透明ガラス板、透明樹脂板、透明樹脂フィルムから選ばれる少なくとも1種であり、かつ、該基材の可視光領域の平均透過率が85%以上であることを特徴とする前記1〜8のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。
(Wherein n is an integer of 2 or more, R 1 is all different or at least two are the same and both are monovalent organic groups having 1 to 1000 carbon atoms or hydrogen atoms, and the organic groups are oxygen atoms, (At least one selected from a nitrogen atom and a silicon atom may be contained, and a part or all of the hydrogen atoms of the organic group may be substituted with a fluorine atom.)
9. The substrate is at least one selected from a transparent glass plate, a transparent resin plate, and a transparent resin film, and the average transmittance in the visible light region of the substrate is 85% or more. The water repellent / antifouling article according to any one of -8.

10.前記1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする建築用窓ガラス。   10. An architectural window glass comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of 1 to 9 above.

11.前記1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする車両用窓ガラス。   11. A vehicle window glass comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of 1 to 9 above.

12.前記1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とするディスプレイ部材。   12 A display member comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of 1 to 9 above.

13.前記1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする光学部品。   13. 10. An optical component comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of 1 to 9 above.

大気圧プラズマにより形成された無機材料を主体とする凹凸表面の下地層を骨格にしている為撥水・防汚膜全体としても高硬度の膜となり傷が入りづらく、また光学的に薄膜なので傷が目立ちにくくなり、耐摩耗・耐傷性に対して極めて優れた撥水・防汚性を維持できる撥水・防汚性物品を得た。また基材からの不純物による溶出を大気圧プラズマにより形成した金属元素含有酸化物薄膜によりパッシベートするため耐候性劣化を抑制できる撥水・防汚性物品を得た。更に、大気圧プラズマで形成された下引膜は撥水・防汚材料との密着性も高く、カップリング剤を設ける事で更に密着性が向上し、耐水性・耐薬品性にも強い膜が得られた。   Since the foundation layer of the uneven surface mainly composed of inorganic material formed by atmospheric pressure plasma is used as a skeleton, the entire water-repellent / antifouling film is highly hard and scratches are difficult. As a result, a water-repellent / antifouling article capable of maintaining excellent water repellency and antifouling properties with respect to abrasion resistance and scratch resistance was obtained. Moreover, since elution by impurities from the substrate was passivated by the metal element-containing oxide thin film formed by atmospheric pressure plasma, a water-repellent / antifouling article capable of suppressing the weather resistance deterioration was obtained. In addition, the subbing film formed by atmospheric pressure plasma has high adhesion to water-repellent / antifouling materials. By providing a coupling agent, the adhesion is further improved and the film is also resistant to water and chemicals. was gotten.

本発明を更に詳しく説明する。   The present invention will be described in more detail.

本発明の撥水性・防汚性物品は、大気圧プラズマ処理により基材上に密着性の高い凹凸形状および空隙構造を形成することで、その構造表面および内部にコートされた撥水剤・防汚剤を必要最小限だけ表面に露出させることが可能となった。これによって、従来法では不十分であった耐摩耗性、例えばワイパーなどによる高速・長期間の摩擦に対しても、強固で基材との密着性が極めて高い凹凸形状表面が撥水・防汚膜全体を保持し、その周囲に存在する撥水剤・防汚剤を保護できるため、摩耗に対して極めて高い耐久性を得ることが可能となった。   The water-repellent / antifouling article of the present invention is formed by forming an uneven shape and a void structure with high adhesion on a substrate by atmospheric pressure plasma treatment, so that the water-repellent agent It became possible to expose the surface of the soiling agent to the minimum necessary amount. As a result, the rugged surface that is strong and has extremely high adhesion to the substrate is resistant to wear and abrasion, which was insufficient with conventional methods, such as high-speed and long-term friction due to wipers. Since the entire film can be held and the water-repellent agent and antifouling agent present around the membrane can be protected, it has become possible to obtain extremely high durability against abrasion.

また、上記凹凸形状の形成方法を大気圧プラズマ法を用いて行う事で、より密着性が高く、強固な下地層を得ることができ、さらにゾルゲル膜のように焼成時間を必要としない為15〜150℃の低温においても上記強固な下地層を形成できるようになった。   Further, by performing the method for forming the concavo-convex shape by using the atmospheric pressure plasma method, it is possible to obtain a strong underlayer having higher adhesion and further, since a baking time is not required unlike a sol-gel film. The above-mentioned strong underlayer can be formed even at a low temperature of ˜150 ° C.

≪無機材料微粒子≫
本発明の無機材料微粒子は、平均粒径(D1)が2〜100nmであり、撥水・防汚膜全体の膜厚が10nm以上200nm以下である。無機材料は、可視光での透過性(透明性)を有する無機化合物であれば特に制限はないが、金属元素含有酸化物、窒化物、酸窒化物などが利用できる。酸化物としては、例えば二酸化珪素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、アルミナ(Al23)、酸化錫(SnO2)、ジルコニア(ZrO2)、酸化タンタル(Ta25)、酸化インジウム(In23)などのセラミック材料が高い透過性と硬度の観点から好ましい。特に、二酸化珪素(SiO2)は材料が豊富で、安全性、コストの観点からもより好ましい。
≪Inorganic material fine particles≫
The inorganic material fine particles of the present invention have an average particle diameter (D1) of 2 to 100 nm, and the total thickness of the water-repellent / antifouling film is from 10 nm to 200 nm. The inorganic material is not particularly limited as long as it is an inorganic compound having transparency (transparency) to visible light, but a metal element-containing oxide, nitride, oxynitride, or the like can be used. Examples of the oxide include silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), A ceramic material such as indium oxide (In 2 O 3 ) is preferable from the viewpoint of high permeability and hardness. In particular, silicon dioxide (SiO 2 ) is rich in materials and is more preferable from the viewpoint of safety and cost.

≪バインダ≫
本発明に係るバインダとしては、微粒子を分散させるのに使用することができるものであれば良く、一般にポリマーが使用される。ポリマーの例としては、ポリアルキレングリコール(例、ポリエチレングリコール)、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリブチラール、石油樹脂、ポリスチレン、繊維素系樹脂等を挙げることができる。
≪Binder≫
Any binder can be used as the binder according to the present invention as long as it can be used to disperse the fine particles, and a polymer is generally used. Examples of polymers include polyalkylene glycol (eg, polyethylene glycol), acrylic resin, polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, fluororesin, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyacetal, polybutyral, petroleum resin, polystyrene, fiber Examples thereof include elemental resins.

アクリル樹脂としては、例えば、アルキルアクリレート(例、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート)及び/又はアルキルメタクリレート(例、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート)から得られる単独重合体又は共重合体を挙げることができる。またこれらのモノマーと、他の共重合可能なモノマーとの共重合体も挙げることができる。特に、光硬化時の反応性や硬化後の耐久性、透明性の点からポリメチルメタクリレート(PMMA)が好ましい。   Examples of the acrylic resin include a homopolymer or a copolymer obtained from alkyl acrylate (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate) and / or alkyl methacrylate (eg, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate). be able to. Moreover, the copolymer of these monomers and another copolymerizable monomer can also be mentioned. In particular, polymethyl methacrylate (PMMA) is preferable from the viewpoints of reactivity during photocuring, durability after curing, and transparency.

バインダとして界面活性剤を用いることもできる。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の非イオン界面活性剤、或いは陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤を挙げることができる。前記ポリマーと界面活性剤を組み合わせて使用することもできる。   A surfactant can also be used as the binder. Examples thereof include nonionic surfactants such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, anionic surfactants, and cationic surfactants. A combination of the polymer and a surfactant can also be used.

本発明の上述した無機材料微粒子は、上記バインダの水溶液又は有機溶媒溶液に分散させて、後述する基材上に塗布する。塗布方法は公知の塗布液の塗布方法なら何れの方法であってもよい。例えば、グラビアコーティング、スピンコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ローラーコーティング、ディップコーティング、浸漬法、スプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、スライドコーティング、押出コーティング、エアードクターコーティング、インクジェット法、等を挙げることができる。   The inorganic material fine particles described above of the present invention are dispersed in an aqueous solution or an organic solvent solution of the binder and applied onto a substrate described later. The coating method may be any method as long as it is a known coating solution coating method. For example, gravure coating, spin coating, bar coating, blade coating, roller coating, dip coating, dipping method, spray coating, flow coating, curtain coating, slide coating, extrusion coating, air doctor coating, ink jet method, etc. it can.

本発明で好ましく用いることのできる有機溶媒としては、炭化水素類(トルエン、キシレンなど)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチルなど)、グリコールエーテル類等が好ましく、これら溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合して利用できる。   Organic solvents that can be preferably used in the present invention include hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.) ), Esters (such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl lactate), glycol ethers, and the like are preferable. These solvents can be appropriately selected from these solvents, or can be used by mixing them.

≪大気圧プラズマ法≫
次いで、本発明に適用可能な大気圧プラズマ処理装置の詳細について、図を交えて以下説明する。
≪Atmospheric pressure plasma method≫
Next, details of an atmospheric pressure plasma processing apparatus applicable to the present invention will be described below with reference to the drawings.

大気圧近傍でのプラズマ表面処理あるいはプラズマCVD処理を行う大気圧プラズマ処理装置は、真空下のプラズマCVD法に比べ、減圧にする必要がないため生産性を高められるだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために表面処理速度あるいは製膜速度が速く、更には通常のCVD法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の膜が得られる。   Compared with the plasma CVD method under vacuum, the atmospheric pressure plasma processing apparatus that performs plasma surface treatment or plasma CVD treatment near atmospheric pressure does not need to be reduced in pressure, so it not only increases productivity but also has a high plasma density. Due to the density, the surface treatment speed or the film forming speed is high. Furthermore, compared with the conditions of the normal CVD method, the high-pressure condition of atmospheric pressure is very short because the mean free path of gas is very short. This film is obtained.

本発明でいう大気圧もしくはその近傍の圧力とは、20kPa〜110kPa程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、93kPa〜104kPaが好ましい。   The atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof in the present invention is about 20 kPa to 110 kPa, and 93 kPa to 104 kPa is preferable in order to obtain the good effects described in the present invention.

また、本発明でいう励起したガスとは、エネルギーを得ることによって、ガス中の分子の少なくとも一部が、今ある状態からより高い状態へ移ることをいい、励起ガス分子、ラジカル化したガス分子、イオン化したガス分子を含むガスがこれに該当する。   The excited gas as used in the present invention means that at least a part of the molecules in the gas move from the existing state to a higher state by obtaining energy. Excited gas molecules, radicalized gas molecules A gas containing ionized gas molecules corresponds to this.

本発明に適用可能な大気圧プラズマ放電処理装置としては、特に制限はないが、大きく分けて、以下の2つの方式が挙げられる。   The atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus applicable to the present invention is not particularly limited, but can be broadly divided into the following two methods.

