JP5407869B2 - Water-repellent or antifouling articles, architectural window glass, vehicle window glass, display members, optical components constructed using the same - Google Patents

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Description

本発明は、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)、防汚性を有し、且つ長期間に亘ってその性能を維持できる高耐久の撥水または防汚性物品、それを用いて構成された建築用窓ガラス、車両用窓ガラス、ディスプレイ部材、光学部品に関する。   The present invention is a highly durable water-repellent or antifouling article that has excellent water repellency, sliding property (water droplet fallability), antifouling property, and can maintain its performance over a long period of time. The present invention relates to an architectural window glass, a vehicle window glass, a display member, and an optical component.

優れた撥水性能を有す膜として、フルオロアルキル基シラン化合物と、ポリジメチルシロキサン(同誘導体)の混合物を加水分解して得られた溶液と、アルコキシシラン化合物を溶媒中で加水分解して得られた溶液とを混合し、ガラス基板に塗布、乾燥し、約250℃で加熱して厚さ20〜200nmの被膜を形成している(例えば、特許文献1参照)。この膜は表面層にフルオロアルキルシラン成分が高濃度で規則的に偏析し、その間隙をメチル基が埋めているため表面接触角が大きく、水滴転落角は小さくなり、良好な撥水膜を与えるとしている。   As a film having excellent water repellency, obtained by hydrolyzing a mixture of a fluoroalkyl group silane compound and polydimethylsiloxane (the same derivative) and an alkoxysilane compound in a solvent. The obtained solution is mixed, applied to a glass substrate, dried, and heated at about 250 ° C. to form a film having a thickness of 20 to 200 nm (for example, see Patent Document 1). This film regularly segregates with a high concentration of fluoroalkylsilane component on the surface layer, and the gaps are filled with methyl groups, so the surface contact angle is large, the water drop falling angle is small, and a good water-repellent film is obtained. It is said.

しかしながら、特許文献1の記載に従って得られる撥水性膜では、自動車フロントガラスに要求されるようなワイパーによる摩耗に十分耐えることができず、耐摩耗性、耐久性が課題であった。   However, the water-repellent film obtained in accordance with the description in Patent Document 1 cannot sufficiently withstand the abrasion caused by a wiper as required for an automobile windshield, and the wear resistance and durability are problems.

ガラス基板上にTEOSなどの加水分解物にコロイダルシリカを添加して塗布し、約250℃で焼成して下地層を形成し、この上にフルオロアルキルシランの加水分解物にテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂の分散液を混合し、650℃加熱炉から取り出した下地膜付き基板上に吹き付けて、膜厚4〜1000nmの撥水膜を形成させ、耐摩耗性が向上できるとしている(例えば、特許文献2参照)。   A colloidal silica is added to a hydrolyzate such as TEOS on a glass substrate and applied, and then baked at about 250 ° C. to form an underlayer, and a fluoroalkylsilane hydrolyzate is coated with fluorine such as tetrafluoroethylene. A resin dispersion is mixed and sprayed onto a substrate with a base film taken out from a heating furnace at 650 ° C. to form a water-repellent film having a film thickness of 4 to 1000 nm, thereby improving wear resistance (for example, Patent Documents) 2).

しかしながら、特許文献2の記載に従って得られる撥水性膜では、ワイパーなどにより高速で往復摩擦を受けることで、コロイダルシリカによって形成された凹凸によって摩擦が増加して撥水膜の剥離が生じ、十分な耐摩耗性が得られない。また、近年、自動車のフロントガラスに採用されている合わせガラスのような樹脂フィルムを含有する基材に対しては、加熱焼成できないため適用できない。   However, in the water-repellent film obtained according to the description of Patent Document 2, the friction is increased by the unevenness formed by the colloidal silica due to high-speed reciprocating friction by a wiper or the like, and the water-repellent film is peeled off. Abrasion resistance cannot be obtained. Further, in recent years, it cannot be applied to a base material containing a resin film such as a laminated glass used for a windshield of an automobile because it cannot be heated and fired.

また、金属アルコキシドを添加したテトラアルコキシシランを加水分解して得られるゾル溶液と、アルキルトリアルコキシシランを加水分解して得られるゾル溶液との混合物を主成分として得られるコーティング液を基板表面に塗布し、加熱焼成して微細な凹凸状表層を有するゾルゲル膜を形成し、このゾルゲル膜上に撥水膜層を被覆形成することで、密着性、耐摩耗性が高く、長期的に性能が維持できる撥水膜が得られるとしている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, a coating solution obtained mainly from a mixture of a sol solution obtained by hydrolyzing a tetraalkoxysilane added with a metal alkoxide and a sol solution obtained by hydrolyzing an alkyltrialkoxysilane is applied to the substrate surface. By heating and baking to form a sol-gel film having a fine uneven surface layer, and coating the sol-gel film with a water-repellent film layer, the adhesion and wear resistance are high, and the performance is maintained over the long term. It is said that a water repellent film that can be obtained is obtained (for example, see Patent Document 3).

しかしながら、特許文献3の記載に従って得られる撥水性膜も、凹凸によって摩擦が増加する傾向にあるため、自動車フロントガラスに要求されるような長期間の耐久性に耐えうるだけの耐摩耗性、耐傷性が十分ではなかった。   However, since the water-repellent film obtained according to the description of Patent Document 3 also tends to increase friction due to unevenness, it has abrasion resistance and scratch resistance that can withstand long-term durability required for automobile windshields. Sex was not enough.

更に珪素酸化物を主成分とする微小凹凸を有する下地膜を形成し、その上に機能性被膜を形成することで機能性被膜の耐久性を向上できるとしている(例えば、特許文献4参照)。   Furthermore, it is said that the durability of the functional coating can be improved by forming a base film having fine irregularities mainly composed of silicon oxide and forming a functional coating thereon (see, for example, Patent Document 4).

しかしながら、特許文献4の記載に従って得られる撥水性膜も、上記同様の理由で耐摩耗性、耐傷性が十分ではなかった。
特開平8−12375号公報 特開平8−319137号公報 特開2005−281132号公報 特開2004−136630号公報
However, the water-repellent film obtained according to the description in Patent Document 4 is also insufficient in wear resistance and scratch resistance for the same reason as described above.
JP-A-8-12375 JP-A-8-319137 JP-A-2005-281132 JP 2004-136630 A

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)を備えるとともに、これらの特性が長期に亘り持続する耐久性、耐摩耗性、耐傷性を有する撥水または防汚性物品を提供することである。また、該撥水または防汚性物品を用いて構成された建築用窓ガラス、車両用窓ガラス、ディスプレイ部材、光学部品を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide excellent water repellency, sliding property (water droplet tumbling property), and durability, wear resistance, and scratch resistance for which these characteristics last for a long time. It is to provide a water-repellent or antifouling article having Moreover, it is providing the window glass for constructions, the window glass for vehicles, the display member, and the optical component which were comprised using this water repellent or antifouling article.

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following configurations.

1.基材表面に無機材料が粒子または粒塊状物として存在する下地層が大気圧プラズマ法を用いて形成され、前記粒子または粒塊状物の周囲や隙間から撥水または防汚性材料が露出するように、前記下地層が前記撥水または防汚性材料で被覆あるいは含浸されていることを特徴とする撥水または防汚性物品。 1. A base layer in which an inorganic material is present as particles or agglomerates on the surface of the substrate is formed using an atmospheric pressure plasma method, so that water repellent or antifouling materials are exposed from the periphery or gaps of the particles or agglomerates. a water-repellent or antifouling article, wherein the underlying layer is coated or impregnated with the water repellent or antifouling material.

2.前記下地層と基材との間に下引き膜が形成されることを特徴とする前記1に記載の撥水または防汚性物品。   2. 2. The water repellent or antifouling article according to 1 above, wherein an undercoat film is formed between the base layer and the substrate.

3.前記下引き膜が大気圧プラズマ法により形成されることを特徴とする前記2に記載の撥水または防汚性物品。   3. 3. The water repellent or antifouling article as described in 2 above, wherein the undercoat film is formed by an atmospheric pressure plasma method.

4.前記下地層形成が基材温度15℃以上、150℃以下で形成されることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   4). 4. The water-repellent or antifouling article according to any one of items 1 to 3, wherein the base layer is formed at a substrate temperature of 15 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.

5.前記大気圧プラズマ法が噴出し型プラズマ法であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   5. 5. The water repellent or antifouling article according to any one of 1 to 4 above, wherein the atmospheric pressure plasma method is an ejection type plasma method.

6.前記下地層の粒子の平均粒径(D1)が2〜100nm、下地層全体の平均膜厚が5〜200nmであることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   6). 6. The water repellency according to any one of 1 to 5 above, wherein the average particle diameter (D1) of the particles of the underlayer is 2 to 100 nm, and the average film thickness of the entire underlayer is 5 to 200 nm. Antifouling article.

7.前記下地層上に被覆あるいは含浸されている撥水または防汚性材料の膜厚が2〜100nmであることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   7). 7. The water repellency or antifouling property according to any one of 1 to 6 above, wherein the water repellency or antifouling material coated or impregnated on the underlayer has a thickness of 2 to 100 nm. Goods.

8.前記撥水または防汚性材料が被覆あるいは含浸される前に少なくとも1種のカップリング剤で前記下地層を被覆あるいは含浸することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   8). 8. The repellent according to any one of 1 to 7 above, wherein the underlayer is coated or impregnated with at least one coupling agent before the water repellent or antifouling material is coated or impregnated. Water or antifouling article.

9.前記撥水または防汚性材料での被覆あるいは含浸、またはカップリング剤での被覆あるいは含浸後の撥水または防汚性材料での被覆あるいは含浸の前に下地層表面のプラズマ処理を行うことを特徴とする前記1〜8のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   9. Plasma treatment of the surface of the underlayer is performed before the coating or impregnation with the water repellent or antifouling material, or the coating or impregnation with the water repellent or antifouling material after the coating or impregnation with the coupling agent. 9. The water-repellent or antifouling article according to any one of 1 to 8 above.

10.前記撥水または防汚性材料が少なくともフッ素系樹脂もしくは含フッ素シリコーン樹脂と下記一般式(1)で示されるシリケート化合物とを含有することを特徴とする前記1〜9のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。   10. 10. The water repellent or antifouling material contains at least a fluorine-based resin or a fluorine-containing silicone resin and a silicate compound represented by the following general formula (1). Water repellent or antifouling article.

(式中、nは1以上の整数、R1は全てが異なるか少なくとも2つが同じでいずれも炭素数1〜1000の1価の有機基もしくは水素原子であって、該有機基は酸素原子、窒素原子及び珪素原子から選ばれる1種を含んでいてよく、該有機基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。)
11.前記基材が透明ガラス基材または透明樹脂基材であり、且つ可視光領域の平均透過率が85%以上であることを特徴とする前記1〜10のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。
(In the formula, n is an integer of 1 or more, R 1 is all different or at least two are the same, both are monovalent organic groups or hydrogen atoms having 1 to 1000 carbon atoms, and the organic groups are oxygen atoms, One type selected from a nitrogen atom and a silicon atom may be contained, and a part or all of the hydrogen atoms of the organic group may be substituted with a fluorine atom.)
11. 11. The water repellency according to any one of 1 to 10 above, wherein the substrate is a transparent glass substrate or a transparent resin substrate, and the average transmittance in the visible light region is 85% or more. Antifouling article.

12.前記1〜11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする建築用窓ガラス。   12 An architectural window glass comprising the water-repellent or antifouling article according to any one of 1 to 11 above.

13.前記1〜11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする車両用窓ガラス。   13. A vehicle window glass comprising the water repellent or antifouling article according to any one of 1 to 11 above.

14.前記1〜11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とするディスプレイ部材。   14 A display member comprising the water-repellent or antifouling article according to any one of 1 to 11 above.

15.前記1〜11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする光学部品。   15. An optical component comprising the water-repellent or antifouling article according to any one of 1 to 11 above.

本発明は無機材料を主体とした下地層を骨格にしているため、撥水膜全体としても高硬度の膜となり傷が入りづらく、また光学的に薄膜なので傷が目立ちにくくなり、耐摩耗・耐傷性に対して極めて優れた撥水性または防汚性を維持できる。また、基材からの不純物による溶出を下地層あるいは下引き膜によりパッシベートするため、耐候性劣化を抑制できる。大気圧プラズマで形成した下地層は基材との密着性も高く、また下引き膜を設けることで更に密着性が向上し、耐水性・耐薬品性にも強い膜が得られる。   Since the present invention uses a base layer mainly composed of an inorganic material as a skeleton, the water-repellent film as a whole is a high-hardness film that is difficult to scratch, and because it is an optically thin film, the scratch is less conspicuous and wear and scratch resistance. It is possible to maintain water repellency or antifouling properties that are extremely excellent in performance. Moreover, since elution due to impurities from the substrate is passivated by the underlayer or the undercoat film, it is possible to suppress the weather resistance deterioration. The underlayer formed by atmospheric pressure plasma has high adhesion to the substrate, and by providing an undercoat film, the adhesion is further improved, and a film having high water resistance and chemical resistance can be obtained.

本発明に適用可能なダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the direct type atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus applicable to this invention. 各電極に異なる周波数の電源を設置した他の2周波方式のダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the other direct frequency atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the other 2 frequency system which installed the power supply of a different frequency in each electrode. 本発明に有用な2周波ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the 2 frequency jet system useful for this invention. 本発明に係るプラズマジェット型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

21、110 大気圧プラズマ放電処理装置
22、G、G° ガス
23 混合ガス
31 電源
31a、31b 高周波電源
41a、41b 電極
42 誘電体
43 放電空間
46、F 基材
47 移動ステージ、移動ステージ電極
101a、101b 高周波フィルタ
111 第1電極
112 第2電極
121 第1電源
122 第2電源
123 第1フィルタ
124 第2フィルタ
126 高周波電圧プローグ
127、128 オシロスコープ
21, 110 Atmospheric pressure plasma discharge treatment device 22, G, G ° gas 23 Mixed gas 31 Power supply 31a, 31b High frequency power supply 41a, 41b Electrode 42 Dielectric 43 Discharge space 46, F substrate 47 Moving stage, Moving stage electrode 101a, 101b High-frequency filter 111 First electrode 112 Second electrode 121 First power supply 122 Second power supply 123 First filter 124 Second filter 126 High-frequency voltage probe 127, 128 Oscilloscope

以下、本発明について詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の撥水または防汚性物品は、大気圧プラズマ法によって基材上に密着良く強固な粒子または粒塊状の下地層を形成し、その粒子または粒塊状物の周囲や隙間にコートされた撥水または防汚性材料を必要最小限だけ表面に露出させることが可能となった。これによって、従来法では不十分であった耐摩耗性、例えば、ワイパーなどによる高速・長期間の摩擦に対しても、強固で基材との密着性が極めて高い下地層部分が膜構造を保持し、その周囲に存在する撥水または防汚性材料を保護できるため、摩耗に対して極めて高い耐久性を得ることが可能となった。   The water-repellent or antifouling article of the present invention forms a strong particle or agglomerate underlayer with good adhesion on the substrate by an atmospheric pressure plasma method, and is coated around or around the particle or agglomerate. It has become possible to expose the surface of the water repellent or antifouling material to the minimum necessary amount. As a result, even under high-speed and long-term friction due to wipers, etc., which was insufficient with the conventional method, the foundation layer portion that is strong and has extremely high adhesion to the substrate retains the film structure. In addition, since it is possible to protect the water-repellent or antifouling material present in the vicinity thereof, it has become possible to obtain extremely high durability against wear.

