JP2016060816A - Coating film forming composition and method for producing the same, and coating film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating film forming composition capable of forming a coating film having high water repellency and excellent stain resistance without containing a linear perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms which is problematic in terms of bioaccumulation or environmental adaptability.SOLUTION: There is selected a coating film forming composition which comprises a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure, a hydrolysate of a silicon alkoxide and an organic solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、被膜形成用組成物及びその製造方法、並びに被膜に関するものである。   The present invention relates to a film-forming composition, a method for producing the same, and a film.

透明性を有する材料(例えば、ガラス、プラスチック等)は、光学特性、軽量性や加工性に優れるため、液晶関連部材等の光学関連市場やフィルム市場において多くの需要が存在する。特に、液晶ディスプレイ等の表示画面では、主要材料として用いられている。   A material having transparency (for example, glass, plastic, etc.) is excellent in optical properties, lightness, and processability, and therefore there are many demands in the optical-related market such as liquid crystal-related members and the film market. In particular, it is used as a main material in a display screen such as a liquid crystal display.

一方、液晶ディスプレイ等の表示画面には、反射防止効果や防汚効果等の各種機能を有することが望まれている。そのため、ディスプレイ等に用いる材料として、各種機能を有した膜を組み合わせて基材上に積層したものが知られている。   On the other hand, a display screen such as a liquid crystal display is desired to have various functions such as an antireflection effect and an antifouling effect. Therefore, as a material used for a display or the like, a material in which films having various functions are combined and laminated on a base material is known.

また、基材に防汚効果を付与する技術としては、例えば、特許文献1が知られている。この特許文献1には、反射防止フィルムのような透明樹脂基材の表面に撥水性被膜からなる防汚層が設けられた防汚膜被覆樹脂物品が開示されている。具体的には、特許文献1には、ケイ素アルコキシド、炭素数8の直鎖状ペルフルオロアルキル基を含有するシラン化合物及び酸を混合し、12時間程度の時間をかけて作製した塗布液を、少なくとも表面がシリカ質の樹脂又は無機化合物の下地層の上に塗布し、乾燥して得られた撥水性被膜からなる防汚層が開示されている。   Moreover, as a technique for imparting an antifouling effect to a substrate, for example, Patent Document 1 is known. Patent Document 1 discloses an antifouling film-coated resin article in which an antifouling layer made of a water-repellent coating is provided on the surface of a transparent resin substrate such as an antireflection film. Specifically, in Patent Document 1, a coating liquid prepared by mixing a silicon alkoxide, a silane compound containing a linear perfluoroalkyl group having 8 carbon atoms, and an acid over a period of about 12 hours is included. An antifouling layer comprising a water-repellent coating obtained by applying a surface of an undercoat layer of a siliceous resin or an inorganic compound and drying it is disclosed.

特許第3342170号公報Japanese Patent No. 3342170

ところで、従来から、有機材料と無機材料との界面においてその接着性を改善するため、種々のシラン化合物がシランカップリング剤として使用されている。また、シランカップリング剤は、有機材料あるいは無機材料の表面処理剤としても利用されており、材料表面に種々の機能を付与することができることが知られている。   By the way, conventionally, various silane compounds have been used as silane coupling agents in order to improve the adhesion at the interface between an organic material and an inorganic material. Silane coupling agents are also used as surface treatment agents for organic materials or inorganic materials, and it is known that various functions can be imparted to the material surface.

その中でも、フルオロアルキル基含有シラン化合物等のフッ素系シランカップリング剤は、撥水性や撥油性等の付与剤として様々な分野で使用され、とくに炭素数が8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル基を含有するものが利用されてきた。   Among them, fluorine-based silane coupling agents such as fluoroalkyl group-containing silane compounds are used in various fields as imparting agents such as water repellency and oil repellency, and in particular, linear perfluoroalkyl groups having 8 or more carbon atoms. What it contains has been used.

ところが、近年、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)やペルフルオロクタン酸(PFOA)は、安定な構造をしているために環境中で分解されにくく(難分解性)、毒性および環境・生体蓄積性が高いことが明らかとなった。そのため、炭素数が8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル基を有する化合物は、その使用が制限されつつあるという課題があった。したがって、市場では、PFOSやPFOA構造を有しない、炭素数が6以下で可能な限り短鎖長のペルフルオロアルキル基を有する構造の材料が望まれているのが実情であった。   However, in recent years, perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) and perfluoroctanic acid (PFOA) have a stable structure and are not easily decomposed in the environment (hardly decomposable), and have high toxicity, environment and bioaccumulation potential. It became clear. Therefore, there has been a problem that the use of a compound having a linear perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms is being restricted. Therefore, the actual situation is that a material having a perfluoroalkyl group having a carbon number of 6 or less and a short chain length as much as possible is desired in the market without having a PFOS or PFOA structure.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、生体蓄積性や環境適応性の点で問題となる炭素数8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル基を含有することなく、高い撥水性及び優れた防汚性を有する被膜を形成することが可能な被膜形成用組成物を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not contain a linear perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, which is problematic in terms of bioaccumulation and environmental adaptability. It is an object to provide a film-forming composition capable of forming a film having excellent antifouling properties.

また、本発明は、上記被膜形成用組成物を簡便かつ安全に調製することが可能な被膜形成用組成物の製造方法を提供することを課題とする。   Moreover, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the composition for film formation which can prepare the said composition for film formation simply and safely.

さらに、本発明は、高い撥水性及び優れた防汚性を有する被膜を提供することを課題とする。   Furthermore, an object of the present invention is to provide a film having high water repellency and excellent antifouling properties.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
[1] 下記一般式(1)で示されるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、
ケイ素アルコキシドの加水分解物と、
有機溶媒と、を含む、被膜形成用組成物。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
[1] A fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure represented by the following general formula (1);
A hydrolyzate of silicon alkoxide;
A film-forming composition comprising an organic solvent.

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上記式(1)中、m及びnは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また、Rfは、炭素数1〜6のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分枝状であってもよい。
また、上記式(1)中、Xは2価の有機基であり、炭素数2〜10の炭化水素基であって、エーテル結合、エステル結合、アミド結合およびウレタン結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。
さらに、上記式(1)中、Rは低級アルキル基またはフェニル基、Zは加水分解性基である(ただし、aは0〜3の整数)。
In the above formula (1), m and n are the same or different integers of 1 to 6, respectively. Rf 1 is a C 1-6 perfluoroalkylene group, and may be linear or branched.
Moreover, in said formula (1), X is a bivalent organic group, is a C2-C10 hydrocarbon group, Comprising: One or more types selected from an ether bond, an ester bond, an amide bond, and a urethane bond May be included.
Furthermore, in the above formula (1), R 1 is a lower alkyl group or a phenyl group, Z is a hydrolyzable group (wherein, a is an integer of 0 to 3).

[2] 前記加水分解性基Zが、アルコキシ基である、請求項1に記載の被膜形成用組成物。
[3] 前記ケイ素アルコキシドの加水分解物の平均分子量が、1×10以上2×10以下である、請求項1又は2に記載の被膜形成用組成物。
[2] The film forming composition according to claim 1, wherein the hydrolyzable group Z is an alkoxy group.
[3] The film forming composition according to claim 1 or 2, wherein the hydrolyzate of the silicon alkoxide has an average molecular weight of 1 × 10 3 or more and 2 × 10 4 or less.

[4] 前項1に記載の皮膜形成用組成物の製造方法であって、
前記ケイ素アルコキシドから当該ケイ素アルコキシドの加水分解物を生成した後、前記有機溶媒に、前記含フッ素シラン化合物と、生成した前記ケイ素アルコキシドの加水分解物と、を添加して混合する、被膜形成用組成物の製造方法。
[4] A method for producing the film-forming composition according to item 1 above,
A composition for forming a film, wherein after producing a hydrolyzate of the silicon alkoxide from the silicon alkoxide, the fluorine-containing silane compound and the produced hydrolyzate of the silicon alkoxide are added to and mixed with the organic solvent. Manufacturing method.

[5] 前項1に記載の皮膜形成用組成物の製造方法であって、
前記有機溶媒に、前記ケイ素アルコキシドと、前記含フッ素シラン化合物と、を同時に添加して混合する、被膜形成用組成物の製造方法。
[5] A method for producing the film-forming composition according to item 1,
The method for producing a film-forming composition, wherein the silicon alkoxide and the fluorine-containing silane compound are simultaneously added to and mixed with the organic solvent.

[6] 前項1に記載の皮膜形成用組成物を用いて形成された、被膜。 [6] A film formed using the film-forming composition described in item 1 above.

本発明の被膜形成用組成物は、生体蓄積性や環境適応性の点で問題となる炭素数8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル基を含有することなく、高い撥水性及び優れた防汚性を有する被膜を形成することが可能である。   The film-forming composition of the present invention has high water repellency and excellent antifouling properties without containing a linear perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, which is problematic in terms of bioaccumulation and environmental adaptability. It is possible to form a film having the same.

本発明の被膜形成用組成物の製造方法は、上記被膜形成用組成物を簡便かつ安全に調製することが可能である。   The method for producing a film forming composition of the present invention can prepare the film forming composition simply and safely.

本発明の皮膜は、高い撥水性及び優れた防汚性を有する。   The film of the present invention has high water repellency and excellent antifouling properties.

以下、本発明を適用した一実施形態である被膜形成用組成物について、その製造方法及びこれを用いて形成した被膜ともに詳細に説明する。   Hereinafter, a film forming composition according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail together with the production method and a film formed using the same.

<被膜形成用組成物>
先ず、本実施形態の被膜形成用組成物(以下、単に、「組成物」ということもある)の構成について説明する。
本実施形態の組成物は、(A)ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(以下、単に、「含フッ素シラン化合物」又は「成分(A)」ということもある)と、(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物(以下、「成分(B)」ということもある)と、(C)有機溶媒(以下、「成分(C)」ということもある)と、を含んで概略構成されている。
<Coating composition>
First, the structure of the film forming composition of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “composition”) will be described.
The composition of the present embodiment comprises (A) a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure (hereinafter sometimes simply referred to as “fluorine-containing silane compound” or “component (A)”), and (B) silicon alkoxide. And a hydrolyzate (hereinafter also referred to as “component (B)”) and (C) an organic solvent (hereinafter also referred to as “component (C)”).

[(A)含フッ素シラン化合物]
本実施形態の組成物に適用可能な(A)ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物としては、分子内に含窒素ペルフルオロアルキル基とアルコキシシリル基とをそれぞれ1以上有する構造であれば、特に限定されるものではない。このような含フッ素シラン化合物の構成としては、具体的には、下記一般式(1)で表すことができる。
[(A) Fluorine-containing silane compound]
The (A) fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure applicable to the composition of the present embodiment is particularly limited as long as it has at least one nitrogen-containing perfluoroalkyl group and alkoxysilyl group in the molecule. Is not to be done. Specifically, the structure of such a fluorine-containing silane compound can be represented by the following general formula (1).

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ここで、上記式(1)中、m及びnは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また、Rfは、炭素数1〜6のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分枝状であってもよい。 Here, in said formula (1), m and n are the same or mutually different integers of 1-6 respectively. Rf 1 is a C 1-6 perfluoroalkylene group, and may be linear or branched.

また、上記式(1)中、Xは2価の有機基であり、炭素数2〜10の炭化水素基であって、エーテル結合、エステル結合、アミド結合およびウレタン結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。   Moreover, in said formula (1), X is a bivalent organic group, is a C2-C10 hydrocarbon group, Comprising: One or more types selected from an ether bond, an ester bond, an amide bond, and a urethane bond May be included.

さらに、上記式(1)中、Rは低級アルキル基またはフェニル基、Zは加水分解性基である(ただし、aは0〜3の整数)。 Furthermore, in the above formula (1), R 1 is a lower alkyl group or a phenyl group, Z is a hydrolyzable group (wherein, a is an integer of 0 to 3).

ここで、上記式(1)中の含窒素ペルフルオロアルキル基としては、より具体的には、下記式(2)〜(13)で示されるペルフルオロアミン構造を挙げることができる。   Here, more specifically, examples of the nitrogen-containing perfluoroalkyl group in the above formula (1) include perfluoroamine structures represented by the following formulas (2) to (13).

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また、上記式(1)中のXとしては、下記式(14)〜(17)で示される構造を挙げることができる。なお、下記式(14)はエーテル結合、下記式(15)はエステル結合、下記式(16)はアミド結合、下記式(17)はウレタン結合を含む例を示している。   Moreover, as X in said Formula (1), the structure shown by following formula (14)-(17) can be mentioned. The following formula (14) is an ether bond, the following formula (15) is an ester bond, the following formula (16) is an amide bond, and the following formula (17) is an example including a urethane bond.

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ここで、上記式(14)〜(17)中、RおよびRは炭素数が0から10の炭化水素基、Rは水素原子または炭素数1から6の炭化水素基である。 Here, in the above formulas (14) to (17), R 2 and R 3 are hydrocarbon groups having 0 to 10 carbon atoms, and R 4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

また、上記式(1)中、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の低級アルキル基またはフェニル基であるが、これらの中でもメチル基とすることがより好ましい。 In the above formula (1), R 1 is a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group or a phenyl group, and among these, a methyl group is more preferable.

