JP2018154125A - 表面処理剤および該表面処理剤から形成された層を含む物品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐候性を有する表面処理層を有する物品、および表面処理層を形成することができる表面処理剤の提供。
【解決手段】表面処理層の機能を発揮する含フッ素部分と基材との結合能を有するシラン部分の間に、フェニレン基を有する含フッ素シラン化合物を用いることにより、高い耐候性を有する表面処理層を形成できる。基材と、基材上に、下記式（１）：

で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤から形成された層とを含む物品。［Ｘ^１からＸ^５は独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素原子、ニトロ基、水酸基、含フッ素炭化水素基（少なくとも１つ）、Ｒ^１は独立して、水酸基、加水分解可能な基、ハロゲン原子、Ｒ^２は独立して、水素原子、アルキル基、アリール基。]
【選択図】なし

Description

本発明は、表面処理剤および該表面処理剤から形成された層を含む物品に関する。

ある種の含フッ素シラン化合物は、基材の表面処理に用いると、優れた撥水性、撥油性、防汚性などを提供し得ることが知られている。含フッ素シラン化合物を含む表面処理剤から得られる層（以下、「表面処理層」とも言う）は、いわゆる機能性薄膜として、例えばガラス、プラスチック、繊維、建築資材など種々多様な基材に施されている。

そのような含フッ素シラン化合物として、フルオロアルキル基を分子主鎖に有し、Ｓｉ原子に結合した加水分解可能な基を分子末端に有するフルオロアルキルシランが知られている（特許文献１）。

特表２０１１−５０５４２２号

含フッ素シラン化合物は、例えばガラス、プラスチック、繊維、建築資材など種々多様な基材に施され、表面処理層を形成する。このような基材上に形成された表面処理層は、様々な環境に曝され得る。例えば、自動車のガラス、建築資材においては、表面処理層は、日光、雨等に曝され得る。また、タッチパネルにおいては、表面処理層は、人の汗等に曝され得る。従って、広い用途を有する含フッ素シラン化合物は、様々な環境下において長くその機能（例えば、撥水性、撥油性、防汚性等）を発揮するために、耐候性が求められる。

本発明は、高い耐候性を有する表面処理層を有する物品、およびかかる表面処理層を形成することができる表面処理剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、表面処理層の機能を発揮する含フッ素部分と基材との結合能を有するシラン部分の間に、フェニレン基を有する含フッ素シラン化合物を用いることにより、高い耐候性を有する表面処理層を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の第１の要旨によれば、
基材と、該基材上に、下記式（１）：

［式中：
Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ニトロ基、水酸基またはＲｆ基を表し：ただし、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１つは、Ｒｆ基であり；
Ｒｆ基は、Ｒ^１５−Ｒ^１６−を表し；
Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよい含フッ素炭化水素基を表し；
Ｒ^１６は、単結合または２価の有機基を表し；
Ｒ^１は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基、加水分解可能な基またはハロゲン原子を表し；
Ｒ^２は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表し；
ｎは、１〜３の整数である。］
で表される化合物（以下、単に「本発明の含フッ素シラン化合物」ともいう）または該化合物を含む表面処理剤から形成された層とを含む物品が提供される。

本発明の第２の要旨によれば、
（Ａ）下記式（１）：

［式中：
Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ニトロ基、水酸基またはＲｆ基を表し：ただし、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１つは、Ｒｆ基であり；
Ｒｆ基は、Ｒ^１５−Ｒ^１６−を表し；
Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよい含フッ素炭化水素基を表し；
Ｒ^１６は、単結合または２価の有機基を表し；
Ｒ^１は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基、加水分解可能な基またはハロゲン原子を表し；
Ｒ^２は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表し；
ｎは、１〜３の整数である。］
で表される化合物；および
（Ｂ）含ケイ素化合物、含フッ素オイル、シリコーンオイルおよび溶媒から選択される１種またはそれ以上の他の成分
を含む表面処理剤が提供される。

本発明によれば、含フッ素シラン化合物として、シラン基と直接結合したフェニレン基を有する化合物を用いることにより、耐候性に優れた表面処理層を有する物品を提供することができる。

以下、本発明の物品について説明する。

本発明の物品は、基材と、該基材上に、下記式（１）：

で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤から形成された層とを含む。

本発明の物品は、表面処理層が優れた耐候性を有するので、多種多様な用途に用いることができる。

本発明の物品は、光学部材、建築部材、陶磁器等であり得る。光学部材としては、例えば、眼鏡、サングラスなどのレンズ；陰極線管（ＣＲＴ；例、ＴＶ、パソコンモニター）、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機薄膜ＥＬドットマトリクスディスプレイ、背面投写型ディスプレイ、蛍光表示管（ＶＦＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ；Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのディスプレイあるいはそれらのディスプレイの前面保護板、飛散防止フィルム、反射防止板、偏光板もしくはアンチグレア板またはそれらの表面に反射防止膜処理を施したもの；携帯電話、携帯情報端末などの機器のタッチパネルシート；ブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標））ディスク、ＤＶＤディスク、ＣＤ−Ｒ、ＭＯなどの光ディスクのディスク面；光ファイバー；窓ガラス、自動車等のフロントガラスなどのガラス面；カメラレンズ；ソーラーパネル；光学フィルターなどが挙げられる。

本発明の物品は、例えば以下のようにして製造できる。

まず、基材を準備する。

本発明に使用可能な基材は、特に限定されず、有機材料、無機材料、またはこれらのハイブリッド材料のいずれであってもよい。

例えば、本発明に使用可能な基材は、特に限定されないが、例えばガラス、樹脂（天然または合成樹脂、例えば一般的なプラスチック材料であってよく、板状、フィルム、その他の形態であってよい）、金属（アルミニウム、銅、鉄等の金属単体または合金等の複合体であってよい）、セラミックス、半導体（シリコン、ゲルマニウム等）、繊維（織物、不織布等）、毛皮、皮革、コンクリート、木材、石材等、任意の適切な材料で構成され得る。

本発明に使用可能な基材を構成する材料としては、例えば、サファイアガラスも挙げることができる。

上記基材は、その具体的仕様等に応じて、種々の層を有していてもよい。例えば、光学部材として用いる場合、基材は、反射防止層、絶縁層、粘着層、保護層、装飾枠層（Ｉ−ＣＯＮ）、霧化膜層、偏光フィルム、位相差フィルム、および液晶表示モジュールなどを有していてもよい。本発明においては、これらの層、フィルム等を含めて基材と称する。

基材の形状は特に限定されず、例えば、板状、フィルム、その他の形態であってよい。また、機能性膜を形成すべき基材の表面領域は、基材表面の少なくとも一部であればよく、製造すべき物品の用途および具体的仕様等に応じて適宜決定され得る。

次に、かかる基材の表面に、式（１）で表される化合物または式（１）で表される化合物を含む表面処理剤を適用して、これらの膜を形成する。この膜を、静置または必要に応じて後処理することにより、基材上に表面処理層が形成される。

