JPWO2006092927A1 - Antifouling film and antifouling film manufacturing apparatus - Google Patents

Antifouling film and antifouling film manufacturing apparatus Download PDF

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Abstract

本発明は、均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性等、防汚性能に優れた防汚膜をバラツキなく再現よく得ることにある。このために、防汚膜がフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料として基材上に製膜されたもので、Tof−SIMS測定装置を用いて、負二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNO3-イオンの検出強度比が1.0×10-3以下であり、かつ正二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNH4+イオンの検出強度比が1.0×10-4以上であることを特徴とする。An object of the present invention is to obtain an antifouling film excellent in antifouling performance, such as high uniformity and excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping property and repeated durability, without variation. For this purpose, the antifouling film is formed on a base material using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom as a thin film forming gas raw material, and a negative secondary ion measurement is performed using a Tof-SIMS measuring device. The detected intensity ratio of NO 3− ions to the total detected ion intensity is 1.0 × 10 −3 or less, and the detected intensity ratio of NH 4+ ions to the total detected ion intensity is 1.0. × 10-4 or more.

Description

本発明は、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成原料として用い形成された、汚れや塵等の付着が少なく、また付着した汚れ、塵等を簡単に取り去ることのできる、優れた防汚膜に関する。   The present invention is formed by using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom as a thin film forming raw material, has little adhesion of dirt, dust, etc., and can easily remove attached dirt, dust, etc. Related to antifouling film.

現在、人の手指が直接触れるタッチパネル、CRTや液晶ディスプレイなどの画像表示装置表面、めがね表面、レンズ表面、あるいは外気に晒されて塵埃等が付着しやすい太陽電池や窓ガラスなどの透明材料の表面には、その表面を保護し、視認性を損なう汚れや塵等の付着を防止したり、あるいは付着した汚れや塵等を簡単に取り去ることのできる防汚膜を、その表面に設けることが知られている。   Currently, the surface of an image display device such as a touch panel directly touched by human fingers, the surface of an image display device such as a CRT or a liquid crystal display, the surface of a lens, the surface of a lens, or a transparent material such as a solar cell or window glass that is easily exposed to the outside air. It is known to provide an antifouling film on the surface that protects the surface, prevents adhesion of dirt and dust that impairs visibility, or easily removes adhering dirt and dust. It has been.

従来、防汚膜の形成方法としては、防汚膜形成用の液体材料を、物品の表面に塗布する方法が広く知られており、また実用化されている(特許文献1参照。)。一例としては、液晶ディスプレイなどで用いる反射防止膜表面を、末端シラノール有機ポリシロキサンを、塗布方式により被覆して、表面上の防汚性を向上させる方法がある(特許文献2参照。)。   Conventionally, as a method for forming an antifouling film, a method of applying a liquid material for forming an antifouling film to the surface of an article has been widely known and put into practical use (see Patent Document 1). As an example, there is a method of improving the antifouling property on the surface by coating the surface of an antireflection film used in a liquid crystal display or the like with a terminal silanol organic polysiloxane by a coating method (see Patent Document 2).

しかしながら、塗布方式による防汚膜の形成方法は、塗布液を構成する溶剤に対する化学的な耐性を必要とするため、用いることのできる基材の材質が制限を受けること、塗布後に乾燥工程を必要とするため製造工程にコスト上の負荷がかかること、対象とする基材表面が凹凸を有している場合には、塗布後の乾燥工程でレベリングを起こしたり、材質により塗布液の濡れ性が不適切となり、塗布ムラやはじき故障を引き起こし、均一の膜厚を有する防汚膜を形成することが難しいとの課題を抱えている。   However, the method of forming an antifouling film by a coating method requires chemical resistance to the solvent constituting the coating solution, so that the material of the base material that can be used is limited, and a drying process is required after coating Therefore, when the manufacturing process is costly loaded, and the target substrate surface has irregularities, leveling may occur in the drying process after coating, and the wettability of the coating liquid may vary depending on the material. There is a problem that it becomes inadequate, causing coating unevenness and repellency failure, and it is difficult to form an antifouling film having a uniform film thickness.