また、上記式(1)中、Zは、加水分解されてSi−O−Si結合を形成可能な加水分解性基であれば特に限定されるものではない。このような加水分解性基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基、フェノキシ基、ナフトキシ基などのアリールオキシ基、ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基などのアラルキルオキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、バレリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基、クロロ基を適用することが好ましい。   Moreover, in said formula (1), Z will not be specifically limited if it is a hydrolysable group which can be hydrolyzed and can form a Si-O-Si bond. Specific examples of such hydrolyzable groups include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group and butoxy group, halogen groups such as chloro group, bromo group and iodo group, phenoxy group and naphthoxy group. And aryloxy groups such as benzyloxy group, aralkyloxy groups such as benzyloxy group and phenethyloxy group, acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group, butyryloxy group, valeryloxy group, pivaloyloxy group and benzoyloxy group. Among these, it is preferable to apply a methoxy group, an ethoxy group, and a chloro group.

ここで、上記式(1)で表されるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物の具体例としては、例えば、下記式(18)〜(65)で表される構造が挙げられる。
なお、下記式(18)〜(65)中、Rはメチル基またはエチル基である。
Here, specific examples of the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure represented by the above formula (1) include structures represented by the following formulas (18) to (65).
In the following formulas (18) to (65), R is a methyl group or an ethyl group.

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上述したように、本実施形態の組成物に適用可能な含フッ素シラン化合物によれば、分子内に含窒素ペルフルオロアルキル基とアルコキシシリル基とをそれぞれ1以上有する構造となっている。より具体的には、窒素原子に炭素数が6以下の短鎖長のペルフルオロアルキル基が複数結合した含窒素ペルフルオロアルキル基を有しており、分子内のフッ素含有率が高いため、優れた撥水・撥油性を付与することができる。一方で、分子内に炭素数8以上のペルフルオロアルキル基を含有していないため、生体蓄積性や環境適応性の点で問題がない化学構造となっている。このように、本実施形態の組成物に用いる含フッ素シラン化合物は、優れた特性を備えた新規な化合物である。すなわち、本実施形態の組成物に用いる含フッ素シラン化合物は、優れた撥水撥油性と環境適応性とを両立するように設計したものであり、従来の化合物からは容易に想到できるものではない。   As described above, the fluorine-containing silane compound applicable to the composition of the present embodiment has a structure having at least one nitrogen-containing perfluoroalkyl group and one alkoxysilyl group in the molecule. More specifically, it has a nitrogen-containing perfluoroalkyl group in which a plurality of short-chain perfluoroalkyl groups having 6 or less carbon atoms are bonded to a nitrogen atom, and has a high fluorine content in the molecule, so that it has excellent repellency. Water and oil repellency can be imparted. On the other hand, since no perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms is contained in the molecule, the chemical structure has no problem in terms of bioaccumulation and environmental adaptability. Thus, the fluorine-containing silane compound used for the composition of the present embodiment is a novel compound having excellent characteristics. That is, the fluorine-containing silane compound used in the composition of the present embodiment is designed to achieve both excellent water and oil repellency and environmental adaptability, and is not easily conceivable from conventional compounds. .

また、本実施形態の組成物に適用可能な含フッ素シラン化合物は、含窒素ペルフルオロアルキル基として、窒素原子上で分枝する複数の短鎖長構造のペルフルオロアルキル基、つまりペルフルオロアミン構造を有する。このペルフルオロアミン構造は嵩高いため、短鎖長構造のペルフルオロアルキル基しか有しないにもかかわらず、炭素数の短い直鎖状ペルフルオロアルキル構造を有する含フッ素シラン化合物と比べて、高い撥水撥油性、防汚性、耐指紋性、離型性、耐湿性、耐水性、耐熱性などのフッ素基に起因する高い特性を付与することができる。   Moreover, the fluorine-containing silane compound applicable to the composition of the present embodiment has a plurality of short-chain-length perfluoroalkyl groups branched on nitrogen atoms, that is, a perfluoroamine structure, as a nitrogen-containing perfluoroalkyl group. Since this perfluoroamine structure is bulky, it has higher water and oil repellency than a fluorine-containing silane compound having a linear perfluoroalkyl structure with a short carbon number, even though it has only a perfluoroalkyl group with a short chain length structure. High properties attributable to fluorine groups such as antifouling property, fingerprint resistance, mold release property, moisture resistance, water resistance and heat resistance can be imparted.

[(A)含フッ素シラン化合物の製造方法]
次に、上述した(A)含フッ素シラン化合物の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の用組成物に用いることが可能な含フッ素シラン化合物の製造方法は、下記一般式(66)で示される含窒素ペルフルオロアルキル基を有するカルボン酸ハロゲン化物をアルコールに還元した後、金属触媒の存在下でイソシアネートと反応させることによって得られる。
[(A) Fluorine-containing silane compound production method]
Next, an example of the manufacturing method of the (A) fluorine-containing silane compound mentioned above is demonstrated.
The method for producing a fluorinated silane compound that can be used in the composition of the present embodiment is a method in which a carboxylic acid halide having a nitrogen-containing perfluoroalkyl group represented by the following general formula (66) is reduced to an alcohol, It is obtained by reacting with an isocyanate in the presence of a catalyst.

Figure 2016060816
Figure 2016060816

なお、上記式(66)中、m及びnは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また、Rfは、炭素数1〜6のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分枝状であってもよい。さらに、Yは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素からなる群から選択されるいずれか1のハロゲン原子である。 In the above formula (66), m and n are the same or different integers of 1 to 6, respectively. Rf 1 is a C 1-6 perfluoroalkylene group, and may be linear or branched. Further, Y is any one halogen atom selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine.

上記式(66)で示される含窒素ペルフルオロアルキル基を有するカルボン酸ハロゲン化物は、例えば、対応するカルボン酸エステル又はハロゲン化物をフッ化水素中で電解フッ素化することにより得ることができる。また、上記Yがフッ素原子以外のハロゲン原子であるものを用いる場合には、例えば、前記電解フッ素化により得られたペルフルオロアルキル基を有するカルボン酸フルオリドを加水分解処理して、対応するカルボン酸を生成させた後、適当なハロゲン化剤(例えば、塩化チオニル、塩化オキサリル、塩化ホスホリル、塩化スルフリル、三塩化リン、五塩化リン、三臭化リン、五臭化リン、臭化水素、ヨウ化水素等)を反応させて、対応するカルボン酸ハロゲン化物に誘導することにより得ることができる。   The carboxylic acid halide having a nitrogen-containing perfluoroalkyl group represented by the above formula (66) can be obtained, for example, by electrolytic fluorination of the corresponding carboxylic acid ester or halide in hydrogen fluoride. Moreover, when using what said Y is halogen atoms other than a fluorine atom, for example, the carboxylic acid fluoride which has the perfluoroalkyl group obtained by the said electrolytic fluorination is hydrolyzed, and corresponding carboxylic acid is used. After formation, a suitable halogenating agent (eg thionyl chloride, oxalyl chloride, phosphoryl chloride, sulfuryl chloride, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentabromide, hydrogen bromide, hydrogen iodide Etc.) can be reacted to derive the corresponding carboxylic acid halide.

以下、上記一般式(1)において、Xがエーテル結合、アミド結合およびウレタン結合を有する化合物の場合について、それぞれ説明する。   Hereinafter, in the general formula (1), the case where X is a compound having an ether bond, an amide bond and a urethane bond will be described.

「Xがウレタン結合を有する化合物の場合」
この場合には、例えば、以下の2段階の反応によって合成することが可能である。
"When X is a compound having a urethane bond"
In this case, for example, it can be synthesized by the following two-step reaction.

(カルボン酸ハロゲン化物の還元反応)
上記式(66)に示すカルボン酸ハロゲン化物を、例えば、水素化アルミニウムリチウム(LiAlH)や水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)等に代表される還元剤を溶解または分散させた有機溶媒中に滴下して、還元反応させる。この還元反応によって、下記式(67)に示すアルコールを得る。
(Reduction reaction of carboxylic acid halide)
The carboxylic acid halide represented by the above formula (66) is dropped into an organic solvent in which a reducing agent such as lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) or sodium borohydride (NaBH 4 ) is dissolved or dispersed. Then, the reduction reaction is performed. By this reduction reaction, an alcohol represented by the following formula (67) is obtained.

Figure 2016060816
Figure 2016060816

なお、上記式(67)中、m及びnは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また、Rfは、炭素数1〜6のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分枝状であってもよい。 In the above formula (67), m and n are the same or different integers of 1 to 6, respectively. Rf 1 is a C 1-6 perfluoroalkylene group, and may be linear or branched.

(イソシアネートとの反応)
上述の還元反応により得られた上記式(67)に示すアルコールと、イソシアネート基を有するシランカップリング剤であるトリアルコキシシランとを有機溶媒中で反応させることにより、上記式(1)に示す含フッ素シラン化合物が得られる。
(Reaction with isocyanate)
By reacting the alcohol represented by the above formula (67) obtained by the above reduction reaction with a trialkoxysilane, which is a silane coupling agent having an isocyanate group, in an organic solvent, the content represented by the above formula (1) is obtained. A fluorine silane compound is obtained.

なお、イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、トリメトキシシリルプロピルイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include triethoxysilylpropyl isocyanate and trimethoxysilylpropyl isocyanate.

また、上記反応では、反応を促進させるために触媒を添加してもよい。具体的には、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、オクチル酸ビスマス、デカン酸ビスマス、ナフテン酸鉛、酢酸カリウムなどの金属触媒、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリエチレンジアミン、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン系触媒、トリアルキルホスフィン触媒等が挙げられる。   In the above reaction, a catalyst may be added to promote the reaction. Specifically, metal catalysts such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, tin octylate, bismuth octylate, bismuth decanoate, lead naphthenate, and potassium acetate, triethylamine, tripropylamine, triethylenediamine, diazabicyclone Examples thereof include amine catalysts such as decene, and trialkylphosphine catalysts.

「Xがエーテル結合を有する化合物の場合」
(アリルエーテル体の生成)
この場合には、先ず、上記ウレタン結合を有する化合物の場合と同様に、フルオロアルキル基を有するカルボン酸ハロゲン化物を還元して得られる上記式(67)に示すアルコールと、ハロゲン化アリル(例えば、臭化アリル、塩化アリル等)とを反応させることにより、下記一般式(68)に示すアリルエーテル体を得る。
“When X is a compound having an ether bond”
(Formation of allyl ether)
In this case, first, as in the case of the compound having a urethane bond, an alcohol represented by the above formula (67) obtained by reducing a carboxylic acid halide having a fluoroalkyl group and an allyl halide (for example, By reacting with allyl bromide, allyl chloride, etc., an allyl ether compound represented by the following general formula (68) is obtained.

Figure 2016060816
Figure 2016060816

(ヒドロシリル化反応)
次に、得られたアリルエーテル体とシラン化合物(例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリクロロシラン等)とを反応(白金触媒を用いるヒドロシリル化反応)させることにより、上記式(1)に示す含フッ素シラン化合物が得られる。
(Hydrosilylation reaction)
Next, by reacting the obtained allyl ether and a silane compound (for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, trichlorosilane, etc.) (hydrosilylation reaction using a platinum catalyst), the above formula (1) is obtained. A fluorine-containing silane compound is obtained.

「Xがアミド結合を有する化合物の場合」
(アリルアミド体の生成)
この場合には、先ず、上記式(66)で示される含窒素ペルフルオロアルキル基を有するカルボン酸ハロゲン化物とアリルアミン(例えば、アリルアミン、N−メチルアリルアミン等)とを反応させることにより、下記一般式(69)に示すアリルアミド体を得る。なお、下記一般式(69)中に示されるRは、(Rは水素原子または炭素数1から6の炭化水素基等)である。
"When X is a compound having an amide bond"
(Formation of allylamide)
In this case, first, by reacting a carboxylic acid halide having a nitrogen-containing perfluoroalkyl group represented by the above formula (66) with allylamine (for example, allylamine, N-methylallylamine, etc.), the following general formula ( 69) is obtained. In addition, R shown in the following general formula (69) is (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or the like).

Figure 2016060816
Figure 2016060816

(ヒドロシリル化反応)
次に、得られたアリルアミド体とシラン化合物(例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリクロロシラン等)とを反応(白金触媒を用いるヒドロシリル化反応)させることにより、上記式(1)に示す含フッ素シラン化合物が得られる。
(Hydrosilylation reaction)
Next, by reacting the obtained allylamide body with a silane compound (for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, trichlorosilane, etc.) (hydrosilylation reaction using a platinum catalyst), the inclusion shown in the above formula (1) is achieved. A fluorine silane compound is obtained.

