JP5804548B2 - Super water- and oil-repellent antifouling translucent film, production method thereof, glass window using them, solar energy utilization device, optical device, and display device - Google Patents

Super water- and oil-repellent antifouling translucent film, production method thereof, glass window using them, solar energy utilization device, optical device, and display device Download PDF

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本発明は、水滴接触角が130度以上の超撥水撥油防汚性透光性フィルムとその製造方法ならびにそれらを用いたガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、および表示装置に関し、より具体的には高耐久性で且つ撥水撥油防汚性の被膜が表面に形成された超撥水撥油防汚性透光性フィルムとその製造方法ならびにそれらを用いたガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、および表示装置に関する。 The present invention relates to a super-water / oil / oil / fouling and translucent film having a water droplet contact angle of 130 ° or more, a method for producing the film, a glass window using the same, a solar energy utilization device, an optical device, and a display device, and more Specifically, a highly water- and oil-repellent antifouling light-transmitting film having a highly durable and water-repellent and oil-repellent antifouling film formed thereon, a method for producing the same, a glass window using them, and solar energy The present invention relates to a utilization device, an optical device, and a display device.

近年、生活レベルの向上及び衛生意識の高揚に伴い、身の回りの物品の汚れ対策が要望されている。各種情報機器や操作端末に用いられている表示装置についても、視認性の向上、メンテナンスコストの低減、特にタッチパネルディスプレイにおける公衆衛生上の要請等の理由から防汚性の向上が求められている。 In recent years, with the improvement of living standards and the enhancement of hygiene awareness, countermeasures against contamination of articles around us have been demanded. Display devices used in various information devices and operation terminals are also required to have improved antifouling properties for reasons such as improved visibility and reduced maintenance costs, particularly public health requirements for touch panel displays.

タッチパネルディスプレイは、銀行ATM、自動販売機、携帯情報端末(PDA)、複写機、ファクシミリ、ゲーム機、博物館およびデパートなどの施設に設置される案内表示装置、カーナビゲーション、マルチメディアステーション(コンビニエンスストアに設置される多機能端末機)、携帯電話、鉄道車両のモニタ装置などにおいて広く用いられており、衛生上の要請に加え、視認性および操作性の確保の観点から指紋付着防止性および耐摩耗性が強く求められている。 Touch panel displays can be installed in facilities such as bank ATMs, vending machines, personal digital assistants (PDAs), copiers, facsimiles, game machines, museums, department stores, etc., car navigation systems, multimedia stations (at convenience stores) Widely used in installed multifunction terminals, mobile phones, railway vehicle monitoring devices, etc. In addition to sanitary requirements, fingerprint adhesion prevention and wear resistance from the viewpoint of ensuring visibility and operability Is strongly demanded.

部材表面の汚れを防止する手段として、部材表面に表面エネルギーが小さな被膜を形成する方法や部材そのものの表面の表面エネルギーを小さくする表面処理方法があるが、それらの中でも、加工時の環境負荷が少ない技術、また、製品を廃棄する際の、環境破壊が少ない製造技術が求められている。 There are two methods for preventing contamination on the surface of the member: a method of forming a film having a small surface energy on the surface of the member and a surface treatment method of reducing the surface energy of the surface of the member itself. There are demands for a small number of technologies and manufacturing technologies that cause less environmental damage when disposing of products.

例えば、特許文献1には、フッ素ガスを用いて部材表面そのものを防汚処理する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing an antifouling treatment on a member surface itself using fluorine gas.

特許文献2には、アルミナゾル液を塗布し、次いで温水に浸漬することにより形成される凹凸表面を有するディスプレイ用表面材が開示されている。 Patent Document 2 discloses a display surface material having an uneven surface formed by applying an alumina sol solution and then immersing it in warm water.

特許文献3には、塗布などによる非常に簡便な工程によって光学表示装置表面の耐指紋性を向上させることができる、耐指紋性光硬化性組成物が開示されている。 Patent Document 3 discloses a fingerprint-resistant photocurable composition that can improve fingerprint resistance on the surface of an optical display device by a very simple process such as coating.

特開2005−290118号公報JP-A-2005-290118 特開2007−34027号公報JP 2007-34027 A 特開2008−255301号公報JP 2008-255301 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、毒性を有するフッ素ガスを使用することに起因する安全性の問題に加え、反応に長時間(数時間)を必要とするので効率が悪いという問題を有している。特許文献2記載のディスプレイ用表面材の製造には、ゾルの塗布後温水に浸漬する等の煩雑な工程を要する。特許文献3記載の耐指紋性光硬化性組成物は、簡便な操作で耐指紋性の被膜を形成できる反面、大面積にわたる均一な被膜の形成が困難である等の課題を有している。さらに、撥水撥油防汚性を向上させるために有効な表面への凹凸の形成が困難である。 However, the method described in Patent Document 1 has a problem that the efficiency is poor because a long time (several hours) is required for the reaction in addition to the safety problem caused by the use of toxic fluorine gas. doing. The production of the display surface material described in Patent Document 2 requires a complicated process such as immersion in warm water after the sol is applied. Although the fingerprint-resistant photocurable composition described in Patent Document 3 can form a fingerprint-resistant film by a simple operation, it has problems such as difficulty in forming a uniform film over a large area. Furthermore, it is difficult to form irregularities on the surface effective for improving water and oil repellency and antifouling properties.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、表面に複雑な凹凸を付与することにより、撥水撥油防汚機能、水滴離水性(滑水性ともいう)、撥油性、耐指紋性等の防汚性が向上した超撥水撥油防汚性透光性フィルムとその製造方法ならびにそれらを用いたガラス窓、太陽エネルギー利用装置および光学機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by providing complex irregularities on the surface, such as water and oil repellency and antifouling function, water droplet water separation (also referred to as water slidability), oil repellency, fingerprint resistance, etc. An object of the present invention is to provide a super water / oil / oil repellent light-transmitting film having improved anti-stain properties, a method for producing the same, a glass window using the same, a solar energy utilization device, and an optical instrument.

前記目的に沿う本発明の第1の態様は、透光性を有する材料からなるフィルム表面層と、
少なくとも一部が表面に露出するように前記フィルム表面層に埋め込まれ、球状または略球状の微粒子の表面に該微粒子よりも直径が小さな球状または略半球状の複数の突起が形成された金平糖状の構造を有する透明な複合微粒子と、前記フィルム表面層から露出した前記複合微粒子の表面の少なくとも一部を被うように結合形成された撥水撥油防汚性薄膜とを有し、前記フィルム表面層が第1の反応性の官能基を有し、前記複合微粒子が前記第1の反応性の官能基と反応して結合を形成する第2の反応性の官能基を有し、前記複合微粒子は、前記第1および第2の反応性の官能基の反応により形成された結合を介して前記フィルム表面層に結合固定されていることを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルムを提供することにより上記課題を解決するものである。
The first aspect of the present invention that meets the above-mentioned object is a film surface layer made of a material having translucency,
It is embedded in the film surface layer so that at least a part of the surface is exposed, and the surface of a spherical or substantially spherical fine particle is formed with a plurality of spherical or substantially hemispherical protrusions having a diameter smaller than that of the fine particle. a transparent composite fine particles having a structure, and a water- and oil-repellent antifouling film coupled formed so as to cover at least a part of the surface of the composite fine particles exposed from the film surface layer possess, the film surface The layer has a first reactive functional group, and the composite fine particle has a second reactive functional group that forms a bond by reacting with the first reactive functional group, and the composite fine particle Is bonded and fixed to the film surface layer through a bond formed by the reaction of the first and second reactive functional groups . The above section by providing a film It is intended to solve.

フィルム表面層から少なくとも一部が露出した略球状の微粒子と、その表面に形成され、それよりも小さな複数の略半球状の突起で構成された金平糖状の構造を有する複合微粒子により、複雑な凹凸を有するいわゆるフラクタル構造の表面構造がもたらされる。そのため、平坦な表面を有する場合によりも撥水撥油防汚性を大幅に向上できる。また、複合微粒子の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成することにより、撥水性、撥油性および防汚性を向上できる。 Complex irregularities are formed by complex fine particles having a confetti-like structure composed of substantially spherical fine particles at least partly exposed from the film surface layer and a plurality of smaller substantially hemispherical protrusions formed on the surface. A so-called fractal surface structure is obtained. Therefore, the water and oil repellency and antifouling properties can be greatly improved even when the surface has a flat surface. In addition, by forming a water / oil / oil repellent thin film on the surface of the composite fine particles, water repellency, oil repellency and antifouling properties can be improved.

本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムにおいて、前記微粒子の直径が50〜100nmであり、前記突起の直径が10〜20nmであってもよい。
複合微粒子の大きさが可視光の最短波長(400nm)よりも小さいため、入射光の散乱や乱反射が抑制され、透明度および光学特性に優れた超撥水撥油防汚性透光性フィルムを提供できる。
In the super water / oil repellent antifouling light-transmitting film according to the first aspect of the present invention, the fine particles may have a diameter of 50 to 100 nm, and the protrusion may have a diameter of 10 to 20 nm.
Since the size of the composite fine particles is smaller than the shortest wavelength (400 nm) of visible light, the scattering and diffuse reflection of incident light is suppressed, and a super water and oil repellent and antifouling translucent film excellent in transparency and optical properties is provided. it can.

本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムにおいて、前記微粒子および前記突起が、ガラス、シリカ、アルミナおよびジルコニアからなる群より選択される材質からなるものであってもよい。
複合微粒子がガラス、シリカ、アルミナおよびジルコニアからなる群より選択される材質からなるため、透明性に優れると共に、超撥水撥油防汚性透光性フィルムの表面の耐久性を向上できる。
In the super water / oil repellent antifouling light-transmitting film according to the first aspect of the present invention, the fine particles and the protrusions are made of a material selected from the group consisting of glass, silica, alumina and zirconia. May be.
Since the composite fine particles are made of a material selected from the group consisting of glass, silica, alumina, and zirconia, it is excellent in transparency and can improve the durability of the surface of the super water / oil repellent / antifouling translucent film.

この場合において、前記第1および第2の反応性の官能基が、共に前記超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造条件下で二量化反応しない官能基であることが特に好ましい。 In this case, it is particularly preferable that the first and second reactive functional groups are both functional groups that do not undergo a dimerization reaction under the production conditions of the super water / oil / oil repellent / light-transmitting film.

本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムにおいて、表面の臨界表面エネルギーは理想的には低いほど良いが、1mN/m以上3mN/m以下であることが好ましい。
表面の臨界表面エネルギーが上記範囲であるため、得られる超撥水撥油防汚性透光性フィルムの撥水性、撥油性および防汚性の全てを向上できる。
In the super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the first aspect of the present invention, the critical surface energy of the surface is ideally low, but may be 1 mN / m or more and 3 mN / m or less. preferable.
Since the critical surface energy of the surface is in the above range, all of the water repellency, oil repellency and antifouling property of the resulting super water / oil repellency / antifouling light-transmitting film can be improved.

本発明の第2の態様は、球状または略球状の微粒子の表面に該微粒子よりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起が形成された金平糖状の構造を有する透明な複合微粒子を、少なくともその一部が表面に露出するように、透光性を有するフィルム表面層に埋め込む工程Dと、前記フィルム表面層から露出した前記複合微粒子の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成する工程Eとを有し、前記複合微粒子を、球状または略球状の第1の微粒子の表面官能基と反応して結合を形成する第1の表面反応基と、第1の反応基とを両端にそれぞれ有する第1の膜化合物を含む第1の反応液を前記第1の微粒子の表面に接触させ、前記表面官能基と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して前記第1の微粒子の表面に結合固定された前記第1の膜化合物の被膜を形成する工程Aと、球状または略球状で、前記第1の微粒子よりも直径が小さな第2の微粒子の表面官能基と反応して結合を形成する第2の表面反応基と、前記第1の反応基と反応して結合を形成する第2の反応性基とを両端にそれぞれ有する第2の膜化合物を含む第2の反応液を前記第2の微粒子の表面に接触させ、前記表面官能基と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して前記第2の微粒子の表面に結合固定された前記第2の膜化合物の被膜を形成する工程Bと、前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子と、前記第2の膜化合物の被膜が形成された前記第2の微粒子とを接触させ、前記第1の反応基と前記第2の反応基とを反応させ、形成された結合を介して前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子の表面に前記第2の膜化合物の被膜が形成された複数の前記第2の微粒子を結合固定させた金平糖状の複合微粒子を調製する工程Cとを含む方法により製造することを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法を提供することにより上記課題を解決するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided at least transparent composite fine particles having a confetti-like structure in which a plurality of spherical or hemispherical protrusions having a smaller diameter than the fine particles are formed on the surface of spherical or substantially spherical fine particles. A step D of embedding in a film surface layer having translucency so that a part of the film is exposed, and a step of forming a water- and oil-repellent and antifouling thin film on the surface of the composite fine particles exposed from the film surface layer It possesses the E, respectively the composite fine particles, across a first surface reactive groups to form a bond by reacting with the first surface functional groups of the fine particles of spherical or substantially spherical, and a first reactive group A first reaction liquid containing the first film compound having the first fine particle is brought into contact with the surface of the first fine particle, and the first fine particle is formed through a bond formed by a reaction between the surface functional group and the surface reactive group. Fixed to the surface of the first Step A for forming a film of the film compound, and a second surface reactive group that forms a bond by reacting with a surface functional group of a second fine particle that is spherical or substantially spherical and has a diameter smaller than that of the first fine particle. A second reaction solution containing a second film compound having both ends of the first reactive group and a second reactive group that reacts with the first reactive group to form a bond with the surface of the second microparticle. Forming a coating film of the second film compound bonded and fixed to the surface of the second fine particle through a bond formed by a reaction between the surface functional group and the surface reactive group, and The first fine particles on which the film of the first film compound is formed and the second fine particles on which the film of the second film compound is formed are brought into contact with each other, and the first reactive group and the second fine particles are brought into contact with each other. Of the first membrane compound through the bond formed. And C for preparing a confetti-like composite fine particle in which a plurality of the second fine particles on which the film of the second film compound is formed are bonded and fixed to the surface of the first fine particle on which the film is formed. The above-mentioned problems are solved by providing a method for producing a super water- and oil-repellent antifouling and light-transmitting film characterized by being produced by the method .

フィルム表面層から少なくとも一部が露出した略球状の微粒子と、その表面に形成され、第1の突起よりも小さな複数の略半球状の突起で構成された金平糖状の構造を有する複合微粒子により、複雑な凹凸を有するいわゆるフラクタル構造の表面構造がもたらされる。そのため、平坦なフィルム表面層および球状の微粒子のみが表面に結合固定されたフィルム表面層よりも撥水性、撥油性および防汚性を向上できる。また、工程Eにおいて、複合微粒子の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成することにより、撥水性、撥油性および防汚性を更に向上できる。 By means of the composite fine particles having a saccharosaccharide-like structure composed of substantially spherical fine particles at least partially exposed from the film surface layer and a plurality of substantially hemispherical protrusions smaller than the first protrusions, A surface structure of a so-called fractal structure with complex irregularities is provided. Therefore, water repellency, oil repellency and antifouling properties can be improved as compared with a film surface layer in which only a flat film surface layer and spherical fine particles are bonded and fixed to the surface. Further, in Step E, the water repellency, oil repellency and antifouling property can be further improved by forming a water / oil repellency / antifouling thin film on the surface of the composite fine particles.

程AからCにおいて、第1の被膜が形成された第1の微粒子の表面に第2の膜化合物の被膜が形成された複数の前記第2の微粒子を結合固定させることにより、安価な球状の微粒子を用いて金平糖状の複合微粒子を容易に調製できる。 In C from A as engineering, the first thing that the coating of the second film compound on the surface of the fine particles to a plurality of fixed coupling said second particles forming the first coating formed, inexpensive spherical It is possible to easily prepare confetti-like composite fine particles using the fine particles.

本発明の第2の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記第1の微粒子の直径が50〜100nmであり、前記第2の微粒子の直径が10〜20nmであることが好ましい。
複合微粒子の大きさが可視光の最短波長(400nm)よりも小さいため、入射光の散乱や乱反射が抑制され、透明度および光学特性に優れた超撥水撥油防汚性透光性フィルムを提供できる。
In the method for producing a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the second aspect of the present invention, the diameter of the first fine particles is 50 to 100 nm, and the diameter of the second fine particles is 10 to 10 nm. It is preferably 20 nm.
Since the size of the composite fine particles is smaller than the shortest wavelength (400 nm) of visible light, the scattering and diffuse reflection of incident light is suppressed, and a super water and oil repellent and antifouling translucent film excellent in transparency and optical properties is provided. it can.

