JP2021134256A - 表面処理組成物、表面処理基材及び表面処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理基材の表面に対して親水性及び撥油性を付与可能であり、かつ耐水性を有する表面処理組成物、当該表面処理組成物により表面処理が施された表面処理基材及び当該表面処理組成物を用いた表面処理方法を提供する。
【解決手段】表面処理組成物は、式（１）で示されるフッ素含有化合物と、ポリビニルアルコールと、ジルコニウム含有化合物とを含有する。

式（１）中、Ｒ^１はフルオロアルキル基を含有する基、Ｒ^２はアルキル基又はアルコキシアルキル基、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して水素原子又は１価の有機基を表し、ｘは１〜１００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。
【選択図】なし

Description

本発明は、表面処理組成物、表面処理基材及び表面処理方法に関する。

産業用機械部品等の生産には、多種、多量の油が使用されており、製造工程における部品洗浄や製品洗浄の工程等で排出される含油排水の量も多くなっている。このような含油排水から油と水とを分離する油水分離技術として、例えば、比重分離等の静置分離技術、遠心分離技術、吸着分離技術等が知られている。

これらの分離技術のうち、静置分離技術は多大な時間を要するという問題があり、遠心分離技術は大掛かりな装置を必要とするという問題があり、吸着分離技術は大量の含油排水の処理に不向きであるという問題がある。そこで、従来、所定のフッ素化合物と無機化合物とがナノコンポジット化された複合材料であって、親水・撥油性を有するフッ素含有ナノコンポジット粒子をろ紙や不織布に担持させた油水分離膜が提案されている（特許文献１参照）。

物品表面に付着した油汚れを防止する方法として、物品表面を、撥油性を有する表面処理剤で処理して、物品表面に防汚膜を形成する方法が知られている。撥油性を有する表面処理剤としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂等が広く用いられている。しかしながら、フッ素樹脂は高い撥水性を有するため、物品表面に付着した油汚れを水洗浄により洗い流すことが困難である。そのため、油汚れを防止するための撥油性と、付着した油汚れを水洗浄するための親水性とを有する表面処理剤の提案が望まれている。

従来、表面処理剤に含まれる親水性及び撥油性を有する樹脂組成物として、炭素数１〜１８のペルフルオロアルキル（メタ）アクリル酸エステルと親水基含有モノマーとを構成成分に含む共重合体が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１５−１８７２２０号公報 特開２００８−２９７４８２号公報

上記特許文献１に記載されている油水分離技術や上記特許文献２に記載されている防汚膜を形成するための表面処理剤等の技術分野においては、優れた親水性及び撥油性を有する表面処理剤が必須である。一方で、親水性及び撥油性を有する表面処理剤を用いて物品表面に表面処理を施した後、当該物品表面に形成された親水・撥油膜が耐水性を有するものであることも望まれる。従来公知の表面処理剤においては、物品表面を親水性にすることが可能であっても、耐水性が低く、物品表面の親水性を維持することが困難であるという課題がある。したがって、親水性及び撥油性をさらに向上させつつ、耐水性を有する表面処理剤の提案に対する要望が高まっている。

上記課題に鑑みて、本発明は、被処理基材の表面に対して親水性及び撥油性を付与可能であり、かつ耐水性を有する表面処理組成物、当該表面処理組成物により表面処理が施された表面処理基材及び当該表面処理組成物を用いた表面処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、下記式（１）で示されるフッ素含有化合物と、ポリビニルアルコールと、ジルコニウム含有化合物とを含有することを特徴とする表面処理組成物を提供する。

上記式（１）中、Ｒ^１はフルオロアルキル基を含有する基を表し、Ｒ^２はアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して水素原子又は１価の有機基を表し、ｘは１〜１００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。

前記ポリビニルアルコールの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の２００〜１０００倍量であればよく、４００〜８００倍量であるのが好ましく、前記ジルコニウム含有化合物が、酸塩化ジルコニウムであればよく、酸塩化ジルコニウム水和物であるのが好ましい。

前記式（１）において、ｙが０であればよく、Ｒ^１で表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式（２）で表される基であればよく、Ｒ^２はメチル基であればよく、ｘが１〜１０の整数であればよい。

上記式（２）中、ｐは０〜２の整数である。

本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、少なくとも前記第１面に設けられている表面処理層とを備え、前記表面処理層は、上記表面処理組成物を用いた表面処理により形成されているものであることを特徴とする表面処理基材を提供する。前記基部が、ガラス基材であればよい。