1つの方法は、プラズマジェット型大気圧プラズマ放電処理装置といわれる方法で、対向電極間に高周波電圧を印加し、その対向電極間に放電ガスを含む混合ガスを供給して、該混合ガスをプラズマ化し、次いでプラズマ化した混合ガスにより表面処理(本発明においては、バインダを除去)する、又は所望の膜形成ガスとを会合、混合した後、透明基材上に吹き付ける方法である。   One method is a so-called plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, in which a high-frequency voltage is applied between the counter electrodes, a mixed gas containing a discharge gas is supplied between the counter electrodes, and the mixed gas is converted into plasma. Then, surface treatment (in the present invention, removal of the binder) is performed with a plasma gas mixture gas, or a desired film forming gas is associated and mixed, and then sprayed onto the transparent substrate.

他方の方法は、ダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置といわれる方法で、放電ガスを含む混合ガス、対向電極間に、透明基材を担持した状態で、その放電空間に上記ガスを導入し、対向電極間に高周波電圧を印加し所望の膜を形成する、又は表面処理(本発明においては、バインダを除去)する方法である。   The other method is a direct atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, which introduces the above gas into the discharge space in a state where a transparent base material is supported between a mixed gas containing a discharge gas and a counter electrode. In this method, a high-frequency voltage is applied between the electrodes to form a desired film, or surface treatment (in the present invention, the binder is removed).

図1は、本発明に有用な2周波ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a two-frequency jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus useful for the present invention.

ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置は、プラズマ放電処理装置、二つの電源を有する電界印加手段の他に、図1では図示してないが、ガス供給手段、電極温度調節手段を有している装置である。   The jet-type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus has a gas supply means and an electrode temperature adjustment means (not shown in FIG. 1) in addition to the plasma discharge treatment apparatus and the electric field application means having two power sources. Device.

大気圧プラズマ放電処理装置110は、第1電極111と第2電極112から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第1電極111からは第1電源121からの周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界が印加され、また第2電極112からは第2電源122からの周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界が印加されるようになっている。第1電源121は第2電源122より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加出来、また第1電源121の第1の周波数ω1は第2電源122の第2の周波数ω2より低い周波数を印加出来る。 The atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus 110 has a counter electrode composed of a first electrode 111 and a second electrode 112, and the frequency from the first power supply 121 is from the first electrode 111 between the counter electrodes. A first high frequency electric field of ω 1 , electric field strength V 1 , and current I 1 is applied, and a second frequency of ω 2 , electric field strength V 2 , and current I 2 from the second power source 122 is applied from the second electrode 112. A high frequency electric field is applied. The first power supply 121 can apply a higher frequency electric field strength (V 1 > V 2 ) than the second power supply 122, and the first frequency ω 1 of the first power supply 121 is higher than the second frequency ω 2 of the second power supply 122. A low frequency can be applied.

第1電極111と第1電源121との間には、第1フィルタ123が設置されており、第1電源121から第1電極111への電流を通過しやすくし、第2電源122からの電流をアースして、第2電源122から第1電源121への電流が通過しにくくなるように設計されている。   A first filter 123 is installed between the first electrode 111 and the first power supply 121 to facilitate passage of current from the first power supply 121 to the first electrode 111, and current from the second power supply 122. Is designed so that the current from the second power supply 122 to the first power supply 121 does not easily pass.

また、第2電極112と第2電源122との間には、第2フィルタ124が設置されており、第2電源122から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源121からの電流をアースして、第1電源121から第2電源122への電流を通過しにくくするように設計されている。   In addition, a second filter 124 is installed between the second electrode 112 and the second power source 122 to facilitate passage of current from the second power source 122 to the second electrode, and from the first power source 121. It is designed to ground the current and make it difficult for the current from the first power supply 121 to the second power supply 122 to pass through.

第1電極111と第2電極112との対向電極間(放電空間)113に、ガス供給手段からガスGを導入し、第1電極111と第2電極112から高周波電界を印加して放電を発生させ、ガスGをプラズマ状態にしながら対向電極の下側(紙面下側)にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Fとで作る処理空間をプラズマ状態のガスG°で満たし、前工程から搬送して来る基材Fの上に、処理位置114付近で所望の膜を形成する、又はバインダを除去する。所望の膜を形成する、又は表面処理(バインダを除去)する間は、電極温度調節手段から媒体が配管を通って電極を加熱または冷却する。プラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成等は変化することがあり、これに対して適宜制御することが望ましい。温度調節の媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラが出来る限り生じないように電極の内部の温度を均等に調節することが望まれる。   A gas G is introduced from the gas supply means between the opposing electrodes (discharge space) 113 between the first electrode 111 and the second electrode 112, and a high frequency electric field is applied from the first electrode 111 and the second electrode 112 to generate a discharge. The gas G is blown out in the form of a jet to the lower side of the counter electrode (the lower side of the paper) while filling the processing space formed by the lower surface of the counter electrode and the substrate F with the gas G ° in the plasma state. A desired film is formed near the processing position 114 on the substrate F conveyed from the process, or the binder is removed. During formation of a desired film or surface treatment (binder removal), the medium is heated or cooled by the medium from the electrode temperature adjusting means through the pipe. Depending on the temperature of the base material during the plasma discharge treatment, the properties, composition, etc. of the thin film obtained may change, and it is desirable to appropriately control this. As the temperature control medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to uniformly adjust the temperature inside the electrode so that the temperature unevenness of the substrate in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible.

また、図1に高周波電界強度(印加電界強度)と放電開始電界強度の測定に使用する測定器を示した。125及び126は高周波電圧プローブであり、127及び128はオシロスコープである。   FIG. 1 shows a measuring instrument used for measuring the high-frequency electric field strength (applied electric field strength) and the discharge starting electric field strength. 125 and 126 are high-frequency voltage probes, and 127 and 128 are oscilloscopes.

図2は、本発明に適用可能なダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of a direct atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus applicable to the present invention.

図2に示すダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置は、電源31に接続した2本の電極41が移動ステージ電極47に各々平行になるように併設されている。電極41及び47は、少なくとも一方を誘電体42で被覆されており、その電極41と47との間で形成された空間43に、電極31により高周波電圧が印加される様になっている。   In the direct atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus shown in FIG. 2, two electrodes 41 connected to the power source 31 are provided in parallel with the moving stage electrode 47. At least one of the electrodes 41 and 47 is covered with a dielectric 42, and a high frequency voltage is applied by the electrode 31 to a space 43 formed between the electrodes 41 and 47.

なお、電極41、移動ステージ47の内部は中空構造44になっており、放電中は水、オイルなどによって放電により発生する熱をとり、かつ安定な温度に保てるよう熱交換ができるようになっている。   Note that the inside of the electrode 41 and the moving stage 47 has a hollow structure 44, so that heat generated by the discharge can be removed by water, oil, etc. during discharge, and heat exchange can be performed so as to maintain a stable temperature. Yes.

また、各ガス供給手段(不図示)により、放電に必要な放電ガスを含むガス22が、流路24を通って、所望の膜を形成する、又はバインダを除去するに必要なガスを含む混合ガス23は流路25を通り、混合空間45で合流、混合される。混合されたガスGは、電極41間を通り、電極41と47との間の空間43に供給され、空間43に高周波電圧が印加されるとプラズマ放電が発生し、ガスGはプラズマ化される。プラズマ化されたガスGにより、薄膜形成用ガスは活性化され化学的な反応を起こし、基材46上で所望の膜を形成する、又は表面処理(バインダを除去)される。   Further, by each gas supply means (not shown), the gas 22 containing the discharge gas necessary for the discharge passes through the flow path 24 and mixed with the gas necessary for forming a desired film or removing the binder. The gas 23 passes through the flow path 25 and is merged and mixed in the mixing space 45. The mixed gas G passes between the electrodes 41 and is supplied to the space 43 between the electrodes 41 and 47. When a high frequency voltage is applied to the space 43, plasma discharge is generated, and the gas G is turned into plasma. . The thin film forming gas is activated by the plasma gas G to cause a chemical reaction, and a desired film is formed on the substrate 46 or surface treatment (binder is removed).

基材が乗っているステージ47は、往復走査、もしくは連続走査が可能な構造を有しており、必要に応じて、基材の温度が保てる様に前記電極と同じような熱交換ができる構造になっている。   The stage 47 on which the substrate is mounted has a structure capable of reciprocating scanning or continuous scanning, and can perform heat exchange similar to the above electrodes so that the temperature of the substrate can be maintained as necessary. It has become.

また、基材46上に吹き付けられたガスを排気する廃ガス排気流路48を必要に応じて付けることもできる。これにより空間中に製膜される不要な副生成物を速やかに放電空間45上、あるいは基材46上から除去できる。   In addition, a waste gas exhaust passage 48 for exhausting the gas blown onto the substrate 46 can be attached as necessary. As a result, unnecessary by-products formed in the space can be quickly removed from the discharge space 45 or the substrate 46.

また、特開2004−353077号公報に記載の様に、電極表面に汚れ防止フィルムなどを貼り合わせることにより、放電前に放電ガスと空隙層の形成に必要なガスを混合させる構造とすることもできる。   In addition, as described in JP-A-2004-353077, a structure in which a discharge gas and a gas necessary for forming a void layer are mixed before discharge by attaching a dirt prevention film or the like to the electrode surface may be used. it can.

また、図2に記載の装置では、高周波電源が1周波数帯で行っているが、例えば、特開2003−96569号公報に記載の方法のような各々の電極に異なる周波数の電源を設置する方式で実施することもできる。   In the apparatus shown in FIG. 2, the high frequency power supply is performed in one frequency band. For example, a method of installing power supplies of different frequencies on each electrode as in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-96569. Can also be implemented.

≪撥水剤・防汚剤≫
本発明の撥水・防汚性物品の撥水・防汚膜に含浸させる撥水・防汚材料としては、特に制限はなく、様々な撥水・防汚材料を適用することができ、例えば、有機系フッ素化合物、有機珪素化合物、含フッ素有機金属化合物等を挙げることができる。また、これらの各化合物は、溶液状態で直接撥水・防汚膜に付与しても、適当な溶媒中に微粒子の状態で分散して付与しても、あるいはポリマー化して付与しても良い。
≪Water repellent and antifouling agent≫
The water and antifouling material impregnated in the water and antifouling film of the water and antifouling article of the present invention is not particularly limited, and various water and antifouling materials can be applied. Organic fluorine compounds, organic silicon compounds, fluorine-containing organometallic compounds, and the like. Each of these compounds may be applied directly to a water-repellent / antifouling film in a solution state, dispersed in a fine particle state in an appropriate solvent, or applied in a polymerized state. .

(有機系フッ素化合物)
本発明に適用可能な有機系フッ素化合物の一例としては、有機系フッ素化合物と共重合モノマーとを反応させたポリマーとして、撥水・防汚膜に付与することができる。
(Organic fluorine compounds)
As an example of an organic fluorine compound applicable to the present invention, it can be applied to a water-repellent / antifouling film as a polymer obtained by reacting an organic fluorine compound and a copolymerization monomer.