本発明の第2の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程Cにおいて、調製された前記複合微粒子をさらに熱処理して、前記第1の微粒子の表面に前記第2の微粒子を融着してもよい。 In the method for producing a super water / oil repellent / antifouling and translucent film according to the second aspect of the present invention, the composite fine particles prepared in the step C are further heat-treated to obtain a surface of the first fine particles. The second fine particles may be fused.

本発明の第2の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程Cの後で、前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子の表面に結合固定されなかった前記第2の膜化合物の被膜が形成された第2の微粒子を洗浄除去してもよい。 In the method for producing a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the second aspect of the present invention, the first fine particles on which the film of the first film compound is formed after the step C The second fine particles on which the coating film of the second film compound that has not been bonded and fixed to the surface may be washed away.

本発明の第2の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程Eにおいて、前記フィルム表面層および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と反応して結合を形成する第3の表面反応基とフッ化炭素基とを有する第3の膜化合物を含む撥水撥油防汚処理液を前記複合微粒子が結合固定された前記フィルム表面層の表面に接触させ、前記フィルム表面層および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と前記第3の表面反応基との反応により形成された結合を介して該表面に結合固定された前記第3の膜化合物の被膜を形成してもよい。
表面官能基と表面反応基との反応により形成された結合を介して撥水撥油防汚性薄膜を複合微粒子の表面に結合固定することにより、撥水撥油防汚性薄膜の耐久性を向上できる。
In the method for producing a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the second aspect of the present invention, in the step E, any one of functional groups present on the surface of the film surface layer and the composite fine particles. Alternatively, the film in which the composite fine particles are bonded and fixed with a water / oil repellent / antifouling treatment liquid containing a third film compound having a third surface reactive group and a fluorocarbon group that react with a plurality to form a bond. The surface is brought into contact with the surface of the surface layer, and the surface is formed through a bond formed by a reaction between one or more of the functional groups present on the surface of the film surface layer and the composite fine particles and the third surface reactive group. You may form the film of the said 3rd film | membrane compound couple | bonded and fixed to.
The water / oil repellent / antifouling thin film is bonded and fixed to the surface of the composite fine particle through a bond formed by the reaction between the surface functional group and the surface reactive group, thereby improving the durability of the water / oil repellent / antifouling thin film. Can be improved.

この場合において、前記第1〜第3の表面反応基がアルコキシシリル基であり、前記第1および第2の反応液、ならびに前記撥水撥油防汚処理液が、
(1)カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステルおよびチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1または2以上の化合物、および/または
(2)ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、およびアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1または2以上の化合物を縮合触媒として含んでいてもよい。
表面反応基としてアルコキシシリル基を用いることにより、反応時にハロゲン化水素等の有害な副生成物の生成を防ぐことができると共に、反応液が縮合触媒を含んでいるため、撥水撥油防汚性薄膜の形成に必要な処理時間を短縮できる。
In this case, the first to third surface reactive groups are alkoxysilyl groups, the first and second reaction liquids, and the water / oil repellent / antifouling treatment liquid are:
(1) one or more compounds selected from the group consisting of carboxylic acid metal salts, carboxylic acid ester metal salts, carboxylic acid metal salt polymers, carboxylic acid metal salt chelates, titanate esters and titanate ester chelates, and / or Alternatively, (2) one or more compounds selected from the group consisting of ketimine compounds, organic acids, aldimine compounds, enamine compounds, oxazolidine compounds, and aminoalkylalkoxysilane compounds may be included as a condensation catalyst.
By using an alkoxysilyl group as a surface reactive group, it is possible to prevent the formation of harmful by-products such as hydrogen halide during the reaction, and the reaction solution contains a condensation catalyst, so that it is water and oil repellent and antifouling. The processing time required for forming a conductive thin film can be shortened.

更に、前記工程Eの後で、余分な前記撥水撥油防汚処理液を洗浄除去してもよい。
余分な反応液を洗浄除去することにより、撥水撥油防汚性薄膜を単分子膜とすることができるため、製造される超撥水撥油防汚性透光性フィルムの透明度を損なうことがない。
Further, after the step E, the excess water / oil repellent / antifouling treatment solution may be removed by washing.
By washing and removing excess reaction liquid, the water- and oil-repellent and antifouling thin film can be made into a monomolecular film, thus impairing the transparency of the manufactured super water and oil repellent and antifouling translucent film. There is no.

本発明の第3の態様は、溶媒の蒸発およびその後の加熱により、フィルム基材の表面に結合可能なバインダを生成するバインダ前駆体を含む溶媒中に球状または略球状の微粒子、または球状または略球状の微粒子の表面に、該微粒子よりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起が結合固定した金平糖状の複合微粒子を分散させた分散液をフィルム基材の表面に塗布後、溶媒を蒸発させ、前記バインダ前駆体を介して前記フィルム表面層の表面に前記微粒子または前記複合微粒子を結合固定させる工程aと、
前記微粒子もしくは前記複合微粒子および/または前記フィルム基材の表面に生成した前記バインダの表面の一部をエッチングして、前記バインダ前駆体を介して前記フィルム基材の表面に付着または結合した前記微粒子もしくは前記複合微粒子および/または前記フィルム基材の表面に該微粒子より小さな複数の球状または略球状の突起を形成する工程bと、
前記バインダ前駆体を介して前記微粒子または前記複合微粒子を表面に付着または結合させた前記フィルム基材を加熱して、生成した前記バインダを介して前記突起を形成した前記微粒子を前記フィルム基材の表面に結合固定させる工程cと、
前記微粒子が結合固定された前記フィルム基材の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成する工程dとを有し、前記フィルム基材、前記微粒子および前記バインダがいずれも透明であり、前記工程cにおいて前記フィルム基材の表面に形成される金平糖状の突起の高さが30〜300nmであることを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法を提供することにより上記課題を解決するものである。
According to a third aspect of the present invention, spherical or substantially spherical fine particles or spherical or substantially spherical particles are contained in a solvent containing a binder precursor that generates a binder that can be bonded to the surface of the film substrate by evaporation of the solvent and subsequent heating. A dispersion liquid in which slab-like composite fine particles, in which a plurality of spherical or hemispherical projections having a smaller diameter than the fine particles are bonded and fixed, is applied to the surface of the spherical fine particles is applied to the surface of the film substrate, and then the solvent is evaporated. And a step a for binding and fixing the fine particles or the composite fine particles to the surface of the film surface layer via the binder precursor,
The fine particles or the composite fine particles and / or the fine particles adhered to or bonded to the surface of the film substrate through the binder precursor by etching a part of the surface of the binder generated on the surface of the film substrate. Or a step b of forming a plurality of spherical or substantially spherical protrusions smaller than the fine particles on the surface of the composite fine particles and / or the film substrate;
The film base material having the fine particles or the composite fine particles attached or bonded to the surface via the binder precursor is heated, and the fine particles on which the protrusions are formed via the generated binder are formed on the film base material. A step c for bonding and fixing to the surface;
Wherein the microparticles bound and fixed surface of the film substrate possess a step d to form a water-repellent oil-repellent antifouling film, the film substrate is transparent both the particles and the binder, the To provide a method for producing a super water / oil repellent / antifouling and translucent film characterized in that the height of the confetti formed on the surface of the film substrate in step c is 30 to 300 nm. The above-mentioned problem is solved.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記微粒子の直径が50〜100nmであることが好ましい。
複合微粒子の大きさが可視光の最短波長(400nm)よりも小さいため、入射光の散乱や乱反射が抑制され、透明度および光学特性に優れた超撥水撥油防汚性透光性フィルムを提供できる。
In the method for producing a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the third aspect of the present invention, the fine particles preferably have a diameter of 50 to 100 nm.
Since the size of the composite fine particles is smaller than the shortest wavelength (400 nm) of visible light, the scattering and diffuse reflection of incident light is suppressed, and a super water and oil repellent and antifouling translucent film excellent in transparency and optical properties is provided. it can.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、バインダの表面の一部をエッチングする方法として、化学エッチングまたは物理エッチングを用いてもよい。 In the method for producing a super water / oil repellent antifouling translucent film according to the third aspect of the present invention, chemical etching or physical etching may be used as a method of etching a part of the surface of the binder.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程cにおける加熱温度が、前記フィルム基材の軟化点未満であることが好ましい。 In the method for producing a super water / oil repellent antifouling translucent film according to the third aspect of the present invention, the heating temperature in the step c is preferably lower than the softening point of the film substrate.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程dにおいて、前記フィルム基材および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と反応して結合を形成する表面反応基とフッ化炭素基とを有する膜化合物を含む撥水撥油防汚処理液を前記複合微粒子が結合固定された前記フィルム基材の表面に接触させ、前記フィルム基材および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して該表面に結合固定された前記膜化合物の被膜を形成してもよい。
表面官能基と表面反応基との反応により形成された結合を介して撥水撥油防汚性薄膜を複合微粒子の表面に結合固定することにより、撥水撥油防汚性薄膜の耐久性を向上できる。
In the method for producing a super water / oil repellent / antifouling and translucent film according to the third aspect of the present invention, in the step d, any one of functional groups present on the surfaces of the film substrate and the composite fine particles. Alternatively, a water / oil repellent / antifouling treatment liquid containing a film compound having a surface reactive group and a fluorocarbon group that reacts with a plurality to form a bond is brought into contact with the surface of the film substrate to which the composite fine particles are bonded and fixed. And the membrane compound bonded and fixed to the surface through a bond formed by the reaction of any one or more of the functional groups present on the surface of the film substrate and the composite fine particles with the surface reactive group A film may be formed.
The water / oil repellent / antifouling thin film is bonded and fixed to the surface of the composite fine particle through a bond formed by the reaction between the surface functional group and the surface reactive group, thereby improving the durability of the water / oil repellent / antifouling thin film Can be improved.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記表面反応基がアルコキシシリル基であり、前記撥水撥油防汚処理液が、
(1)カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステルおよびチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1または2以上の化合物、および/または
(2)ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、およびアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1または2以上の化合物を縮合触媒として含んでいてもよい。
表面反応基としてアルコキシシリル基を用いることにより、反応時にハロゲン化水素等の有害な副生成物の生成を防ぐことができると共に、反応液が縮合触媒を含んでいるため、撥水撥油防汚性薄膜の形成に必要な処理時間を短縮できる。
In the method for producing a super water / oil repellent / antifouling light-transmitting film according to the third aspect of the present invention, the surface reactive group is an alkoxysilyl group, and the water / oil repellent / antifouling treatment liquid comprises:
(1) one or more compounds selected from the group consisting of carboxylic acid metal salts, carboxylic acid ester metal salts, carboxylic acid metal salt polymers, carboxylic acid metal salt chelates, titanate esters and titanate ester chelates, and / or Alternatively, (2) one or more compounds selected from the group consisting of ketimine compounds, organic acids, aldimine compounds, enamine compounds, oxazolidine compounds, and aminoalkylalkoxysilane compounds may be included as a condensation catalyst.
By using an alkoxysilyl group as a surface reactive group, it is possible to prevent the formation of harmful by-products such as hydrogen halide during the reaction, and the reaction solution contains a condensation catalyst, so that it is water and oil repellent and antifouling. The processing time required for forming a conductive thin film can be shortened.

更に、前記工程dの後で、余分な前記撥水撥油防汚処理液を洗浄除去してもよい。
余分な反応液を洗浄除去することにより、撥水撥油防汚性薄膜を単分子膜とすることができるため、製造される超撥水撥油防汚性透光性フィルムの透明度を損なうことがない。
Further, after the step d, the excess water / oil repellent / antifouling treatment liquid may be removed by washing.
By washing and removing excess reaction liquid, the water- and oil-repellent and antifouling thin film can be made into a monomolecular film, thus impairing the transparency of the manufactured super water and oil repellent and antifouling translucent film. There is no.

本発明の第3の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、前記工程bの前に前記工程cを行ってもよい。 In the method for producing a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the third aspect of the present invention, the step c may be performed before the step b.

本発明の第4の態様は、本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムを表面に設置したガラス窓を提供することにより上記課題を解決するものである。
撥水性、撥油性および防汚性に加え、透明度および耐久性にも優れたガラス窓を提供できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a glass window having a super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the first aspect of the present invention on its surface, thereby solving the above-mentioned problems. .
In addition to water repellency, oil repellency and antifouling properties, a glass window having excellent transparency and durability can be provided.

本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムをフェースプレートの表面に設置した太陽エネルギー利用装置を提供することにより上記課題を解決するものである。
撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐久性および耐候性にも優れ、入射光の散乱や乱反射が抑制されるため光エネルギーの利用効率にも優れた太陽エネルギー利用装置を提供できる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a solar energy utilization apparatus in which the super water / oil / oil repellent and light-transmitting film according to the first aspect of the present invention is installed on the surface of the face plate. It is a solution.
In addition to water repellency, oil repellency, and antifouling properties, it is possible to provide a solar energy utilization device that is excellent in durability and weather resistance, and that is excellent in light energy utilization efficiency because scattering and diffuse reflection of incident light are suppressed.

本発明の第6の態様は、本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有する光学機器を提供することにより上記課題を解決するものである。
撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐久性および耐候性にも優れ、入射光の散乱や乱反射が抑制されるため透明性や光学特性にも優れた光学機器を提供できる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical apparatus having the super water / oil repellent antifouling and translucent film according to the first aspect of the present invention to solve the above-mentioned problems.
In addition to water repellency, oil repellency, and antifouling properties, it is excellent in durability and weather resistance, and since scattering and irregular reflection of incident light are suppressed, an optical device excellent in transparency and optical characteristics can be provided.

本発明の第7の態様は、本発明の第1の態様に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有する表示装置を提供することにより上記課題を解決するものである。
撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐久性および耐候性にも優れ、入射光の散乱や乱反射が抑制されるため透明性や光学特性にも優れ、且つ耐指紋付着性に優れた表示装置を提供できる表示装置を提供できる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a display device having the super water / oil repellent antifouling light-transmitting film according to the first aspect of the present invention.
In addition to water repellency, oil repellency and antifouling properties, it also has excellent durability and weather resistance, and since it suppresses scattering and irregular reflection of incident light, it has excellent transparency and optical properties, and also has excellent fingerprint resistance. A display device that can provide the device can be provided.

本発明によれば、撥水撥油防汚機能に加え、耐摩耗性や耐候性等の耐久性、水滴離水性(滑水性ともいう)、撥油性、防汚性が向上した超撥水撥油防汚性透光性フィルムとその製造方法が提供される。また、本発明によれば、撥水性、撥油性および防汚性に加え、透明度および耐久性にも優れたガラス窓、撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐候性および光エネルギーの利用効率にも優れた太陽エネルギー利用装置、および撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐久性、透明度および光学特性にも優れた光学機器が提供される。さらに、耐指紋付着性に優れた表示装置を提供できる。
なお、本発明の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法では、金平糖状の複合微粒子を形成後、その一部が露出するようにフィルム表面層に埋め込ませることにより、表面に複雑な凹凸をもたらし、水滴接触角は145度以上となり、平坦な場合の110度程度に比べて撥水撥油防汚性を大幅に向上させることができる。
According to the present invention, in addition to the water / oil repellent / antifouling function, super water / oil repellent with improved durability, such as abrasion resistance and weather resistance, water-drop separation (also referred to as water slidability), oil repellency and antifouling properties. An oil antifouling translucent film and a method for producing the same are provided. Further, according to the present invention, in addition to water repellency, oil repellency and antifouling properties, glass windows with excellent transparency and durability, water repellency, oil repellency and antifouling properties, weather resistance and utilization of light energy A solar energy utilization device having excellent efficiency and an optical apparatus having excellent durability, transparency, and optical characteristics in addition to water repellency, oil repellency and antifouling properties are provided. Furthermore, a display device having excellent fingerprint resistance can be provided.
In the method for producing a super water / oil repellent antifouling light-transmitting film of the present invention, after forming the confetti-like composite fine particles, it is embedded in the film surface layer so that a part of the fine particles is exposed. Complex indentations are brought about, the water droplet contact angle is 145 degrees or more, and the water and oil repellency and antifouling properties can be greatly improved as compared to about 110 degrees when flat.

