JP2019116097A5 - - Google Patents

Claims (25)

1. 基材と、
   加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解縮合物からなる撥水撥油層と、
   前記基材と前記撥水撥油層との間に存在する、アルカリ金属原子を含む酸化ケイ素層とを有し、
   前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、フルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、または、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、
   前記酸化ケイ素層において、前記撥水撥油層と接する面からの深さが０．１〜０．３ｎｍの領域におけるアルカリ金属原子の濃度の平均値が、２．０×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であることを特徴とする撥水撥油層付き物品。
2. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシフルオロアルキレン基からなる、請求項１に記載の物品。
3. 前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシペルフルオロアルキレン基からなる、請求項１または２に記載の物品。
4. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解性シリル基の数が、２個以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
5. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が下記式Ｘで表される含フッ素エーテル化合物である、請求項１または２に記載の物品。
   ［Ａ ^１ −Ｏ−（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ ］ _ａ −Ｑ−［ＳｉＲ ^１３ _ｎ１ Ｘ ^１ _３−ｎ１ ］ _ｂ ・・・Ｘ
   ただし、Ａ ^１ は、炭素数１〜２０のペルフルオロアルキル基であり、Ｒ ^ｆ１ は、炭素数１〜１０のフルオロアルキレン基であり、ｍ１は、２〜２１０の整数であり、（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ は、炭素数の異なる２種以上のＲ ^ｆ１ Ｏからなるものであってもよく、ａおよびｂは、それぞれ独立に１以上の整数であり、Ｑはａ＋ｂ価の連結基であり、Ｒ ^１３ は、水素原子または１価の炭化水素基であり、Ｘ ^１ は、加水分解性基であり、ｎ１は、０〜２の整数である。
6. 前記アルカリ金属原子の濃度の平均値が、４．０×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の物品。
7. アルカリ金属原子の少なくとも一部がナトリウム原子である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
8. 前記酸化ケイ素層における酸化ケイ素が、ケイ酸の縮合物またはアルコキシシランの加水分解縮合物からなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品。
9. 前記酸化ケイ素層における酸化ケイ素が、アルカリ金属原子を含む酸化ケイ素の蒸着物からなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の物品。
10. 酸化ケイ素前駆体とアルカリ金属源とを含む酸化ケイ素形成材料を用いて、基材の表面にアルカリ金属原子を含む酸化ケイ素層を形成し、
    次いで、前記酸化ケイ素層の表面に、加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解縮合物からなる撥水撥油層を形成する、撥水撥油層付き物品の製造方法であって、
    前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、フルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、または、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、
    前記酸化ケイ素層を、前記撥水撥油層と接する面からの深さが０．１〜０．３ｎｍの領域におけるアルカリ金属原子の濃度の平均値が、２．０×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である酸化ケイ素層とすることを特徴とする撥水撥油層付き物品の製造方法。
11. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシフルオロアルキレン基からなる、請求項１０に記載の製造方法。
12. 前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシペルフルオロアルキレン基からなる、請求項１０または１１に記載の製造方法。
13. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解性シリル基の数が、２個以上である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
14. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が下記式Ｘで表される含フッ素エーテル化合物である、請求項１０又は１１に記載の製造方法。
    ［Ａ ^１ −Ｏ−（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ ］ _ａ −Ｑ−［ＳｉＲ ^１３ _ｎ１ Ｘ ^１ _３−ｎ１ ］ _ｂ ・・・Ｘ
    ただし、Ａ ^１ は、炭素数１〜２０のペルフルオロアルキル基であり、Ｒ ^ｆ１ は、炭素数１〜１０のフルオロアルキレン基であり、ｍ１は、２〜２１０の整数であり、（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ は、炭素数の異なる２種以上のＲ ^ｆ１ Ｏからなるものであってもよく、ａおよびｂは、それぞれ独立に１以上の整数であり、Ｑはａ＋ｂ価の連結基であり、Ｒ ^１３ は、水素原子または１価の炭化水素基であり、Ｘ ^１ は、加水分解性基であり、ｎ１は、０〜２の整数である。
15. ケイ酸、ケイ酸の部分縮合物、テトラアルコキシシランおよびその部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の酸化ケイ素前駆体とアルカリ金属源と溶媒とを含むコーティング液を用いて、基材表面に前記酸化ケイ素層を形成する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の製造方法。
16. アルカリ金属原子を含む酸化ケイ素を用いて、基材の表面にアルカリ金属原子を含む酸化ケイ素層を形成し、
    次いで、前記酸化ケイ素層の表面に、加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解縮合物からなる撥水撥油層を形成する、撥水撥油層付き物品の製造方法であって、
    前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、フルオロアルキル基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を有する基および加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物、または、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、
    前記酸化ケイ素層を、前記撥水撥油層と接する面からの深さが０．１〜０．３ｎｍの領域におけるアルカリ金属原子の濃度の平均値が、２．０×１０ ^１９ ａｔｏｍｓ／ｃｍ ^３ 以上である酸化ケイ素層とすることを特徴とする撥水撥油層付き物品の製造方法。
17. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が、フルオロアルキル基、加水分解性シリル基およびポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素化合物であり、前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシフルオロアルキレン基からなる、請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が炭素数１〜１０のオキシペルフルオロアルキレン基からなる、請求項１６または１７に記載の製造方法。
19. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物の加水分解性シリル基の数が、２個以上である、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の製造方法。
20. 前記加水分解性シリル基を有する含フッ素化合物が下記式Ｘで表される含フッ素エーテル化合物である、請求項１６または１７に記載の製造方法。
    ［Ａ ^１ −Ｏ−（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ ］ _ａ −Ｑ−［ＳｉＲ ^１３ _ｎ１ Ｘ ^１ _３−ｎ１ ］ _ｂ ・・・Ｘ
    ただし、Ａ ^１ は、炭素数１〜２０のペルフルオロアルキル基であり、Ｒ ^ｆ１ は、炭素数１〜１０のフルオロアルキレン基であり、ｍ１は、２〜２１０の整数であり、（Ｒ ^ｆ１ Ｏ） _ｍ１ は、炭素数の異なる２種以上のＲ ^ｆ１ Ｏからなるものであってもよく、ａおよびｂは、それぞれ独立に１以上の整数であり、Ｑはａ＋ｂ価の連結基であり、Ｒ ^１３ は、水素原子または１価の炭化水素基であり、Ｘ ^１ は、加水分解性基であり、ｎ１は、０〜２の整数である。
21. 前記アルカリ金属原子を含む酸化ケイ素におけるアルカリ金属原子の含有量がケイ素原子に対して２００ｐｐｍ以上である、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の製造方法。
22. 前記酸化ケイ素層を形成する方法が蒸着法である、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の製造方法。
23. 前記領域におけるアルカリ金属原子の濃度の平均値が、４．０×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である、請求項１０〜２２のいずれか一項に記載の製造方法。
24. アルカリ金属原子の少なくとも一部がナトリウム原子である、請求項１０〜２３のいずれか一項に記載の製造方法。
25. 前記基材の表面をコロナ放電処理、プラズマ処理またはプラズマグラフト重合処理し、次いで、前記処理された基材表面上に前記酸化ケイ素層を形成する、請求項１０〜２４のいずれか一項に記載の製造方法。