有機系フッ素化合物ポリマーとしては、下記一般式(2)で表される側鎖を有するポリマーが好ましい。   As the organic fluorine compound polymer, a polymer having a side chain represented by the following general formula (2) is preferable.

一般式(2)
CF3CF(X)(CF22
上記一般式(2)において、XはF、CF3またはCF2Clを表す。
General formula (2)
CF 3 CF (X) (CF 2 ) 2
In the above general formula (2), X represents F, CF 3 or CF 2 Cl.

上記一般式(2)で表される側鎖をRf基としたとき、ポリマーを構成する1分子中に少なくともRf基を1個有するポリマーが好ましい。Rf基を有するポリマーの具体例としては、例えば、パーフルオロアルキルエチルアクリレート単独重合物、パーフルオロアルキルエチルメタクリレート単独重合物などのRf基を含有するモノマーの単独重合物、Rf基を含有する2種類以上のコモノマー同志の共重合物、1種類または2種類以上のRf基を含有するコモノマーと溶剤への溶解性や造膜性、耐候性、潤滑性などを付与する1種類以上のコモノマーとの共重合物などが用いられるが、特に限定されるものではない。Rf基を含有するコモノマーと、Rf基を含有しないコモノマーの共重合物を用いる場合、Rf基を含有するコモノマーの組成を減らしていくと撥水性が低下する傾向があり、ポリマー組成中のRf基を含有するコモノマーの組成を20質量%以上、好ましくは40質量%以上とすることが好ましい。   When the side chain represented by the general formula (2) is an Rf group, a polymer having at least one Rf group in one molecule constituting the polymer is preferable. Specific examples of the polymer having an Rf group include, for example, a homopolymer of a monomer containing an Rf group such as a perfluoroalkylethyl acrylate homopolymer and a perfluoroalkylethyl methacrylate homopolymer, and two types containing an Rf group. Copolymers of the above comonomers, comonomers containing one or more types of Rf groups, and comonomers containing one or more types of comonomers that impart solubility in solvents, film-forming properties, weather resistance, lubricity, etc. Although a polymer etc. are used, it is not specifically limited. When a copolymer of a comonomer containing an Rf group and a comonomer not containing an Rf group is used, the water repellency tends to decrease when the composition of the comonomer containing the Rf group is decreased, and the Rf group in the polymer composition The composition of the comonomer containing is preferably 20% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more.

Rf基を含有するモノマーとしては、Rf基を含有していれば、他の分岐した末端に塩素原子や水素原子を含んでいてもよいが、好ましくは直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキル基、またはパーフルオロエーテル基の末端としてRf基を含有するモノマーが好ましい。   The monomer containing an Rf group may contain a chlorine atom or a hydrogen atom at the other branched end as long as it contains an Rf group, but is preferably a linear or branched perfluoroalkyl group. Or a monomer containing an Rf group at the end of the perfluoroether group.

以下に、ポリマーの側鎖末端が前記一般式(2)で表される構造となり得るアクリレートやメタクリレートなどの不飽和エステル類を例示する。   Examples of unsaturated esters such as acrylates and methacrylates whose side chain ends of the polymer can have the structure represented by the general formula (2) are shown below.

CF3(CF24CH2OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF26(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF26COOCH=CH2
CF3(CF27(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27(CH22OCOC(CH3)=CH2
(CF32CF(CF25(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27SO2N(C37)(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27(CH24OCOCH=CH2
CF3(CF27SO2N(CH3)(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF27SO2N(C25)(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27CONH(CH22OCOCH=CH2
(CF32CF(CF26(CH23OCOCH=CH2
(CF32CF(CF26CH2CH(OCOCH3)OCOC(CH3)=CH2
(CF32CF(CF26CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2
CF3(CF28(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF28(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF28CONH(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2Cl)CF(CF27CONHCOOCH=CH2
CH2=CHCOOC24OCOCF(CF3)(OC362OC49
CH2=CHCONHC24OCOCF(CF3)OC36OC49
CH2=C(CH3)CONHC24OCOCF(CF3)OC49
一般式(2)で表される側鎖を有するコモノマーと共重合することができるコモノマーとしては、特に制限はなく、例えば、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、弗化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸とそのアルキルエステル、ポリ(オキシアルキレン)(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、メチロール化ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルアルキルエーテル、ハロゲン化アルキルビニルエーテル、ビニルアルキルケトン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、アジリジニル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンを有する(メタ)アクリレート、N−ビニルカルバゾール等を挙げることができる。ここで、(メタ)アクリルはメタアクリルとアクリルを、(メタ)アクリレートはメタアクリレートとアクリレートを、それぞれ意味する。
CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 6 COOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2) 7 ( CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 3 H 7 ) (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 4 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) ═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 2 H 5 ) (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 CONH (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 3 OCOCH═CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (OCOCH 3 ) OCOC (CH 3 ) = CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2) 8 ( CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 8 CONH (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 Cl) CF (CF 2 ) 7 CONHCOOCH═CH 2
CH 2 = CHCOOC 2 H 4 OCOCF (CF 3) (OC 3 F 6) 2 OC 4 F 9
CH 2 = CHCONHC 2 H 4 OCOCF (CF 3 ) OC 3 F 6 OC 4 F 9
CH 2 = C (CH 3) CONHC 2 H 4 OCOCF (CF 3) OC 4 F 9
The comonomer that can be copolymerized with the comonomer having a side chain represented by the general formula (2) is not particularly limited, and examples thereof include ethylene, vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene halide, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, (meth) acrylic acid and its alkyl ester, poly (oxyalkylene) (meth) acrylate, (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, methylolated diacetone (meth) acrylamide, N -Methylol (meth) acrylamide, vinyl alkyl ether, halogenated alkyl vinyl ether, vinyl alkyl ketone, butadiene, isoprene, chloroprene, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acyl Rate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, maleic anhydride, aziridinyl (meth) acrylate, having a polysiloxane (meth) acrylate, a N- vinylcarbazole. Here, (meth) acryl means methacryl and acryl, and (meth) acrylate means methacrylate and acrylate, respectively.

また、本発明に適用可能な有機系フッ素化合物の一例としては、有機系フッ素化合物をポリイソシアネート化合物と反応させた反応物として、撥水・防汚膜に付与することができる。   Moreover, as an example of the organic fluorine compound applicable to the present invention, it can be applied to the water-repellent / antifouling film as a reaction product obtained by reacting an organic fluorine compound with a polyisocyanate compound.

上記方法に適用できる有機フッ素系化合物としては、下記一般式(3)で表す化合物を挙げることができる。   As an organic fluorine-type compound applicable to the said method, the compound represented by following General formula (3) can be mentioned.

一般式(3)
f−Q−A
上記一般式(3)において、Rfは炭素数2〜20の1価の含フッ素有機基を表し、Qは単結合または2価の連結基を表し、Aはイソシアネート基と反応性の水素原子を有する基を表す。
General formula (3)
R f -Q-A
In the general formula (3), Rf represents a monovalent fluorine-containing organic group having 2 to 20 carbon atoms, Q represents a single bond or a divalent linking group, and A represents a hydrogen atom reactive with an isocyanate group. Represents a group having the same.

ここでいう「1価含フッ素有機基」とは、フッ素原子を1個以上を含む1価有機基を意味する。1価含フッ素有機基としては炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された基である「1価含フッ素炭化水素基」が好ましい。   The “monovalent fluorine-containing organic group” here means a monovalent organic group containing one or more fluorine atoms. The monovalent fluorine-containing organic group is preferably a “monovalent fluorine-containing hydrocarbon group” in which one or more hydrogen atoms of a hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms.

さらに1価含フッ素炭化水素基は、1価芳香族炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された「1価含フッ素芳香族炭化水素基」、または1価脂肪族炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された「1価含フッ素脂肪族炭化水素基」のいずれであってもよく、1価含フッ素脂肪族炭化水素基が好ましい。また1価含フッ素炭化水素基は、炭素−炭素結合間に1個以上のエーテル性酸素原子、またはチオエーテル性の硫黄原子が挿入されていてもよい。   Further, the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group is a “monovalent fluorine-containing aromatic hydrocarbon group” in which one or more hydrogen atoms of the monovalent aromatic hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms, or a monovalent aliphatic hydrocarbon It may be any “monovalent fluorine-containing aliphatic hydrocarbon group” in which one or more hydrogen atoms of the group are substituted with fluorine atoms, and a monovalent fluorine-containing aliphatic hydrocarbon group is preferable. In the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group, one or more etheric oxygen atoms or thioetheric sulfur atoms may be inserted between carbon-carbon bonds.

1価含フッ素炭化水素基の炭素数は2〜18が好ましく、特に4〜12が好ましい。また1価含フッ素芳香族炭化水素基の炭素数は6〜12が好ましく、特に6〜8が好ましい。   The monovalent fluorine-containing hydrocarbon group preferably has 2 to 18 carbon atoms, particularly preferably 4 to 12 carbon atoms. Moreover, 6-12 are preferable and, as for carbon number of monovalent fluorine-containing aromatic hydrocarbon group, 6-8 are especially preferable.

一般式(3)におけるRfの具体例としては、以下の構造が挙げられる。なお以下の例においては、同一分子式を有する構造の異なる基である「構造異性の基」を含むものとする。C25−、C37−[CF3(CF22−、および(CF32CF−の両者を含む]、C49−[CF3(CF23−、(CF32CFCF2−、(CF33C−、CF3CF2CF(CF3)−を含む]、C511−[CF3(CF24−、(CF32CF(CF22−、(CF33CCF2−、CF3CF2CF(CF3)CF2−などの構造異性の基を含む]、C613−[CF3(CF22C(CF32−などの構造異性の基を含む]、C817−、C1021−、C1225−、C1531−、H(CF2t−(ここでtは2〜18の整数である)、(CF32CF(CsF2s−(ここでsは1〜15の整数である)。 Specific examples of R f in the general formula (3) include the following structures. In the following examples, “structurally isomeric groups” which are groups having the same molecular formula but different structures are included. C 2 F 5 -, C 3 F 7 - [CF 3 (CF 2) 2 -, and (CF 3) includes both 2 CF-], C 4 F 9 - [CF 3 (CF 2) 3 -, (CF 3) 2 CFCF 2 - , (CF 3) 3 C-, CF 3 CF 2 CF (CF 3) - including], C 5 F 11 - [ CF 3 (CF 2) 4 -, (CF 3) 2 CF (CF 2 ) 2 —, (CF 3 ) 3 CCF 2 —, CF 3 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 — and other structural isomeric groups], C 6 F 13 — [CF 3 (CF 2 ) including structurally isomeric groups such as 2 C (CF 3 ) 2- ], C 8 F 17- , C 10 F 21- , C 12 F 25- , C 15 F 31- , H (CF 2 ) t - (where t is 2-18 integer), (CF 3) 2 CF (CsF 2) s - ( where s is an integer of 1 to 15).