[(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物]
本実施形態の組成物に適用可能な(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物としては、被膜形成用組成物を用いた膜形成の際の反応性の速さと、得られる被膜の硬度を保持することができるものであれば、特に限定されるものではない。このようなケイ素アルコキシドの加水分解物としては、具体的には、下記一般式(70)に示すケイ素アルコキシドの加水分解(縮合)によって生成したものが挙げられる。なお、下記式(70)中、Rは、炭素数1〜5のアルキル基を表す。
Si(OR ・・・(70)
[(B) Hydrolyzate of silicon alkoxide]
As the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide applicable to the composition of the present embodiment, the reactivity of the film formation using the film forming composition and the hardness of the obtained film are maintained. If it can do, it will not specifically limit. Specific examples of the hydrolyzate of silicon alkoxide include those produced by hydrolysis (condensation) of silicon alkoxide represented by the following general formula (70). In the following formula (70), R 5 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Si (OR 5 ) 4 (70)

ここで、本実施形態の組成物において、(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物を用いる理由は、上述したように膜形成時の反応性の速さと、この組成物から得られる被膜の硬度を保持するためである。例えば、炭素原子数が6以上のアルキル基を有するケイ素アルコキシドの加水分解物では、加水分解反応が遅く、製造に時間がかかり、また得られた組成物を塗布して得られる膜の硬度が下がる場合があるため、好ましくない。   Here, in the composition of this embodiment, the reason for using the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide is that, as described above, the reactivity during film formation and the hardness of the film obtained from this composition are maintained. It is to do. For example, a hydrolyzate of a silicon alkoxide having an alkyl group having 6 or more carbon atoms has a slow hydrolysis reaction, takes a long time for production, and decreases the hardness of a film obtained by applying the obtained composition. Since there is a case, it is not preferable.

上記式(70)に示すケイ素アルコキシドとしては、具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらのうち、被膜を形成した際に、硬度が高い膜が得られることから、テトラメトキシシラン及びテトラエトキシシランが好ましい。   Specific examples of the silicon alkoxide represented by the above formula (70) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, Examples include vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane. Of these, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable because a film having high hardness is obtained when the coating is formed.

また、本実施形態の組成物においては、(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物の平均分子量が、1×10以上2×10以下であることが好ましい。ここで、上記平均分子量が1×10未満であると、当該組成物を用いて基材の表面に被膜を形成する際に膜厚が得られにくく、基材との密着力が得られないために好ましくない。一方、上記平均分子量が2×10を超えると、当該組成物が高い粘度となり、塗膜形成の用途に適さないために好ましくない。これに対して、ケイ素アルコキシドの加水分解物の平均分子量が上記範囲内であると、被膜の膜厚の調整が容易であり、基材と被膜との間に十分な密着力が得られるとともに、塗布性に優れ、塗膜形成の際に取扱いが容易となるために好ましい。 Moreover, in the composition of this embodiment, it is preferable that the average molecular weight of the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide is 1 × 10 3 or more and 2 × 10 4 or less. Here, when the average molecular weight is less than 1 × 10 3, it is difficult to obtain a film thickness when a film is formed on the surface of the substrate using the composition, and an adhesion force to the substrate cannot be obtained. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the average molecular weight exceeds 2 × 10 4 , the composition has a high viscosity, which is not suitable for coating film formation. On the other hand, when the average molecular weight of the hydrolyzate of silicon alkoxide is within the above range, it is easy to adjust the film thickness of the coating, and sufficient adhesion between the substrate and the coating can be obtained. It is preferable because it is excellent in coating properties and can be easily handled during the formation of a coating film.

なお、ケイ素アルコキシドの加水分解物の平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)によって分子量を測定することにより、確認することができる。具体的には、LC10AD(島津製作所社製)を用い、測定カラムには、ガードカラム及び、LF804(昭和電工社製)を利用するとともに、測定温度は40℃、移動相にはTHF、分子量測定の標準物質にはポリスチレン(PS)の各分子量(5.0×10、1.99×10、5.97×10、9.11×10、3.79×10、9.64×10)を使用して、分子量を測定する。 In addition, the average molecular weight of the hydrolyzate of silicon alkoxide can be confirmed by measuring the molecular weight by GPC (Gel Permeation Chromatography). Specifically, LC10AD (manufactured by Shimadzu Corporation) is used, a guard column and LF804 (manufactured by Showa Denko KK) are used as the measurement column, the measurement temperature is 40 ° C., the mobile phase is THF, and the molecular weight is measured. Standard materials of polystyrene (PS) have molecular weights (5.0 × 10 2 , 1.99 × 10 3 , 5.97 × 10 3 , 9.11 × 10 3 , 3.79 × 10 4 , 9. The molecular weight is measured using 64 × 10 4 ).

[(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物の製造方法]
次に、上述した(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物の製造方法の一例について説明する。上記式(70)に示すケイ素アルコキシドの加水分解物を生成させるには、有機溶媒中において、これらを加水分解(縮合)させる。具体的には、ケイ素アルコキシドの加水分解物の場合、ケイ素アルコキシド1質量部に対して、好ましくは水を0.5〜2.0質量部、無機酸又は有機酸を0.005〜0.5質量部、有機溶媒を1.0〜5.0質量部の割合で混合し、ケイ素アルコキシドの加水分解反応を進行させることで得られる。
[(B) Method for producing hydrolyzate of silicon alkoxide]
Next, an example of a method for producing the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide described above will be described. In order to produce a hydrolyzate of silicon alkoxide represented by the above formula (70), these are hydrolyzed (condensed) in an organic solvent. Specifically, in the case of a hydrolyzate of silicon alkoxide, water is preferably 0.5 to 2.0 parts by mass, and inorganic acid or organic acid is 0.005 to 0.5 parts per 1 part by mass of silicon alkoxide. It is obtained by mixing a mass part and an organic solvent in the ratio of 1.0-5.0 mass parts, and advancing the hydrolysis reaction of a silicon alkoxide.

ここで、水の割合を上記範囲とすることが好ましい理由は、水の割合が下限値未満では加水分解反応が十分に進行しにくい場合があり、被膜の硬度が下がるためである。一方、上限値を超えると、加水分解反応中に反応液がゲル化する等の不具合が生じる場合があるためである。また、基板との密着性が低下する場合がある。このうち、水の割合は、0.8〜3.0質量部とすることが特に好ましい。また、水としては、不純物の混入防止のため、イオン交換水や純水等を使用することが望ましい。   Here, the reason why the ratio of water is preferably within the above range is that if the ratio of water is less than the lower limit value, the hydrolysis reaction may not proceed sufficiently, and the hardness of the coating will decrease. On the other hand, if the upper limit value is exceeded, problems such as gelation of the reaction solution may occur during the hydrolysis reaction. In addition, the adhesion with the substrate may be reduced. Among these, it is especially preferable that the ratio of water shall be 0.8-3.0 mass parts. Moreover, as water, it is desirable to use ion exchange water, pure water, etc. in order to prevent mixing of impurities.

無機酸又は有機酸としては、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、ギ酸、シュウ酸又は酢酸等の有機酸が挙げられる。このうち、ギ酸を使用することが特に好ましい。無機酸又は有機酸は、ケイ素アルコキシドの加水分解反応を促進させるための酸性触媒として機能するが、触媒としてギ酸を用いることによって、透明性に優れた膜を形成しやすいからである。また、触媒としてギ酸を用いた場合、他の触媒を使用した用いた場合に比べて、成膜後の膜中において不均一なゲル化の促進を防止する効果がより高い。   Examples of the inorganic acid or organic acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid, and organic acids such as formic acid, oxalic acid, and acetic acid. Of these, it is particularly preferable to use formic acid. This is because the inorganic acid or organic acid functions as an acidic catalyst for promoting the hydrolysis reaction of silicon alkoxide, but by using formic acid as the catalyst, it is easy to form a film having excellent transparency. In addition, when formic acid is used as a catalyst, the effect of preventing the promotion of non-uniform gelation in the film after film formation is higher than when using other catalysts.

また、無機酸又は有機酸の割合を上記範囲とすることが好ましい理由は、無機酸又は有機酸の割合が下限値未満では反応性に乏しいために、硬度の高い膜が形成されにくく、一方、上限値を超えても反応性に影響はないが、残留する酸による塗布基材の腐食等の不具合が生じる場合があるからである。このうち、無機酸又は有機酸の割合は、0.008〜0.2質量部とすることが特に好ましい。   In addition, the reason why the ratio of the inorganic acid or organic acid is preferably within the above range is that the ratio of the inorganic acid or organic acid is less than the lower limit value, and thus the film having high hardness is difficult to be formed. This is because even if the upper limit is exceeded, there is no effect on the reactivity, but problems such as corrosion of the coated substrate due to residual acid may occur. Among these, it is particularly preferable that the ratio of the inorganic acid or the organic acid is 0.008 to 0.2 parts by mass.

有機溶媒としては、アルコール、グリコールエーテル、又はグリコールエーテルアセテートを使用することが好ましい。有機溶媒として、これらのアルコール、グリコールエーテル又はグリコールエーテルアセテートを使用することが好ましい理由は、組成物の塗布性向上のためであり、また、例えばケイ素アルコキドとの混合がしやすいためである。   As the organic solvent, alcohol, glycol ether, or glycol ether acetate is preferably used. The reason why it is preferable to use these alcohols, glycol ethers or glycol ether acetates as the organic solvent is to improve the applicability of the composition and to facilitate mixing with, for example, silicon alkoxide.

アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール(IPA)等が挙げられる。また、グリコールエーテルとしては、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。また、グリコールエーテルアセテートとしては、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。   Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol (IPA) and the like. As glycol ethers, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether Etc. As glycol ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Examples include acetate and dipropylene glycol monoethyl ether acetate.

これらのうち、加水分解反応の制御がしやすく、また膜形成時に良好な塗布性が得られることから、エタノール、IPA、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が、特に好ましい。   Of these, the hydrolysis reaction is easy to control and good coating properties can be obtained during film formation, so ethanol, IPA, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether or propylene glycol monomethyl Ether acetate and the like are particularly preferable.

有機溶媒の割合を上記範囲とすることが好ましい理由は、有機溶媒の割合が下限値未満では加水分解反応中に反応液がゲル化する不具合が生じやすく、透明性に優れた膜が得られにくいためである。また、基板との密着性も低下する場合がある。一方、上限値を超えると加水分解の反応性が低下する等の不具合が生じることで、十分な硬度の膜が得られないためである。このうち、有機溶媒の割合は、1.5〜3.5質量部とすることが特に好ましい。   The reason why the ratio of the organic solvent is preferably within the above range is that when the ratio of the organic solvent is less than the lower limit, the reaction solution is likely to be gelled during the hydrolysis reaction, and it is difficult to obtain a film with excellent transparency. Because. In addition, the adhesion to the substrate may be reduced. On the other hand, if the upper limit is exceeded, problems such as a decrease in hydrolysis reactivity occur, and a film having sufficient hardness cannot be obtained. Among these, the ratio of the organic solvent is particularly preferably 1.5 to 3.5 parts by mass.

[(C)有機溶媒]
本実施形態の組成物は、塗布にふさわしい粘度への調整のため、及び、(A)含フッ素シラン化合物と(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物との反応を抑制するために、(C)有機溶媒を含んで構成されている。なお、被膜形成用組成物中に(C)有機溶媒が含まれない系では、ケイ素アルコキシドの加水分解速度が速く、直ぐにゲル化による固形物が生成してしまう。
[(C) Organic solvent]
The composition of the present embodiment includes (C) an organic compound for adjusting the viscosity suitable for coating and for suppressing the reaction between (A) a fluorine-containing silane compound and (B) a hydrolyzate of silicon alkoxide. It is comprised including a solvent. In the system in which the film-forming composition does not contain (C) an organic solvent, the hydrolysis rate of the silicon alkoxide is high, and a solid material due to gelation is immediately generated.

本実施形態の組成物に適用する(C)有機溶媒としては、(B)ケイ素アルコキドの加水分解物や(A)含フッ素シラン化合物との相溶性が高く、被膜形成用の組成物として取扱がし易いため、上述した(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物を作製する際に使用する有機溶媒と同じもの、または、上記列記した有機溶媒を用いることが好ましい。   The organic solvent (C) applied to the composition of the present embodiment is highly compatible with (B) hydrolyzate of silicon alkoxide and (A) fluorine-containing silane compound, and can be handled as a composition for film formation. Therefore, it is preferable to use the same organic solvent as that used when the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide described above is used, or the organic solvents listed above.

上述した有機溶媒の中でも、エタノール、IPA、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が特に好ましい。   Among the organic solvents described above, ethanol, IPA, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like are particularly preferable.

ここで、本実施形態の組成物において、被膜形成成分である(A)含フッ素シラン化合物と(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物との固形成分比は、固形成分の全量を100質量%として、成分(A):成分(B)=95:5〜2:98の範囲であることが好ましく、80:20〜5:95の範囲であることがより好ましく、40:60〜10:90の範囲であることがさらに好ましい。   Here, in the composition of the present embodiment, the solid component ratio of the (A) fluorine-containing silane compound that is a film forming component and the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide is 100% by mass based on the total amount of the solid component. Component (A): Component (B) = preferably in the range of 95: 5 to 2:98, more preferably in the range of 80:20 to 5:95, and in the range of 40:60 to 10:90 More preferably.