また、上記下地層の形成方法を大気圧プラズマ法を用いて行うことで、より密着性が高く、強固な下地層を得ることができ、更にゾルゲル膜のように焼成時間を必要としないため、150℃以下の低温においても上記強固な下地層を形成できるようになった。   In addition, by performing the formation method of the underlayer using an atmospheric pressure plasma method, it is possible to obtain a stronger underlayer with a higher adhesion, and further does not require a baking time like a sol-gel film, The above-mentioned strong underlayer can be formed even at a low temperature of 150 ° C. or lower.

また、撥水または防汚性材料の膜厚は100nm以下とすることで、仮に傷が入ったとしても光学的に目立ちにくく、十分にその性能は発揮できる。   Further, by setting the film thickness of the water-repellent or antifouling material to 100 nm or less, even if scratches are made, it is hardly noticeable optically and its performance can be sufficiently exhibited.

《下地層》
本発明における粒子または粒塊状の下地層とは、無機材料を主体とする平均粒径(D1)が2〜100nm、下地層全体の平均膜厚が5〜200nm、好ましくは10〜50nmの下地層を言う。なお、粒塊状とは粒子同士が一部融着して見える形状を言う。無機材料とは、可視光での透過性(透明性)を有する無機化合物が好ましく、金属元素含有酸化物、窒化物、酸窒化物などが利用できる。酸化物としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、アルミナ(Al23)、酸化錫(SnO2)、ジルコニア(ZrO2)、酸化インジウム(In23)などのセラミック材料が高い透過性と硬度の観点から好ましい。特に二酸化珪素(SiO2)は材料が豊富で、安全性、コストの観点からもより好ましい。平均粒径(D1)は表面SEM、表面TEM及び断面SEM、断面TEM観察によって測定される。断面観察においては特に限定しないが、収束イオンビーム(FIB)加工(例えば、SII製SMI2050を用いる)を利用して断面観察用試料を作成し、その後SEM及びTEMにて粒子または粒塊状の粒径を測定する方法が、簡便且つ下地層の構造を変化させずに測定できるため好ましい。
<Underlayer>
The particle or agglomerate underlayer in the present invention has an average particle diameter (D1) mainly composed of an inorganic material of 2 to 100 nm and an average film thickness of the entire underlayer of 5 to 200 nm, preferably 10 to 50 nm. Say. Note that the term “granular shape” refers to a shape in which particles are partially fused. The inorganic material is preferably an inorganic compound having transparency (transparency) to visible light, and metal element-containing oxides, nitrides, oxynitrides, and the like can be used. Examples of the oxide include silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), and indium oxide (In 2 O 3 ). A ceramic material such as is preferable from the viewpoint of high permeability and hardness. In particular, silicon dioxide (SiO 2 ) is rich in materials and is more preferable from the viewpoint of safety and cost. The average particle diameter (D1) is measured by surface SEM, surface TEM, cross-sectional SEM, and cross-sectional TEM observation. Although there is no particular limitation in the cross-sectional observation, a sample for cross-sectional observation is created using focused ion beam (FIB) processing (for example, using SMI2050 manufactured by SII), and then the particle or agglomerated particle size is measured by SEM and TEM. Is preferable because it can be measured easily and without changing the structure of the underlayer.

《下引き膜》
本発明の撥水または防汚性物品においては、下地層と基材の間に下引き膜を設けることが好ましい。下引き膜は基材からのアルカリ成分など不純物の浸みだしをパッシベートするため、撥水または防汚性材料の劣化を防止するもので、膜厚は200nm以下、好ましくは5〜50nmである。本発明においては、金属元素含有酸化物薄膜からなる下引き膜を設けることが、基材の平滑性向上及び基材と撥水または防汚膜との密着性を高める観点から好ましい。
<Undercoat>
In the water-repellent or antifouling article of the present invention, it is preferable to provide an undercoat film between the base layer and the substrate. The subbing film is used to passivate impurities such as alkali components from the base material and prevent deterioration of the water-repellent or antifouling material. The film thickness is 200 nm or less, preferably 5 to 50 nm. In the present invention, it is preferable to provide an undercoat film made of a metal element-containing oxide thin film from the viewpoint of improving the smoothness of the base material and improving the adhesion between the base material and the water-repellent or antifouling film.

本発明に係る金属元素含有酸化物薄膜としては、例えば、二酸化珪素(SiO2)、アルミナ(Al23)、酸化チタン(TiO2)、酸化インジウム(InO3)、酸化スズ(SnO2)、酸化タンタル(Ta25)、ジルコニア(ZrO2)などのセラミック材料から構成されることが、高い透過性を得られる観点から好ましい。本発明では、精緻なセラミック層を形成する方法として、大気圧プラズマ法を同様にして金属元素含有酸化物薄膜形成に適用することが好ましい。Examples of the metal element-containing oxide thin film according to the present invention include silicon dioxide (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), indium oxide (InO 3 ), and tin oxide (SnO 2 ). It is preferable that it is made of a ceramic material such as tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) or zirconia (ZrO 2 ) from the viewpoint of obtaining high permeability. In the present invention, as a method for forming a fine ceramic layer, the atmospheric pressure plasma method is preferably applied to the formation of a metal element-containing oxide thin film in the same manner.

《基材》
本発明の撥水または防汚性物品に適用可能な基材としては、透明性に優れた基材であることが好ましく、透明ガラス基材などの無機質の透明基材やプラスチック基材などの有機質の透明樹脂基材が挙げられる。
"Base material"
The substrate applicable to the water-repellent or antifouling article of the present invention is preferably a substrate having excellent transparency, and an inorganic transparent substrate such as a transparent glass substrate or an organic material such as a plastic substrate. Transparent resin base material.

透明樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレートなどのセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、あるいはこれらの樹脂とシリカなどとの有機無機ハイブリッド樹脂などが挙げられる。   Examples of transparent resin base materials include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate phthalate, and cellulose nitrate. Cellulose esters or their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyether sulfone, polysulfones, polyether ketone imide , Polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate Over DOO, acrylic or polyarylates, or organic-inorganic hybrid resin and the like these resins and silica.

本発明においては、撥水または防汚性、滑水性や耐久性などの優れた特性を付与できる観点から、基材が透明ガラス基材であり、且つ最終的な撥水または防汚性物品として、可視光領域における平均透過率が85%以上であることが、建築用窓ガラスあるいは車両用窓ガラスに適用した際に優れた透明性を得ることができる観点から好ましい。   In the present invention, from the viewpoint of imparting excellent properties such as water repellency or antifouling property, water slidability and durability, the substrate is a transparent glass substrate, and as a final water repellency or antifouling article The average transmittance in the visible light region is preferably 85% or more from the viewpoint of obtaining excellent transparency when applied to architectural window glass or vehicle window glass.

本発明で言う可視光領域における平均透過率とは、400〜700nmまでの可視光領域の透過率を少なくとも5nm毎に測定して求めた可視光域の各透過率を積算し、その平均値として求めたものと定義する。各測定波長における透過率は従来公知の測定機器を用いることができ、例えば、島津製作所社製の分光光度計UVIDFC−610、日立製作所社製の330型自記分光光度計、U−3210型自記分光光度計、U−3410型自記分光光度計、U−4000型自記分光光度計などを用いて測定することにより、求めることができる。   The average transmittance in the visible light region referred to in the present invention is obtained by integrating the transmittances in the visible light region obtained by measuring the transmittance in the visible light region from 400 to 700 nm at least every 5 nm. Define what you want. For the transmittance at each measurement wavelength, a conventionally known measuring device can be used. For example, a spectrophotometer UVIDFC-610 manufactured by Shimadzu Corporation, a 330-type self-recording spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd., a U-3210-type self-recording spectrum It can be determined by measurement using a photometer, a U-3410 type self-recording spectrophotometer, a U-4000 type self-recording spectrophotometer, or the like.

本発明に適用可能な透明ガラス基材としては、表面に官能基(水酸基、アミノ基、チオール基など)を有する無機ガラスや有機ガラス、ソーダライムシリケートガラス基材などのアルカリ含有ガラス基材や、ホウケイ酸ガラス基材などの無アルカリガラス基材などを挙げることができる。また、透明ガラス基材は合わせガラス、強化ガラスなどであってもよい。   As a transparent glass substrate applicable to the present invention, an inorganic glass or organic glass having a functional group (such as a hydroxyl group, an amino group, a thiol group) on the surface, an alkali-containing glass substrate such as a soda lime silicate glass substrate, An alkali-free glass substrate such as a borosilicate glass substrate can be used. The transparent glass substrate may be laminated glass, tempered glass, or the like.

本発明において、下地層形成のとき、基材温度は15℃以上、150℃以下である。   In the present invention, the base material temperature is 15 ° C. or higher and 150 ° C. or lower when the base layer is formed.

《撥水または防汚性材料》
本発明に用いられる撥水または防汚性材料としては特に制限はなく、様々な撥水・防汚性材料を適用することができ、例えば、有機系フッ素化合物、有機珪素化合物、含フッ素有機金属化合物などを挙げることができる。また、これらの各化合物は溶液状態で直接付与しても、適当な溶媒中に微粒子の状態で分散して付与しても、あるいはポリマー化して付与してもよい。
《Water repellent or antifouling material》
The water repellent or antifouling material used in the present invention is not particularly limited, and various water repellent / antifouling materials can be applied. For example, organic fluorine compounds, organic silicon compounds, fluorine-containing organic metals A compound etc. can be mentioned. Each of these compounds may be directly applied in a solution state, dispersed in an appropriate solvent in the form of fine particles, or may be provided after polymerization.

(有機系フッ素化合物)
本発明に適用可能な有機系フッ素化合物の一例としては、有機系フッ素化合物と共重合モノマーとを反応させたポリマーとして、付与することができる。
(Organic fluorine compounds)
As an example of the organic fluorine compound applicable to the present invention, it can be provided as a polymer obtained by reacting an organic fluorine compound and a copolymerization monomer.

有機系フッ素化合物ポリマーとしては、下記一般式(2)で表される側鎖を有するポリマーが好ましい。   As the organic fluorine compound polymer, a polymer having a side chain represented by the following general formula (2) is preferable.

一般式(2) CF3CF(X)(CF22
上記一般式(2)において、XはF、CF3またはCF2Clを表す。
General formula (2) CF 3 CF (X) (CF 2 ) 2
In the above general formula (2), X represents F, CF 3 or CF 2 Cl.

上記一般式(2)で表される側鎖をRf基としたとき、ポリマーを構成する1分子中に少なくともRf基を1個有するポリマーが好ましい。Rf基を有するポリマーの具体例としては、例えば、パーフルオロアルキルエチルアクリレート単独重合物、パーフルオロアルキルエチルメタクリレート単独重合物などのRf基を含有するモノマーの単独重合物、Rf基を含有する2種類以上のコモノマー同志の共重合物、1種類または2種類以上のRf基を含有するコモノマーと溶剤への溶解性や造膜性、耐候性、潤滑性などを付与する1種類以上のコモノマーとの共重合物などが用いられるが、特に限定されるものではない。   When the side chain represented by the general formula (2) is an Rf group, a polymer having at least one Rf group in one molecule constituting the polymer is preferable. Specific examples of the polymer having an Rf group include, for example, a homopolymer of a monomer containing an Rf group such as a perfluoroalkylethyl acrylate homopolymer and a perfluoroalkylethyl methacrylate homopolymer, and two types containing an Rf group. Copolymers of the above comonomers, comonomers containing one or more types of Rf groups, and comonomers containing one or more types of comonomers that impart solubility in solvents, film-forming properties, weather resistance, lubricity, etc. Although a polymer etc. are used, it is not specifically limited.

Rf基を含有するコモノマーとRf基を含有しないコモノマーとの共重合物を用いる場合、Rf基を含有するコモノマーの組成を減らしていくと撥水性が低下する傾向があり、ポリマー組成中のRf基を含有するコモノマーの組成を20質量%以上、好ましくは40質量%以上とすることが好ましい。   When a copolymer of a comonomer containing an Rf group and a comonomer not containing an Rf group is used, the water repellency tends to decrease when the composition of the comonomer containing the Rf group is reduced, and the Rf group in the polymer composition The composition of the comonomer containing is preferably 20% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more.

Rf基を含有するモノマーとしては、Rf基を含有していれば他の分岐した末端に塩素原子や水素原子を含んでいてもよいが、好ましくは直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキル基、またはパーフルオロエーテル基の末端としてRf基を含有するモノマーが好ましい。   The monomer containing an Rf group may contain a chlorine atom or a hydrogen atom at the other branched end as long as it contains an Rf group, preferably a linear or branched perfluoroalkyl group, Or the monomer which contains Rf group as the terminal of a perfluoro ether group is preferable.

以下に、ポリマーの側鎖末端が前記一般式(2)で表される構造となり得るアクリレートやメタクリレートなどの不飽和エステル類を例示する。   Examples of unsaturated esters such as acrylates and methacrylates whose side chain ends of the polymer can have the structure represented by the general formula (2) are shown below.

CF3(CF24CH2OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF26(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF26COOCH=CH2
CF3(CF27(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27(CH22OCOC(CH3)=CH2
(CF32CF(CF25(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27SO2N(C37)(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27(CH24OCOCH=CH2
CF3(CF27SO2N(CH3)(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF27SO2N(C25)(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF27CONH(CH22OCOCH=CH2
(CF32CF(CF26(CH23OCOCH=CH2
(CF32CF(CF26CH2CH(OCOCH3)OCOC(CH3)=CH2
(CF32CF(CF26CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2
CF3(CF28(CH22OCOCH=CH2
CF3(CF28(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF28CONH(CH22OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2Cl)CF(CF27CONHCOOCH=CH2
CH2=CHCOOC24OCOCF(CF3)(OC362OC49
CH2=CHCONHC24OCOCF(CF3)OC36OC49
CH2=C(CH3)CONHC24OCOCF(CF3)OC49
CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 6 COOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2) 7 ( CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 3 H 7 ) (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 4 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) ═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 2 H 5 ) (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 7 CONH (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 3 OCOCH═CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (OCOCH 3 ) OCOC (CH 3 ) = CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (OH) CH 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOCH═CH 2
CF 3 (CF 2) 8 ( CH 2) 2 OCOC (CH 3) = CH 2
CF 3 (CF 2 ) 8 CONH (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2
CF 3 (CF 2 Cl) CF (CF 2 ) 7 CONHCOOCH═CH 2
CH 2 = CHCOOC 2 H 4 OCOCF (CF 3) (OC 3 F 6) 2 OC 4 F 9
CH 2 = CHCONHC 2 H 4 OCOCF (CF 3 ) OC 3 F 6 OC 4 F 9
CH 2 = C (CH 3) CONHC 2 H 4 OCOCF (CF 3) OC 4 F 9.

一般式(2)で表される側鎖を有するコモノマーと共重合することができるコモノマーとしては特に制限はなく、例えば、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、弗化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、(メタ)アクリル酸とそのアルキルエステル、ポリ(オキシアルキレン)(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、メチロール化ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルアルキルエーテル、ハロゲン化アルキルビニルエーテル、ビニルアルキルケトン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、アジリジニル(メタ)アクリレート、ポリシロキサンを有する(メタ)アクリレート、N−ビニルカルバゾールなどを挙げることができる。ここで、(メタ)アクリルはメタアクリルとアクリルを、(メタ)アクリレートはメタアクリレートとアクリレートを、それぞれ意味する。   The comonomer that can be copolymerized with the comonomer having a side chain represented by the general formula (2) is not particularly limited, and examples thereof include ethylene, vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene halide, styrene, α -Methylstyrene, p-methylstyrene, (meth) acrylic acid and its alkyl ester, poly (oxyalkylene) (meth) acrylate, (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, methylolated diacetone (meth) acrylamide, N- Methylol (meth) acrylamide, vinyl alkyl ether, halogenated alkyl vinyl ether, vinyl alkyl ketone, butadiene, isoprene, chloroprene, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylic Over DOO, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, maleic anhydride, aziridinyl (meth) acrylate, having a polysiloxane (meth) acrylate, and the like N- vinylcarbazole. Here, (meth) acryl means methacryl and acryl, and (meth) acrylate means methacrylate and acrylate, respectively.