CF3(CF24OCF(CF3)−、F[CF(CF3)CF2O]sCF(CF3)CF2CF2−、F[CF(CF3)CF2O]tCF(CF3)−、F[CF(CF3)CF2O]uCF2CF2−、F[CF2CF2CF2O]vCF2CF2−、F[CF2CF2O]wCF2CF2−(ただしs、tは1〜10の整数、uは2〜6の整数、v、wは1〜11の整数である。)、C65−、C65CF=CF−、CH2=CHC610−、(Cpp+1)(Cqq+1)C=C(Crr+1)−(ただしp、q、およびrは、それぞれ0〜3の整数でありかつ(p+q+r)は2〜10の整数である。)。 CF 3 (CF 2) 4 OCF (CF 3) -, F [CF (CF 3) CF 2 O] s CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, F [CF (CF 3) CF 2 O] t CF (CF 3 ) −, F [CF (CF 3 ) CF 2 O] u CF 2 CF 2 −, F [CF 2 CF 2 CF 2 O] v CF 2 CF 2 −, F [CF 2 CF 2 O] w CF 2 CF 2 — (wherein s and t are integers of 1 to 10, u is an integer of 2 to 6, v and w are integers of 1 to 11), C 6 F 5 —, C 6 F 5 CF = CF-, CH 2 = CHC 6 F 10 -, (C p F p + 1) (C q F q + 1) C = C (C r F r + 1) - ( provided that p, q, and r are Each is an integer from 0 to 3 and (p + q + r) is an integer from 2 to 10.)

また、ペルフルオロアルキル基も用いることができる。ペルフルオロアルキル基は、例えば、C49−(CH22−、C49−(CH23−、C49−(CH24−、C511−(CH22−、C511−(CH23−、C613−(CH22−、C817−(CH22−、C817−(CH23−、C817−(CH24−、C919−(CH22−、C919−(CH23−、C1021−(CH22−。 A perfluoroalkyl group can also be used. The perfluoroalkyl group includes, for example, C 4 F 9 — (CH 2 ) 2 —, C 4 F 9 — (CH 2 ) 3 —, C 4 F 9 — (CH 2 ) 4 —, C 5 F 11 — (CH 2) 2 -, C 5 F 11 - (CH 2) 3 -, C 6 F 13 - (CH 2) 2 -, C 8 F 17 - (CH 2) 2 -, C 8 F 17 - (CH 2) 3 -, C 8 F 17 - (CH 2) 4 -, C 9 F 19 - (CH 2) 2 -, C 9 F 19 - (CH 2) 3 -, C 10 F 21 - (CH 2) 2 - .

また、C49−(CH22−O−(CH23−、C613−(CH22−O−(CH23−、C817−(CH22−O−(CH23−、C817−(CH23−O−(CH23−、なども用いられる。 C 4 F 9 — (CH 2 ) 2 —O— (CH 2 ) 3 —, C 6 F 13 — (CH 2 ) 2 —O— (CH 2 ) 3 —, C 8 F 17 — (CH 2 ) 2 -O- (CH 2) 3 -, C 8 F 17 - (CH 2) 3 -O- (CH 2) 3 -, etc. are also used.

前記一般式(3)におけるQは、単結合または2価連結基を示す。Qが単結合である場合、RfとAとは直接結合していることを意味する。Qが2価連結基である場合、Qはフッ素原子を含まない2価連結基が好ましい。Qは炭素数1〜22の2価炭化水素基、または、本発明の反応において不活性な原子を含む2価炭化水素基が好ましい。Qが不活性な原子を含む2価炭化水素基である場合、エーテル性の酸素原子またはチオエーテル性の硫黄原子を含む2価炭化水素基、またはイソシアネート基と反応性の水素原子が結合していない窒素原子を含む2価炭化水素基等が挙げられる。 Q in the general formula (3) represents a single bond or a divalent linking group. When Q is a single bond, it means that R f and A are directly bonded. When Q is a divalent linking group, Q is preferably a divalent linking group containing no fluorine atom. Q is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group containing an inactive atom in the reaction of the present invention. When Q is a divalent hydrocarbon group containing an inert atom, a divalent hydrocarbon group containing an etheric oxygen atom or a thioetheric sulfur atom, or an isocyanate group and a reactive hydrogen atom are not bonded. Examples thereof include a divalent hydrocarbon group containing a nitrogen atom.

また、前記一般式(3)におけるAとしては、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはカルボキシ基が好ましく、特に水酸基であることが、一般式(3)で表される化合の有機溶剤に対する溶解性、合成しやすさ、およびコストの点から好ましい。   Moreover, as A in the said General formula (3), a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, or a carboxy group is preferable, and especially that it is a hydroxyl group is the solubility with respect to the organic solvent of the compound represented by General formula (3). From the viewpoints of performance, ease of synthesis, and cost.

上記構成からなる一般式(3)で表される化合物の具体例を以下に示す。ただし、下記例示化合物中のΦ1は1,4−フェニレン基または1,3−フェニレン基を示す。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) having the above structure are shown below. However, Φ1 in the following exemplary compounds represents a 1,4-phenylene group or a 1,3-phenylene group.

CF3(CF24CH2OH、CF3(CF25CH2CH2OH、H(CF26CH2CH2OH、CF3(CF27CH2CH2OH、CF3(CF29CH2CH2OH、(CF32CF(CF25CH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH3)CH2CH2OH、CF3(CF27CONHCH2CH2OH、CF3(CF27CH2CH(OH)CH2OH、CF3(CF22C(CF3)=C[CF(CF32]OCH2CH2OH、(CF32C=C(CF2CF3)OΦ1COOCH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2NHCH3、CF3(CF27CONHCH2CH2NHCH3、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2NHCH3、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2COOH、CF3(CF27CONHCH2CH2COOH、CF3(CF27COOH、[(CF32CF]2C=C(CF3)OΦ1COOH。 CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 OH, H (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3 ) CH 2 CH 2 OH CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CONHCH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH (OH) CH 2 OH CF 3 (CF 2 ) 2 C (CF 3 ) ═C [CF (CF 3 ) 2 ] OCH 2 CH 2 OH, (CF 3 ) 2 C═C (CF 2 CF 3 ) OΦ1COOCH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 NHCH 3, CF 3 (CF 2) 7 CONHCH 2 CH 2 N CH 3, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 NHCH 3, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 COOH, CF 3 (CF 2) 7 CONHCH 2 CH 2 COOH, CF 3 (CF 2) 7 COOH, [(CF 3) 2 CF] 2 C = C (CF 3) OΦ1COOH.

また、前記一般式(3)で表される化合物と共に用いるイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、それらの変成物(ヌレート化変成物、プレポリマー変成物、カルボジイミド変成物等)が挙げられ、また市販品としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型プレポリマーとして、デュラネートTHA−100(旭化成工業株式会社製)、デュラネートTPA−100(旭化成工業株式会社製)、スミジュールN3300(住友バイエルウレタン株式会社製)等を、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット型プレポリマーとして、デュラネート24A−100(旭化成工業株式会社製)、デュラネート22A−75PX(旭化成工業株式会社製)、スミジュールN3200(住友バイエルウレタン株式会社製)等を、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト型プレポリマーとして、デュラネートP−301−75E(旭化成工業株式会社製)、スミジュールHT(住友バイエルウレタン株式会社製)等を挙げることができる。   Examples of the isocyanate compound used together with the compound represented by the general formula (3) include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), methylene bis ( Cyclohexyl isocyanate) (H12MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), modified products thereof (nurateated modified products, prepolymer modified products, carbodiimide modified products, etc.), and as commercially available products, For example, as an isocyanurate type prepolymer of hexamethylene diisocyanate, Duranate THA-100 (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Duranate TPA-100 (Asahi Kasei Kogyo) Duranate 24A-100 (Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Duranate 22A-75PX (Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a biuret type prepolymer of hexamethylene diisocyanate, etc. ), Sumidur N3200 (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), etc., as adduct type prepolymers of hexamethylene diisocyanate, Duranate P-301-75E (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Sumijoule HT (Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) Manufactured).

上記、一般式(3)で表される含フッ素化合物を、ポリイソシアネート、水及び有機溶剤を含む溶液に添加、混合した溶液を、撥水・防汚膜上に塗布することで、本発明の撥水・防汚性物品を得ることができる。   The above-mentioned fluorine-containing compound represented by the general formula (3) is added to a solution containing polyisocyanate, water and an organic solvent, and a mixed solution is applied onto the water-repellent / antifouling film, thereby A water-repellent / antifouling article can be obtained.

また、フッ素化オレフィン系重合体を使用することもできる。フッ素化オレフィン系重合体とは、フッ素化オレフィンモノマーを含む重合体をいい、有機溶剤に分散又は溶解するものである。その具体例として、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、(エチレン・テトラフロロエチレン)共重合体、(フッ化ビニリデン・テトラフロロエチレン)共重合体、(テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン)共重合体、ポリフッ化ビニルエーテル、ポリクロロトリフルオロエチレン、(エチレン・クロロトリフルオロエチレン)共重合体、(フッ化ビニルエーテル・テトラフロロエチレン)共重合体等を挙げることができる。これらは、旭ガラス(株)製「ルミフロン」、大日本インキ化学工業(株)製「フルオネート」、東亞合成(株)製「ザフロン」、ダイキン工業(株)製「ゼッフル」等の塗料用樹脂として販売されている。フッ素化オレフィン系重合体は1種の重合体のみを使用しても2種以上の重合体を併用しても良いが、他のアクリル系成分との相溶性、溶剤に対する溶解性等の加工性と耐雨垂れ汚染性を兼備するという点でフッ化ビニリデン系重合体を含有することが望ましい。   Moreover, a fluorinated olefin polymer can also be used. The fluorinated olefin polymer refers to a polymer containing a fluorinated olefin monomer, and is dispersed or dissolved in an organic solvent. Specific examples thereof include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, (ethylene / tetrafluoroethylene) copolymer, (vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene) copolymer, and (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene) copolymer. , Polyfluorinated vinyl ether, polychlorotrifluoroethylene, (ethylene / chlorotrifluoroethylene) copolymer, (fluorinated vinyl ether / tetrafluoroethylene) copolymer, and the like. These are paint resins such as “Lumiflon” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., “Fluonate” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, “Zaflon” manufactured by Toagosei Co., Ltd., and “Zeffle” manufactured by Daikin Industries, Ltd. It is sold as. The fluorinated olefin polymer may be a single polymer or a combination of two or more polymers, but is compatible with other acrylic components and processability such as solubility in solvents. In addition, it is desirable to contain a vinylidene fluoride polymer in that it has both rain and dripping resistance.

一般式(1)で表される化合物と共に、上記一般式(2)或いは(3)を用いることが好ましい。一般式(1)で表される化合物の具体例として、以下の化合物を挙げることができる。   It is preferable to use the general formula (2) or (3) together with the compound represented by the general formula (1). Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include the following compounds.

