JP2017210506A - Component having frost resistance, dew resistance, and icing resistance - Google Patents

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山下 かおり
Kaori Yamashita
かおり 山下
慎太郎 那須
Shintaro Nasu
慎太郎 那須
伸 宮之脇
Shin Miyanowaki
伸 宮之脇
伊藤 信行
Nobuyuki Ito
信行 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component for a low temperature environment with excellent slippery water repellency, having frost resistance, dew resistance, and icing resistance.SOLUTION: A component for low a temperature environment is obtained by forming a slippery water repellent layer on a base material. The slippery water repellent layer has a sea-island structure including a perfluoro structure and a siloxane structure. A height H showing a peak value of a frequency of a height distribution curve on a surface of the slippery water repellent layer is 11.8 nm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、基材上に滑落撥水層を形成した低温環境用部材に関する。   The present invention relates to a low temperature environment member having a sliding water repellent layer formed on a substrate.

従来から、大気温度が低い冬場に、部材表面に霜、露、氷がつくことにより不具合が発生する事案が多くあり、着霜、結露、着氷を防止する検討が多く行われてきている。   Conventionally, there are many cases in which trouble occurs due to frost, dew, or ice on the surface of a member in winter when the atmospheric temperature is low, and many studies have been made to prevent frost, condensation, and icing.

たとえば、信号機表面に着氷、着雪すると信号機が見えなくなるという危険性を有している。特にLEDを用いた信号機が多く設置されるようになり、その危険性は増大している。また、自動車の窓、窓ガラス等への着霜、結露、着氷により、その透明性を失うことがあり、問題となっている。エアコンの室外機、ヒートポンプユニットの熱交換器等においては、金属製フィンの表面温度が大気の露点以下となるため、金属製フィンの表面に凝縮によって生じた水滴が付着したり、また、暖房運転時の室外機においては、大気温度が低いため、フィン表面の水滴が霜となって凍り付いたりすることによって、通風抵抗が増大し、且つ風量が減少して、熱交換効率が著しく低下するといった問題がある。
このような問題の解決策として、対象部材の表面を加工して着霜、結露、着氷を防止する対策が行われている。
For example, there is a risk that if the surface of the traffic signal is icing or snowing, the traffic signal becomes invisible. In particular, many traffic lights using LEDs have been installed, and the danger is increasing. Moreover, the transparency may be lost by frost, condensation, and icing on automobile windows and window glass, which is a problem. In outdoor units of air conditioners, heat exchangers of heat pump units, etc., since the surface temperature of the metal fins is below the dew point of the atmosphere, water droplets generated by condensation adhere to the surface of the metal fins, and heating operation In the outdoor unit at the time, since the atmospheric temperature is low, the water droplets on the fin surface freeze and become frozen, which increases the resistance to ventilation and reduces the air volume, resulting in a significant decrease in heat exchange efficiency. There is.
As a solution to such a problem, measures are taken to prevent frost, condensation and icing by processing the surface of the target member.

例えば、特許文献1には、有機系樹脂溶液と微粒子とからなる撥水性コーティング組成物を塗布することによって、表面を超撥水化することが開示されている。
また、特許文献2には、オルガノポリシロキサンと、シラノール基を有するオルガノポリシロキサンの塗膜により、表面を撥水化することが開示されている。
更に、特許文献3には、シリコーンのホモポリマー膜、コポリマー膜、あるいは非晶性フッ素樹脂の塗膜によって、表面の液滴に対する前進接触角と、後退接触角との差(ヒステリシス)を極めて小さくすることが開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses that the surface is super-water-repellent by applying a water-repellent coating composition composed of an organic resin solution and fine particles.
Patent Document 2 discloses that the surface is water-repellent with a coating film of organopolysiloxane and an organopolysiloxane having a silanol group.
Further, in Patent Document 3, the difference (hysteresis) between the advancing contact angle and the receding contact angle with respect to the liquid droplets on the surface is extremely small by the silicone homopolymer film, copolymer film, or amorphous fluororesin coating film. Is disclosed.

特開平5−117637号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-117737 特開2002−323298号公報JP 2002-323298 A 特許第5768233号Patent No. 5768233

しかしながら、特許文献1に記載の皮膜は、表面を超撥水化せしめて、着霜時間を長くすることが検討されているが、撥水性が未だ充分でなく、また耐久性に問題がある。   However, although the coating described in Patent Document 1 has been studied to make the surface super water-repellent and increase the frost formation time, the water repellency is still insufficient and there is a problem in durability.

特許文献2に記載の皮膜は、オルガノポリシロキサンと、シラノール基を有するオルガノポリシロキサンの塗膜により、表面を撥水化しているが、特許文献1と同様に、撥水性が未だ充分でなく、また撥油性が低いため水滴内部の固体不純物の表面付着による着霜機能低下が問題となる場合がある。   The film described in Patent Document 2 has a water-repellent surface with an organopolysiloxane and a coating film of an organopolysiloxane having a silanol group, but as in Patent Document 1, the water repellency is still not sufficient, In addition, since the oil repellency is low, a decrease in frosting function due to the surface adhesion of solid impurities inside the water droplets may be a problem.

特許文献3に記載の皮膜は、シリコーンのホモポリマー膜、コポリマー膜、あるいは非晶性フッ素樹脂の塗膜により、ヒステリシスの極めて小さい表面を、シリコン、ガラス又は石英、並びに、実用金属ないし合金の表面に形成することで、液滴の滑落性、耐水性、固体表面からの液滴の除去性、防食特性を向上させることを可能にする固体表面の改質技術に関するものである。しかしながら、シリコーンのホモポリマー膜、コポリマー膜の場合には、特許文献2と同様に撥水性、撥油性が未だ充分でないため、液滴内部の固体不純物の付着による液滴の滑落性の低下が問題となる場合がある。また非晶性フッ素樹脂の場合には、固体表面との密着性が不十分であり、実用に際しては、耐久性が問題となる場合がある。更に、シリコーンのホモポリマー膜、コポリマー膜、あるいは非晶性フッ素樹脂、いずれの場合においても、低ヒステリシス機能の発現には加熱処理が必要であることから、耐熱性が低い樹脂等のフィルム表面には適用できない場合がある。   The film described in Patent Document 3 is a silicone homopolymer film, copolymer film, or amorphous fluororesin coating film, which has a surface with extremely small hysteresis, such as silicon, glass or quartz, and a surface of a practical metal or alloy. The present invention relates to a technique for modifying a solid surface that can improve the sliding property, water resistance, removability of a droplet from a solid surface, and anticorrosion properties. However, in the case of a silicone homopolymer film or copolymer film, the water repellency and oil repellency are still not sufficient as in Patent Document 2, so that the drop of the liquid drop due to adhesion of solid impurities inside the liquid droplet is a problem. It may become. In the case of an amorphous fluororesin, the adhesiveness to the solid surface is insufficient, and durability may be a problem in practical use. Furthermore, in any case of silicone homopolymer film, copolymer film, or amorphous fluororesin, heat treatment is necessary for the expression of the low hysteresis function. May not be applicable.

本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、滑落撥水層がパーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する海島構造からなり、該滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが一定値以下であることにより、部材表面の滑落撥水性を向上させることができることを見出した。
更に、該滑落撥水層は基材表面の酸素含有極性基である水酸基との間で共有結合を介して固定化されているため、実用に耐えうる耐久性を有することも見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the sliding water-repellent layer has a sea-island structure containing a perfluoro structure and a siloxane structure, and the frequency of the height distribution curve on the surface of the sliding water-repellent layer. It was found that the sliding water repellency on the surface of the member can be improved when the height H indicating the peak value of the above is below a certain value.
Furthermore, since the sliding water-repellent layer is fixed through a covalent bond with a hydroxyl group which is an oxygen-containing polar group on the surface of the base material, it has also been found to have durability that can withstand practical use.
The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[9]を提供する。
[1]基材上に滑落撥水層を形成してなる部材であって、該滑落撥水層は、パーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する海島構造からなり、該滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下である、低温環境用部材。
[2]前記ピーク値を示す高さHよりも低い側における前記高さ分布曲線の変曲点が1個である、上記[1]に記載の低温環境用部材。
[3]前記高さ分布曲線のピーク値を示す高さHと、前記高さ分布曲線のピーク値の1/2を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/2Lとが、下記式(I)の関係を満たす、上記[1]または[2]に記載の低温環境用部材。
H−H1/2L≦2.5nm (I)
[4]前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/2を示す高さのうち標高が高い側の高さH1/2Hとが、下記式(II)の関係を満たす、上記[1]〜[3]のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
1/2H−H≦3.0nm (II)
[5]前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/3を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/3Lとが、下記式(III)の関係を満たす、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
H−H1/3L≦3.0nm (III)
[6]前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/10を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/10Lとが、下記式(IV)の関係を満たす、上記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
H−H1/10L≦10.0nm (IV)
[7]前記海島構造中の島部分の割合が20〜50%である、上記[1]〜[6]のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
[8]前記パーフルオロ構造及びシロキサン構造が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物である、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
[9]前記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの縮重合物である、上記[8]に記載の低温環境用部材。
That is, the present invention provides the following [1] to [9].
[1] A member formed by forming a sliding water-repellent layer on a substrate, the sliding water-repellent layer having a sea-island structure containing a perfluoro structure and a siloxane structure, A member for a low-temperature environment, wherein the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve is 11.8 nm or less.
[2] The member for low temperature environment according to [1], wherein the height distribution curve has one inflection point on a side lower than the height H indicating the peak value.
[3] A height H indicating the peak value of the height distribution curve, and a height H 1 / 2L on the lower elevation side of the height indicating 1/2 of the peak value of the height distribution curve, The member for low-temperature environment according to the above [1] or [2], which satisfies the relationship of the following formula (I).
H-H 1 / 2L ≦ 2.5nm (I)
[4] Height H 1 / indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve and the height H 1 / on the higher elevation side among the heights indicating ½ of the peak value of the frequency of the height distribution curve. The member for low-temperature environment according to any one of the above [1] to [3], wherein 2H satisfies the relationship of the following formula (II).
H 1 / 2H −H ≦ 3.0 nm (II)
[5] Height H 1 / indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve, and the height H 1 / on the side where the altitude is lower among the heights indicating 1/3 of the peak value of the frequency of the height distribution curve. The member for low-temperature environments according to any one of the above [1] to [4], wherein 3L satisfies the relationship of the following formula (III).
H-H 1 / 3L ≦ 3.0 nm (III)
[6] Height H 1 / indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve, and the height H 1 / on the lower elevation side among the heights indicating 1/10 of the peak value of the frequency of the height distribution curve. The member for low-temperature environments according to any one of the above [1] to [5], wherein 10L satisfies the relationship of the following formula (IV).
H-H 1 / 10L ≦ 10.0nm (IV)
[7] The member for low-temperature environment according to any one of [1] to [6], wherein a ratio of an island portion in the sea-island structure is 20 to 50%.
[8] The low-temperature environment member according to any one of [1] to [7], wherein the perfluoro structure and the siloxane structure are polycondensation products of alkoxysilanes having a perfluoropolyether structure.
[9] The low-temperature environment use as described in [8] above, wherein the polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure is a polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane. Element.

本発明によれば、滑落撥水性に優れた低温環境用部材を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the member for low temperature environments excellent in sliding-down water repellency can be provided.

参考例2で得られた部材の滑落撥水層表面のAFM観察画像である。6 is an AFM observation image of the surface of a sliding water-repellent layer of a member obtained in Reference Example 2. 比較例1で得られた部材の滑落撥水層表面のAFM観察画像である。3 is an AFM observation image of the surface of a sliding water-repellent layer of a member obtained in Comparative Example 1. 参考例1の滑落撥水層表面の高さ分布曲線である。4 is a height distribution curve of a sliding water-repellent layer surface of Reference Example 1. 参考例2の滑落撥水層表面の高さ分布曲線である。6 is a height distribution curve of a sliding water-repellent layer surface of Reference Example 2. 参考例3の滑落撥水層表面の高さ分布曲線である。10 is a height distribution curve of a sliding water-repellent layer surface of Reference Example 3. 比較例1の滑落撥水層表面の高さ分布曲線である。4 is a height distribution curve of a sliding water-repellent layer surface of Comparative Example 1. 本発明の低温環境用部材の着氷性の評価に用いた治具の概略図である。(a)は治具の鳥瞰図、(b)は治具の側面図である。It is the schematic of the jig | tool used for evaluation of the icing property of the member for low temperature environments of this invention. (A) is a bird's-eye view of a jig | tool, (b) is a side view of a jig | tool. 本発明の低温環境用部材の着氷性の評価に用いた試料を説明する側面図である。It is a side view explaining the sample used for evaluation of the icing property of the member for low temperature environments of this invention. 本発明の低温環境用部材の着氷性の評価方法を説明する側面図である。It is a side view explaining the evaluation method of the icing property of the member for low temperature environments of this invention. 本発明の低温環境用部材の耐久性の評価結果である。It is an evaluation result of durability of the member for low-temperature environments of the present invention. 本発明の低温環境用部材の滑落撥水層と基材との結合を説明する概略図である。It is the schematic explaining the coupling | bonding of the sliding water-repellent layer and base material of the member for low temperature environments of this invention.

まず、本発明の低温環境用部材について説明する。
本発明の低温環境用部材でいう「低温」とは、降雪が可能な温度範囲であり、環境によっては5℃以上になる場合もあるが、一般的には3〜4℃以下である。
<低温環境用部材>
本発明の低温環境用部材は、基材上に滑落撥水層を形成したものである。該滑落撥水層は、パーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する海島構造からなり、該滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下である。
First, the low temperature environment member of the present invention will be described.
The “low temperature” as used in the low temperature environment member of the present invention is a temperature range in which snowfall is possible and may be 5 ° C. or higher depending on the environment, but is generally 3 to 4 ° C. or lower.
<Low temperature environment components>
The member for low temperature environment of the present invention has a sliding water repellent layer formed on a substrate. The sliding water-repellent layer has a sea-island structure containing a perfluoro structure and a siloxane structure, and the height H indicating the peak value of the height distribution curve on the surface of the sliding water-repellent layer is 11.8 nm or less.

[滑落撥水層]
本発明の低温環境用部材に用いる滑落撥水層は、滑落撥水性を有する層であり、海島構造からなる。
実際に、本発明の低温環境用部材の滑落撥水層表面についてAFM観察画像を分析したところ、図1に示すように、該滑落撥水層表面は、緩やかな波形状(海部分)であり、該波形状(海部分)の中に直径200〜1000nm程度、高さ8〜20nm程度の不連続な突出部(島部分)が存在する海島構造であった。
[Sliding water repellent layer]
The sliding water-repellent layer used in the low temperature environment member of the present invention is a layer having sliding water repellency, and has a sea-island structure.
Actually, when an AFM observation image was analyzed for the sliding water-repellent layer surface of the low-temperature environment member of the present invention, as shown in FIG. 1, the sliding water-repellent layer surface had a gentle wave shape (sea portion). The sea-island structure has discontinuous protrusions (island portions) having a diameter of about 200 to 1000 nm and a height of about 8 to 20 nm in the wave shape (sea portion).