上記の課題を踏まえて、大気圧プラズマ法を用いて簡易に防汚膜を形成する方法が提案されている(特許文献3参照。)。この方法によれば、乾燥工程を必要とせず、凹凸の表面形状を有する基材であっても、均一な厚さからなる防汚膜を安定して形成することが可能となる。
特開2000−144097号公報 (特許請求の範囲) 特開平2−36921号公報 (特許請求の範囲) 特開2003−98303号公報 (特許請求の範囲)
In view of the above problems, a method of easily forming an antifouling film using an atmospheric pressure plasma method has been proposed (see Patent Document 3). According to this method, it is possible to stably form an antifouling film having a uniform thickness even on a substrate having an uneven surface shape without requiring a drying step.
JP 2000-144097 A (Claims) JP-A-2-36921 (Claims) JP 2003-98303 A (Claims)

しかしながら、上記方法では、耐久性が充分ではなく、また、防汚性能に若干のばらつきを生じてしまうことがわかった。   However, it has been found that the above method does not have sufficient durability and causes some variation in antifouling performance.

従って本発明の目的は、均一性が高く、かつ優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性等、防汚性能に優れた防汚膜をバラツキなく再現よく得ることにある。   Therefore, an object of the present invention is to obtain a highly uniform and reproducible antifouling film excellent in antifouling performance, such as excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping properties and repeated durability. It is in.

本発明の上記課題は、以下の手段により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

〔1〕フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を主成分とする原料から基材上に製膜された防汚膜において、Tof−SIMS測定装置を用いて、負二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNO3 -イオンの検出強度比が1.0×10-3以下であり、かつ正二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比が1.0×10-4以上であることを特徴とする防汚膜。[1] When an antifouling film formed on a substrate from a raw material mainly composed of an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is subjected to negative secondary ion measurement using a Tof-SIMS measurement device The detected intensity ratio of NO 3 ions to the total detected ion intensity is 1.0 × 10 −3 or less, and the detected intensity ratio of NH 4 + ions to the total detected ion intensity when a positive secondary ion is measured is 1. An antifouling film characterized by being 0 × 10 −4 or more.

〔2〕乾式薄膜形成方法によって形成されたことを特徴とする〔1〕に記載の防汚膜。     [2] The antifouling film according to [1], which is formed by a dry thin film forming method.

〔3〕前記乾式薄膜形成方法が、大気圧もしくはその近傍の圧力下、対向する電極間(放電空間)に放電ガス及びフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料とするガスを供給し、該電極間に高周波電圧を印加することにより該ガスを励起し、基材を励起した該ガスに晒すことにより該基材上に薄膜を得る大気圧プラズマ法であることを特徴とする〔2〕に記載の防汚膜。   [3] A gas in which the dry thin film forming method uses an organometallic compound having an organic group having a discharge gas and a fluorine atom between opposing electrodes (discharge space) at or near atmospheric pressure. Characterized in that the gas is excited by applying a high-frequency voltage between the electrodes and the thin film is obtained on the substrate by exposing the substrate to the excited gas. The antifouling film according to [2].

〔4〕前記乾式薄膜形成方法が、大気圧もしくはその近傍の圧力下、放電ガスを、放電空間に導入し、励起して、該励起ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスとを、放電空間外で接触させて、間接励起ガスとして、該間接励起ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を得る大気圧プラズマ法であることを特徴とする〔2〕に記載の防汚膜。   [4] In the dry thin film forming method, a discharge gas is introduced into a discharge space and excited under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and the excitation gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom are obtained. It is an atmospheric pressure plasma method in which a thin film is obtained on the substrate by contacting the substrate with the indirect excitation gas as an indirect excitation gas by contacting the contained thin film forming gas outside the discharge space. The antifouling film according to [2].

〔5〕前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の防汚膜。   [5] The antifouling film according to any one of [1] to [4], wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is represented by the following general formula (1): .

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
〔6〕前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする〔5〕に記載の防汚膜。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
[6] The antifouling film according to [5], wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).