Figure 2009120727
Figure 2009120727

式中lおよびmは1〜30の正の整数を表す。これらのうち表面濃縮性、加水分解性、脱離性、入手の容易さの点から、以下の化合物を挙げることができる。   In the formula, l and m represent a positive integer of 1 to 30. Among these, the following compounds can be mentioned from the viewpoint of surface concentration, hydrolyzability, detachability, and availability.

Figure 2009120727
Figure 2009120727

市販品としては、たとえばダイキン工業(株)製のゼッフルGH−700などの含フッ素シリケート;三菱化学(株)製のMS57、MS56、MS56Sなどの非フッ素系シリケートなどが例示できるが、これらに限定されるものではない。   Examples of commercially available products include fluorine-containing silicates such as Zaffle GH-700 manufactured by Daikin Industries, Ltd .; non-fluorinated silicates such as MS57, MS56, and MS56S manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, but are not limited thereto. Is not to be done.

またフッ素樹脂とシロキサンがグラフト重合された撥水性樹脂も本発明においては好ましく使用することができ、市販品としては、富士化成工業(株)製のZXシリーズを用いる事ができる。   In addition, a water-repellent resin obtained by graft polymerization of a fluororesin and a siloxane can be preferably used in the present invention, and a ZX series manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd. can be used as a commercial product.

これらの化合物は2種以上を併用してもよい。併用する組合せは目的に応じて適宜選択すればよいが、たとえばカップリング作用を有する有機化合物(カップリング剤)を併用することが好ましい。   Two or more of these compounds may be used in combination. The combination to be used in combination may be appropriately selected depending on the purpose, but for example, it is preferable to use an organic compound (coupling agent) having a coupling action.

カップリング剤としては、たとえばメチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、3−トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、メチルトリス(エチルメチルケトオキシム)シランなどのシランカップリング剤があげられ、アルキルケトオキシム基またはイソシアネート基を含有するものが好ましい。特にリコート性が良好であることから、イソシアネート基またはエポキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。   As the coupling agent, for example, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3- (glycidyloxy) propyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl isocyanate, 3-triethoxysilylpropyl isocyanate, methyltris ( Examples thereof include silane coupling agents such as ethylmethylketoxime) silane, and those containing an alkylketoxime group or an isocyanate group are preferred. In particular, a silane coupling agent having an isocyanate group or an epoxy group is preferable because recoatability is good.

≪金属元素含有酸化物薄膜≫
本発明の撥水・防汚性物品においては、撥水・防汚膜の表面に金属元素含有酸化物薄膜を設けることが好ましい。また、基材と撥水・防汚膜との間に金属元素含有酸化物薄膜からなる下引膜を設けることが、基材と撥水・防汚膜との密着性を高める観点、基材からの溶出物質のプロテクトの観点から好ましい。
≪Metal element-containing oxide thin film≫
In the water-repellent / antifouling article of the present invention, a metal element-containing oxide thin film is preferably provided on the surface of the water-repellent / antifouling film. In addition, the provision of a subbing film made of a metal element-containing oxide thin film between the base material and the water-repellent / antifouling film improves the adhesion between the base material and the water-repellent / antifouling film, From the viewpoint of protecting the eluted substances from

本発明に係る金属元素含有酸化物薄膜は、本発明に係る撥水・防汚膜の無機材料微粒子と同様の無機化合物、例えば、二酸化珪素(SiO2)、アルミナ(Al23)、酸化チタン(TiO2)、酸化インジウム(InO3)、酸化スズ(SnO2)、酸化タンタル(Ta25)、ジルコニア(ZrO2)等のセラミック材料から構成されることが、高い透過性を得られる観点から好ましい。本発明では、精緻なセラミック層を形成する方法として、前述の撥水・防汚膜の形成に好ましく用いられる大気圧プラズマ法を、同様にして金属元素含有酸化物薄膜形成に適用することが好ましい。 The metal element-containing oxide thin film according to the present invention is an inorganic compound similar to the inorganic material fine particles of the water-repellent / antifouling film according to the present invention, such as silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), oxidation It is made of ceramic materials such as titanium (TiO 2 ), indium oxide (InO 3 ), tin oxide (SnO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), zirconia (ZrO 2 ), and has high permeability. From the viewpoint of In the present invention, as a method for forming a fine ceramic layer, it is preferable to apply the atmospheric pressure plasma method preferably used for the formation of the water-repellent / antifouling film to the formation of the metal element-containing oxide thin film in the same manner. .

≪基材≫
本発明の撥水・防汚性物品に適用可能な基材としては、透明性に優れた基材であることが好ましく、透明ガラス基材などの無機質の透明基材やプラスチック基材などの有機質の透明樹脂基材が挙げられる。
≪Base material≫
The substrate applicable to the water-repellent / antifouling article of the present invention is preferably a substrate having excellent transparency, and is an inorganic transparent substrate such as a transparent glass substrate or an organic material such as a plastic substrate. Transparent resin base material.

透明樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、あるいはこれらの樹脂とシリカなどとの有機無機ハイブリッド樹脂等が挙げられる。   Examples of transparent resin base materials include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate phthalate, and cellulose nitrate. Cellulose esters or their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide, polyethersulfone, polysulfones, polyetherketoneimide , Polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate Acrylic or polyarylates, or organic-inorganic hybrid resins and the like these resins and silica.

本発明においては、本発明の撥水・防汚性、滑水性や耐久性等の優れた特性を付与できる観点から、基材が透明ガラス基材であり、かつ最終的な撥水・防汚性物品として、可視光領域における平均透過率が、85%以上であることが、建築用窓ガラスあるいは車両用窓ガラスに適用した際に、優れた透明性を得ることができる観点から好ましい。   In the present invention, the substrate is a transparent glass substrate from the viewpoint of imparting excellent properties such as water repellency / antifouling property, water slidability and durability of the present invention, and the final water repellency / antifouling property. It is preferable that the average transmittance in the visible light region is 85% or more as a functional article from the viewpoint of obtaining excellent transparency when applied to a building window glass or a vehicle window glass.

本発明でいう可視光領域における平均透過率とは、400〜700nmまでの可視光領域の透過率を、少なくとも5nm毎に測定して求めた可視光域の各透過率を積算し、その平均値として求めたものと定義する。各測定波長における透過率は、従来公知の測定機器を用いることができ、例えば、島津製作所社製の分光光度計UVIDFC−610、日立製作所社製の330型自記分光光度計、U−3210型自記分光光度計、U−3410型自記分光光度計、U−4000型自記分光光度計等を用いて測定することにより、求めることができる。   The average transmittance in the visible light region referred to in the present invention is the sum of the transmittances in the visible light region obtained by measuring the transmittance in the visible light region from 400 to 700 nm at least every 5 nm, and the average value thereof. Defined as For the transmittance at each measurement wavelength, a conventionally known measuring device can be used. For example, a spectrophotometer UVIDFC-610 manufactured by Shimadzu Corporation, a 330-type self-recording spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd., a U-3210-type self-recording It can be determined by measuring using a spectrophotometer, a U-3410 type self-recording spectrophotometer, a U-4000 type self-recording spectrophotometer, or the like.

本発明に適用可能なガラス基材としては、表面に官能基(水酸基、アミノ基、チオール基など)を有する無機ガラスや有機ガラス、ソーダライムシリケートガラス基材などのアルカリ含有ガラス基材や、ホウケイ酸ガラス基材などの無アルカリガラス基材等を挙げることができる。また、ガラス基材は、合わせガラス、強化ガラスなどであってもよい。   Examples of the glass substrate applicable to the present invention include alkali-containing glass substrates such as inorganic glass, organic glass, soda lime silicate glass substrate having functional groups (hydroxyl group, amino group, thiol group, etc.) on the surface, borosilicate Examples include alkali-free glass substrates such as acid glass substrates. The glass substrate may be laminated glass, tempered glass, or the like.

≪下地膜の形成≫
(下地膜)
日産化学工業社製コロイダルシリカ微粒子(一次粒径:4〜6nm)をポリエチレングリコールを20質量%で含む水とアセチルアセトン(容量比:20/1)中に分散させ、0.5質量%のシリカ分散液を得た。予めアセトンで脱脂洗浄し、下記に示す大気圧プラズマ表面処理により表面の汚染物質を除去クリーニングした3mm厚みソーダライムガラス(オプトン社製)基材を用い、該基材上に上記分散液をバーコーターを用いて塗布し、120℃で30分間乾燥させ、厚さ0.05μmのシリカ微粒子含有塗布膜を形成して下地膜とした。
≪Formation of base film≫
(Undercoat)
Colloidal silica fine particles (primary particle size: 4-6 nm) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. are dispersed in water containing 20% by mass of polyethylene glycol and acetylacetone (volume ratio: 20/1), and 0.5% by mass of silica is dispersed. A liquid was obtained. A 3 mm-thick soda lime glass (manufactured by Opton) base material that has been degreased and washed with acetone in advance and cleaned to remove contaminants on the surface by the atmospheric pressure plasma surface treatment described below is used. And dried at 120 ° C. for 30 minutes to form a coating film containing silica fine particles having a thickness of 0.05 μm as a base film.

(下引き膜付き下地膜)
下記に示す大気圧プラズマCVD処理を用いてソーダライムガラス基材上にSiO2膜が3nm、5nm、30nm、50nm、75nm、100nmとなるように形成し、それぞれのSiO2下引き膜付きガラス基材上に上記下地膜と同様にしてシリカ微粒子含有塗布膜を形成して下引き膜付き下地膜とした。
(Undercoat with undercoat)
SiO 2 film is 3nm using an atmospheric pressure plasma CVD process shown below on a soda lime glass substrate, 5nm, 30nm, 50nm, 75nm , and formed to be 100 nm, respectively SiO 2 undercoating film-coated glass group A silica fine particle-containing coating film was formed on the material in the same manner as the above-described base film to form a base film with an undercoat film.

≪下地層の形成≫
(下地層)
前記下地膜および下引き膜付き下地膜を下記に示す大気圧プラズマ表面処理を用いて10sec間表面処理を行い、表面に凹凸を有する下地層を形成した。
<< Formation of Underlayer >>
(Underlayer)
The base film and the base film with an undercoat film were subjected to a surface treatment for 10 seconds using the atmospheric pressure plasma surface treatment shown below to form a base layer having irregularities on the surface.

(オーバーコート膜)
下記に示す大気圧プラズマCVD処理を用いて、前記下地層表面にSiO2膜が3nm、5nm、30nm、50nm、75nm、100nmとなるように形成し、オーバーコート膜付き下地層を形成した。
(Overcoat film)
Using the atmospheric pressure plasma CVD process shown below, an SiO 2 film was formed on the surface of the under layer so as to have a thickness of 3 nm, 5 nm, 30 nm, 50 nm, 75 nm, and 100 nm, thereby forming an under layer with an overcoat film.