上記海島構造の島部分の割合が20〜50%であることが、本発明の効果を発揮する観点から好ましく、25〜50%であることがより好ましく、30〜45%であることが更に好ましい。
なお、上記海島構造の島部分の割合は、滑落撥水層表面の形状を原子間力顕微鏡(AFM)で測定して滑落撥水層表面の高さデータの平均値を算出した後、[平均値以上の高さを有する測定点の数×100/全測定の数]により算出し、これを20点測定し、測定した20点の平均で算出できる。
但し、高さ25nm以上のデータは、異物として計算から除外した。
The ratio of the island portion of the sea-island structure is preferably 20 to 50% from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention, more preferably 25 to 50%, and still more preferably 30 to 45%. .
The ratio of the island part of the sea-island structure is calculated by calculating the average value of the height data of the sliding water-repellent layer surface by measuring the shape of the sliding water-repellent layer surface with an atomic force microscope (AFM). The number of measurement points having a height equal to or higher than the value × 100 / the number of all measurements] is obtained by measuring 20 points and calculating the average of the measured 20 points.
However, data with a height of 25 nm or more was excluded from the calculation as foreign matter.

上記滑落撥水層は、滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下である。   The sliding water-repellent layer has a height H of 11.8 nm or less indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve on the sliding water-repellent layer surface.

図3〜5は参考例1〜3の滑落撥水層表面の任意に選択した10μm×10μmの領域における高さ分布曲線である。図3〜5中、「H」は、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さを示している。
上記滑落撥水層では、高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHは11.8nm以下であり、好ましくは11.0nm以下であり、より好ましくは10.5nm以下であり、更に好ましくは10.0nm以下である。
高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHは、上記海島構造の海部分と島部分との境界に近似していると言える。つまり、高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下であることは、図1のAFM観察画像のように海部分が均一で浅いことを表している。したがって、高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下であることを満たすことにより、本発明の効果を発揮することができる。なお、高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHの下限値は特に制限されることはないが、6.0nm以上であることが好ましく、7.0nm以上であることがより好ましく、8.5nm以上であることが更に好ましい。
3 to 5 are height distribution curves in an arbitrarily selected region of 10 μm × 10 μm on the sliding water-repellent layer surface of Reference Examples 1 to 3. FIG. 3 to 5, “H” indicates a height indicating a peak value (frequency 100) of the frequency of the height distribution curve.
In the sliding water-repellent layer, the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve is 11.8 nm or less, preferably 11.0 nm or less, more preferably 10.5 nm or less, and still more preferably. Is 10.0 nm or less.
It can be said that the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve approximates the boundary between the sea portion and the island portion of the sea-island structure. That is, the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve is 11.8 nm or less indicates that the sea portion is uniform and shallow as in the AFM observation image of FIG. Therefore, the effect of the present invention can be exhibited by satisfying that the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve is 11.8 nm or less. In addition, the lower limit value of the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve is not particularly limited, but is preferably 6.0 nm or more, more preferably 7.0 nm or more, More preferably, it is 8.5 nm or more.

一方、図6は比較例1の滑落撥水層表面の任意に選択した10μm×10μmの領域における高さ分布曲線である。また、図2は、比較例1で得られた部材の滑落撥水層表面のAFM観察画像である。
図6において、比較例1の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHは、参考例1〜3の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHよりも大きくなっている。この原因は、比較例1では、図2に示すように滑落撥水層表面の海島構造が大きく崩れ、海部分の標高が不均一となっているためである。このように海島構造が崩れて高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが大きくなった場合、滑落撥水性に悪影響を与えてしまう。
On the other hand, FIG. 6 is a height distribution curve in a region of 10 μm × 10 μm arbitrarily selected on the surface of the sliding water-repellent layer of Comparative Example 1. FIG. 2 is an AFM observation image of the sliding water-repellent layer surface of the member obtained in Comparative Example 1.
In FIG. 6, the height H indicating the frequency peak value of the height distribution curve of Comparative Example 1 is greater than the height H indicating the frequency peak value of the height distribution curves of Reference Examples 1 to 3. . This is because, in Comparative Example 1, the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer is greatly collapsed, and the altitude of the sea portion is not uniform as shown in FIG. Thus, when the sea-island structure collapses and the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve increases, the sliding water repellency is adversely affected.

なお、本発明において、高さ分布曲線は、高さ分布のヒストグラムの各区間の値の直線補間による近似曲線である。また、ヒストグラムの各区間のピーク中心に各区間の値(頻度)を割り当てる。例えば、ヒストグラムのある区間をXnm〜Ynmとした場合、(X+Y)/2nmの位置に該区間の値(頻度)を割り当てる。また、高さ分布曲線の基礎となるヒストグラムは、滑落撥水層表面の海島構造の高さ分布状況を正確に反映するために、区間の幅を十分に狭くすることが好ましい。区間の幅は0.2nm以下であれば、高さ分布状況は正確に反映できる。一方、区間の幅が狭すぎる場合、ノイズの影響が大きくなる。このため、区間の幅は0.05〜0.2nmとすることが好ましい。例えば、後述の参考例1〜3、及び比較例1では区間の幅を0.098nmとしている。
但し、高さ25nm以上のデータは、異物として計算から除外した。
In the present invention, the height distribution curve is an approximated curve obtained by linear interpolation of values in each section of the height distribution histogram. Further, the value (frequency) of each section is assigned to the peak center of each section of the histogram. For example, when a certain section of the histogram is Xnm to Ynm, the value (frequency) of the section is assigned to the position of (X + Y) / 2 nm. Moreover, it is preferable that the width of the section is sufficiently narrowed in the histogram that is the basis of the height distribution curve in order to accurately reflect the height distribution state of the sea-island structure on the sliding water-repellent layer surface. If the width of the section is 0.2 nm or less, the height distribution state can be accurately reflected. On the other hand, when the width of the section is too narrow, the influence of noise increases. For this reason, the width of the section is preferably 0.05 to 0.2 nm. For example, in Reference Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 described later, the width of the section is 0.098 nm.
However, data with a height of 25 nm or more was excluded from the calculation as foreign matter.

上記滑落撥水層は、高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の上記高さ分布曲線の変曲点が1個であることが好ましい。
図1のAFM観察画像のように海部分が均一で浅い場合、図3〜5のように、頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の上記高さ分布曲線は滑らかとなるため、変曲点は1個となる。一方、図2のAFM観察画像のように滑落撥水層表面の海島構造が大きく崩れて海部分の標高が不均一となった場合、図6のように、頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の上記高さ分布曲線は膨らんで滑らかではない。
つまり、頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の上記高さ分布曲線の変曲点が1個であることは、海部分の標高が均一であることを意味する。このため、変曲点が1個であることにより、本発明の効果をより発揮しやすくできる。
なお、変曲点は微細なノイズによってもカウントされてしまうため、複数の区間の幅を平均化したデータに基づき変曲点を算出することが好ましい。例えば、後述の参考例1〜3、及び比較例1では、1区間0.098nmで取得したデータを5区間ごとに平均化したデータに基づき変曲点を算出している。
It is preferable that the sliding water-repellent layer has one inflection point of the height distribution curve on the side lower than the height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve.
When the sea portion is uniform and shallow like the AFM observation image of FIG. 1, the height distribution curve on the side lower than the height H indicating the frequency peak value is smooth as shown in FIGS. There is one inflection point. On the other hand, when the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer is greatly collapsed as shown in the AFM observation image of FIG. 2 and the altitude of the sea portion is not uniform, the height H indicating the peak value of the frequency is obtained as shown in FIG. The height distribution curve on the lower side is swollen and not smooth.
That is, the fact that the height distribution curve on the side lower than the height H indicating the frequency peak value has one inflection point means that the altitude of the sea portion is uniform. For this reason, the effect of this invention can be exhibited more easily by having one inflection point.
Note that since the inflection point is counted even by minute noise, it is preferable to calculate the inflection point based on data obtained by averaging the widths of a plurality of sections. For example, in Reference Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 described later, the inflection points are calculated based on data obtained by averaging data acquired in one section 0.098 nm every five sections.

上記滑落撥水層は、滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/2を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/2Lとが、下記式(I)の関係を満たすことが好ましい。
H−H1/2L≦2.5nm (I)
The sliding water-repellent layer has a height H indicating a peak value of the frequency of the height distribution curve on the surface of the sliding water-repellent layer, and an altitude of heights indicating a half of the peak value of the frequency of the height distribution curve. It is preferable that the height H 1 / 2L on the lower side satisfies the relationship of the following formula (I).
H-H 1 / 2L ≦ 2.5nm (I)

図3〜5は、参考例1〜3の滑落撥水層表面の任意に選択した10μm×10μmの領域における高さ分布曲線である。図3〜5中、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/2(頻度50)を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/2Lとの差(H−H1/2L)は、上記滑落撥水層表面の海島構造内の海側の半値半幅を表している。
上記滑落撥水層は、海側の半値半幅(H−H1/2L)が2.5nm以下であることが好ましく、より好ましくは2.0nm以下、更に好ましくは1.8nm以下、より更に好ましくは1.5nm以下である。海側の半値半幅(H−H1/2L)が2.5nm以下であることは、上記海島構造内に、島部分の標高より低く、一定の標高を有する海部分が2.5nm以下に多く存在し、図1のAFM観察画像のように該海部分が均一で浅いことを表している。したがって、海側の半値半幅(H−H1/2L)が2.5nm以下であることを満たすことにより、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、海側の半値半幅(H−H1/2L)の下限値は0.8nm程度であっても使用できる。
3 to 5 are height distribution curves in an arbitrarily selected region of 10 μm × 10 μm on the sliding water-repellent layer surface of Reference Examples 1 to 3. FIG. In FIGS. 3 to 5, the height H indicating the peak value (frequency 100) of the frequency of the height distribution curve and the height on the lower elevation side of the height indicating 1/2 (frequency 50) of the peak value. The difference from H 1 / 2L (H−H 1 / 2L ) represents the half width on the sea side in the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer.
The sliding water-repellent layer preferably has a half-width (H-H 1 / 2L ) on the sea side of 2.5 nm or less, more preferably 2.0 nm or less, still more preferably 1.8 nm or less, and even more preferably. Is 1.5 nm or less. The half width at half maximum (H-H 1 / 2L ) on the sea side is less than 2.5 nm. The sea island structure has a sea level with a certain altitude lower than 2.5 nm. It indicates that the sea portion is uniform and shallow as in the AFM observation image of FIG. Therefore, by satisfying that the half width at half maximum (HH 1 / 2L ) on the sea side is 2.5 nm or less, the effect of the present invention can be easily achieved. In addition, even if the lower limit value of the half width at half maximum (HH 1 / 2L ) on the sea side is about 0.8 nm, it can be used.

また、上記滑落撥水層は、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/2(頻度50)を示す高さのうち標高が高い側の高さH1/2Hとが、下記式(II)を満たすことが、本発明の効果を発揮する観点から、好ましい。
1/2H−H≦3.0nm (II)
上記式(II)は上記滑落撥水層表面の海島構造内の島側の半値半幅を表している。上記島側の半値半幅(H1/2H−H)は、好ましくは3.0nm以下、より好ましくは2.5nm以下、更に好ましくは2.0nm以下である。島側の半値半幅(H1/2H−H)が3.0nm以下であることは、上記海島構造内に、海部分の標高より高く、一定の標高を有する島部分が3.0nm以下に多く存在することを表している。したがって、島側の半値半幅(H1/2H−H)が3.0nm以下であることを満たすことにより、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、島側の半値半幅(H1/2H−H)の下限値は1.4nm程度であっても使用できる。
Further, the sliding water-repellent layer has a high altitude of the height H indicating the peak value (frequency 100) of the height distribution curve and the height indicating 1/2 (frequency 50) of the peak value. The height H 1 / 2H preferably satisfies the following formula (II) from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention.
H 1 / 2H −H ≦ 3.0 nm (II)
The above formula (II) represents the half width at half maximum on the island side in the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer. The half width at half maximum (H 1 / 2H -H) on the island side is preferably 3.0 nm or less, more preferably 2.5 nm or less, and still more preferably 2.0 nm or less. The half-width at half maximum (H 1 / 2H -H) on the island side is 3.0 nm or less. In the above-mentioned sea-island structure, there are many island portions that are higher than the sea part and have a certain altitude to 3.0 nm or less. Represents the existence. Therefore, by satisfying that the half width at half maximum (H 1 / 2H -H) on the island side is 3.0 nm or less, the effect of the present invention can be easily achieved. In addition, even if the lower limit of the half width on the island side (H 1 / 2H -H) is about 1.4 nm, it can be used.

更に、上記滑落撥水層は、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/3(頻度100/3)を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/3Lとが、下記式(III)を満たすことが、本発明の効果を発揮する観点から、好ましい。
H−H1/3L≦3.0nm (III)
上記式(III)は上記滑落撥水層表面の海島構造内の海側の1/3幅を表している。上記海側の1/3幅(H−H1/3L)は、好ましくは3.0nm以下、より好ましくは2.8nm以下、更に好ましくは2.5nm以下である。
海側の1/3幅(H−H1/3L)が3.0nm以下であれば、上記海島構造内には、上述の一定の標高を有する海部分よりも低い箇所が少なく、該海部分の標高は均一となり、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、海側の1/3幅(H−H1/3L)の下限値は1.4nm程度であっても使用できる。
一方、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/3(頻度100/3)を示す高さのうち標高が高い側の高さH1/3Hとの差(H1/3H−H)は、上記滑落撥水層表面の海島構造内の島側の1/3幅を表している。上記島側の1/3幅(H1/3H−H)は、好ましくは3.5nm以下、より好ましくは3.0nm以下、更に好ましくは2.5nm以下である。
島側の1/3幅(H1/3H−H)が3.5nm以下であれば、上記海島構造内には、上述の一定の標高を有する島部分よりも突出した箇所が少なく、該島部分の標高は均一となり、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、島側の1/3幅(H1/3H−H)の下限値は1.4nm程度であっても使用できる。
Furthermore, the sliding water-repellent layer has an altitude of the height H indicating the peak value (frequency 100) of the height distribution curve and the height indicating 1/3 (frequency 100/3) of the peak value. From the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention, the lower side height H 1 / 3L preferably satisfies the following formula (III).
H-H 1 / 3L ≦ 3.0 nm (III)
The above formula (III) represents the 1/3 width on the sea side in the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer. The sea-side 1/3 width (HH 1 / 3L ) is preferably 3.0 nm or less, more preferably 2.8 nm or less, and even more preferably 2.5 nm or less.
If the 1/3 width (H-H 1 / 3L ) on the sea side is 3.0 nm or less, the sea-island structure has few places lower than the sea part having the above-mentioned constant elevation, and the sea part The altitude of becomes uniform, and the effect of the present invention can be easily exhibited. In addition, even if the lower limit of the sea side 1/3 width (HH 1 / 3L ) is about 1.4 nm, it can be used.
On the other hand, among the height H indicating the peak value (frequency 100) of the frequency of the height distribution curve and the height indicating 1/3 (frequency 100/3) of the peak value, the height H 1 on the higher altitude side. / difference between 3H (H 1 / 3H -H) represents the 1/3 width of the island side of the island structure of the sliding water-repellent layer. The 1/3 width (H 1 / 3H -H) on the island side is preferably 3.5 nm or less, more preferably 3.0 nm or less, and further preferably 2.5 nm or less.
If the 1/3 width (H 1 / 3H -H) on the island side is 3.5 nm or less, the sea-island structure has fewer protruding points than the island portion having the above-mentioned constant elevation, and the island The altitude of the part becomes uniform, and the effects of the present invention can be easily exhibited. Note that the lower limit of the 1/3 width (H 1 / 3H -H) on the island side can be used even if it is about 1.4 nm.