以下、下記式（１）で表される化合物を説明する。

上記式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ニトロ基、水酸基またはＲｆ基を表す。ただし、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１つは、Ｒｆ基である。

上記「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、フッ素原子、塩素原子および臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。

上記「炭化水素基」としては、特に限定されないが、例えば、置換基を有していてもよい炭素数１〜１００、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基などが挙げられる。なお、上記炭化水素基は、直鎖状であってもよいし、分枝鎖状であってもよく、環状であってもよい。また、該炭化水素基は、エーテル結合を有していてもよい。この場合、炭化水素基は、上記した炭化水素基にエーテル結合が挿入された構造となる。

上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン原子；および、１個またはそれ以上のハロゲン原子により置換されていてもよい、Ｃ_１−６アルキル基、Ｃ_２−６アルケニル基、Ｃ_２−６アルキニル基、Ｃ_３−１０シクロアルキル基、Ｃ_３−１０不飽和シクロアルキル基、５〜１０員のヘテロシクリル基、５〜１０員の不飽和ヘテロシクリル基、Ｃ_６−１０アリール基および５〜１０員のヘテロアリール基から選択される１個またはそれ以上の基が挙げられる。

一の態様において、上記炭化水素基は非置換である。

上記Ｒｆ基は、Ｒ^１５−Ｒ^１６−である。

Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよい含フッ素炭化水素基を表す。

上記「含フッ素炭化水素基」としては、置換基を有していてもよい炭素数１〜３００の含フッ素アルキル基、含フッ素アルケニル基、含フッ素アルキニル基、含フッ素アリール基などが挙げられる。なお、上記含フッ素炭化水素基は、直鎖状であってもよいし、分枝鎖状であってもよく、環状であってもよい。該含フッ素炭化水素基が、エーテル結合を有する場合、含フッ素炭化水素基は、上記した含フッ素炭化水素基にエーテル結合が挿入された構造となる。

上記置換基としては、上記「炭化水素基」の置換基と同様のものが上げられる。

一の態様において、上記含フッ素炭化水素基は非置換である。

好ましい態様において、Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよいパーフルオロ炭化水素基である。パーフルオロ炭化水素基とは、炭化水素基の炭素に結合したすべての水素原子が、フッ素原子により置換されたものを意味する。

好ましい態様において、Ｒ^１５は、Ｆ−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−（式中、ｐは、１〜１００の整数、好ましくは２〜２０の整数、より好ましくは２〜１０の整数である。）である。Ｆ−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−は、直鎖状であってもよいし、分枝鎖状であってもよい。好ましくは、Ｒ^１５基は、Ｆ−（ＣＦ_２）_ｐ−である。

別の好ましい態様において、Ｒ^１５は、下記式：
Ｒ^３−ＰＦＰＥ−
で表される基である。

上記式中、Ｒ^３は、それぞれ独立して、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数１〜１６のアルキル基を表す。

上記１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数１〜１６のアルキル基における「炭素数１〜１６のアルキル基」は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数１〜６、特に炭素数１〜３のアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数１〜３のアルキル基である。

上記Ｒ^３は、好ましくは、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されている炭素数１〜１６のアルキル基であり、より好ましくはＣＦ_２Ｈ−Ｃ_１−１５フルオロアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数１〜１６のパーフルオロアルキル基である。

該炭素数１〜１６のパーフルオロアルキル基は、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数１〜６、特に炭素数１〜３のパーフルオロアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数１〜３のパーフルオロアルキル基、具体的には−ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_３、または−ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３である。

上記式中、ＰＦＰＥは、
−（ＯＣ_６Ｆ_１２）_ａ−（ＯＣ_５Ｆ_１０）_ｂ−（ＯＣ_４Ｆ_８）_ｃ−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｄ−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｅ−（ＯＣＦ_２）_ｆ−
で表される基である。式中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、それぞれ独立して０以上２００以下の整数であって、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆの和は少なくとも１である。好ましくは、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、それぞれ独立して、０以上１００以下の整数である。好ましくは、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆの和は５以上であり、より好ましくは１０以上、例えば１０以上１００以下である。また、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅまたはｆを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。

これら繰り返し単位は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは直鎖状である。例えば、−（ＯＣ_６Ｆ_１２）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−等であってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。−（ＯＣ_５Ｆ_１０）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−等であってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。−（ＯＣ_４Ｆ_８）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−、−（ＯＣ（ＣＦ_３）_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ（ＣＦ_３））−、−（ＯＣＦ（Ｃ_２Ｆ_５）ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ_２ＣＦ（Ｃ_２Ｆ_５））−のいずれであってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。−（ＯＣ_３Ｆ_６）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−のいずれであってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。また、−（ＯＣ_２Ｆ_４）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ（ＣＦ_３））−のいずれであってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）−である。

一の態様において、上記ＰＦＰＥは、−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｄ−（式中、ｄは１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数である）である。好ましくは、ＰＦＰＥは、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｄ−（式中、ｄは１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数である）または−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）_ｄ−（式中、ｄは１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数である）である。より好ましくは、ＰＦＰＥは、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｄ−（式中、ｄは１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数である）である。

別の態様において、ＰＦＰＥは、−（ＯＣ_４Ｆ_８）_ｃ−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｄ−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｅ−（ＯＣＦ_２）_ｆ−（式中、ｃおよびｄは、それぞれ独立して０以上３０以下の整数であり、ｅおよびｆは、それぞれ独立して１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数であり、添字ｃ、ｄ、ｅまたはｆを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である）である。好ましくは、ＰＦＰＥは、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｃ−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｄ−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）_ｅ−（ＯＣＦ_２）_ｆ−である。一の態様において、ＰＦＰＥは、−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｅ−（ＯＣＦ_２）_ｆ−（式中、ｅおよびｆは、それぞれ独立して１以上２００以下、好ましくは５以上２００以下、より好ましくは１０以上２００以下の整数であり、添字ｅまたはｆを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である）であってもよい。