また、本発明に適用可能な有機系フッ素化合物の一例としては、有機系フッ素化合物をポリイソシアネート化合物と反応させた反応物として、付与することができる。   Moreover, as an example of the organic fluorine compound applicable to the present invention, it can be provided as a reaction product obtained by reacting an organic fluorine compound with a polyisocyanate compound.

上記方法に適用できる有機フッ素系化合物としては、下記一般式(3)で表す化合物を挙げることができる。   As an organic fluorine-type compound applicable to the said method, the compound represented by following General formula (3) can be mentioned.

一般式(3) Rf−Q−A
上記一般式(3)において、Rfは炭素数2〜20の1価の含フッ素有機基を表し、Qは単結合または2価の連結基を表し、Aはイソシアネート基と反応性の水素原子を有する基を表す。ここで言う「1価含フッ素有機基」とは、フッ素原子を1個以上を含む1価有機基を意味する。1価含フッ素有機基としては、炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された基である「1価含フッ素炭化水素基」が好ましい。
General formula (3) Rf-Q-A
In the general formula (3), Rf represents a monovalent fluorine-containing organic group having 2 to 20 carbon atoms, Q represents a single bond or a divalent linking group, and A represents a hydrogen atom reactive with an isocyanate group. Represents a group having the same. The “monovalent fluorine-containing organic group” as used herein means a monovalent organic group containing one or more fluorine atoms. The monovalent fluorine-containing organic group is preferably a “monovalent fluorine-containing hydrocarbon group” which is a group in which one or more hydrogen atoms of a hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms.

更に1価含フッ素炭化水素基は、1価芳香族炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された「1価含フッ素芳香族炭化水素基」、または1価脂肪族炭化水素基の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換された「1価含フッ素脂肪族炭化水素基」のいずれであってもよく、1価含フッ素脂肪族炭化水素基が好ましい。また、1価含フッ素炭化水素基は、炭素−炭素結合間に1個以上のエーテル性酸素原子、またはチオエーテル性の硫黄原子が挿入されていてもよい。   Furthermore, the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group is a “monovalent fluorine-containing aromatic hydrocarbon group” in which one or more hydrogen atoms of the monovalent aromatic hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms, or a monovalent aliphatic hydrocarbon It may be any “monovalent fluorine-containing aliphatic hydrocarbon group” in which one or more hydrogen atoms of the group are substituted with fluorine atoms, and a monovalent fluorine-containing aliphatic hydrocarbon group is preferable. In the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group, one or more etheric oxygen atoms or thioetheric sulfur atoms may be inserted between carbon-carbon bonds.

1価含フッ素炭化水素基の炭素数は2〜18が好ましく、特に4〜12が好ましい。また、1価含フッ素芳香族炭化水素基の炭素数は6〜12が好ましく、特に6〜8が好ましい。   The monovalent fluorine-containing hydrocarbon group preferably has 2 to 18 carbon atoms, particularly preferably 4 to 12 carbon atoms. Moreover, 6-12 are preferable and, as for carbon number of monovalent fluorine-containing aromatic hydrocarbon group, 6-8 are especially preferable.

一般式(3)におけるRfの具体例としては、以下の構造が挙げられる。なお以下の例においては、同一分子式を有する構造の異なる基である「構造異性の基」を含むものとする。   Specific examples of Rf in the general formula (3) include the following structures. In the following examples, “structurally isomeric groups” which are groups having the same molecular formula but different structures are included.

25−、C37−[CF3(CF22−、及び(CF32CF−の両者を含む]、C49−[CF3(CF23−、(CF32CFCF2−、(CF33C−、CF3CF2CF(CF3)−を含む]、C511−[CF3(CF24−、(CF32CF(CF22−、(CF33CCF2−、CF3CF2CF(CF3)CF2−などの構造異性の基を含む]、C613−[CF3(CF22C(CF32−などの構造異性の基を含む]、C817−、C1021−、C1225−、C1531−、H(CF2t−(ここでtは2〜18の整数である)、(CF32CF(CsF2s−(ここでsは1〜15の整数である)、CF3(CF24OCF(CF3)−、F[CF(CF3)CF2O]sCF(CF3)CF2CF2−、F[CF(CF3)CF2O]tCF(CF3)−、F[CF(CF3)CF2O]uCF2CF2−、F[CF2CF2CF2O]vCF2CF2−、F[CF2CF2O]wCF2CF2−(但し、s、tは1〜10の整数、uは2〜6の整数、v、wは1〜11の整数である。)、C65−、C65CF=CF−、CH2=CHC610−、(Cpp+1)(Cqq+1)C=C(Crr+1)−(但し、p、q及びrはそれぞれ0〜3の整数であり、且つ(p+q+r)は2〜10の整数である。)。 C 2 F 5 -, C 3 F 7 - [CF 3 (CF 2) 2 -, and (CF 3) includes both 2 CF-], C 4 F 9 - [CF 3 (CF 2) 3 -, (CF 3) 2 CFCF 2 - , (CF 3) 3 C-, CF 3 CF 2 CF (CF 3) - including], C 5 F 11 - [ CF 3 (CF 2) 4 -, (CF 3) 2 CF (CF 2 ) 2 —, (CF 3 ) 3 CCF 2 —, CF 3 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 — and other structural isomeric groups], C 6 F 13 — [CF 3 (CF 2 ) including structurally isomeric groups such as 2 C (CF 3 ) 2- ], C 8 F 17- , C 10 F 21- , C 12 F 25- , C 15 F 31- , H (CF 2 ) t - (where t is 2-18 integer), (CF 3) 2 CF (CsF 2) s - ( where s is an integer of 1~15), CF 3 (CF 2 ) 4 OCF ( CF 3) -, F [CF (CF 3) CF 2 O] s CF (CF 3 ) CF 2 CF 2- , F [CF (CF 3 ) CF 2 O] t CF (CF 3 )-, F [CF (CF 3 ) CF 2 O] u CF 2 CF 2- , F [CF 2 CF 2 CF 2 O] v CF 2 CF 2- , F [CF 2 CF 2 O] w CF 2 CF 2- (where s and t are integers of 1 to 10, u is an integer of 2 to 6) , V and w are integers of 1 to 11.), C 6 F 5- , C 6 F 5 CF = CF-, CH 2 = CHC 6 F 10- , (C p F p + 1 ) (C q F q + 1) C = C (C r F r + 1) - ( where, p, q and r each represent an integer of 0 to 3, and (p + q + r) is an integer of 2 to 10)..

また、ペルフルオロアルキル基も用いることができる。ペルフルオロアルキル基は、例えば、C49−(CH22−、C49−(CH23−、C49−(CH24−、C511−(CH22−、C511−(CH23−、C613−(CH22−、C817−(CH22−、C817−(CH23−、C817−(CH24−、C919−(CH22−、C919−(CH23−、C1021−(CH22−。A perfluoroalkyl group can also be used. The perfluoroalkyl group includes, for example, C 4 F 9 — (CH 2 ) 2 —, C 4 F 9 — (CH 2 ) 3 —, C 4 F 9 — (CH 2 ) 4 —, C 5 F 11 — (CH 2) 2 -, C 5 F 11 - (CH 2) 3 -, C 6 F 13 - (CH 2) 2 -, C 8 F 17 - (CH 2) 2 -, C 8 F 17 - (CH 2) 3 -, C 8 F 17 - (CH 2) 4 -, C 9 F 19 - (CH 2) 2 -, C 9 F 19 - (CH 2) 3 -, C 10 F 21 - (CH 2) 2 - .

また、C49−(CH22−O−(CH23−、C613−(CH22−O−(CH23−、C817−(CH22−O−(CH23−、C817−(CH23−O−(CH23−、なども用いられる。C 4 F 9 — (CH 2 ) 2 —O— (CH 2 ) 3 —, C 6 F 13 — (CH 2 ) 2 —O— (CH 2 ) 3 —, C 8 F 17 — (CH 2 ) 2 -O- (CH 2) 3 -, C 8 F 17 - (CH 2) 3 -O- (CH 2) 3 -, etc. are also used.

前記一般式(3)におけるQは、単結合または2価連結基を示す。Qが単結合である場合、RfとAとは直接結合していることを意味する。Qが2価連結基である場合、Qはフッ素原子を含まない2価連結基が好ましい。Qは炭素数1〜22の2価炭化水素基、または本発明の反応において不活性な原子を含む2価炭化水素基が好ましい。Qが不活性な原子を含む2価炭化水素基である場合、エーテル性の酸素原子またはチオエーテル性の硫黄原子を含む2価炭化水素基、またはイソシアネート基と反応性の水素原子が結合していない窒素原子を含む2価炭化水素基などが挙げられる。   Q in the general formula (3) represents a single bond or a divalent linking group. When Q is a single bond, it means that Rf and A are directly bonded. When Q is a divalent linking group, Q is preferably a divalent linking group containing no fluorine atom. Q is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms or a divalent hydrocarbon group containing an inert atom in the reaction of the present invention. When Q is a divalent hydrocarbon group containing an inert atom, a divalent hydrocarbon group containing an etheric oxygen atom or a thioetheric sulfur atom, or an isocyanate group and a reactive hydrogen atom are not bonded. Examples thereof include a divalent hydrocarbon group containing a nitrogen atom.

また、前記一般式(3)におけるAとしては、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、またはカルボキシ基が好ましく、特に水酸基であることが一般式(3)で表される化合の有機溶剤に対する溶解性、合成しやすさ、及びコストの点から好ましい。   Moreover, as A in the said General formula (3), a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group, or a carboxy group is preferable, and especially the solubility with respect to the organic solvent of the compound represented by General formula (3) that it is a hydroxyl group From the viewpoint of ease of synthesis and cost.

上記構成からなる一般式(3)で表される化合物の具体例を以下に示す。但し、下記例示化合物中のΦ1は1,4−フェニレン基または1,3−フェニレン基を示す。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) having the above structure are shown below. However, Φ1 in the following exemplary compounds represents a 1,4-phenylene group or a 1,3-phenylene group.

CF3(CF24CH2OH、CF3(CF25CH2CH2OH、H(CF26CH2CH2OH、CF3(CF27CH2CH2OH、CF3(CF29CH2CH2OH、(CF32CF(CF25CH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH3)CH2CH2OH、CF3(CF27CONHCH2CH2OH、CF3(CF27CH2CH(OH)CH2OH、CF3(CF22C(CF3)=C[CF(CF32]OCH2CH2OH、(CF32C=C(CF2CF3)OΦ1COOCH2CH2OH、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2NHCH3、CF3(CF27CONHCH2CH2NHCH3、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2NHCH3、CF3(CF27SO2N(CH2CH3)CH2CH2COOH、CF3(CF27CONHCH2CH2COOH、CF3(CF27COOH、[(CF32CF]2C=C(CF3)OΦ1COOH。CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 OH, H (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3 ) CH 2 CH 2 OH CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) CH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CONHCH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH (OH) CH 2 OH CF 3 (CF 2 ) 2 C (CF 3 ) ═C [CF (CF 3 ) 2 ] OCH 2 CH 2 OH, (CF 3 ) 2 C═C (CF 2 CF 3 ) OΦ1COOCH 2 CH 2 OH, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 NHCH 3, CF 3 (CF 2) 7 CONHCH 2 CH 2 N CH 3, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 NHCH 3, CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (CH 2 CH 3) CH 2 CH 2 COOH, CF 3 (CF 2) 7 CONHCH 2 CH 2 COOH, CF 3 (CF 2) 7 COOH, [(CF 3) 2 CF] 2 C = C (CF 3) OΦ1COOH.

また、前記一般式(3)で表される化合物と共に用いるイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(H12MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、それらの変成物(ヌレート化変成物、プレポリマー変成物、カルボジイミド変成物など)が挙げられ、また市販品としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型プレポリマーとして、デュラネートTHA−100(旭化成工業株式会社製)、デュラネートTPA−100(旭化成工業株式会社製)、スミジュールN3300(住友バイエルウレタン株式会社製)などを、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット型プレポリマーとして、デュラネート24A−100(旭化成工業株式会社製)、デュラネート22A−75PX(旭化成工業株式会社製)、スミジュールN3200(住友バイエルウレタン株式会社製)などを、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト型プレポリマーとして、デュラネートP−301−75E(旭化成工業株式会社製)、スミジュールHT(住友バイエルウレタン株式会社製)などを挙げることができる。   Examples of the isocyanate compound used together with the compound represented by the general formula (3) include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), methylene bis ( Cyclohexyl isocyanate) (H12MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), modified products thereof (nurateated modified products, prepolymer modified products, carbodiimide modified products, etc.), and as commercially available products, For example, as an isocyanurate type prepolymer of hexamethylene diisocyanate, Duranate THA-100 (Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Duranate TPA-100 (Asahi Kasei) Duminate 24A-100 (Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Duranate 22A-75PX (Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a biuret-type prepolymer of hexamethylene diisocyanate. ), Sumidur N3200 (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), etc., as adduct-type prepolymers of hexamethylene diisocyanate, Duranate P-301-75E (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Sumidur HT (Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) Manufactured).

上記、一般式(3)で表される含フッ素化合物をポリイソシアネート、水及び有機溶剤を含む溶液に添加、混合した溶液を塗布することで、本発明の撥水または防汚性物品を得ることができる。   The above-mentioned fluorine-containing compound represented by the general formula (3) is added to a solution containing polyisocyanate, water and an organic solvent, and a mixed solution is applied to obtain the water-repellent or antifouling article of the present invention. Can do.

また、フッ素化オレフィン系重合体を使用することもできる。フッ素化オレフィン系重合体とは、フッ素化オレフィンモノマーを含む重合体をいい、有機溶剤に分散または溶解するものである。その具体例として、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、(エチレン・テトラフロロエチレン)共重合体、(フッ化ビニリデン・テトラフロロエチレン)共重合体、(テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン)共重合体、ポリフッ化ビニルエーテル、ポリクロロトリフルオロエチレン、(エチレン・クロロトリフルオロエチレン)共重合体、(フッ化ビニルエーテル・テトラフロロエチレン)共重合体などを挙げることができる。   Moreover, a fluorinated olefin polymer can also be used. The fluorinated olefin polymer refers to a polymer containing a fluorinated olefin monomer, and is dispersed or dissolved in an organic solvent. Specific examples thereof include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, (ethylene / tetrafluoroethylene) copolymer, (vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene) copolymer, and (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene) copolymer. , Polyvinyl fluoride ether, polychlorotrifluoroethylene, (ethylene / chlorotrifluoroethylene) copolymer, (fluorovinyl ether / tetrafluoroethylene) copolymer, and the like.