更に、上記滑落撥水層は、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/10(頻度10)を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/10Lとが、下記式(IV)を満たすことが、本発明の効果を発揮する観点から、好ましい。
H−H1/10L≦10.0nm (IV)
上記式(III)は上記滑落撥水層表面の海島構造内の海側の1/10幅を表している。上記海側の1/10幅(H−H1/10L)は、好ましくは10.0nm以下、より好ましくは9.0nm以下、更に好ましくは8.5nm以下である。
海側の1/10幅(H−H1/10L)が10.0nm以下であれば、上記海島構造内の海部分には、極端に大きな凹部は存在せず、該海部分の標高は均一となり、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、海側の1/10幅(H−H1/10L)の下限値は7.0nm程度であっても使用できる。
一方、高さ分布曲線の頻度のピーク値(頻度100)を示す高さHと、該ピーク値の1/10(頻度10)を示す高さのうち標高が高い側の高さH1/10Hとの差(H1/10H−H)は、上記滑落撥水層表面の海島構造内の島側の1/10幅を表している。上記島側の1/10幅(H1/10H−H)は、好ましくは7.5nm以下、より好ましくは6.5nm以下、更に好ましくは5.5nm以下である。
島側の1/10幅(H1/10H−H)が7.5nm以下であれば、上記海島構造内には、極端に突出した島部分は存在せず、標高が均一な島部分となり、本発明の効果を発揮しやすくすることができる。なお、島側の1/10幅(H1/10H−H)の下限値は3.8nm程度であっても使用できる。
Further, the sliding water-repellent layer has a height H indicating the peak value (frequency 100) of the height distribution curve and a side having a lower altitude of the height indicating 1/10 (frequency 10) of the peak value. It is preferable from the viewpoint of exhibiting the effect of the present invention that the height H 1 / 10L of the above satisfies the following formula (IV).
H-H 1 / 10L ≦ 10.0nm (IV)
The above formula (III) represents the sea side 1/10 width in the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer. The sea-side 1/10 width (H-H 1 / 10L ) is preferably 10.0 nm or less, more preferably 9.0 nm or less, and still more preferably 8.5 nm or less.
If the sea side 1/10 width (H-H 1 / 10L ) is 10.0 nm or less, the sea part in the sea-island structure does not have an extremely large recess, and the sea part has a uniform altitude. Thus, the effects of the present invention can be easily achieved. In addition, even if the lower limit of the sea side 1/10 width (H-H 1 / 10L ) is about 7.0 nm, it can be used.
On the other hand, among the height H indicating the peak value (frequency 100) of the frequency of the height distribution curve and the height indicating 1/10 (frequency 10) of the peak value, the height H 1 / 10H on the higher altitude side. (H 1 / 10H -H) represents the 1/10 width on the island side in the sea-island structure on the surface of the sliding water-repellent layer. The island-side 1/10 width (H 1 / 10H -H) is preferably 7.5 nm or less, more preferably 6.5 nm or less, and still more preferably 5.5 nm or less.
If the 1/10 width (H 1 / 10H -H) on the island side is 7.5 nm or less, there is no island part that protrudes extremely in the sea-island structure, and the island part has a uniform altitude. The effect of the present invention can be easily exhibited. The lower limit of the 1/10 width (H 1 / 10H -H) on the island side can be used even if it is about 3.8 nm.

上記滑落撥水層は、その表面の3次元スキューネスSRskが下記の条件(i)を満たすことが、本発明の効果を更に発揮する観点から、好ましい。
0<SRsk (i)
The sliding water-repellent layer preferably has a three-dimensional skewness SRsk on the surface satisfying the following condition (i) from the viewpoint of further exerting the effects of the present invention.
0 <SRsk (i)

上記滑落撥水層表面の3次元スキューネスSRskは、平均面を中心としたときの表面形状曲面の対称性を表す指標であり、表面高さ分布の偏りを示す。SRsk=0のときは、表面凹凸の高さ分布が平均線に対して対称であることを示す。また、0>SRskのときは高さ分布が平均面に対して上側に偏っていることを表し、0<SRskのときは平均面に対して下側に偏っていることを表している。
上記滑落撥水層表面は、0<SRskであることから、該滑落撥水層表面上には、細い形状の突出部(島部分)が適度に存在することを表している。
また、上記滑落撥水層表面の3次元スキューネスSRskの上限値は特に限定されないが、適度な高さの突出部が存在する観点から、好ましくは3以下、より好ましくは2.6以下、更に好ましくは2.0以下である。
The three-dimensional skewness SRsk on the surface of the sliding water-repellent layer is an index representing the symmetry of the surface-shaped curved surface with the average plane as the center, and indicates the deviation of the surface height distribution. When SRsk = 0, it indicates that the height distribution of the surface irregularities is symmetric with respect to the average line. In addition, when 0> SRsk, the height distribution is biased upward with respect to the average surface, and when 0 <SRsk, it is biased downward with respect to the average surface.
Since the surface of the sliding water-repellent layer is 0 <SRsk, it indicates that a thin protrusion (island portion) is appropriately present on the surface of the sliding water-repellent layer.
Further, the upper limit value of the three-dimensional skewness SRsk on the surface of the sliding water-repellent layer is not particularly limited, but is preferably 3 or less, more preferably 2.6 or less, and still more preferably from the viewpoint of having a moderately high protrusion. Is 2.0 or less.

なお、本発明においてSRskはJIS B0601:1994に記載されている2次元粗さパラメータの粗さ曲線のスキューネスRskを3次元に拡張したものであり、基準面に直交座標軸X、Y軸を置き、測定された表面形状曲線をz=f(x,y)、基準面の大きさをLx、Lyとすると下記式(a)で算出される。
ここでSqは下記式(b)で定義される表面高さ分布の二乗平均平方根偏差である。
本発明において、SRskの値は、測定面積をLx=10μm、Ly=10μmの範囲とし、上記測定面積で20点測定し、測定した20点の平均で算出する。
なお、後述のSRa及びSRzの値についても同様に、上記測定面積で20点測定し、その平均により算出するものとする。
In the present invention, SRsk is a three-dimensional extension of the skewness Rsk of the roughness curve of the two-dimensional roughness parameter described in JIS B0601: 1994, and the orthogonal coordinate axes X and Y axes are placed on the reference plane. When the measured surface shape curve is z = f (x, y), and the reference surface size is Lx, Ly, the following equation (a) is calculated.
Here, Sq is the root mean square deviation of the surface height distribution defined by the following formula (b).
In the present invention, the value of SRsk is calculated by measuring 20 points in the above measurement area with the measurement area in the range of Lx = 10 μm and Ly = 10 μm, and calculating the average of the measured 20 points.
It should be noted that the values of SRa and SRz described later are similarly measured by measuring 20 points in the measurement area and calculating the average.

上記滑落撥水層表面の3次元算術平均粗さSRaが下記の条件(ii)を満たすことが本発明の効果を更に発揮する観点から、好ましい。
0.3nm≦SRa≦3.0nm (ii)
上記SRaは、平坦性の指標とすることができ、滑落撥水層表面のSRaが小さいほど平坦性が高いことを示す。
上記滑落撥水層表面の3次元算術平均粗さSRaは、好ましくは0.3nm以上3.0nm以下であり、より好ましくは0.5nm以上2.5nm以下、より好ましくは0.6nm以上2.0nm以下、更に好ましくは0.6nm以上1.5nm以下である。SRaが条件(ii)を満たすことは、滑落撥水層表面近傍に上記突出部が適切な量で存在すること、及び非突出部が緩やかな波形状であることを示している。このため、SRaが条件(ii)を満たすことにより、本発明の効果をより発揮しやすくできる。
From the viewpoint of further exerting the effect of the present invention, it is preferable that the three-dimensional arithmetic average roughness SRa of the surface of the sliding water-repellent layer satisfies the following condition (ii).
0.3 nm ≦ SRa ≦ 3.0 nm (ii)
The SRa can be used as an index of flatness, and the smaller the SRa on the sliding water-repellent layer surface, the higher the flatness.
The three-dimensional arithmetic average roughness SRa of the surface of the sliding water-repellent layer is preferably from 0.3 nm to 3.0 nm, more preferably from 0.5 nm to 2.5 nm, and more preferably from 0.6 nm to 2. It is 0 nm or less, more preferably 0.6 nm or more and 1.5 nm or less. That SRa satisfies the condition (ii) indicates that the protrusions are present in an appropriate amount in the vicinity of the sliding water-repellent layer surface, and that the non-protrusion parts have a gentle wave shape. For this reason, when SRa satisfies the condition (ii), the effect of the present invention can be more easily exhibited.

なお、本発明においてSRaはJIS B0601:1994に記載されている2次元粗さパラメータの算術平均粗さRaを3次元に拡張したものであり、基準面に直交座標軸X、Y軸を置き、粗さ曲面をZ(x,y)とすると下記式(c)で算出される。
(式中、A=Lx×Ly)
In the present invention, SRa is obtained by expanding the arithmetic average roughness Ra of the two-dimensional roughness parameter described in JIS B0601: 1994 to three dimensions, and placing the orthogonal coordinate axes X and Y axes on the reference plane, When the vertical curved surface is Z (x, y), the following formula (c) is used.
(Where A = Lx × Ly)

上記滑落撥水層表面の3次元十点平均粗さSRzが下記の条件(iii)を満たすことが本発明の効果を更に発揮する観点から、好ましい。
SRz≦20.0nm (iii)
ここで、本発明においてSRzはJIS B0601:1994に記載されている2次元粗さパラメータの十点平均粗さRzを3次元に拡張したものである。
上記滑落撥水層表面の3次元十点平均粗さSRzは、好ましくは20.0nm以下、より好ましくは5.0nm以上16.0nm以下、更に好ましくは6.0nm以上13.0nm以下である。
From the viewpoint of further exerting the effects of the present invention, it is preferable that the three-dimensional ten-point average roughness SRz of the surface of the sliding water-repellent layer satisfies the following condition (iii).
SRz ≦ 20.0 nm (iii)
Here, in the present invention, SRz is obtained by extending the ten-point average roughness Rz of the two-dimensional roughness parameter described in JIS B0601: 1994 to three dimensions.
The three-dimensional ten-point average roughness SRz of the sliding water-repellent layer surface is preferably 20.0 nm or less, more preferably 5.0 nm to 16.0 nm, and still more preferably 6.0 nm to 13.0 nm.

なお、3次元粗さ曲面は、簡便性から干渉顕微鏡を用いて測定することが好ましい。このような干渉顕微鏡としては、Zygo社製の「New View」シリーズ等が挙げられる。   In addition, it is preferable to measure a three-dimensional roughness curved surface using an interference microscope from simplicity. Examples of such an interference microscope include “New View” series manufactured by Zygo.

上記滑落撥水層の厚みは特に限定されないが、滑落撥水性及び耐久性の観点から、平均厚みが1〜30nmであることが好ましく、1〜20nmであることがより好ましい。   The thickness of the sliding water-repellent layer is not particularly limited, but from the viewpoint of sliding water repellency and durability, the average thickness is preferably 1 to 30 nm, and more preferably 1 to 20 nm.

上記滑落撥水層は、パーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する。上記滑落撥水層が、パーフルオロ構造を含有することにより、滑落撥水層の表面自由エネルギーを低下させ、霜、露、氷を付き難くすることができる。
上記滑落撥水層が、パーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有すれば、パーフルオロ構造及びシロキサン構造は、特に限定されないが、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物(以下、単に「縮重合物」ともいう)であることが、好ましい。ここで、本発明において「パーフルオロポリエーテル構造を有する」とは、パーフルオロポリエーテル結合を含む基を有することを意味する。
上記滑落撥水層が、パーフルオロポリエーテル構造を含有する場合、上記滑落撥水層の表面自由エネルギーを低下させ、霜、露、氷を付き難くできる。また、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランと、該パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランのアルコキシ基と反応する官能基を有する化合物とが縮重合した構造であると、隣接するパーフルオロポリエーテル構造部位の間隔が広く疎になり、該パーフルオロポリエーテル構造部位が動きやすく柔軟性を有することにより、更に霜、露、氷を付き難くし、かつ、付いた霜、露、氷の拭き取りを容易にできると考えられる。
上記縮重合物は、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランと、該パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランのアルコキシ基と反応する官能基を有する化合物との縮重合物である。
上記アルコキシ基と反応する官能基を有する化合物は、アルコキシ基と反応する官能基を有するものであれば特に制限されることなく用いることができ、例えば、アルコキシ基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基等を有する化合物が挙げられる。中でも、反応性、及び滑落撥水性向上の観点から、アルコキシシランが好ましく、特に、テトラアルコキシシランが好ましい。
以下、アルコキシ基と反応する官能基を有する化合物として、テトラアルコキシシランを例示して説明する。
The sliding water-repellent layer contains a perfluoro structure and a siloxane structure. When the sliding water-repellent layer contains a perfluoro structure, the surface free energy of the sliding water-repellent layer can be reduced and frost, dew, and ice can be made difficult to adhere.
If the sliding water-repellent layer contains a perfluoro structure and a siloxane structure, the perfluoro structure and the siloxane structure are not particularly limited, but a polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure (hereinafter simply referred to as “condensation”). It is also preferable that the polymer is also referred to as “polymer”. Here, in the present invention, “having a perfluoropolyether structure” means having a group containing a perfluoropolyether bond.
When the sliding water-repellent layer contains a perfluoropolyether structure, the surface free energy of the sliding water-repellent layer can be reduced and frost, dew, and ice can hardly be attached. Further, if the structure is a polycondensation of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a compound having a functional group that reacts with the alkoxy group of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure, the adjacent perfluoropolyether The spacing between the structural parts is wide and sparse, and the perfluoropolyether structural parts are easy to move and have flexibility, making it more difficult to attach frost, dew, and ice, and wiping off the attached frost, dew, and ice. It can be easily done.
The polycondensation product is a polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a compound having a functional group that reacts with the alkoxy group of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure.
The compound having a functional group that reacts with the alkoxy group can be used without particular limitation as long as it has a functional group that reacts with the alkoxy group. For example, an alkoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, Examples thereof include compounds having a sulfonic acid group and the like. Of these, alkoxysilane is preferable, and tetraalkoxysilane is particularly preferable from the viewpoints of reactivity and improved sliding water repellency.
Hereinafter, tetraalkoxysilane will be exemplified and described as a compound having a functional group that reacts with an alkoxy group.