固形成分中の(A)含フッ素シラン化合物の固形成分比が2質量%未満(すなわち、成分(B)が98質量%超)であると、被膜を形成した際に十分な撥水性が得られないために好ましくない。一方、成分(A)の固形成分比が95質量%(すなわち、成分(B)が5質量%未満)を超えると、被膜の膜強度の低下や基材との密着が不十分となるために好ましくない。これに対して、固形成分比が上記範囲内であると、高い撥水性と、優れた膜特性が得られるため、好ましい。中でも、成分(B)の固形成分比が60〜90の範囲では、被膜が優れた耐久性を発揮するために好ましい。   When the solid component ratio of the fluorine-containing silane compound (A) in the solid component is less than 2% by mass (that is, the component (B) exceeds 98% by mass), sufficient water repellency can be obtained when a film is formed. It is not preferable because it is not. On the other hand, when the solid component ratio of the component (A) exceeds 95% by mass (that is, the component (B) is less than 5% by mass), the film strength of the coating film decreases and the adhesion to the substrate becomes insufficient. It is not preferable. On the other hand, when the solid component ratio is within the above range, high water repellency and excellent film characteristics can be obtained, which is preferable. Especially, in the range whose solid component ratio of a component (B) is 60-90, since a film exhibits the outstanding durability, it is preferable.

特に、被膜の固形成分比と撥水性との観点から、成分(A):成分(B)=95:5〜2:98の範囲では、形成した被膜に対する水の接触角が110°以上となり、高い撥水性を示すために好ましい。さらに、成分(A):成分(B)=20:80〜10:90の範囲とすることによって、形成した被膜に対する水の接触角が115°以上となり、非常に高い撥水性が得られるために好ましい。   In particular, from the viewpoint of the solid component ratio and water repellency of the coating, in the range of component (A): component (B) = 95: 5 to 2:98, the contact angle of water with respect to the formed coating is 110 ° or more, It is preferable for showing high water repellency. Further, by setting the component (A): component (B) in the range of 20:80 to 10:90, the contact angle of water with respect to the formed film becomes 115 ° or more, and very high water repellency is obtained. preferable.

また、本実施形態の組成物において、(C)有機溶媒中の全固形成分(すなわち、成分(A)+成分(B))の濃度は、特に限定されるものではなく、基材への塗布方法によって適宜選択することができる。上記全固形成分の濃度としては、具体的には、例えば、1〜50質量%であればよく、2〜20質量%の範囲とすることが好ましい。   In the composition of this embodiment, the concentration of (C) the total solid component (that is, component (A) + component (B)) in the organic solvent is not particularly limited, and is applied to the substrate. It can be appropriately selected depending on the method. Specifically, the concentration of the total solid component may be, for example, 1 to 50% by mass, and preferably 2 to 20% by mass.

<被膜形成用組成物の製造方法>
次に、本実施形態の被膜形成用組成物の製造方法について、以下に詳細に説明する。
本実施形態の被膜形成用組成物の製造方法の一例として、ケイ素アルコキシドから(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物を生成した後、(C)有機溶媒に、(A)含フッ素シラン化合物と、生成した(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物と、を添加して混合する方法(第1の方法)が挙げられる。
<Manufacturing method of film forming composition>
Next, the manufacturing method of the composition for film formation of this embodiment is demonstrated in detail below.
As an example of the manufacturing method of the film forming composition of this embodiment, after producing | generating the hydrolyzate of (B) silicon alkoxide from silicon alkoxide, (C) organic solvent, (A) fluorine-containing silane compound, and production | generation And (B) a hydrolyzate of silicon alkoxide, and a method of adding and mixing (first method).

[第1の方法]
具体的には、上記第1の方法は、ケイ素アルコキシドと有機溶媒とを混合して、第1液を調製する工程(第1工程)と、ケイ素アルコキシドと、水と、無機酸と、を混合して、第2液を調製する工程(第2工程)と、所要の温度に保持された上記第1液に上記第2液を添加し、温度を保持しながら混合して、ケイ素アルコキシドの加水分解物を得る工程(第3工程)と、有機溶媒に含フッ素シラン化合物を添加した後、得られた上記ケイ素アルコキシドの加水分解物を添加する工程(第4工程)と、を含んで、概略構成されている。
[First method]
Specifically, in the first method, silicon alkoxide and an organic solvent are mixed to prepare a first liquid (first step), silicon alkoxide, water, and an inorganic acid are mixed. Then, the step of preparing the second liquid (second step), the second liquid is added to the first liquid maintained at the required temperature, and the mixture is mixed while maintaining the temperature, so that the silicon alkoxide is hydrolyzed. Including a step of obtaining a decomposition product (third step) and a step of adding a hydrolyzate of the obtained silicon alkoxide after adding the fluorine-containing silane compound to the organic solvent (fourth step). It is configured.

(第1工程)
先ず、第1工程では、ケイ素アルコキシドと有機溶媒とを混合して、第1液を調製する。具体的には、反応容器にケイ素アルコキシドを投入し、このケイ素アルコキシドの1とした際に、1質量部に対して1.0質量部となる量の有機溶媒を添加する。そして、例えば、約30℃の温度で、約15分間撹拌することによって、第1液を調製する。
(First step)
First, in the first step, a silicon alkoxide and an organic solvent are mixed to prepare a first liquid. Specifically, when silicon alkoxide is charged into the reaction vessel and made into 1 of this silicon alkoxide, an organic solvent in an amount of 1.0 part by mass with respect to 1 part by mass is added. Then, for example, the first liquid is prepared by stirring at a temperature of about 30 ° C. for about 15 minutes.

(第2工程)
次に、第2工程では、ケイ素アルコキシドと、水と、無機酸と、を混合して、第2液を調製する。具体的には、先ず、ケイ素アルコキシド1質量部に対して1.0質量部となる量のイオン交換水と、0.01質量部となる量の無機酸と、を容器内に投入して混合する。次いで、例えば、約30℃の温度で、約15分間撹拌することによって、第2液を調製する。
(Second step)
Next, in the second step, silicon alkoxide, water, and an inorganic acid are mixed to prepare a second liquid. Specifically, first, ion exchange water in an amount of 1.0 part by mass with respect to 1 part by mass of silicon alkoxide and an inorganic acid in an amount of 0.01 part by mass are put into a container and mixed. To do. Next, the second liquid is prepared by, for example, stirring at a temperature of about 30 ° C. for about 15 minutes.

(第3工程)
次に、第3工程では、所要の温度に保持された上記第1液に上記第2液を添加し、温度を保持しながら混合して、ケイ素アルコキシドの加水分解物を得る。具体的には、第1工程にて調製した第1液を、恒温液槽(ウォーターバス)等を用いて、例えば、約55℃の温度に保持した後、この第1液に上述した第2液を添加し、上記温度を保持した状態で約60分間撹拌する。これにより、ケイ素アルコキシドの加水分解物が得られる。
(Third step)
Next, in the third step, the second liquid is added to the first liquid maintained at a required temperature and mixed while maintaining the temperature to obtain a hydrolyzate of silicon alkoxide. Specifically, the first liquid prepared in the first step is maintained at a temperature of, for example, about 55 ° C. using a constant temperature liquid bath (water bath) or the like, and then the second liquid described above is added to the first liquid. The liquid is added and stirred for about 60 minutes while maintaining the above temperature. Thereby, a hydrolyzate of silicon alkoxide is obtained.

(第4工程)
次に、第4工程では、有機溶媒に含フッ素シラン化合物を添加した後、第3工程にて得られたケイ素アルコキシドの加水分解物を添加する。具体的には、所要量の有機溶媒を準備し、この有機溶媒中に所要量のペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物を添加する。次いで、この有機溶媒中に、第3工程にて事前に調製したケイ素アルコキシドの加水分解物を所要量添加する。これにより、本実施形態の被膜形成用組成物が得られる。
(4th process)
Next, in a 4th process, after adding a fluorine-containing silane compound to an organic solvent, the hydrolyzate of the silicon alkoxide obtained in the 3rd process is added. Specifically, a required amount of an organic solvent is prepared, and a required amount of a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure is added to the organic solvent. Next, a required amount of the hydrolyzate of silicon alkoxide prepared in advance in the third step is added to the organic solvent. Thereby, the composition for film formation of this embodiment is obtained.

また、本実施形態の被膜形成用組成物の製造方法の他の例として、(C)有機溶媒に、ケイ素アルコキシドと、(A)含フッ素シラン化合物と、を同時に添加して混合する方法(第2の方法)が挙げられる。
ここで、上述した第1の方法が(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物を事前に調整する方法であるのに対して、第2の方法は、ケイ素アルコキシドの加水分解と同時にペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物を混合して、被膜形成用組成物を得る方法である。
Further, as another example of the method for producing the film forming composition of the present embodiment, (C) a method in which silicon alkoxide and (A) a fluorine-containing silane compound are simultaneously added and mixed in an organic solvent (first method) 2 method).
Here, the first method described above is (B) a method of preparing a hydrolyzate of silicon alkoxide in advance, whereas the second method has a perfluoroamine structure simultaneously with the hydrolysis of silicon alkoxide. In this method, a fluorine-containing silane compound is mixed to obtain a film-forming composition.

[第2の方法]
具体的には、上記第2の方法は、ケイ素アルコキシドと、(A)含フッ素シラン化合物と、(C)有機溶媒と、を混合して、第1’液を調製する工程(第1’工程)と、水と無機酸とを混合して、第2’液を調製する工程(第2’工程)と、所要の温度に保持された第1’液に第2’液を添加し、上記温度を保持しながら混合する工程(第3’工程)と、を含んで、概略構成されている。
[Second method]
Specifically, the second method includes a step of preparing a first liquid (first step) by mixing silicon alkoxide, (A) a fluorine-containing silane compound, and (C) an organic solvent. ), Water and an inorganic acid are mixed to prepare a second ′ liquid (second ′ process), and the second ′ liquid is added to the first ′ liquid maintained at a required temperature, And a step of mixing while maintaining the temperature (third step).

(第1’工程)
先ず、第1’工程では、ケイ素アルコキシドと、ペルフルオロアルキルアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、有機溶媒と、を混合して、第1’液を調製する。具体的には、先ず、反応容器にケイ素アルコキシドを投入し、このケイ素アルコキシドの質量を1とした際に、1.1質量部となる有機溶媒を添加する。さらに、先に投入したケイ素アルコキシド1質量部に対して、例えば0.5〜1質量部となるように上記含フッ素シラン化合物を添加し、そして、例えば、約30℃の温度で、約15分間撹拌することによって、第1’液を調製する。
(First step)
First, in the first 'step, silicon alkoxide, a fluorine-containing silane compound having a perfluoroalkylamine structure, and an organic solvent are mixed to prepare a first' solution. Specifically, first, silicon alkoxide is charged into a reaction vessel, and when the mass of the silicon alkoxide is set to 1, an organic solvent that is 1.1 parts by mass is added. Further, the fluorine-containing silane compound is added to 1 part by mass of the silicon alkoxide previously charged so as to be, for example, 0.5 to 1 part by mass, and, for example, at a temperature of about 30 ° C. for about 15 minutes. Prepare the 1 'liquid by stirring.

(第2’工程)
次に、第2’工程では、水と無機酸とを混合して、第2’液を調製する。具体的には、先ず、ケイ素アルコキシド1質量部に対して0.85質量部となる量のイオン交換水と、0.01質量部となる量の無機酸と、を容器内に投入して混合する。次いで、例えば、約30℃の温度で、約15分間撹拌することによって、第2’液を調製する。
(Second step)
Next, in the 2 ′ step, water and an inorganic acid are mixed to prepare a 2 ′ solution. Specifically, first, ion exchange water in an amount of 0.85 parts by mass with respect to 1 part by mass of silicon alkoxide and an inorganic acid in an amount of 0.01 parts by mass are put into a container and mixed. To do. Next, the second ′ liquid is prepared, for example, by stirring for about 15 minutes at a temperature of about 30 ° C.

(第3’工程)
次に、第3’工程では、所要の温度に保持された第1’液に第2’液を添加し、上記温度を保持しながら混合する。具体的には、第1’工程にて調製した第1’液を、恒温液槽(ウォーターバス)等を用いて、例えば、約60℃の温度に保持した後、この第1’液に第2’液を添加し、上記温度を保持した状態で約60分間撹拌する。これにより、有機溶媒中にペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物とケイ素アルコキシドの加水分解物とを含む、本実施形態の被膜形成用組成物が得られる。
(3rd step)
Next, in the third ′ step, the second ′ liquid is added to the first ′ liquid maintained at a required temperature and mixed while maintaining the temperature. Specifically, the first ′ liquid prepared in the first ′ process is maintained at a temperature of about 60 ° C. using a constant temperature bath (water bath) or the like, and then the first ′ liquid is added to the first ′ liquid. 2 'liquid is added and it stirs for about 60 minutes, maintaining the said temperature. Thereby, the composition for film formation of this embodiment containing the fluorine-containing silane compound which has a perfluoroamine structure, and the hydrolyzate of a silicon alkoxide in an organic solvent is obtained.

<被膜形成用組成物の使用方法>
次に、本実施形態の被膜形成用組成物の使用方法、すなわち、被膜の形成方法について説明する。本実施形態の被膜形成用組成物は、そのまま、基材等の被処理物上に塗布することが可能である。
<Usage method of film forming composition>
Next, a method for using the film forming composition of the present embodiment, that is, a method for forming a film will be described. The film forming composition of the present embodiment can be applied as it is on a workpiece such as a substrate.

被膜の形成方法としては、具体的には、例えば、基材の表面に本実施形態の被膜形成用組成物を塗布した後、焼成して硬化することにより、基材の表面に被膜を形成することができる。   Specifically, for example, the film is formed on the surface of the base material by applying the film-forming composition of the present embodiment to the surface of the base material and then baking and curing. be able to.

