JP2019210392A

JP2019210392A - 撥液性表面およびその作製方法

Info

Publication number: JP2019210392A
Application number: JP2018108512A
Authority: JP
Inventors: 達也増子; Tatsuya Masuko
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12

Abstract

【課題】油などの低表面張力の付着物が、高速に滑り落ちる表面を簡便に形成することが可能な撥液性表面を提供する。【解決手段】基材と、前記基材上に設けられる撥液層を有する構造体であって、前記撥液層には少なくとも、表面処理剤が付加された多孔性微粒子とバインダー成分を含み、前記多孔性微粒子は、平均粒子径が２．５μｍ以上で、かつＢＥＴ比表面積が１００ｍ２／ｇ以上であり、かつフッ素化アルキル基を表面に有し、前記バインダー成分が、フッ素化アルキル基を含むことを特徴とする、撥液性表面。【選択図】図１

Description

本発明は、優れた撥液機能を持つ表面およびこれを形成する方法に関する。

近年、超撥水機能を有するコーティングの開発が盛んである。超撥水機能を有する表面の上では雨滴等の高速滑落による窓の視野確保機能、埃等固体付着物のセルフクリーニング機能や、食品等の付着防止機能、着氷防止機能など様々な機能が期待されている。これらは、微細な凹凸構造と固体の低表面エネルギー化処理の組合せにより達成される。

超撥水表面は、水のような表面張力が高い液体に対しては優れた滑落機能を示すものの、大半の場合、油のような低表面張力の液体に対しては滑落機能を示さない。油に対して１５０°以上の接触角、及び低い転落角を示す、いわゆる超撥液性表面の達成には、マイクロスケールの凹凸とナノスケールの凹凸が共存するミクロ・ナノ階層凹凸構造であり、かつ凹凸表面上を低表面張力材料で被覆することが好ましいとされるが、現在までにその達成事例は非常に少ない。

特許文献１には、疎水性粒子による凹凸構造が超撥水機能を示すことが述べられている。ポリジメチルシロキサン処理、２〜７μｍの平均粒子径を有する湿式合成シリカ粒子を用いたものである。しかしながらこの構成では、油のような低表面張力液体は高い接触角を示さず、むしろよく浸透することが分かっている。

特許文献２には、ストーバー法により形成したサブミクロンサイズシリカ粒子とＴＥＯＳ加水分解物の混合物からなる塗料への浸漬・乾燥工程と、ナノシリカ粒子とＴＥＯＳならびにフッ素化アルキル基含有アルコキシシランの加水分解物からなる塗料への浸漬・乾燥を４回繰り返すことで得られる、撥液膜の製造方法が報告されている。
このようにして得られる表面は、表面張力２５ｍＮ／ｍ程度までの付着物に対して、１４０°以上の高い接触角が得られると報告されているが、この方法は製造プロセスが煩雑であり実用上の制限が大きいといわざるを得ない。

また、特許文献３では、油の接触角が１５０度を超える超撥液状態を作製するための方法として、表面粗さを６００ｎｍ以上に調整し、フルオロアルキルシランなどの表面エネルギーを低下させる材料で撥液層を形成する方法が開示されている。
具体的には、ベーマイトのエマルジョンを準備し、ガラス表面にスピンコートし焼成するサイクルを１２回繰り返すことで凹凸構造を形成した後に、パーフルオロアルキルシランのＣＶＤ処理により低表面エネルギー化することで達成されるが、この方法では、工程数も多く複雑である。

またさらに、非特許文献１においては、特定撥液剤の有機溶媒を浸漬することにより、羽毛や繊維表面を撥液処理する方法で、有機溶媒を含む低表面張力液体に対して１５０°以上の接触角を示すと報告されている。しかし、この文献に記載されているのは、元々凹凸を有する羽毛や繊維表面に対する撥液処理であり、汎用的な表面処理であるとはいえない。