一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。〕
〔7〕前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする〔6〕に記載の防汚膜。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
[7] The antifouling film according to [6], wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R12は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
〔8〕前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の防汚膜。
General formula (3)
Rf—X— (CH 2 ) k —M (OR 12 ) 3 [wherein M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, and Rf represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Alternatively, it represents an alkenyl group, and X represents a simple bond or a divalent group. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
[8] The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4), [1] to [4] Antifouling membrane.

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。R7は、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
〔9〕前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の防汚膜。
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
[9] The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5), [1] to [4] Antifouling membrane.

一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手または2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。R8は置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、R9は置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
〔10〕前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の防汚膜。
General formula (5)
During [Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p [Formula, M represents In, Al, Sb, Y or La, Rf is at least hydrogen atoms One represents an alkyl group or an alkenyl group substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
[10] The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (6), [1] to [4] Antifouling membrane.

一般式(6)
Rf1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23〔式中、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
〔11〕前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の防汚膜。
General formula (6)
Rf 1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3 wherein, Rf 1 is 1 to the number of carbon atoms 16 linear or branched perfluoroalkyl groups, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, m1 represents an integer of 1 to 50, n1 represents an integer of 0 to 3, p1 Represents an integer of 0 to 3, q1 represents an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
[11] The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7), [1] to [4] Antifouling membrane.

〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
〔12〕前記大気圧プラズマ法が、放電ガスとして窒素ガスを15vol%以上含有する雰囲気下で行われることを特徴とする〔3〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の防汚膜。
[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
[12] The antifouling film according to any one of [3] to [11], wherein the atmospheric pressure plasma method is performed in an atmosphere containing 15 vol% or more of nitrogen gas as a discharge gas.

〔13〕前記乾式薄膜形成方法により前記基材上に防汚膜を形成する前に、前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行う事を特徴とする〔2〕〜〔12〕のいずれか1項に記載の防汚膜。   [13] Before the antifouling film is formed on the base material by the dry thin film forming method, the base material is exposed to a discharge space or an excited discharge gas to perform pretreatment [2] to [12] The antifouling film according to any one of [12].

〔14〕前記基材表面は、無機化合物を含むことを特徴とする〔1〕〜〔13〕のいずれか1項に記載の防汚膜。   [14] The antifouling film according to any one of [1] to [13], wherein the substrate surface contains an inorganic compound.

〔15〕前記基材表面の主成分が、酸化金属であることを特徴とする〔1〕〜〔14〕のいずれか1項に記載の防汚膜。   [15] The antifouling film according to any one of [1] to [14], wherein a main component of the substrate surface is a metal oxide.

〔16〕〔1〕〜〔15〕のいずれか1項に記載の防汚膜を作製することを特徴とする防汚膜の製造装置。   [16] An antifouling film production apparatus for producing the antifouling film according to any one of [1] to [15].

本発明により、均一性が高く、撥水性、撥油性に優れ、皮脂やインクの拭き取り性及びその繰り返し耐久性等の防汚性能に優れた防汚膜を再現よく得ることができる。   According to the present invention, an antifouling film having high uniformity, excellent water repellency and oil repellency, excellent antifouling performance such as wiping of sebum and ink and repeated durability thereof can be obtained with good reproducibility.

大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the plasma discharge processing apparatus under atmospheric pressure or the pressure of the vicinity. ロール回転電極の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a roll rotation electrode. 角柱型固定電極の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a prismatic fixed electrode. プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係の異なる一例を示した図である。It is the figure which showed an example from which the positional relationship of the electrode of a plasma discharge treatment apparatus and a base material differs. プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係の異なる他の一例を示した図である。It is the figure which showed another example from which the positional relationship of the electrode of a plasma discharge treatment apparatus and a base material differs. 本発明に係る基材の表面処理に用いる大気圧プラズマ放電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the surface treatment of the base material which concerns on this invention. 本発明に用いることのできる大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus which can be used for this invention. 本発明に用いることのできる電極の配置が異なる大気圧プラズマ放電処理装置の更に別の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus from which arrangement | positioning of the electrode which can be used for this invention differs.