上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの縮重合物であることが、滑落撥水性向上の観点から好ましい。
上記縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとが縮重合した構造であると、隣接するパーフルオロポリエーテル構造部位の間隔が広く疎になり、該パーフルオロポリエーテル構造部位が動きやすく柔軟性を有することにより、滑落性が向上し、更に霜、露、氷を付き難くし、かつ、付いた霜、露、氷の拭き取りを容易にすることができると考えられる。また、上述の海島構造を形成しやすくすることができる。
なお、上記滑落撥水層を占める上記縮重合物の割合は、60〜100質量%であることが好ましく、70〜100質量%であることがより好ましく、80〜100質量%であることが更に好ましい。
The polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure is preferably a polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane from the viewpoint of improving sliding water repellency.
When the polycondensation product has a structure in which an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane are polycondensated, the distance between adjacent perfluoropolyether structure parts becomes wide and sparse, and the perfluoropolyether It is considered that the structure part is easy to move and has flexibility, so that sliding property is improved, frost, dew and ice are hardly attached, and frost, dew and ice can be easily wiped off. . In addition, the above-described sea-island structure can be easily formed.
In addition, it is preferable that the ratio of the said condensation polymer which occupies the said sliding water-repellent layer is 60-100 mass%, It is more preferable that it is 70-100 mass%, It is further that it is 80-100 mass%. preferable.

(パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン)
前記縮重合物の原料として用いられるパーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランは、パーフルオロポリエーテル構造を有することにより、滑落撥水層の表面自由エネルギーを低下させ、霜、露、氷を付き難くする。更に、隣接するパーフルオロポリエーテル構造部位の間隔が広く疎になり、該パーフルオロポリエーテル構造部位が動きやすく柔軟性を有することにより、更に霜、露、氷を付き難くし、かつ、付いた霜、露、氷の拭き取りを容易にすると考えられる。
上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとしては、例えば、下記一般式(1)乃至(4)で表される化合物が挙げられ、滑落撥水性の観点から、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。
(Alkoxysilane having perfluoropolyether structure)
The alkoxysilane having a perfluoropolyether structure used as a raw material for the polycondensation product has a perfluoropolyether structure, thereby lowering the surface free energy of the sliding water-repellent layer and being hardly attached with frost, dew, or ice. To do. Furthermore, the interval between adjacent perfluoropolyether structure parts is wide and sparse, and the perfluoropolyether structure parts are easy to move and have flexibility, so that frost, dew, and ice are more difficult to attach and attached. It is thought to facilitate wiping of frost, dew, and ice.
Examples of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure include compounds represented by the following general formulas (1) to (4), and are represented by the following general formula (1) from the viewpoint of sliding water repellency. Are preferred.

(式中、R2は、炭素数1〜6のアルキル基である。但し、複数のR2は同一でも異なっていてもよい。R3〜R10は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の2価の有機基を示す。Z1はシロキサン結合を有する1〜10価のオルガノポリシロキサン基であり、Z2はシロキサン結合を有する2〜10価のオルガノポリシロキサン基である。Qはパーフルオロポリエーテル結合を含む基である。Rfは、直鎖または分岐鎖構造のパーフルオロアルキル基である。nは1〜200の整数、mは1〜10の整数である。) (In the formula, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, a plurality of R 2 may be the same or different. R 3 to R 10 are each independently 1 to 12 carbon atoms. Z 1 is a 1 to 10 valent organopolysiloxane group having a siloxane bond, Z 2 is a 2 to 10 valent organopolysiloxane group having a siloxane bond, Q is (Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group, n is an integer of 1 to 200, and m is an integer of 1 to 10.)

上記R2の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられ、滑落撥水性及び反応性の観点からメチル基、エチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
上記R3〜R10は、それぞれ独立に、炭素数1〜12、好ましくは炭素数3〜8の2価の有機基であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(トリメチレン基、メチルエチレン基)、ブチレン基(テトラメチレン基、メチルプロピレン基)、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリーレン基、又はこれらの基の2種以上の組み合わせ等が挙げられる。また、これらの基は、エーテル結合、アミド結合、エステル結合、及びビニル結合を含んでいてもよく、更に、酸素原子、窒素原子及びフッ素原子を含んでいてもよい。
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, and an isopentyl group. Group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group and the like. From the viewpoint of sliding water repellency and reactivity, a methyl group and an ethyl group are preferable, and a methyl group is more preferable.
R 3 to R 10 are each independently a divalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 3 to 8 carbon atoms. Specifically, methylene group, ethylene group, propylene group (trimethylene group) , Methylethylene group), butylene group (tetramethylene group, methylpropylene group), alkylene group such as hexamethylene group and octamethylene group, arylene group such as phenylene group, or a combination of two or more of these groups. It is done. In addition, these groups may contain an ether bond, an amide bond, an ester bond, and a vinyl bond, and may further contain an oxygen atom, a nitrogen atom, and a fluorine atom.

上記Z2のシロキサン結合を有する2〜10価のオルガノポリシロキサン基としては、例えば、以下の一般式(5−1)〜(5−12)で表される基が挙げられる。 The 2-10 divalent organopolysiloxane group having a siloxane bond in the Z 2, for example, groups represented by the following general formula (5-1) to (5-12).

上記一般式(5−1)〜(5−12)で表される基の中でも、本発明の効果である滑落撥水性を得る観点から、一般式(5−1)、(5−2)、(5−3)、(5−4)、(5−7)で表される基が好ましい。   Among the groups represented by the general formulas (5-1) to (5-12), from the viewpoint of obtaining sliding water repellency which is an effect of the present invention, the general formulas (5-1), (5-2), Groups represented by (5-3), (5-4) and (5-7) are preferred.

上記Qのパーフルオロポリエーテル結合を含む基としては、例えば、−CF2O−、−CF2CF2O−、−CF2CF2CF2O−、−CF(CF3)CF2O−、−OCF2OCF2CF2−、−CF2CF2CF2CF2O−、−CF2CF(CF3)CF2O−、−CF2CF2CF2CF2CF2CF2O−、−C(CF32O−などが挙げられる。
中でも、滑落撥水性の観点から、−CF2CF2O−、−CF2CF2CF2O−、−CF(CF3)CF2O−、−OCF2OCF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2O−が好ましい。これらは、1種類のみでも2種類以上を含んでもよい。
The group containing a perfluoropolyether bond of the Q, for example, -CF 2 O -, - CF 2 CF 2 O -, - CF 2 CF 2 CF 2 O -, - CF (CF 3) CF 2 O- , -OCF 2 OCF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O-, -CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 O-, -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O- , —C (CF 3 ) 2 O— and the like.
Among them, from the viewpoint of sliding repellent, -CF 2 CF 2 O -, - CF 2 CF 2 CF 2 O -, - CF (CF 3) CF 2 O -, - OCF 2 OCF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 O— is preferred. These may include only one type or two or more types.

上記Rfは、直鎖または分岐鎖構造のパーフルオロアルキル基であり、本発明の効果を得る観点から、直鎖のパーフルオロアルキル基が好ましい。
直鎖のパーフルオロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、トリデカフルオロヘキシル基等が挙げられ、分岐鎖構造のパーフルオロアルキル基としては、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、1,1−ジ(トリフルオロメチル)−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(トリフルオロメチル)−1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基などが挙げられる。
Rf is a perfluoroalkyl group having a linear or branched structure, and a linear perfluoroalkyl group is preferable from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention.
Examples of the linear perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a nonafluorobutyl group, an undecafluoropentyl group, a tridecafluorohexyl group, and the like. Perfluoroalkyl groups having a structure include 1- (trifluoromethyl) -1,2,2,2-tetrafluoroethyl group, 1,1-di (trifluoromethyl) -2,2,2-trifluoroethyl group Group, 2- (trifluoromethyl) -1,1,3,3,3-pentafluoropropyl group and the like.

上記nは、1〜200の整数であり、滑落撥水性の観点から、好ましくは2〜100、より好ましくは、3〜60である。nを1以上とすることで基材表面を十分に被覆することができ、滑落撥水層表面の表面自由エネルギーが低下し、滑落撥水性を向上させることができる。nを200以下とすることで、アルコキシシリル基(−Si(OR23)の反応性を高めることができる。 The n is an integer of 1 to 200, and preferably 2 to 100, more preferably 3 to 60, from the viewpoint of sliding water repellency. By setting n to 1 or more, the substrate surface can be sufficiently covered, the surface free energy of the sliding water-repellent layer surface is reduced, and sliding water repellency can be improved. By setting n to 200 or less, the reactivity of the alkoxysilyl group (—Si (OR 2 ) 3 ) can be increased.

上記mは、1〜10の整数であり、滑落撥水性の観点から、好ましくは1〜7、より好ましくは、1〜5である。mを1以上とすることで滑り性が向上し、より高い滑落撥水性が得られる。mを10以下とすることで、表面自由エネルギーの増大を抑制し、滑落撥水性の低下を抑制できる。   M is an integer of 1 to 10, and preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, from the viewpoint of sliding water repellency. When m is 1 or more, slipperiness is improved, and higher sliding water repellency is obtained. By setting m to 10 or less, an increase in surface free energy can be suppressed, and a decrease in sliding water repellency can be suppressed.

上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランは、滑落撥水性及び反応性の観点から、パーフルオロポリエーテル構造を有するトリメトキシシランであることが好ましい。
また、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとしては、信越化学工業(株)製「X−71−195」、「KY−178」、「KY−164」、「KY−108」、「KP−911」、ダイキン工業(株)製「オプツールDSX」、「オプツールDSX−E」等が商業的に入手可能であり、生産性及び滑落撥水性の観点から、「X−71−195」が好ましい。
The alkoxysilane having a perfluoropolyether structure is preferably trimethoxysilane having a perfluoropolyether structure from the viewpoint of sliding water repellency and reactivity.
In addition, as the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure, “X-71-195”, “KY-178”, “KY-164”, “KY-108”, “KP” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. -911 "," Optool DSX "," Optool DSX-E "manufactured by Daikin Industries, Ltd. are commercially available, and" X-71-195 "is preferable from the viewpoint of productivity and sliding water repellency. .

(テトラアルコキシシラン)
テトラアルコキシシランは、4つのアルコキシ基を有することから、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとの反応性が高い。上記テトラアルコキシシランとしては、例えば、下記一般式(6)で表される化合物を用いることが好ましい。
(Tetraalkoxysilane)
Since tetraalkoxysilane has four alkoxy groups, the reactivity with the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure is high. As the tetraalkoxysilane, for example, a compound represented by the following general formula (6) is preferably used.

(式中、R1は、炭素数1〜6のアルキル基である。但し、複数のR1は同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, provided that a plurality of R 1 may be the same or different.)

上記R1の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。中でも、滑落撥水性及び反応性の観点からメチル基、エチル基が好ましく、具体的には、テトラメトキシシラン及びテトラエトキシシランから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an n-pentyl group, and an isopentyl group. Group, neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group and the like. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of sliding water repellency and reactivity, and specifically, at least one selected from tetramethoxysilane and tetraethoxysilane is preferable.

[基材]
本発明の低温環境用部材に用いる基材としては、例えば、ガラス板、ガラスフィルム、ガラスシート、酸化アルミ板などの各種無機系材料、スピン−オン−グラス(SOG)材料で表面を加工した材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などの各種有機系樹脂材料、有機−無機複合材料、金属材料などが挙げられる。なかでも、シランとの反応性の観点から、表面に水酸基を有するものが好ましく、また、材料の加工性、得られる部材の機械的強度、及び滑落撥水層の形成しやすさなどの観点から、ガラス板、ガラスフィルム、ガラスシート、スピン−オン−グラス(SOG)材料で表面を加工した材料、又は有機−無機複合材料が好ましく、ガラス板、ガラスフィルム、ガラスシートがより好ましい。ガラス板、ガラスフィルム、ガラスシート、樹脂基材は強度を向上させる目的から、化学的に強化をしてもよい。SOG材料としては、メチルシロキサンなどのアルキルシロキサン系材料や、ヒドロキシシルセスキオキサン系材料、シラザン系材料、シルセスキオキサン系材料などが挙げられ、耐久性などの点からシルセスキオキサン系材料が好ましい。
市販品のSOG材料としては、例えば層間絶縁膜用塗布材料「HSG」(商品名、日立化成(株)製)、東京応化工業(株)製のOCNシリーズなどが挙げられる。また市販品の有機−無機複合材料としては、UV照射により最表面が自発的に無機化する有機−無機複合材料(商品名「NH−1000G」、日本曹達(株)製)、荒川化学工業(株)製のコンポセランSQシリーズなどが挙げられる。
なお、上記基材の形状は、平面構造であってもよいし、立体構造であってもよい。
[Base material]
As a base material used for the member for low temperature environments of this invention, the material which processed the surface with various inorganic materials, such as a glass plate, a glass film, a glass sheet, an aluminum oxide plate, and a spin-on-glass (SOG) material, for example. And various organic resin materials such as thermoplastic resins, thermosetting resins, ionizing radiation curable resins, organic-inorganic composite materials, metal materials, and the like. Among these, from the viewpoint of reactivity with silane, those having a hydroxyl group on the surface are preferable, and from the viewpoints of workability of the material, mechanical strength of the resulting member, and ease of formation of the sliding water-repellent layer. A glass plate, a glass film, a glass sheet, a material whose surface is processed with a spin-on-glass (SOG) material, or an organic-inorganic composite material is preferable, and a glass plate, a glass film, or a glass sheet is more preferable. The glass plate, glass film, glass sheet, and resin substrate may be chemically strengthened for the purpose of improving strength. Examples of SOG materials include alkylsiloxane materials such as methylsiloxane, hydroxysilsesquioxane materials, silazane materials, silsesquioxane materials, and silsesquioxane materials in terms of durability. Is preferred.
Examples of commercially available SOG materials include an interlayer insulating film coating material “HSG” (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and an OCN series manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Commercially available organic-inorganic composite materials include organic-inorganic composite materials (trade name “NH-1000G”, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), Arakawa Chemical Industries, Ltd. Composeran SQ series manufactured by Co., Ltd.
In addition, the shape of the base material may be a planar structure or a three-dimensional structure.