基材としては、特に限定されないが、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、ステンレス、アルミニウム、木、石、セメント、コンクリート、繊維、布帛、紙、皮革、それらの組合せ、それらの構造体、積層体等を用いることができる。   The substrate is not particularly limited, but glass, plastic, metal, ceramics, stainless steel, aluminum, wood, stone, cement, concrete, fiber, fabric, paper, leather, combinations thereof, structures, laminates, and the like. Can be used.

塗布工程において、基材の表面への塗布方法としては、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、被膜形成用組成物中に基材を浸漬する浸漬法、スプレー、スピンコート、刷毛、ローラなど塗布手段を使用する、あるいは印刷手法を用いる方法などが挙げられる。   In the coating step, the coating method on the surface of the substrate is not particularly limited. Specifically, for example, a dipping method in which the substrate is dipped in the film-forming composition, a method using an application means such as spray, spin coating, brush, roller, or a method using a printing method may be mentioned.

焼成条件としては、被膜形成用組成物に含まれる有機溶媒の種類や含有量などによって適宜選択することができる。焼成温度としては、例えば、60〜200℃とすることができる。また、焼成時間としては、例えば、5〜60分とすることができる。なお、焼成条件の選択の際、焼成温度が低温では長時間、高温では短時間とすることで、同程度の硬度の膜を得ることができる。   Firing conditions can be appropriately selected depending on the type and content of the organic solvent contained in the film-forming composition. As a calcination temperature, it can be set as 60-200 degreeC, for example. Moreover, as baking time, it can be 5 to 60 minutes, for example. When selecting the baking conditions, a film having the same hardness can be obtained by setting the baking temperature for a long time at a low temperature and for a short time at a high temperature.

<被膜>
本実施形態の被膜は、上述した皮膜形成用組成物を用いて形成されたものである。具体的には、上述したように、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、ケイ素アルコキシドの加水分解物と、有機溶媒とを含有した塗布液を基板に塗布した後に、焼成して硬化させることにより得られる。
<Coating>
The film of this embodiment is formed using the film forming composition described above. Specifically, as described above, a coating liquid containing a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure, a hydrolyzate of silicon alkoxide, and an organic solvent is applied to the substrate, and then baked and cured. Is obtained.

本実施形態の被膜は、新規な、環境負荷の小さいフッ素材料であるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、ケイ素アルコキシドの加水分解物と、有機溶媒と、を含む組成物を塗布し、焼成して硬化させて得られた被膜であるため、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物単体から得られた被膜よりも高い撥水性を有する。したがって、本実施形態の被膜は、基材の表面に汚れが付着することを防止するともに、付着した場合であっても容易に拭き取ることが可能な、優れた防汚性を有する。   The coating according to the present embodiment is coated with a composition containing a novel fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure, which is a fluorine material having a low environmental load, a hydrolyzate of silicon alkoxide, and an organic solvent, and is fired. Since the film is obtained by curing the film, it has higher water repellency than a film obtained from a single fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure. Therefore, the coating film of this embodiment has excellent antifouling properties that prevent dirt from adhering to the surface of the substrate and can be easily wiped even when adhering.

また、本実施形態の被膜は、成分中に硬化に寄与するケイ素アルコキシドの加水分解物が含まれるため、高い耐擦傷性、高い硬度を有するとともに、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物単体から得られた被膜よりも基材との密着性、耐久性に優れる。   In addition, since the coating film of this embodiment contains a hydrolyzate of silicon alkoxide that contributes to curing, the coating film of this embodiment is obtained from a fluorine-containing silane compound alone having high scratch resistance and high hardness, and having a perfluoroamine structure. It is more excellent in adhesion and durability to the substrate than the coated film.

さらに、本実施形態の被膜は、原料のケイ素アルコキシドとしてTEOSを用い、酸性触媒としてギ酸を用いた加水分解物の硬化膜である場合に、透過率が95〜98%、ヘイズ0.1以下となり、優れた透明性を有する。したがって、透明な基材に被膜を形成した場合であっても、視認性を維持したまま、優れた防汚性を付与することが出来る。   Furthermore, when the coating film of this embodiment is a cured film of a hydrolyzate using TEOS as the raw material silicon alkoxide and formic acid as the acidic catalyst, the transmittance is 95 to 98% and the haze is 0.1 or less. , Has excellent transparency. Therefore, even when a film is formed on a transparent substrate, excellent antifouling properties can be imparted while maintaining visibility.

なお、本実施形態の被膜の撥水性は、水の接触角及び油の接触角によって評価することができる。接触角は、市販の測定装置(例えば、協和界面科学社製、「Drop Master M−700」)を用いて測定することができる。具体的には、シリンジにイオン交換水を準備し、静止状態で水が膜表面に触れた後の1000msec後の接触角を2/θ法により解析した値を水の接触角とすることができる。また、シリンジにn−ヘキサデカンを準備し、接触角を測定し、同様に解析した値を油の接触角とすることができる。   In addition, the water repellency of the film of this embodiment can be evaluated by the contact angle of water and the contact angle of oil. The contact angle can be measured using a commercially available measuring device (for example, “Drop Master M-700” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Specifically, ion exchange water is prepared in a syringe, and a value obtained by analyzing a contact angle after 1000 msec after water touches the membrane surface in a stationary state by the 2 / θ method can be used as the water contact angle. . Moreover, n-hexadecane is prepared for a syringe, a contact angle is measured, and the value analyzed similarly can be made into the contact angle of oil.

本実施形態の被膜の防汚性は、例えば、油性ペンのはじき性によって評価することができる。具体的には、被膜形成用組成物を用いて基材上に被膜を形成し、油性ペンを用いて被膜の表面に長さ1cmの直線を書き、そのはじきやすさを所定の基準に従って目視により評価することができる。   The antifouling property of the film of this embodiment can be evaluated by, for example, the repellent property of an oil pen. Specifically, a film is formed on a substrate using the film-forming composition, a straight line having a length of 1 cm is written on the surface of the film using an oil-based pen, and the ease of repelling is visually determined according to a predetermined standard. Can be evaluated.

本実施形態の被膜の透過率は、ガラス基材上に形成した被膜について、市販の測定装置(例えば、日立ハイテク社製、分光光度計「U−4100」)を用いて測定することができる。具体的には、ガラス基材を含む被膜の透過率を240〜2600nmの範囲で測定する。透過率については、可視光範囲である550nmでの値を確認する。   The transmittance | permeability of the film of this embodiment can be measured about the film formed on the glass base material using a commercially available measuring apparatus (For example, Hitachi High-Tech make, spectrophotometer "U-4100"). Specifically, the transmittance of the film containing the glass substrate is measured in the range of 240 to 2600 nm. About the transmittance | permeability, the value in 550 nm which is a visible light range is confirmed.

本実施形態の被膜のヘイズは、ガラス基材上に形成した被膜について、市販の測定装置(例えば、スガ試験機社製、ヘイズメーター「HZ−V3」)を用いて測定することができる。なお、ヘイズとは、膜の拡散透過率/全光線透過率×100であらわされる数値であり、膜が曇っている程、ヘイズ値が高くなる。   The haze of the film of this embodiment can be measured using a commercially available measuring device (for example, haze meter “HZ-V3” manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) for the film formed on the glass substrate. The haze is a numerical value represented by the diffuse transmittance of the film / the total light transmittance × 100, and the haze value increases as the film becomes cloudy.

本実施形態の被膜の密着性は、ガラス基材上に形成した被膜について、市販の粘着テープ(例えば、ニチバン社製、「セロテープCT−24」)を用いて、JIS−K5600の付着性(クロスカット法)試験法に基づき測定することが出来る。なお、被膜の透明性が高く、剥離状態が確認し難い際には、密着性試験前の透過率及びヘイズの値に比べて、密着性試験後の値が変化したか否かで、剥離の有無を確認することが出来る。   The adhesion of the film of this embodiment is determined by using a commercially available adhesive tape (for example, “Cello Tape CT-24” manufactured by Nichiban Co., Ltd.) for the film formed on the glass substrate. Cut method) It can be measured based on the test method. In addition, when the transparency of the film is high and it is difficult to confirm the peeled state, the value after the adhesion test is changed as compared with the transmittance and haze value before the adhesion test. The presence or absence can be confirmed.

本実施形態の被膜の耐久性は、高温高湿環境試験前後の透過率の変化率によって評価することができる。具体的には、先ず、被膜形成用組成物を用いてガラス基材上に被膜を形成し、形成した被膜について、基材の透過率、被膜を含む基材の透過率を測定する。次に、被膜形成後の基材を85℃85%RHの高温高湿状態とした環境試験器(例えば、エスペック社製、「PL−1K」)内に保管し、1000hrの耐久性試験を実施する。次いで、1000hr後の被膜付き基材について透過率を測定し、その変化率を確認することにより評価することができる。   The durability of the coating film of this embodiment can be evaluated by the change rate of the transmittance before and after the high temperature and high humidity environment test. Specifically, first, a film is formed on a glass substrate using the film forming composition, and the transmittance of the substrate and the transmittance of the substrate including the film are measured for the formed film. Next, the substrate after forming the film is stored in an environmental tester (for example, “PL-1K” manufactured by Espec Co., Ltd.) in a high-temperature and high-humidity state at 85 ° C. and 85% RH, and a durability test of 1000 hours is performed To do. Subsequently, it can evaluate by measuring the transmittance | permeability about the base material with a film after 1000 hours, and confirming the change rate.

ところで、一般的なケイ素アルコキシドにはアルコキシ基が4箇所存在するため、ガラス等の基材との反応性が高く、基材表面のヒドロキシ基との間で加水分解反応を起こす。これにより、基材表面にケイ素アルコキシドの加水分解物が被膜として容易に形成できることが知られている。しかしながら、ケイ素アルコキシドが有する4つのアルコキシ基のうち、他の官能基(例えば、アルキル基)などに置換されたシランカップリング剤では、アルコキシ基の反応性が低下することが知られており、アルコキシ基の数が減少するほど、反応性が低下すると考えられる。   By the way, since there are four alkoxy groups in a general silicon alkoxide, the reactivity with a base material such as glass is high, and a hydrolysis reaction occurs with a hydroxy group on the base material surface. Thereby, it is known that a hydrolyzate of silicon alkoxide can be easily formed as a film on the surface of the substrate. However, silane coupling agents substituted with other functional groups (for example, alkyl groups) among the four alkoxy groups possessed by silicon alkoxide are known to decrease the reactivity of alkoxy groups. It is believed that the reactivity decreases as the number of groups decreases.

ここで、上述した本実施形態の被膜形成用組成物に含まれるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物は、3つのアルコキシ基に対して、1つのペルフルオロアミン基を有している。このため、(A)含フッ素シラン化合物とガラス等の基材との反応性は、一般的なアルコキシ基を4つ持つケイ素アルコキシドよりも低いものと考えられる。また、上記(A)含フッ素シラン化合物は、ガラス等の基材と反応性が高いアルコキシ基に対して、分子内の対局に(反対側に)非常に嵩高いペルフルオロアミン基を有してしるため、基材への接触の機会及び基材との反応の機会がさらに減少すると考えられる。   Here, the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure contained in the film forming composition of the present embodiment described above has one perfluoroamine group with respect to three alkoxy groups. For this reason, it is thought that the reactivity of (A) a fluorine-containing silane compound and substrates, such as glass, is lower than the silicon alkoxide which has four general alkoxy groups. Further, the (A) fluorine-containing silane compound has a very bulky perfluoroamine group on the opposite side in the molecule (on the opposite side) with respect to an alkoxy group highly reactive with a substrate such as glass. Therefore, it is considered that the opportunity to contact the substrate and the reaction with the substrate are further reduced.

したがって、固形成分としてペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物のみを含む被膜形成用組成物から得られた被膜(すなわち、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物単体から得られた被膜)では、上記含フッ素シラン化合物と基材との反応性が不十分であることにより、十分なペルフルオロアミン基が被膜表面に存在しない状況となり、高い撥水性が得られないと推察される。さらには、形成される被膜の基材への密着性が低くなると推察される。   Therefore, in the film obtained from the film-forming composition containing only the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure as a solid component (that is, the film obtained from the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure alone), Since the reactivity between the fluorosilane compound and the substrate is insufficient, it is assumed that sufficient perfluoroamine groups do not exist on the surface of the coating, and that high water repellency cannot be obtained. Furthermore, it is guessed that the adhesiveness to the base material of the film formed becomes low.

これに対して、本実施形態の被膜は、固形成分としてペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、ケイ素アルコキシドの加水分解物とを含む、上述した本実施形態の被膜形成用組成物から得られた被膜である。ここで、被膜形成用組成物中に固形成分として含まれるケイ素アルコキシドの加水分解物は、基材等との反応性を高めるように機能すると考えられる。   In contrast, the film of the present embodiment is obtained from the film-forming composition of the present embodiment described above, which contains a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure as a solid component and a hydrolyzate of silicon alkoxide. Coating. Here, it is thought that the hydrolyzate of silicon alkoxide contained as a solid component in the composition for forming a film functions so as to increase the reactivity with the substrate and the like.