本発明の第1の実施の形態に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルムの断面構造を模式的に説明した説明図である。It is explanatory drawing which demonstrated typically the cross-section of the super water / oil repellent antifouling translucent film which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、複合微粒子を製造する工程の説明図である。It is explanatory drawing of the process of manufacturing a composite microparticle in the manufacturing method of the super water-repellent oil-repellent antifouling translucent film. 本発明の第2の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法において、フィルム基材の表面にバインダを介して結合固定された微粒子の表面に複数の球状または略球状の突起を形成する工程の説明図である。In the method for producing a wear-resistant super water- and oil-repellent antifouling translucent film according to the second embodiment of the present invention, a plurality of fine particles bonded and fixed to the surface of the film substrate via a binder are provided. It is explanatory drawing of the process of forming the spherical or substantially spherical protrusion. 実施例1において製造した耐摩耗性超撥水撥油防汚性透光性フィルムの表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of a wear-resistant super water / oil / oil repellent and light-transmitting film produced in Example 1. FIG.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図1〜3は単なる概略説明図であり、フィルム表面層、複合微粒子または微粒子、および撥水撥油防汚性薄膜を形成する化合物の大きさについては、必ずしも実際の大きさの比率を反映していない。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る超撥水撥油防汚性透光性フィルム10は、透光性を有する材料からなるフィルム表面層14と、少なくとも一部が表面に露出するようにフィルム表面層14に埋め込まれ、球状または略球状の微粒子の表面にそれよりも直径が小さな球状または略半球状の複数の突起13が形成された金平糖状の構造を有する透明な融着複合微粒子11a(複合微粒子の一例)と、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面の少なくとも一部を被うように結合形成された撥水撥油防汚性薄膜15aとを有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. 1 to 3 are merely schematic explanatory views. The size of the compound that forms the film surface layer, composite fine particles or fine particles, and the water / oil repellent / antifouling thin film is not necessarily the ratio of the actual size. Not reflected.
As shown in FIG. 1, the super water / oil repellent / antifouling translucent film 10 according to the first embodiment of the present invention includes a film surface layer 14 made of a translucent material and at least a part thereof. Embedded in the film surface layer 14 so as to be exposed on the surface, and has a confetti-like structure in which a plurality of spherical or substantially hemispherical protrusions 13 having a smaller diameter are formed on the surface of spherical or substantially spherical fine particles. A transparent fused composite fine particle 11a (an example of a composite fine particle), and a water / oil / oil repellent antifouling thin film 15a formed so as to cover at least part of the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14; Have

超撥水撥油防汚性透光性フィルム10は、球状または略球状の微粒子の表面に該微粒子よりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起が形成された金平糖状の構造を有する透明な複合微粒子11を、少なくともその一部が表面に露出するように、透光性を有するフィルム表面層に埋め込む工程Dと、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面に撥水撥油防汚性薄膜15aを形成する工程Eとを有する方法により製造される。
以下、工程D、Eについてより詳細に説明する。
The super water- and oil-repellent antifouling and translucent film 10 has a transparent structure having a confetti structure in which a plurality of spherical or hemispherical protrusions having a smaller diameter than the fine particles are formed on the surface of spherical or substantially spherical fine particles. Embedded in the film surface layer having translucency so that at least a part of the composite fine particle 11 is exposed on the surface, and the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14 is water- and oil-repellent and oil-proof. And a step E of forming the dirty thin film 15a.
Hereinafter, the processes D and E will be described in more detail.

(1)工程D
超撥水撥油防汚性透光性フィルム10を構成するフィルム表面層14は、透光性フィルムの表面層を形成できる限りにおいて任意の材質、形状、大きさのものを特に制限なく使用できる。フィルム表面層14は、フィルム基材と一体になっていてもよく、耐摩耗性および耐スクラッチ性向上、防眩性向上等の目的でフィルム基材表面に設けられたハードコート層のようなフィルム基材とは別個の表面層であってもよい。フィルム表面層14の材質としては、アクリル系樹脂、オキセタン系樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリイミド(PI)、これらの任意の2以上の共重合体等の有機系高分子、シリカ等の無機系高分子、あるいはこれらの複合体または積層体等が挙げられる。
(1) Process D
As the film surface layer 14 constituting the super water / oil repellent / antifouling translucent film 10, any material, shape and size can be used without particular limitation as long as the surface layer of the translucent film can be formed. . The film surface layer 14 may be integrated with the film base material, and is a film such as a hard coat layer provided on the surface of the film base material for the purpose of improving wear resistance, scratch resistance, antiglare property, etc. It may be a surface layer separate from the substrate. As the material of the film surface layer 14, acrylic resin, oxetane resin, silicone resin, polyurethane resin, fluorine resin, polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose (TAC), polyimide (PI), any two of these Examples thereof include organic polymers such as the above copolymers, inorganic polymers such as silica, and composites or laminates thereof.

融着複合微粒子11aは、球状または略球状の微粒子12の表面に、それよりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起13が融着した金平糖状の形状を有しており、突起を含まない球状部の直径は、50nm〜5mm、好ましくは50nm〜400nm、より好ましくは50〜100nmである。特に、ガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、タッチパネル等の表示装置等に用いるために透明度が必要とされる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造のためには、入射光の散乱や乱反射による透明度の低下を抑制するために、融着複合微粒子11aの突起を含まない球状部の直径は、可視光の波長よりも短い400nm以下である必要があり、もっとも好ましい直径の範囲は、上記の50〜100nmである。 The fused composite fine particle 11a has a confetti-like shape in which a plurality of spherical or hemispherical projections 13 having a smaller diameter are fused on the surface of a spherical or substantially spherical fine particle 12, and includes a projection. The diameter of the non-spherical part is 50 nm to 5 mm, preferably 50 nm to 400 nm, more preferably 50 to 100 nm. In particular, for the production of a super water- and oil-repellent antifouling translucent film 10 that requires transparency for use in glass windows, solar energy utilization devices, optical devices, touch panels and other display devices, etc. In order to suppress a decrease in transparency due to light scattering or irregular reflection, the diameter of the spherical portion not including the protrusions of the fused composite fine particles 11a needs to be 400 nm or less, which is shorter than the wavelength of visible light, and is the most preferable diameter. The range is 50-100 nm as described above.

突起の直径は、融着複合微粒子11aの突起を含まない球状部の直径の1/100以上1/5以下であり、1nm〜50μm、好ましくは5nm〜80nm、より好ましくは10〜20nmである。 The diameter of the protrusion is 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the spherical part not including the protrusion of the fused composite fine particle 11a, and is 1 nm to 50 μm, preferably 5 nm to 80 nm, more preferably 10 to 20 nm.

融着複合微粒子11aの材質について特に制限はなく、ソーダ石灰ガラス、クリスタルガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ガラスセラミックス、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の任意の材質のものを用いることができ、ポリメタクリル酸メチル等からなるアクリルガラス(プレキシガラス)等の有機材料を用いることもできる。特に、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の硬質の無機酸化物からなる微粒子を用いる場合には、得られる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の表面の硬度および耐摩耗性を向上できる。 There are no particular restrictions on the material of the fused composite fine particles 11a, and any material such as soda-lime glass, crystal glass, quartz glass, borosilicate glass, glass ceramics, silica, alumina, zirconia, etc. can be used. An organic material such as acrylic glass (plexiglass) made of methyl acid can also be used. In particular, when fine particles made of a hard inorganic oxide such as silica, alumina, or zirconia are used, the surface hardness and wear resistance of the resulting super water / oil / oil repellent and translucent film 10 can be improved.

融着複合微粒子11aは、上記のような形状、大きさのものであれば、製造方法については特に制限されることなく任意の方法を用いて製造されたものを用いることができるが、後述する工程A〜Cを含む方法を用いると、安価な球状の微粒子を用いて、大きさの制御されたものを容易に調製できる。 As long as the fused composite fine particles 11a have the shape and size as described above, the production method is not particularly limited and those produced using any method can be used. When the method including the steps A to C is used, a controlled particle can be easily prepared using inexpensive spherical fine particles.

融着複合微粒子11aのフィルム表面層14への埋め込みは、例えば、(1)加熱して軟化させたフィルム表面層14上に融着複合微粒子11aを散布し圧入する、(2)フィルム表面層14の液状の前駆体と融着複合微粒子11aをフィルム基材に塗布後、前駆体を反応させてフィルム表面層14を形成させる等の方法を用いて行うことができる。また、バインダとして光硬化性樹脂や接着剤(エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤)を用いてもよい。これらの処理はいずれも従来のロール・トゥ・ロール法により実施可能であるため、既存の生産設備を利用可能である上、大面積化への対応も容易である。 The fusion composite fine particles 11a are embedded in the film surface layer 14 by, for example, (1) spraying and press-fitting the fusion composite fine particles 11a onto the film surface layer 14 softened by heating. (2) The film surface layer 14 The liquid precursor and the fused composite fine particles 11a can be applied to a film substrate, and then the precursor is reacted to form the film surface layer 14. Moreover, you may use photocurable resin and an adhesive agent (an epoxy adhesive, a cyanoacrylate adhesive) as a binder. Since all of these processes can be performed by the conventional roll-to-roll method, existing production facilities can be used and it is easy to cope with an increase in area.

フィルム表面層14またはその前駆体が有する反応性の官能基(第1の反応性の官能基の一例)と、複合微粒子11の表面の官能基(第2の反応性の官能基の一例)とが反応して結合を形成し、埋め込まれた複合微粒子11が結合を介してフィルム表面層14に結合固定されるようにすると、複合微粒子11の剥離強度や超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の耐摩耗性、耐スクラッチ性等を向上できる。複合微粒子11として、シリカ、アルミナ等の無機酸化物を用いる場合、表面基としてヒドロキシル基を有しているため、これと反応する官能基を有するフィルム表面層14またはその前駆体を選択すればよく、その具体例としては、アルコキシシラン等のシリカ前駆体、シリコーン樹脂前駆体等が挙げられる。 Reactive functional group (an example of a first reactive functional group) possessed by the film surface layer 14 or its precursor, and a functional group on the surface of the composite fine particle 11 (an example of a second reactive functional group) React to form a bond, and the embedded composite fine particle 11 is bonded and fixed to the film surface layer 14 through the bond. The wear resistance and scratch resistance of the conductive film 10 can be improved. When an inorganic oxide such as silica or alumina is used as the composite fine particle 11, since it has a hydroxyl group as a surface group, the film surface layer 14 having a functional group that reacts therewith or a precursor thereof may be selected. Specific examples thereof include silica precursors such as alkoxysilanes, silicone resin precursors, and the like.

あるいは、フィルム表面層14またはその前駆体の有する反応性の官能基を一端に有するアルコキシシラン化合物を、後述する工程A、B、Eと同様の条件で複合微粒子11と反応させ、複合微粒子11の表面に当該反応性の官能基を導入してもよい。 Or the alkoxysilane compound which has the reactive functional group which the film surface layer 14 or its precursor has at one end is made to react with the composite fine particles 11 under the same conditions as in Steps A, B and E described later, and the composite fine particles 11 The reactive functional group may be introduced on the surface.

これらの場合において、複合微粒子11の表面官能基または上記のようにしてアルコキシシラン化合物との反応によりその表面に導入される反応性の官能基は、複合微粒子が凝集した状態で結合を形成し、フィルム表面層14における複合微粒子11の分布が不均一となることを避けるために、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造条件下で二量化反応しないものであることが好ましい。 In these cases, the surface functional group of the composite fine particle 11 or the reactive functional group introduced into the surface by the reaction with the alkoxysilane compound as described above forms a bond in a state where the composite fine particle is aggregated, In order to avoid the uneven distribution of the composite fine particles 11 in the film surface layer 14, it is preferable that the dimerization reaction does not occur under the manufacturing conditions of the super water / oil repellent / antifouling and translucent film 10.

このようにして、表面に一部が露出するようにフィルム表面層14に埋め込まれた融着複合微粒子11aは、球状または略球状の微粒子12の表面に、それよりも直径が小さな球状または半球状の複数の第2の突起13が融着した金平糖状の形状を有しており、その高さは、50nm〜5mm、好ましくは50nm〜400nm、より好ましくは50〜100nmである。特に、ガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、タッチパネル等の表示装置等に用いるために透明度が必要とされる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造のためには、入射光の散乱や乱反射による透明度の低下を抑制するために、融着複合微粒子11aの高さは、可視光の波長よりも短い400nm以下である必要がある。 In this way, the fused composite fine particles 11a embedded in the film surface layer 14 so that a part of the surface is exposed to the surface are spherical or hemispherical having a smaller diameter on the surface of the spherical or substantially spherical fine particles 12. The plurality of second protrusions 13 has a fused sugar-like shape, and the height thereof is 50 nm to 5 mm, preferably 50 nm to 400 nm, more preferably 50 to 100 nm. In particular, for the production of a super water- and oil-repellent antifouling translucent film 10 that requires transparency for use in glass windows, solar energy utilization devices, optical devices, touch panels and other display devices, etc. In order to suppress a decrease in transparency due to light scattering or irregular reflection, the height of the fused composite fine particles 11a needs to be 400 nm or less, which is shorter than the wavelength of visible light.

第2の突起13の直径は、微粒子12の直径の1/100以上1/5以下であり、1nm〜50μm、好ましくは5nm〜80nm、より好ましくは10〜20nmである。 The diameter of the second protrusion 13 is 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the fine particles 12, and is 1 nm to 50 μm, preferably 5 nm to 80 nm, more preferably 10 to 20 nm.

工程E
フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面に、図示しない表面官能基と表面反応基との反応により形成された結合を介して、その表面に結合固定された撥水撥油防汚性薄膜15aを形成し、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10を製造するのに用いる反応液は、フッ化炭素基を含むアルコキシシラン化合物(表面反応基とフッ化炭素基とを有する膜化合物15の一例)と、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面のヒドロキシル基(表面官能基の一例)とアルコキシシリル基との縮合反応を促進するための縮合触媒と、非水系の有機溶媒とを混合することにより調製される。
Process E
A water- and oil-repellent and antifouling thin film bonded and fixed to the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14 through a bond formed by a reaction between a surface functional group and a surface reactive group (not shown). The reaction liquid used to produce the super water / oil repellent / antifouling and translucent film 10 is an alkoxysilane compound containing a fluorocarbon group (a film having a surface reactive group and a fluorocarbon group). An example of the compound 15, a condensation catalyst for promoting the condensation reaction between the hydroxyl group (an example of the surface functional group) on the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14 and the alkoxysilyl group, and a non-aqueous organic material It is prepared by mixing with a solvent.

フッ化炭素基を含むアルコキシシラン化合物としては、下記の一般式(I)で表されるアルコキシシラン化合物が挙げられる。 Examples of the alkoxysilane compound containing a fluorocarbon group include alkoxysilane compounds represented by the following general formula (I).

(I)CF(CF−Y−Z−(CH−Si(OR) (I) CF 3 (CF 2 ) n -Y-Z- (CH 2) m -Si (OR) 3

上式において、mは0〜20の整数を、nは0〜9の整数を、Rは炭素数1〜4のアルキル基をそれぞれ表す。
また、Yは、(CH(kは1〜3の整数を表す)および単結合のいずれかを表し、Zは、O(エーテル酸素)、COO、Si(CH、および単結合のいずれかを表す。
In the above formula, m represents an integer of 0 to 20, n represents an integer of 0 to 9, and R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Y represents (CH 2 ) k (k represents an integer of 1 to 3) and a single bond, and Z represents O (ether oxygen), COO, Si (CH 3 ) 2 , and a single bond. Represents one of the bonds.

式(I)で表されるフッ化炭素基を含むアルコキシシラン化合物としては、下記(1)〜(12)に示す化合物が挙げられる。 Examples of the alkoxysilane compound containing a fluorocarbon group represented by the formula (I) include compounds shown in the following (1) to (12).

(1)CFCHO(CH15Si(OCH
(2)CF(CHSi(CH(CH15Si(OCH
(3)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(OCH
(4)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(OCH
(5)CFCOO(CH15Si(OCH
(6)CF(CF(CHSi(OCH
(7)CFCHO(CH15Si(OC
(8)CF(CHSi(CH(CH15Si(OC
(9)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(OC
(10)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(OC
(11)CFCOO(CH15Si(OC
(12)CF(CF(CHSi(OC
(1) CF 3 CH 2 O (CH 2 ) 15 Si (OCH 3 ) 3
(2) CF 3 (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 Si (OCH 3 ) 3
(3) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (OCH 3 ) 3
(4) CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (OCH 3 ) 3
(5) CF 3 COO (CH 2 ) 15 Si (OCH 3 ) 3
(6) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
(7) CF 3 CH 2 O (CH 2 ) 15 Si (OC 2 H 5 ) 3
(8) CF 3 (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 Si (OC 2 H 5 ) 3
(9) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (OC 2 H 5 ) 3
(10) CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (OC 2 H 5 ) 3
(11) CF 3 COO (CH 2 ) 15 Si (OC 2 H 5 ) 3
(12) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3

縮合触媒としては、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステルおよびチタン酸エステルキレート等の金属塩が利用可能である。
縮合触媒の添加量は、好ましくはアルコキシシラン化合物の0.2〜5質量%であり、より好ましくは0.5〜1質量%である。
As the condensation catalyst, metal salts such as carboxylic acid metal salts, carboxylic acid ester metal salts, carboxylic acid metal salt polymers, carboxylic acid metal salt chelates, titanate esters and titanate ester chelates can be used.
The addition amount of the condensation catalyst is preferably 0.2 to 5% by mass of the alkoxysilane compound, and more preferably 0.5 to 1% by mass.