上記態様において、好ましくは、ｃ、ｄ、ｅおよびｆの和は少なくとも５以上、好ましくは１０以上であり得る。

さらに別の態様において、ＰＦＰＥは、−（Ｒ^７−Ｒ^８）_ｇ−で表される基である。式中、Ｒ^７は、ＯＣＦ_２またはＯＣ_２Ｆ_４であり、好ましくはＯＣ_２Ｆ_４である。式中、Ｒ^８は、ＯＣ_２Ｆ_４、ＯＣ_３Ｆ_６、ＯＣ_４Ｆ_８、ＯＣ_５Ｆ_１０およびＯＣ_６Ｆ_１２から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される２または３つの基の組み合わせである。好ましくは、Ｒ^８は、ＯＣ_２Ｆ_４、ＯＣ_３Ｆ_６およびＯＣ_４Ｆ_８から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される２または３つの基の組み合わせである。ＯＣ_２Ｆ_４、ＯＣ_３Ｆ_６およびＯＣ_４Ｆ_８から独立して選択される２または３つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_４Ｆ_８−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_２Ｆ_４−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_４Ｆ_８−、−ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣ_４Ｆ_８−、−ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣ_２Ｆ_４−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_４Ｆ_８−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_２Ｆ_４−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣ_２Ｆ_４−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_３Ｆ_６−、−ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣ_２Ｆ_４−、および−ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４−等が挙げられる。上記ｇは、２〜１００の整数、好ましくは２〜５０の整数である。上記式中、ＯＣ_２Ｆ_４、ＯＣ_３Ｆ_６、ＯＣ_４Ｆ_８、ＯＣ_５Ｆ_１０およびＯＣ_６Ｆ_１２は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、ＰＦＰＥは、好ましくは、−（ＯＣ_２Ｆ_４−ＯＣ_３Ｆ_６）_ｇ−または−（ＯＣ_２Ｆ_４−ＯＣ_４Ｆ_８）_ｇ−である。

上記態様において、Ｒ^８は、ＯＣ_２Ｆ_４、ＯＣ_３Ｆ_６およびＯＣ_４Ｆ_８から選択される基であるか、ＯＣ_３Ｆ_６、ＯＣ_４Ｆ_８、ＯＣ_５Ｆ_１０およびＯＣ_６Ｆ_１２から選択される基であるか、あるいはこれらの基から独立して選択される２または３つの基の組み合わせであってもよい。

上記態様において、ｇは、２以上、好ましくは３以上、より好ましくは５以上であり、１００以下、好ましくは５０以下の整数であってもよい。

上記Ｒ^３−ＰＦＰＥ部分の平均分子量は、特に限定されるものではないが、５００〜３０，０００、好ましくは１，５００〜３０，０００、より好ましくは２，０００〜１０，０００である。なお、本発明において「平均分子量」は数平均分子量を言い、「平均分子量」は、^１９Ｆ−ＮＭＲにより測定される値とする。

上記式中、Ｒ^１６は、単結合または２価の有機基を表す。

上記「２価の有機基」とは、炭素を含有する２価の基を意味する。かかる２価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭化水素基からさらに１個の水素原子を脱離させた２価の基が挙げられる。

上記「炭化水素基」は、上記Ｘ^１〜Ｘ^５に関して記載した炭化水素基と同意義である。

上記２価の有機基は、好ましくは、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜４の炭化水素基、好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基またはアリール基であり得る。なお、上記炭化水素基は、直鎖状であってもよいし、分枝鎖状であってもよく、環状であってもよい。上記２価の有機基は、より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基であり得る。

一の態様において、Ｒ^１５は、Ｆ−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−であり、Ｒ^１６は単結合である。

別の態様において、Ｒ^１５は、Ｒ^３−ＰＦＰＥ−であり、Ｒ^１６は、単結合または炭素数１〜４のアルキル基である。

上記式中、Ｒ^１は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基、加水分解可能な基またはハロゲン原子を表す。

上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、−ＯＲ、−ＯＣＯＲ、−Ｏ−Ｎ＝ＣＲ_２、−ＮＲ_２、−ＮＨＲ、ハロゲン（これら式中、Ｒは、置換または非置換の炭素数１〜４のアルキル基を示す）などが挙げられ、好ましくは−ＯＲ（即ち、アルコキシ基）である。Ｒの例として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基；クロロメチル基などの置換アルキル基が挙げられる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。水酸基は、特に限定されないが、加水分解可能な基が加水分解して生じたものであってよい。

上記「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、塩素原子および臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。

一の態様において、Ｒ^１は、水酸基または加水分解可能な基である。

別の態様において、Ｒ^１は、ハロゲン原子、好ましくは塩素原子である。

上記式中、Ｒ^２は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表す。

上記「アルキル基」としては、炭素数１〜１００、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜６の直鎖状、分枝鎖状、または環状アルキル基が挙げられる。上記アリール基としては、炭素数６〜１００、好ましくは炭素数６〜２０のアリール基が挙げられる。

上記式（１）中、ｎは、１〜３の整数であり、好ましくは２〜３の整数であり、より好ましくは３である。

一の態様において、Ｘ^１〜Ｘ^５の１つのみがＲｆ基である。

別の態様において、Ｘ^１〜Ｘ^５の２〜５つがＲｆ基である。

好ましい態様において、式（１）中、Ｘ^１はＲｆ基である。

別の好ましい態様において、式（１）中、Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、Ｒｆまたは水素原子である。

別の好ましい態様において、式（１）中、Ｘ^１はＲｆ基であり、Ｘ^２〜Ｘ^５は水素原子である。

上記式（１）で表される化合物は、公知の方法により合成することができる。例えば、式（１）で表される化合物は、下記式（１−ａ）：

［式中：
Ｘ^２〜Ｘ^５は、上記式（１）の記載と同意義であり；
Ｘ^ａは、ハロゲン原子、好ましくはヨウ素原子を表し；
Ｘ^ｂは、ハロゲン原子、好ましくは臭素原子を表す。］
で表される化合物と、下記式（１−ｂ）：

［式中：
Ｒｆは、上記式（１）の記載と同意義であり；
Ｘ^ｃは、ハロゲン原子、好ましくはヨウ素原子を表す。］
で表される化合物とを反応させ、下記式（１−ｃ）：

［式中、Ｒｆ、Ｘ^２〜Ｘ^４およびＸ^ｂは、上記と同意義である。］
で表される化合物を得、次いで、下記式（１−ｄ）：

［式中：
Ｒ^１、Ｒ^２およびｎは、上記式（１）の記載と同意義であり；
Ｘ^ｄは、アルコキシ基を表す。］
で表される化合物と反応させることにより製造することができる。

上記一般式（１）で表される化合物の製造は、必要に応じて、溶媒の存在下で行ってもよい。上記溶媒としては、特に制限されないが、例えば、メトキシノナフルオロブタン、エトキシノナフルオロブタン、１，１，１，２，２，３，４，５，５，５−デカフルオロ−３−メトキシ−４−トリフルオロメチルペンタン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルイソブチルケトン、ヘキサフルオロメタキシレン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、１，３−ビストリフルオロメチルベンゼンなどが挙げられる。これらの中でも、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、１，３−ビストリフルオロメチルベンゼンが好ましく、ジブチルエーテル、１，３−ビストリフルオロメチルベンゼンがより好ましい。これらは、１種のみで用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

なお、本発明における式（１）で表される化合物は、本明細書に示した製造方法によって製造されたものに限定されるものではなく、任意の適切な方法によって製造することが可能である。