特許第４６６８３５２号公報特許第５６８０９００号公報特開２００６−２５７３３６号公報

Adv.Mater.2009,21,2190-2195

上記問題点に鑑み、本発明の課題は、簡便に製造できて、かつ優れた撥液機能を有する撥液性表面、およびその作製方法を提供することである。

上記の課題を達成する手段として、請求項１に記載の発明は、
基材と、前記基材上に設けられる撥液層を有し、
前記撥液層には少なくとも多孔性微粒子とバインダー成分を含み、
前記多孔性微粒子は、平均粒子径が２．５μｍ以上であり、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上であり、かつフッ素化アルキル基をその表面に有しており、
前記バインダー成分は、フッ素化アルキル基を含むことを特徴とする、撥液性表面である。

この撥液層は、低表面エネルギー化処理された微粒子とバインダー成分を含む塗料を、基材上に塗布したのちに乾燥することで、簡便かつ大面積に形成することが可能であり、かつ優れた撥液機能が得られる。

また、請求項２に記載の発明は、
前記多孔性微粒子が、珪素、チタン、亜鉛、アルミニウムの少なくともいずれかの酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の撥液性表面である。

上記の材質からなる微粒子の表面は、フッ素化アルキル基の導入が容易であり、かつ安価に入手可能なため有利である。

また、請求項３に記載の発明は、
前記フッ素化アルキル基が、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基のうち少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の撥液性表面である。

多孔性微粒子の表面に含まれるフッ素化アルキル基の鎖長がブタンよりも短い場合には、低表面エネルギー化が不十分であり、またオクタンより長い場合には必要になる表面処理剤の入手が困難である。

また、請求項４に記載の発明は、
前記バインダー成分が、金属アルコキシドの加水分解物からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性表面である。

金属アルコキシドの加水分解物をバインダーに用いることで、基材と多孔性微粒子の密着に好適である。

また、請求項５に記載の発明は、
前記バインダー成分に、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基のいずれかが官能基として含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撥液性表面である。

バインダー成分にも低表面エネルギー化のための官能基を用いることで、粒子と基材の密着と撥液性能との両立が可能になる。

また、請求項６に記載の発明は、
前記撥液層に対してバインダー成分が占める重量比率が、２５ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撥液性表面である。

撥液性表面を構成するバインダー成分が重量比で５０％を超える場合には、撥液機能が低下するためである。また、２５ｗｔ％未満である場合には、撥液層として膜を塗布形成することが困難になる。

また、請求項７に記載の発明は、
前記撥液層に、前記多孔性微粒子とは異なる第２の微粒子を含み、
前記第２の微粒子は、少なくともＢＥＴ比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の撥液性表面である。

第２の微粒子を含むことで、前記多孔性微粒子と異なる特性を持たせることが可能になり、例えば膜の密着性をさらに向上すること等ができる。

また、請求項８に記載の発明は、
多孔性微粒子にフッ素化アルキル基を有するシラン化合物を混合して、該多孔性微粒子の表面を低表面エネルギー化する多孔性微粒子表面処理工程と、
金属アルコキシドの加水分解物と、フッ素化アルキル基を有するシラン化合物とを溶媒中で混合するバインダー液調製工程と、
前記多孔性微粒子と前記バインダー液とを溶媒中で混合する微粒子含有バインダー液調製工程と、
基材上に前記微粒子含有バインダー液を塗工して撥液層を形成する塗工工程とを少なくとも有することを特徴とする、撥液性表面の作製方法である。

上記のような工程により、簡便かつ低コストで撥液性表面を作製することができる。

本手法を用いることで、油などの低表面張力液体も高速に滑落する、超撥液性表面を簡便に形成することができる。このような材料は、油を多分に含むため、これまで除去することが困難だった付着物が、後残り無く高速に滑落する。

本発明に係る撥液性表面の一実施形態を示す概略断面図である。

以下に本発明について、実施形態を具体例として挙げて詳述する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に、本発明の撥液性表面の一実施形態の概略断面図を示す。
図１で、撥液性表面３は、基材１上に撥液層２を積層してなる。この撥液層２は、低表面エネルギー化処理された多孔性微粒子と、バインダーを少なくとも含む層であり、撥液性機能を発揮する層である。