具体的には、基材の表面に被膜を形成する際に、ケイ素アルコキシドの加水分解物が、基材側に存在し、反応性の高いアルコキシ基とペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物の持つアルコキシ基とが反応することから、基材への密着性が高くなると推察される。さらには、本実施形態の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、ケイ素アルコキシドが基材との間に存在してペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物との反応点を増やしていることから、上記含フッ素シラン化合物単体から得られた被膜よりも高い撥水性を有すると推察される。   Specifically, when a film is formed on the surface of the substrate, a hydrolyzate of silicon alkoxide is present on the substrate side, and the fluorine-containing silane compound having a highly reactive alkoxy group and a perfluoroamine structure has Since the alkoxy group reacts, it is assumed that the adhesion to the base material is increased. Furthermore, in the film formed using the film forming composition of the present embodiment, silicon alkoxide exists between the substrate and the reaction point with the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure is increased. From this, it is presumed that the film has higher water repellency than the film obtained from the above-mentioned fluorine-containing silane compound alone.

以上説明したように、本実施形態の被膜形成用組成物によれば、生体蓄積性や環境適応性の点で問題となる炭素数8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル基を含有することなく、高い撥水性及び優れた防汚性を有する被膜を形成することが可能である。   As described above, according to the film forming composition of the present embodiment, it is high without containing a linear perfluoroalkyl group having 8 or more carbon atoms, which is a problem in terms of bioaccumulation and environmental adaptability. It is possible to form a film having water repellency and excellent antifouling properties.

特に、本実施形態の被膜形成用組成物には、含窒素ペルフルオロアルキル基として、窒素原子上で分枝する複数の短鎖長構造のペルフルオロアルキル基、つまりペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物が含まれている。このペルフルオロアミン構造は嵩高いため、短鎖長構造のペルフルオロアルキル基しか有しないにもかかわらず、炭素数が8以上の直鎖状ペルフルオロアルキル構造を有する含フッ素シラン化合物と比べても、高い撥水撥油性などの上述したフッ素基に起因する高い特性を付与することが可能となる。   In particular, in the film forming composition of the present embodiment, as the nitrogen-containing perfluoroalkyl group, there are a plurality of short-chain long structure perfluoroalkyl groups branched on the nitrogen atom, that is, a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure. include. Since this perfluoroamine structure is bulky, it has a high repellency compared to a fluorine-containing silane compound having a linear perfluoroalkyl structure having 8 or more carbon atoms, although it has only a short-chain-length perfluoroalkyl group. It is possible to impart high characteristics due to the above-described fluorine group such as water / oil repellency.

本実施形態の被膜形成用組成物の製造方法によれば、上記被膜形成用組成物を簡便かつ安全に調製することが可能である。   According to the method for producing a film forming composition of the present embodiment, the film forming composition can be prepared easily and safely.

本実施形態の皮膜は、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物単体から得られた被膜よりも高い撥水性及び優れた防汚性を有する。また、優れた透明性、基材との密着性および耐久性も備える。   The film of this embodiment has higher water repellency and excellent antifouling properties than a film obtained from a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure. It also has excellent transparency, adhesion to the substrate and durability.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。具体的には、上述した実施形態では、被膜形成用組成物中に、含フッ素シラン化合物およびケイ素アルコキシドとして、それぞれ一種類のみ含まれる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被膜形成用組成物中に、2種以上の含フッ素シラン化合物を含有していてもよいし、2種以上のケイ素アルコキシドの加水分解物が含まれていてもよい。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Specifically, in the above-described embodiment, an example in which only one kind of each of the fluorine-containing silane compound and the silicon alkoxide is included in the film forming composition is described, but the present invention is not limited to this. For example, the film forming composition may contain two or more fluorine-containing silane compounds, or may contain a hydrolyzate of two or more silicon alkoxides.

以下、実施例によって本発明の効果をさらに詳細に説明する。なお、本発明は実施例によって、なんら限定されるものではない。   Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail by way of examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.

<合成例>
(含フッ素シラン化合物1)
滴下ロートを備えた三口フラスコに、水素化ホウ素ナトリウム(14.1g)(東京化成社製)とテトラヒドロフラン(310ml)とを投入した。滴下ロートに、(CHCHCHCHNCHCHCOCHの電解フッ素化によって得られる、(CFCFCFCFNCFCFCOF(371.0g、純度70%)を入れ、室温で徐々に滴下した。
<Synthesis example>
(Fluorine-containing silane compound 1)
Sodium borohydride (14.1 g) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and tetrahydrofuran (310 ml) were charged into a three-necked flask equipped with a dropping funnel. In the dropping funnel, (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 ) 2 NCF 2 CF 2 COF (371.3) obtained by electrolytic fluorination of (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 ) 2 NCH 2 CH 2 CO 2 CH 3 . 0 g, purity 70%) was added and gradually added dropwise at room temperature.

滴下終了後、室温で1時間攪拌した後、水、塩酸水溶液で反応液をクエンチし、クロロホルムを加えて分液した。得られたクロロホルム層を塩酸水溶液および水による洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後、得られた溶液をロータリーエバポレーターにより濃縮した。さらに、得られた溶液を減圧蒸留することでアルコール体(171.0g、収率68%)を得た。   After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and then the reaction solution was quenched with water and an aqueous hydrochloric acid solution, and chloroform was added to separate the layers. The obtained chloroform layer was washed with an aqueous hydrochloric acid solution and water and dried over magnesium sulfate, and then the obtained solution was concentrated by a rotary evaporator. Furthermore, the obtained solution was distilled under reduced pressure to obtain an alcohol form (171.0 g, yield 68%).

滴下ロートを備えた三口フラスコに、得られたアルコール体(129.1g)と、t−ブタノール(129.0g)(東京化成社製)、カリウムt−ブトキシド(32.3g)(和光純薬株式会社製)を投入した。滴下ロートに臭化アリル(53.6g)(和光純薬社製)を入れ、0℃で徐々に滴下した。   In a three-necked flask equipped with a dropping funnel, the obtained alcohol (129.1 g), t-butanol (129.0 g) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), potassium t-butoxide (32.3 g) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Company). Allyl bromide (53.6 g) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the dropping funnel and gradually dropped at 0 ° C.

滴下終了後、室温で1時間攪拌した。反応液を濾過後、得られた濾液にクロロホルムを投入し、水で洗浄を行い、硫酸マグネシウムで乾燥した後、得られた溶液をロータリーエバポレーターにより濃縮した。さらに、得られた溶液を減圧蒸留することでアリルエーテル(56.5g、収率41%)体を得た。   After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After filtering the reaction solution, chloroform was added to the obtained filtrate, washed with water and dried over magnesium sulfate, and then the obtained solution was concentrated by a rotary evaporator. Furthermore, the obtained solution was distilled under reduced pressure to obtain an allyl ether (56.5 g, yield 41%) isomer.

次に得られたアリルエーテル体(23.9g)とトルエン(50ml)、1、3−ジビニル−1、1、3、3−テトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液(0.3ml)(シグマアルドリッチ社製)、トリメトキシシラン(5.6g)(東京化成社製)を混合し、60℃で4時間反応させた。得られた溶液をエバポレータで濃縮し、減圧蒸留することで、下記一般式(71)で示される含フッ素シラン化合物(A)(15.0g、収率53%)を得た。   Next, the obtained allyl ether (23.9 g) and toluene (50 ml), 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane platinum complex xylene solution (0.3 ml) (Sigma Aldrich) Product) and trimethoxysilane (5.6 g) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. The resulting solution was concentrated with an evaporator and distilled under reduced pressure to obtain a fluorinated silane compound (A) represented by the following general formula (71) (15.0 g, yield 53%).

Figure 2016060816
Figure 2016060816

(含フッ素シラン化合物2)
滴下ロートを備えた三口フラスコに、上記含フッ素シラン化合物1と同様にして得られるアルコール体(200.0g)と、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(70.7g)(東京化成社製)、アセトニトリル(300ml)、ジブチル錫ジラウレート(3滴)(和光純薬社製)を混合し、70℃で4時間攪拌した。得られた溶液をエバポレータで濃縮し、減圧下(2Torr)、140℃で乾燥させることにより、下記一般式(72)で示される含フッ素シラン化合物(A)(233.5g、収率98%)を得た。
(Fluorine-containing silane compound 2)
In a three-necked flask equipped with a dropping funnel, an alcohol (200.0 g) obtained in the same manner as the fluorine-containing silane compound 1, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (70.7 g) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), acetonitrile (300 ml) and dibutyltin dilaurate (3 drops) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed and stirred at 70 ° C. for 4 hours. The obtained solution was concentrated with an evaporator and dried at 140 ° C. under reduced pressure (2 Torr) to give a fluorinated silane compound (A) represented by the following general formula (72) (233.5 g, yield 98%). Got.

Figure 2016060816
Figure 2016060816

(含フッ素シラン化合物3)
滴下ロートを備えた三口フラスコに、アリルアミン(19.4g)(和光純薬社製)とジイソプロピルエーテル(200ml)とを投入した。滴下ロートに、(CHNCHCH(CH)COCHの電解フッ素化によって得られる、(CFNCFCF(CF)COF(63.3g、純度50%)を入れ、0℃で徐々に滴下した。
(Fluorine-containing silane compound 3)
Allylamine (19.4 g) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and diisopropyl ether (200 ml) were charged into a three-necked flask equipped with a dropping funnel. In a dropping funnel, (CF 3 ) 2 NCF 2 CF (CF 3 ) COF (63.3 g, purity 50%) obtained by electrolytic fluorination of (CH 3 ) 2 NCH 2 CH (CH 3 ) CO 2 CH 3 And gradually added dropwise at 0 ° C.

滴下終了後、室温で1時間攪拌した後、水酸化ナトリウム水溶液、水で反応液を洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別した後、得られた溶液をロータリーエバポレーターにより濃縮した。さらに、得られた溶液を減圧蒸留することでアリルアミド体(21.0g、収率60%)を得た。   After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, washed with an aqueous sodium hydroxide solution and water, and dried by adding magnesium sulfate. After magnesium sulfate was filtered off, the resulting solution was concentrated by a rotary evaporator. Furthermore, the allylamide body (21.0 g, yield 60%) was obtained by distilling the obtained solution under reduced pressure.

次に得られたアリルアミド体(14.7g)とトルエン(50ml)、1、3−ジビニル−1、1、3、3−テトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液(0.3ml)(シグマアルドリッチ社製)、トリメトキシシラン(5.6g)(東京化成社製)を混合し、60℃で4時間反応させた。得られた溶液をエバポレータで濃縮し、減圧蒸留することで、下記一般式(73)で示される含フッ素シラン化合物(A)(15.1g、収率78%)を得た。   Next, the obtained allylamide (14.7 g) and toluene (50 ml), 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane platinum complex xylene solution (0.3 ml) (manufactured by Sigma-Aldrich) ) And trimethoxysilane (5.6 g) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. The obtained solution was concentrated with an evaporator and distilled under reduced pressure to obtain a fluorinated silane compound (A) represented by the following general formula (73) (15.1 g, yield 78%).

Figure 2016060816
Figure 2016060816

(ケイ素アルコキシドの加水分解物)
被膜形成用組成物のうち、ケイ素アルコキシドの加水分解物を下記に示す方法によって調整した。
具体的には、先ず、ケイ素アルコキシドとして、テトラエトキシシラン(TEOS)を用意し、セパラブルフラスコに投入した。このケイ素アルコキシドの質量を1とした際に、1質量部に対して、1.0質量部となる量のエタノールを有機溶媒として添加し、30℃の温度で15分撹拌することにより、第1液を調製した。
(Hydrolyzed silicon alkoxide)
Of the composition for film formation, a hydrolyzate of silicon alkoxide was prepared by the following method.
Specifically, first, tetraethoxysilane (TEOS) was prepared as a silicon alkoxide and charged into a separable flask. When the mass of the silicon alkoxide is 1, the amount of ethanol to be 1.0 part by mass is added as an organic solvent with respect to 1 part by mass, and the mixture is stirred at a temperature of 30 ° C. for 15 minutes. A liquid was prepared.

また、この第1液とは別に、ケイ素アルコキシド1質量部に対して1.0質量部となる量のイオン交換水と、0.01質量部となる量の硝酸とを無機酸としてビーカー内に投入して混合し、30℃の温度で15分間撹拌することにより第2液を調製した。   Separately from the first solution, 1.0 part by mass of ion-exchanged water with respect to 1 part by mass of silicon alkoxide and 0.01 parts by mass of nitric acid are used as inorganic acids in the beaker. The second liquid was prepared by charging and mixing and stirring at a temperature of 30 ° C. for 15 minutes.

次に、調製した上記第1液を、ウォーターバスにて55℃の温度に保持し、この第1液に上記第2液を添加し、上記温度を保持した状態で60分間撹拌した。これにより、SiO換算で固形分10質量%の、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。 Next, the prepared first liquid was maintained at a temperature of 55 ° C. in a water bath, the second liquid was added to the first liquid, and the mixture was stirred for 60 minutes while maintaining the temperature. Thereby, a hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) having a solid content of 10% by mass in terms of SiO 2 was obtained.

また、同様にして、SiO換算で固形分10質量%の、異なる平均分子量のケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:1×10,2×10)をそれぞれ調整した。 Similarly, hydrolysates (B) (average molecular weights: 1 × 10 3 , 2 × 10 4 ) of silicon alkoxides having different average molecular weights having a solid content of 10% by mass in terms of SiO 2 were prepared.