符号の説明Explanation of symbols

1、30、100 プラズマ放電処理装置
101、102 電極
5、41 高周波電源
25 ロール回転電極
25A、36A、101A、102A 金属母材
25B、36B、101B、102B 誘電体
31、131 プラズマ放電処理容器
32、132 放電処理室
36、136 角柱型固定電極
40、140 電圧印加手段
50、150 ガス充填手段
51、151 ガス発生装置
52、152 給気口
53、153 排気口
60、160 電極温度調節手段
64、67、164、167 ガイドロール
65、66、165、166 ニップロール
68、69、168、169 仕切板
103 処理位置
F、8 基材
G 反応ガス
G′ 処理排ガス
G° プラズマ放電を起こさせた反応ガス
P 送液ポンプ
A 放電空間
2、2′ 第1電極
3、3′ 第2電極
4 電圧印加手段
6 絶縁体
9 アース
1 放電ガス
1′ 励起放電ガス
M 薄膜形成ガス
A 放電空間
B 放電空間外
1, 30, 100 Plasma discharge treatment apparatus 101, 102 Electrode 5, 41 High frequency power supply 25 Roll rotating electrode 25A, 36A, 101A, 102A Metal base material 25B, 36B, 101B, 102B Dielectric 31, 131 Plasma discharge treatment vessel 32, 132 Discharge treatment chamber 36, 136 Prismatic fixed electrode 40, 140 Voltage application means 50, 150 Gas filling means 51, 151 Gas generator 52, 152 Air supply port 53, 153 Exhaust port 60, 160 Electrode temperature adjustment means 64, 67 164, 167 Guide rolls 65, 66, 165, 166 Nip rolls 68, 69, 168, 169 Partition plate 103 Processing position F, 8 Base material G Reactive gas G 'Processing exhaust gas G ° Reactive gas P causing plasma discharge P Liquid pump A Discharge space 2, 2 'First electrode 3, 3' Second power Electrode 4 Voltage application means 6 Insulator 9 Ground G 1 Discharge gas G 1 ′ Excited discharge gas M Thin film forming gas A Discharge space B Discharge space outside

以下に本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.

本発明者等は、鋭意検討の結果、窒素大気圧プラズマ、特に還元雰囲気の窒素大気圧プラズマが、耐久性および防汚性能、バラツキが少ないことを見いだした。更に本発明者等は、膜の組成を詳しく調べたところ、窒素大気圧プラズマに限らず、ある組成を満たすときに、優れた防汚性、耐久性およびバラツキが少ない防汚膜が形成できることを見いだした。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that nitrogen atmospheric pressure plasma, particularly nitrogen atmospheric pressure plasma in a reducing atmosphere, has little durability, antifouling performance, and variation. Further, the present inventors examined the composition of the film in detail, and found that an antifouling film having excellent antifouling property, durability and less variation can be formed when satisfying a certain composition, not limited to nitrogen atmospheric pressure plasma. I found it.

初めに、本発明に係わる防汚膜の形成において、薄膜形成原料として用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物について、詳細に説明する。   First, the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used as a thin film forming raw material in the formation of the antifouling film according to the present invention will be described in detail.

本発明に係るフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物において、フッ素原子を有する有機基としては、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、アリール基等を含有する有機基が挙げられるが、本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物は、これらのフッ素原子を有する有機基が、金属原子、例えば、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ、アルミニウム、インジウム、アンチモン、イットリウム、ランタニウム、鉄、ネオジウム、銅、ガリウム、ハフニウム等の金属に直接結合した有機金属化合物である。これらの金属のうちでは、珪素、チタン、ゲルマニウム、ジルコニウム、スズ等が好ましく、更に好ましいのは珪素、チタンである。これらのフッ素を有する有機基は、金属化合物にいかなる形で結合していてもよく、例えば、シロキサン等複数の金属原子を有する化合物が、これらの有機基を有する場合、少なくとも1つの金属原子がフッ素を有する有機基を有していれば良く、またその位置も問わない。   In the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention, examples of the organic group having a fluorine atom include organic groups containing a fluorine atom-containing alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc. The organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the invention is an organic group having these fluorine atoms, such as silicon, titanium, germanium, zirconium, tin, aluminum, indium, antimony, yttrium, An organometallic compound directly bonded to a metal such as lanthanum, iron, neodymium, copper, gallium, hafnium. Of these metals, silicon, titanium, germanium, zirconium, tin and the like are preferable, and silicon and titanium are more preferable. These fluorine-containing organic groups may be bonded to the metal compound in any form. For example, when a compound having a plurality of metal atoms such as siloxane has these organic groups, at least one metal atom is fluorine. The position may be any as long as it has an organic group having.