まず、本発明での撥液性表面形成のプロセスを、（１．多孔性微粒子表面処理）、（２
．バインダー液調整）、（３．粒子とバインダーの調液）、（４．塗工）の４段階に分けて説明する。

（１．多孔性微粒子表面処理）
撥液層に用いる微粒子としては、多孔性を有する微粒子が用いられる。特に微粒子の平均粒子径が２．５μｍ以上であり、かつＢＥＴ比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上であることが望ましい。
なお、微粒子の平均粒子径はレーザー回折・散乱法により測定される値であり、ＢＥＴ比表面積とはＢＥＴ法（ガス分子の吸着を利用して表面積を測定する手法）により測定された表面積である。平均粒子径に比べて比表面積が大きいほど、その粒子の吸着性能が大きいとされる。

多孔性微粒子の材質については、低表面エネルギー化のためのシランカップリング処理が行いやすい表面であればよく、例えば珪素、チタン、亜鉛、アルミニウムの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、湿式合成法による多孔質シリカは低価格で入手可能であり、好適である。湿式合成法の多孔質シリカとしては、以下の例に限定するものではないが、具体的には富士ゲル販売社、サイリシアシリーズ、サイロスフェアシリーズ、水澤化学工業社ミズカシルシリーズ、日本シリカ工業社ニップゲルシリーズが挙げられる。

低表面エネルギー化のためのシリカ微粒子の表面処理の方法は特に限定されるものではないが、所定の官能基を有するクロロシランと前記多孔性微粒子を有機溶媒中で混合することで反応させるもの、所定の官能基を有するクロロシランを気相反応で微粒子表面に導入するものなどがありえる。
ここで所定の官能基とは、例えばパーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基などのフッ素化アルキル基である。これらに限定の官能基に限定されないが、ＣＦ結合を多く含む官能基であればよい。

また上記の多孔性微粒子のほかに、撥液層にはそれと異なる第二の微粒子を含んでもよい。その際、第２の微粒子は、少なくともＢＥＴ比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上の粒子であると好ましい。具体的には、エボニック社アエロジルシリーズなどのナノシリカ粒子が適切である。これらの粒子を併用すると、膜の密着が優れるため有利である。

（２．バインダー液調整）
撥液層形成に用いるバインダー成分は、金属アルコキシドの加水分解物により形成される。金属アルコキシドは、テトラエチルオルソシリケート（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）（ＴＥＯＳ）、トリイソプロピルアルミニウム（Ａｌ（ＯＣ_３Ｈ_７）_３）などの、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍは珪素、チタニウム、アルミニウム、ジルコニウムなどの金属、Ｏは酸素、Ｒはメチル基、エチル基などのアルキル基）で表されるものである。その中でも、Ｍが珪素、アルミニウム、チタニウムである金属アルコキシドの特性が優れている。

また上記バインダー成分には、フッ素化アルキル基を有するシラン化合物を含むことが望ましい。具体的には、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基などのフッ素化アルキル基を有することが望ましい。バインダー成分に、このような低表面エネルギー材料を用いることで優れた撥液性能が達成される。

また上記バインダー成分には、密着性改善のための官能基を有する金属アルコキシドを用いてもよい。具体的には３-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するアルコキシシランである。

これら金属アルコキシドの加水分解は、金属アルコキシドとアルコール系溶媒中で酸性条件にすることで達成される。

（３．粒子とバインダーの調液）
前記の表面処理を行った多孔性微粒子と、バインダー液と、希釈溶媒を混合することで撥液層形成のための塗料が得られる。用いる溶媒は、特に限定されないが、いわゆる汎用溶媒で、沸点が１５０℃以下で十分に自然揮発するものであれば特に限定が無いが、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、などの極性溶媒であれば、バインダー成分との相溶性の観点から好適である。