これらは、旭ガラス(株)製「ルミフロン」、大日本インキ化学工業(株)製「フルオネート」、東亞合成(株)製「ザフロン」、ダイキン工業(株)製「ゼッフル」などの塗料用樹脂として販売されている。フッ素化オレフィン系重合体は1種の重合体のみを使用しても2種以上の重合体を併用してもよいが、他のアクリル系成分との相溶性、溶剤に対する溶解性などの加工性と耐雨垂れ汚染性を兼備するという点で、フッ化ビニリデン系重合体を含有することが望ましい。   These are paint resins such as “Lumiflon” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., “Fluonate” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, “Zaflon” manufactured by Toagosei Co., Ltd., and “Zeffle” manufactured by Daikin Industries, Ltd. It is sold as. The fluorinated olefin polymer may be a single polymer or a combination of two or more polymers, but is compatible with other acrylic components and processability such as solubility in solvents. It is desirable to contain a vinylidene fluoride polymer in that it has both rain and dripping resistance.

前記一般式(1)において、nは1以上の整数、R1は全てが異なるか少なくとも2つが同じでいずれも炭素数1〜1000の1価の有機基もしくは水素原子であって、該有機基は酸素原子、窒素原子及び珪素原子から選ばれる1種を含んでいてよく、該有機基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。ここで、有機基は加水分解反応せずに残留したとしても、撥水または防汚性能を低下させない材料がよく、一般式C2x+1及びHの一部あるいは全部がフッ素原子で置換されたものを好ましく用いることができる。In the general formula (1), n is an integer of 1 or more, R 1 is all different or at least two are the same, and each is a monovalent organic group having 1 to 1000 carbon atoms or a hydrogen atom, and the organic group May contain one kind selected from an oxygen atom, a nitrogen atom and a silicon atom, and a part or all of the hydrogen atoms of the organic group may be substituted with a fluorine atom. Here, even if the organic group remains without undergoing a hydrolysis reaction, a material that does not deteriorate the water repellency or antifouling performance is good, and a part or all of the general formulas C x H 2x + 1 and H are substituted with fluorine atoms. What was made can be used preferably.

一般式(1)で表される化合物の具体例として、以下の化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include the following compounds.

式中、l及びmは1〜30の正の整数を表す。これらの内、表面濃縮性、加水分解性、脱離性、入手の容易さの点から、以下の化合物を挙げることができる。   In the formula, l and m represent a positive integer of 1 to 30. Among these, the following compounds can be mentioned from the viewpoint of surface concentration, hydrolyzability, detachability, and availability.

市販品としては、例えば、ダイキン工業(株)製のゼッフルGH−700などの含フッ素シリケート;三菱化学(株)製のMS57、MS56、MS56Sなどの非フッ素系シリケートなどが例示できるが、これらに限定されるものではない。   Examples of commercially available products include fluorine-containing silicates such as Zaffle GH-700 manufactured by Daikin Industries, Ltd .; non-fluorinated silicates such as MS57, MS56, and MS56S manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It is not limited.

また、フッ素樹脂とシロキサンがグラフト重合された撥水性樹脂も、本発明においては好ましく使用することができ、市販品としては富士化成工業(株)製のZXシリーズを用いることができる。   In addition, a water-repellent resin obtained by graft polymerization of a fluororesin and siloxane can be preferably used in the present invention, and a ZX series manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd. can be used as a commercial product.

これらの化合物は2種以上を併用してもよい。併用する組合せは目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば、カップリング作用を有する有機化合物(カップリング剤)を併用することが好ましい。   Two or more of these compounds may be used in combination. The combination to be used in combination may be appropriately selected according to the purpose. For example, it is preferable to use an organic compound (coupling agent) having a coupling action.

《カップリング剤》
カップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、3−トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、メチルトリス(エチルメチルケトオキシム)シランなどのシランカップリング剤が挙げられ、アルキルケトオキシム基またはイソシアネート基を含有するものが好ましい。特にリコート性が良好であることから、イソシアネート基またはエポキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。
<Coupling agent>
As the coupling agent, for example, methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3- (glycidyloxy) propyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl isocyanate, 3-triethoxysilylpropyl isocyanate, methyltris Examples include silane coupling agents such as (ethylmethylketoxime) silane, and those containing an alkylketoxime group or an isocyanate group are preferred. In particular, a silane coupling agent having an isocyanate group or an epoxy group is preferable because recoatability is good.

《大気圧プラズマ法》
次いで、本発明に適用可能な大気圧プラズマ処理装置の詳細について、図を交えて以下説明する。
<Atmospheric pressure plasma method>
Next, details of an atmospheric pressure plasma processing apparatus applicable to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明に係る下地層は、後述する原材料をスプレー法、スピンコート法、スパッタリング法、イオンアシスト法、プラズマCVD法、後述する大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマCVD法等を適用して形成することができる。   For the underlayer according to the present invention, a raw material described later is applied by a spray method, a spin coating method, a sputtering method, an ion assist method, a plasma CVD method, a plasma CVD method under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure described later, and the like. Can be formed.

しかしながら、スプレー法やスピンコート法等の湿式法では、分子レベル(nmレベル)の平滑性を得ることが難しい。そこで、本発明においては、大気圧プラズマ法を適用することが、減圧チャンバー等が不要で高速製膜ができ生産性の高い製膜方法である点から好ましい。なお、大気圧プラズマ法の層形成条件の詳細については後述する。   However, it is difficult to obtain smoothness at the molecular level (nm level) by wet methods such as spraying and spin coating. Therefore, in the present invention, it is preferable to apply the atmospheric pressure plasma method because it is a film forming method that does not require a decompression chamber or the like and enables high-speed film formation and high productivity. Details of the layer forming conditions of the atmospheric pressure plasma method will be described later.

例えば、珪素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いることにより珪素酸化物を得ることができ、また、分解ガスに二酸化炭素を用いることにより珪素炭酸化物が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。   For example, silicon oxide can be obtained by using a silicon compound as a raw material compound and oxygen as a decomposition gas, and silicon carbonate is generated by using carbon dioxide as a decomposition gas. This is because highly active charged particles and active radicals exist in the plasma space at a high density, so that multistage chemical reactions are accelerated at high speed in the plasma space, and the elements present in the plasma space are thermodynamic. This is because it is converted into an extremely stable compound in a very short time.

このような無機物の原料としては、典型または遷移金属元素を有していれば、常温常圧下で気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合にはそのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、バブリング、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用する。また、溶媒によって希釈して使用してもよく、溶媒はメタノール、エタノール、n−ヘキサン等の有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。なお、これらの希釈溶媒はプラズマ放電処理中において分子状、原子状に分解されるため、影響はほとんど無視することができる。   As such an inorganic material, as long as it has a typical or transition metal element, it may be in a gas, liquid, or solid state at normal temperature and pressure. In the case of gas, it can be introduced into the discharge space as it is, but in the case of liquid or solid, it is used after being vaporized by means such as heating, bubbling, decompression or ultrasonic irradiation. Moreover, you may dilute and use by a solvent and organic solvents, such as methanol, ethanol, n-hexane, and these mixed solvents can be used for a solvent. In addition, since these dilution solvents are decomposed | disassembled into a molecular form and an atomic form during a plasma discharge process, the influence can be almost disregarded.

このような下地層を形成する珪素化合物としては、例えば、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51等が挙げられる。   Examples of the silicon compound that forms such an underlayer include silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, tetrat-butoxysilane, and dimethyldimethoxy. Silane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, Bis (dimethylamino) dimethylsilane, bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (ethylamino) dimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) Carbodiimide, diethylaminotrimethylsilane, dimethylaminodimethylsilane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, heptamethyldisilazane, nonamethyltrisilazane, octamethylcyclotetrasilazane, tetrakisdimethylaminosilane, tetraisocyanatosilane, tetramethyldi Silazane, tris (dimethylamino) silane, triethoxyfluorosilane, allyldimethylsilane, allyltrimethylsilane, benzyltrimethylsilane, bis (trimethylsilyl) acetylene, 1,4-bistrimethylsilyl-1,3-butadiyne, di-t-butylsilane 1,3-disilabutane, bis (trimethylsilyl) methane, cyclopentadienyltrimethylsilane, phenyldimethylsilane, phenyl Limethylsilane, propargyltrimethylsilane, tetramethylsilane, trimethylsilylacetylene, 1- (trimethylsilyl) -1-propyne, tris (trimethylsilyl) methane, tris (trimethylsilyl) silane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetra Examples include methylcyclotetrasiloxane, hexamethylcyclotetrasiloxane, and M silicate 51.

また、これらの珪素原子を含む原料ガスを分解して酸化珪素膜を得るための分解ガスとしては、例えば、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気、フッ素ガス、フッ化水素、トリフルオロアルコール、トリフルオロトルエン、硫化水素、二酸化硫黄、二硫化炭素、塩素ガス等が挙げられる。   In addition, as a decomposition gas for obtaining a silicon oxide film by decomposing a source gas containing these silicon atoms, for example, hydrogen gas, methane gas, acetylene gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, ammonia gas Nitrous oxide gas, nitrogen oxide gas, nitrogen dioxide gas, oxygen gas, water vapor, fluorine gas, hydrogen fluoride, trifluoroalcohol, trifluorotoluene, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, carbon disulfide, chlorine gas, etc. .

珪素元素を含む原料ガスと分解ガスとを適宜選択することで、各種の珪素炭化物、珪素窒化物、珪素酸化物、珪素ハロゲン化物、珪素硫化物を得ることができる。   Various silicon carbides, silicon nitrides, silicon oxides, silicon halides, and silicon sulfides can be obtained by appropriately selecting a source gas containing silicon element and a decomposition gas.

これらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこむ。このような放電ガスとしては、窒素ガス及び/または周期表の第18属原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも、特に窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。   A discharge gas that tends to be in a plasma state is mixed with these reactive gases, and the gas is sent to the plasma discharge generator. As such a discharge gas, nitrogen gas and / or 18th group atom of the periodic table, specifically, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, etc. are used. Among these, nitrogen, helium, and argon are particularly preferably used.

上記放電ガスと反応性ガスを混合し、混合ガスとしてプラズマ放電発生装置(プラズマ発生装置)に供給することで膜形成を行う。放電ガスと反応性ガスの割合は、得ようとする膜の性質によって異なるが、混合ガス全体に対し放電ガスの割合を50%以上として反応性ガスを供給する。   The discharge gas and the reactive gas are mixed, and a film is formed by supplying the mixed gas as a mixed gas to a plasma discharge generator (plasma generator). The ratio of the discharge gas and the reactive gas varies depending on the properties of the film to be obtained, but the reactive gas is supplied with the ratio of the discharge gas to 50% or more of the entire mixed gas.

(大気圧プラズマ処理法)
次いで、大気圧プラズマ法(大気圧プラズマCVD法)について、更に詳細に説明する。
(Atmospheric pressure plasma treatment method)
Next, the atmospheric pressure plasma method (atmospheric pressure plasma CVD method) will be described in more detail.

従来より知られているプラズマCVD法は、プラズマ助成式化学的気相成長法、PECVD法とも称され、各種の無機物を立体的な形状でも被覆性、密着性がよく、且つ基材温度をあまり高くすることなしに製膜することができる手法である。   The conventionally known plasma CVD method is also called plasma-assisted chemical vapor deposition method or PECVD method, and various inorganic materials have good coverage and adhesion even in a three-dimensional shape, and the substrate temperature is too low. This is a technique that enables film formation without increasing the film thickness.

通常のCVD法(化学的気相成長法)では、揮発・昇華した有機金属化合物が高温の基材表面に付着し、熱により分解反応が起き、熱的に安定な無機物の薄膜が生成されるというものである。このような通常のCVD法(熱CVD法とも称する)では、通常500℃以上の基板温度が必要であるため、樹脂基材への製膜には使用することができない。   In ordinary CVD (chemical vapor deposition), volatile and sublimated organometallic compounds adhere to the surface of a high-temperature substrate, causing a decomposition reaction due to heat, producing a thermally stable inorganic thin film. That's it. Such a normal CVD method (also referred to as a thermal CVD method) normally requires a substrate temperature of 500 ° C. or higher, and cannot be used for film formation on a resin base material.

一方、プラズマCVD法は、基材近傍の空間に電界を印加し、プラズマ状態となった気体が存在する空間(プラズマ空間)を発生させ、揮発・昇華した有機金属化合物がこのプラズマ空間に導入されて分解反応が起きた後に基材上に吹きつけられることにより、無機物の薄膜を形成するというものである。プラズマ空間内では、数%の高い割合の気体がイオンと電子に電離しており、ガス温度は低く保たれるものの、電子温度は非常な高温のため、この高温の電子、あるいは低温ではあるがイオン・ラジカル等の励起状態のガスと接するために無機膜の原料である有機金属化合物は低温でも分解することができる。従って、無機物を製膜する基材についても低温化することができ、プラスチック基材上へも十分製膜することが可能な製膜方法である。   On the other hand, in the plasma CVD method, an electric field is applied to the space in the vicinity of the substrate to generate a space (plasma space) where a gas in a plasma state exists, and a volatilized / sublimated organometallic compound is introduced into the plasma space. The inorganic thin film is formed by spraying on the base material after the decomposition reaction occurs. In the plasma space, a high percentage of gas is ionized into ions and electrons, and although the gas temperature is kept low, the electron temperature is very high. The organometallic compound that is a raw material of the inorganic film can be decomposed even at a low temperature because it is in contact with an excited state gas such as ions or radicals. Therefore, it is a film forming method that can lower the temperature of a substrate on which an inorganic material is formed, and can sufficiently form a film on a plastic substrate.

しかしながら、プラズマCVD法においては、ガスに電界を印加して電離させ、プラズマ状態とする必要があるため、通常は0.1〜10kPa程度の減圧空間で製膜するため、大面積のフィルムを製膜する際には設備が大きく操作が複雑であり、生産性の課題を抱えている方法である。   However, in the plasma CVD method, since it is necessary to apply an electric field to gas to ionize it to be in a plasma state, the film is usually formed in a reduced pressure space of about 0.1 to 10 kPa. When filming, the equipment is large and the operation is complicated, and this method has a problem of productivity.

これに対し、本発明に好適に用いることができる大気圧近傍でのプラズマCVD法(以下、大気圧プラズマCVD法あるいは大気圧プラズマ法と言う)は、真空下のプラズマCVD法に比べ、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために製膜速度が速く、更にはCVD法の通常の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため極めて平坦な膜が得られる。そのような平坦な膜は、光学特性が良好である。以上のことから、本発明においては、大気圧プラズマCVD法を適用することが真空下のプラズマCVD法よりも好ましい。   On the other hand, a plasma CVD method near atmospheric pressure (hereinafter referred to as an atmospheric pressure plasma CVD method or an atmospheric pressure plasma method) that can be suitably used in the present invention is reduced in pressure compared to a plasma CVD method under vacuum. In addition to high productivity and high plasma density, the film formation speed is high. In addition, compared with the normal conditions of the CVD method, under high pressure conditions such as atmospheric pressure, gas Since the mean free path is extremely short, a very flat film can be obtained. Such a flat film has good optical properties. From the above, in the present invention, it is preferable to apply the atmospheric pressure plasma CVD method to the plasma CVD method under vacuum.

本発明で言う大気圧もしくはその近傍の圧力とは20〜110kPa程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには93〜104kPaが好ましい。   The atmospheric pressure referred to in the present invention or the pressure in the vicinity thereof is about 20 to 110 kPa, and 93 to 104 kPa is preferable in order to obtain the good effects described in the present invention.

また、本発明で言う励起したガスとは、エネルギーを得ることによって、ガス中の分子の少なくとも一部が今ある状態からより高い状態へ移ることを言い、励起ガス分子、ラジカル化したガス分子、イオン化したガス分子を含むガスがこれに該当する。   In addition, the excited gas referred to in the present invention means that at least part of the molecules in the gas move from the current state to a higher state by obtaining energy, and the excited gas molecules, radicalized gas molecules, A gas containing ionized gas molecules corresponds to this.