以下、式（１）で表される化合物を含む表面処理剤について説明する。

上記表面処理剤は、１種またはそれ以上の上記した式（１）で表される化合物を含む。

上記表面処理剤は、式（１）で表される化合物に加え、他の成分を含んでいてもよい。かかる他の成分としては、特に限定されるものではないが、例えば、含ケイ素化合物、含フッ素オイルとして理解され得る（非反応性の）フルオロポリエーテル化合物、好ましくはパーフルオロ（ポリ）エーテル化合物（以下、「含フッ素オイル」と言う）、シリコーンオイルとして理解され得る（非反応性の）シリコーン化合物（以下、「シリコーンオイル」と言う）、触媒、溶媒などが挙げられる。

好ましくは、上記他の成分は、含ケイ素化合物を含む。

上記含ケイ素化合物としては、反応により、好ましくはゾル−ゲル反応により、ポリシロキサン構造を形成することができる含ケイ素化合物が好ましい。

一の態様において、上記含ケイ素化合物は、炭素とケイ素を含む有機ケイ素化合物であり得る。

上記有機ケイ素化合物としては、Ｓｉ−Ｈ結合を有するＳｉ−Ｈ化合物；アミノシラン化合物、シラザン、シリルアセトアミド、シリルイミダゾール等のＳｉ−Ｎ結合を有するＳｉ−Ｎ化合物；モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、シロキサン、シリルエステル、シラノール等のＳｉ−Ｏ結合を有するＳｉ−Ｏ化合物；モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のＳｉ−Ｃｌ結合を有するＳｉ−Ｃｌ化合物等のハロゲノシラン、Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物、Ｓｉ−Ｓｉ結合を有するＳｉ−Ｓｉ化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等が挙げられる。すなわち、有機ケイ素化合物（Ｂ）は、Ｓｉ−Ｈ化合物、Ｓｉ−Ｎ化合物、ハロゲノシラン、Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物、Ｓｉ−Ｓｉ化合物、ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシランからなる群より選択される少なくとも１種の化合物であることが好ましい。上記有機ケイ素化合物としては、Ｓｉに、水素、酸素およびハロゲンからなる群より選択される少なくとも１種の原子が結合した化合物がより好ましい。

以下に、上記有機ケイ素化合物の具体例を示す。
〔Ｓｉ−Ｈ化合物〕

〔Ｓｉ−Ｎ化合物〕

〔Ｓｉ−Ｏ化合物〕

〔ハロゲノシラン〕
Ｓｉ−Ｃｌ化合物：

Ｓｉ−Ｃｌ化合物以外のハロゲノシラン：

〔Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物〕

〔Ｓｉ−Ｓｉ化合物〕

〔ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシラン〕

上記有機ケイ素化合物は、下記式（２）：

［式中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃおよびＲ^ｄは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルコキシル基、炭素数１〜１０のアミノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数３〜１０のアリル基、または炭素数３〜１０のグリシジル基である。Ｒ^ｅは、それぞれ独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または、シラン結合である。ｓ、ｔ、ｕおよびｖは、それぞれ独立して、０または１であり、ｗは０〜４の整数であり、ｘは１〜２０である。ｘが１である場合、ｓ＋ｔ＋ｕ＋ｖは４であり、ｗは０である。ｘが２〜２０である場合、ｓ＋ｔ＋ｕ＋ｖは、それぞれ独立して、０〜４であり、ｗは、それぞれ独立して、０〜４であり、ｗが１以上の整数である場合、少なくとも２個のＳｉはＲ^ｅを介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合している。）で表される化合物であることがより好ましい。Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃ、およびＲ^ｄは、Ｓｉに結合している１価の基である。Ｒ^ｅは、２個のＳｉに結合している２価の基である。

式（２）中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃおよびＲ^ｄは、それぞれ独立して、少なくとも１つは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１０のアルコキシ基、または炭素数１〜１０のアミノ基であり、それ以外は炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数３〜１０のアリル基、または炭素数３〜１０のグリシジル基であることが好ましい。ｘが２〜２０である場合、ｓ＋ｔ＋ｕ＋ｖは、それぞれ独立して、１〜３であり、ｗは１〜３であることが好ましい。

式（２）中、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃおよびＲ^ｄは、それぞれ独立して、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または、炭素数１〜６のアミノ基であることが好ましく、さらに好ましくは、炭素数１〜４のアルコキシ基である。

上記Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃおよびＲ^ｄにおいて、アルキル基の炭素数は、１〜５であることが好ましい。上記アルキル基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられるが、例えば、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃまたはＲ^ｄとしては、それぞれ、メチル基、エチル基、プロピル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。より好ましくは、メチル基、エチル基であり得る。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、またはジメチルフェニル基であることが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素が好ましく、特に塩素が好ましい。

上記Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃおよびＲ^ｄにおいて、アルコキシ基の炭素数は、１〜５であることが好ましい。上記アルコキシ基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピロキシ基、またはブトキシ基が好ましく、より好ましくは、メトキシ基、またはエトキシ基である。

Ｒ^ｅは、それぞれ独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または、シラン結合である。Ｒ^ｅとしては、−Ｏ−、−ＮＨ−、または、−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。Ｒ^ｅは、２個のＳｉに結合している２価の基であり、Ｒ^ｅによって２以上のケイ素原子がＲ^ｅを介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合することができる。ｘが２以上の整数である場合、ケイ素原子同士で結合していてもよい。好ましい含ケイ素化合物の具体例としては、上述したＳｉ−Ｈ化合物、Ｓｉ−Ｎ化合物、ハロゲノシラン、Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物、Ｓｉ−Ｓｉ化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等のＳｉを１個または２個以上含む化合物が挙げられる。

一の態様において、上記含ケイ素化合物は、式（３）または式（４）：

で表される化合物である。

上記式（３）中、Ｒ^５は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。

上記式（４）中、Ｒ^６は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。ｙは２以上であり、ｚは１以上であり、４ｙ−２ｚは０より大きい。

上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、−ＯＲ、−ＯＣＯＲ、−Ｏ−Ｎ＝ＣＲ_２、−ＮＲ_２、−ＮＨＲ、ハロゲン（これら式中、Ｒは、置換または非置換の炭素数１〜４のアルキル基を示す）などが挙げられ、好ましくは−ＯＲ（即ち、アルコキシ基）である。Ｒの例として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基；クロロメチル基などの置換アルキル基が挙げられる。

上記「ハロゲン原子」としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、フッ素原子、塩素原子および臭素原子が好ましく、フッ素原子および塩素原子がより好ましく、塩素原子がさらに好ましい。

本発明の表面処理剤中、含ケイ素化合物は、上記本発明の式（１）で表される化合物の合計１００質量部（２種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様）に対して、例えば０〜５００質量部、好ましくは０〜４００質量部、より好ましくは２５〜４００質量部で含まれ得る。