カルボン酸金属塩の具体例としては、酢酸第1スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクテート、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジオクテート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクタン酸第1スズ、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、2−エチルヘキセン酸鉄が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid metal salts include stannous acetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate, dibutyltin diacetate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin dioctate, dioctyltin diacetate, stannous dioctanoate, naphthenic acid Lead, cobalt naphthenate, and iron 2-ethylhexenoate.

カルボン酸エステル金属塩の具体例としては、ジオクチルスズビスオクチリチオグリコール酸エステル塩、ジオクチルスズマレイン酸エステル塩が挙げられる。
カルボン酸金属塩ポリマーの具体例としては、ジブチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジメチルスズメルカプトプロピオン酸塩ポリマーが挙げられる。
カルボン酸金属塩キレートの具体例としては、ジブチルスズビスアセチルアセテート、ジオクチルスズビスアセチルラウレートが挙げられる。
Specific examples of the carboxylic acid ester metal salt include dioctyltin bisoctylthioglycolate ester salt and dioctyltin maleate ester salt.
Specific examples of the carboxylic acid metal salt polymer include dibutyltin maleate polymer and dimethyltin mercaptopropionate polymer.
Specific examples of the carboxylic acid metal salt chelate include dibutyltin bisacetylacetate and dioctyltin bisacetyllaurate.

チタン酸エステルの具体例としては、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネートが挙げられる。
チタン酸エステルキレート類の具体例としては、ビス(アセチルアセトニル)ジ−プロピルチタネートが挙げられる。
Specific examples of the titanate ester include tetrabutyl titanate and tetranonyl titanate.
Specific examples of titanate chelates include bis (acetylacetonyl) dipropyl titanate.

反応液をフィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面に塗布し、室温の空気中で反応させると、アルコキシシリル基とフィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面のヒドロキシル基とが縮合反応を起こし、下記の化1で示されるような構造を有するフッ化炭素基を含む撥水撥油防汚性薄膜15aを生成する。なお、酸素原子から延びた3本の単結合はフィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面または隣接するシラン化合物のケイ素(Si)原子と結合しており、そのうち少なくとも1本はフィルム表面層1の表面のケイ素原子と結合している。 When the reaction solution is applied to the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14 and reacted in air at room temperature, the alkoxysilyl group and the hydroxyl group on the surface of the composite fine particle 11 exposed from the film surface layer 14 are condensed. A reaction is caused to generate a water / oil / oil repellent antifouling thin film 15a containing a fluorocarbon group having a structure as shown in Chemical Formula 1 below. The three single bonds extending from the oxygen atoms are bonded to the surface of the composite fine particles 11 exposed from the film surface layer 14 or the silicon (Si) atoms of the adjacent silane compound, at least one of which is the film surface layer. 1 is bonded to silicon atoms on the surface.

アルコキシシリル基は、水分の存在下で分解するので、反応は相対湿度45%以下の空気中で行うことが好ましい。なお、縮合反応は、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面に付着した油脂分や水分により阻害されるので、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11をよく洗浄して乾燥することにより、これらの不純物を予め除去しておくことが好ましい。
縮合触媒として上述の金属塩のいずれかを用いた場合、縮合反応の完了までに要する時間は2時間程度である。
Since the alkoxysilyl group decomposes in the presence of moisture, the reaction is preferably performed in air with a relative humidity of 45% or less. The condensation reaction is hindered by oils and fats and moisture adhering to the surface of the composite fine particles 11 exposed from the film surface layer 14, so that the composite fine particles 11 exposed from the film surface layer 14 are thoroughly washed and dried. It is preferable to remove these impurities in advance.
When any of the above metal salts is used as the condensation catalyst, the time required for completion of the condensation reaction is about 2 hours.

上述の金属塩の代わりに、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1または2以上の化合物を縮合触媒として用いた場合、反応時間を1/2〜2/3程度まで短縮できる。 When one or more compounds selected from the group consisting of ketimine compounds, organic acids, aldimine compounds, enamine compounds, oxazolidine compounds, and aminoalkylalkoxysilane compounds are used as the condensation catalyst instead of the above metal salts, Time can be shortened to about 1/2 to 2/3.

あるいは、これらの化合物を助触媒として、上述の金属塩と混合(質量比1:9〜9:1の範囲で使用可能だが、1:1前後が好ましい)して用いると、反応時間をさらに短縮できる。 Alternatively, when these compounds are used as a co-catalyst and mixed with the above-described metal salt (mass ratio 1: 9 to 9: 1 can be used, preferably around 1: 1), the reaction time is further shortened. it can.

例えば、縮合触媒として、ジブチルスズオキサイドの代わりにケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のH3を用い、その他の条件は同一にして処理を行うと、反応時間を1時間程度にまで短縮できる。 For example, when H3 from Japan Epoxy Resin Co., which is a ketimine compound, is used as the condensation catalyst instead of dibutyltin oxide and the other conditions are the same, the reaction time can be reduced to about 1 hour.

さらに、縮合触媒として、ジャパンエポキシレジン社のH3とジブチルスズビスアセチルアセトネートとの混合物(混合比は1:1)を用い、その他の条件は同一にして反応性フィルム表面層4の製造を行うと、反応時間を20分程度に短縮できる。 Furthermore, when the reactive film surface layer 4 is produced using a mixture of H3 and dibutyltin bisacetylacetonate (mixing ratio is 1: 1) of Japan Epoxy Resin Co., Ltd. as the condensation catalyst, under the same other conditions. The reaction time can be shortened to about 20 minutes.

なお、ここで用いることができるケチミン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、2,5,8−トリアザ−1,8−ノナジエン、3,11−ジメチル−4,7,10−トリアザ−3,10−トリデカジエン、2,10−ジメチル−3,6,9−トリアザ−2,9−ウンデカジエン、2,4,12,14−テトラメチル−5,8,11−トリアザ−4,11−ペンタデカジエン、2,4,15,17−テトラメチル−5,8,11,14−テトラアザ−4,14−オクタデカジエン、2,4,20,22−テトラメチル−5,12,19−トリアザ−4,19−トリエイコサジエン等が挙げられる。 The ketimine compound that can be used here is not particularly limited, and examples thereof include 2,5,8-triaza-1,8-nonadiene, 3,11-dimethyl-4,7,10-triaza- 3,10-tridecadiene, 2,10-dimethyl-3,6,9-triaza-2,9-undecadiene, 2,4,12,14-tetramethyl-5,8,11-triaza-4,11-penta Decadiene, 2,4,15,17-tetramethyl-5,8,11,14-tetraaza-4,14-octadecadiene, 2,4,20,22-tetramethyl-5,12,19-triaza -4,19-trieicosadiene and the like.

また、用いることができる有機酸も特に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、マロン酸等が挙げられる。 The organic acid that can be used is not particularly limited, and examples thereof include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and malonic acid.

反応液の調製には、有機塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、フッ化炭素系溶媒、シリコーン系溶媒、およびこれらの混合溶媒を用いることができる。アルコキシシラン化合物の加水分解を防止するために、乾燥剤または蒸留により使用する溶媒から水分を除去しておくことが好ましい。また、溶媒の沸点は50〜250℃であることが好ましい。 For the preparation of the reaction solution, an organic chlorine solvent, a hydrocarbon solvent, a fluorocarbon solvent, a silicone solvent, and a mixed solvent thereof can be used. In order to prevent hydrolysis of the alkoxysilane compound, it is preferable to remove water from the desiccant or the solvent used by distillation. Moreover, it is preferable that the boiling point of a solvent is 50-250 degreeC.

具体的に使用可能な溶媒としては、フィルム基材やフィルム表面層14を溶解または膨潤させない限りにおいて任意の溶媒を用いることができるが、非水系の石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、ノナン、デカン、灯油、ジメチルシリコーン、フェニルシリコーン、アルキル変性シリコーン、ポリエーテルシリコーン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
さらに、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれらの混合物を用いることもできる。
As the specifically usable solvent, any solvent can be used as long as it does not dissolve or swell the film substrate or the film surface layer 14, but non-aqueous petroleum naphtha, solvent naphtha, petroleum ether, petroleum benzine, Examples include isoparaffin, normal paraffin, decalin, industrial gasoline, nonane, decane, kerosene, dimethyl silicone, phenyl silicone, alkyl-modified silicone, polyether silicone, and dimethylformamide.
Furthermore, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, or a mixture thereof can also be used.

また、用いることができるフッ化炭素系溶媒としては、フロン系溶媒、フロリナート(米国3M社製)、アフルード(旭硝子株式会社製)等がある。なお、これらは1種単独で用いても良いし、良く混ざるものなら2種以上を組み合わせてもよい。さらに、ジクロロメタン、クロロホルム等の有機塩素系溶媒を添加してもよい。 Fluorocarbon solvents that can be used include fluorocarbon solvents, Fluorinert (manufactured by 3M, USA), Afludo (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like. In addition, these may be used individually by 1 type and may mix 2 or more types as long as it mixes well. Furthermore, an organic chlorine solvent such as dichloromethane or chloroform may be added.

反応液におけるアルコキシシラン化合物の好ましい濃度は、0.5〜3質量%である。 The preferable density | concentration of the alkoxysilane compound in a reaction liquid is 0.5-3 mass%.

反応後、溶媒で洗浄し、未反応物として表面に残った過剰なアルコキシシラン化合物および縮合触媒を除去すると、撥水撥油防汚性薄膜15aで表面が覆われた超撥水撥油防汚性透光性フィルム10が得られる。 After the reaction, the substrate is washed with a solvent to remove excess alkoxysilane compound and condensation catalyst remaining on the surface as unreacted substances, and then the surface is covered with a water / oil / oil / oil repellent thin film 15a. The translucent film 10 is obtained.

洗浄溶媒としては、アルコキシシラン化合物を溶解でき、フィルム基材やフィルム表面層14を溶解または膨潤させない任意の溶媒を用いることができるが、安価であり、溶解性が高く、風乾により容易に除去することのできるジクロロメタン、クロロホルム、N−メチルピロリドン等が好ましい。 As the cleaning solvent, any solvent that can dissolve the alkoxysilane compound and does not dissolve or swell the film substrate or the film surface layer 14 can be used, but it is inexpensive, has high solubility, and is easily removed by air drying. Preferred are dichloromethane, chloroform, N-methylpyrrolidone and the like.

反応後、余分な反応液を溶媒で洗浄除去せずに空気中に放置すると、表面に残ったアルコキシシラン化合物の一部が空気中の水分により加水分解を受け、生成したシラノール基がアルコキシシリル基と縮合反応を起こす。その結果、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の表面にポリシロキサンよりなる極薄のポリマー膜が形成される。このポリマー膜は、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の表面に共有結合により固定されていないが、フッ化炭素基を有しているため撥水撥油防汚性を有している。そのため、多少耐久性に劣る点を除けば、このままの状態でも超撥水撥油防汚性透光性フィルム10として使用できる。 After the reaction, if the excess reaction solution is left in the air without being washed away with a solvent, a part of the alkoxysilane compound remaining on the surface is hydrolyzed by moisture in the air, and the generated silanol group becomes an alkoxysilyl group. Causes a condensation reaction. As a result, an ultrathin polymer film made of polysiloxane is formed on the surface of the super water / oil repellent antifouling and translucent film 10. This polymer film is not fixed to the surface of the super water / oil / oil repellent / stain-resistant translucent film 10 by covalent bond, but has water / oil / oil / oil / stain resistance because it has a fluorocarbon group. ing. Therefore, it can be used as the super water / oil repellent antifouling translucent film 10 even in this state except for the point that the durability is somewhat inferior.

本実施の形態においては、アルコキシシラン化合物を用いた場合について説明したが、フッ化炭素基を有するハロシラン化合物を用いてもよい。ハロシラン化合物を用いる場合には、縮合触媒および助触媒が不要であること、アルコール系溶媒が使用できないこと、アルコキシシラン化合物より加水分解を受けやすいので、乾燥溶媒を用い、乾燥空気中(相対湿度30%以下)で反応を行うことを除き、アルコキシシラン化合物と同様に反応液の調製およびフィルム表面層14から露出した複合微粒子11との反応を行うことができる。 Although the case where an alkoxysilane compound is used has been described in this embodiment mode, a halosilane compound having a fluorocarbon group may be used. When a halosilane compound is used, a condensation catalyst and a cocatalyst are not required, an alcohol solvent cannot be used, and it is more susceptible to hydrolysis than an alkoxysilane compound. %), The reaction liquid can be prepared and reacted with the composite fine particles 11 exposed from the film surface layer 14 in the same manner as the alkoxysilane compound.

単分子膜状の撥水撥油防汚性薄膜15aの膜厚は高々1nm程度であるため、フィルム表面層14から露出した複合微粒子11の表面に形成された5〜50nm程度の凸凹はほとんど損なわれることがない。また、この凸凹の効果(いわゆる「蓮の葉効果」)により、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の見かけ上の表面エネルギーを小さくでき、水滴接触角は、140°以上(本実施の形態では150°程度)となり、超撥水が実現できる。 Since the film thickness of the monomolecular film-like water- and oil-repellent and antifouling thin film 15a is about 1 nm at most, the unevenness of about 5 to 50 nm formed on the surface of the composite fine particles 11 exposed from the film surface layer 14 is almost lost. It will not be. In addition, the uneven surface effect (the so-called “lotus leaf effect”) can reduce the apparent surface energy of the super water / oil / oil repellent and light-transmitting film 10, and the water droplet contact angle is 140 ° or more (present) In the embodiment, it is about 150 °), and super water repellency can be realized.

また、工程Eにおいて用いることができるフッ化炭素基を含むハロシラン化合物としては、下記(21)〜(26)に示す化合物が挙げられる。また、下記(27)〜(32)に示すイソシアネートシラン化合物を用いることもできる。 Moreover, as a halosilane compound containing the fluorocarbon group which can be used in the process E, the compound shown to following (21)-(26) is mentioned. Moreover, the isocyanate silane compound shown to following (27)-(32) can also be used.

(21)CFCHO(CH15SiCl
(22)CF(CHSi(CH(CH15SiCl
(23)CF(CF(CHSi(CH(CHSiCl
(24)CF(CF(CHSi(CH(CHSiCl
(25)CFCOO(CH15SiCl
(26)CF(CF(CHSiCl
(27)CFCHO(CH15Si(NCO)
(28)CF(CHSi(CH(CH15Si(NCO)
(29)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(NCO)
(30)CF(CF(CHSi(CH(CHSi(NCO)
(31)CFCOO(CH15Si(NCO)
(32)CF(CF(CHSi(NCO)
(21) CF 3 CH 2 O (CH 2 ) 15 SiCl 3
(22) CF 3 (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 SiCl 3
(23) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 SiCl 3
(24) CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 SiCl 3
(25) CF 3 COO (CH 2 ) 15 SiCl 3
(26) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 SiCl 3
(27) CF 3 CH 2 O (CH 2 ) 15 Si (NCO) 3
(28) CF 3 (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 Si (NCO) 3
(29) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (NCO) 3
(30) CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 Si (NCO) 3
(31) CF 3 COO (CH 2 ) 15 Si (NCO) 3
(32) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (NCO) 3

なお、撥水撥油防汚性薄膜15aはフィルム表面層14の表面に形成されてもよい。フィルム表面層14に、フッ化炭素基を含むアルコキシシラン化合物と反応可能な表面官能基が存在する場合には、上述のアルコキシシラン化合物と反応できるため、工程Eにおいてフィルム表面層14の表面層にも撥水撥油防汚性薄膜15aを形成できる。フィルム表面層14に、フッ化炭素基を含むアルコキシシラン化合物と反応可能な表面官能基が存在しない場合であっても、コロナ処理等の前処理によりフィルム表面層14の表面に、アルコキシシラン化合物と反応可能なヒドロキシル基等の表面官能基を導入できる。 The water / oil repellent / antifouling thin film 15 a may be formed on the surface of the film surface layer 14. When there is a surface functional group capable of reacting with an alkoxysilane compound containing a fluorocarbon group in the film surface layer 14, it can react with the above-mentioned alkoxysilane compound. Also, the water / oil repellent antifouling thin film 15a can be formed. Even if there is no surface functional group capable of reacting with an alkoxysilane compound containing a fluorocarbon group on the film surface layer 14, the alkoxysilane compound and the surface of the film surface layer 14 are pretreated by corona treatment or the like. Surface functional groups such as reactive hydroxyl groups can be introduced.