透明性が必要とされる場合に基材として用いられるガラス板、ガラスフィルム、ガラスシート、樹脂基材の厚みは、特に制限はないが、光学特性や耐久性の観点から、好ましくは0.01〜100mm、より好ましくは0.02〜10mmである。また基材として用いられる樹脂フィルムの厚みは、強度及び光学特性の観点から、好ましくは1〜500μm、より好ましくは3〜300μmである。
基材の表面には、光学特性の向上のために低反射層を形成してもよい。低反射層はスパッタリング法等により無機化合物を複数層積層することで形成できる。また、基材や上記低反射層の表面には、接着性を向上させて使用環境下での長期の信頼性を向上させるために、アンカー剤又はプライマーと呼ばれる塗料の塗布や、接着層としての無機層の成膜を予め行ってもよい。無機層としてはシリコン系化合物が好ましく、SiO2やSiOxが接着性や耐久性の観点からより好ましい。上記接着層は蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法、化学気相成長法といった方法を用いて成膜できる。また、これらの層の形成の有無にかかわらず、接着性を向上させるために、コロナ放電処理、酸化処理、プラズマ処理等の物理的な処理を行ってもよい。
また、信号機表面、自動車の窓、窓ガラス等として用いる観点から、上記基材の全光線透過率は85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。基材の透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法)に準拠する方法により測定することができる。
The thickness of the glass plate, glass film, glass sheet, and resin base material used as the base material when transparency is required is not particularly limited, but is preferably 0.01 from the viewpoint of optical properties and durability. -100 mm, more preferably 0.02-10 mm. The thickness of the resin film used as the substrate is preferably 1 to 500 μm, more preferably 3 to 300 μm, from the viewpoint of strength and optical properties.
A low reflection layer may be formed on the surface of the substrate in order to improve optical characteristics. The low reflection layer can be formed by laminating a plurality of inorganic compounds by sputtering or the like. In addition, on the surface of the base material and the low reflection layer, in order to improve adhesion and improve long-term reliability in the use environment, application of a coating called an anchor agent or primer, or as an adhesive layer The inorganic layer may be formed in advance. As the inorganic layer, a silicon-based compound is preferable, and SiO 2 and SiOx are more preferable from the viewpoints of adhesiveness and durability. The adhesive layer can be formed using a method such as a vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a chemical vapor deposition method. Moreover, in order to improve adhesiveness irrespective of the presence or absence of formation of these layers, you may perform physical processes, such as a corona discharge process, an oxidation process, and a plasma process.
Further, from the viewpoint of use as a traffic light surface, an automobile window, a window glass, etc., the total light transmittance of the substrate is preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The transmittance | permeability of a base material can be measured by the method based on JISK7361-1 (the test method of the total light transmittance of a plastic-transparent material).

[低温環境用部材の製造方法]
次に、前述する低温環境用部材の製造方法を説明する。
本発明の低温環境用部材の製造方法は、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとを、有機溶媒と水と酸との混合溶媒中で加水分解、縮重合して得られた縮重合物を含む組成物を調製する工程(1)と、該組成物を該基材に塗布して滑落撥水層を形成する工程(2)とを有する。
[Method of manufacturing low temperature environment member]
Next, the manufacturing method of the member for low-temperature environments mentioned above is demonstrated.
The method for producing a low-temperature environment member of the present invention was obtained by hydrolyzing and polycondensing an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane in a mixed solvent of an organic solvent, water and an acid. It has the process (1) which prepares the composition containing a condensation polymerization material, and the process (2) which apply | coats this composition to this base material, and forms a sliding water-repellent layer.

(工程(1))
本工程においては、例えば、有機溶媒、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランを含む混合溶媒中に、水と酸とを混合、攪拌し、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランを加水分解し、次いで縮重合することにより縮重合物を得る。
具体的には、上記縮重合物は、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランのアルコキシ基、及び上記テトラアルコキシシランのアルコキシ基がそれぞれ加水分解してシラノール基を形成した後、該パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランが有するシラノール基と該テトラアルコキシシランが有するシラノール基とが縮重合することにより得られる。
(Process (1))
In this step, for example, water and an acid are mixed and stirred in a mixed solvent containing an organic solvent, an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane, and the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure is stirred. And the tetraalkoxysilane is hydrolyzed and then subjected to condensation polymerization to obtain a condensation polymer.
Specifically, the polycondensation product is obtained by hydrolyzing the alkoxy group of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure and the alkoxy group of the tetraalkoxysilane to form silanol groups, respectively, It is obtained by polycondensing a silanol group possessed by an alkoxysilane having an ether structure and a silanol group possessed by the tetraalkoxysilane.

加水分解および縮重合反応は、これらの反応が適切に起こる一定の雰囲気下で行うことが好ましい。具体的には、−25〜120℃の範囲で、0.1〜200時間程度行うことが好ましく、−10〜100℃で、0.5〜150時間程度行うことがより好ましく、0〜70℃で、1〜100時間程度行うことが更に好ましい。例えば、10〜60℃で、1〜50時間程度、20〜50℃で、2〜12時間程度である。反応温度及び反応時間を上記範囲内で行なうことにより、上述の海島構造を形成しやすくし、また、上述の条件(i)〜(iii)を満たしやすくする。   The hydrolysis and polycondensation reactions are preferably performed under a certain atmosphere in which these reactions occur appropriately. Specifically, it is preferably performed for about 0.1 to 200 hours in the range of −25 to 120 ° C., more preferably for about 0.5 to 150 hours at −10 to 100 ° C., and 0 to 70 ° C. It is more preferable to carry out for about 1 to 100 hours. For example, it is about 1 to 50 hours at 10 to 60 ° C. and about 2 to 12 hours at 20 to 50 ° C. By carrying out the reaction temperature and reaction time within the above ranges, the above-mentioned sea-island structure can be easily formed, and the above-mentioned conditions (i) to (iii) can be easily satisfied.

上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシランとしては、それぞれ上述したものを用いることができる。
また、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの重量平均分子量は、GPC測定により求めることができる。
上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランと、上記テトラアルコキシシランとの重量比は、好ましくは1:0.1〜10.0、より好ましくは1:0.15〜8.0、更に好ましくは1:0.2〜6.0である。上記範囲内とすることにより、滑落撥水性を向上させることができる。また、上述の海島構造を形成しやすくし、また、上述の条件(i)〜(iii)を満たしやすくする。
As the alkoxysilane and tetraalkoxysilane having the perfluoropolyether structure, those described above can be used.
The weight average molecular weight of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure can be determined by GPC measurement.
The weight ratio of the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure and the tetraalkoxysilane is preferably 1: 0.1 to 10.0, more preferably 1: 0.15 to 8.0, and still more preferably. 1: 0.2-6.0. By setting it within the above range, sliding water repellency can be improved. In addition, the above-described sea-island structure is easily formed, and the above-described conditions (i) to (iii) are easily satisfied.

有機溶媒としては、上記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランを溶解させる観点から、好ましくはフッ素系溶媒が用いられる。また、水との溶解性の観点から、フッ素系溶媒と両親媒性溶媒との混合有機溶媒であることが好ましい。
両親媒性溶媒としては、例えば、アルコール類、ケトン類等の水溶性の有機溶媒が好適に用いられる。上記アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、ターシャリーブチルアルコール等が挙げられる。上記ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。その他の水溶性の有機溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、酢酸エチル等が用いられる。これらは単独又は2種以上混合して使用することができる。
As the organic solvent, a fluorine-based solvent is preferably used from the viewpoint of dissolving the alkoxysilane having the perfluoropolyether structure. Further, from the viewpoint of solubility in water, a mixed organic solvent of a fluorinated solvent and an amphiphilic solvent is preferable.
As the amphiphilic solvent, for example, water-soluble organic solvents such as alcohols and ketones are preferably used. Examples of the alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, and tertiary butyl alcohol. Examples of the ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. As other water-soluble organic solvents, tetrahydrofuran, dioxane, acetonitrile, ethyl acetate and the like are used. These can be used alone or in admixture of two or more.

組成物中の有機溶媒の配合量は、好ましくは90.000〜99.999質量%、より好ましくは92.00〜99.99質量%、更に好ましくは95.0〜99.9質量%である。90.000質量%以上とすることで、混合溶媒中での反応を均一に進めると共に、該組成物から形成された滑落撥水層を均一透明なものとすることができ、99.999質量%以下とすることで、基材表面に十分な滑落撥水層を形成することができる。   The compounding amount of the organic solvent in the composition is preferably 90.000 to 99.999% by mass, more preferably 92.00 to 99.99% by mass, and further preferably 95.0 to 99.9% by mass. . By setting it to 90.000% by mass or more, the reaction in the mixed solvent can be promoted uniformly, and the sliding water-repellent layer formed from the composition can be made uniform and transparent, 99.999% by mass By setting it as below, a sufficient sliding water-repellent layer can be formed on the substrate surface.

水としては、イオン交換水、蒸留水等が挙げられる。また、上記混合溶媒中に含有される水の配合量は、0.001質量%以上であれば、特に限定されないが、好ましくは0.001〜1.000質量%、より好ましくは0.005〜0.500質量%の割合で配合する。0.001質量%以上とすることで、上記加水分解が促進され、1.000質量%以下とすることで、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの沈殿を抑制することができる。   Examples of water include ion exchange water and distilled water. The amount of water contained in the mixed solvent is not particularly limited as long as it is 0.001% by mass or more, but is preferably 0.001-1.000% by mass, more preferably 0.005- It mix | blends in the ratio of 0.500 mass%. By setting it as 0.001 mass% or more, the said hydrolysis is accelerated | stimulated, and precipitation of the alkoxysilane which has a perfluoro polyether structure can be suppressed by setting it as 1.000 mass% or less.

酸としては、上記加水分解を促進する作用を有するものであれば特に限定されず、塩酸、硫酸、硝酸、ホウ酸、リン酸、コハク酸、酢酸、蟻酸、シュウ酸、クエン酸、安息香酸等が挙げられ、反応性や乾燥時の滑落撥水層からの除去の観点から、塩酸が好ましい。また、上記混合溶媒中に含有される酸の配合量は、上記加水分解を促進させる観点から、好ましくは0.000001〜10.000000質量%、より好ましくは0.00001〜5.00000質量%、更に好ましくは0.0001〜1.0000質量%である。   The acid is not particularly limited as long as it has an action of promoting the hydrolysis, and includes hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, phosphoric acid, succinic acid, acetic acid, formic acid, oxalic acid, citric acid, benzoic acid, etc. From the viewpoint of reactivity and removal from the sliding water-repellent layer during drying, hydrochloric acid is preferred. Moreover, the compounding quantity of the acid contained in the mixed solvent is preferably 0.000001 to 10.000000 mass%, more preferably 0.00001 to 5.00000 mass%, from the viewpoint of promoting the hydrolysis. More preferably, it is 0.0001-1.0000 mass%.

上記組成物には、以上の各成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される光酸発生剤や光塩基発生剤等を必要に応じて配合することができる。該光酸発生剤もしくは光塩基発生剤を配合することにより、より強固な滑落撥水層を形成することができる。
また、上記組成物の固形分濃度は、好ましくは0.01〜15.00質量%、より好ましくは0.05〜10.00質量%、更に好ましくは0.1〜5.0質量%である。0.01質量%以上とすることで、滑落撥水層の硬化を促進することができ、15.00質量%以下とすることで、滑落撥水層の着色や滑落撥水性の低下を抑制することができる。
In addition to the above components, the above composition contains a photoacid generator, a photobase generator, and the like that are generally blended in this type of composition, as long as the effects of the present invention are not impaired. can do. By blending the photoacid generator or photobase generator, a stronger sliding water-repellent layer can be formed.
Moreover, the solid content concentration of the composition is preferably 0.01 to 15.00% by mass, more preferably 0.05 to 10.00% by mass, and still more preferably 0.1 to 5.0% by mass. . By setting the content to 0.01% by mass or more, curing of the sliding water-repellent layer can be promoted, and by setting the content to 15.00% by mass or less, coloring of the sliding water-repellent layer and a decrease in sliding water-repellent layer are suppressed. be able to.

(工程(2))
上記工程(1)で調製した組成物を基材上に塗布して乾燥し、硬化させることにより滑落撥水層を形成する。
上記組成物を塗布する方法は、所望の厚みに均一に塗布できる方法であればよく、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。例えば、グラビアコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、エクストルージョンコート法等が挙げられる。
(Process (2))
A sliding water-repellent layer is formed by applying the composition prepared in the above step (1) onto a substrate, drying and curing.
The method for applying the composition may be any method that can be applied uniformly to a desired thickness, and may be appropriately selected from conventionally known methods. For example, gravure coating method, knife coating method, dip coating method, spray coating method, air knife coating method, spin coating method, roll coating method, curtain coating method, die coating method, casting method, bar coating method, extrusion coating method, etc. Is mentioned.

上記組成物を塗布して形成した膜の乾燥処理の設定条件は、原料、溶媒や、雰囲気の温度や湿度によって変わるが、本発明の効果が得られるのに適した一定の雰囲気下にコントロールした状況で行うことが好ましい。例えば、通常、室温(25℃)〜300℃で、0.1〜48時間程度行うことが好ましく、25〜250℃で、0.2〜24時間程度行うことがより好ましい。これらの処理は1種類の雰囲気下で完結させてもよく、2種類以上の雰囲気下で段階的に処理してもよい。   The setting conditions for the drying treatment of the film formed by applying the above composition vary depending on the raw material, the solvent, the temperature and humidity of the atmosphere, but are controlled in a certain atmosphere suitable for obtaining the effects of the present invention. It is preferable to do in the situation. For example, it is usually performed at room temperature (25 ° C.) to 300 ° C. for about 0.1 to 48 hours, more preferably at 25 to 250 ° C. for about 0.2 to 24 hours. These treatments may be completed under one kind of atmosphere, or may be carried out stepwise under two or more kinds of atmospheres.

[低温環境用部材の評価]
滑落撥水層は、従来、霜、露、氷を付き難くするために、水と油脂との接触角を大きくすることが検討されてきた。これに対して、本発明では、水と油脂との接触角を大きくするとともに、両者の滑落角を小さくすることで、高い滑落性が得られることにより、霜、露、氷を付き難く、かつ付いた霜、露、氷をふき取りやすくしている。
滑落性は、純水及びn−ヘキサデカンの滑落角を測定することで評価でき、該滑落角が小さいほど滑落性が良好である。滑落角は、測定対象物である部材の滑落撥水層表面に、水平な状態で10μLの純水及び3μLのn−ヘキサデカンを滴下し、部材を徐々に傾斜させて、液滴が滑り始める傾斜角度(滑落角)を測定することにより求められる。測定装置としては、例えば、協和界面科学(株)製の接触角計「DM 500」を用いることができる。滑落角は、具体的には実施例に記載の方法により測定できる。
[Evaluation of materials for low temperature environment]
Conventionally, the sliding water-repellent layer has been studied to increase the contact angle between water and fats and oils in order to prevent frost, dew, and ice from sticking. On the other hand, in the present invention, by increasing the contact angle between water and oil and fat, and by reducing the sliding angle of both, high sliding property is obtained, so that frost, dew, and ice are hardly attached, and It makes it easy to wipe off frost, dew and ice.
The sliding property can be evaluated by measuring the sliding angle of pure water and n-hexadecane. The smaller the sliding angle, the better the sliding property. The sliding angle is a slope in which 10 μL of pure water and 3 μL of n-hexadecane are dropped in a horizontal state on the surface of the sliding water-repellent layer of the member to be measured, the member is gradually tilted, and the droplet starts to slide. It is obtained by measuring the angle (sliding angle). As the measuring device, for example, a contact angle meter “DM 500” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. can be used. Specifically, the sliding angle can be measured by the method described in Examples.