本発明に適用可能な大気圧プラズマ放電処理装置としては、特に制限はないが、大きく分けて以下の2つの方式が挙げられる。   The atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus applicable to the present invention is not particularly limited, but broadly includes the following two methods.

1つの方法はプラズマジェット型大気圧プラズマ放電処理と言われる方法で、対向電極間に高周波電圧を印加し、その対向電極間に放電ガスを含む混合ガスを供給して、該混合ガスをプラズマ化し、次いでプラズマ化した混合ガスを基材表面吹き付けて基材表面を処理する、または所望の膜形成ガスとを会合、混合した後、透明基材上に吹き付ける方法である。   One method is a plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment, in which a high-frequency voltage is applied between the counter electrodes, a mixed gas containing a discharge gas is supplied between the counter electrodes, and the mixed gas is converted into plasma. Then, the mixed gas that has been converted to plasma is sprayed onto the surface of the base material to treat the surface of the base material, or is associated with and mixed with a desired film-forming gas, and then sprayed onto the transparent base material.

他方の方法はダイレクト型大気圧プラズマ放電処理と言われる方法で、放電ガスを含む混合ガス、対向電極間に透明基材を担持した状態で、その放電空間に上記ガスを導入し、対向電極間に高周波電圧を印加し所望の膜を形成する、または基材表面を処理する方法である。   The other method is a so-called direct atmospheric pressure plasma discharge treatment. In the state where a transparent base material is supported between a mixed gas containing a discharge gas and a counter electrode, the gas is introduced into the discharge space between the counter electrodes. In this method, a high-frequency voltage is applied to form a desired film, or the substrate surface is treated.

図4は、本発明に係るプラズマジェット型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。なお、本発明はこれに限定されない。また、以下の説明には用語などに対する断定的な表現が含まれている場合があるが、本発明の好ましい例を示すものであって、本発明の用語の意義や技術的な範囲を限定するものではない。   FIG. 4 is a schematic view showing an example of a plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus according to the present invention. The present invention is not limited to this. In addition, the following description may include affirmative expressions for terms and the like, but it shows preferred examples of the present invention and limits the meaning and technical scope of the terms of the present invention. It is not a thing.

図4において、大気圧プラズマ放電処理装置21は、電源31に接続した1対の電極41a、41bが2対平行に併設されている。電極41a、41bは、各々少なくとも一方を誘電体42で被覆されており、その電極間で形成された放電空間43に、電源31により高周波電圧が印加されるようになっている。   In FIG. 4, the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus 21 has two pairs of electrodes 41 a and 41 b connected to a power supply 31 arranged in parallel. At least one of the electrodes 41a and 41b is covered with a dielectric 42, and a high frequency voltage is applied by a power source 31 to a discharge space 43 formed between the electrodes.

電極41a、41bの内部は中空構造44になっており、放電中は水、オイルなどによって放電により発生する熱をとり、且つ安定な温度に保てるよう熱交換ができるようになっている。   The inside of the electrodes 41a and 41b has a hollow structure 44 so that heat generated by the discharge can be taken by water, oil, etc. during discharge and heat exchange can be performed so as to maintain a stable temperature.

また、記載のない各ガス供給手段により、放電に必要な放電ガスを含むガス22が流路24を通って放電空間43に供給され、この放電空間43に高周波電圧を印加してプラズマ放電が発生することにより、放電ガスを含むガス22はプラズマ化される。プラズマ化されたガス22は、混合空間45に噴出させられる。   Further, gas 22 containing a discharge gas necessary for discharge is supplied to the discharge space 43 through the flow path 24 by each gas supply means not described, and a high frequency voltage is applied to the discharge space 43 to generate plasma discharge. As a result, the gas 22 including the discharge gas is turned into plasma. The plasmaized gas 22 is ejected into the mixing space 45.

一方、各ガス供給手段(不図示)により供給された、下地層の形成に必要な金属酸化物ガスを含む混合ガス23は流路25を通り、同じく混合空間45へ運ばれ、前記プラズマ化された放電ガス22と合流、混合され、移動ステージ47に乗せられた透明基材46上へ吹き付けられる。   On the other hand, the mixed gas 23 supplied by each gas supply means (not shown) and containing the metal oxide gas necessary for forming the underlayer passes through the flow path 25 and is also carried to the mixed space 45 where it is converted into the plasma. The discharge gas 22 is merged and mixed, and sprayed onto the transparent substrate 46 placed on the moving stage 47.

プラズマ化された混合ガスに接触した下地層形成用ガスは、プラズマのエネルギーにより活性化され化学的な反応を起こし、基材46上で下地層が形成される。   The underlayer-forming gas in contact with the plasma mixed gas is activated by the plasma energy and causes a chemical reaction, whereby an underlayer is formed on the substrate 46.

このプラズマジェット型大気圧プラズマ放電処理装置は、下地層の形成に必要なガスを含む混合ガスが活性化された放電ガスに挟まれる、もしくは囲まれる様な構造を有している。   This plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus has a structure in which a mixed gas containing a gas necessary for forming an underlayer is sandwiched or surrounded by an activated discharge gas.

基材が乗っている移動ステージ47は往復走査、もしくは連続走査が可能な構造を有しており、必要に応じて基材の温度が保てる様に前記電極と同じような熱交換ができる構造になっている。   The moving stage 47 on which the substrate is mounted has a structure that can perform reciprocating scanning or continuous scanning, and can perform heat exchange similar to the electrode so that the temperature of the substrate can be maintained as necessary. It has become.

また、基材46上に吹き付けられたガスを排気する廃ガス排気流路48を必要に応じて付けることもできる。これにより空間中に製膜される不要な副生成物を速やかに放電空間45上、あるいは基材46上から除去できる。   In addition, a waste gas exhaust passage 48 for exhausting the gas blown onto the substrate 46 can be attached as necessary. As a result, unnecessary by-products formed in the space can be quickly removed from the discharge space 45 or the substrate 46.

このプラズマジェット型の大気圧プラズマ放電処理装置は、放電ガスをプラズマ化して活性化した後、下地層形成に必要なガスを含む混合ガスと合流する構造となっている。これにより、電極表面に製膜物を堆積することを防ぐことができるが、電極表面に汚れ防止フィルムなどを貼り合わせることにより、放電前に放電ガスと下地層の形成に必要なガスを混合させる構造とすることもできる。   This plasma jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus has a structure in which a discharge gas is activated by being turned into plasma and then merged with a mixed gas containing a gas necessary for forming an underlayer. As a result, deposition of a film-formed product on the electrode surface can be prevented, but by adhering an antifouling film or the like to the electrode surface, the discharge gas and the gas necessary for forming the underlayer are mixed before discharge. It can also be a structure.

図3は、本発明に有用な2周波ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。   FIG. 3 is a schematic view showing an example of a two-frequency jet type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus useful for the present invention.

ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置は、プラズマ放電処理装置、二つの電源を有する電界印加手段の他に図3では図示してないが、ガス供給手段、電極温度調節手段を有している装置である。   The jet-type atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus is not shown in FIG. 3 in addition to the plasma discharge processing apparatus and the electric field applying means having two power sources, but is an apparatus having a gas supply means and an electrode temperature adjusting means. It is.

大気圧プラズマ放電処理装置110は、第1電極111と第2電極112から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第1電極111からは第1電源121からの周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界が印加され、また第2電極112からは第2電源122からの周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界が印加されるようになっている。第1電源121は第2電源122より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加でき、また第1電源121の第1の周波数ω1は、第2電源122の第2の周波数ω2より低い周波数を印加できる。The atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus 110 has a counter electrode composed of a first electrode 111 and a second electrode 112, and the frequency from the first power supply 121 is from the first electrode 111 between the counter electrodes. A first high frequency electric field of ω 1 , electric field strength V 1 , and current I 1 is applied, and a second frequency of ω 2 , electric field strength V 2 , and current I 2 from the second power source 122 is applied from the second electrode 112. A high frequency electric field is applied. The first power supply 121 can apply a higher frequency electric field strength (V 1 > V 2 ) than the second power supply 122, and the first frequency ω 1 of the first power supply 121 is the second frequency ω 2 of the second power supply 122. A lower frequency can be applied.

第1電極111と第1電源121との間には、第1フィルタ123が設置されており、第1電源121から第1電極111への電流を通過しやすくし、第2電源122からの電流をアースして、第2電源122から第1電源121への電流が通過しにくくなるように設計されている。   A first filter 123 is installed between the first electrode 111 and the first power supply 121 to facilitate passage of current from the first power supply 121 to the first electrode 111, and current from the second power supply 122. Is designed so that the current from the second power supply 122 to the first power supply 121 does not easily pass.

また、第2電極112と第2電源122との間には第2フィルタ124が設置されており、第2電源122から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源121からの電流をアースして、第1電源121から第2電源122への電流を通過しにくくするように設計されている。   In addition, a second filter 124 is installed between the second electrode 112 and the second power source 122 to facilitate the passage of current from the second power source 122 to the second electrode, and the current from the first power source 121. Is designed to make it difficult to pass current from the first power supply 121 to the second power supply 122.

第1電極111と第2電極112との対向電極間(放電空間)113に、ガス供給手段からガスGを導入し、第1電極111と第2電極112から高周波電界を印加して放電を発生させ、ガスGをプラズマ状態にしながら対向電極の下側(紙面下側)にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Fとで作る処理空間をプラズマ状態のガスG°で満たし、前工程から搬送して来る基材Fの上に処理位置114付近で基材表面を処理する。放電処理中、電極温度調節手段から媒体が配管を通って電極を加熱または冷却する。プラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、表面処理の度合いなどは変化することがあり、これに対して適宜制御することが望ましい。温度調節の媒体としては、蒸留水、油などの絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラが出来る限り生じないように、電極の内部の温度を均一に調節することが望まれる。   A gas G is introduced from the gas supply means between the opposing electrodes (discharge space) 113 between the first electrode 111 and the second electrode 112, and a high frequency electric field is applied from the first electrode 111 and the second electrode 112 to generate a discharge. The gas G is blown out in the form of a jet to the lower side of the counter electrode (the lower side of the paper) while filling the processing space formed by the lower surface of the counter electrode and the substrate F with the gas G ° in the plasma state. The substrate surface is processed in the vicinity of the processing position 114 on the substrate F conveyed from the process. During the discharge treatment, the medium heats or cools the electrode through the pipe from the electrode temperature adjusting means. Depending on the temperature of the base material during the plasma discharge treatment, the degree of surface treatment and the like may change, and it is desirable to appropriately control this. As the temperature control medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to uniformly adjust the temperature inside the electrode so that the temperature unevenness of the substrate in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible.

また、図3に高周波電界強度(印加電界強度)と放電開始電界強度の測定に使用する測定器を示した。125及び126は高周波電圧プローブであり、127及び128はオシロスコープである。   FIG. 3 shows a measuring instrument used for measuring the high-frequency electric field strength (applied electric field strength) and the discharge starting electric field strength. 125 and 126 are high-frequency voltage probes, and 127 and 128 are oscilloscopes.

図1は、本発明に適用可能なダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a direct atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus applicable to the present invention.

図1に示すダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置は、電源31に接続した2本の電極41が移動ステージ電極47に各々平行になるように併設されている。電極41及び47は、少なくとも一方を誘電体42で被覆されており、その電極41と47との間で形成された空間43に電極31により高周波電圧が印加される様になっている。   In the direct atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus shown in FIG. 1, two electrodes 41 connected to a power source 31 are provided in parallel with the moving stage electrode 47. At least one of the electrodes 41 and 47 is covered with a dielectric 42, and a high frequency voltage is applied by the electrode 31 to a space 43 formed between the electrodes 41 and 47.

なお、電極41、移動ステージ47の内部は中空構造44になっており、放電中は水、オイルなどによって放電により発生する熱をとり、且つ安定な温度に保てるよう熱交換ができるようになっている。   Note that the inside of the electrode 41 and the moving stage 47 has a hollow structure 44, so that heat generated by the discharge can be taken by water, oil, etc. during the discharge, and heat exchange can be performed so that the temperature can be kept stable. Yes.

また、各ガス供給手段(不図示)により、放電に必要な放電ガスを含むガス22が流路24を通って、また下地層形成に必要なガスを含む混合ガス23は流路25を通り、混合空間45で合流、混合される。混合されたガスGは電極41間を通り、電極41と47との間の空間43に供給され、空間43に高周波電圧が印加されるとプラズマ放電が発生し、ガスGはプラズマ化される。プラズマ化されたガスGにより下地層形成用ガスは活性化され、化学的な反応を起こし、基材46上で下地層が形成される。   Further, by each gas supply means (not shown), the gas 22 containing the discharge gas necessary for the discharge passes through the flow path 24, and the mixed gas 23 containing the gas necessary for forming the underlayer passes through the flow path 25, They are merged and mixed in the mixing space 45. The mixed gas G passes between the electrodes 41 and is supplied to the space 43 between the electrodes 41 and 47. When a high frequency voltage is applied to the space 43, plasma discharge is generated and the gas G is turned into plasma. The gas for forming the underlayer is activated by the gas G that is converted into plasma, causing a chemical reaction, and an underlayer is formed on the substrate 46.

基材が乗っているステージ47は、往復走査もしくは連続走査が可能な構造を有しており、必要に応じて基材の温度が保てるように前記電極と同じような熱交換ができる構造になっている。   The stage 47 on which the base material is mounted has a structure capable of reciprocating scanning or continuous scanning, and can perform heat exchange similar to the electrode so that the temperature of the base material can be maintained as necessary. ing.

また、基材46上に吹き付けられたガスを排気する廃ガス排気流路48を、必要に応じて付けることもできる。これにより空間中に製膜される不要な副生成物を、速やかに放電空間45上あるいは基材46上から除去できる。   Further, a waste gas exhaust passage 48 for exhausting the gas blown onto the base material 46 can be provided as necessary. As a result, unnecessary by-products formed in the space can be quickly removed from the discharge space 45 or the substrate 46.

また、電極表面に汚れ防止フィルムなどを貼り合わせることにより、電極表面への製膜汚れを防止することもできる。   In addition, by depositing a dirt prevention film or the like on the electrode surface, it is possible to prevent film-forming dirt on the electrode surface.

また、図1に記載の装置では、高周波電源が1周波数帯で行っているが、例えば、特開2003−96569号公報に記載の方法のような各々の電極に異なる周波数の電源を設置する方式で実施することもできる。   In the apparatus shown in FIG. 1, the high frequency power supply is performed in one frequency band. For example, a method of installing power supplies of different frequencies on each electrode as in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-96569. Can also be implemented.

図2は、各電極に異なる周波数の電源を設置した他の2周波方式のダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of another two-frequency direct atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus in which power sources having different frequencies are installed on the respective electrodes.

図2において、基本的な構成は上記図1と同様であるが、2本の電極41には第1高周波フィルタ101aと第1高周波電源31aを接続し、また移動ステージ電極47には、第2高周波フィルタ101bと第2高周波電源31bを接続し、それぞれ異なる2周波の高周波電圧が印加される様になっている。   2, the basic configuration is the same as in FIG. 1, but the first high-frequency filter 101 a and the first high-frequency power source 31 a are connected to the two electrodes 41, and the second stage 41 is connected to the moving stage electrode 47. The high-frequency filter 101b and the second high-frequency power source 31b are connected, and two different high-frequency voltages are applied.

これらのダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置を複数台数ステージの走査方向に並べることによって、製膜の能力を上げたりすることができる。   By arranging these direct type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses in the scanning direction of a plurality of stages, it is possible to increase the film forming ability.