本発明は、上記表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理を施す表面処理方法であって、前記表面処理組成物を含む溶液に前記被処理基材を浸漬させることで、前記被処理基材に表面処理を施すことを特徴とする表面処理方法を提供する。

本発明は、上記表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理を施す表面処理方法であって、前記表面処理組成物を含む溶液を前記被処理基材の表面に塗布し、前記被処理基材の表面に形成された塗膜から溶媒を除去することで、前記被処理基材に表面処理を施すことを特徴とする表面処理方法を提供する。

本発明によれば、被処理基材の表面に対して親水性及び撥油性を付与可能であり、かつ耐水性を有する表面処理組成物、当該表面処理組成物により表面処理が施された表面処理基材及び当該表面処理組成物を用いた表面処理方法を提供することができる。

本発明の実施の形態について説明する。
［表面処理組成物］
本実施形態に係る表面処理組成物は、下記式（１）で示されるフッ素含有化合物と、ポリビニルアルコールと、ジルコニウム含有化合物とを含有する。

式（１）中、Ｒ^１はフルオロアルキル基を含有する基を表し、Ｒ^２はアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して水素原子又は１価の有機基を表し、ｘは１〜１００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。

式（１）において、Ｒ^１で表されるフルオロアルキル基を含有する基としては、例えば、−ＣＦ_３、−Ｃ_２Ｆ_５、−Ｃ_３Ｆ_７、−Ｃ_６Ｆ_１３、−Ｃ_７Ｆ_１５等の−Ｃ_ｑＦ_２ｑ＋１（ｑ＝１〜１０）で表されるフルオロアルキル基；オキシフルオロアルキレン基等を挙げることができ、これらのうち、下記式（２）で示されるオキシフルオロアルキレン基であるのが好ましい。

式（２）中、ｐは０〜２の整数である。

式（１）において、Ｒ^２で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基等の炭素数１〜２のアルキル基が挙げられ、Ｒ^２で表されるアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等の炭素数２〜４のアルコキシアルキル基が挙げられる。これらのうち、Ｒ^２で表される基としては、アルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。

式（１）において、Ｒ^３及びＲ^４で表される有機基としては、例えば、下記式（ｉ）〜（ｖ）で示される基を挙げることができる。

式（１）において、トリアルコキシシリル基又はトリアルコキシアルコキシシリル基（−Ｓｉ(ＯＲ^２)_３）が結合する中間鎖（−ＣＨ_２−ＣＨ−）の数ｘは、１〜１００であり、好ましくは１〜５０、より好ましくは１〜１０、特に好ましくは２〜５である。また、中間鎖（−ＣＨ_２−ＣＲ^３Ｒ^４−）の数ｙは、０〜１００であり、好ましくは０〜５０、より好ましくは０〜１０である。

上記フッ素含有化合物として好適な化合物としては、下記式（３）〜（７）で示される化合物を例示することができる。特に、上記フッ素含有化合物が式（３）又は式（６）で示される化合物（式（１）においてｙ＝０である化合物）であると、１分子中に占められるフッ素原子の割合が大きくなる。これにより、フッ素による撥油性も相乗的に作用し、本実施形態に係る表面処理組成物において撥油性が奏されやすくなると考えられる。

式（３）中、ｘ’は２又は３である。

式（４）及び式（５）中、Ｒ^１’は、−ＣＦ(ＣＦ_３)ＯＣＦ_２ＣＦ(ＣＦ_３)ＯＣ_３Ｆ_７で表される基である。式（４）中、ｘａは１〜１００の整数である。式（５）中、ｘｂは１〜１００の整数であり、ｙｂは１〜５００の整数である。

式（６）中、ｘｃは１〜１０の整数であり、ｙｃは０〜１００の整数である。

式（７）中、ｘｄは１〜１０の整数であり、ｙｄは０〜１００の整数である。

上記式（１）で示されるフッ素含有化合物は、下記式（Ｉａ）で示されるフッ素含有過酸化物の存在下に、下記式（Ｉｂ）で示される単量体と、下記式（Ｉｃ）で示される単量体とを重合させることにより得られる。なお、この反応生成物（フッ素含有化合物）中には、フルオロアルキル基を含有する基（Ｒ^１）が片末端のみに導入されているオリゴマーが任意の割合で含まれていてもよい。