本発明の低温環境用部材は、滑落撥水層表面の純水の接触角が好ましくは95°以上120°以下であり、より好ましくは112°以上120°以下であり、更に好ましくは114°以上120°以下である。また、滑落撥水層表面の純水の滑落角が好ましくは30°以下であり、より好ましくは15°以下であり、更に好ましくは8°未満である。
上記接触角が95°以上であると、滑落撥水層が低い表面自由エネルギーを有していることを示しており、霜、露、氷を付き難くすることができる。また、本発明の部材は、純水の接触角が120°以下であり、純水の接触角が150°以上のいわゆる超撥水性表面を有するものではない。
上記滑落角が30°以下であると、滑落撥水層表面の滑落性が向上し、さらに霜、露、氷を付き難くし、かつ、付いた霜、露、氷を拭き取りやすくすることができる。
本発明において、上記接触角を95°以上とすることができるのは、上記縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造部位を有することに起因すると考えられる。また、上記滑落角を30°以下とすることができるのは、上記縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとが縮重合した構造であるため、隣接するパーフルオロポリエーテル構造部位の間隔が広く疎になり、該パーフルオロポリエーテル構造部位が動きやすく柔軟性を有することに起因すると考えられる。
なお、接触角は、接触角測定装置(例えば、協和界面科学(株)製の接触角計「DM 500」)を用いて、純水及びn−ヘキサデカンに対する接触角をθ/2法により測定することで求められる。接触角は、具体的には実施例に記載の方法により測定できる。
In the low-temperature environment member of the present invention, the contact angle of pure water on the surface of the sliding water-repellent layer is preferably 95 ° or more and 120 ° or less, more preferably 112 ° or more and 120 ° or less, and further preferably 114 ° or more. 120 ° or less. Further, the sliding angle of pure water on the surface of the sliding water-repellent layer is preferably 30 ° or less, more preferably 15 ° or less, and further preferably less than 8 °.
When the contact angle is 95 ° or more, it indicates that the sliding water-repellent layer has low surface free energy, and frost, dew, and ice can be hardly attached. Further, the member of the present invention does not have a so-called super water-repellent surface having a pure water contact angle of 120 ° or less and a pure water contact angle of 150 ° or more.
When the sliding angle is 30 ° or less, the sliding property of the sliding water-repellent layer surface is improved, frost, dew and ice are hardly attached, and attached frost, dew and ice can be easily wiped off. .
In the present invention, the reason why the contact angle can be 95 ° or more is considered to be that the condensation polymer has a perfluoropolyether structure site. The sliding angle can be set to 30 ° or less because the polycondensate is a polycondensation of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane. It is considered that the intervals between the polyether structure sites are wide and sparse, and the perfluoropolyether structure sites are easy to move and have flexibility.
The contact angle is measured by the θ / 2 method with respect to pure water and n-hexadecane using a contact angle measuring device (for example, a contact angle meter “DM 500” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Is required. Specifically, the contact angle can be measured by the method described in Examples.

また、本発明の低温環境用部材は、滑落撥水層表面のn−ヘキサデカンの接触角が好ましくは50°以上であり、より好ましくは55°以上であり、更に好ましくは60°以上である。また、滑落撥水層表面のn−ヘキサデカンの滑落角が好ましくは15°以下であり、より好ましくは10°以下であり、更に好ましくは6°以下である。   In the member for low temperature environment of the present invention, the contact angle of n-hexadecane on the surface of the sliding water-repellent layer is preferably 50 ° or more, more preferably 55 ° or more, and further preferably 60 ° or more. Further, the sliding angle of n-hexadecane on the sliding water-repellent layer surface is preferably 15 ° or less, more preferably 10 ° or less, and further preferably 6 ° or less.

本発明者らは、滑落撥水層がパーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの縮重合物を含むことにより、滑落撥水層表面と、指や拭き取りに用いる布等との摩擦係数を小さくし、滑り性を向上させることを見出した。本発明の部材は、水と油脂との接触角を大きくすることにより滑落撥水層の表面自由エネルギーを低下させ、水と油脂との滑落角を小さくすることにより高い滑落性が得られることに加え、高い滑り性が得られることにより、上記滑落撥水層表面に対し、更に霜、露、氷を付き難くし、かつ付いた霜、露、氷をふき取りやすくすることができる。
このように、本発明の低温環境用部材が、従来の滑落撥水部材では得られなかった極めて優れた滑落撥水性を有するのは、上記縮重合物が有する隣接するパーフルオロポリエーテル構造部位の間隔が広く疎になり、該パーフルオロポリエーテル構造部位が動きやすく柔軟性を有することに起因すると考えられる。
なお、本発明において「滑り性」とは、部材の滑落撥水層表面の滑らかさを表す指標である。滑り性は、具体的には実施例に記載の方法により評価することができる。
The inventors of the present invention have a sliding water-repellent layer containing a polycondensation product of an alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and a tetraalkoxysilane so that the surface of the sliding water-repellent layer and a cloth or the like used for wiping fingers or the like can be obtained. It has been found that the coefficient of friction is reduced to improve the slipperiness. The member of the present invention reduces the surface free energy of the sliding water-repellent layer by increasing the contact angle between water and oil and fat, and high sliding properties can be obtained by reducing the sliding angle between water and oil and fat. In addition, since high slipperiness is obtained, frost, dew and ice can be further prevented from sticking to the surface of the sliding water-repellent layer, and the attached frost, dew and ice can be easily wiped off.
As described above, the low-temperature environment member of the present invention has extremely excellent sliding water repellency that cannot be obtained by the conventional sliding water-repellent member. It is considered that the interval is wide and sparse, and the perfluoropolyether structure part is easy to move and has flexibility.
In the present invention, “slidability” is an index representing the smoothness of the surface of the sliding water-repellent layer of the member. Specifically, the slip property can be evaluated by the method described in Examples.

更に、本発明の低温環境用部材は、実用に耐えうる耐久性を有することも見出した。本発明の低温環境用部材は、図11に示すように、該滑落撥水層と基材とが、基材表面の酸素含有極性基である水酸基との間で共有結合を介して固定化されていることにより、実用に耐えうる耐久性を発現することができる。   Furthermore, the low temperature environment member of the present invention has also been found to have durability that can withstand practical use. In the low temperature environment member of the present invention, as shown in FIG. 11, the sliding water-repellent layer and the substrate are immobilized via a covalent bond between the hydroxyl group which is an oxygen-containing polar group on the substrate surface. Therefore, durability that can withstand practical use can be exhibited.

本発明の低温環境用部材は、滑落撥水性に優れるため、難着霜性、難結露性、難着氷性に優れるため、信号機、自動車の窓、窓ガラス、航空機の表面材、エアコンの室外機、ヒートポンプユニットの熱交換器等に好適に使用することができる。また防汚性に優れるため、手で触れた際に表面に指紋、皮脂、汗などの汚れが付着しやすいもの、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機・無機ELディスプレイ、電子ペーパー、VFD、EPDなどの画像表示装置、タッチパネル、携帯電話、音楽プレーヤーなどの携帯用電子機器、CD、DVD、ブルーレイディスクなどの光記録媒体、自動車、電車、航空機などの窓ガラス、外壁用建材、壁紙等の内壁、家電、車載パネル等の表面材として好適に用いられる。   The member for low-temperature environment of the present invention has excellent sliding water repellency, and therefore has excellent frost resistance, non-condensation property, and non-icing property. Therefore, traffic lights, automobile windows, window glass, aircraft surface materials, and outdoor parts of air conditioners. It can be suitably used for a heat exchanger of a heat pump unit or the like. In addition, it has excellent antifouling properties, so that it can easily get fingerprints, sebum, sweat, etc. on its surface when touched by hand, such as liquid crystal display, plasma display, organic / inorganic EL display, electronic paper, VFD, EPD Image display devices such as touch panels, mobile phones, music players, and other portable electronic devices, optical recording media such as CDs, DVDs, and Blu-ray discs, window glass for automobiles, trains, aircraft, etc., inner walls for exterior walls, wallpaper, etc. It is suitably used as a surface material for home appliances, in-vehicle panels and the like.

以下、参考例、比較例、及び実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、実施例に記載の形態に限定されるものではない。
参考例、比較例、及び実施例の部材の評価は以下のようにして行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to reference examples, comparative examples, and examples. In addition, this invention is not limited to the form as described in an Example.
Evaluation of the members of the reference example, the comparative example, and the example was performed as follows.

(1)滑落撥水層表面の形状
<ピーク値を示す高さ、半値半幅、1/3幅、1/10幅>
島津製作所製の原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)SPM‐9600を用い、ソフト:SPMマネージャーにおけるOn‐Line(測定)モード時に、参考例、比較例、及び実施例で得られた各部材の滑落撥水層表面の形状を測定し、高さ分布のヒストグラムデータを得た。その後、Off‐Line(解析)モードを用いて、傾き補正処理を実施し、高さ:0nmを黒色、高さ:25nm以上を白色とした場合の階調画像を得た(縦:512×横:512=262144pixel)。その画像についてPhotoshop(登録商標)を用いて画像解析を行った。各画像の各pixelの濃淡を256階調(黒色:0、白色:255)とした場合の高さ分布のヒストグラムデータを得(1区間0.098nm)、頻度のピーク値を示す高さH、海側の半値半幅(H−H1/2L)、島側の半値半幅(H1/2H−H)、海側の1/3幅(H−H1/3L)、海側の1/10幅(H−H1/10L)、島側の1/3幅(H1/3H−H)、及び島側の1/10幅(H1/10H−H)を算出した。結果を表1に示す。なお、図3〜6は参考例1〜3、及び比較例1の高さ分布のヒストグラムデータである。
(AFM測定条件)
測定モード:位相
走査範囲:10μm×10μm、
走査速度:0.8〜1Hz
画素数:512×512
使用したカンチレバー:ナノワールド社製NCHR(共鳴周波数:320kHz、ばね定数42N/m)
(AFM解析条件)
傾き補正:ラインフィット
<海島構造中の島部分の割合>
海島構造の島部分の割合は、滑落撥水層表面の形状をAFMで測定して滑落撥水層表面の高さデータの平均値を算出した後、[平均値以上の高さを有する測定点の数×100/全測定の数]により算出し、これを20点測定し、測定した20点の平均で算出した。但し、高さ25nm以上のデータは、異物として計算から除外した。結果を表1に示す。
<変曲点の数>
頻度のピーク値を示す高さHを算出する際に用いた高さ分布のヒストグラムデータを利用して、頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の高さ分布曲線の変曲点の数を算出した。具体的には、1区間0.098nmで取得したデータを5区間ごとに平均化したデータに基づき高さ分布のヒストグラムデータを再取得し、該再取得したヒストグラムデータにより、頻度のピーク値を示す高さHよりも低い側の高さ分布曲線の変曲点の数を算出した。
(1) Shape of surface of sliding-down water repellent layer <height showing peak value, half width at half maximum, 1/3 width, 1/10 width>
Using an Atomic Force Microscope (AFM) SPM-9600 manufactured by Shimadzu Corporation, each member obtained in Reference Example, Comparative Example, and Example in the On-Line (Measurement) mode in the software: SPM Manager The shape of the surface of the sliding water-repellent layer was measured, and histogram data of height distribution was obtained. Thereafter, an inclination correction process was performed using an Off-Line (analysis) mode to obtain a gradation image when the height: 0 nm was black and the height: 25 nm or more was white (vertical: 512 × horizontal). : 512 = 262144 pixels). The image was analyzed using Photoshop (registered trademark). Histogram data of height distribution when each pixel has a gradation of 256 gradations (black: 0, white: 255) is obtained (1 interval 0.098 nm), and a height H indicating a peak value of frequency, Half width at sea side (H-H 1 / 2L ), Half width at island side (H 1 / 2H -H), 1/3 width at sea side (H-H 1 / 3L ), 1/10 at sea side The width (H−H 1/10 L ), the 1/3 width on the island side (H 1 / 3H −H), and the 1/10 width on the island side (H 1 / 10H −H) were calculated. The results are shown in Table 1. 3 to 6 are histogram data of height distributions of Reference Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
(AFM measurement conditions)
Measurement mode: Phase scanning range: 10 μm × 10 μm,
Scanning speed: 0.8-1Hz
Number of pixels: 512 × 512
Cantilever used: NCHR manufactured by Nanoworld (resonance frequency: 320 kHz, spring constant 42 N / m)
(AFM analysis conditions)
Tilt correction: Line fit <Ratio of island part in sea-island structure>
The ratio of the island part of the sea-island structure is calculated by measuring the shape of the sliding water-repellent layer surface with AFM and calculating the average value of the height data of the sliding water-repellent layer surface. Number × 100 / number of all measurements], 20 points were measured, and the average of the measured 20 points was calculated. However, data with a height of 25 nm or more was excluded from the calculation as foreign matter. The results are shown in Table 1.
<Number of inflection points>
Using the histogram data of the height distribution used when calculating the height H indicating the frequency peak value, the inflection point of the height distribution curve on the side lower than the height H indicating the frequency peak value is used. Numbers were calculated. Specifically, the histogram data of the height distribution is re-acquired based on the data obtained by averaging the data acquired in 1 interval 0.098 nm every 5 intervals, and the peak value of the frequency is indicated by the re-acquired histogram data. The number of inflection points in the height distribution curve on the side lower than the height H was calculated.