また、前記の塗料中の固形分のうち、バインダー成分が占める重量比率は２５ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下に調整する。バインダー成分が占める割合が５０ｗｔ％より大きくなると、撥液機能が発揮されなくなる。また、２５ｗｔ％未満である場合には、撥液層として膜を塗布形成することが困難になる。
なお、バインダー成分が占める重量とは、投入した金属アルコキシド重量に対して、加水分解・縮合反応が完全に進行した場合を換算した重量である。

粒子と溶媒の比率については特に影響が無いため自由に選ぶことができるが、具体的には１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下の混合比率が望ましい。１ｗｔ％未満の比率になると、一回のグラビアコートで、欠陥十分な塗布量を得ることができない。一方、１０ｗｔ％を超える混合比率の塗布を行った場合は、過剰に塗布され、基材との密着を保つのが難しくなるためである。

（４．塗工）
まず撥液層を塗布するための基材については、支持体となる物であれば特に制限はなく、例えばガラス板や金属表面、紙、樹脂を含むフィルム、又は金属箔の少なくとも一種を有する。紙としては、上質紙、特殊上質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、模造紙、又はクラフト紙等が挙げられる。樹脂を含むフィルムとしては、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、セルロースアセテート、及びセロファン樹脂の少なくとも一種を含むフィルムが挙げられる。このフィルムは延伸フィルムでもよいし、非延伸フィルムでもよい。金属箔としては、例えばアルミ箔又はニッケル箔等が挙げられる。

基材上へのコーティング方法については、グラビアコート、ダイコートに加え、スプレーコート等のウェットコーティングを用いることができる。所定量の塗料を塗布したのち、乾燥工程に移る。乾燥工程では、溶媒が十分乾燥しきれば十分であり自然乾燥を待ってもよいが、温風で乾燥するなどの手段を経てもよい。特に基材の変質が生じない範囲の温度であればよく、具体的には１００℃以下の温風により乾燥することが好ましい。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（１．多孔性微粒子表面処理）
ヘキサン２８．５ｇ中に、１．５ｇの富士ゲル販売社製サイリシア３１０ｐ（平均粒子
形状２．７μｍの多孔性粉末シリカ、ＢＥＴ比表面積３００ｍ^２／ｇ）、東京化成社製トリクロロ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シラン０．１５ｇを投入し、室温環境下で１２時間攪拌した。その後溶媒を乾燥除去することで、パーフルオロヘキシル基を有する多孔性微粒子を得た。

（２．バインダー液調整）
バインダー液は、バインダー全重量に対するフッ素化アルキル含有シランの重量比率が２５ｗｔ％であり、液の固形分濃度が２０ｗｔ％になるように調整した。具体的には信越化学工業社製ＫＢＥ０４（テトラエトキシシラン）１２．９８ｇ、東京化成社製トリエトキシ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シラン１．６２ｇ、０．１Ｎ塩酸０．５２ｇ、水６．１２ｇ、イソプロピルアルコール１．７７ｇ、エチルメチルケトンを２．０ｇ投入し、室温環境下で１時間攪拌することでバインダー液を調整した。
なお、これらのバインダー硬化反応は、加水分解後の脱水反応によるものである。テトラエトキシシラン、(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランは、硬化反応後にエトキシ基部位が消失するために大きく重量減少する。そのため、バインダー液調整における固形分濃度、とは二つのモノマーのエトキシ基が完全に反応、消失したあとに残存する重量をもとに算出した。

（３．粒子とバインダーの調液）
最終的に得られる塗料中の固形分濃度が５ｗｔ％であり、そのうち多孔性微粒子が占める重量比率が７５％になるように、多孔性微粒子とバインダー成分と溶媒を混合した。具体的には、前記のパーフルオロヘキシル基を有する多孔性微粒子を１．１３ｇ、バインダー液を１．１８ｇ、イソプロピルアルコール１３．５ｇ、エチルメチルケトン１３．５ｇを混合し、１０分間超音波照射することで、撥液層形成のための塗料を調整した。

（４．塗工）
東レ社製ＰＥＴフィルムルミラー50S10面に、ワイヤーバーを用いて塗料を塗布した。塗布後に、６０℃オーブン内で６０秒間乾燥することで、撥液層を形成することができた。