(実施例1)
有機溶媒として、エタノールを42.7g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を0.3g秤量添加する。その後、事前に調製した上記(B)ケイ素アルコキシドの加水分解物(平均分子量:4×10)を7g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
Example 1
As an organic solvent, 42.7 g of ethanol is prepared, and 0.3 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 7 g of the hydrolyzate (average molecular weight: 4 × 10 3 ) of the above-mentioned (B) silicon alkoxide prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例2)
有機溶媒として、イソプロピルアルコールを41.8g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(72)で示す化合物を0.2g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を8g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 2)
As an organic solvent, 41.8 g of isopropyl alcohol is prepared, and 0.2 g of a compound represented by the above formula (72) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 8 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例3)
有機溶媒として、イソプロピルアルコールを44.5g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(73)で示す化合物を0.5g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を5g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 3)
As an organic solvent, 44.5 g of isopropyl alcohol is prepared, and 0.5 g of a compound represented by the above formula (73) is weighed and added as a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 5 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例4)
まず、ケイ素アルコキシドとして、テトラエトキシシラン(TEOS)を用意し、セパラブルフラスコに投入する。このケイ素アルコキシドの質量を1とした際に、1質量部に対して、0.5質量部となる上記式(71)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を添加し、さらに1.1質量部となる量のエタノールを有機溶媒として添加し、30℃の温度で15分撹拌することにより、第1液を調製した。
Example 4
First, tetraethoxysilane (TEOS) is prepared as a silicon alkoxide and charged into a separable flask. When the mass of the silicon alkoxide is 1, the fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (71) is 0.5 parts by mass with respect to 1 part by mass, and An amount of ethanol of 1.1 parts by mass was added as an organic solvent and stirred at a temperature of 30 ° C. for 15 minutes to prepare a first liquid.

また、この第1液とは別に、ケイ素アルコキシド1質量部に対して0.85質量部となる量のイオン交換水と、0.01質量部となる量の硝酸を無機酸としてビーカー内に投入して混合し、30℃の温度で15分間撹拌することにより第2液を調製した。次に、上記調製した第1液を、ウォーターバスにて60℃の温度に保持してから、この第1液に第2液を添加し、上記温度を保持した状態で60分間撹拌した。これにより、上記式(71)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。 Separately from this first liquid, ion exchange water in an amount of 0.85 parts by mass and nitric acid in an amount of 0.01 parts by mass with respect to 1 part by mass of silicon alkoxide are charged into the beaker as inorganic acids. And a second liquid was prepared by stirring at a temperature of 30 ° C. for 15 minutes. Next, after maintaining the prepared first liquid at a temperature of 60 ° C. in a water bath, the second liquid was added to the first liquid and stirred for 60 minutes while maintaining the temperature. This obtained the hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 * 10 < 3 >) of silicon alkoxide containing the fluorine-containing silane compound (A) which has a perfluoroamine structure shown to the said Formula (71).

次に、有機溶媒として、エタノールを45g準備し、上記式(71)に示す含フッ素シラン化合物(A)を含むケイ素アルコキシドの加水分解物(B)を5g秤量添加し、被膜形成用組成物を調製した。   Next, 45 g of ethanol was prepared as an organic solvent, and 5 g of hydrolyzate of silicon alkoxide (B) containing the fluorinated silane compound (A) represented by the above formula (71) was weighed and added to form a film-forming composition. Prepared.

(実施例5)
上記実施例4と同様にして、上記式(72)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。
次に、有機溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテルを45g準備し、上記式(72)に示す含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)を5g秤量添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 5)
In the same manner as in Example 4, a hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) containing a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (72). Obtained.
Next, 45 g of propylene glycol monomethyl ether was prepared as an organic solvent, and 5 g of hydrolyzate of silicon alkoxide (B) containing the fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (72) was added to form a film. A composition was prepared.

(実施例6)
上記実施例4と同様にして、上記式(73)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。
次に、有機溶媒として、イソプロパノールを40g準備し、上記式(73)に示す含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)を10g秤量添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 6)
In the same manner as in Example 4, a hydrolyzate of silicon alkoxide (average molecular weight: 4 × 10 3 ) containing a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (73). Obtained.
Next, 40 g of isopropanol was prepared as an organic solvent, 10 g of a hydrolyzate of silicon alkoxide (B) containing the fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (73) was added, and a film-forming composition was formed. Was prepared.

(実施例7)
有機溶媒として、エタノールを40.9g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を0.1g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を9g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 7)
As an organic solvent, 40.9 g of ethanol is prepared, and 0.1 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Then, 9 g of the hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) of the silicon alkoxide prepared in advance was added to prepare a film forming composition.

(実施例8)
有機溶媒として、イソプロパノールを43.6g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を0.4g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を6g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 8)
As an organic solvent, 43.6 g of isopropanol is prepared, and 0.4 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 6 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例9)
有機溶媒として、イソプロパノールを46.3g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(73)で示す化合物を0.7g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を3g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
Example 9
As an organic solvent, 46.3 g of isopropanol is prepared, and 0.7 g of a compound represented by the above formula (73) is added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 3 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例10)
有機溶媒として、イソプロパノールを45.85g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(73)で示す化合物を0.65g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を3.5g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 10)
As an organic solvent, 45.85 g of isopropanol is prepared, and 0.65 g of a compound represented by the above formula (73) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 3.5 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例11)
上記実施例4と同様にして、上記式(72)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。
次に、有機溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテルを40g準備し、上記式(73)に示す含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)を10g秤量添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 11)
In the same manner as in Example 4, a hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) containing a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (72). Obtained.
Next, 40 g of propylene glycol monomethyl ether was prepared as an organic solvent, and 10 g of hydrolyzate of silicon alkoxide (B) containing the fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (73) was added to form a film. A composition was prepared.

(実施例12)
有機溶媒として、エタノールを49.32g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(73)で示す化合物を0.65g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を0.34g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 12)
As an organic solvent, 49.32 g of ethanol is prepared, and 0.65 g of a compound represented by the above formula (73) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 0.34 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(実施例13)
上記実施例4と同様の方法で、ケイ素アルコキシドの質量を1とした際に、1質量部に対して、0.01質量部となる上記式(72)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を添加して、上記式(72)に示すペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を得た。
次に、有機溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテルを40g準備し、上記式(73)に示す含フッ素シラン化合物(A)を含む、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)を10g秤量添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 13)
Fluorine-containing silane having a perfluoroamine structure represented by the above formula (72), which is 0.01 parts by mass with respect to 1 part by mass when the mass of silicon alkoxide is 1 by the same method as in Example 4 above. A compound (A) is added and a hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) containing a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (72). Obtained.
Next, 40 g of propylene glycol monomethyl ether was prepared as an organic solvent, and 10 g of hydrolyzate of silicon alkoxide (B) containing the fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (73) was added to form a film. A composition was prepared.

(実施例14)
有機溶媒として、エタノールを42.7g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を0.3g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:1×10)を7g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 14)
As an organic solvent, 42.7 g of ethanol is prepared, and 0.3 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 7 g of the hydrolyzate (B) (average molecular weight: 1 × 10 3 ) of the silicon alkoxide prepared in advance was added to prepare a film forming composition.

(実施例15)
有機溶媒として、イソプロピルアルコールを41.8g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(72)で示す化合物を0.2g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:2×10)を8g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Example 15)
As an organic solvent, 41.8 g of isopropyl alcohol is prepared, and 0.2 g of a compound represented by the above formula (72) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 8 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 2 × 10 4 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(比較例1)
有機溶媒として、エタノールを48g準備し、下記式(74)であらわされる含フッ素シラン化合物(A)(C6FAS:和光純薬社製)を2g添加し、調製した被膜形成用組成物を比較例1とした。
CF−(CF−CH−CH−Si(OCH ・・・(74)
(Comparative Example 1)
As an organic solvent, 48 g of ethanol was prepared, 2 g of a fluorine-containing silane compound (A) represented by the following formula (74) (C6FAS: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the prepared film forming composition was Comparative Example 1. It was.
CF 3 - (CF 2) 5 -CH 2 -CH 2 -Si (OCH 3) 3 ··· (74)

(比較例2)
有機溶媒として、エタノールを48g準備し、下記式(75)であらわされる含フッ素シラン化合物(A)(C8FAS:東京化成社製)を2g添加し、調製した被膜形成用組成物を比較例2とした。
CF−(CF−CH−CH−Si(OCH・・・(75)
(Comparative Example 2)
As an organic solvent, 48 g of ethanol was prepared, 2 g of a fluorine-containing silane compound (A) represented by the following formula (75) (C8FAS: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the prepared film forming composition was compared with Comparative Example 2 did.
CF 3 - (CF 2) 7 -CH 2 -CH 2 -Si (OCH 3) 3 ··· (75)

(比較例3)
有機溶媒として、エタノールを48g準備し、上記式(72)であらわされるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)を2g添加し、調製した被膜形成用組成物を比較例3とした。
(Comparative Example 3)
As an organic solvent, 48 g of ethanol was prepared, 2 g of a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure represented by the above formula (72) was added, and the prepared film forming composition was set as Comparative Example 3.

(比較例4)
有機溶媒として、エタノールを42g準備し、ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を8g添加し、調製した被膜形成用組成物を比較例4とした。
(Comparative Example 4)
As an organic solvent, 42 g of ethanol was prepared, 8 g of hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) was added, and the prepared film forming composition was set as Comparative Example 4.

(比較例5)
有機溶媒として、エタノールを47.6g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を2g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を0.4g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Comparative Example 5)
As an organic solvent, 47.6 g of ethanol is prepared, and 2 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorine-containing silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Then, 0.4 g of the hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added to prepare a film-forming composition.

(比較例6)
有機溶媒として、エタノールを20g準備し、ペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物(A)として、上記式(71)で示す化合物を0.03g秤量添加する。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を29.97g添加し、被膜形成用組成物を調製した。
(Comparative Example 6)
As an organic solvent, 20 g of ethanol is prepared, and 0.03 g of a compound represented by the above formula (71) is weighed and added as a fluorinated silane compound (A) having a perfluoroamine structure. Thereafter, 29.97 g of the previously prepared hydrolyzate of silicon alkoxide (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) was added to prepare a film-forming composition.

(比較例7)
有機溶媒として、エタノールを42.7g準備し、上記式(74)であらわされる含フッ素シラン化合物(A)(C6FAS:和光純薬社製)を0.3g添加した。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を7g添加し、被膜形成用組成物を比較例7とした。
(Comparative Example 7)
As an organic solvent, 42.7 g of ethanol was prepared, and 0.3 g of a fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (74) (C6FAS: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Thereafter, 7 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added, and the film-forming composition was defined as Comparative Example 7.

(比較例8)
有機溶媒として、エタノールを42.7g準備し、上記式(75)であらわされる含フッ素シラン化合物(A)(C8FAS:東京化成社製)を0.3g添加した。その後、事前に調製した上記ケイ素アルコキシドの加水分解物(B)(平均分子量:4×10)を7g添加し、被膜形成用組成物を比較例8とした。
(Comparative Example 8)
As an organic solvent, 42.7 g of ethanol was prepared, and 0.3 g of a fluorine-containing silane compound (A) represented by the above formula (75) (C8FAS: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. Thereafter, 7 g of the silicon alkoxide hydrolyzate (B) (average molecular weight: 4 × 10 3 ) prepared in advance was added, and the film-forming composition was defined as Comparative Example 8.

<評価方法>
(被膜の撥水性評価)
上記実施例1〜15及び上記比較例1〜8において調製した被膜形成用組成物を用いた被膜について、水を付着させた際の接触角測定を行い、撥水性を評価した。なお、被処理物(基材)にはスライドガラスを用い、上記被膜形成用組成物をスピンコート法により塗布し、得られた膜を120℃で30分焼成させることにより、評価用部材を得た。また、接触角測定は、協和界面科学社製、CA−700型接触角計を用い、水の液滴量は2μlとし、表面処理部材上の任意5点で接触角を測定し、その平均値を算出した。評価結果を表1に表わす。
<Evaluation method>
(Water repellency evaluation of coating)
About the film using the composition for film formation prepared in the said Examples 1-15 and the said Comparative Examples 1-8, the contact angle measurement at the time of making water adhere was performed, and water repellency was evaluated. In addition, the member for evaluation was obtained by using a glass slide for the object to be processed (base material), applying the film-forming composition by a spin coating method, and baking the obtained film at 120 ° C. for 30 minutes. It was. The contact angle was measured using a CA-700 contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., the amount of water droplets was 2 μl, the contact angle was measured at any five points on the surface treatment member, and the average value was obtained. Was calculated. The evaluation results are shown in Table 1.

(被膜の透明性評価)
上記実施例1〜15及び上記比較例1〜8において調製した被膜形成用組成物を用いた被膜について、透過率及びヘイズの測定を行い、透明性を評価した。
「透過率」
評価部材を上記撥水性評価部材と同様にして調整し、日立ハイテク社製の分光光度計U−4100を用いて、評価部材(基材を含む被膜)の透過率を240〜2600nmの範囲で測定した。透過率については、可視光範囲である550nmでの値を確認した。評価結果を下記表1に示す。
(Evaluation of film transparency)
The transmittance | permeability and haze were measured about the film using the composition for film formation prepared in the said Examples 1-15 and the said Comparative Examples 1-8, and transparency was evaluated.
"Transmissivity"
The evaluation member was adjusted in the same manner as the water repellency evaluation member, and the transmittance of the evaluation member (coating containing the substrate) was measured in the range of 240 to 2600 nm using a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi High-Tech. did. About the transmittance | permeability, the value in 550 nm which is a visible light range was confirmed. The evaluation results are shown in Table 1 below.