(大気圧プラズマ表面処理)
図1に記載のジェット方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、下地膜が形成されたガラス基材あるいは下引き膜付き下地膜が形成されたガラス基材の表面にプラズマを照射して下地層を形成した。
(Atmospheric pressure plasma surface treatment)
Using the jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. 1, plasma is irradiated on the surface of a glass substrate on which a base film is formed or a glass substrate on which an undercoat film with an undercoat film is formed under the following conditions. Thus, an underlayer was formed.

<電源条件>
高周波側:パール工業社製高周波電源(13.56MHz) 6W/cm2
低周波側:SEREN社製高周波電源(100kHz) 5W/cm2
<電極条件>
板状電極(長さ50mm)は金属母材とその表面に厚み1mmのセラミックが溶射された2枚の電極を用いた。2枚の電極間のgapは1mmに設定し、それぞれの電極は冷却用の水(25℃)を通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency side: High frequency power supply (13.56 MHz) manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. 6 W / cm 2
Low frequency side: SEREN high frequency power supply (100 kHz) 5 W / cm 2
<Electrode conditions>
As the plate-like electrode (length: 50 mm), two electrodes in which a metal base material and a ceramic with a thickness of 1 mm were sprayed on the surface were used. The gap between the two electrodes was set to 1 mm, and each electrode was discharged by passing water for cooling (25 ° C.).

<ガス条件>
放電ガス;窒素ガス 2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.1slm/cm
※slm/cm・・・Standard Liter per Minute/単位ガス供給巾(cm)
標準状態:25℃、1atm(1.01325×105)で1分間に供給するガスの流量(L単位)
<処理時間>
被処理物が放電に晒される累計時間が10sec間となるように基材を往復搬送させて表面処理を行った。
<Gas conditions>
Discharge gas; Nitrogen gas 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.1 slm / cm
* Slm / cm ... Standard Liter per Minute / Unit gas supply width (cm)
Standard state: flow rate of gas supplied per minute at 25 ° C. and 1 atm (1.01325 × 10 5 ) (in L units)
<Processing time>
Surface treatment was performed by reciprocating the substrate so that the accumulated time during which the object to be treated was exposed to discharge was 10 seconds.

(大気圧プラズマCVD処理)
図2に記載のダイレクト方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、下引き膜あるいはオーバーコート膜を形成した。
(Atmospheric pressure plasma CVD treatment)
An undercoat film or an overcoat film was formed under the following conditions using the direct type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG.

<電源条件>
高周波側:パール工業社製高周波電源(13.56MHz) 8W/cm2
低周波側:SEREN社製高周波電源(100kHz) 6W/cm2
<電極条件>
30mm角型の棒状電極2本と基板を固定する板状電極を用いる。棒状電極および板状電極は母材はステンレス(SUS304)であるが、表面に厚み1mmでセラミックが溶射されている。棒状電極と基材表面との距離(放電ギャップ)を1mmにし、電極内部には冷却用の冷媒(水)を温度25℃で通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency side: High frequency power source (13.56 MHz) manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. 8 W / cm 2
Low frequency side: SEREN high frequency power supply (100 kHz) 6 W / cm 2
<Electrode conditions>
Two 30 mm-square rod electrodes and a plate electrode for fixing the substrate are used. The base material of the rod-like electrode and the plate-like electrode is stainless steel (SUS304), but ceramic is sprayed on the surface with a thickness of 1 mm. The distance (discharge gap) between the rod-shaped electrode and the substrate surface was set to 1 mm, and a cooling refrigerant (water) was passed through the electrode at a temperature of 25 ° C. for discharge.

<ガス条件>
原料ガスとしてTEOS(テトラエトキシシラン)をバブリングにより気化させて放電空間に供給し、プラズマのエネルギーによる分解反応を利用して基材表面にSiO2膜を形成させた。
<Gas conditions>
TEOS (tetraethoxysilane) was vaporized by bubbling as a source gas and supplied to the discharge space, and a SiO 2 film was formed on the surface of the substrate using a decomposition reaction by plasma energy.

放電ガス;窒素ガス 2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.1slm/cm
薄膜形成用ガス; 500mlガラス製バブリング容器にTEOS原材料を200ml準備し、25℃に保温する。気化したTEOSを放電空間に供給する為のキャリアガスとして窒素ガス0.1slm/cmを供給する。
Discharge gas; Nitrogen gas 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.1 slm / cm
Gas for forming a thin film: 200 ml of TEOS raw material is prepared in a 500 ml glass bubbling container and kept at 25 ° C. Nitrogen gas 0.1 slm / cm is supplied as a carrier gas for supplying vaporized TEOS to the discharge space.

≪カップリング剤の形成≫
GE東芝シリコン(株)製アミノ系シランカップリング剤TSL8331をIPAで1%に希釈し、カップリング剤を調製した。
≪Coupling agent formation≫
An amino-based silane coupling agent TSL8331 manufactured by GE Toshiba Silicon Corporation was diluted to 1% with IPA to prepare a coupling agent.

(コーティング)
バーコーターを用いて、各種基材上の乾燥膜厚が0.01μmとなるように塗布した。
(coating)
It applied so that the dry film thickness on various base materials might be set to 0.01 micrometer using the bar coater.

≪撥水・防汚材料の形成≫
(撥水・防汚材料−1の調製)
富士化成工業(株)製フッ素樹脂材料ZX−007Cと日本ポリウレタン工業(株)製硬化剤コロネートHXをNCOと水酸基価(OH)の比が1.2:1の割合で混合し、室温で十分に攪拌した後、固形分濃度が1%となるようMEK溶媒で希釈し、撥水・防汚材料−1を調製した。
≪Formation of water repellent and antifouling materials≫
(Preparation of water repellent / antifouling material-1)
Fluorine resin material ZX-007C manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd. and curing agent Coronate HX manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. are mixed at a ratio of 1.2: 1 of NCO and hydroxyl value (OH), and sufficient at room temperature. Then, the mixture was diluted with MEK solvent so that the solid content concentration was 1% to prepare a water-repellent / antifouling material-1.

(撥水・防汚材料−2の調製)
(シリケート材料の調製)
三菱化学(株)製シリケートMSH−4主剤液に脱イオン水を7質量%で加え、60℃に保温しながら攪拌して加水分解反応させて熟成し、シリケート液を作製した。
(Preparation of water repellent / antifouling material-2)
(Preparation of silicate material)
Deionized water was added at 7% by mass to a silicate MSH-4 main agent solution manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the mixture was agitated and hydrolyzed while being kept at 60 ° C. to prepare a silicate solution.

上記シリケート液と、富士化成工業(株)製フッ素樹脂材料ZX−022−H(不揮発成分45%)と、希釈溶媒IPAを、各々 70:13.3:16.7 の比率で加え、60℃に保温しながら攪拌して熟成し、フッ素樹脂シリケート混合溶液を作製した。上記フッ素樹脂シリケート混合溶液を固形分濃度1%となるようにMEK溶媒で希釈し、撥水・防汚材料−2を調製した。   The silicate solution, a fluorine resin material ZX-022-H (non-volatile component 45%) manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd., and a dilution solvent IPA were added at a ratio of 70: 13.3: 16.7, respectively, and 60 ° C. The mixture was aged while stirring at a temperature to prepare a fluororesin silicate mixed solution. The fluororesin silicate mixed solution was diluted with MEK solvent so as to have a solid content concentration of 1% to prepare a water repellent / antifouling material-2.

(コーティング)
上記撥水・防汚材料−1および2に対してバーコーターを用いて各々の下地層付き基材表面に乾燥膜厚が0.05μmとなるように塗布し、表1に示す実施例1〜20及び比較例1、2の撥水・防汚性物品を作製した。それぞれの特徴を以下に示す。
(coating)
The water-repellent / antifouling materials -1 and 2 were applied to the surface of each substrate with a base layer using a bar coater so that the dry film thickness was 0.05 μm, and Examples 1 to 1 shown in Table 1 were applied. 20 and the water-repellent / antifouling articles of Comparative Examples 1 and 2 were produced. Each feature is shown below.

実施例1
ガラス基材上に下地層のみ形成、その後撥水・防汚材料−1をコートした、
比較例1
下地層なしで撥水・防汚材料−1のみコートした、
実施例2〜5
ガラス基材上に下引膜(膜厚違い)をコートした、
実施例6、7
同じく下引膜をコートした、但し膜厚が厚過ぎる、
比較例2
ガラス基材上に下引き膜(50nm)をコートし、下地層を形成させることなく、撥水・防汚材料−1をコートした、
実施例8〜11
下地層上にオーバーコート塗布した、
実施例12、13
同じくオーバーコート塗布した、但し膜厚が厚過ぎる、
実施例14〜16
下引き膜およびオーバーコート共にあり、
実施例17
同じく下引膜とオーバーコートあり。但し膜厚が厚過ぎる、
実施例18
シランカップリング剤がない、
実施例19、20
撥水・防汚材料−1を撥水・防汚材料−2に変更した。
Example 1
Only a base layer was formed on a glass substrate, and then coated with water repellent / antifouling material-1.
Comparative Example 1
Only the water repellent / antifouling material-1 was coated without an underlayer,
Examples 2-5
Coated undercoat film (difference in film thickness) on glass substrate,
Examples 6 and 7
Also coated with an undercoat film, but the film thickness is too thick.
Comparative Example 2
A glass substrate was coated with an undercoat film (50 nm), and a water-repellent / antifouling material-1 was coated without forming an underlayer.
Examples 8-11
An overcoat was applied on the underlayer.
Examples 12 and 13
The same overcoat was applied, but the film thickness was too thick.
Examples 14-16
Both undercoat and overcoat,
Example 17
Also with undercoat and overcoat. However, the film thickness is too thick,
Example 18
No silane coupling agent,
Examples 19 and 20
Water repellent / antifouling material-1 was changed to water repellent / antifouling material-2.

Figure 2009120727
Figure 2009120727

評価方法
≪初期の撥水性:水の静的接触角測定≫
撥水・防汚性物品の表面に3μLの水を滴下し、接触角測定器(協和界面科学(株)製接触角計CA−DT)を用いて滴下から15sec後の静的接触角を測定し、以下の基準で評価して初期の撥水性評価とした。
◎ 静的接触角が、110°以上
○ 静的接触角が、100°以上110°未満
△ 静的接触角が、90°以上100°未満
× 静的接触角が、90°未満。
Evaluation Method ≪Initial water repellency: static contact angle measurement of water≫
3 μL of water is dropped on the surface of the water-repellent / antifouling article, and the static contact angle 15 seconds after dropping is measured using a contact angle measuring device (contact angle meter CA-DT manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The initial water repellency was evaluated based on the following criteria.
◎ Static contact angle is 110 ° or more ○ Static contact angle is 100 ° or more and less than 110 ° △ Static contact angle is 90 ° or more and less than 100 ° x Static contact angle is less than 90 °.