本発明の薄膜形成方法によると、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、シリカやガラス等の基板と結合を形成し易く、本発明の優れた効果を奏することができると推定している。   According to the thin film forming method of the present invention, it is estimated that an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom can easily form a bond with a substrate such as silica or glass, and can exert the excellent effect of the present invention. Yes.

本発明において用いられるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物としては、前記一般式(1)で表される化合物が好ましい。   As the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom used in the present invention, a compound represented by the general formula (1) is preferable.

前記一般式(1)において、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表す。また、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する有機基であり、例えば、フッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基またはアリール基を含有する有機基が好ましく、フッ素原子を有するアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基が、フッ素原子を有するアルケニル基としては、例えば、3,3,3−トリフルオロ−1−プロペニル基等の基が、また、フッ素原子を有するアリール基としては、例えば、ペンタフルオロフェニル基等の基が挙げられる。また、これらフッ素原子を有するアルキル基、アルケニル基、またアリール基から形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等なども用いることができる。In the general formula (1), M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn. R 1 to R 6 each represent a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is an organic group having a fluorine atom, for example, having a fluorine atom. An organic group containing an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group is preferable. Examples of the alkyl group having a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, and 4,4. , 3, 3, 2, 2, 1, 1-octafluorobutyl group and the like, as the alkenyl group having a fluorine atom, for example, a group such as 3, 3, 3-trifluoro-1-propenyl group In addition, examples of the aryl group having a fluorine atom include groups such as a pentafluorophenyl group. In addition, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group formed from an aryl group, an alkenyloxy group, an aryloxy group, or the like can also be used.

また、フッ素原子は、前記アルキル基、アルケニル基、アリール基等においては、骨格中の炭素原子のどの位置に任意の数結合していてもよいが、少なくとも1個以上結合していることが好ましい。また、アルキル基、アルケニル基骨格中の炭素原子は、例えば、酸素、窒素、硫黄等他の原子、また、酸素、窒素、硫黄等を含む2価の基、例えば、カルボニル基、チオカルボニル基等の基で置換されていてもよい。   Further, in the alkyl group, alkenyl group, aryl group, etc., any number of fluorine atoms may be bonded to any position of the carbon atom in the skeleton, but preferably at least one is bonded. . The carbon atom in the skeleton of the alkyl group or alkenyl group includes, for example, other atoms such as oxygen, nitrogen and sulfur, and divalent groups containing oxygen, nitrogen and sulfur, such as a carbonyl group and a thiocarbonyl group. It may be substituted with a group.

1〜R6で表される基のうち、前記フッ素原子を有する有機基以外は、水素原子または1価の基を表し、1価の基としては、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基等の基が挙げられるが、これに限定されない。jは0〜150の整数を表し、好ましくは0〜50、更に好ましいのはjが0〜20の範囲である。Of the groups represented by R 1 to R 6 , other than the organic group having a fluorine atom represents a hydrogen atom or a monovalent group, and examples of the monovalent group include a hydroxy group, an amino group, and an isocyanate group. , Halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, aryloxy groups, and the like, but are not limited thereto. j represents an integer of 0 to 150, preferably 0 to 50, and more preferably j is in the range of 0 to 20.

前記1価の基のうち、ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。また、前記1価の基である前記アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基のうち、好ましいのは、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基である。   Of the monovalent groups, the halogen atom is preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Among the alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, and aryloxy groups that are the monovalent groups, preferred are an alkoxy group, an alkenyloxy group, and an aryloxy group.