上記含ケイ素化合物を含む表面処理剤により形成された表面処理層においては、表面処理層の表面に本発明の含フッ素シラン化合物が偏析する。従って、含ケイ素化合物は、基材と含フッ素シラン化合物とを隔てるので、基材中に存在する物質が含フッ素シラン化合物に与える悪影響を抑制することができる。その結果、上記含ケイ素化合物は、表面処理層の耐候性および耐久性を向上させるのに寄与する。特に、ゾル−ゲル反応によりシロキサン結合を形成することができる含ケイ素化合物は、より緻密な層を形成することができることから、より表面処理層の耐候性および耐久性を向上させることができる。

上記含フッ素オイルとしては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の一般式（５）で表される化合物（パーフルオロ（ポリ）エーテル化合物）が挙げられる。
Ｒ^２１−（ＯＣ_４Ｆ_８）_ａ’−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｂ’−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｃ’−（ＯＣＦ_２）_ｄ’−Ｒ^２２ ・・・（５）
式中、Ｒ^２１は、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよいＣ_１−１６のアルキル基（好ましくは、Ｃ_１−１６のパーフルオロアルキル基）を表し、Ｒ^２２は、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよいＣ_１−１６のアルキル基（好ましくは、Ｃ_１−１６のパーフルオロアルキル基）、フッ素原子または水素原子を表し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、より好ましくは、それぞれ独立して、Ｃ_１−３のパーフルオロアルキル基である。
ａ’、ｂ’、ｃ’およびｄ’は、ポリマーの主骨格を構成するパーフルオロ（ポリ）エーテルの４種の繰り返し単位数をそれぞれ表し、互いに独立して０以上３００以下の整数であって、ａ’、ｂ’、ｃ’およびｄ’の和は少なくとも１、好ましくは１〜３００、より好ましくは２０〜３００である。添字ａ’、ｂ’、ｃ’またはｄ’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。これら繰り返し単位のうち、−（ＯＣ_４Ｆ_８）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−、−（ＯＣ（ＣＦ_３）_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ（ＣＦ_３））−、−（ＯＣＦ（Ｃ_２Ｆ_５）ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ_２ＣＦ（Ｃ_２Ｆ_５））−のいずれであってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。−（ＯＣ_３Ｆ_６）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−、−（ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３））−のいずれであってもよく、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）−である。−（ＯＣ_２Ｆ_４）−は、−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）−および−（ＯＣＦ（ＣＦ_３））−のいずれであってもよいが、好ましくは−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）−である。

上記一般式（５）で表されるパーフルオロ（ポリ）エーテル化合物の例として、以下の一般式（５ａ）および（５ｂ）のいずれかで示される化合物（１種または２種以上の混合物であってよい）が挙げられる。
Ｒ^２１−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｂ’’−Ｒ^２２ ・・・（５ａ）
Ｒ^２１−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ａ’’−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２）_ｂ’’−（ＯＣＦ_２ＣＦ_２）_ｃ’’−（ＯＣＦ_２）_ｄ’’−Ｒ^２２ ・・・（５ｂ）
これら式中、Ｒ^２１およびＲ^２２は上記の通りであり；式（５ａ）において、ｂ’’は１以上１００以下の整数であり；式（５ｂ）において、ａ’’およびｂ’’は、それぞれ独立して０以上３０以下の整数であり、ｃ’’およびｄ’’はそれぞれ独立して１以上３００以下の整数である。添字ａ’’、ｂ’’、ｃ’’、ｄ’’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。

上記含フッ素オイルは、１，０００〜３０，０００の平均分子量を有していてもよい。これにより、高い表面滑り性を得ることができる。

表面処理剤中、含フッ素オイルは、上記本発明の式（１）で表される化合物の合計１００質量部（２種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様）に対して、例えば０〜５００質量部、好ましくは０〜４００質量部、より好ましくは２５〜４００質量部で含まれ得る。

含フッ素オイルは、表面処理層の表面滑り性を向上させるのに寄与する。

上記シリコーンオイルとしては、例えばシロキサン結合が２，０００以下の直鎖状または環状のシリコーンオイルを用い得る。直鎖状のシリコーンオイルは、いわゆるストレートシリコーンオイルおよび変性シリコーンオイルであってよい。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルが挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、ストレートシリコーンオイルを、アルキル、アラルキル、ポリエーテル、高級脂肪酸エステル、フルオロアルキル、アミノ、エポキシ、カルボキシル、アルコールなどにより変性したものが挙げられる。環状のシリコーンオイルは、例えば環状ジメチルシロキサンオイルなどが挙げられる。

本発明の表面処理剤中、かかるシリコーンオイルは、上記本発明の式（１）で表される化合物の合計１００質量部（２種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様）に対して、例えば０〜３００質量部、好ましくは５０〜２００質量部で含まれ得る。

シリコーンオイルは、表面処理層の表面滑り性を向上させるのに寄与する。

上記触媒としては、酸（例えば酢酸、トリフルオロ酢酸等）、塩基（例えばアンモニア、トリエチルアミン、ジエチルアミン等）、遷移金属（例えばＴｉ、Ｎｉ、Ｓｎ等）等が挙げられる。

触媒は、本発明の式（１）で表される化合物の加水分解および脱水縮合を促進し、表面処理層の形成を促進する。

上記溶媒は、式（１）で表される化合物およびその他の成分に応じて適宜選択することができる。例えば、溶媒としては、以下の溶媒が好ましく使用される：ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素系溶剤；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタンなどの塩化炭化水素系溶剤；ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ダイグライム、トリグライムなどのエーテル系溶剤；ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−２−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシイソ酪酸メチル、２−ヒドロキシイソ酪酸エチルなどのエステル系溶剤；プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、２−ヘプタノンなどのケトン系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼンなどの芳香族炭化水素類；炭素数５〜１２のパーフルオロ脂肪族炭化水素（例えば、パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサンおよびパーフルオロ−１，３−ジメチルシクロヘキサン）；ポリフルオロ芳香族炭化水素（例えば、ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン）；ポリフルオロ脂肪族炭化水素；ヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）（例えば、パーフルオロプロピルメチルエーテル（Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＨ_３）、パーフルオロブチルメチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３）、パーフルオロブチルエチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５）、パーフルオロヘキシルメチルエーテル（Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣＨ_３）Ｃ_３Ｆ_７）などのアルキルパーフルオロアルキルエーテル（パーフルオロアルキル基およびアルキル基は直鎖または分枝状であってよい））、ハイドロクロロフルオロカーボン（アサヒクリンＡＫ−２２５（商品名）等）、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ系溶剤などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で、または、２種以上の混合物として用いることができる。

本発明の表面処理剤中、溶媒は、上記本発明の式（１）で表される化合物の合計１００質量部（２種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様）に対して、例えば０〜１００万質量部、好ましくは０〜１０万質量部、より好ましくは２５〜１０万質量部で含まれ得る。