<SRa、SRsk、SRz>
白色干渉顕微鏡(New View7300、Zygo社製)を用いて、参考例、比較例、及び実施例で得られた各部材の滑落撥水層表面の形状の測定・解析を行った。その結果を表1に示す。
なお、測定・解析ソフトにはMetro Pro Version 9.0.10 64−bitのMicroscope Applicationを用いた。
(測定条件)
対物レンズ:100倍
Zoom:2倍
測定領域:50μm×50μm
解像度(1点当たりの間隔):0.57μm
(解析条件)
Removed:Plane
Filter:OFF
FilterType:OFF
Low wavelength:OFF
High wavelength:OFF
Remove spikes:OFF
Spike Height(xRMS):OFF
(2)接触角の測定
協和界面科学(株)製の接触角計「DM 500」を用いて、純水及びn−ヘキサデカンの接触角を測定した。部材の滑落撥水層表面に1.5μLの純水を滴下し、着滴1秒後に、θ/2法に従って、滴下した液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の、固体表面に対する角度から接触角を算出した。5回測定した平均値を、接触角の値とした。なお、結果を表2に示す。
(3)表面自由エネルギー
上記接触角の測定結果から、以下の基準で表面自由エネルギーを評価した。接触角が大きいほど、表面自由エネルギーが低く優れることを示す。なお、結果を表2に示す。
◎:純水110°以上、かつn−ヘキサデカン60°以上
○:純水110°未満95°以上、かつn−ヘキサデカン60°未満50°以上
×:純水95°未満もしくはn−ヘキサデカン50°未満
(4)滑落角の測定
協和界面科学(株)製の接触角計「DM 500」を用いて、純水及びn−ヘキサデカンの滑落角を測定した。部材を水平に配置し、該部材の滑落撥水層表面に10μLの純水、及び3μLのn−ヘキサデカンをそれぞれ滴下し、部材を徐々に傾斜させて、液滴が滑り始める傾斜角度(滑落角)を測定した。5回測定した平均値を、滑落角の値とした。なお、結果を表2に示す。
(5)滑落性
上記滑落角の測定結果から、以下の基準で滑落性を評価した。滑落角が小さいほど、滑落性に優れることを示す。なお、結果を表2に示す。
◎:純水15°未満、かつn−ヘキサデカン10°未満
○:純水15°以上30°以下、もしくはn−ヘキサデカン10°以上15°以下
×:純水30°超もしくはn−ヘキサデカン15°超
(6)滑り性の評価
被験者10名が、参考例1〜3および比較例1で作製した各部材の滑落撥水層表面に指を接触させて、その指を滑落撥水層表面と平行に横方向に往復移動させた(スマートフォンでスライド操作をする様な動き)。その際の指と滑落撥水層表面との摩擦による触感を下記評価基準により判定し、被験者10名の平均値を求めた。この平均値を下記判定基準に従って判定した。なお、結果を表2に示す。
<評価基準>
5点:常に滑らか
3点:滑らか
0点:悪い
<判定基準>
○:4.4点以上
△:2.1点以上4.4点未満
×:2.1点未満
(7)指紋付着
シリコーン樹脂版(10mmφ×30mmの円柱状)に人工指紋液(伊勢久(株)製、JIS C9606の付属書4に準拠)を付着させたものを部材の滑落撥水層表面に押し付けて指紋を付着させた。指紋の付着状態を目視観察し、以下の基準で評価した。なお、結果を表2に示す。
◎:指紋を強く弾いており、付着量が非常に少ない
○:指紋を弾いており、付着量が少ない
△:指紋を弾くが、付着する
×:指紋が広く付着する
(8)指紋拭取性
シリコーン樹脂版(10mmφ×30mmの円柱状)に人工指紋液(伊勢久(株)製、JIS C9606の付属書4に準拠)を付着させたものを部材の滑落撥水層表面に押し付けて指紋を付着させた。付着させた指紋を旭化成(株)製 ベンコットンで拭取り、指紋の残り跡を目視観察し、以下の基準で評価した。なお、結果を表2に示す。
◎:3回までの拭取りで、指紋の付着跡が完全に見えない
○:4〜7回の拭取りで、指紋の付着跡が完全に見えない
△:8回〜10回の拭取りで、指紋の付着跡が完全に見えない
×:10回の拭取り後に指紋の拭き取り跡がはっきりと視認できる
<SRa, SRsk, SRz>
Using a white interference microscope (New View 7300, manufactured by Zygo), measurement and analysis of the shape of the sliding water-repellent layer surface of each member obtained in Reference Examples, Comparative Examples, and Examples were performed. The results are shown in Table 1.
The measurement / analysis software used was Micro Pro Version 9.0.10 64-bit Microscope Application.
(Measurement condition)
Objective lens: 100 times Zoom: 2 times Measurement area: 50 μm × 50 μm
Resolution (interval per point): 0.57 μm
(Analysis conditions)
Removed: Plane
Filter: OFF
FilterType: OFF
Low wavelength: OFF
High wave length: OFF
Remove spikes: OFF
Spike Height (xRMS): OFF
(2) Measurement of contact angle The contact angle of pure water and n-hexadecane was measured using a contact angle meter “DM 500” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. 1.5 μL of pure water is dropped on the surface of the sliding water-repellent layer of the member, and contacted from the angle of the straight line connecting the left and right end points and the apex of the dropped droplet to the solid surface according to the θ / 2 method 1 second after landing. The corner was calculated. The average value measured five times was taken as the value of the contact angle. The results are shown in Table 2.
(3) Surface free energy From the measurement result of the contact angle, the surface free energy was evaluated according to the following criteria. The larger the contact angle, the lower the surface free energy and the better. The results are shown in Table 2.
◎: Pure water 110 ° or more and n-hexadecane 60 ° or more ○: Pure water less than 110 ° 95 ° or more and n-hexadecane less than 60 ° 50 ° or more ×: Pure water less than 95 ° or n-hexadecane less than 50 ° (4) Measurement of sliding angle The sliding angle of pure water and n-hexadecane was measured using a contact angle meter “DM 500” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. The member is placed horizontally, 10 μL of pure water and 3 μL of n-hexadecane are dropped on the surface of the sliding water-repellent layer of the member, the member is gradually tilted, and the tilt angle at which the droplet starts to slide (sliding angle) ) Was measured. The average value measured five times was taken as the sliding angle value. The results are shown in Table 2.
(5) Sliding property The sliding property was evaluated according to the following criteria from the measurement result of the sliding angle. The smaller the sliding angle, the better the sliding property. The results are shown in Table 2.
◎: Pure water less than 15 ° and n-hexadecane less than 10 ° ○: Pure water 15 ° or more and 30 ° or less, or n-hexadecane 10 ° or more and 15 ° or less ×: Pure water more than 30 ° or n-hexadecane more than 15 ° (6) Evaluation of slipperiness Ten test subjects brought their fingers into contact with the sliding water-repellent layer surface of each member prepared in Reference Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, and the fingers were parallel to the sliding water-repellent layer surface. Moved back and forth in the horizontal direction (slide operation with a smartphone). Tactile sensation due to friction between the finger and the sliding water-repellent layer surface at that time was determined according to the following evaluation criteria, and an average value of 10 subjects was obtained. This average value was determined according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
<Evaluation criteria>
5 points: always smooth 3 points: smooth 0 point: bad <Criteria>
○: 4.4 points or more Δ: 2.1 points or more and less than 4.4 points ×: less than 2.1 points (7) Fingerprint adhesion Artificial fingerprint solution (Isehisa Co., Ltd.) on a silicone resin plate (10 mmφ × 30 mm cylindrical shape) ), Manufactured according to JIS C 9606 appendix 4), was pressed against the sliding water-repellent layer surface of the member to attach a fingerprint. The state of fingerprint attachment was visually observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
◎: The fingerprint is strongly played and the amount of adhesion is very small. ○: The fingerprint is played and the amount of adhesion is small. Δ: The fingerprint is flipped but adheres. ×: The fingerprint adheres widely (8) Fingerprint wiping property A silicone resin plate (10mmφ × 30mm cylindrical shape) with an artificial fingerprint liquid (Isehisa Co., Ltd., compliant with JIS C9606 appendix 4) attached to the sliding water-repellent layer surface of the member is attached to the fingerprint. I let you. The attached fingerprint was wiped with Ben Cotton manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., and the remaining fingerprint was visually observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
◎: The fingerprint trace is completely invisible after wiping up to 3 times. ○: The fingerprint trace is completely invisible after wiping 4-7 times. △: With 8 to 10 wipes. : Fingerprint adhesion traces are not completely visible ×: Fingerprint wipe traces are clearly visible after 10 wipes

参考例1
(組成物の調製)
フッ素系有機溶媒(3M製、商品名:Novec 7300)20.2gと、両親媒性溶媒(関東化学(株)製、商品名:2−プロパノール)3.5gと、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン溶液(信越化学工業(株)製、商品名「X−71−195」、固形分20%)0.75gと、テトラアルコキシシラン(東京化成工業(株)製、商品名:オルトけい酸テトラメチル)0.051gとを混合した混合溶液中に、水3.8mgと、1M 塩酸22.4mgとを添加し、25℃で3時間攪拌し、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの縮重合物を含む組成物1を得た。
(部材の製造)
ガラス基板(日本電気硝子(株)製、商品名:OA−10G、厚さ700μm)上にスピンコーターを用いて、上記組成物1を、回転速度3000回転/minにて塗布し、塗膜を形成した。該塗膜を室温(25℃)で12時間乾燥し、溶剤を除去し、硬化させ、平均膜厚10nm(推定値)の部材を得た。
Reference example 1
(Preparation of composition)
Fluorine-based organic solvent (product name: Novec 7300, 20.2 g), amphiphilic solvent (product name: 2-propanol, 3.5 g), and a perfluoropolyether structure 0.75 g of alkoxysilane solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “X-71-195”, solid content 20%) and tetraalkoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: orthosilicic acid) Tetramethyl) In a mixed solution in which 0.051 g is mixed, 3.8 mg of water and 22.4 mg of 1M hydrochloric acid are added, and the mixture is stirred at 25 ° C. for 3 hours. The alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and tetra Composition 1 containing a polycondensation product with alkoxysilane was obtained.
(Manufacture of parts)
The composition 1 was applied on a glass substrate (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., trade name: OA-10G, thickness 700 μm) using a spin coater at a rotational speed of 3000 rpm, and the coating film was applied. Formed. The coating film was dried at room temperature (25 ° C.) for 12 hours, and the solvent was removed and cured to obtain a member having an average film thickness of 10 nm (estimated value).

参考例2
フッ素系有機溶媒(3M製、商品名:Novec 7300)を28.1g、両親媒性溶媒(関東化学(株)製、商品名:2−プロパノール)を4.8g、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシラン溶液(信越化学工業(株)製、商品名「X−71−195」、固形分20%)を0.15g、テトラアルコキシシラン(東京化成工業(株)製、商品名:オルトけい酸テトラメチル)を0.076g、水5.9mg、1M 塩酸31.1mg用いた以外は参考例1と同様にして部材を得た。
得られた部材の滑落撥水層表面のAFM観察画像を図1に示す。AFM観察画像を分析したところ、該滑落撥水層表面の形状は、直径250〜500nm程度、高さ10〜20nm程度の不連続な突起状の構造がみられる海島構造であった。
Reference example 2
28.1 g of fluorine-based organic solvent (trade name: Novec 7300, manufactured by 3M), 4.8 g of amphiphilic solvent (trade name: 2-propanol, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), having a perfluoropolyether structure 0.15 g of alkoxysilane solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “X-71-195”, solid content 20%), tetraalkoxysilane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name: orthosilicic acid) A member was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that 0.076 g of tetramethyl), 5.9 mg of water, and 31.1 mg of 1M hydrochloric acid were used.
An AFM observation image of the surface of the sliding water-repellent layer of the obtained member is shown in FIG. When the AFM observation image was analyzed, the shape of the sliding water-repellent layer surface was a sea-island structure in which a discontinuous protruding structure having a diameter of about 250 to 500 nm and a height of about 10 to 20 nm was observed.

参考例3
混合溶液の攪拌時間を24時間に変更した以外は、参考例2と同様にして部材を得た。
Reference example 3
A member was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the stirring time of the mixed solution was changed to 24 hours.

比較例1
混合溶液の攪拌時間を168時間に変更した以外は、参考例2と同様にして部材を得た。
Comparative Example 1
A member was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the stirring time of the mixed solution was changed to 168 hours.

実施例
以下の試料を用いて着霜性、結露性、着氷性、耐久性の評価を行った。
試料1:参考例2で作成した部材(透明基材)
試料2:ポリエステルフィルム(東洋紡(株)製、商品名:コスモシャインA4100、厚さ100μm)上にバーコーターを用いて、有機−無機複合材料(日本曹達(株)製、商品名「NH−1000G」)の53質量%メチルイソブチルケトン(MIBK)溶液を塗布し、塗膜を形成した。その塗膜を70℃で60秒間乾燥し、溶剤を除去した。
次いで、上記塗膜に高圧水銀灯を用いて、照射量100mJ/cm2で照射し、塗膜を硬化させて、硬化後の膜厚が10μmの表面が無機化された基材を得た。
前記基材上に、参考例2と同様に滑落撥水層を形成した。(樹脂基材)
試料3:未処理のコーニング社製ゴリラガラス(Gorilla3、厚さ0.7mmt)
Example The following samples were used to evaluate frost formation, condensation, icing, and durability.
Sample 1: Member prepared in Reference Example 2 (transparent substrate)
Sample 2: An organic-inorganic composite material (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., trade name “NH-1000G” on a polyester film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: Cosmo Shine A4100, thickness 100 μm) using a bar coater. ]) 53 mass% methyl isobutyl ketone (MIBK) solution was applied to form a coating film. The coating film was dried at 70 ° C. for 60 seconds to remove the solvent.
Next, the coating film was irradiated with a high-pressure mercury lamp at an irradiation amount of 100 mJ / cm 2 to cure the coating film, thereby obtaining a base material with a surface having a thickness of 10 μm after curing.
A sliding water-repellent layer was formed on the substrate in the same manner as in Reference Example 2. (Resin base material)
Sample 3: Untreated Corning gorilla glass (Gorilla 3, thickness 0.7 mmt)

実施例1
(着霜性)
試料1、2、3を、冬場(夜間の最低気温は−2.7℃)に自動車のフロントガラスに貼り付けて一晩放置した後、早朝にそれぞれの表面の様子を観察した。観察時の気温は1℃であった。
(結果)
試料1、2、3を比較した結果、試料1、2は、試料3よりも着霜した霜の厚さが薄く、解氷速度も速かった。
Example 1
(Frosting)
Samples 1, 2, and 3 were affixed to the windshield of an automobile in the winter (the lowest temperature at night was -2.7 ° C.) and left overnight, and the appearance of each surface was observed early in the morning. The temperature during observation was 1 ° C.
(result)
As a result of comparing Samples 1, 2, and 3, Samples 1 and 2 were thinner than Sample 3 in the thickness of the frost, and the defrosting speed was faster.

実施例2
(結露性)
試料1、2、3を断熱ボックスの窓材として、試料1、2、3を、その処理面が断熱ボックスの内側面になるように設置した。該断熱ボックス内の容器に熱湯を入れた状態で、該断熱ボックスを室内温度−7℃の環境に2時間保管し、試料1、2の断熱ボックス内側面に付着した霜の様子を観察した。
(結果)
試料1、2は、パウダー状の霜が付着していた。この霜は、ブラシや手袋でなでる程度の力で容易に拭き取ることができた。
試料3は、水滴状の氷が付着していた。この氷は、ナイフでもなかなか削れない程度に強固に付着していた。
Example 2
(Condensation)
Samples 1, 2, and 3 were used as window materials for the heat insulation box, and Samples 1, 2, and 3 were installed so that their processing surfaces were the inner surfaces of the heat insulation box. In a state where hot water was put in a container in the heat insulation box, the heat insulation box was stored in an environment at a room temperature of −7 ° C. for 2 hours, and the state of frost adhering to the inner side surfaces of the samples 1 and 2 was observed.
(result)
Samples 1 and 2 had powdery frost attached. This frost could be easily wiped off with a force that was stroking with a brush or gloves.
Sample 3 had water droplets of ice attached to it. This ice was firmly attached to the extent that it could hardly be cut with a knife.