式（Ｉａ）〜（Ｉｃ）中、Ｒ^１はフルオロアルキル基を含有する基を表し、Ｒ^２はアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して水素原子又は１価の有機基を表す。

本実施形態に係る表面処理組成物に含まれるジルコニウム含有化合物としては、例えば、酸塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ_２Ｏ）、ジルコニウム(IV)イソプロポキシド（Ｚｒ(ＯＣ_３Ｈ_７)_４）、水酸化ジルコニウム（Ｚｒ(ＯＨ)_４）や、それらの水和物等が挙げられる。特に好ましくは、酸塩化ジルコニウム八水和物（ＺｒＣｌ_２Ｏ・８Ｈ_２Ｏ）である。後述するように、表面処理組成物にジルコニウム含有化合物が含まれていることで、本実施形態に係る表面処理組成物を用いて基材表面に形成された表面処理層の耐水性を向上させることができる。表面処理組成物に含まれるジルコニウム含有化合物が水和物であることで、ポリビニルアルコールとの親和性が良好となり、表面処理組成物の調製時における分散特性が良好となる。

本実施形態に係る表面処理組成物に含まれるポリビニルアルコールとしては、例えば、ビニルアルコール単位を有するポリビニルアルコール系重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、従来公知の方法に従い、例えば、ビニルエステルを重合してポリマーを得た後、得られたポリマーをケン化、すなわち加水分解することにより得られる。

本実施形態に係る表面処理組成物において、ジルコニウム含有化合物の含有量は、フッ素含有化合物と反応して複合化するのに必要な量であればよく、例えば、フッ素含有化合物の含有量の０．１〜２倍量程度であればよく、０．５倍量程度であるのが好ましい。

本実施形態に係る表面処理組成物において、ポリビニルアルコールの含有量は、フッ素含有化合物の含有量の２００〜１０００倍量であるのが好ましく、４００〜８００倍量であるのがより好ましい。ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の２００倍量未満であると、表面処理組成物を用いて表面処理が施された表面に撥油性が付与され難くなるおそれがあり、１０００倍量を超えると、表面処理組成物を用いて表面処理が施された表面に親水性が付与され難くなるおそれがある。

本実施形態に係る表面処理組成物を用いて表面処理を施すことで、例えば上記式（５）に示すフッ素含有化合物とジルコニウム含有化合物との反応により、下記式（８）に示すような化学構造を有する多次元マトリックス構造の表面処理層が形成されると推察される。

式（８）において、Ｒ^５で表される基としては、例えば、下記式（９）で示される基を挙げることができる。

式（９）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４で表される基としては、上記式（１）と同一のものであればよく、ｘは１〜１００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。

上記のように、フッ素含有化合物のトリアルコキシシリル基又はトリアルコキシアルコキシシリル基（−Ｓｉ(ＯＲ^２)_３）と酸塩化ジルコニウムとがマトリックス状に結合してコンポジットが形成されることにより、水と接触したとしても当該コンポジットにおける結合が切断され難くなり、その結果として、上記表面処理層に耐水性を付与することができると考えられる。

上述した本実施形態に係る表面処理組成物は、後述する実施例からも明らかなように、優れた親水性及び撥油性、並びに耐水性を有する表面処理層を表面処理基材（例えば、金属基材、ガラス基材、ゴム基材、樹脂基材等）の表面に形成することができる。ここで、親水性とは、例えば、上記表面処理層について接触角計（例えば、協和界面科学社製のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒＤＭｏ−６０１（製品名）等）を用いて水の接触角（ｄｅｇ）を測定したとき、水の接触角が相対的に小さいことを意味する。具体的には、水の接触角が９０°以下であればよく、好適には水の接触角が８０°以下であればよい。また、撥油性とは、例えば、上記表面処理層について接触角計（例えば、協和界面科学社製のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒＤＭｏ−６０１（製品名）等）を用いてドデカンの接触角（ｄｅｇ）を測定したとき、ドデカンの接触角が相対的に大きいことを意味する。具体的には、ドデカンの接触角が１０°以上であればよく、好適にはドデカンの接触角が１３°以上であればよい。

本実施形態に係る表面処理組成物によれば、ガラス、金属、ゴム、プラスチック、繊維等の被処理基材の表面処理に用いることで、当該被処理基材の表面に親水・撥油層等の機能性薄膜（表面処理層）を形成することができる。すなわち、本実施形態に係る親水性及び撥油性を付与可能な表面処理組成物は、親水・撥油層形成用表面処理組成物として利用することができる。