融着複合微粒子の調製
融着複合微粒子11aは、球状または略球状の第1の微粒子21の表面官能基と反応して結合を形成する第1の表面反応基と、第1の反応基とを両端にそれぞれ有する第1の膜化合物を含む第1の反応液を前記第1の微粒子の表面に接触させ、表面官能基と表面反応基との反応により形成された結合を介して第1の微粒子21の表面に結合固定された第1の膜化合物の被膜を形成する工程Aと、球状または略球状で、第1の微粒子21よりも直径が小さな第2の微粒子22の表面官能基と反応して結合を形成する第2の表面反応基と、第1の反応基と反応して結合を形成する第2の反応性基とを両端にそれぞれ有する第2の膜化合物を含む第2の反応液を第2の微粒子22の表面に接触させ、表面官能基と表面反応基との反応により形成された結合を介して第2の微粒子22の表面に結合固定された第2の膜化合物の被膜を形成する工程Bと、第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子21と、第2の膜化合物の被膜が形成された第2の微粒子22とを接触させ、第1の反応基と第2の反応基とを反応させ、形成された結合を介して第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子21の表面に第2の膜化合物の被膜が形成された複数の第2の微粒子22を結合固定させた金平糖状の複合微粒子11を調製後、、加熱して第1の微粒子21と第2の微粒子22とを融着させた融着複合微粒子11aを調製する工程C(図2参照)とを有する方法により調製してもよい。
以下、各工程についてより詳細に説明する。
Preparation of Fusion Composite Fine Particles The fusion composite fine particles 11a include a first surface reactive group that reacts with a surface functional group of the spherical or substantially spherical first fine particle 21 to form a bond, and a first reactive group. A first reaction liquid containing a first film compound at each end is brought into contact with the surface of the first fine particle, and the first fine particle is formed through a bond formed by a reaction between a surface functional group and a surface reactive group. Reacting with the surface functional groups of the second microparticles 22 which are spherical or substantially spherical and have a diameter smaller than that of the first microparticles 21; A second reaction solution containing a second film compound having both a second surface reactive group that forms a bond and a second reactive group that reacts with the first reactive group to form a bond at both ends. Is brought into contact with the surface of the second fine particle 22, and a surface functional group and a surface reactive group A step B of forming a film of the second film compound bonded and fixed to the surface of the second fine particle 22 through a bond formed by the reaction; and a first fine particle on which the film of the first film compound is formed 21 is brought into contact with the second fine particles 22 on which the film of the second film compound is formed, the first reactive group and the second reactive group are reacted, and the first reactive group is formed via the formed bond. After preparing the confetti-like composite fine particles 11 in which a plurality of the second fine particles 22 with the second film compound film formed thereon are bonded and fixed to the surface of the first fine particles 21 with the film compound film formed thereon, You may prepare by the method which has the process C (refer FIG. 2) which prepares the fusion | melting composite fine particle 11a which heated and fuse | melted the 1st fine particle 21 and the 2nd fine particle 22. FIG.
Hereinafter, each process will be described in more detail.

工程A
第1の微粒子21の形状について特に制限はないが、球状または略球状であることが好ましい。第1の微粒子21の大きさは、50nm〜5mm、好ましくは50nm〜400nm、より好ましくは50〜200nmである。特に、ガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、表示装置等に用いるために透明度が必要とされる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造のためには、入射光の散乱や乱反射による透明度の低下を抑制するために、第1の微粒子21の大きさは、可視光の波長よりも短い400nm以下である必要がある。第1の微粒子21の材質についても特に制限はなく、ソーダ石灰ガラス、クリスタルガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ガラスセラミックス、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の任意の材質のものを用いることができ、ポリメタクリル酸メチル等からなるアクリルガラス(プレキシガラス)等の有機材料を用いることもできる。特に、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の硬質の無機酸化物からなる微粒子を用いる場合には、得られる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の表面の硬度および耐摩耗性を向上できる。
Process A
The shape of the first fine particles 21 is not particularly limited, but is preferably spherical or substantially spherical. The size of the first fine particles 21 is 50 nm to 5 mm, preferably 50 nm to 400 nm, more preferably 50 to 200 nm. In particular, for the production of a super water- and oil-repellent and antifouling translucent film 10 that requires transparency for use in glass windows, solar energy utilization devices, optical devices, display devices, etc., scattering of incident light In order to suppress a decrease in transparency due to or irregular reflection, the size of the first fine particles 21 needs to be 400 nm or shorter, which is shorter than the wavelength of visible light. The material of the first fine particles 21 is not particularly limited, and any material such as soda lime glass, crystal glass, quartz glass, borosilicate glass, glass ceramics, silica, alumina, zirconia, and the like can be used. An organic material such as acrylic glass (plexiglass) made of methyl methacrylate or the like can also be used. In particular, when fine particles made of a hard inorganic oxide such as silica, alumina, or zirconia are used, the surface hardness and wear resistance of the resulting super water / oil / oil repellent and translucent film 10 can be improved.

第1の反応基を含むアルコキシシラン化合物(第1の膜化合物)と、アルコキシシリル基と複合微粒子11の表面官能基(ヒドロキシル基)との縮合反応を促進するための縮合触媒と、非水系の有機溶媒とを含む反応液中で、第1の微粒子21をアルコキシシラン化合物と接触させることにより、第1の微粒子21の表面に第1の膜化合物の被膜を形成する。 A non-aqueous system comprising an alkoxysilane compound (first film compound) containing a first reactive group, a condensation catalyst for promoting a condensation reaction between the alkoxysilyl group and the surface functional group (hydroxyl group) of the composite fine particle 11, A film of the first film compound is formed on the surface of the first fine particle 21 by bringing the first fine particle 21 into contact with the alkoxysilane compound in a reaction solution containing an organic solvent.

第1の反応基としては、例えば、熱によりアミノ基等の求核剤と反するエポキシ基が挙げられる。エポキシ基を含むアルコキシシラン化合物としては、直鎖状アルキレン基の両末端に、エポキシ基(オキシラン環)を含む官能基およびアルコキシシリル基をそれぞれ有し、下記の一般式(化2)で表されるアルコキシシラン化合物が好ましい。 As a 1st reactive group, the epoxy group which opposes nucleophiles, such as an amino group, with a heat | fever is mentioned, for example. The alkoxysilane compound containing an epoxy group has a functional group containing an epoxy group (oxirane ring) and an alkoxysilyl group at both ends of the linear alkylene group, and is represented by the following general formula (Formula 2). An alkoxysilane compound is preferable.

上式において、Eはエポキシ基を含む官能基を、mは3〜20の整数を、Rは炭素数1〜4のアルキル基をそれぞれ表す。 In the above formula, E represents a functional group containing an epoxy group, m represents an integer of 3 to 20, and R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物の一例としては、下記(31)〜(42)に示した化合物が挙げられる。 As an example of the alkoxysilane compound which has an epoxy group, the compound shown to following (31)-(42) is mentioned.

(31) (CHOCH)CH2O(CH2)Si(OCH)3
(32) (CHOCH)CH2O(CH2)Si(OCH)3
(33) (CHOCH)CH2O(CH2)11Si(OCH)3
(34) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OCH)3
(35) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OCH)3
(36) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OCH)3
(37) (CHOCH)CH2O(CH2)Si(OC)3
(38) (CHOCH)CH2O(CH2)Si(OC)3
(39) (CHOCH)CH2O(CH2)11Si(OC)3
(40) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OC)3
(41) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OC)3
(42) (CHCHOCH(CH)CH(CH2)Si(OC)3
(31) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3
(32) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2) 7 Si (OCH 3) 3
(33) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2 ) 11 Si (OCH 3 ) 3
(34) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 2 Si (OCH 3) 3
(35) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 4 Si (OCH 3) 3
(36) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 6 Si (OCH 3) 3
(37) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3
(38) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2) 7 Si (OC 2 H 5) 3
(39) (CH 2 OCH) CH 2 O (CH 2) 11 Si (OC 2 H 5) 3
(40) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 2 Si (OC 2 H 5) 3
(41) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 4 Si (OC 2 H 5) 3
(42) (CH 2 CHOCH ( CH 2) 2) CH (CH 2) 6 Si (OC 2 H 5) 3

ここで、(CHOCH)CHO−基は、化3で表される官能基(グリシジルオキシ基)を表し、(CHCHOCH(CH)CH−基は、化4で表される官能基(3,4−エポキシシクロヘキシル基)を表す。 Here, the (CH 2 OCH) CH 2 O— group represents a functional group (glycidyloxy group) represented by Chemical Formula 3, and the (CH 2 CHOCH (CH 2 ) 2 ) CH— group represented by Chemical Formula 4 Represents a functional group (3,4-epoxycyclohexyl group).

第1の膜化合物として、直鎖状アルキレン基の両末端に、アミノ基およびアルコキシシリル基をそれぞれ有し、下記の一般式(化5)で表されるアルコキシシラン化合物を用いてもよい。 As the first film compound, an alkoxysilane compound having an amino group and an alkoxysilyl group at both ends of a linear alkylene group and represented by the following general formula (Formula 5) may be used.

上式において、mは3〜20の整数を、Rは炭素数1〜4のアルキル基をそれぞれ表す。なお、エポキシ基は、アルコキシシリル基との副反応を避けるために、保護基によって保護されていてもよい。保護基は加水分解等により容易に除去できるものが好ましく、ケトンとアミノ基との反応により生成するケチミン誘導体等が挙げられる。
また、アミノ基は、化5に示したような1級アミン以外に2級アミンでもよく、アミノ基の代わりにピロール基、イミダゾール基等のイミノ基を有する官能基を含むアルコキシシラン化合物を用いることができる。
この場合において、用いることができるアミノ基を有するアルコキシシラン化合物の一例としては、下記(51)〜(58)に示した化合物が挙げられる。
In the above formula, m represents an integer of 3 to 20, and R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The epoxy group may be protected with a protecting group in order to avoid side reactions with the alkoxysilyl group. The protecting group is preferably one that can be easily removed by hydrolysis or the like, and examples thereof include a ketimine derivative produced by the reaction between a ketone and an amino group.
The amino group may be a secondary amine other than the primary amine shown in Chemical Formula 5, and an alkoxysilane compound containing a functional group having an imino group such as a pyrrole group or an imidazole group may be used instead of the amino group. Can do.
In this case, examples of the alkoxysilane compound having an amino group that can be used include the compounds shown in the following (51) to (58).

(51) H2N(CH2)Si(OCH)3
(52) H2N(CH2)Si(OCH)3
(53) H2N(CH2)Si(OCH)3
(54) H2N(CH2)Si(OCH)3
(55) H2N(CH2)Si(OC)3
(56) H2N(CH2)Si(OC)3
(57) H2N(CH2)Si(OC)3
(58) H2N(CH2)Si(OC)3
(51) H 2 N (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
(52) H 2 N (CH 2 ) 5 Si (OCH 3 ) 3
(53) H 2 N (CH 2 ) 7 Si (OCH 3 ) 3
(54) H 2 N (CH 2 ) 9 Si (OCH 3 ) 3
(55) H 2 N (CH 2 ) 5 Si (OC 2 H 5 ) 3
(56) H 2 N (CH 2 ) 5 Si (OC 2 H 5 ) 3
(57) H 2 N (CH 2 ) 7 Si (OC 2 H 5 ) 3
(58) H 2 N (CH 2 ) 9 Si (OC 2 H 5 ) 3

反応液の調製に用いることができる縮合触媒および溶媒ならびに反応条件については、工程Eの場合と同様であるため、詳しい説明を省略する。ただし、第1の反応基がアミノ基の場合、スズ(Sn)塩を含む化合物は、アルコキシシラン誘導体に含まれるアミノ基と反応して沈殿を生成するため、縮合触媒として用いることができない。 The condensation catalyst, solvent, and reaction conditions that can be used for the preparation of the reaction solution are the same as in step E, and thus detailed description thereof is omitted. However, when the first reactive group is an amino group, a compound containing a tin (Sn) salt reacts with the amino group contained in the alkoxysilane derivative to generate a precipitate, and thus cannot be used as a condensation catalyst.

工程B
第2の微粒子22の形状について特に制限はないが、球状または略球状であることが好ましい。第2の微粒子22の大きさは、複合微粒子11の直径の1/100以上1/5以下であり、1nm〜50μm、好ましくは5nm〜80nm、より好ましくは5〜50nmである。特に、ガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器等に用いるために透明度が必要とされる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造のためには、入射光の散乱や乱反射による透明度の低下を抑制するために、第2の微粒子22の大きさは、可視光の波長よりも短い400nm以下、かつ複合微粒子11の直径の1/100以上1/5以下である必要がある。第2の微粒子13の材質についても特に制限はなく、ソーダ石灰ガラス、クリスタルガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ガラスセラミックス、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の任意の材質のものを用いることができ、ポリメタクリル酸メチル等からなるアクリルガラス(プレキシガラス)等の有機材料を用いることもできる。特に、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の硬質の無機酸化物からなる微粒子を用いる場合には、得られる超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の表面の硬度および耐摩耗性を向上できる。
Process B
Although there is no restriction | limiting in particular about the shape of the 2nd microparticle 22, It is preferable that it is spherical or substantially spherical. The size of the second fine particles 22 is 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the composite fine particles 11, and is 1 nm to 50 μm, preferably 5 nm to 80 nm, more preferably 5 to 50 nm. In particular, for the production of a super water- and oil-repellent antifouling light-transmitting film 10 that requires transparency for use in glass windows, solar energy utilization devices, optical equipment, etc., it is possible to use incident light scattering or irregular reflection. In order to suppress the decrease in transparency, the size of the second fine particles 22 needs to be 400 nm or less, which is shorter than the wavelength of visible light, and 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the composite fine particles 11. The material of the second fine particles 13 is not particularly limited, and any material such as soda lime glass, crystal glass, quartz glass, borosilicate glass, glass ceramics, silica, alumina, zirconia, and the like can be used. An organic material such as acrylic glass (plexiglass) made of methyl methacrylate or the like can also be used. In particular, when fine particles made of a hard inorganic oxide such as silica, alumina, or zirconia are used, the surface hardness and wear resistance of the resulting super water / oil / oil repellent and translucent film 10 can be improved.

第2の反応基としては、第1の反応基と反応して結合を形成する任意の官能基を用いることができるが、例えば、第1の反応基がエポキシ基の場合にはアミノ基を、第1の反応基がアミノ基の場合にはエポキシ基をそれぞれ用いることができる。用いることができる膜化合物、反応液の調製に用いられる縮合触媒および溶媒ならびに反応条件については上述の場合と同様であるため、詳しい説明を省略する。 As the second reactive group, any functional group that reacts with the first reactive group to form a bond can be used. For example, when the first reactive group is an epoxy group, an amino group is used. When the first reactive group is an amino group, an epoxy group can be used. Since the membrane compound that can be used, the condensation catalyst and solvent used for the preparation of the reaction liquid, and the reaction conditions are the same as those described above, detailed description thereof is omitted.

工程C
次いで第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子21と、第2の膜化合物の被膜が形成された第2の微粒子22とを接触させ、第1の反応基と第2の反応基とを反応させ、形成された結合を介して第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子21の表面に第2の膜化合物の被膜が形成された複数の第2の微粒子22を結合固定させた金平糖状の複合微粒子11を調製後、加熱して第1の微粒子21と第2の微粒子22とを融着させた融着複合微粒子11aを調製する(図2参照)。
Process C
Next, the first fine particles 21 on which the first film compound film is formed and the second fine particles 22 on which the second film compound film is formed are brought into contact with each other, and the first reactive group and the second reaction are brought into contact with each other. A plurality of second fine particles 22 in which a film of the second film compound is formed on the surface of the first fine particles 21 in which the film of the first film compound is formed through a bond formed by reacting with a group. After preparing the gold flat sugar-like composite fine particles 11 to which the first and second fine particles 21 and 22 are fused, the fused composite fine particles 11a are prepared (see FIG. 2).

加熱温度は、50℃以上であることが好ましい。加熱温度が50℃未満だと、架橋反応の進行に長時間を要し、生産効率が低下する。また、加熱時間が第1の微粒子および第2の微粒子22の融点を超えると、所望の形状の複合微粒子11が得られなくなる。 The heating temperature is preferably 50 ° C. or higher. When the heating temperature is less than 50 ° C., it takes a long time for the crosslinking reaction to proceed, and the production efficiency decreases. When the heating time exceeds the melting points of the first fine particles and the second fine particles 22, the composite fine particles 11 having a desired shape cannot be obtained.