好ましい態様において、上記表面処理剤は、含ケイ素化合物、好ましくは、ゾル−ゲル反応によりシロキサン結合を形成することができる含ケイ素化合物を含む。

上記した表面処理剤を用いることにより、撥水性、撥油性、防汚性、防水性、表面滑り性、耐摩耗性等に加え、熱、水分、光等に対する耐性、即ち耐候性、周囲の腐食物質に対する防御性等を有する表面処理層を形成することができる。従って、本発明は、上記した表面処理剤をも提供する。かかる表面処理剤は、好ましくは、防汚性コーティング剤または防水性コーティング剤として用いられる。

上記式（１）で表される化合物または式（１）で表される化合物を含む表面処理剤（以下、まとめて「本発明の表面処理剤」ともいう）の膜の形成は、上記本発明の表面処理剤を、基材の表面を被覆するように適用することによって実施できる。被覆方法は、特に限定されない。例えば、湿潤被覆法および乾燥被覆法を使用できる。

湿潤被覆法の例としては、例えば、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、スリットコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、スクリーン印刷および類似の方法が挙げられる。

乾燥被覆法の例としては、蒸着（通常、真空蒸着）、スパッタリング、ＣＶＤおよび類似の方法が挙げられる。蒸着法（通常、真空蒸着法）の具体例としては、抵抗加熱、電子ビーム、マイクロ波等を用いた高周波加熱、イオンビームおよび類似の方法が挙げられる。ＣＶＤ方法の具体例としては、プラズマ−ＣＶＤ、光学ＣＶＤ、熱ＣＶＤおよび類似の方法が挙げられる。

更に、常圧プラズマ法による被覆も可能である。

湿潤被覆法を使用する場合、本発明の表面処理剤は、溶媒で希釈されてから基材表面に適用され得る。本発明の表面処理剤の安定性および溶媒の揮発性の観点から、次の溶媒が好ましく使用される：炭素数５〜１２のパーフルオロ脂肪族炭化水素（例えば、パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサンおよびパーフルオロ−１，３−ジメチルシクロヘキサン）；ポリフルオロ芳香族炭化水素（例えば、ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン）；ポリフルオロ脂肪族炭化水素（例えば、Ｃ_６Ｆ_１３ＣＨ_２ＣＨ_３（例えば、旭硝子株式会社製のアサヒクリン（登録商標）ＡＣ−６０００）、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン（例えば、日本ゼオン株式会社製のゼオローラ（登録商標）Ｈ）；ヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）（例えば、パーフルオロプロピルメチルエーテル（Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＨ_３）（例えば、住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ（商標）７０００）、パーフルオロブチルメチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３）（例えば、住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ（商標）７１００）、パーフルオロブチルエチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５）（例えば、住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ（商標）７２００）、パーフルオロヘキシルメチルエーテル（Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣＨ_３）Ｃ_３Ｆ_７）（例えば、住友スリーエム株式会社製のＮｏｖｅｃ（商標）７３００）などのアルキルパーフルオロアルキルエーテル（パーフルオロアルキル基およびアルキル基は直鎖または分枝状であってよい）、あるいはＣＦ_３ＣＨ_２ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２（例えば、旭硝子株式会社製のアサヒクリン（登録商標）ＡＥ−３０００））など。これらの溶媒は、単独で、または、２種以上の混合物として用いることができる。なかでも、ヒドロフルオロエーテルが好ましく、パーフルオロブチルメチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３）および／またはパーフルオロブチルエチルエーテル（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５）が特に好ましい。

乾燥被覆法を使用する場合、本発明の表面処理剤は、そのまま乾燥被覆法に付してもよく、または、上記した溶媒で希釈してから乾燥被覆法に付してもよい。

基材に適用する式（１）で表される化合物の量は、特に限定されず、所望の機能性膜の厚みに応じて適宜調節することができる。

次に、必要に応じて、膜を後処理する。この後処理は、特に限定されないが、例えば、水分供給および乾燥加熱を逐次的に実施するものであってよく、または過熱水蒸気を用いることにより連続的に実施してもよい。

基材に適用された式（１）で表される化合物と基材の間では、加水分解後のＳｉに結合した基（上記式（１）で表される化合物においてＲ^１が全て水酸基である場合にはその水酸基であり得る。）と、基材表面に存在する反応性基との間で反応し、例えば、基材表面に存在する反応性基が水酸基である場合には脱水縮合する。また、かかる化合物間では、当該化合物の加水分解後のＳｉに結合した基同士が脱水縮合し得る。この結果、式（１）で表される化合物と基材との間で結合が形成される。また、当該化合物間で結合が形成され得る。

即ち、本発明の物品における、本発明の表面処理剤から形成された層は、式（１）で表される化合物のシラン部分が基材に結合した層である。好ましくは、本発明の表面処理剤から形成された層は、式（１）で表される化合物のシラン部分が基材に結合し、さらに式（１）で表される化合物のシラン部分同士が結合した層である。尚、基材と表面処理層との間に他の層、例えば下記するバインダー層が存在する場合、式（１）で表される化合物のシラン部分は、基材の代わりに上記他の層と結合する。

上記のようにして、基材の表面に、本発明の表面処理剤に由来する表面処理層が形成され、本発明の物品が製造される。

表面処理層の厚さは、特に限定されない。光学部材の場合、表面処理層の厚さは、１〜５０ｎｍ、１〜３０ｎｍ、好ましくは１〜１５ｎｍの範囲であり得る。

以上、本発明の物品について詳述した。なお、本発明の物品、その製造方法、表面処理剤方法などは、上記で例示したものに限定されない。

例えば、一の態様において、本発明の物品は、基材と、式（１）で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤から形成された層の間に、バインダー層を有していてもよい。

バインダー層は、基材中に存在する表面処理層に悪影響を与え得る物質、例えばイオン等を、表面処理層から離隔することができ、さらなる耐候性および耐久性の向上に寄与する。

バインダー層は、好ましくは、含ケイ素化合物から形成される。

バインダー層は、好ましくは、含ケイ素化合物から形成され、ポリシロキサン構造を有する。

上記含ケイ素化合物は、基材上でポリシロキサン構造を形成し得るものであれば特に限定されないが、ゾル−ゲル反応、酸化反応等によりポリシロキサン構造を形成し得るものが好ましい。

上記含ケイ素化合物としては、上記した表面処理剤に含まれ得る含ケイ素化合物と同様の有機ケイ素化合物、式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、シラザン化合物等が挙げられる。

上記シラザン化合物は、好ましくは、式（６）：

［式中：
Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^１３は、それぞれ独立して水素原子またはアルキル基、アリール基、ビニル基、シクロアルキル基を表すが、Ｒ^１１、Ｒ^１２およびＲ^１３のうち少なくとも１つは水素原子であり、好ましくはすべてが水素原子であり、ｋは１〜６０の整数を表す。］
で表される。シラザン化合物の分子形状はいかなる形状であってもよく、例えば、直鎖状または環状であってもよい。