また、このダイレクト型大気圧プラズマ放電処理装置に示していないが、電極、ステージ全体を囲み、外気が入らないような構造にすることで、装置内を一定のガス雰囲気下にすることができ、所望の高質な薄膜を製膜させることができる。   In addition, although not shown in this direct type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, by surrounding the electrode and the entire stage and making a structure so that outside air does not enter, the inside of the apparatus can be in a constant gas atmosphere, A desired high-quality thin film can be formed.

上記説明したプラズマCVD装置において、高周波電源としては、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、SEREN社製高周波電源(100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)、パール工業製高周波電源(800kHz)、パール工業製高周波電源(2MHz)、日本電子製高周波電源(13.56MHz)、パール工業製高周波電源(27MHz)、パール工業製高周波電源(150MHz)などを使用できる。また、433MHz、800MHz、1.3GHz、1.5GHz、1.9GHz、2.45GHz、5.2GHz、10GHzを発振する電源を用いてもよい。   In the plasma CVD apparatus described above, as a high frequency power source, Shinko Electric high frequency power source (3 kHz), Shinko Electric high frequency power source (5 kHz), Shinko Electric high frequency power source (15 kHz), Shinko Electric high frequency power source (50 kHz), HEIDEN High frequency power source manufactured by Research Institute (continuous mode use, 100 kHz), high frequency power source manufactured by SEREN (100 kHz), high frequency power source manufactured by Pearl Industries (200 kHz), high frequency power supply manufactured by Pearl Industries (800 kHz), high frequency power supply manufactured by Pearl Industries (2 MHz), Japan An electronic high frequency power supply (13.56 MHz), a pearl industrial high frequency power supply (27 MHz), a pearl industrial high frequency power supply (150 MHz), or the like can be used. Alternatively, a power source that oscillates at 433 MHz, 800 MHz, 1.3 GHz, 1.5 GHz, 1.9 GHz, 2.45 GHz, 5.2 GHz, or 10 GHz may be used.

本発明において、対向する電極間に印加する電力は第2電極(第2の高周波電界)に1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、エネルギーを薄膜形成ガスに与え、薄膜を形成する。第2電極に供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm2、より好ましくは20W/cm2である。下限値は好ましくは1.2W/cm2である。なお、放電面積(cm2)は電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。In the present invention, the power applied between the opposing electrodes is to supply a power (power density) of 1 W / cm 2 or more to the second electrode (second high frequency electric field) to excite the discharge gas to generate plasma, Energy is applied to the thin film forming gas to form a thin film. The upper limit value of the power supplied to the second electrode is preferably 50 W / cm 2 , more preferably 20 W / cm 2 . The lower limit is preferably 1.2 W / cm 2 . The discharge area (cm 2 ) refers to the area in the range where discharge occurs in the electrode.

また、第1電極(第1の高周波電界)にも1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給することにより、第2の高周波電界の均一性を維持したまま出力密度を向上させることができる。これにより更なる均一高密度プラズマを生成でき、更なる製膜速度の向上と膜質の向上が両立できる。好ましくは5W/cm2以上である。第1電極に供給する電力の上限値は、好ましくは50W/cm2である。Further, by supplying power (output density) of 1 W / cm 2 or more to the first electrode (first high frequency electric field), the output density can be improved while maintaining the uniformity of the second high frequency electric field. it can. Thereby, a further uniform high-density plasma can be generated, and a further improvement in film forming speed and an improvement in film quality can be achieved. Preferably it is 5 W / cm 2 or more. The upper limit value of the power supplied to the first electrode is preferably 50 W / cm 2 .

ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モードなどがあり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第2電極側(第2の高周波電界)は、連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。   Here, the waveform of the high-frequency electric field is not particularly limited. There are a continuous sine wave continuous oscillation mode called a continuous mode and an intermittent oscillation mode called ON / OFF intermittently called a pulse mode. Either of them may be adopted, but at least the second electrode side (second The high-frequency electric field is preferably a continuous sine wave because a denser and better quality film can be obtained.

下地層形成後、撥水または防汚性材料を塗布する前に、後プラズマ処理することにより更に耐久性を向上させることができるため好ましい。下地層の粒子または粒塊状表面を後プラズマ処理で活性化させることで、撥水または防汚性材料の濡れ性を向上させ、撥水または防汚性材料と下地層との密着性が向上するために耐久性が向上すると発明者は考えている。撥水または防汚性材料の濡れ性が向上できれば特に限定しないが、後プラズマ処理としては、酸化性の反応ガスを放電ガスに混合してプラズマ処理することが処理効果の観点から好ましく、安全性、処理効率、材料コストなども含め、最も好ましいのは酸素ガスを反応ガスとして用いることである。   It is preferable to perform post-plasma treatment after the foundation layer is formed and before applying the water repellent or antifouling material, so that the durability can be further improved. By activating the surface or particle-like surface of the underlayer by post-plasma treatment, the wettability of the water-repellent or antifouling material is improved, and the adhesion between the water-repellent or antifouling material and the underlayer is improved. Therefore, the inventor believes that durability is improved. Although there is no particular limitation as long as the wettability of the water-repellent or antifouling material can be improved, the post-plasma treatment is preferably a plasma treatment by mixing an oxidizing reaction gas with a discharge gas from the viewpoint of the treatment effect, and safety. It is most preferable to use oxygen gas as a reaction gas, including the processing efficiency and material cost.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

以下、実施例及び比較例の撥水または防汚性物品を作製するための各工程を工程ごとに説明する。   Hereinafter, each process for producing the water-repellent or antifouling articles of Examples and Comparative Examples will be described for each process.

《下引き膜の形成》
下記に示す大気圧プラズマCVD処理−2を用いて、予めアルコールで脱脂処理したソーダライムガラス基材上にSiO2膜が5nm、50nm、100nm、200nmとなるように形成した。
<Formation of undercoat film>
An atmospheric pressure plasma CVD process-2 shown below was used to form SiO 2 films on the soda lime glass substrate that had been previously degreased with alcohol so as to have a thickness of 5 nm, 50 nm, 100 nm, and 200 nm.

(大気圧プラズマCVD処理−2)
図2に記載のダイレクト方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、下引き膜を形成した。
(Atmospheric pressure plasma CVD treatment-2)
The undercoat film was formed under the following conditions using the direct atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG.

〈電源条件〉
高周波側:パール工業社製高周波電源(13.56MHz) 8W/cm2
低周波側:SEREN社製高周波電源(100kHz) 6W/cm2
〈電極条件〉
30mm角型の棒状電極2本と基板を固定する板状電極を用いる。棒状電極及び板状電極の母材はステンレス(SUS304)であるが、表面に厚み1mmでセラミックが溶射されている。棒状電極と基材表面との距離(放電ギャップ)を1mmにし、電極内部には冷却用の冷媒(水)を温度25℃で通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency side: High frequency power source (13.56 MHz) manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. 8 W / cm 2
Low frequency side: SEREN high frequency power supply (100 kHz) 6 W / cm 2
<Electrode conditions>
Two 30 mm-square rod electrodes and a plate electrode for fixing the substrate are used. The base material of the rod-like electrode and the plate-like electrode is stainless steel (SUS304), but ceramic is sprayed on the surface with a thickness of 1 mm. The distance (discharge gap) between the rod-shaped electrode and the substrate surface was set to 1 mm, and a cooling refrigerant (water) was passed through the electrode at a temperature of 25 ° C. for discharge.

〈ガス条件〉
原料ガスとしてTEOS(テトラエトキシシラン)をバブリングにより気化させて放電空間に供給し、プラズマのエネルギーによる分解反応を利用して基材表面にSiO2膜を形成させた。
<Gas conditions>
TEOS (tetraethoxysilane) was vaporized by bubbling as a source gas and supplied to the discharge space, and a SiO 2 film was formed on the surface of the substrate using a decomposition reaction by plasma energy.

放電ガス;窒素ガス 2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.1slm/cm
薄膜形成用ガス;500mlガラス製バブリング容器にTEOS原材料を200ml準備し、25℃に保温する。気化したTEOSを放電空間に供給するためのキャリアガスとして、窒素ガス0.1slm/cmを供給する。
Discharge gas; Nitrogen gas 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.1 slm / cm
Gas for forming a thin film: 200 ml of TEOS raw material is prepared in a 500 ml glass bubbling container and kept at 25 ° C. Nitrogen gas of 0.1 slm / cm is supplied as a carrier gas for supplying vaporized TEOS to the discharge space.

《大気圧プラズマによる下地層の形成》
(大気圧プラズマCVD処理−1)
図1に記載のダイレクト方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、粒子・粒塊状の下地層を形成した。基材にはソーダライムガラスを用い、予めアルコールで脱脂処理した後、処理装置に基材をセッティングし、得たい膜厚に応じて処理時間をセットして下地層を形成させた。基材が下引き膜付きの場合は、ソーダライムガラスを予めアルコールで脱脂処理し、その後下引き膜を形成してから下地層を形成させた。
<Formation of underlayer by atmospheric pressure plasma>
(Atmospheric pressure plasma CVD treatment-1)
A particle / granular underlayer was formed under the following conditions using the direct system atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. Soda lime glass was used as a base material, and after degreasing treatment with alcohol in advance, the base material was set in a processing apparatus, and a treatment time was set according to the desired film thickness to form an underlayer. When the substrate had an undercoat film, the soda lime glass was degreased with alcohol in advance, and then the undercoat film was formed, and then the base layer was formed.

〈電源条件〉
パール工業社製高周波電源(13.56MHz) 6W/cm2
〈電極条件〉
30mm角型の棒状電極2本と基板を固定する板状電極を用いる。棒状電極及び板状電極の母材はステンレス(SUS304)であるが、表面に厚み1mmでセラミックが溶射されている。棒状電極と基材表面との距離(放電ギャップ)を1mmにし、電極内部には冷却用の冷媒(水)を温度25℃で通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency power supply (13.56 MHz) manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. 6 W / cm 2
<Electrode conditions>
Two 30 mm-square rod electrodes and a plate electrode for fixing the substrate are used. The base material of the rod-like electrode and the plate-like electrode is stainless steel (SUS304), but ceramic is sprayed on the surface with a thickness of 1 mm. The distance (discharge gap) between the rod-shaped electrode and the substrate surface was set to 1 mm, and a cooling refrigerant (water) was passed through the electrode at a temperature of 25 ° C. for discharge.

〈ガス条件〉
原料ガスとしてTEOS(テトラエトキシシラン)をバブリングにより気化させて放電空間に供給し、プラズマのエネルギーによる分解反応を利用して、基材表面にSiO2を主体とした粒子・粒塊状の下地層を形成させた。
<Gas conditions>
TEOS (tetraethoxysilane) as a source gas is vaporized by bubbling and supplied to the discharge space, and a particle / agglomerate underlayer mainly composed of SiO 2 is formed on the surface of the substrate using a decomposition reaction by plasma energy. Formed.

放電ガス;アルゴンガス 2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.01slm/cm
薄膜形成用ガス;500mlガラス製バブリング容器にTEOS原材料を200ml準備し、25℃に保温する。気化したTEOSを放電空間に供給するためのキャリアガスとして、アルゴンガス0.05slm/cmを供給する。
Discharge gas: Argon gas 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.01 slm / cm
Gas for forming a thin film: 200 ml of TEOS raw material is prepared in a 500 ml glass bubbling container and kept at 25 ° C. Argon gas of 0.05 slm / cm is supplied as a carrier gas for supplying vaporized TEOS to the discharge space.

《噴出し型プラズマ法による下地層の形成》
(大気圧プラズマCVD処理−3)
図4に記載のプラズマジェット方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、粒子・粒塊状の下地層を形成した。基材にはソーダライムガラスを用い、予めアルコールで脱脂処理した後、下引き膜を形成したものを用いた。この基材を装置にセッティングし、得たい膜厚に応じて処理時間をセットして下地層を形成させた。
<Formation of the underlayer by the jet-type plasma method>
(Atmospheric pressure plasma CVD treatment-3)
Using the plasma jet atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. 4, a particle / granular underlayer was formed under the following conditions. As the substrate, soda lime glass was used, and after degreasing treatment with alcohol in advance, an undercoat film was formed. This base material was set in an apparatus, and a treatment time was set according to the desired film thickness to form an underlayer.

〈電源条件〉
パール工業社製高周波電源(13.56MHz) 6W/cm2
〈電極条件〉
30mm角型の棒状電極2本と板状電極2本を用い、棒状電極と板状電極の間隙にて放電を形成させる。棒状電極及び板状電極の母材はステンレス(SUS304)であるが、表面に厚み1mmでセラミックが溶射されている。棒状電極と板状電極との距離(放電ギャップ)を1mmにし、電極内部には冷却用の冷媒(水)を温度25℃で通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency power supply (13.56 MHz) manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. 6 W / cm 2
<Electrode conditions>
Using two 30 mm square rod electrodes and two plate electrodes, a discharge is formed in the gap between the rod electrodes and the plate electrodes. The base material of the rod-like electrode and the plate-like electrode is stainless steel (SUS304), but ceramic is sprayed on the surface with a thickness of 1 mm. The distance (discharge gap) between the rod-like electrode and the plate-like electrode was set to 1 mm, and a cooling refrigerant (water) was passed through the electrode at a temperature of 25 ° C. for discharge.

〈ガス条件〉
放電ガス22は棒状電極と板状電極との間のガス通路を流し、原料ガス23は板状電極との間のガス通路を流して、両ガスは製膜したい基材表面で混合され、原料ガスは放電ガスにより形成されたプラズマのエネルギーによって基材表面にて分解反応し、基材表面にSiO2を主体とした粒子・粒塊状構造物の下地層として形成される。
<Gas conditions>
The discharge gas 22 flows through the gas passage between the rod-like electrode and the plate-like electrode, the source gas 23 flows through the gas passage between the plate-like electrode, and both gases are mixed on the surface of the substrate to be formed into a film. The gas decomposes and reacts on the surface of the base material by the energy of the plasma formed by the discharge gas, and is formed on the surface of the base material as a base layer of a particle / granular structure mainly composed of SiO 2 .

放電ガスにはアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを、原料ガスにはTEOS(テトラエトキシシラン)をバブリングにより気化させて用いた。   A gas mixture of argon gas and oxygen gas was used as the discharge gas, and TEOS (tetraethoxysilane) was vaporized by bubbling as the source gas.

放電ガス;アルゴンガス 2slm/cm+2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.01slm/cm+0.01slm/cm
薄膜形成用ガス;500mlガラス製バブリング容器にTEOS原材料を200ml準備し、25℃に保温する。気化したTEOSを放電空間に供給するためのキャリアガスとしてアルゴンガス0.05slm/cmを供給する。
Discharge gas: Argon gas 2 slm / cm + 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.01 slm / cm + 0.01 slm / cm
Gas for forming a thin film: 200 ml of TEOS raw material is prepared in a 500 ml glass bubbling container and kept at 25 ° C. Argon gas 0.05 slm / cm is supplied as a carrier gas for supplying vaporized TEOS to the discharge space.

《大気圧プラズマ表面処理(後プラズマ処理)》
図3に記載のプラズマジェット方式大気圧プラズマ放電処理装置を用いて以下の条件により、下地層表面をプラズマ表面処理した。
<Atmospheric pressure plasma surface treatment (post-plasma treatment)>
Using the plasma jet atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. 3, the surface of the underlayer was subjected to plasma surface treatment under the following conditions.