［表面処理組成物の製造方法］
本実施形態に係る表面処理組成物は、例えば、ポリビニルアルコールと、上記式（１）に示すフッ素含有化合物と、上記ジルコニウム含有化合物とを溶媒に添加し、無触媒条件下で混合することにより製造され得る。

上記溶媒としては、ポリビニルアルコール、上記フッ素含有化合物及び上記ジルコニウム化合物を溶解可能なものであればよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、テトラヒドロフラン、１,２−ジクロロエタン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。

ポリビニルアルコール、フッ素含有化合物及びジルコニウム含有化合物の混合量としては、例えば、ジルコニウム含有化合物の混合量は、フッ素含有化合物と反応して複合化するのに必要な量であればよく、フッ素含有化合物の混合量の０．１〜２倍量程度であればよく、０．５倍量程度であるのが好ましい。また、ポリビニルアルコールの混合量は、フッ素含有化合物の混合量の２００〜１０００倍量であるのが好ましく、４００〜８００倍量であるのがより好ましい。

なお、本実施形態に係る表面処理組成物は、ポリビニルアルコールを溶媒（例えば、メタノール等）に溶解させたポリビニルアルコール溶液に、フッ素含有化合物を溶媒（例えば、エタノール等）に溶解させたフッ素含有化合物溶液と、ジルコニウム含有化合物を溶媒（例えば、エタノール等）に溶解させたジルコニウム含有化合物溶液とを添加し、混合することで製造されてもよい。

［表面処理方法］
本実施形態における表面処理方法は、本実施形態に係る表面処理組成物を被処理基材の表面に塗布する工程を含む。表面処理組成物を被処理基材の表面に塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、刷毛、ローラー、スプレー等を用いて塗布する方法、表面処理組成物に被処理基材を浸漬させる方法、表面処理組成物を被処理基材上にキャストする方法等が挙げられる。好ましくは、表面処理組成物に被処理基材を浸漬させることで、表面処理組成物を被処理基材の表面に塗布すればよい。

表面処理組成物に被処理基材を浸漬させる場合において、例えば、表面処理組成物に１〜１０分浸漬させた被処理基材を当該表面処理組成物から引き上げた後、被処理基材の表面に付着している余分な表面処理組成物をエアーブロー等で除去するのが好ましい。浸漬後にエアーブローすることで、被処理基材の表面に均一な厚さの表面処理層を形成することができる。

本実施形態において、表面処理組成物を被処理基材の表面に塗布することで形成された塗膜を加熱することで、溶媒を除去してもよい。塗膜を加熱する方法としては、例えば、オーブンによる加熱等が挙げられるが、特に制限されるものではない。加熱条件としては、例えば、４０〜１５０℃で１０〜１２０分程度、好ましくは５０〜１２０℃で３０〜１２０分程度である。

上述したように、本実施形態に係る表面処理組成物を用いた表面処理方法を実施することで、被処理基材の表面（被処理面）に表面処理層が形成された表面処理基材を作製することができる。かかる表面処理基材において、表面処理層は、被処理基材（基部）の表面（第１面）に少なくとも形成されていればよいが、裏面（第２面）に形成されていてもよいし、表面（第１面）及び裏面（第２面）に形成されていてもよい。このようにして作製された表面処理基材は、その表面処理層が優れた親水性及び撥油性を発現することのできる親水・撥油表面処理基材であるということができる。

被処理基材（基部）としては、親水・撥油表面が求められ、かつ耐水性が求められるものであれば特に制限されないが、例えば、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＥ（polyethylene）、ＰＵ（polyurethane）、ポリカーボネート（polycarbonate）、ＰＭＭＡ（polymethylmethacrylic acid）等の樹脂基材；アルミニウム、ＳＵＳ等の金属基材；ガラス基材等を例示することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下、製造例、試験例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の試験例等に何ら限定されるものではない。

〔製造例〕
［表面処理組成物の製造例１］
ポリビニルアルコール５ｍｇ及びメタノール３ｍＬを混合・攪拌して調製したＰＶＡ溶液に、上記式（５）で示されるフッ素含有化合物２．５ｍｇ及びエタノール５０ｍＬを混合・攪拌して調製したフッ素含有化合物溶液１ｍＬと、酸塩化ジルコニウム八水和物１ｍｇ及びエタノール４０ｍＬを混合・攪拌して調製したジルコニウム含有化合物溶液１ｍＬとを添加し、攪拌することで表面処理組成物（Sample 1）を製造した。