上記含ケイ素化合物は、そのまま、あるいは組成物としてとして基材に適用することができる。

好ましくは、含ケイ素化合物は、溶媒中に溶解または分散して、ゾル組成物として適用する。このゾル組成物を適用して得られた膜を、後処理することにより、ゾル−ゲル反応を生じさせて、基材上にポリシロキサン構造を有するバインダー層を形成することができる。

上記溶媒は、含ケイ素化合物が、良好に溶解または分散するものであれば特に限定されないが、アルコール類、エーテル類、グリコール類またはグリコールエーテル類が好ましい。好ましい溶媒としては、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、イソ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、２−メチル−２−ペンタノール、２−メトキシエタノール、２-エトキシエタノール、２-ブトキシエタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルが挙げられる。

また、ゾル組成物は必要に応じて、ｐＨ調整剤や、基材への密着性を高めるための種々の添加剤（たとえば安定化剤や増粘剤）を含んでいてもよい。

上記含ケイ素化合物またはゾル組成物を基材の表面に適用する方法としては、特に限定されないが、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、スリットコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、スクリーン印刷および類似の方法が挙げられる。

次に、基材上の含ケイ素化合物またはゾル組成物の膜を後処理する。この後処理は、加熱により行われる。ゾル組成物の膜を加熱することにより、膜が硬化し、ポリシロキサン構造を有するバインダー層が形成される。

上記加熱処理における加熱温度は、用いる基材および含ケイ素化合物に応じて適宜選択することができ、好ましくは１００℃以上９００℃以下であり、より好ましくは１１０℃以上８００℃以下、例えば１２０℃以上６００℃以下であり得る。

上記加熱処理における加熱時間は、好ましくは５分以上５００分以下であり、より好ましくは１０分以上４００分以下であり、例えば２０分以上３００分以下であり得る。

次に、上記したように本発明の表面処理剤を、バインダー層上に適用し、静置または必要に応じて後処理することにより、バインダー層上に表面処理層が形成される。

このようにして得られた物品は、基材と、表面処理層の間に、バインダー層を有することから、より優れた耐候性および耐久性を有し得る。

別の態様において、上記含ケイ素化合物またはゾル組成物を硬化させる前に、含ケイ素化合物またはゾル組成物の膜（以下、まとめて「含ケイ素化合物膜」ともいう）上に、本発明の表面処理剤を適用し、その後、後処理、例えば加熱処理することにより、表面処理層を得てもよい。

硬化前の含ケイ素化合物膜に、本発明の表面処理剤を適用することにより、本発明の表面処理剤は、含ケイ素化合物膜の表面から内部に拡散する、あるいは膜中に溶解することができる。本発明の表面処理剤が、含ケイ素化合物膜中に拡散または溶解することにより、含ケイ素化合物膜と本発明の表面処理剤とは、１つの層（単層）を形成する。即ち、本発明の表面処理剤の含ケイ素化合物膜への適用は、基材上の含ケイ素化合物またはゾル組成物への式（１）で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤の添加と言い換えることができる。

本明細書において「単層」とは、その層内に積層による界面を有しておらず、層を構成する成分の組成が、層（または膜）の厚み方向全体にわたって、一定であるか、連続的に変化する層を意味する。本発明においては、層の上部と下部の組成が完全に異なっていても、層の中間部において両者の組成が連続的に変化している場合、単層とみなす。尚、組成が連続的に変化する領域は、１００ｎｍ以上である。例えば、層の上部における組成がＡであり、下部における組成がＢであっても、層のいずれかの領域において組成Ａと組成Ｂが混ざり合い、厚み方向に沿って１００ｎｍ以上にわたって組成が連続的にＡからＢ（またはＢからＡ）に変化する領域が存在すれば、その層は単層とみなす。層の組成は、イオンビームＥＳＣＡ測定を用いて、深さ方向の元素濃度を測定することができる。

実施例１
（４−トリデカフルオロヘキシルフェニル）トリメトキシシランを、濃度２ｗｔ％になるように、パーフルオロブチルエチルエーテルに溶解させて、表面処理剤１を調製した。次いで、調製した表面処理剤１を、化学強化ガラス上にスピンコーティングにより塗布した。その後、表面処理剤付き化学強化ガラスを、温度６５℃および湿度９０％の雰囲気下で１４時間静置し、実施例１の表面処理層を形成した。

比較例１
（４−トリデカフルオロヘキシルフェニル）トリメトキシシランに代えて、（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）トリメトキシシランを用いたこと以外は、実施例１と同様にして表面処理剤２を調製した。次いで、調製した表面処理剤２を用いること以外は、実施例１と同様にして実施例２の表面処理層を形成した。

耐候性評価
上記の実施例１および比較例１において基材表面に形成された表面処理層について、光照射後の水の静的接触角を測定した。光照射はスーパーキセノンテスター（岩崎電気製ＸＥＲ−Ｗ７５、４２０ｎｍにおいて放射照度２．２３Ｗ／ｍ^２）で照射し、水の静的接触角は、接触角測定装置（協和界面科学社製）を用いて、水２μＬにて実施した。まず、初期評価として、表面処理層形成後、その表面に未だ何も触れていない状態で、水の静的接触角を測定した（曝露時間０時間）。その後、経過時間毎に水の静的接触角（度）を測定し、累積曝露時間４００時間まで評価を行った。結果を表１に示す。

上記の結果から理解されるように、本発明のフェニル基を有するシラン化合物は、このような構造を有しない比較例１と比較して、耐候性が向上することが確認された。

実施例２
ポリシラザン化合物（ＮＬ１２０Ａ、メルク社）を、濃度３ｗｔ％になるように、ジブチルエーテルに溶解させて、バインダー処理剤１を調製した。次いで、調製したバインダー処理剤１を化学強化ガラス上にスピンコーティングにより塗布した。その後、室温で３０分静置しバインダー層を形成した後、実施例１で調製した表面処理剤１を、同様の条件でスピンコーティングにより塗布した。その後、表面処理剤付き化学強化ガラスを、温度６５℃および湿度９０％の雰囲気下で１４時間静置し、実施例２の表面処理層を形成した。

比較例２
表面処理剤１に代えて、表面処理剤２を用いたこと以外は、実施例２と同様にして比較例２の表面処理層を形成した。

耐酸性評価
まず、初期評価として、表面処理層形成後、その表面に未だ何も触れていない状態で、水の静的接触角を測定した。その後、実施例２および比較例２の処理ガラス板を、０．１モル％硝酸水溶液に浸漬し、経過時間毎に水の静的接触角（度）を測定し、累積浸漬時間７日まで評価を行った。結果を表２に示す。

耐アルカリ性評価
まず、初期評価として、表面処理層形成後、その表面に未だ何も触れていない状態で、水の静的接触角を測定した。その後、実施例１〜２および比較例１〜２の処理ガラス板を０．１モル％ＮａＯＨ水溶液に浸漬し、経過時間毎に水の静的接触角（度）を測定した。接触角の測定値が５０度未満となった時点で評価を中止し、最長で累積浸漬時間２４時間まで評価を行った。結果を表３に示す（表中、記号「−」は測定せず）。