≪初期滑落性:水の転落角測定≫
撥水・防汚性物品の表面に50μLの水を滴下し、接触角測定器(協和界面科学(株)製接触角計CA−DT)の撥水・防汚性物品を保持しているステージの角度を0°(水平)から90°(鉛直)方向に徐々に傾斜させ、水滴が撥水・防汚性物品を移動し始める角度を測定し、以下の基準で評価して初期の滑落性評価とした。
◎ 転落角が、10°未満
○ 転落角が、10°以上20°未満
△ 転落角が、20°以上30°未満
× 転落角が、30°以上。
≪防汚性試験≫
マジックインキのはじきおよび拭き取り性
油性マジック(ZEBURAマッキー太字)を用いて撥水・防汚性物品の表面に6×50mmの線を引き、マジックインキのはじき度合いおよび拭き取り性の状態から以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
◎ マジックインキが点状にはじく
○ インキが線状に書けるが、ティッシュで拭くと容易に(5回以内)拭き取れる
△ インキが書け、拭き取るのにティッシュで5回以上拭かなければならない
× インキが書け、ティッシュで拭いても拭き取りづらく、跡が残る事がある。
≪Initial sliding property: water falling angle measurement≫
A stage in which 50 μL of water is dropped onto the surface of the water / oil repellent article and the water repellent / antifouling article of the contact angle measuring device (contact angle meter CA-DT manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) is held. The angle is gradually tilted from 0 ° (horizontal) to 90 ° (vertical), and the angle at which water drops begin to move through the water-repellent / antifouling article is measured. It was evaluated.
◎ Rolling angle is less than 10 ° ○ Rolling angle is 10 ° or more and less than 20 ° △ Rolling angle is 20 ° or more and less than 30 ° x Rolling angle is 30 ° or more.
≪Anti-fouling test≫
Magic ink repellency and wiping properties Using oil-based magic (ZEBURA Mackey bold), draw a 6 x 50 mm line on the surface of a water-repellent and antifouling article. Evaluation was made as one of the antifouling evaluations.
◎ Magic ink repels in a dot shape ○ Ink can be written in a line, but can be easily wiped (within 5 times) with a tissue △ Ink can be written and wiped with a tissue 5 times or more to wipe Even if it is written and wiped with a tissue, it is difficult to wipe off, and traces may remain.

≪指紋の拭き取り易さ≫
撥水・防汚性物品の表面に5〜10秒間人差し指を押し当て、ティッシュで指紋を拭き取ったときの指紋の拭き取り性から以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
○ 指紋を軽く拭き取る事ができる
△ 指紋は拭き取りづらいが跡が残らない
× 指紋は拭き取りづらく、跡が残る事がある。
≪Ease of wiping fingerprints≫
The index finger was pressed against the surface of the water-repellent / antifouling article for 5 to 10 seconds, and the fingerprint was wiped off with a tissue.
○ Fingerprints can be wiped off △ Fingerprints are difficult to wipe off but no traces are left × Fingerprints are difficult to wipe off and traces may remain.

≪耐摩耗性試験≫
耐摩耗性試験として、往復摩耗試験機(新東科学(株)製HEIDON−14DR)に摩耗材としてフェルト(0.63g/cm3)を取り付け、荷重600g/cm2の条件で各撥水・防汚性物品の表面を速度100mm/secで10000回往復摺動させた。その際、5000回往復終了時にフェルト摩耗材を新しいものに取替え、引き続き5000回の往復摺動を行うことで計10000回の往復摺動を行った。10000回終了時の撥水性および滑落性を上記評価基準で評価して耐摩耗性評価とした。
≪Abrasion resistance test≫
As the wear resistance test, attaching the felt (0.63 g / cm 3) as a wear member to a reciprocating abrasion tester (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd. HEIDON-14DR), the water-repellent-under a load of 600 g / cm 2 The surface of the antifouling article was slid back and forth 10,000 times at a speed of 100 mm / sec. At that time, the felt wear material was replaced with a new one at the end of the 5000 reciprocations, and the reciprocating sliding was continued 5000 times for a total of 10,000 reciprocating slides. The water repellency and sliding property at the end of 10,000 times were evaluated according to the above-mentioned evaluation criteria, and the abrasion resistance was evaluated.

≪耐傷性試験≫
耐傷性試験として、撥水・防汚性物品の表面を#0000のスチールウールに400gf/cm2の荷重を掛けて、ストローク幅100mm、速度100mm/secで10回往復摩擦した後の傷の様子を目視および顕微鏡(KEYENCE(株)製デジタルマイクロスコープVHX−600)で観察し、以下の基準で評価して、耐傷性の評価とした。
≪Scratch resistance test≫
As a scratch resistance test, the surface of a water-repellent / antifouling article was subjected to a reciprocating friction of 10 times at a stroke width of 100 mm and a speed of 100 mm / sec by applying a load of 400 gf / cm 2 to # 0000 steel wool. Was observed visually and with a microscope (Digital Microscope VHX-600 manufactured by KEYENCE Co., Ltd.) and evaluated according to the following criteria to evaluate scratch resistance.

≪傷の目立ち易さ≫
◎ 目視において傷は全く見えず、顕微鏡観察しても傷は確認できない
○ 目視において傷は全く見えないが、顕微鏡観察すると傷は確認できる
△ 目視でも僅かに傷が見え、顕微鏡観察すると傷多数が見える
× 目視で明らかに傷多数が見える。
≪Ease of noticeable wounds≫
◎ No scratches can be seen visually, and no scratches can be confirmed even by microscopic observation ○ No scratches can be seen by visual observation, but scratches can be confirmed by microscopic observations Δ Visible × Many visible scratches are visible.

≪テーバー試験≫
テーバー摩耗試験機において、撥水・防汚性物品の表面を摩耗輪CS−10Fを用い4.9Nの荷重条件で回転速度60rpmのもと合計1000回転摩耗試験を行い、1000回転摩耗する過程において最も高い値を示したヘイズ値を計測して、以下の基準で評価して、テーバー試験の評価とした。
ΔH=(テーバー試験時の最大ヘイズ値)−(テーバー試験前のヘイズ値)
◎ ΔHが、0.3未満
○ ΔHが、0.3以上1.0未満
△ ΔHが、1.0以上2.0未満
× ΔHが、2.0以上。
≪Taber test≫
In the Taber Abrasion Tester, the surface of the water-repellent / antifouling article was subjected to a total of 1000 rotation wear tests under a load speed of 4.9 N using a wear wheel CS-10F at a rotation speed of 60 rpm. The haze value showing the highest value was measured and evaluated according to the following criteria, and the evaluation was made for the Taber test.
ΔH = (maximum haze value during Taber test) − (haze value before Taber test)
[Delta] H is less than 0.3 [Delta] H is 0.3 or more and less than 1.0 [Delta] H is 1.0 or more and less than 2.0 x [Delta] H is 2.0 or more.

≪耐候性試験≫
耐候性試験として、耐紫外線試験機(岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターW−13)を用いて、各撥水・防汚性物品の表面に、波長340nm、強度0.6W/cm2の紫外線を、ブラックパネル温度48±2℃の条件で、照射時間20時間+暗黒4時間のサイクルで、1時間毎に30秒間イオン交換水シャワーリングし、合計400時間の紫外線照射を行った。この試験後、撥水・防汚性物品表面に対し、上記の撥水性評価(初期の撥水性)および防汚性評価(マジックインキのはじき・拭き取り性)を行い、以下の基準に従い評価し、耐候性試験の評価とした。
◎ 静的接触角が100°以上
○ 静的接触角が90°以上100°未満
△ 静的接触角が80°以上90°未満
× 静的接触角が80°未満。
≪Weather resistance test≫
As a weather resistance test, using a UV resistance tester (Isuper UV Tester W-13, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.), the surface of each water-repellent / antifouling article was 340 nm in wavelength and 0.6 W / cm 2 in strength. In the black panel temperature of 48 ± 2 ° C., ion-exchanged water showering was performed for 30 seconds every hour in a cycle of irradiation time of 20 hours + darkness of 4 hours, and ultraviolet irradiation was performed for a total of 400 hours. After this test, the water repellency / antifouling article surface was subjected to the above water repellency evaluation (initial water repellency) and antifouling evaluation (magic ink repellency / wiping property), and evaluated according to the following criteria: The evaluation was a weather resistance test.
◎ Static contact angle is 100 ° or more ○ Static contact angle is 90 ° or more and less than 100 ° △ Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 ° x Static contact angle is less than 80 °.

≪耐温水性≫
耐温水性試験として、各撥水・防汚性物品を50℃のイオン交換水に500時間浸漬させ、取り出して乾燥させた後、水接触角を測定し、以下の基準に従い評価し、耐温水性試験とした。
○ 静的接触角が90°以上
△ 静的接触角が80°以上90°未満
× 静的接触角が80°未満
≪耐薬品性≫
耐薬品性試験として、各撥水・防汚性物品を1.0M/lのNaOH水溶液に1時間浸漬させ、水洗・乾燥させた後、水接触角を測定し、以下の基準に従い評価し、耐薬品性試験とした。
○ 静的接触角が90°以上
△ 静的接触角が80°以上90°未満
× 静的接触角が80°未満。
≪Hot water resistance≫
As a warm water resistance test, each water repellent / antifouling article was immersed in ion exchange water at 50 ° C. for 500 hours, taken out and dried, then measured for water contact angle, and evaluated according to the following criteria. It was a sex test.
○ Static contact angle is 90 ° or more △ Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 ° x Static contact angle is less than 80 ° ≪Chemical resistance≫
As a chemical resistance test, each water-repellent / antifouling article was immersed in a 1.0 M / l NaOH aqueous solution for 1 hour, washed and dried, then measured for water contact angle, and evaluated according to the following criteria. A chemical resistance test was conducted.
○ Static contact angle is 90 ° or more △ Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 ° x Static contact angle is less than 80 °.

≪光学特性≫
≪透過率≫
撥水・防汚性物品について、積分球式光線透過率測定装置(スガ試験機(株)製HGM−2DP)を用いて可視光領域の平均透過率を測定し、以下の基準で評価し、透過率の評価とした。可視光領域とは、波長400〜720nmとしている。
◎ 可視光領域の平均透過率が90%以上
○ 可視光領域の平均透過率が85%以上90%未満
△ 可視光領域の平均透過率が80%以上85%未満
× 可視光領域の平均透過率が80%未満。
≪Optical characteristics≫
≪Transmissivity≫
For water-repellent / antifouling articles, the average transmittance in the visible light region is measured using an integrating sphere type light transmittance measuring device (HGM-2DP manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), and evaluated according to the following criteria: The transmittance was evaluated. The visible light region has a wavelength of 400 to 720 nm.
◎ Average transmittance in the visible light region is 90% or more ○ Average transmittance in the visible light region is 85% or more and less than 90% △ Average transmittance in the visible light region is 80% or more and less than 85% × Average transmittance in the visible light region Is less than 80%.