［表面処理組成物の製造例２］
ポリビニルアルコールの仕込み量を１０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 2）を製造した。

［表面処理組成物の製造例３］
ポリビニルアルコールの仕込み量を１５ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 3）を製造した。

［表面処理組成物の製造例４］
ポリビニルアルコールの仕込み量を２０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 4）を製造した。

［表面処理組成物の製造例５］
ポリビニルアルコールの仕込み量を２５ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 5）を製造した。

［表面処理組成物の製造例６］
ポリビニルアルコールの仕込み量を３０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 6）を製造した。

［表面処理組成物の製造例７］
ポリビニルアルコールの仕込み量を４０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 7）を製造した。

［表面処理組成物の製造例８］
ポリビニルアルコールの仕込み量を５０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 8）を製造した。

［表面処理組成物の製造例９］
フッ素含有化合物の仕込み量を１００ｍｇとし、酸塩化ジルコニウム八水和物の仕込み量を４０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 9）を製造した。

［表面処理組成物の製造例１０］
ポリビニルアルコールの仕込み量を７０ｍｇとした以外は、製造例１と同様にして表面処理組成物（Sample 10）を製造した。

［表面処理組成物の製造例１１］
上記式（５）で示されるフッ素含有化合物２．５ｍｇ及びエタノール５０ｍＬを混合・攪拌して調製したフッ素含有化合物溶液１ｍＬに、酸塩化ジルコニウム八水和物１ｍｇ及びエタノール４０ｍＬを混合・攪拌して調製したジルコニウム含有化合物溶液１ｍＬを添加し、攪拌することで表面処理組成物（Sample 11）を製造した。

［表面処理組成物の製造例１２］
ジルコニウム含有化合物溶液を添加しなかった以外は、製造例５と同様にして表面処理組成物（Sample 12）を製造した。

［表面処理組成物の製造例１３］
上記式（５）で示されるフッ素含有化合物２．５ｍｇ及びエタノール５０ｍＬを混合・攪拌することで表面処理組成物（Sample 13）を製造した。

上記のようにして製造された表面処理組成物（Sample 1〜13）５ｍＬにおけるフッ素含有化合物、ジルコニウム含有化合物及びポリビニルアルコールの含有量を表１に示す。

［試験例１］
Sample 1〜13の表面処理組成物に被処理基材としてのガラス基材を３分間浸漬させた後、当該ガラス基材を６０℃で２時間加熱することで、各被処理基材に表面処理層を形成した。各被処理基材に形成された表面処理層に水洗処理を施し、水洗前及び水洗後の各被処理基材の表面処理層における水接触角（ｄｅｇ）及びドデカン接触角（ｄｅｇ）を、接触角計（協和界面科学社製，製品名：ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒＤＭｏ−６０１）を用いて測定した。なお、水接触角（ｄｅｇ）については、各被処理基材の表面処理層に水を滴下した直後（０ｍｉｎ）、水を滴下してから５分後（５ｍｉｎ）及び１０分後（１０ｍｉｎ）に測定した。同様にして、上記被処理基材（表面処理が施されていないガラス基材）の水接触角（ｄｅｇ）及びドデカン接触角（ｄｅｇ）も測定した（Sample 14）。結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、上記フッ素含有化合物、ジルコニウム含有化合物及びポリビニルアルコールを含む表面処理組成物（Sample 1〜10）を用いて形成された表面処理層においては、１０分後の水接触角（１０ｍｉｎ）が相対的に小さく、この表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理を施すことで、被処理基材に親水性を付与可能であることが確認された。

また、Sample 1〜10の表面処理組成物を用いて形成された表面処理層における水接触角（１０ｍｉｎ）は、ジルコニウム含有化合物を含まない表面処理組成物（Sample 11，Sample 13）を用いて形成された表面処理層における水接触角（１０ｍｉｎ）よりも小さかった。このことから、ジルコニウム含有化合物を含む表面処理組成物（Sample 1〜10）を用いて被処理基材に表面処理を施すことで、被処理基材に付与される親水性をより向上させ得ると推察される。