実施例3
(着氷性1)パウダースノーの積雪評価
試料1、2、3を、水平から45度および60度の角度をつけて設置し、−7℃の環境下で、上部より人工雪を降雪させた。
(結果)
試料1、2は、雪が滑落し、積雪しなかった。
試料3は、積雪し、水平から45度に設置したサンプルは20mmの積雪で、水平から60度に設置したサンプルは10mmの積雪で落雪した。
Example 3
(Icing property 1) Snow accumulation evaluation of powder snow Samples 1, 2, and 3 were installed at angles of 45 degrees and 60 degrees from the horizontal, and artificial snow was snowed from above in an environment of -7 ° C. .
(result)
In Samples 1 and 2, snow fell and snow did not accumulate.
Sample 3 was snow-covered, and the sample installed at 45 degrees from the horizontal fell by 20 mm, and the sample installed at 60 degrees from the horizontal fell by 10 mm of snow.

実施例4
(着氷性2)ウェットスノーの積雪評価
0℃以上の降雪は、氷状態ではなく水状態の水分を多く含み、ウェットスノーと呼ばれる。本実施例では、+2℃の環境下で、降雪実験を行った。
試料1、2、3を、水平、水平から45度および60度の角度をつけて設置し、+2℃の環境下で、上部より人工雪を降雪させた。
(結果)
水平から60度に設置した試料1、2のサンプルは、一面に積雪する前に、面滑りが発生し、雪が滑落した。
水平から45度に設置した試料1、2のサンプルは、約10mm積雪した後、面滑りが発生し、雪が滑落した。
水平に設置した試料1、2のサンプルは、積雪したが、60mm積雪後、水平から30度傾けると、面滑りが発生し、雪が滑落した。
水平から60度に設置した試料3のサンプルは13mm積雪、水平から45度に設置した試料3のサンプルは20mm積雪、水平に設置した試料3のサンプルは60mm積雪した。これらのサンプルは、積雪後に傾斜角度を90度まで増加しても面滑りは発生せず、雪は滑落しなかった。
Example 4
(Icing property 2) Evaluation of snow accumulation of wet snow Snow falling at 0 ° C. or higher contains a lot of water in the water state, not in the ice state, and is called wet snow. In this example, a snowfall experiment was performed in an environment of + 2 ° C.
Samples 1, 2, and 3 were placed at an angle of 45 degrees and 60 degrees from the horizontal and horizontal, and artificial snow was snowed from above in an environment of + 2 ° C.
(result)
Samples 1 and 2 installed at 60 degrees from the horizontal surface slipped before the snow fell on one side, and the snow fell off.
Samples 1 and 2 installed at 45 degrees from the horizontal level had a snow cover of about 10 mm, and then slipped and snow fell.
The samples of Samples 1 and 2 installed horizontally had snow accumulated, but after snowing 60 mm, when they were tilted 30 degrees from the horizontal, surface slip occurred and the snow fell.
The sample 3 sample installed at 60 degrees from the horizontal snow cover 13 mm, the sample 3 sample installed 45 degrees from the horizontal snow cover 20 mm, and the horizontal sample 3 sample 60 snow cover. In these samples, even if the inclination angle was increased to 90 degrees after snow accumulation, no slipping occurred and no snow fell.

実施例5
(着氷性3)ウェットスノーの氷着評価
試料1、2、3を水平に設置し、上部より人工雪(+2℃)を約20mm積雪させた後、−5℃の環境に1時間保管した。それぞれの試料上の積雪にナイフで切れ目を入れて剥離しやすさを比較した。
(結果)
試料1、2は、積雪が、切れ目からきれいに剥離しガラス表面が露出した。
試料3は、ガラス表面に凍結した雪氷が残り、ナイフで削ってもガラス表面を容易に露出することができなかった。
Example 5
(Icing property 3) Evaluation of ice accretion of wet snow Samples 1, 2, and 3 were installed horizontally, artificial snow (+ 2 ° C) was deposited from the top by about 20 mm, and then stored in an environment of -5 ° C for 1 hour. did. The snow on each sample was cut with a knife and compared for ease of peeling.
(result)
In samples 1 and 2, the snow cover was cleanly peeled off from the cut and the glass surface was exposed.
In Sample 3, frozen snow and ice remained on the glass surface, and the glass surface could not be easily exposed even when shaved with a knife.

実施例6
(着氷性4)
図7に示す引手を有する治具10を準備した。該治具10は、SUS製で、内径44mm、高さ30mmの円柱であり、その側面に直径10mmの引手を溶接してある。
着氷性の評価は、図8に示すように試料20を鉄板30に貼り付け、試料10の表面に治具10を設置した後、該治具10の円筒内部に水を満たし−7℃の環境下に一昼夜保管し、試料10の表面に氷が着氷した状態を人工的に形成した。
このように作成した被検体を、図9に示すように、治具10の引手部に荷重計測装置40を取り付け、垂直に引っ張りあげて、試料表面と氷が剥離した際の荷重の測定を行い、着氷性の評価を行った。
(結果)
試料1は、56.6Nで剥離、試料3は95.3Nで剥離した。
Example 6
(Icing properties 4)
A jig 10 having a handle shown in FIG. 7 was prepared. The jig 10 is made of SUS and is a cylinder having an inner diameter of 44 mm and a height of 30 mm, and a handle having a diameter of 10 mm is welded to the side surface thereof.
As shown in FIG. 8, the icing property was evaluated by attaching the sample 20 to the iron plate 30 and placing the jig 10 on the surface of the sample 10, and then filling the cylinder of the jig 10 with water at −7 ° C. The sample was stored in the environment all day and night, and a state where ice was icing on the surface of the sample 10 was artificially formed.
As shown in FIG. 9, the load measuring device 40 is attached to the handle portion of the jig 10 and pulled up vertically to measure the load when the specimen surface and the ice peel off. The icing property was evaluated.
(result)
Sample 1 was peeled off at 56.6N, and sample 3 was peeled off at 95.3N.

実施例7
(耐久性)
試料1に対して、スチールウールを用いた擦傷試験を行い、純水の接触角を評価した。試験は、ボンスタースチールウール#0000を用い、該スチールウールを荷重1kg/cm2で試料表面し押し付け、ストローク片道70mm、往復140mm、擦傷速度140mm/sで、0回から10,000回の擦傷回数のテストを行い、純水の接触角の評価を行った。
(結果)
評価結果を図10に示す。
図10に示すように、10,000回の擦傷試験後も純水接触角100°を保持していた。
Example 7
(durability)
Sample 1 was subjected to a scratch test using steel wool to evaluate the contact angle of pure water. In the test, Bonster Steel Wool # 0000 was used, and the steel wool was applied to the surface of the sample with a load of 1 kg / cm 2 and pressed. Stroke one way 70 mm, reciprocation 140 mm, scratching speed 140 mm / s, 0 to 10,000 scratches The contact angle of pure water was evaluated.
(result)
The evaluation results are shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the pure water contact angle was maintained at 100 ° even after 10,000 abrasion tests.

(結果のまとめ)
表2に示すように、滑落撥水層がパーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する海島構造からなり、滑落撥水層表面の高さ分布曲線のピーク値を示す高さHが11.8nm以下である参考例1〜3では、純水の接触角が112〜116°、n−ヘキサデカンの接触角が66〜67°であり、いずれも表面自由エネルギーが低く優れていた。また、純水の滑落角が3〜20°、n−ヘキサデカンの滑落角が2〜4°であり、いずれも滑落性が良好であり、更に、滑り性の評価も高かった。
一方、滑落撥水層表面の高さ分布曲線のピーク値を示す高さHが13.5nmである比較例1では、表面自由エネルギーが参考例と比較して高く、滑落性の評価が悪かった。
また、実施例3から5の結果から、本発明の滑落撥水層には、積雪が着氷しにくいことがわかる。
このように、実施例1から7の着霜性、結露性、着氷性、耐久性の評価結果から、本発明の低温環境用部材は、難着霜性、難結露性、難着氷性、耐久性を有していることが確認できた。特に、実施例5に示すように、ウェットスノーが氷結した状態でも、本発明の低温環境用部材は、未処理のガラスに対して優位性を有していることが確認できた。
上述のように、本発明の低温環境用部材が、難着霜性、難結露性、難着氷性、耐久性を有していることから、難着霜性、難結露性、または難着氷性のうち少なくとも一つの性質を必要とする製品に好適に使用することができる。
(Summary of results)
As shown in Table 2, the sliding water-repellent layer has a sea-island structure containing a perfluoro structure and a siloxane structure, and the height H indicating the peak value of the height distribution curve of the sliding water-repellent layer surface is 11.8 nm or less. In Reference Examples 1 to 3, the contact angle of pure water was 112 to 116 °, and the contact angle of n-hexadecane was 66 to 67 °, both of which were excellent in low surface free energy. Moreover, the sliding angle of pure water was 3 to 20 °, and the sliding angle of n-hexadecane was 2 to 4 °. Both sliding properties were good and the evaluation of sliding property was also high.
On the other hand, in Comparative Example 1 where the height H indicating the peak value of the height distribution curve on the surface of the sliding water-repellent layer was 13.5 nm, the surface free energy was higher than that of the reference example, and the evaluation of sliding property was poor. .
In addition, it can be seen from the results of Examples 3 to 5 that it is difficult for snow accumulation on the sliding water-repellent layer of the present invention.
Thus, from the evaluation results of frost formation, condensation, icing, and durability of Examples 1 to 7, the low temperature environment member of the present invention is hardly frosted, difficult to condense, and difficult to freeze. It was confirmed that it had durability. In particular, as shown in Example 5, even when wet snow was frozen, it was confirmed that the low temperature environment member of the present invention had an advantage over untreated glass.
As described above, the low temperature environment member of the present invention has hardly frost formation, hardly dew condensation, hardly icing property, and durability. It can be suitably used for products that require at least one of the icy properties.

また、参考例1〜3の部材は、いずれも指紋が付着し難く、指紋の拭取性に優れていることがわかった。比較例1の部材は、参考例と比較して指紋付着及び指紋拭取性の評価が劣っていた。   In addition, it was found that the members of Reference Examples 1 to 3 were all resistant to fingerprints and excellent in wipeability of fingerprints. The member of Comparative Example 1 was inferior in fingerprint adhesion and fingerprint wiping evaluation as compared with the Reference Example.

本発明の低温環境用部材は、滑落撥水性を有し、難着霜性、難結露性、難着氷性に優れるため、信号機、自動車、窓ガラス、航空機の表面材、エアコンの室外機、ヒートポンプユニットの熱交換器等に用いる難着霜性部材、難結露性部材、難着氷性部材等に好適に使用することができる。   The member for low-temperature environment of the present invention has sliding water repellency and excellent frost resistance, non-condensation property, and non-icing property. Therefore, traffic lights, automobiles, window glass, aircraft surface materials, air conditioner outdoor units, It can be suitably used for a non-frosting member, a non-condensing member, a non-icing member or the like used for a heat exchanger of a heat pump unit.

10 治具
20 試料
30 鉄板
40 荷重計測装置







10 Jig 20 Sample 30 Iron plate 40 Load measuring device







Claims (9)

基材上に滑落撥水層を形成してなる部材であって、該滑落撥水層は、パーフルオロ構造及びシロキサン構造を含有する海島構造からなり、該滑落撥水層表面の高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHが11.8nm以下である、低温環境用部材。   A member formed by forming a sliding water-repellent layer on a substrate, the sliding water-repellent layer having a sea-island structure containing a perfluoro structure and a siloxane structure, and a height distribution curve of the surface of the sliding water-repellent layer A member for a low-temperature environment, wherein the height H showing the peak value of the frequency is 11.8 nm or less. 前記ピーク値を示す高さHよりも低い側における前記高さ分布曲線の変曲点が1個である、請求項1に記載の低温環境用部材。   The low temperature environment member according to claim 1, wherein the height distribution curve has one inflection point on a side lower than the height H indicating the peak value. 前記高さ分布曲線のピーク値を示す高さHと、前記高さ分布曲線のピーク値の1/2を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/2Lとが、下記式(I)の関係を満たす、請求項1または2に記載の低温環境用部材。
H−H1/2L≦2.5nm (I)
The height H indicating the peak value of the height distribution curve and the height H 1 / 2L on the lower elevation side of the height indicating 1/2 of the peak value of the height distribution curve are expressed by the following formula ( The member for low-temperature environments according to claim 1 or 2, satisfying the relationship of I).
H-H 1 / 2L ≦ 2.5nm (I)
前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/2を示す高さのうち標高が高い側の高さH1/2Hとが、下記式(II)の関係を満たす、請求項1〜3のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
1/2H−H≦3.0nm (II)
A height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve and a height H 1 / 2H on the higher elevation side among the heights indicating one half of the peak value of the frequency of the height distribution curve. The member for low-temperature environments as described in any one of Claims 1-3 which satisfy | fills the relationship of following formula (II).
H 1 / 2H −H ≦ 3.0 nm (II)
前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/3を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/3Lとが、下記式(III)の関係を満たす、請求項1〜4のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
H−H1/3L≦3.0nm (III)
The height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve and the height H 1 / 3L on the lower elevation side of the height indicating one third of the peak value of the frequency of the height distribution curve are: The member for low-temperature environments as described in any one of Claims 1-4 which satisfy | fills the relationship of following formula (III).
H-H 1 / 3L ≦ 3.0 nm (III)
前記高さ分布曲線の頻度のピーク値を示す高さHと、該高さ分布曲線の頻度のピーク値の1/10を示す高さのうち標高が低い側の高さH1/10Lとが、下記式(IV)の関係を満たす、請求項1〜5のいずれか一項に記載の低温環境用部材。
H−H1/10L≦10.0nm (IV)
A height H indicating the peak value of the frequency of the height distribution curve, and a height H 1 / 10L on the lower elevation side among the heights indicating 1/10 of the peak value of the frequency of the height distribution curve. The member for low-temperature environments as described in any one of Claims 1-5 which satisfy | fills the relationship of following formula (IV).
H-H 1 / 10L ≦ 10.0nm (IV)
前記海島構造中の島部分の割合が20〜50%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の低温環境用部材。   The member for low-temperature environments as described in any one of Claims 1-6 whose ratio of the island part in the said sea island structure is 20 to 50%. 前記パーフルオロ構造及びシロキサン構造が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の低温環境用部材。   The member for low-temperature environments as described in any one of Claims 1-7 whose said perfluoro structure and siloxane structure are polycondensation products of the alkoxysilane which has a perfluoro polyether structure. 前記パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランの縮重合物が、パーフルオロポリエーテル構造を有するアルコキシシランとテトラアルコキシシランとの縮重合物である、請求項8に記載の低温環境用部材。

The member for low-temperature environments according to claim 8, wherein the polycondensation product of alkoxysilane having a perfluoropolyether structure is a polycondensation product of alkoxysilane having a perfluoropolyether structure and tetraalkoxysilane.

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