第1および第2の膜化合物の結合の形成に利用される結合は、共有結合、イオン結合、配位結合、及び分子間力による結合のいずれであってもよいが、加熱または光等のエネルギー線の照射により形成される共有結合が好ましい。
加熱により形成される共有結合の具体例としては、エポキシ基とアミノ基又はイミノ基との反応により形成されるN−CHCH(OH)結合以外に、イソシアネート基とアミノ基との反応により形成されるNH−CONH結合等であってもよい。光照射により形成される共有結合の具体例としては、シンナモイル基またはカルコニル基の光二量化反応により形成される共有結合が挙げられる。
The bond used for forming the bond between the first and second film compounds may be any of a covalent bond, an ionic bond, a coordinate bond, and a bond due to intermolecular force, but energy such as heating or light. Covalent bonds formed by irradiation with rays are preferred.
As a specific example of the covalent bond formed by heating, in addition to the N—CH 2 CH (OH) bond formed by a reaction between an epoxy group and an amino group or an imino group, it is formed by a reaction between an isocyanate group and an amino group. NH-CONH bond may be used. Specific examples of the covalent bond formed by light irradiation include a covalent bond formed by a photodimerization reaction of a cinnamoyl group or a chalconyl group.

このようにして、第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子21の表面に第2の膜化合物の被膜が形成された複数の第2の微粒子22を結合固定させた金平糖状の複合微粒子11が得られる(図2参照)。なお、図では第1および第2の膜化合物の被膜の厚さを誇張しており、実際にはこれらの被膜の厚さは複合微粒子11の大きさに対し無視できる程度である。複合微粒子11はそのまま超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造に用いてもよいが、さらに加熱して第1の微粒子21と第2の微粒子22とを融着複合微粒子11aを調製し、これを超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造に用いてもよい。融着は、第1の微粒子21と第2の微粒子22の軟化温度以上融点以下の温度で所定時間加熱することにより行うことができる。その際、第1および第2の膜化合物の被膜は、熱分解および/または酸化分解を受け消失する。
なお、複合微粒子11をそのまま超撥水撥油防汚性透光性フィルム10の製造に用いる場合には、第1または第2の反応基が表面官能基となるため、これと反応する表面反応基を有する膜化合物を選択する必要がある。第1または第2の反応基がアミノ基の場合には、表面反応基としてアルコキシシリル基を用いることができるが、エポキシ基の場合には、クロロシリル基を表面反応基として用いればよい。
In this way, a confetti-like structure in which a plurality of second fine particles 22 formed with a second film compound film are bonded and fixed to the surface of the first fine particles 21 formed with a film of the first film compound. Composite fine particles 11 are obtained (see FIG. 2). In the figure, the thicknesses of the coatings of the first and second film compounds are exaggerated. Actually, the thicknesses of these coatings are negligible with respect to the size of the composite fine particles 11. The composite fine particles 11 may be used as they are in the production of the super water / oil repellent antifouling translucent film 10, but further heated to fuse the first fine particles 21 and the second fine particles 22 into the composite fine particles 11 a. It may be prepared and used for the production of the super water / oil repellent antifouling translucent film 10. The fusion can be performed by heating for a predetermined time at a temperature not lower than the softening temperature and not higher than the melting point of the first fine particles 21 and the second fine particles 22. At that time, the coatings of the first and second film compounds disappear due to thermal decomposition and / or oxidative decomposition.
When the composite fine particles 11 are used as they are for the production of the super water / oil repellent antifouling translucent film 10, the first or second reactive group becomes a surface functional group, so that the surface reaction reacting therewith. It is necessary to select a membrane compound having a group. In the case where the first or second reactive group is an amino group, an alkoxysilyl group can be used as the surface reactive group. In the case of an epoxy group, a chlorosilyl group may be used as the surface reactive group.

本発明の第2の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム100は、溶媒の蒸発およびその後の加熱により、フィルム基材101の表面に結合可能なバインダを生成するバインダ前駆体を含む溶媒中に球状または略球状の微粒子102を分散させた分散液をフィルム基材101の表面に塗布して、溶媒を蒸発させ、フィルム基材101および微粒子102の表面にバインダ前駆体103aを生成させる工程aと、微粒子102の表面に生成したバインダ前駆体103aの表面の一部をエッチングして、バインダを介してフィルム基材101の表面に付着または結合した微粒子102の表面に、微粒子102より小さな複数の球状または略球状の突起104を形成する工程bと、バインダ前駆体103aを介して微粒子102を表面に付着または結合させたフィルム基材101を加熱して、生成したバインダ103を介して突起104を形成した微粒子102をフィルム基材101の表面に結合固定させる工程cと、突起104が形成された微粒子102が結合固定された樹脂フィルム基材101の表面に撥水撥油防汚性薄膜(図示しない)を形成する工程dとを有する(図3参照)。
以下、各工程についてより詳細に説明する。
The abrasion-resistant super water- and oil-repellent translucent film 100 according to the second embodiment of the present invention generates a binder that can be bonded to the surface of the film substrate 101 by evaporation of the solvent and subsequent heating. A dispersion in which spherical or substantially spherical fine particles 102 are dispersed in a solvent containing a precursor is applied to the surface of the film substrate 101, the solvent is evaporated, and a binder precursor is formed on the surfaces of the film substrate 101 and the fine particles 102. 103a is generated, and a part of the surface of the binder precursor 103a generated on the surface of the fine particles 102 is etched, and the surface of the fine particles 102 attached or bonded to the surface of the film substrate 101 through the binder The step b of forming a plurality of spherical or substantially spherical protrusions 104 smaller than the fine particles 102 and the fine particles 102 on the surface via the binder precursor 103a A process c for heating and adhering or bonding the film substrate 101 to bond and fix the fine particles 102 with the protrusions 104 formed on the surface of the film substrate 101 through the generated binder 103, and fine particles with the protrusions 104 formed A step d of forming a water / oil repellent / antifouling thin film (not shown) on the surface of the resin film substrate 101 to which 102 is bonded and fixed (see FIG. 3).
Hereinafter, each process will be described in more detail.

工程a
複合微粒子の代わりに球状または略球状の微粒子102を用いる以外は、本発明の第1の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム10の製造方法の工程Dにおいてバインダ前駆体を含む分散液を用いる場合と同様である。
Step a
Except for using the spherical or substantially spherical fine particles 102 instead of the composite fine particles, the binder precursor is used in step D of the method for manufacturing the wear-resistant super water / oil repellent translucent film 10 according to the first embodiment of the present invention. This is the same as the case of using the dispersion liquid containing the body.

樹脂フィルム基材101および微粒子102については、本発明の第1の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム10の製造に用いられるフィルム表面層14および第1の微粒子21とそれぞれ同様である。分散液の製造に用いられる溶媒およびバインダ前駆体、塗布の条件は、本発明の第1の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム10の製造方法の工程Dと同様である。
なお、球状または略球状の微粒子102の代わりに、本発明の第1の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム10の製造において用いた複合微粒子11または融着複合微粒子11a(図2参照)を用いてもよい。
As for the resin film substrate 101 and the fine particles 102, the film surface layer 14 and the first fine particles 21 used for the production of the abrasion-resistant super water- and oil-repellent translucent film 10 according to the first embodiment of the present invention. And the same for each. The solvent and binder precursor used for the production of the dispersion and the coating conditions are the same as those in step D of the method for producing the wear-resistant super water- and oil-repellent translucent film 10 according to the first embodiment of the present invention. It is.
In place of the spherical or substantially spherical fine particles 102, the composite fine particles 11 or the fused composite fine particles used in the production of the abrasion-resistant super water- and oil-repellent translucent film 10 according to the first embodiment of the present invention. 11a (see FIG. 2) may be used.

工程b
次いで、微粒子102の表面に生成したバインダ前駆体103aの表面の一部をエッチングして、バインダを介してフィルム基材101の表面に付着または結合した微粒子102の表面に、微粒子102より小さな複数の球状または略球状の突起104を形成する。形成される突起104の大きさは、微粒子の直径の1/100以上1/5以下であり、1nm〜50μm、好ましくは5nm〜80nm、より好ましくは5〜50nmである。特に、ガラス窓、太陽エネルギー利用装置、光学機器、表示装置等に用いるために透明度が必要とされる耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム100の製造のためには、入射光の散乱や乱反射による透明度の低下を抑制するために、突起の大きさは、可視光の波長よりも短い400nm以下、かつ微粒子の直径の1/100以上1/5以下である必要がある。
上記の様な大きさの微細な突起を形成することができるエッチング方法としては、反応性ガスより生成させた高密度プラズマを用いたドライエッチング法等が挙げられる。
なお、図3に示すように、フィルム基材101の表面に形成したバインダ103の表面もエッチングしてもよい。
Step b
Next, a part of the surface of the binder precursor 103a generated on the surface of the fine particles 102 is etched, and a plurality of particles smaller than the fine particles 102 are attached to the surface of the fine particles 102 attached or bonded to the surface of the film substrate 101 through the binder. A spherical or substantially spherical protrusion 104 is formed. The size of the protrusion 104 to be formed is 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the fine particles, and is 1 nm to 50 μm, preferably 5 nm to 80 nm, more preferably 5 to 50 nm. In particular, for the production of a wear-resistant super water- and oil-repellent translucent film 100 that requires transparency for use in glass windows, solar energy utilization devices, optical devices, display devices, etc., scattering of incident light In order to suppress a decrease in transparency due to or irregular reflection, the size of the protrusions needs to be 400 nm or less shorter than the wavelength of visible light and 1/100 or more and 1/5 or less of the diameter of the fine particles.
Examples of the etching method that can form fine protrusions with the above-described size include a dry etching method using high-density plasma generated from a reactive gas.
As shown in FIG. 3, the surface of the binder 103 formed on the surface of the film substrate 101 may also be etched.

工程c
バインダ前駆体103aを介して微粒子102(または複合微粒子11もしくは融着複合微粒子11a)を表面に付着または結合させたフィルム基材101を加熱して、生成したバインダ103を介して突起104を形成した微粒子102をフィルム基材101の表面に結合固定させてもよい。なお、ここで、工程bの前に工程cを行っても、同様の表面形状が形成出来た。
Process c
The film substrate 101 having the fine particles 102 (or the composite fine particles 11 or the fused composite fine particles 11a) attached or bonded to the surface via the binder precursor 103a was heated to form the projections 104 via the generated binder 103. The fine particles 102 may be bonded and fixed to the surface of the film substrate 101. Here, even if the step c was performed before the step b, a similar surface shape could be formed.

工程d
最後に、突起104が形成された微粒子102が結合固定されたフィルム基材101の表面に膜厚がナノレベルの撥水撥油防汚性薄膜を形成する。本工程については、本発明の第1の実施の形態に係る耐摩耗性超撥水撥油透光性フィルム100の製造方法の工程Eと同様である。
Step d
Finally, a water- and oil-repellent and antifouling thin film having a nano-level film thickness is formed on the surface of the film substrate 101 to which the fine particles 102 having the protrusions 104 are bonded and fixed. About this process, it is the same as that of the process E of the manufacturing method of the abrasion-resistant super water- and oil-repellent translucent film 100 which concerns on the 1st Embodiment of this invention.

超撥水撥油防汚性透光性フィルム10は、150度程度の水滴接触角を有している。種々の体積の水滴(0.02〜0.08mL)を用いた検討結果より、水滴接触角が150度以上のとき、水滴の体積に関係なく転落角は15度以下となることを確認している。そのため、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100を乗り物や建築物の窓ガラス板表面に貼着した場合、ほとんどの水滴は表面にとどまることができずに転落する。 The super water / oil repellent antifouling translucent film 10 has a water droplet contact angle of about 150 degrees. From the study results using various volumes of water droplets (0.02 to 0.08 mL), it was confirmed that when the water droplet contact angle is 150 degrees or more, the falling angle is 15 degrees or less regardless of the volume of the water droplet. Yes. Therefore, when the super water / oil repellent antifouling and translucent films 10 and 100 are attached to the surface of a window glass plate of a vehicle or a building, most of the water droplets cannot fall on the surface and fall down.

超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100は、耐摩耗性および耐候性等の耐久性、水滴離水性(滑水性)、ならびに防汚性に優れており、撥水撥油防汚機能が要求される乗り物や建築物のガラス窓の表面に貼着することができる。超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100を貼着したガラス窓を用いることのできる乗り物としては、自動車、鉄道車両、船舶等が挙げられ、運転席、客室等の別を問わずあらゆる窓の窓用ガラス板として用いることができる。特に、運転席用のガラス窓に用いた場合には、運転席からの視認性を向上できる効果も有している。また、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100を貼着したガラス窓を用いることのできる建築物としては、一戸建て住宅、集合住宅、オフィスビル等の任意の建築物が挙げられる。 The super water / oil repellent / antifouling translucent films 10 and 100 are excellent in durability such as abrasion resistance and weather resistance, water-dropping property (sliding property), and antifouling property. It can be attached to the surface of glass windows of vehicles and buildings that require a dirty function. Vehicles that can use glass windows with super water and oil repellent antifouling and translucent films 10 and 100 used include automobiles, railway vehicles, ships, etc. It can be used as a glass plate for any window. In particular, when used for a glass window for a driver's seat, it also has an effect of improving visibility from the driver's seat. Moreover, as a building which can use the glass window which stuck super water and oil repellent antifouling translucent films 10 and 100, arbitrary buildings, such as a detached house, an apartment house, an office building, are mentioned. .

また、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100を貼着したガラス板を太陽エネルギー利用装置のフェイスプレートに用いると、汚れの付着、入射光の散乱および乱反射等による太陽光エネルギーの利用効率の低下を抑制できると共に、耐久性および耐候性に優れ、屋外の過酷な環境下でも長期間にわたって使用可能な太陽エネルギー利用装置が提供される。太陽エネルギー利用装置の具体例としては、太陽熱温水器、太陽電池、温室等が挙げられる。 Further, when a glass plate with a super water / oil repellent antifouling translucent film 10 or 100 attached thereto is used as a face plate of a solar energy utilization device, solar energy due to adhesion of dirt, scattering of incident light, irregular reflection, etc. The solar energy utilization apparatus which can suppress the fall of the utilization efficiency of this, is excellent in durability and a weather resistance, and can be used over a long period of time also in the severe outdoors environment is provided. Specific examples of the solar energy utilization device include a solar water heater, a solar battery, and a greenhouse.

また、超撥水撥油防汚性透光性フィルム10、100は、撥水撥油防汚機能が要求される光学機器用の部材にも適用できる。光学機器用の部材としては、カメラ、分光計等のレンズ、プリズム、ミラーが上げられる。また表示装置としては、PDP等の表示装置のフェイスプレート等が挙げられ、耐摩耗性および耐候性等の耐久性、水滴離水性(滑水性ともいう)、防汚性に優れた撥水撥油防汚性反射防止膜を形成でき、光学性能に優れた光学装置や、表面反射の少ないPDPディスプレイ等の表示装置のフェイスプレート等を提供できる。 Further, the super water / oil / oil repellent and light-transmitting translucent films 10 and 100 can also be applied to members for optical devices that require a water / oil / oil repellent and antifouling function. As a member for optical equipment, a lens such as a camera and a spectrometer, a prism, and a mirror can be used. Examples of the display device include a face plate of a display device such as a PDP, and the like. Water and oil repellent excellent in durability such as abrasion resistance and weather resistance, water droplet water separation (also referred to as water slidability), and antifouling properties. An antifouling antireflection film can be formed, and an optical device excellent in optical performance, a face plate of a display device such as a PDP display with less surface reflection, and the like can be provided.

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。これらの実施例は単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例1:超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造(1)
(1)融着複合微粒子の調製
[1]エポキシ化シリカ微粒子の製造
3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(化6)0.99重量部、およびジブチルスズビスアセチルアセトナート(縮合触媒)0.01重量部を秤量し、これを100重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、反応液を調製した。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described. These examples are illustrative only and are not intended to limit the scope of the invention.
Example 1: Production of super water / oil repellent antifouling translucent film (1)
(1) Preparation of fused composite fine particles [1] Production of epoxidized silica fine particles 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane (Chemical Formula 6) 0.99 parts by weight and dibutyltin bisacetylacetonate (condensation catalyst) 0.01 weight A part was weighed and dissolved in 100 parts by weight of a hexamethyldisiloxane solvent to prepare a reaction solution.