≪ヘイズ≫
撥水・防汚性物品および撥水性・防汚性膜を形成する前の基材について、積分球式光線透過率測定装置(スガ試験機(株)製HGM−2DP)を用いてヘイズ値を測定し、下式にしたがって膜形成によるヘイズ値の増加ΔHを求め、下記の基準で評価してヘイズの評価とした。
ΔH=(撥水・防汚性物品のヘイズ値)−(膜形成する前の基材のみのヘイズ値)
◎ ΔHが、0.3未満
○ ΔHが、0.3以上1.0未満
△ ΔHが、1.0以上2.0未満
× ΔHが、2.0以上。
≪Haze≫
About the base material before forming a water-repellent / anti-fouling article and a water-repellent / anti-fouling film, the haze value was measured using an integrating sphere type light transmittance measuring device (HGM-2DP manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The haze value increase ΔH due to film formation was determined according to the following formula, and evaluated according to the following criteria to evaluate haze.
ΔH = (Haze value of water-repellent / antifouling article) − (Haze value of base material only before film formation)
[Delta] H is less than 0.3 [Delta] H is 0.3 or more and less than 1.0 [Delta] H is 1.0 or more and less than 2.0 x [Delta] H is 2.0 or more.

≪防汚性試験≫
マジックインキのはじきおよび拭き取り性
油性マジック(ZEBURAマッキー太字)を用いて撥水・防汚性物品の表面に6×50mmの線を引き、マジックインキのはじき度合いおよび拭き取り性の状態から以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
◎ マジックインキが点状にはじく
○ インキが線状に書けるが、ティッシュで拭くと容易に(5回以内)拭き取れる
△ インキが書け、拭き取るのにティッシュで5回以上拭かなければならない
× インキが書け、ティッシュで拭いても拭き取りづらく、跡が残る事がある。
≪Anti-fouling test≫
Magic ink repellency and wiping properties Using oil-based magic (ZEBURA Mackey bold), draw a 6 x 50 mm line on the surface of a water-repellent and antifouling article. Evaluation was made as one of the antifouling evaluations.
◎ Magic ink repels in a dot shape ○ Ink can be written in a line, but can be easily wiped (within 5 times) with a tissue △ Ink can be written and wiped with a tissue 5 times or more to wipe Even if it is written and wiped with a tissue, it is difficult to wipe off, and traces may remain.

≪指紋の拭き取り易さ≫
撥水・防汚性物品の表面に5〜10秒間人差し指を押し当て、ティッシュで指紋を拭き取ったときの指紋の拭き取り性から以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
○ 指紋を軽く拭き取る事ができる
△ 指紋は拭き取りづらいが跡が残らない
× 指紋は拭き取りづらく、跡が残る事がある。
≪Ease of wiping fingerprints≫
The index finger was pressed against the surface of the water-repellent / antifouling article for 5 to 10 seconds, and the fingerprint was wiped off with a tissue.
○ Fingerprints can be wiped off △ Fingerprints are difficult to wipe off but no traces are left × Fingerprints are difficult to wipe off and traces may remain.

Figure 2009120727
Figure 2009120727

表2から本発明の試料はいずれも、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)を備えるとともに、これらの特性が長期にわたり持続する耐久性、耐摩耗性、耐傷性を有することが判る。   It can be seen from Table 2 that all of the samples of the present invention have excellent water repellency and sliding property (water drop slidability), and these properties have durability, abrasion resistance, and scratch resistance that last for a long time.

本発明に有用な2周波ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the 2 frequency jet system useful for this invention. 本発明に適用可能なダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the direct type atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus applicable to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

21、110 大気圧プラズマ放電処理装置
22、G、G° ガス
23 混合ガス
31 電源
31a、31b 高周波電源
41a、41b 電極
42 誘電体
43 放電空間
46、F 基材
47 移動ステージ、移動ステージ電極
111 第1電極
112 第2電極
121 第1電源
122 第2電源
123 第1フィルタ
124 第2フィルタ
126 高周波電圧プローグ
127、128 オシロスコープ
21, 110 Atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus 22, G, G ° gas 23 Mixed gas 31 Power supply 31a, 31b High frequency power supply 41a, 41b Electrode 42 Dielectric 43 Discharge space 46, F substrate 47 Moving stage, Moving stage electrode 111 First 1 electrode 112 2nd electrode 121 1st power supply 122 2nd power supply 123 1st filter 124 2nd filter 126 High frequency voltage probe 127,128 Oscilloscope

Claims (13)

基材上に、無機材料微粒子と有機材料系のバインダ組成物からなる下地膜が形成され、その後大気圧プラズマ処理にてバインダが除去されて形成された下地層の表面凹凸部および空隙内部に撥水・防汚材料が被覆或いは含浸された撥水・防汚膜を有することを特徴とする撥水・防汚性物品。 A base film composed of inorganic material fine particles and an organic material-based binder composition is formed on the substrate, and then the binder is removed by atmospheric pressure plasma treatment to repel the surface irregularities and voids inside the base layer. A water repellent / antifouling article comprising a water / antifouling film coated or impregnated with a water / antifouling material. 前記下地層の表面に、オーバーコート膜として大気圧プラズマにて膜厚5nm以上50nm以下の金属元素含有酸化物薄膜を形成し、その後該金属元素含有酸化物薄膜上に撥水・防汚材料が被覆或いは含浸されていることを特徴とする請求項1記載の撥水・防汚性物品。 A metal element-containing oxide thin film having a thickness of 5 nm to 50 nm is formed as an overcoat film on the surface of the underlayer by atmospheric pressure plasma, and then a water-repellent / antifouling material is formed on the metal element-containing oxide thin film. The water-repellent / antifouling article according to claim 1, wherein the article is coated or impregnated. 基材上に、下引膜として大気圧プラズマにて膜厚5nm以上50nm以下の金属元素含有酸化物薄膜が形成された下引膜含有基材を用いることを特徴とする請求項1又は2記載の撥水・防汚性物品。 3. An undercoat film-containing substrate in which a metal element-containing oxide thin film having a thickness of 5 nm to 50 nm is formed as an undercoat film on the substrate by atmospheric pressure plasma as the undercoat film. Water repellent and antifouling goods. 前記金属元素含有酸化物薄膜が少なくとも珪素原子を含む酸化物薄膜であることを特徴とする請求項2又は3記載の撥水・防汚性物品。 The water repellent / antifouling article according to claim 2 or 3, wherein the metal element-containing oxide thin film is an oxide thin film containing at least silicon atoms. 前記下地層及び下引膜の形成が、基材温度15〜150℃で行われることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。 The water repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 3, wherein the underlayer and the undercoat film are formed at a substrate temperature of 15 to 150 ° C. 前記撥水・防汚膜全体の膜厚が10nm以上200nm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。 The water / repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 5, wherein a film thickness of the entire water / repellent / antifouling film is 10 nm or more and 200 nm or less. 前記撥水・防汚材料が被覆・含浸される前に1〜3種のカップリング剤で被覆或いは含浸することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。 The water / repellent / antifouling material according to any one of claims 1 to 6, wherein the water / repellent / antifouling material is coated or impregnated with one to three coupling agents before being coated or impregnated. Sex goods. 前記撥水・防汚材料が少なくともフッ素系樹脂もしくは含フッ素シリコーン樹脂と下記一般式(1)で示されるシリケート化合物とを含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。
Figure 2009120727
(式中、nは2以上の整数、R1は全てが異なるか少なくとも2つが同じでいずれも炭素数1〜1000の1価の有機基もしくは水素原子であって、該有機基は酸素原子、窒素原子および珪素原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよく、該有機基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。)
The water-repellent / antifouling material contains at least a fluorine-based resin or a fluorine-containing silicone resin and a silicate compound represented by the following general formula (1). Water repellent and antifouling article.
Figure 2009120727
(Wherein n is an integer of 2 or more, R 1 is all different or at least two are the same and both are monovalent organic groups having 1 to 1000 carbon atoms or hydrogen atoms, and the organic groups are oxygen atoms, (At least one selected from a nitrogen atom and a silicon atom may be contained, and a part or all of the hydrogen atoms of the organic group may be substituted with a fluorine atom.)
前記基材が透明ガラス板、透明樹脂板、透明樹脂フィルムから選ばれる少なくとも1種であり、かつ、該基材の可視光領域の平均透過率が85%以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品。 The base material is at least one selected from a transparent glass plate, a transparent resin plate, and a transparent resin film, and the average transmittance of the visible light region of the base material is 85% or more. The water repellent / antifouling article according to any one of 1 to 8. 請求項1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする建築用窓ガラス。 An architectural window glass comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 9. 請求項1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする車両用窓ガラス。 A vehicle window glass comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 9. 請求項1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とするディスプレイ部材。 A display member comprising the water-repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 9. 請求項1〜9のいずれか1項記載の撥水・防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする光学部品。 An optical component comprising the water repellent / antifouling article according to any one of claims 1 to 9.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011221273A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Seiko Epson Corp Antireflection member, method for manufacturing the antireflection member, electrooptic device and electric device
CN108237733A (en) * 2016-12-27 2018-07-03 综研化学株式会社 Hard coat film and its manufacturing method
US20190169445A1 (en) * 2016-07-29 2019-06-06 Daikin Industries, Ltd. Surface-treating agent and article comprising layer formed from surface-treating agent
JPWO2018043016A1 (en) * 2016-09-01 2019-06-27 Agc株式会社 Method for producing glass article and glass article
US11524367B2 (en) 2017-02-21 2022-12-13 AGC Inc. Glass plate and manufacturing method of glass plate

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011221273A (en) * 2010-04-09 2011-11-04 Seiko Epson Corp Antireflection member, method for manufacturing the antireflection member, electrooptic device and electric device
US20190169445A1 (en) * 2016-07-29 2019-06-06 Daikin Industries, Ltd. Surface-treating agent and article comprising layer formed from surface-treating agent
JPWO2018043016A1 (en) * 2016-09-01 2019-06-27 Agc株式会社 Method for producing glass article and glass article
EP3842391A1 (en) * 2016-09-01 2021-06-30 Agc Inc. Coated glass substrate
JP6996508B2 (en) 2016-09-01 2022-01-17 Agc株式会社 Manufacturing method of glass articles and glass articles
JP2022023189A (en) * 2016-09-01 2022-02-07 Agc株式会社 Glass article
US11345632B2 (en) 2016-09-01 2022-05-31 AGC Inc. Manufacturing method of glass article and glass article
JP7151856B2 (en) 2016-09-01 2022-10-12 Agc株式会社 glass article
CN108237733A (en) * 2016-12-27 2018-07-03 综研化学株式会社 Hard coat film and its manufacturing method
JP2018103534A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 綜研化学株式会社 Hard coat film and method for producing the same
US11524367B2 (en) 2017-02-21 2022-12-13 AGC Inc. Glass plate and manufacturing method of glass plate

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