さらに、ポリビニルアルコールを含まない表面処理組成物（Sample 12）を用いて形成された表面処理層においては、水を滴下してから５分後（５ｍｉｎ）において水接触角が急激に小さくなった。このことから、表面処理組成物がフッ素含有化合物とジルコニウム含有化合物とポリビニルアルコールとを含み、被処理基材に形成される表面処理層においてフッ素含有化合物とジルコニウム含有化合物とが結合して多次元マトリックス構造となることができ、親水性を有する表面処理層を安定的に形成可能であると推察される。

ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の２００倍量未満である表面処理組成物（Sample 1）を用いて形成された表面処理層においては、ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の２００倍量以上である表面処理組成物（Sample 2〜8）を用いて形成された表面処理層に比べ、ドデカン接触角が相対的に小さかった。このことから、ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の２００倍量以上であることで、表面処理層の撥油性をより向上させ得ると推察される。一方、ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の１０００倍量を超える表面処理組成物（Sample 10）を用いて形成された表面処理層においては、ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の１０００倍量以下である表面処理組成物（Sample 2〜8）を用いて形成された表面処理層に比べ、水接触角が相対的に大きかった。このことから、ポリビニルアルコールの含有量がフッ素含有化合物の含有量の１０００倍量以下であることで、表面処理層の親水性をより向上させ得ると推察される。

［試験例２］
Sample 5及びSample 6の表面処理組成物に被処理基材としてのガラス基材を２分間浸漬させた後、当該ガラス基材を室温で１日乾燥させた。乾燥後のガラス基材を１００℃で１時間加熱し、１日真空乾燥することで、各被処理基材に表面処理層を形成した。各被処理基材に形成された表面処理層に水洗処理を施し、水洗前及び水洗後の各被処理基材の表面処理層における水接触角（ｄｅｇ）及びドデカン接触角（ｄｅｇ）を、試験例１と同様にして測定した。結果を表３に示す。

表２及び表３に示す結果から、表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理層を形成する条件を変えることで、親水性及び撥油性の程度に差が出ることが確認された。この効果の程度の違いは、処理条件の違いによって被処理基材に形成される表面処理層の厚さに違いが生じることによるものであると考えられる。

本発明は、親水性及び撥油性が要求される製品の技術分野において有用である。

Claims (13)

1. 下記式（１）で示されるフッ素含有化合物と、ポリビニルアルコールと、ジルコニウム含有化合物とを含有することを特徴とする表面処理組成物。
   

   

   
   上記式（１）中、Ｒ^１はフルオロアルキル基を含有する基を表し、Ｒ^２はアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して水素原子又は１価の有機基を表し、ｘは１〜１００の整数であり、ｙは０〜１００の整数である。
2. 前記ポリビニルアルコールの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の２００〜１０００倍量であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理組成物。
3. 前記ポリビニルアルコールとの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の４００〜８００倍量であることを特徴とする請求項１に記載の表面処理組成物。
4. 前記ジルコニウム含有化合物が、酸塩化ジルコニウムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理組成物。
5. 前記ジルコニウム含有化合物が、酸塩化ジルコニウム水和物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理組成物。
6. 前記式（１）において、ｙが０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表面処理組成物。
7. 前記式（１）において、Ｒ^１で表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式（２）で表される基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表面処理組成物。
   

   

   
   上記式（２）中、ｐは０〜２の整数である。
8. 前記式（１）において、Ｒ^２はメチル基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表面処理組成物。
9. 前記式（１）において、ｘが１〜１０の整数であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の表面処理組成物。
10. 第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、
    少なくとも前記第１面に設けられている表面処理層と
    を備え、
    前記表面処理層は、請求項１〜９のいずれかに記載の表面処理組成物を用いた表面処理により形成されているものであることを特徴とする表面処理基材。
11. 前記基部が、ガラス基材であることを特徴とする請求項１０に記載の表面処理基材。
12. 請求項１〜９のいずれかに記載の表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理を施す表面処理方法であって、
    前記表面処理組成物を含む溶液に前記被処理基材を浸漬させることで、前記被処理基材に表面処理を施すことを特徴とする表面処理方法。
13. 請求項１〜９のいずれかに記載の表面処理組成物を用いて被処理基材に表面処理を施す表面処理方法であって、
    前記表面処理組成物を含む溶液を前記被処理基材の表面に塗布し、前記被処理基材の表面に形成された塗膜から溶媒を除去することで、前記被処理基材に表面処理を施すことを特徴とする表面処理方法。