また、Mで表される金属原子のうち、好ましいのは、Si、Tiである。   Of the metal atoms represented by M, Si and Ti are preferable.

前記1価の基は、更にその他の基で置換されていてもよく、特に限定されないが、好ましい置換基としては、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアネート基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、フェニル基等のアリール基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカンアミド基、アリールアミド基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等の基が挙げられる。   The monovalent group may be further substituted with other groups, and is not particularly limited. Preferred substituents include amino groups, hydroxyl groups, isocyanate groups, fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms and the like. Atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group such as alkenyl group, phenyl group, alkoxy group, alkenyloxy group, aryloxy group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, alkaneamide group, arylamide group, alkylcarbamoyl And groups such as an arylcarbamoyl group, a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

また、前記フッ素原子を有する有機基、またはそれ以外のこれらR1〜R6で表される基は、R123M−(Mは、前記金属原子を表し、R1、R2、R3はそれぞれ1価の基を表し、1価の基としては前記フッ素原子を有する有機基またはR1〜R6として挙げられた前記フッ素原子を有する有機基以外の基を表す。)で表される基によって更に置換された複数の金属原子を有する構造であっても良い。これらの金属原子としては、Si、Tiなどが挙げられ、例えば、シリル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基等が挙げられる。Further, the organic group having a fluorine atom or other groups represented by these R 1 to R 6, and is, R 1 R 2 R 3 M- (M represents the metal atom, R 1, R 2 R 3 represents a monovalent group, and the monovalent group represents an organic group having the fluorine atom or a group other than the organic group having the fluorine atom exemplified as R 1 to R 6 . A structure having a plurality of metal atoms further substituted by the group represented may be used. Examples of these metal atoms include Si and Ti, and examples thereof include a silyl group, an alkylsilyl group, and an alkoxysilyl group.

前記R1〜R6において挙げられたフッ素原子を有する基であるアルキル基、アルケニル基、またこれらから形成されるアルコキシ基、アルケニルオキシ基におけるアルキル基、アルケニル基としては、下記一般式(F)で表される基が好ましい。Examples of the alkyl group, alkenyl group, and the alkoxy group formed from these, the alkyl group in the alkenyloxy group, and the alkenyl group, which are the groups having fluorine atoms mentioned in R 1 to R 6 , include the following general formula (F) The group represented by these is preferable.

一般式(F)
Rf−X−(CH2k
ここにおいてRfは、水素の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基、アルケニル基を表し、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基のようなパーフルオロアルキル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の基、また、1,1,1−トリフルオロ−2−クロルプロペニル基等のようなフッ素原子により置換されたアルケニル基が好ましく、中でも、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロオクチル基、ヘプタフルオロプロピル基等の基、また、3,3,3−トリフルオロプロピル基、4,4,3,3,2,2,1,1−オクタフルオロブチル基等の少なくとも2つ以上のフッ素原子有するアルキル基が好ましい。
Formula (F)
Rf-X- (CH 2) k -
Here, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of hydrogen is substituted by a fluorine atom. For example, Rf represents a perfluoro group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, or a heptafluoropropyl group. Groups such as alkyl groups, groups such as 3,3,3-trifluoropropyl groups, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl groups, and 1,1,1 -An alkenyl group substituted by a fluorine atom such as trifluoro-2-chloropropenyl group is preferred, among which a group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorooctyl group, a heptafluoropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 4,4,3,3,2,2,1,1-octafluorobutyl group, etc. Alkyl group preferably has at least two or more fluorine atoms.

また、Xは単なる結合手または2価の基である、2価の基としては−O−、−S−、−NR−(Rは水素原子またはアルキル基を表す)等の基、−CO−、−CO−O−、−CONH−、−SO2NH−、−SO2−O−、−OCONH−、X is a simple bond or a divalent group. The divalent group is a group such as —O—, —S—, —NR— (R represents a hydrogen atom or an alkyl group), —CO—, and the like. , -CO-O -, - CONH -, - SO 2 NH -, - SO 2 -O -, - OCONH-,

等の基を表す。 Represents a group such as

kは0〜50、好ましくは0〜30の整数を表す。   k represents an integer of 0 to 50, preferably 0 to 30.