＜実施例２＞
多孔性微粒子の表面処理に用いるフッ素化アルキル基をパーフルオロブチル基に変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、トリクロロ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランに変わって、東京化成社トリクロロ(1H,1H,2H,2H-ノナフルオロヘキシル)シランを用いた。

＜実施例３＞
多孔性微粒子の富士シリシア化学製シリカ粒子サイリシア３７０（平均粒子径６．２μｍ、ＢＥＴ比表面積３００ｍ^２／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様に実施した。

＜実施例４＞
多孔性微粒子の東ソー製シリカ粒子 NIPSIL E-170（平均粒子径３．０μｍ、ＢＥＴ比表面積１１０ｍ^２／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様に実施した。

＜実施例５＞
塗料中の固形分に占めるバインダー成分の比率が５０ｗｔ％とした以外は実施例１と同様に実施した。

＜比較例１＞
塗料にバインダー成分を用いなかったほかは、実施例１と同様に撥液層の形成を行った
。バインダー成分を除いたが、塗料の固形分濃度は５％になるように調整した。

＜比較例２＞
バインダー成分にフッ素化アルキル成分を用いなかったほかは実施例１と同様に撥液層の形成を行った。バインダー液の調整の際は、トリエトキシ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランの重量をテトラエトキシシランに置き換え、固形分濃度が２０ｗｔ％となるよう調整した。

＜比較例３＞
塗料中の固形分に占めるバインダー成分の比率が７５ｗｔ％とした以外は実施例１と同様に実施した。

＜比較例４＞
多孔性微粒子の表面処理に用いるフッ素化アルキル基をトリフルオロメチル基に変更した以外は、実施例１と同様に実施した。具体的には、トリクロロ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランに変えて東京化成社製トリクロロ(3,3,3-トリフルオロプロピル)シランを用いた。

＜比較例５＞
多孔性微粒子の表面処理を、フッ素化アルキル基による処理から、トリメチルシリル基による表面処理に変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、トリクロロ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランに変えて、東京化成社製クロロトリメチルシランを用いた。

＜比較例６＞
多孔性微粒子の表面処理を、フッ素化アルキル基による処理から、ジメチルシリル基による表面処理に変更した以外は実施例１と同様に実施した。具体的には、トリクロロ(1H,1H,2H,2H-トリデカフルオロ-n-オクチル)シランに変えて、東京化成社製ジクロロジメチルシランを用いた。

＜比較例７＞
多孔性微粒子の表面処理を実施しなかった以外は、実施例１と同様に実施した。

＜比較例８＞
多孔性微粒子として東ソー製シリカ粒子 NIPSIL Ｅ−７４ｐ（平均粒子形状３．２μｍ、ＢＥＴ比表面製４０ｍ^２／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様に実施した。

＜比較例９＞
多孔性微粒子として日本アエロジル社製 AEROSIL200(平均粒子形１μｍ以下、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ)を用いた以外は実施例１と同様に実施した。

（撥液性評価）
実施例および比較例で得られた撥液基材を１５°の傾斜を持つ支持台に貼り付けた。その後、純水、グリセリン、エチレングリコール、オレイン酸を１００μＬ滴下したのちに、１０秒以内に、１０ｃｍ以上液滴が移動した場合を○、１０秒の移動距離が１０ｃｍ未満であるか、または液滴が撥液性表面上に後残りしながら滑落した場合には×として、各サンプルの撥液性能の評価を行った。

（膜強度評価）
また、撥液性能評価を行ったのち、撥液層の成分の脱落など膜の破壊が顕著であった場合があった場合に、×として評価した。

前記実施例、および比較例の実施条件と、撥液性能評価、膜強度評価結果をまとめて表１に示す。なお表中、粒子表面処理では、パーフルオロヘキシル基をＣ６Ｆ、パーフルオロブチル基をＣ４Ｆ、トリフルオロメチルをＣ１Ｆ、トリメチルシリル基をＴＭＳ、ジメチルシリル基をＤＭＳと略称する。