上記の結果から理解されるように、本発明のフェニル基を有するシラン化合物は、このような構造を有しない比較例１および比較例２と比較して、耐薬品性が向上することが確認された。また、バインダー層と組み合わせるとより高い効果が得られることが確認された。

本発明の表面処理剤は、種々多様な基材、特に耐候性が求められる基材の表面に、表面処理層を形成するために好適に利用され得る。また、本発明の物品は、耐候性が求められる環境下において好適に利用され得る。

Claims (20)

1. 基材と、該基材上に、下記式（１）：
   

   

   ［式中：
   Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ニトロ基、水酸基またはＲｆ基を表し：ただし、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１つは、Ｒｆ基であり；
   Ｒｆ基は、Ｒ^１５−Ｒ^１６−を表し；
   Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよい含フッ素炭化水素基を表し；
   Ｒ^１６は、単結合または２価の有機基を表し；
   Ｒ^１は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基、加水分解可能な基またはハロゲン原子を表し；
   Ｒ^２は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表し；
   ｎは、１〜３の整数である。］
   で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤から形成された層とを含む物品。
2. Ｘ^１がＲｆ基である、請求項１に記載の物品。
3. Ｘ^１がＲｆ基であり、Ｘ^２〜Ｘ^５が水素原子である、請求項１または２に記載の物品。
4. Ｒ^１５が、エーテル結合を有していてもよいパーフルオロ炭化水素基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品。
5. Ｒ^１５が、Ｆ−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−（式中、ｐは、１〜１００の整数である。）であり、Ｒ^１６が単結合である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品。
6. Ｒ^１５が、下記式：
   Ｒ^３−ＰＦＰＥ−
   ［式中：
   Ｒ^３は、それぞれ独立して、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数１〜１６のアルキル基を表し；
   ＰＦＰＥは、
   −（ＯＣ_６Ｆ_１２）_ａ−（ＯＣ_５Ｆ_１０）_ｂ−（ＯＣ_４Ｆ_８）_ｃ−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｄ−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｅ−（ＯＣＦ_２）_ｆ−
   で表される基であり；
   ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは、それぞれ独立して０以上２００以下の整数であって、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆの和は少なくとも１であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅまたはｆを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。］
   で表される基であり、Ｒ^１６が、単結合または炭素数１〜４のアルキル基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物品。
7. 基材と、式（１）で表される化合物または該化合物を含む表面処理剤から形成された層の間に、さらに含ケイ素化合物から形成されたバインダー層を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品。
8. 含ケイ素化合物が、Ｓｉ−Ｈ化合物、Ｓｉ−Ｎ化合物、Ｓｉ−Ｏ化合物、ハロゲノシラン、Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物、Ｓｉ−Ｓｉ化合物、ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシランからなる群から選択される１種またはそれ以上の化合物である、請求項７に記載の物品。
9. 含ケイ素化合物が、式（３）または式（４）：
   

   

   ［式中：
   Ｒ^５は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。］
   

   

   ［式中：
   Ｒ^６は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表し；
   ｙは２以上であり；
   ｚは１以上であり；
   ４ｙ−２ｚは０より大きい。］
   で表される少なくとも１種の化合物である、請求項７に記載の物品。
10. 表面処理剤が、さらに含ケイ素化合物を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品。
11. 基材が、ガラス、サファイアガラス、樹脂、金属、セラミックス、半導体、繊維、毛皮、皮革、または木材である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の物品。
12. 光学部材または建築部材である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の物品。
13. （Ａ）下記式（１）：
    

    

    ［式中：
    Ｘ^１〜Ｘ^５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ニトロ基、水酸基またはＲｆ基を表し：ただし、Ｘ^１〜Ｘ^５のうち少なくとも１つは、Ｒｆ基であり；
    Ｒｆ基は、Ｒ^１５−Ｒ^１６−を表し；
    Ｒ^１５は、エーテル結合を有していてもよい含フッ素炭化水素基を表し；
    Ｒ^１６は、単結合または２価の有機基を表し；
    Ｒ^１は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基、加水分解可能な基またはハロゲン原子を表し；
    Ｒ^２は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、またはアリール基を表し；
    ｎは、１〜３の整数である。］
    で表される化合物；および
    （Ｂ）含ケイ素化合物、含フッ素オイル、シリコーンオイルおよび溶媒から選択される１種またはそれ以上の他の成分
    を含む表面処理剤。
14. 他の成分が、含ケイ素化合物を含む、請求項１３に記載の表面処理剤。
15. 含ケイ素化合物が、Ｓｉ−Ｈ化合物、Ｓｉ−Ｎ化合物、Ｓｉ−Ｏ化合物、ハロゲノシラン、Ｓｉ−（Ｃ）_４化合物、Ｓｉ−Ｓｉ化合物、ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシランからなる群から選択される１種またはそれ以上の化合物である、請求項１３または１４に記載の表面処理剤。
16. 含ケイ素化合物が、式（３）または式（４）：
    

    

    ［式中：
    Ｒ^５は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。］
    

    

    ［式中：
    Ｒ^６は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表し；
    ｙは２以上であり；
    ｚは１以上であり；
    ４ｙ−２ｚは０より大きい。］
    で表される少なくとも１種の化合物である、請求項１３または１４に記載の表面処理剤。
17. 含フッ素オイルが、下記式（５）：
    Ｒ^２１−（ＯＣ_４Ｆ_８）_ａ’−（ＯＣ_３Ｆ_６）_ｂ’−（ＯＣ_２Ｆ_４）_ｃ’−（ＯＣＦ_２）_ｄ’−Ｒ^２２ ・・・（５）
    ［式中：
    Ｒ^２１は、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよいＣ_１−１６のアルキル基を表し；
    Ｒ^２２は、１個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよいＣ_１−１６のアルキル基を表し；
    ａ’、ｂ’、ｃ’およびｄ’は、互いに独立して０以上３００以下の整数であって、ａ’、ｂ’、ｃ’およびｄ’の和は少なくとも１であり、添字ａ’、ｂ’、ｃ’またはｄ’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。］
    で表される１種またはそれ以上の化合物である、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の表面処理剤。
18. シリコーンオイルが、シロキサン結合が２，０００以下の直鎖状または環状のシリコーンオイルである、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の表面処理剤。
19. 溶媒が、炭化水素系溶剤、塩化炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、プロピレングリコール系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素類、炭素数５〜１２のパーフルオロ脂肪族炭化水素、ポリフルオロ芳香族炭化水素、ポリフルオロ脂肪族炭化水素、ヒドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、およびセロソルブ系溶剤から選択される１種またはそれ以上の溶媒である、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の表面処理剤。
20. 防汚性コーティング剤または防水性コーティング剤として使用される、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の表面処理剤。