このようにして得られた反応液中に平均直径が約130nmの第1のシリカ微粒子を分散させ、撹拌しながら空気中(相対湿度45%)で2時間程度反応させた。
その後、エタノールで洗浄し、余分なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去した。
The first silica fine particles having an average diameter of about 130 nm were dispersed in the reaction solution thus obtained, and reacted for about 2 hours in the air (relative humidity 45%) while stirring.
Thereafter, it was washed with ethanol to remove excess alkoxysilane compound and dibutyltin bisacetylacetonate.

[2]アミノ化シリカ微粒子の調製
3−アミノプロピルトリメトキシシラン(化7、信越化学工業株式会社製)0.99重量部、および酢酸(縮合触媒)0.01重量部を秤量し、これを100重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、反応液を調製した。
[2] Preparation of Aminated Silica Fine Particles Weigh 0.99 parts by weight of 3-aminopropyltrimethoxysilane (Chemical Formula 7, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 0.01 parts by weight of acetic acid (condensation catalyst). A reaction solution was prepared by dissolving in 100 parts by weight of hexamethyldisiloxane solvent.

このようにして得られた反応液中に平均直径が約15nm程度の第2のシリカ微粒子を分散させ、撹拌しながら空気中(相対湿度45%)で2時間程度反応させた。
その後、エタノールで洗浄し、余分なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去した。
The second silica fine particles having an average diameter of about 15 nm were dispersed in the reaction solution thus obtained, and reacted in the air (relative humidity 45%) for about 2 hours while stirring.
Thereafter, it was washed with ethanol to remove excess alkoxysilane compound and dibutyltin bisacetylacetonate.

[3]融着複合微粒子の調製
エポキシ化シリカ微粒子およびアミノ化シリカ微粒子を均一に混合し、100℃で30分間加熱し、エポキシ基およびアミノ基を反応させ、エポキシ化シリカ微粒子の表面に複数のアミノ化シリカ微粒子が結合固定された複合微粒子を調製した。次いで、630℃で25分加熱してアミノ化シリカ微粒子をエポキシ化シリカ微粒子の表面に融着させ、融着複合微粒子を調製した。
[3] Preparation of fused composite fine particles Epoxidized silica fine particles and aminated silica fine particles are uniformly mixed, heated at 100 ° C. for 30 minutes, reacted with epoxy groups and amino groups, and a plurality of epoxidized silica fine particles are formed on the surface of the epoxidized silica fine particles. Composite fine particles to which aminated silica fine particles were bound and fixed were prepared. Next, the aminated silica fine particles were fused to the surface of the epoxidized silica fine particles by heating at 630 ° C. for 25 minutes to prepare fused composite fine particles.

(2)フィルム表面層への融着複合微粒子の埋め込み
PETフィルムの表面に上述のようにして調製した融着複合微粒子を均一に散布後、PETフィルムを加熱軟化し、ロールを用いて融着複合微粒子を圧入した。
(2) Embedding of fused composite fine particles into the film surface layer After uniformly spreading the fused composite fine particles prepared as described above onto the surface of the PET film, the PET film is heat-softened and fused using a roll. Fine particles were injected.

99重量部のヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランCF(CF(CHSi(OCH、1重量部のジブチルスズジアセチルアセトナート(縮合触媒)をそれぞれ秤量後、ヘキサメチルジシロキサンに溶解し、濃度1重量%程度の反応液を作製した。融着複合微粒子を埋め込んだフィルム表面層の表面に反応液を塗布し、室温で反応させた。このとき、融着複合微粒子ならびにシリカ被膜の表面にはヒドロキシル基が多数含まれているので、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン−Si(OCH)基とヒドロキシル基が、縮合触媒の存在下で脱アルコール(この場合は、脱CHOH)反応し、下記化学式(化8)に示したような結合を形成し、フッ化炭素基を含む撥水撥油防汚性薄膜が表面と化学結合した状態で約1ナノメートル程度の膜厚で形成された。 After weighing 99 parts by weight of heptadecafluorodecyltrimethoxysilane CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3 , 1 part by weight of dibutyltin diacetylacetonate (condensation catalyst), A reaction solution having a concentration of about 1% by weight was dissolved in siloxane. The reaction solution was applied to the surface of the film surface layer in which the fused composite fine particles were embedded, and reacted at room temperature. At this time, since the surface of the fused composite fine particles and the silica coating contains a large number of hydroxyl groups, the heptadecafluorodecyltrimethoxysilane-Si (OCH 3 ) group and the hydroxyl group are removed in the presence of the condensation catalyst. Alcohol (in this case, de-CH 3 OH) was reacted to form a bond as shown in the following chemical formula (Chemical Formula 8), and the water- and oil-repellent and antifouling thin film containing a fluorocarbon group was chemically bonded to the surface. The film was formed in a thickness of about 1 nanometer.

その後、ジクロロメタンで余分な反応液を洗浄除去すると、表面に露出した融着複合微粒子の表面に化学結合したフッ化炭素基を含む撥水撥油防汚性薄膜(単分子膜)で被われた、撥水撥油防汚性および反射防止機能を有する太陽熱温水器用の超撥水撥油防汚性透光性フィルムを製造できた。このようにして得られた耐摩耗性超撥水撥油防汚性透光性フィルムの表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図4に示す。融着複合微粒子がそれぞれフィルム表面層に埋め込まれたことにより、表面に複雑な凹凸が形成されており、後述するように、平坦なフィルム表面層の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成した場合の水滴接触角110度程度に比べて、撥水性、撥油性および防汚性に優れた水滴接触角155±8度を実現出来ることが確認された。しかも、製造に使用した融着複合微粒子の大きさがいずれも可視光の波長よりも短かったため、透明度はほとんど劣化しなかった。 Then, the excess reaction solution was washed and removed with dichloromethane, and it was covered with a water / oil repellent / antifouling thin film (monomolecular film) containing a fluorocarbon group chemically bonded to the surface of the fused composite fine particles exposed on the surface. In addition, a super water and oil repellent and antifouling translucent film for a solar water heater having water and oil repellent and antifouling properties and an antireflection function could be produced. FIG. 4 shows a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of the abrasion-resistant super water / oil repellent / antifouling translucent film thus obtained. As the composite fine particles of the fusion are embedded in the film surface layer, complex irregularities are formed on the surface. As will be described later, a water- and oil-repellent and antifouling thin film is formed on the surface of the flat film surface layer. It was confirmed that a water droplet contact angle of 155 ± 8 degrees, which is superior in water repellency, oil repellency and antifouling property, can be realized as compared with a water droplet contact angle of about 110 degrees. Moreover, since the size of the fused composite fine particles used for the production was all shorter than the wavelength of visible light, the transparency was hardly deteriorated.

一方、このとき、形成された微粒子表面の撥水撥油防汚性薄膜は、シリカ微粒子の表面エネルギーを小さくする作用があり、フラクタル構造を有する凸凹と併せて、基材表面の見かけ上の表面エネルギーを大きく低減できる作用がある。実際に水滴接触角を測定したところ、多少のバラツキは観測されたものの、接触角は150〜160°程度であり、臨界表面エネルギーも1〜3mN/m程度であった。 On the other hand, at this time, the formed water- and oil-repellent and antifouling thin film on the surface of the fine particles has the effect of reducing the surface energy of the silica fine particles, and the apparent surface of the substrate surface along with the unevenness having a fractal structure. It has the effect of greatly reducing energy. When the water droplet contact angle was actually measured, although some variation was observed, the contact angle was about 150 to 160 ° and the critical surface energy was about 1 to 3 mN / m.

このようにして得られた超撥水撥油防汚性透光性フィルムを太陽熱温水器に装着し実用化試験を行うと、空気中の粉塵や黄砂による汚れもほとんど付着せず、雨が降れば、セルフクリーニングされ、さらに、微細な表面凸凹によりフィルムの表面反射を低減出来て、普通のガラス(透過率92%程度)を装着した場合に比べて初期値で平均3%程度以上集熱効率を向上できた。また、普通のガラスの場合、1年も使用すると表面が汚れ、光利用効率が30%程度も低下したが、このフィルムを設置したフェースプレートガラスを用いた太陽熱温水器では、1年後でも汚れによる効率低下は5%以下であった。 When the super water / oil / oil repellent translucent film obtained in this way was installed in a solar water heater and tested for practical use, it was almost free from dirt and dust from the air, and it rained. If it is self-cleaning, the surface reflection of the film can be reduced by fine surface irregularities, and the average value of the heat collection efficiency is about 3% or more on average compared to the case where ordinary glass (transmittance of about 92%) is attached. I was able to improve. In the case of ordinary glass, the surface becomes dirty after 1 year of use, and the light utilization efficiency is reduced by about 30%. However, the solar water heater using the face plate glass with this film installed becomes dirty even after 1 year. The efficiency reduction due to was less than 5%.

実施例2:超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造(2)
エポキシ化シリカ微粒子として直径の異なるものを混合して用いた(平均直径100nmのシリカ微粒子と平均直径50nmのシリカ微粒子を重量比で1:10程度に混合して用いた。)を用いた以外は実施例1と同様の方法を用い、超撥水撥油防汚性透光性フィルムを作製した。これを太陽電池パネルの表面に貼着すると、太陽電池の表面近傍断面がフラクタル構造で、撥水撥油効果が高く(水滴接触角で158度)、かつ高い光透過性(500nm近傍の光の透過率が約99%であった。)を有する反射防止機能を有する超撥水撥油防汚性透光性フィルムで覆われた太陽電池を製造できた。さらにまた、このセルで実用化試験を行った結果では、半年経過後でも空気中の粉塵や黄砂による汚れもほとんど付着せず、雨が降れば、セルフクリーニングされ、さらに、微細な表面凸凹によりフィルムの表面反射を低減出来て、普通のガラス板を装着した場合に比べて平均6%程度光利用効率を向上できた。また、普通のガラスの場合、1年も使用すると表面が汚れ、光利用効率が30%程度も低下したが、このフィルムを設置したフェースプレートガラスを用いた太陽電池では、1年後でも汚れによる効率低下はほとんどみられなかった。なお、このときの水滴接触角は158°程度であったが、水滴接触角が140°以上であれば、実用上ほぼ同様の効果が得られた。
Example 2: Production of super water / oil repellent antifouling translucent film (2)
Except for using epoxidized silica fine particles having different diameters (mixing silica fine particles having an average diameter of 100 nm and silica fine particles having an average diameter of 50 nm in a weight ratio of about 1:10). Using the same method as in Example 1, a super water / oil / oil repellent and light transmissive film was prepared. When this is attached to the surface of the solar cell panel, the cross section near the surface of the solar cell has a fractal structure, a high water / oil repellency effect (158 ° in water droplet contact angle), and high light transmittance (light of around 500 nm). A solar cell covered with a super water / oil / oil repellent and light-transmitting film having an antireflection function having a transmittance of about 99%) could be produced. Furthermore, as a result of the practical application test in this cell, even after half a year, dirt in the air and dirt due to yellow sand hardly adhere, and if it rains, it is self-cleaned, and further, the film is formed by fine surface unevenness As a result, the light utilization efficiency can be improved by about 6% on average as compared with the case where an ordinary glass plate is attached. In the case of ordinary glass, the surface becomes dirty after one year of use, and the light utilization efficiency is reduced by about 30%. However, in the solar cell using the face plate glass on which this film is installed, the surface is stained even after one year. There was almost no decrease in efficiency. Although the water droplet contact angle at this time was about 158 °, practically similar effects were obtained when the water droplet contact angle was 140 ° or more.

実施例3:超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造(3)
実施例1と同様の方法を用いて撥水撥油防汚性反射防止膜を形成したレンズを製作し、光学機器に装着しテスト使用してみたが、雨滴は全く付着せず、また指紋の付着はほとんど無く、しかも光透過率は反射防止マルチコート膜と同等であり、光学特性に遜色がなく、防汚性に優れたレンズを製作できた。
Example 3: Production of super water and oil repellent antifouling translucent film (3)
Using the same method as in Example 1, a lens having a water / oil repellent antifouling antireflective coating was fabricated and mounted on an optical device for testing purposes. There was almost no adhesion, and the light transmittance was the same as that of the anti-reflection multi-coated film, and the lens was excellent in antifouling property without being inferior in optical characteristics.

実施例4:超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造(4)
実施例1と同様の方法を用いて表面に撥水撥油防汚性反射防止膜を形成したPDP(プラズマディスプレイパネル)のフェイスプレートを製作し、テスト使用してみたが、指紋の付着がほとんど無く、さらに室内の蛍光灯等がフェイスプレート表面へ写り込むのを効率よく低減でき、視認性を大幅に向上できた。透過率は、可視光の全波長領域にわたって92%以上であった。
Example 4: Production of super water / oil repellent antifouling translucent film (4)
A PDP (Plasma Display Panel) face plate with a water / oil / oil repellent / anti-fouling anti-reflective coating formed on the surface using the same method as in Example 1 was tested and used. In addition, it was possible to efficiently reduce the reflection of indoor fluorescent lamps and the like onto the face plate surface, and the visibility was greatly improved. The transmittance was 92% or more over the entire wavelength region of visible light.

実施例5:超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造(5)
メチルトリメトキシシランのメタノール溶液に、平均直径が約130nmのシリカ微粒子を分散させ、PETフィルムの表面に塗布した。70℃以上でPETフィルムの軟化温度以下の温度で加熱することにより、メチルトリメトキシシランが縮重合し、形成された透明なポリシロキサンの被膜を介してPETフィルムの表面にシリカ微粒子を固定できた。次いで、プラズマ法を用いてポリシロキサン被膜をドライエッチング(プラズマガス:CF−CF−O:圧力0.4Pa)することにより、シリカ微粒子の表面に底面の直径が数十nm程度の略半球状の凹凸を形成した。このようにして得られた、金平糖状の凹凸が形成されたポリシロキサン系クリアコート層を有するPETフィルムの表面に、実施例1と同様の操作を行い、表面に化学結合した膜厚1nm程度のフッ化炭素基を含む撥水撥油防汚性薄膜を形成した。このようにして、実施例1等の場合と同様、水滴接触角160°程度の高い撥水性を有し、撥油性および防汚性にも優れた超撥水撥油防汚性透光性フィルムを製造できた。得られた超撥水撥油防汚性透光性フィルムは、可視光の全波長域において、92%以上の高い透過率を有していた。
Example 5: Production of super water- and oil-repellent antifouling light-transmitting film (5)
Silica fine particles having an average diameter of about 130 nm were dispersed in a methanol solution of methyltrimethoxysilane and applied to the surface of the PET film. By heating at a temperature not lower than 70 ° C. and not higher than the softening temperature of the PET film, methyltrimethoxysilane was polycondensed, and silica fine particles could be fixed on the surface of the PET film through the formed transparent polysiloxane film. . Next, the polysiloxane film is dry-etched using a plasma method (plasma gas: CF 4 —CF 2 F 2 —O 2 : pressure 0.4 Pa), whereby the diameter of the bottom surface on the surface of the silica fine particles is about several tens of nm. A substantially hemispherical unevenness was formed. The surface of the PET film having the polysiloxane-based clear coat layer on which the confetti-like irregularities are obtained in this way is subjected to the same operation as in Example 1, and is about 1 nm thick that is chemically bonded to the surface. A water and oil repellent antifouling thin film containing a fluorocarbon group was formed. In this way, as in Example 1 and the like, a super water- and oil-repellent and antifouling translucent film having high water repellency with a water droplet contact angle of about 160 ° and excellent in oil repellency and antifouling properties. Could be manufactured. The obtained super water / oil repellent antifouling and translucent film had a high transmittance of 92% or more in the entire wavelength range of visible light.

本発明の超撥水撥油防汚性透光性フィルムは、撥水性、撥油性および防汚性に加え、耐久性や耐候性が要求される建物や乗り物のガラス窓、太陽熱温水器、太陽電池および温室等の太陽エネルギー利用装置の集光部材、光学機器および表示装置、特に、耐指紋付着性能の優れたタッチパネルディスプレイのフェイスプレートに良好に適用できる。 The super water- and oil-repellent and antifouling light-transmitting film of the present invention has glass and windows for buildings and vehicles, solar water heaters, solar water-repellent films that require durability and weather resistance in addition to water repellency, oil repellency and antifouling properties. It can be favorably applied to a condensing member of a solar energy utilization device such as a battery and a greenhouse, an optical device and a display device, particularly a face plate of a touch panel display having excellent fingerprint resistance.