「ヘイズ」
評価部材を上記撥水性評価部材と同様にして調整し、スガ試験機社製のヘイズメーターHZ−V3を用いて、評価部材(基材を含む被膜)のヘイズ測定を行った。評価結果を下記表1に示す。なお、ヘイズは、膜の拡散透過率/全光線透過率×100であらわされる数値である。
"Haze"
The evaluation member was adjusted in the same manner as the water repellency evaluation member, and the haze measurement of the evaluation member (coating containing the substrate) was performed using a haze meter HZ-V3 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. The evaluation results are shown in Table 1 below. The haze is a numerical value represented by the diffusion transmittance of the film / total light transmittance × 100.

(被膜の強度評価)
上記実施例1〜15及び上記比較例1〜8において調製した被膜形成用組成物を用いた被膜について、密着性及び耐久性の測定を行い、被膜の強度を評価した。
「密着性」
評価部材を上記撥水性評価部材と同様にして調整し、粘着テープ(ニチバン社製、セロテープCT−24)を用いて、評価部材の表面に粘着テープを接触させ、押しつけた後に引き剥がし、被膜の剥がれの程度を以下の基準に従って目視により評価した。評価結果を下記表1に示す。
◎:被膜の密着性が高く、テープ側に付着が無かった場合
○:基材の端面や角の位置でのみテープ側に付着が確認された場合
△:試験範囲の1/2以下でテープ側に付着が確認された場合
×:試験範囲のほぼ全面でテープ側に付着が確認された場合
(Evaluation of coating strength)
About the film using the composition for film formation prepared in the said Examples 1-15 and the said Comparative Examples 1-8, adhesiveness and durability were measured and the intensity | strength of the film was evaluated.
"Adhesion"
The evaluation member was prepared in the same manner as the water repellency evaluation member, and the adhesive tape was brought into contact with the surface of the evaluation member using an adhesive tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., cello tape CT-24). The degree of peeling was evaluated visually according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1 below.
◎: When the adhesion of the coating is high and there is no adhesion on the tape side ○: When adhesion is confirmed on the tape side only at the end face or corner position of the base material △: Tape side at half or less of the test range ×: When adhesion is confirmed on the tape side over almost the entire test range

「耐久性」
評価部材を上記撥水性評価部材と同様にして調整し、評価部材(被膜形成後の被膜を含む基材)の透過率を初期評価として測定した。その後、評価部材を85℃85%RHの高温高湿状態とした環境試験器内に保管し、1000hrの耐久性試験を実施した。環境試験器は、エスペック社製PL−1Kを使用した。1000hr後の評価部材の透過率を測定し、その変化率を確認した。
1000hr後の透過率/初期評価の透過率×100=変化率(%)
評価結果を下記表1に示す。
"durability"
The evaluation member was adjusted in the same manner as the water repellency evaluation member, and the transmittance of the evaluation member (base material including the film after forming the film) was measured as an initial evaluation. Thereafter, the evaluation member was stored in an environmental tester in a high-temperature and high-humidity state at 85 ° C. and 85% RH, and a 1000 hr durability test was performed. As the environmental tester, PL-1K manufactured by Espec was used. The transmittance of the evaluation member after 1000 hours was measured, and the rate of change was confirmed.
Transmittance after 1000 hr / transmittance of initial evaluation × 100 = change rate (%)
The evaluation results are shown in Table 1 below.

(被膜の防汚性評価)
「油性ペンのはじき性評価」
上記実施例1〜15及び上記比較例1〜8において調製した被膜形成用組成物を用いた被膜について、油性ペン(内田洋行社製、「マジックインキ」)を付着させた際のはじき性の評価(油性ペンのはじき性評価)を行い、被膜の防汚性を評価した。なお、評価部材は上記撥水性評価部材と同様にして調整し、油性ペンを用いて部材表面に長さ1cmの直線を書き、そのはじきやすさを以下の基準に従って目視により評価した。評価結果を下記表1に示す。
○:はじきが見られる
△:部分的にはじく
×:全くはじかない
(Evaluation of antifouling properties of coating)
"Evaluation of repellency of oil pen"
Evaluation of repellency when an oil-based pen ("Magic Ink" manufactured by Uchida Yoko Co., Ltd.) is attached to the film using the film forming composition prepared in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 8. (Evaluation of repellency of oil-based pen) was performed to evaluate the antifouling property of the coating. The evaluation member was prepared in the same manner as the above-described water repellency evaluation member, and a straight line having a length of 1 cm was written on the surface of the member using an oil-based pen. The evaluation results are shown in Table 1 below.
○: Repelled △: Partially repelled ×: Not repelled at all

Figure 2016060816
Figure 2016060816

表1に示すように、本発明の被膜形成用組成物(実施例1〜15)を用いて形成した被膜は、炭素数8以上のペルフルオロアルキル基を含有しないにもかかわらず、従来の含フッ素シラン化合物を用いた場合(比較例1,2,7,8)よりも優れた水の接触角(110°以上)および油性ペンのはじき性(評価:○)を示していることから、優れた特性(高い撥水性及び優れた防汚性)を有していることがわかった。   As shown in Table 1, the films formed using the film-forming compositions of the present invention (Examples 1 to 15) do not contain perfluoroalkyl groups having 8 or more carbon atoms, but are conventional fluorine-containing. Since the contact angle of water (110 ° or more) and the repellency (evaluation: ◯) of oil-based pens are superior to those when using silane compounds (Comparative Examples 1, 2, 7, 8) It was found to have properties (high water repellency and excellent antifouling properties).

また、本発明の被膜形成用組成物(実施例1〜15)を用いて形成した被膜は、被膜形成用組成物中にケイ素アルコキシドの加水分解物を含んでいるため、優れた透明性(透過率及びヘイズ)と優れた膜強度(密着性及び耐久性)を有していることがわかった。   Moreover, since the film formed using the film forming composition of the present invention (Examples 1 to 15) contains a hydrolyzate of silicon alkoxide in the film forming composition, excellent transparency (transmission) Rate and haze) and excellent film strength (adhesion and durability).

これに対して、表1に示すように、比較例1〜3の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、被膜形成用組成物中にケイ素アルコキシドの加水分解物を含まないため、水の接触角が110°未満であり、油性ペンのはじき性の評価が「△」であった。また、耐久性が85%以下であり、いずれも実施例1〜15を用いて形成した被膜よりも低いことがわかった。   On the other hand, as shown in Table 1, in the film formed using the film forming composition of Comparative Examples 1 to 3, the film forming composition does not contain a hydrolyzate of silicon alkoxide. The contact angle was less than 110 °, and the repellency of the oil pen was evaluated as “Δ”. Moreover, durability was 85% or less, and it turned out that all are lower than the film formed using Examples 1-15.

また、比較例7及び比較例8の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、被膜形成用組成物中にケイ素アルコキシドの加水分解物を含んでいるため、耐久性が90%以上であるものの、従来の含フッ素シラン化合物を用いて形成したため、水の接触角が110°未満であり、油性ペンのはじき性の評価が「△」であった。   Moreover, in the film formed using the film forming composition of Comparative Example 7 and Comparative Example 8, since the hydrolyzate of silicon alkoxide is contained in the film forming composition, the durability is 90% or more. However, since it was formed using a conventional fluorine-containing silane compound, the contact angle of water was less than 110 °, and the evaluation of the repellency of the oil-based pen was “Δ”.

また、比較例4の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、透明性及び密着性には優れていることがわかった。しかしながら、被膜形成用組成物中にペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物を含まないため、水の接触角が45°であり撥油性が低く、油性ペンのはじき性の評価も「×」であることがわかった。   It was also found that the film formed using the film forming composition of Comparative Example 4 was excellent in transparency and adhesion. However, since the film-forming composition does not contain a fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure, the contact angle of water is 45 °, the oil repellency is low, and the repellent evaluation of the oil-based pen is also “x”. I understood it.

また、比較例5の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、被膜形成用組成物中の固形成分比率においてペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物が1%であり、2%未満であるため、水の接触角が110°未満であり撥油性が低く、油性ペンのはじき性の評価も「△」であることがわかった。また、被膜形成用組成物中のケイ素アルコキシドの加水分解物の含有量が少ないため、被膜の密着性の評価も「△」であることがわかった。   Moreover, in the film formed using the film forming composition of Comparative Example 5, the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure is 1% and less than 2% in the solid component ratio in the film forming composition. Therefore, it was found that the contact angle of water was less than 110 °, the oil repellency was low, and the evaluation of the repellent property of the oil pen was “Δ”. Moreover, since the content of the hydrolyzate of silicon alkoxide in the film forming composition is small, it was found that the adhesion evaluation of the film was also “Δ”.

また、比較例6の被膜形成用組成物を用いて形成した被膜では、被膜形成用組成物中の固形成分比率においてペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物が98%であり、95%を超えて含まれているため、水の接触角が90°であり撥油性が低く、油性ペンのはじき性の評価も「×」であることがわかった。   Further, in the film formed using the film forming composition of Comparative Example 6, the fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure in the solid component ratio in the film forming composition was 98%, exceeding 95%. As a result, the water contact angle was 90 °, the oil repellency was low, and the evaluation of the repellent property of the oil pen was “x”.

本発明の被膜形成用組成物は、防汚性、耐指紋性、撥水撥油性、離型性、耐湿性、耐水性、潤滑性、耐熱性等の各種特性を付与するコーティング剤や、耐熱性付与する塗料の添加剤等の表面処理剤などの広範な用途において有用である。   The film-forming composition of the present invention is a coating agent that imparts various properties such as antifouling properties, fingerprint resistance, water and oil repellency, release properties, moisture resistance, water resistance, lubricity, and heat resistance, and heat resistance. It is useful in a wide range of applications such as a surface treatment agent such as a paint additive for imparting properties.

Claims (6)

下記一般式(1)で示されるペルフルオロアミン構造を有する含フッ素シラン化合物と、
ケイ素アルコキシドの加水分解物と、
有機溶媒と、を含む、被膜形成用組成物。
Figure 2016060816
上記式(1)中、m及びnは、それぞれ同一又は互いに異なる1〜6の整数である。また、Rfは、炭素数1〜6のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分枝状であってもよい。
また、上記式(1)中、Xは2価の有機基であり、炭素数2〜10の炭化水素基であって、エーテル結合、エステル結合、アミド結合およびウレタン結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。
さらに、上記式(1)中、Rは低級アルキル基またはフェニル基、Zは加水分解性基である(ただし、aは0〜3の整数)。
A fluorine-containing silane compound having a perfluoroamine structure represented by the following general formula (1);
A hydrolyzate of silicon alkoxide;
A film-forming composition comprising an organic solvent.
Figure 2016060816
In the above formula (1), m and n are the same or different integers of 1 to 6, respectively. Rf 1 is a C 1-6 perfluoroalkylene group, and may be linear or branched.
Moreover, in said formula (1), X is a bivalent organic group, is a C2-C10 hydrocarbon group, Comprising: One or more types selected from an ether bond, an ester bond, an amide bond, and a urethane bond May be included.
Furthermore, in the above formula (1), R 1 is a lower alkyl group or a phenyl group, Z is a hydrolyzable group (wherein, a is an integer of 0 to 3).
前記加水分解性基Zが、アルコキシ基である、請求項1に記載の被膜形成用組成物。   The film forming composition according to claim 1, wherein the hydrolyzable group Z is an alkoxy group. 前記ケイ素アルコキシドの加水分解物の平均分子量が、1×10以上2×10以下である、請求項1又は2に記載の被膜形成用組成物。 The film forming composition according to claim 1 or 2, wherein the hydrolyzate of the silicon alkoxide has an average molecular weight of 1 x 10 3 or more and 2 x 10 4 or less. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の皮膜形成用組成物の製造方法であって、
前記ケイ素アルコキシドから当該ケイ素アルコキシドの加水分解物を生成した後、前記有機溶媒に、前記含フッ素シラン化合物と、生成した前記ケイ素アルコキシドの加水分解物と、を添加して混合する、被膜形成用組成物の製造方法。
A method for producing a film-forming composition according to any one of claims 1 to 3,
A composition for forming a film, wherein after producing a hydrolyzate of the silicon alkoxide from the silicon alkoxide, the fluorine-containing silane compound and the produced hydrolyzate of the silicon alkoxide are added to and mixed with the organic solvent. Manufacturing method.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の皮膜形成用組成物の製造方法であって、
前記有機溶媒に、前記ケイ素アルコキシドと、前記含フッ素シラン化合物と、を同時に添加して混合する、被膜形成用組成物の製造方法。
A method for producing a film-forming composition according to any one of claims 1 to 3,
The method for producing a film-forming composition, wherein the silicon alkoxide and the fluorine-containing silane compound are simultaneously added to and mixed with the organic solvent.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の皮膜形成用組成物を用いて形成された、被膜。   The film formed using the film forming composition as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
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