まず実施例１については今回試験に用いたすべての付着物に対し、優れた撥液性能が得られ、膜強度も十分であった。

比較例１は、実施例１に対して、バインダー成分を用いなかったサンプルであるがこちらは撥液性能が優れるものの、基材との密着が不十分であり、撥液性能評価後の膜の破損が顕著であった。比較例１と実施例１の比較から、今回用いたバインダーにより、撥液層の基材固定に効果的であったといえる。

比較例２はバインダー成分に、低表面エネルギー化のための表面処理剤を用いなかったものであるが、こちらはオレイン酸に対する滑落効果が認められなかった。実施例１との比較からバインダー成分にも何らかの低表面エネルギー化のための表面処理剤を用いることが、オレイン酸のような低表面張力液体を滑落に効果的であるといえる。

実施例５は塗料中の固形分のうちバインダーの重量比率を５０ｗｔ％、比較例３はバインダーの重量比率を７５ｗｔ％として塗料を調整したものである。実施例１との比較から、バインダー成分を５０ｗｔ％まで増量した場合は、撥液性能と膜密着が両立するが、バインダー成分が７５ｗｔ％まで増量した場合は、撥液性能が失われる。

実施例２は低表面エネルギー化のために用いるフッ素化アルキル鎖を、パーフルオロブチル基(Ｃ_４)に変更したものであり、比較例４は低表面エネルギー化のために用いるフッ素化アルキルをトリフルオロメチル基(Ｃ_１)に変更したものである。パーフルオロヘキシル基(Ｃ_６)を用いた実施例１との比較から、用いるパーフルオロアルキル鎖はＣ_４よりも短くなる場合に撥液性が得られなくなるといえる。

比較例５、比較例６は、低表面エネルギー化としてフッ素化アルキル鎖の導入ではなく、トリメチルシリル基、またはジメチルシリル基を用いたものである。これらの表面処理剤では撥液性能が得られていないことから、パーフルオロアルキル基を用いることが撥液性の達成に効果的であるといえる。また比較例７では多孔性微粒子の表面処理を行わなかったが、この場合、撥液性能が得られない。

実施例３、実施例４、比較例８、比較例９および実施例１の結果の対比から、多孔性微粒子として用いる粒子が、平均粒子径２．５μｍ以上であり、かつＢＥＴ比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上であることを満たしている場合に、撥液性能が得られるといえる。

１・・・基材
２・・・撥液層
３・・・撥液性表面

Claims

基材と、前記基材上に設けられる撥液層を有し、
前記撥液層には少なくとも多孔性微粒子とバインダー成分を含み、
前記多孔性微粒子は、平均粒子径が２．５μｍ以上であり、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ^２／ｇ以上であり、かつフッ素化アルキル基をその表面に有しており、
前記バインダー成分は、フッ素化アルキル基を含むことを特徴とする、
撥液性表面。
前記多孔性微粒子が、珪素、チタン、亜鉛、アルミニウムの少なくともいずれかの酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の撥液性表面。
前記フッ素化アルキル基が、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基のうち少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の撥液性表面。
前記バインダー成分が、金属アルコキシドの加水分解物からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の撥液性表面。
前記バインダー成分に、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基のいずれかが官能基として含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撥液性表面。
前記撥液層に対してバインダー成分が占める重量比率が、２５ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撥液性表面。
前記撥液層に、前記多孔性微粒子とは異なる第２の微粒子を含み、
前記第２の微粒子は、少なくともＢＥＴ比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の撥液性表面。
多孔性微粒子にフッ素化アルキル基を有するシラン化合物を混合して、該多孔性微粒子の表面を低表面エネルギー化する多孔性微粒子表面処理工程と、
金属アルコキシドの加水分解物と、フッ素化アルキル基を有するシラン化合物とを溶媒中で混合するバインダー液調製工程と、
前記多孔性微粒子と前記バインダー液とを溶媒中で混合する微粒子含有バインダー液調製工程と、
基材上に前記微粒子含有バインダー液を塗工して撥液層を形成する塗工工程とを少なくとも有することを特徴とする、撥液性表面の作製方法。