〈電源条件〉
高周波側:パール工業社製高周波電源(13.56MHz)5W/cm2
低周波側:SEREN社製高周波電源(100kHz)5W/cm2
〈電極条件〉
板状電極2本を用い、電極の間隙を1mmとしてこの間隙で放電を形成させ、プラズマを電極から基材表面に向けて噴出し、基材表面をプラズマ処理する。板状電極の母材はステンレス(SUS304)であるが、表面に厚み1mmでセラミックが溶射されている。電極内部には冷却用の冷媒(水)を温度25℃で通水して放電を行った。
<Power supply conditions>
High frequency side: High frequency power supply (13.56 MHz) 5 W / cm 2 manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd.
Low frequency side: SEREN high frequency power supply (100 kHz) 5 W / cm 2
<Electrode conditions>
Two plate-like electrodes are used, and the gap between the electrodes is set to 1 mm. A discharge is formed in the gap, and plasma is ejected from the electrodes toward the substrate surface, whereby the substrate surface is plasma treated. The base material of the plate electrode is stainless steel (SUS304), but ceramic is sprayed on the surface with a thickness of 1 mm. A cooling refrigerant (water) was passed through the electrode at a temperature of 25 ° C. for discharging.

〈ガス条件〉
放電ガス及び反応ガスを2枚の板状電極の間に流し、放電を形成させた。
<Gas conditions>
A discharge gas and a reaction gas were allowed to flow between the two plate electrodes to form a discharge.

放電ガス;アルゴンガス 2slm/cm
反応ガス;酸素ガス 0.1slm/cm
《撥水または防汚性材料による膜の形成》
(撥水または防汚性材料−1)
ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン(CF3(CF27(CH22SiCl3)の2gをデカメチルシクロペンタシロキサン((SiO(CH325)の98gに攪拌しながら添加し、撥水または防汚性材料−1を得た。
Discharge gas: Argon gas 2 slm / cm
Reaction gas: Oxygen gas 0.1 slm / cm
<< Formation of film with water repellent or antifouling material >>
(Water repellent or antifouling material-1)
2 g of heptadecafluorodecyltrichlorosilane (CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCl 3 ) was added to 98 g of decamethylcyclopentasiloxane ((SiO (CH 3 ) 2 ) 5 ) with stirring; Water repellent or antifouling material-1 was obtained.

(コーティング方法)
各種基材を上記撥水または防汚性材料−1の入ったガラス容器に3分間浸漬させ、その後引き上げ、エタノールで表面の未反応材料を十分に洗い流して自然乾燥させ、撥水または防汚性物品を作製した。
(Coating method)
Various substrates are immersed in a glass container containing the above water-repellent or antifouling material-1 for 3 minutes, then pulled up, thoroughly washed with ethanol to remove unreacted material on the surface, and then water-repellent or antifouling. Articles were made.

(撥水または防汚性材料−2)
富士化成工業(株)製フッ素樹脂材料ZX−007Cと日本ポリウレタン工業(株)製硬化剤コロネートHXとを、NCOと水酸基価(OH)の比が1.2:1の割合で混合し、室温で十分に攪拌した後、固形分濃度が1%となるようにMEK溶媒で希釈し、撥水または防汚性材料−2を得た。
(Water repellent or antifouling material-2)
Fluorine resin material ZX-007C manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd. and Curing Agent Coronate HX manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. were mixed at a ratio of 1.2: 1 of NCO and hydroxyl value (OH), And then sufficiently diluted with an MEK solvent so that the solid content concentration becomes 1% to obtain a water repellent or antifouling material-2.

(コーティング方法)
各種基材に対し、乾燥膜厚が50nmとなるようにバーコーターを用いて撥水または防汚性材料−2を塗布し、自然乾燥後、150℃の恒温槽内で30分間焼成して撥水または防汚性物品を作製した。
(Coating method)
Water repellent or antifouling material-2 is applied to various substrates using a bar coater so that the dry film thickness is 50 nm, and after natural drying, it is baked in a thermostatic bath at 150 ° C. for 30 minutes. Water or antifouling articles were made.

(撥水または防汚性材料−3)
三菱化学(株)製シリケートMSH−4主剤液に脱イオン水を7質量%で加え、60℃に保温しながら攪拌して加水分解反応させて熟成し、シリケート調製液を作製した。
(Water repellent or antifouling material-3)
Deionized water was added at 7% by mass to the silicate MSH-4 main agent solution manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the mixture was stirred and hydrolyzed while maintaining the temperature at 60 ° C. to prepare a silicate preparation solution.

上記シリケート調製液と富士化成工業(株)製フッ素樹脂材料ZX−022−H(不揮発成分45%)と希釈溶媒IPAとを、各々70:13.3:16.7の比率で加え、60℃に保温しながら攪拌して熟成し、フッ素樹脂シリケート混合溶液を作製した。上記フッ素樹脂シリケート混合溶液を固形分濃度1%となるようにMEK溶媒で希釈し、撥水または防汚性材料−3を得た。   The above silicate preparation solution, fluorochemical material ZX-022-H (non-volatile component 45%) manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd., and dilution solvent IPA were added at a ratio of 70: 13.3: 16.7, respectively, and 60 ° C. The mixture was aged while stirring at a temperature to prepare a fluororesin silicate mixed solution. The fluororesin silicate mixed solution was diluted with MEK solvent so as to have a solid content concentration of 1% to obtain water repellent or antifouling material-3.

(コーティング方法)
各種基材に対し、乾燥膜厚が50nmとなるようにバーコーターを用いて撥水または防汚性材料−3を塗布し、自然乾燥後、150℃の恒温槽内で30分間焼成して撥水または防汚性物品を作製した。
(Coating method)
Water-repellent or antifouling material-3 is applied to various substrates using a bar coater so that the dry film thickness is 50 nm, and after natural drying, it is baked in a thermostatic bath at 150 ° C. for 30 minutes. Water or antifouling articles were made.

《カップリング剤による処理》
GE東芝シリコーン(株)製アミノ系シランカップリング剤TSL8331をIPAで1%に希釈し、カップリング剤を調製した。バーコーターを用いて、各種基材上の乾燥膜厚が0.01μm以下となるように塗布した。
<Treatment with coupling agent>
GE Toshiba Silicone Co., Ltd. amino-based silane coupling agent TSL8331 was diluted to 1% with IPA to prepare a coupling agent. It applied so that the dry film thickness on various base materials might be set to 0.01 micrometer or less using the bar coater.

〔撥水または防汚性物品の作製〕
比較例1
テトラクロロシラン(SiCl4:信越シリコーン製)0.5gをデカメチルシクロペンタシロキサン(KF−995:信越シリコーン製)99.5gに攪拌しながら添加し、下地層形成用の塗布液を得た。
[Production of water-repellent or antifouling articles]
Comparative Example 1
Tetrachlorosilane (SiCl 4 : manufactured by Shin-Etsu Silicone) 0.5 g was added to 99.5 g of decamethylcyclopentasiloxane (KF-995: manufactured by Shin-Etsu Silicone) with stirring to obtain a coating solution for forming an underlayer.

撥水または防汚性材料としては、撥水または防汚性材料−1を用いた。   Water repellent or antifouling material-1 was used as the water repellent or antifouling material.

基材にはソーダライムガラスを用い、予めアルコールで脱脂処理した後、上記下地層形成用の塗布液を相対湿度30%、室温下でフローコート法にて塗布し、1分間この塗布液でガラス基板表面を濡らしたまま静置させ、その上にもう一度同じ塗布液を同様にして塗布し、濡らしたまま1分間静置させた。この下地層形成用の塗布液が濡れたままの状態で、上記撥水または防汚性材料−1をフローコート法にて塗布し、1分間この塗布液で濡らしたまま静置させ、その後エタノールで表面の撥水または防汚性材料を完全に洗い流して自然乾燥させ、比較例1の撥水または防汚性物品を作製した。下地層作製は従来技術のゾルゲル法である。   A soda lime glass is used as a base material, and after degreasing with alcohol in advance, the coating solution for forming the underlayer is applied by a flow coating method at a relative humidity of 30% at room temperature, and the coating solution is used for 1 minute. The substrate surface was left still with the substrate wet, and the same coating solution was applied again on the substrate in the same manner, and left still for 1 minute with the substrate wet. In a state where the coating solution for forming the underlayer is wet, the water repellent or antifouling material-1 is applied by the flow coating method, and left still for 1 minute with the coating solution, and then ethanol is added. The water-repellent or antifouling material on the surface was completely washed away and naturally dried to produce a water-repellent or antifouling article of Comparative Example 1. The underlayer is produced by a conventional sol-gel method.

実施例1
下地層を大気圧プラズマCVD−1により50nmの膜厚で形成し、後プラズマ処理を行った後、撥水または防汚性材料−1で比較例1と同様に処理し、撥水または防汚性物品を作製した。
Example 1
An underlayer is formed with a film thickness of 50 nm by atmospheric pressure plasma CVD-1, and after post-plasma treatment, it is treated with water-repellent or antifouling material-1 in the same manner as in Comparative Example 1 to produce water-repellent or antifouling. A characteristic article was produced.

実施例2〜5
大気圧プラズマCVD−2により、それぞれ5nm、50nm、100nm、200nmの下引き膜を形成した以外は、実施例1と同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Examples 2-5
A water-repellent or antifouling article was produced in the same manner as in Example 1 except that an undercoat film of 5 nm, 50 nm, 100 nm, and 200 nm was formed by atmospheric pressure plasma CVD-2, respectively.

実施例6、7
大気圧プラズマCVD−2により10nmの下引き膜を形成し、大気圧プラズマCVD−1によりそれぞれ100nm、200nmの下地層を形成した以外は、実施例1と同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Examples 6 and 7
A water repellent or antifouling article in the same manner as in Example 1 except that an undercoat film of 10 nm was formed by atmospheric pressure plasma CVD-2 and an underlayer of 100 nm and 200 nm was formed by atmospheric pressure plasma CVD-1 respectively. Was made.

比較例2
大気圧プラズマCVD−2により50nmの下引き膜を形成し、下地層を形成せずに撥水または防汚性材料−1を塗布し、撥水・防汚性物品を作製した。
Comparative Example 2
A subbing film of 50 nm was formed by atmospheric pressure plasma CVD-2, and a water-repellent or antifouling material-1 was applied without forming an underlayer to produce a water-repellent / antifouling article.

実施例8
大気圧プラズマCVD−2により10nmの下引き膜を形成し、大気圧プラズマCVD−3により50nmの下地層を形成した以外は、実施例1と同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Example 8
A water repellent or antifouling article was produced in the same manner as in Example 1 except that a 10 nm undercoat film was formed by atmospheric pressure plasma CVD-2 and a 50 nm underlayer was formed by atmospheric pressure plasma CVD-3. .

実施例9
大気圧プラズマCVD−2により10nmの下引き膜を形成し、大気圧プラズマCVD−1により30nmの下地層を形成し、後プラズマ処理を行った後、カップリング剤による処理を行って、撥水または防汚性材料−2を塗布し、撥水または防汚性物品を作製した。
Example 9
An undercoat film of 10 nm is formed by atmospheric pressure plasma CVD-2, an underlayer of 30 nm is formed by atmospheric pressure plasma CVD-1, a post-plasma treatment is performed, and then a treatment with a coupling agent is performed. Alternatively, antifouling material-2 was applied to produce a water-repellent or antifouling article.

実施例10
実施例9の作製において、カップリング剤による処理を行わなかった以外は、同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Example 10
A water-repellent or antifouling article was produced in the same manner except that the treatment with the coupling agent was not performed in the production of Example 9.

実施例11
実施例9の作製において、後プラズマ処理を行わなかった以外は、同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Example 11
In the production of Example 9, a water-repellent or antifouling article was produced in the same manner except that post-plasma treatment was not performed.

実施例12
実施例9の作製において、撥水または防汚性材料−2に代えて撥水または防汚性材料−3を用いた以外は、同様にして撥水または防汚性物品を作製した。
Example 12
A water repellent or antifouling article was prepared in the same manner as in Example 9 except that the water repellent or antifouling material-2 was used instead of the water repellent or antifouling material-2.

評価方法
《初期の撥水性:水の静的接触角測定》
撥水性物品表面に3μLの水を滴下し、接触角測定器(協和界面科学(株)製接触角計CA−DT)を用いて滴下から15sec後の静的接触角を測定し、以下の基準で評価して初期の撥水性評価とした。
Evaluation Method << Initial water repellency: Measurement of static contact angle of water >>
3 μL of water is dropped on the surface of the water-repellent article, and the static contact angle 15 seconds after dropping is measured using a contact angle measuring device (contact angle meter CA-DT manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). The initial water repellency was evaluated based on the above.

◎:静的接触角が、110°以上
○:静的接触角が、100°以上110°未満
△:静的接触角が、90°以上100°未満
×:静的接触角が、90°未満。
◎: Static contact angle is 110 ° or more ○: Static contact angle is 100 ° or more and less than 110 ° △: Static contact angle is 90 ° or more and less than 100 ° ×: Static contact angle is less than 90 ° .

《初期滑落性:水の転落角測定》
撥水性物品表面に50μLの水を滴下し、接触角測定器(協和界面科学(株)製接触角計CA−DT)の撥水性物品を保持しているステージの角度を0°(水平)から90°(鉛直)方向に徐々に傾斜させ、水滴が撥水性物品を移動し始める角度を測定し、以下の基準で評価して初期の滑落性評価とした。
<Initial sliding property: Measurement of water falling angle>
50 μL of water is dropped on the surface of the water-repellent article, and the angle of the stage holding the water-repellent article of the contact angle measuring device (contact angle meter CA-DT manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) is changed from 0 ° (horizontal). The angle was gradually tilted in the 90 ° (vertical) direction, the angle at which water droplets began to move through the water-repellent article was measured, and evaluated according to the following criteria as the initial sliding property evaluation.

◎:転落角が、10°未満
○:転落角が、10°以上20°未満
△:転落角が、20°以上30°未満
×:転落角が、30°以上。
A: The sliding angle is less than 10 °. O: The falling angle is 10 ° or more and less than 20 °. Δ: The falling angle is 20 ° or more and less than 30 °. X: The falling angle is 30 ° or more.

《防汚性試験》
マジックインキのはじき及び拭き取り性
油性マジック(ZEBURAマッキー太字)を用いて撥水・防汚性物品の表面に6×50mmの線を引き、マジックインキのはじき度合い及び拭き取り性の状態から以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
<Anti-fouling test>
Magic ink repellency and wiping properties Using oil-based magic (ZEBURA Mackey bold), draw a 6 x 50 mm line on the surface of a water-repellent / anti-fouling article. Based on the degree of magic ink repellency and wiping properties, the following criteria are used. Evaluation was made as one of the antifouling evaluations.

◎:マジックインキが点状にはじく
○:インキが線状に書けるが、ティッシュで拭くと容易に(5回以内)拭き取れる
△:インキが書け、拭き取るのにティッシュで5回以上拭かなければならない
×:インキが書け、ティッシュで拭いても拭き取りづらく、跡が残ることがある。
◎: Magic ink repels in a dot pattern ○: The ink can be written in a linear shape, but can be easily wiped (within 5 times) by wiping with a tissue △: The ink can be written and wiped with a tissue at least 5 times to wipe it off X: Ink can be written, and even if wiped with a tissue, it is difficult to wipe off, and marks may remain.

《指紋の拭き取り易さ》
撥水・防汚性物品の表面に5〜10秒間人差し指を押し当て、ティッシュで指紋を拭き取ったときの指紋の拭き取り性から、以下の基準で評価し防汚性評価の一つとした。
<Ease of wiping fingerprints>
An index finger was pressed against the surface of the water-repellent / antifouling article for 5 to 10 seconds, and the fingerprint was wiped off with a tissue.