Rf中にはフッ素原子のほか、他の置換基が置換されていてもよく、置換可能な基としては、前記R1〜R6において置換基として挙げられた基と同様の基が挙げられる。また、Rf中の骨格炭素原子が他の原子、例えば、−O−、−S−、−NR0−(R0は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表し、また前記一般式(F)で表される基であってもよい)、カルボニル基、−NHCO−、−CO−O−、−SO2NH−等の基によって一部置換されていてもよい。In addition to the fluorine atom, other substituents may be substituted in Rf, and examples of the substitutable group include the same groups as those exemplified as the substituents in R 1 to R 6 . The skeletal carbon atom in Rf is another atom, for example, —O—, —S—, —NR 0 — (R 0 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and the general formula (F Or a group represented by carbonyl group, —NHCO—, —CO—O—, —SO 2 NH— or the like.

前記一般式(1)で表される化合物のうち、好ましいのは下記一般式(2)で表される化合物である。   Of the compounds represented by the general formula (1), a compound represented by the following general formula (2) is preferable.

一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
一般式(2)において、Mは前記一般式(1)と同様の金属原子を表し、Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、kについても同じ整数を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよいが、好ましくは、非置換のアルキル基、アルケニル基を表す。また、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
In general formula (2), M represents the same metal atom as in general formula (1), Rf and X represent the same groups as Rf and X in general formula (F), and k represents the same integer. To express. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group exemplified as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted, but preferably represents an unsubstituted alkyl group or alkenyl group. Further, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring.

一般式(2)のうち、更に好ましいものものは下記一般式(3)で表される化合物である。   Of the general formula (2), more preferred are compounds represented by the following general formula (3).

一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123
ここにおいて、Rf、Xまたkは、前記一般式(2)におけるものと同義である。また、R12も、前記一般式(2)におけるR11と同義である。また、Mも前記一般式(2)におけるMと同様であるが、特に、Si、Tiが好ましく、最も好ましいのはSiである。
General formula (3)
Rf-X- (CH 2) k -M (OR 12) 3
Here, Rf, X and k are as defined in the general formula (2). R 12 is also synonymous with R 11 in the general formula (2). Further, M is the same as M in the general formula (2), but Si and Ti are particularly preferable, and Si is most preferable.

本発明において、フッ素原子を有する有機金属化合物の他の好ましい例は、前記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。   In the present invention, another preferred example of the organometallic compound having a fluorine atom includes a compound represented by the general formula (4).

前記一般式(4)において、R1〜R6は、前記一般式(1)におけるR1〜R6と同義である。ここにおいても、R1〜R6の少なくとも1つは、前記フッ素原子を有する有機基であり、前記一般式(F)で表される基が好ましい。R7は水素原子、または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。また、jは0〜100の整数を表し、好ましくは0〜50、最も好ましいのはjが0〜20の範囲である。In the general formula (4), R 1 to R 6 have the same meanings as R 1 to R 6 in the general formula (1). Also in this case, at least one of R 1 to R 6 is an organic group having the fluorine atom, and a group represented by the general formula (F) is preferable. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. J represents an integer of 0 to 100, preferably 0 to 50, and most preferably j is in the range of 0 to 20.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(5)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (5).

一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p
一般式(5)において、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表す。Rf、Xは前記一般式(F)におけるRf、Xと同様の基を表し、Yは単なる結合手または酸素を表す。kについても同じく0〜50の整数を表し、好ましくは30以下の整数である。R9はアルキル基またはアルケニル基を、またR8はアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、それぞれ、前記一般式(1)のR1〜R6の置換基として挙げた基と同様の基により置換されていてもよい。また、一般式(5)において、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、nは0〜2を、またpも0〜2の整数を表す。m+p=3、即ちn=0であることが好ましい。
General formula (5)
[Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p
In the general formula (5), M represents In, Al, Sb, Y, or La. Rf and X represent the same groups as Rf and X in formula (F), and Y represents a simple bond or oxygen. k also represents an integer of 0 to 50, and is preferably an integer of 30 or less. R 9 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 8 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, each of which is the same as the group listed as the substituent for R 1 to R 6 in the general formula (1). May be substituted. Moreover, in General formula (5), it is m + n + p = 3, m is at least 1, n represents 0-2, p represents the integer of 0-2. It is preferable that m + p = 3, that is, n = 0.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、下記一般式(6)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   As another preferable compound having a fluorine atom used in the present invention, there is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the following general formula (6).