10、100 超撥水撥油防汚性透光性フィルム
11 複合微粒子
11a 融着複合微粒子
13 突起
14 フィルム表面層
14a 金平糖状の突起が形成されたフィルム表面層
15 表面反応基とフッ化炭素基とを有する膜化合物
15a 撥水撥油防汚性薄膜
21 第1の膜化合物の被膜が形成された第1の微粒子
22 第2の膜化合物の被膜が形成された第2の微粒子
101 フィルム基材
102 微粒子
103 バインダ
103a バインダ前駆体
104 突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Super water-repellent oil-repellent antifouling light-transmitting film 11 Composite fine particle 11a Fusion composite fine particle 13 Protrusion 14 Film surface layer 14a Film surface layer 15 with confetti-like protrusion formed Surface reactive group and fluorocarbon group Water-repellent / oil-repellent antifouling thin film 21 First fine particles 22 with a film of a first film compound 22 Second fine particles 101 with a film of a second film compound 102 Fine particles 103 Binder 103a Binder precursor 104 Protrusion

Claims (24)

透光性を有する材料からなるフィルム表面層と、
少なくとも一部が表面に露出するように前記フィルム表面層に埋め込まれ、球状または略球状の微粒子の表面に該微粒子よりも直径が小さな球状または略半球状の複数の突起が形成された金平糖状の構造を有する透明な複合微粒子と、
前記フィルム表面層から露出した前記複合微粒子の表面の少なくとも一部を被うように結合形成された撥水撥油防汚性薄膜とを有し、
前記フィルム表面層が第1の反応性の官能基を有し、
前記複合微粒子が前記第1の反応性の官能基と反応して結合を形成する第2の反応性の官能基を有し、
前記複合微粒子は、前記第1および第2の反応性の官能基の反応により形成された結合を介して前記フィルム表面層に結合固定されていることを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルム。
A film surface layer made of a translucent material;
It is embedded in the film surface layer so that at least a part of the surface is exposed, and the surface of a spherical or substantially spherical fine particle is formed with a plurality of spherical or substantially hemispherical protrusions having a diameter smaller than that of the fine particle. Transparent composite fine particles having a structure; and
Have a water-repellent oil-repellent antifouling film coupled formed so as to cover at least a part of the surface of the composite fine particles exposed from the film surface layer,
The film surface layer has a first reactive functional group;
The composite fine particles have a second reactive functional group that reacts with the first reactive functional group to form a bond;
The composite fine particles are bonded and fixed to the film surface layer through bonds formed by the reaction of the first and second reactive functional groups, and are characterized by super water and oil repellency and antifouling properties Translucent film.
前記微粒子の直径が50〜100nmであり、
前記突起の直径が10〜20nmであることを特徴とする請求項1記載の透明性の超撥水撥油防汚性透光性フィルム。
The fine particles have a diameter of 50 to 100 nm,
2. The transparent super water / oil repellent antifouling translucent film according to claim 1, wherein the protrusion has a diameter of 10 to 20 nm.
前記微粒子および前記突起が、ガラス、シリカ、アルミナおよびジルコニアからなる群より選択される材質からなるものであることを特徴とする請求項1または2記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルム。 3. The super water- and oil-repellent and antifouling light-transmitting property according to claim 1, wherein the fine particles and the protrusions are made of a material selected from the group consisting of glass, silica, alumina and zirconia. the film. 前記第1および第2の反応性の官能基が、共に前記超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造条件下で二量化反応しない官能基であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルム。 Said first and second reactive functional group, claim 1, characterized in that both a functional group which does not react dimerization under production conditions of the super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film 4. The super water / oil repellent antifouling translucent film according to any one of 3 above. 表面の臨界表面エネルギーが1mN/m以上3mN/m以下であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルム。 Super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the critical surface energy of the surface is less than 1 mN / m or more 3 mN / m. 球状または略球状の微粒子の表面に該微粒子よりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起が形成された金平糖状の構造を有する透明な複合微粒子を、少なくともその一部が表面に露出するように、透光性を有するフィルム表面層に埋め込む工程Dと、
前記フィルム表面層から露出した前記複合微粒子の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成する工程Eとを有し、
前記複合微粒子を、
球状または略球状の第1の微粒子の表面官能基と反応して結合を形成する第1の表面反応基と、第1の反応基とを両端にそれぞれ有する第1の膜化合物を含む第1の反応液を前記第1の微粒子の表面に接触させ、前記表面官能基と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して前記第1の微粒子の表面に結合固定された前記第1の膜化合物の被膜を形成する工程Aと、
球状または略球状で、前記第1の微粒子よりも直径が小さな第2の微粒子の表面官能基と反応して結合を形成する第2の表面反応基と、前記第1の反応基と反応して結合を形成する第2の反応性基とを両端にそれぞれ有する第2の膜化合物を含む第2の反応液を前記第2の微粒子の表面に接触させ、前記表面官能基と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して前記第2の微粒子の表面に結合固定された前記第2の膜化合物の被膜を形成する工程Bと、
前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子と、前記第2の膜化合物の被膜が形成された前記第2の微粒子とを接触させ、前記第1の反応基と前記第2の反応基とを反応させ、形成された結合を介して前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子の表面に前記第2の膜化合物の被膜が形成された複数の前記第2の微粒子を結合固定させた金平糖状の複合微粒子を調製する工程Cとを含む方法により製造することを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。
At least a part of the transparent composite fine particles having a confetti-like structure in which a plurality of spherical or hemispherical protrusions having a smaller diameter than the fine particles are formed on the surface of the spherical or substantially spherical fine particles are exposed on the surface. And step D of embedding in the film surface layer having translucency,
It possesses a step E of forming the water repellent oil repellent antifouling thin film on the surface of the composite fine particles exposed from the film surface layer,
The composite fine particles,
A first film compound having a first surface reactive group that reacts with a surface functional group of a spherical or substantially spherical first fine particle to form a bond, and a first film compound having a first reactive group at both ends, respectively. The reaction liquid is brought into contact with the surface of the first fine particle, and the first liquid is bonded and fixed to the surface of the first fine particle through a bond formed by a reaction between the surface functional group and the surface reactive group. Forming a film of the film compound;
A second surface reactive group that reacts with a surface functional group of a second fine particle that is spherical or substantially spherical and has a smaller diameter than the first fine particle, and reacts with the first reactive group. A second reaction liquid containing a second film compound having a second reactive group that forms a bond at both ends is brought into contact with the surface of the second fine particle, and the surface functional group, the surface reactive group, Forming a film of the second film compound that is bonded and fixed to the surface of the second fine particle through the bond formed by the reaction of
The first fine particles on which the first film compound film is formed and the second fine particles on which the second film compound film is formed are brought into contact with each other, and the first reactive group and the first fine particles are brought into contact with each other. A plurality of coatings of the second film compound formed on the surface of the first fine particles on which the coating of the first film compound has been formed through a bond formed by reacting with two reactive groups. A method for producing a super water- and oil-repellent and antifouling light-transmitting film, comprising the step C of preparing a confetti-like composite fine particle to which the second fine particles are bonded and fixed .
前記第1の微粒子の直径が50〜100nmであり、前記第2の微粒子の直径が10〜20nmであることを特徴とする請求項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 The diameter of the first fine particle is 50 to 100 nm, the diameter of the second fine particles of ultra-water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film according to claim 6, wherein it is 10~20nm Production method. 前記工程Cにおいて、調製された前記複合微粒子をさらに熱処理して、前記第1の微粒子の表面に前記第2の微粒子を融着することを特徴とする請求項または記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 8. The super-water-repellent / repellent repellent according to claim 6 or 7 , wherein in the step C, the prepared composite fine particles are further heat-treated to fuse the second fine particles to the surface of the first fine particles. Manufacturing method of oil-proof antifouling translucent film. 前記工程Cの後で、前記第1の膜化合物の被膜が形成された前記第1の微粒子の表面に結合固定されなかった前記第2の膜化合物の被膜が形成された第2の微粒子を洗浄除去することを特徴とする請求項からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 After the step C, the second fine particles formed with the second film compound coating not fixed to the surface of the first fine particles formed with the first film compound coating are washed. method for manufacturing ultra-water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film of any one of claims 6 8, characterized in that removal. 前記工程Eにおいて、前記フィルム表面層および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と反応して結合を形成する第3の表面反応基とフッ化炭素基とを有する第3の膜化合物を含む撥水撥油防汚処理液を前記複合微粒子が結合固定された前記フィルム表面層の表面に接触させ、前記フィルム表面層および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と前記第3の表面反応基との反応により形成された結合を介して該表面に結合固定された前記第3の膜化合物の被膜を形成することを特徴とする請求項からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 In the step E, a third surface-reactive group that reacts with any one or more of the functional groups present on the film surface layer and the surface of the composite fine particle to form a bond and a fluorocarbon group. Any of functional groups present on the surface of the film surface layer and the composite microparticles are brought into contact with the surface of the film surface layer to which the composite microparticles are bonded and fixed. from claim 6, characterized by forming a film of said third film compound bound secured to the surface via a bond formed by the reaction of one or more and said third surface reactive groups 9 The method for producing a super water / oil repellent antifouling translucent film according to any one of the above. 前記第1〜第3の表面反応基がアルコキシシリル基であり、前記第1および第2の反応液、ならびに前記撥水撥油防汚処理液が、
(1)カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステルおよびチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1または2以上の化合物、および/または
(2)ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、およびアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1または2以上の化合物を縮合触媒として含むことを特徴とする請求項1記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。
The first to third surface reactive groups are alkoxysilyl groups, the first and second reaction liquids, and the water / oil repellent / antifouling treatment liquid,
(1) one or more compounds selected from the group consisting of carboxylic acid metal salts, carboxylic acid ester metal salts, carboxylic acid metal salt polymers, carboxylic acid metal salt chelates, titanate esters and titanate ester chelates, and / or Or (2) one or more compounds selected from the group consisting of ketimine compounds, organic acids, aldimine compounds, enamine compounds, oxazolidine compounds, and aminoalkylalkoxysilane compounds as a condensation catalyst. 1 0 manufacturing method of super-water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film according.
前記工程Eの後で、余分な前記撥水撥油防汚処理液を洗浄除去することを特徴とする請求項1または1記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 Preparation of the after step E, ultra water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film according to claim 1 0 or 1 1, wherein the washing removes the excess water-repellent oil-repellent antifouling treatment solution Method. 溶媒の蒸発およびその後の加熱により、フィルム基材の表面に結合可能なバインダを生成するバインダ前駆体を含む溶媒中に球状または略球状の微粒子、または球状または略球状の微粒子の表面に、該微粒子よりも直径が小さな球状または半球状の複数の突起が結合固定した金平糖状の複合微粒子を分散させた分散液をフィルム基材の表面に塗布後、溶媒を蒸発させ、前記バインダ前駆体を介して前記フィルム表面層の表面に前記微粒子または前記複合微粒子を結合固定させる工程aと、
前記微粒子もしくは前記複合微粒子および/または前記フィルム基材の表面に生成した前記バインダの表面の一部をエッチングして、前記バインダ前駆体を介して前記フィルム基材の表面に付着または結合した前記微粒子もしくは前記複合微粒子および/または前記フィルム基材の表面に該微粒子より小さな複数の球状または略球状の突起を形成する工程bと、
前記バインダ前駆体を介して前記微粒子または前記複合微粒子を表面に付着または結合させた前記フィルム基材を加熱して、生成した前記バインダを介して前記突起を形成した前記微粒子を前記フィルム基材の表面に結合固定させる工程cと、
前記微粒子が結合固定された前記フィルム基材の表面に撥水撥油防汚性薄膜を形成する工程dとを有し、
前記フィルム基材、前記微粒子および前記バインダがいずれも透明であり、前記工程cにおいて前記フィルム基材の表面に形成される金平糖状の突起の高さが30〜300nmであることを特徴とする超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。
Spherical or substantially spherical fine particles in a solvent containing a binder precursor that generates a binder that can be bonded to the surface of the film substrate by evaporation of the solvent and subsequent heating, or the fine particles on the surface of the spherical or substantially spherical fine particles After applying a dispersion liquid in which a slab-like composite fine particle in which a plurality of spherical or hemispherical projections having a smaller diameter are bonded and fixed is applied to the surface of the film substrate, the solvent is evaporated and the binder precursor is passed through the binder precursor. A step of binding and fixing the fine particles or the composite fine particles to the surface of the film surface layer;
The fine particles or the composite fine particles and / or the fine particles adhered to or bonded to the surface of the film substrate through the binder precursor by etching a part of the surface of the binder generated on the surface of the film substrate. Or a step b of forming a plurality of spherical or substantially spherical protrusions smaller than the fine particles on the surface of the composite fine particles and / or the film substrate;
The film base material having the fine particles or the composite fine particles attached or bonded to the surface via the binder precursor is heated, and the fine particles on which the protrusions are formed via the generated binder are formed on the film base material. A step c for bonding and fixing to the surface;
Possess a step d to form a water-repellent oil-repellent antifouling thin film on the surface of the film substrate, wherein the fine particles are connected and fixed,
The film substrate, the fine particles, and the binder are all transparent, and the height of the confetti formed on the surface of the film substrate in the step c is 30 to 300 nm. A method for producing a water- and oil-repellent antifouling light-transmitting film.
前記微粒子の直径が50〜100nmであることを特徴とする請求項1記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 Claim 1 3 manufacturing method of super-water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film, wherein a diameter of said fine particles is 50 to 100 nm. バインダの表面の一部をエッチングする方法として、化学エッチングまたは物理エッチングを用いることを特徴とする請求項13または4記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 As a method of etching a part of the surface of the binder, the production method according to claim 1 3 or 1 4 SL placing super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film, which comprises using a chemical etching or physical etching. 前記工程cにおける加熱温度が、前記フィルム基材の軟化点未満であることを特徴とする請求項1から1のいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 The heating temperature in the step c is the film that substrate is less than the softening point claims 1 to 3, characterized in 1 5 according to any one of the super-water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film Production method. 前記工程dにおいて、前記フィルム基材および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と反応して結合を形成する表面反応基とフッ化炭素基とを有する膜化合物を含む撥水撥油防汚処理液を前記複合微粒子が結合固定された前記フィルム基材の表面に接触させ、前記フィルム基材および前記複合微粒子の表面に存在する官能基のいずれか1または複数と前記表面反応基との反応により形成された結合を介して該表面に結合固定された前記膜化合物の被膜を形成することを特徴とする請求項1から16のいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 In the step d, a film repelling comprising a film compound having a surface reactive group and a fluorocarbon group that reacts with any one or more of the functional groups present on the surface of the film substrate and the composite fine particles to form a bond. A water / oil repellent antifouling treatment solution is brought into contact with the surface of the film base material on which the composite fine particles are bonded and fixed, and one or more of functional groups present on the surface of the film base material and the composite fine particles and the surface super repellent of any one of claims 1 3 to 16, characterized by forming a film of the film compound bound fixed to the surface through the formed bonds by reaction with the reactive group Manufacturing method of oil-proof antifouling translucent film. 前記表面反応基がアルコキシシリル基であり、前記撥水撥油防汚処理液が、
(1)カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステルおよびチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1または2以上の化合物、および/または
(2)ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、およびアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1または2以上の化合物を縮合触媒として含むことを特徴とする請求項17記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。
The surface reactive group is an alkoxysilyl group, and the water / oil repellent / antifouling treatment liquid is:
(1) one or more compounds selected from the group consisting of carboxylic acid metal salts, carboxylic acid ester metal salts, carboxylic acid metal salt polymers, carboxylic acid metal salt chelates, titanate esters and titanate ester chelates, and / or Or (2) one or more compounds selected from the group consisting of ketimine compounds, organic acids, aldimine compounds, enamine compounds, oxazolidine compounds, and aminoalkylalkoxysilane compounds as a condensation catalyst. 18. A process for producing a super water / oil repellent antifouling light transmissive film according to 17 .
前記工程dの後で、余分な前記撥水撥油防汚処理液を洗浄除去することを特徴とする請求項17または18記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 19. The method for producing a super water / oil / oil repellent / fouling and translucent film according to claim 17 or 18, wherein the excess water / oil / oil / repellency / antifouling treatment liquid is washed away after the step d. 前記工程bの前に前記工程cを行うことを特徴とする請求項1から19のいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムの製造方法。 Manufacturing method of the step super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film of any one of claims 1 3 to 19, characterized in that performing the c before the step b. 請求項1からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有するガラス窓。 Any one super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film glass window with as claimed in claim 1 5. 請求項1からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有する太陽エネルギー利用装置。 The solar energy utilization apparatus which has a super water-repellent oil-repellent antifouling light-transmitting film of any one of Claim 1 to 5 . 請求項1からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有する光学機器。 Optical apparatus having a super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film of any one of claims 1 5. 請求項1からのいずれか1項記載の超撥水撥油防汚性透光性フィルムを有する表示装置。 A display device having a super water-repellent, oil-repellent antifouling translucent film of any one of claims 1 5.
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