○:指紋を軽く拭き取ることができる
△:指紋は拭き取りづらいが跡が残らない
×:指紋は拭き取りづらく、跡が残ることがある。
○: Fingerprints can be wiped lightly Δ: Fingerprints are difficult to wipe off but no traces are left ×: Fingerprints are difficult to wipe off and traces may remain.

《耐摩耗性試験》
耐摩耗性試験として、往復摩耗試験機(新東科学(株)製HEIDON−14DR)に摩耗材としてフェルト(0.63g/cm3)を取り付け、荷重600g/cm2の条件で各撥水・防汚性物品の表面を速度100mm/secで10000回往復摺動させた。その際、5000回往復終了時にフェルト摩耗材を新しいものに取替え、引き続き5000回の往復摺動を行うことで計10000回の往復摺動を行った。10000回終了時、撥水性及び滑落性を上記評価基準で評価して耐摩耗性評価とした。
《Abrasion resistance test》
As the wear resistance test, attaching the felt (0.63 g / cm 3) as a wear member to a reciprocating abrasion tester (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd. HEIDON-14DR), the water-repellent-under a load of 600 g / cm 2 The surface of the antifouling article was slid back and forth 10,000 times at a speed of 100 mm / sec. At that time, the felt wear material was replaced with a new one at the end of the 5000 reciprocations, and the reciprocating sliding was continued 5000 times for a total of 10,000 reciprocating slides. At the end of 10,000 times, the water repellency and the sliding property were evaluated according to the above evaluation criteria to determine the abrasion resistance.

《耐傷性試験》
耐傷性試験として、撥水または防汚性物品の表面を#0000のスチールウールに400gf/cm2の荷重を掛けて、ストローク幅100mm、速度100mm/secで10回往復摩擦した後の傷の様子を目視及び顕微鏡((株)KEYENCE製デジタルマイクロスコープVHX−600)で観察し、以下の基準で評価して、耐傷性の評価とした。
《Scratch resistance test》
As a scratch resistance test, the surface of a water-repellent or antifouling article is subjected to a load of 400 gf / cm 2 on # 0000 steel wool and subjected to 10 reciprocating frictions at a stroke width of 100 mm and a speed of 100 mm / sec. Was visually observed and observed with a microscope (Digital Microscope VHX-600 manufactured by KEYENCE Corporation) and evaluated according to the following criteria to evaluate scratch resistance.

◎:目視において傷は全く見えず、顕微鏡観察しても傷は確認できない
○:目視において傷は全く見えないが、顕微鏡観察すると傷は確認できる
△:目視でも僅かに傷が見え、顕微鏡観察すると傷多数が見える
×:目視で明らかに傷多数が見える。
◎: Scratches are not visible at all and cannot be confirmed even by microscopic observation ○: Scratches are not visible at all by visual observation, but scratches can be confirmed by microscopic observation △: Slightly visible scratches are observed by microscopic observation Many scratches are visible ×: Many scratches are clearly visible by visual inspection.

《テーバー試験》
テーバー摩耗試験機において、撥水・防汚性物品の表面を摩耗輪CS−10Fを用い4.9Nの荷重条件で回転速度60rpmのもと、合計1000回転摩耗試験を行い、1000回転摩耗する過程において最も高い値を示したヘイズ値を計測して、以下の基準で評価して、テーバー試験の評価とした。
《Taber test》
In the Taber abrasion tester, the surface of a water-repellent / antifouling article is subjected to a total of 1000 revolution wear tests using a wear wheel CS-10F under a load speed of 4.9N and a rotation speed of 60 rpm, and the process of 1000 revolution wear The haze value showing the highest value was measured and evaluated according to the following criteria to obtain the Taber test.

ΔH=(テーバー試験時の最大ヘイズ値)−(テーバー試験前のヘイズ値)
◎:ΔHが0.3未満
○:ΔHが0.3以上1.0未満
△:ΔHが1.0以上2.0未満
×:ΔHが2.0以上。
ΔH = (maximum haze value during Taber test) − (haze value before Taber test)
:: ΔH is less than 0.3 ○: ΔH is 0.3 or more and less than 1.0 Δ: ΔH is 1.0 or more and less than 2.0 ×: ΔH is 2.0 or more.

《耐候性試験》
耐候性試験として、耐紫外線試験機(岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターW−13)を用いて、各撥水・防汚性物品の表面に波長340nm、強度0.6W/cm2の紫外線を、ブラックパネル温度48±2℃の条件で、照射時間20時間+暗黒4時間のサイクルで、1時間毎に30秒間イオン交換水シャワーリングし、合計400時間の紫外線照射を行った。この試験後、撥水または防汚性物品表面に対し、上記の撥水性評価(初期の撥水性)及び防汚性評価(マジックインキのはじき・拭き取り性)を行い、以下の基準に従い評価し、耐候性試験の評価とした。
《Weather resistance test》
As a weather resistance test, using a UV resistance tester (Isuperki UV Tester W-13 manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.), the surface of each water-repellent / antifouling article has a wavelength of 340 nm and an intensity of 0.6 W / cm 2 . Under the condition of a black panel temperature of 48 ± 2 ° C., ultraviolet rays were subjected to ion exchange water showering for 30 seconds every hour in a cycle of irradiation time of 20 hours + darkness of 4 hours, and ultraviolet irradiation was performed for a total of 400 hours. After this test, the above-mentioned water repellency evaluation (initial water repellency) and antifouling evaluation (magic ink repellency / wiping properties) were performed on the surface of the water-repellent or antifouling article, and evaluated according to the following criteria: The evaluation was a weather resistance test.

◎:静的接触角が100°以上
○:静的接触角が90°以上100°未満
△:静的接触角が80°以上90°未満
×:静的接触角が80°未満。
◎: Static contact angle is 100 ° or more ○: Static contact angle is 90 ° or more and less than 100 ° △: Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 ° ×: Static contact angle is less than 80 °

《耐温水性》
耐温水性試験として、各撥水・防汚性物品を50℃のイオン交換水に500時間浸漬させ、取り出して乾燥させた後、水接触角を測定し、以下の基準に従い評価し、耐温水性試験とした。
《Hot water resistance》
As a warm water resistance test, each water repellent / antifouling article was immersed in ion exchange water at 50 ° C. for 500 hours, taken out and dried, then measured for water contact angle, and evaluated according to the following criteria. It was a sex test.

○:静的接触角が90°以上
△:静的接触角が80°以上90°未満
×:静的接触角が80°未満。
○: Static contact angle is 90 ° or more. Δ: Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 °. X: Static contact angle is less than 80 °.

《耐薬品性》
耐薬品性試験として、各撥水・防汚性物品を1規定のNaOH水溶液に1時間浸漬させ、水洗、乾燥させた後、水接触角を測定し、以下の基準に従い評価し、耐薬品性試験とした。
"chemical resistance"
As a chemical resistance test, each water-repellent / antifouling article is immersed in a 1N NaOH aqueous solution for 1 hour, washed with water, dried, measured for water contact angle, and evaluated according to the following criteria. Tested.

○:静的接触角が90°以上
△:静的接触角が80°以上90°未満
×:静的接触角が80°未満。
○: Static contact angle is 90 ° or more. Δ: Static contact angle is 80 ° or more and less than 90 °. X: Static contact angle is less than 80 °.

《光学特性》
透過率
撥水・防汚性物品について、積分球式光線透過率測定装置(スガ試験機(株)製HGM−2DP)を用いて可視光領域の平均透過率を測定し、以下の基準で評価し、透過率の評価とした。可視光領域とは、波長400〜720nmとしている。
"optical properties"
Transmittance For water-repellent / antifouling articles, the average transmittance in the visible light region is measured using an integrating sphere light transmittance measuring device (HGM-2DP manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) and evaluated according to the following criteria: The transmittance was evaluated. The visible light region has a wavelength of 400 to 720 nm.

◎:可視光領域の平均透過率が90%以上
○:可視光領域の平均透過率が85%以上90%未満
△:可視光領域の平均透過率が80%以上85%未満
×:可視光領域の平均透過率が80%未満。
A: The average transmittance of the visible light region is 90% or more. ○: The average transmittance of the visible light region is 85% or more and less than 90%. Δ: The average transmittance of the visible light region is 80% or more and less than 85%. The average transmittance is less than 80%.

ヘイズ
撥水または防汚性物品及び撥水または防汚性膜を形成する前の基材について、積分球式光線透過率測定装置(スガ試験機(株)製HGM−2DP)を用いてヘイズ値を測定し、下式に従って膜形成によるヘイズ値の増加ΔHを求め、下記の基準で評価してヘイズの評価とした。
Haze Water repellent or antifouling article and substrate before forming water repellent or antifouling film, haze value using integrating sphere type light transmittance measuring device (HGM-2DP manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) The haze value increase ΔH due to film formation was determined according to the following formula, and evaluated according to the following criteria to evaluate haze.

ΔH=(撥水・防汚性物品のヘイズ値)−(膜形成する前の基材のみのヘイズ値)
◎:ΔHが0.3未満
○:ΔHが0.3以上1.0未満
△:ΔHが1.0以上2.0未満
×:ΔHが2.0以上。
ΔH = (Haze value of water-repellent / antifouling article) − (Haze value of base material only before film formation)
:: ΔH is less than 0.3 ○: ΔH is 0.3 or more and less than 1.0 Δ: ΔH is 1.0 or more and less than 2.0 ×: ΔH is 2.0 or more.

表2から本発明の試料はいずれも、優れた撥水性、滑落性(水滴転落性)を備えるとともに、これらの特性が長期に亘り持続する耐久性、耐摩耗性、耐傷性を有することがわかる。なお、実施例9、10の性能差はシランカップリング剤によるものであり、実施例9、11の差は後プラズマ処理によるものである。また、実施例7、8の差は下地層膜厚の差で50nmが好ましいことがわかる。   It can be seen from Table 2 that all the samples of the present invention have excellent water repellency and sliding property (water drop slidability), and these properties have durability, abrasion resistance, and scratch resistance that last for a long time. . The difference in performance between Examples 9 and 10 is due to the silane coupling agent, and the difference between Examples 9 and 11 is due to post-plasma treatment. Further, it can be seen that the difference between Examples 7 and 8 is 50 nm, which is the difference in the underlayer film thickness.

Claims (15)

基材表面に無機材料が粒子または粒塊状物として存在する下地層が大気圧プラズマ法を用いて形成され、前記粒子または粒塊状物の周囲や隙間から撥水または防汚性材料が露出するように、前記下地層が前記撥水または防汚性材料で被覆あるいは含浸されていることを特徴とする撥水または防汚性物品。 A base layer in which an inorganic material is present as particles or agglomerates on the surface of the substrate is formed using an atmospheric pressure plasma method, so that water repellent or antifouling materials are exposed from the periphery or gaps of the particles or agglomerates. a water-repellent or antifouling article, wherein the underlying layer is coated or impregnated with the water repellent or antifouling material. 前記下地層と基材との間に下引き膜が形成されることを特徴とする請求項1に記載の撥水または防汚性物品。 The water repellent or antifouling article according to claim 1 , wherein an undercoat film is formed between the base layer and the base material. 前記下引き膜が大気圧プラズマ法により形成されることを特徴とする請求項2に記載の撥水または防汚性物品。 The water-repellent or antifouling article according to claim 2 , wherein the undercoat film is formed by an atmospheric pressure plasma method. 前記下地層形成が基材温度15℃以上、150℃以下で形成されることを特徴とする請求項1請求項3のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 The underlying layer forming the base material temperature of 15 ℃ or higher, water-repellent or antifouling product according to any one of claims 1 to 3, characterized in that formed at 0.99 ° C. or less. 前記大気圧プラズマ法が噴出し型プラズマ法であることを特徴とする請求項1請求項4のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 The water repellent or antifouling product according to any one of claims 1 to 4 atmospheric pressure plasma method is characterized in that it is a blow-type plasma method. 前記下地層の粒子の平均粒径(D1)が2〜100nm、下地層全体の平均膜厚が5〜200nmであることを特徴とする請求項1請求項5のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 The average particle size of the underlying layer of the particles (D1) is 2 to 100 nm, the average thickness of the entire undercoat layer is according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the 5~200nm Water repellent or antifouling article. 前記下地層上に被覆あるいは含浸されている撥水または防汚性材料の膜厚が2〜100nmであることを特徴とする請求項1請求項6のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 The water repellent or the water repellent according to any one of claims 1 to 6 , wherein the water repellent or antifouling material coated or impregnated on the underlayer has a thickness of 2 to 100 nm. Antifouling article. 前記撥水または防汚性材料が被覆あるいは含浸される前に少なくとも1種のカップリング剤で前記下地層を被覆あるいは含浸することを特徴とする請求項1請求項7のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 To any one of claims 1 to claim 7, wherein the water-repellent or antifouling material coats or impregnating the base layer with at least one coupling agent prior to being coated or impregnated The water-repellent or antifouling article described. 前記撥水または防汚性材料での被覆あるいは含浸、またはカップリング剤での被覆あるいは含浸後の撥水または防汚性材料での被覆あるいは含浸の前に下地層表面のプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項1請求項8のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 Plasma treatment of the surface of the underlayer is performed before the coating or impregnation with the water repellent or antifouling material, or the coating or impregnation with the water repellent or antifouling material after the coating or impregnation with the coupling agent. water repellent or antifouling product according to any one of claims 1 to 8, characterized. 前記撥水または防汚性材料が少なくともフッ素系樹脂もしくは含フッ素シリコーン樹脂と下記一般式(1)で示されるシリケート化合物とを含有することを特徴とする請求項1請求項9のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。
(式中、nは1以上の整数、Rは全てが異なるか少なくとも2つが同じでいずれも炭素数1〜1000の1価の有機基もしくは水素原子であって、該有機基は酸素原子、窒素原子及び珪素原子から選ばれる1種を含んでいてよく、該有機基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。)
Any of claims 1 to 9 wherein the water repellent or antifouling material characterized by containing a silicate compound represented by at least a fluorine-based resin or fluorine-containing silicone resin and the following general formula (1) 1 The water-repellent or antifouling article according to Item.
(In the formula, n is an integer of 1 or more, R 1 is all different or at least two are the same and both are monovalent organic groups having 1 to 1000 carbon atoms or hydrogen atoms, and the organic groups are oxygen atoms, One type selected from a nitrogen atom and a silicon atom may be contained, and a part or all of the hydrogen atoms of the organic group may be substituted with a fluorine atom.)
前記基材が透明ガラス基材または透明樹脂基材であり、且つ可視光領域の平均透過率が85%以上であることを特徴とする請求項1請求項10のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品。 The said base material is a transparent glass base material or a transparent resin base material, and the average transmittance | permeability of visible region is 85% or more, The any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. Water repellent or antifouling article. 請求項1請求項11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする建築用窓ガラス。 Claims 1 to 11 architectural window glass, characterized in that it is constructed using a water repellent or antifouling product according to any one of. 請求項1請求項11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする車両用窓ガラス。 Claims 1 to 11 for a vehicle window glass, characterized in that it is constructed using a water repellent or antifouling product according to any one of. 請求項1請求項11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とするディスプレイ部材。 Display member characterized by being constituted by using a water repellent or antifouling product according to any one of claims 1 to 11. 請求項1請求項11のいずれか1項に記載の撥水または防汚性物品を用いて構成されることを特徴とする光学部品。 Optical component characterized in that it is constituted by using a water repellent or antifouling product according to any one of claims 1 to 11.
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