一般式(6)
Rf1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23
一般式(6)において、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。
General formula (6)
Rf 1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3
In the general formula (6), Rf 1 represents a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, and m1 represents 1 An integer of ˜50, n1 is an integer of 0 to 3, p1 is an integer of 0 to 3, q1 is an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0.

Rf1に導入しうる直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基の炭素数は、1〜16がより好ましく、1〜3が最も好ましい。従って、Rf1としては、−CF3、−C25、−C37等が好ましい。Number of carbon atoms of the linear or branched perfluoroalkyl group may be introduced into Rf 1 is more preferably 1 to 16, 1 to 3 is most preferred. Therefore, the Rf 1, -CF 3, -C 2 F 5, -C 3 F 7 and the like are preferable.

2に導入しうる加水分解基としては、−Cl、−Br、−I、−OR11、−OCOR11、−CO(R11)C=C(R122、−ON=C(R112、−ON=CR13、−N(R122、−R12NOCR11などが好ましい。R11はアルキル基などの炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を、またはフェニル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表し、R12は水素原子またはアルキル基などの炭素数1〜5の脂肪族炭化水素を表し、R13はアルキリデン基などの炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基を表す。これらの加水分解基の中でも、−OCH3、−OC25、−OC37、−OCOCH3及び−NH2が好ましい。Examples of the hydrolyzable group that can be introduced into R 2 include —Cl, —Br, —I, —OR 11 , —OCOR 11 , —CO (R 11 ) C═C (R 12 ) 2 , —ON═C (R 11) 2, -ON = CR 13 , -N (R 12) 2, are preferred, such as -R 12 NOCR 11. R 11 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 12 represents a carbon such as a hydrogen atom or an alkyl group. R 1 represents an aliphatic hydrocarbon having 1 to 5 carbon atoms, and R 13 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. Among these hydrolyzable groups, —OCH 3 , —OC 2 H 5 , —OC 3 H 7 , —OCOCH 3 and —NH 2 are preferable.

上記一般式(6)におけるm1は1〜30あることがより好ましく、5〜20であることが更に好ましい。n1は1または2であることがより好ましく、p1は1または2であることがより好ましい。また、q1は1〜3であることがより好ましい。   As for m1 in the said General formula (6), it is more preferable that it is 1-30, and it is still more preferable that it is 5-20. n1 is more preferably 1 or 2, and p1 is more preferably 1 or 2. Further, q1 is more preferably 1 to 3.

本発明において用いられる他の好ましいフッ素原子を有する化合物として、前記一般式(7)で表されるフッ素原子を有する有機金属化合物がある。   Another preferred compound having a fluorine atom used in the present invention is an organometallic compound having a fluorine atom represented by the general formula (7).

前記一般式(7)において、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。In the general formula (7), Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trimethyl group. A fluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1 , M and n are integers of 0 to 2, and p is an integer of 1 to 10.

前記一般式(7)において、Rfは、通常、炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基であり、好ましくは、CF3基、C25基、C37基である。Yにおける低級アルキル基としては、通常、炭素数1〜5のものが挙げられる。In the general formula (7), Rf is usually a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, preferably a CF 3 group, a C 2 F 5 group, or a C 3 F 7 group. It is. Examples of the lower alkyl group for Y usually include those having 1 to 5 carbon atoms.

21の加水分解可能な基としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、R23O基、R23COO基、(R242C=C(R23)CO基、(R232C=NO基、R25C=NO基、(R242N基、及びR23CONR24基が好ましい。ここで、R23はアルキル基等の通常は炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基またはフェニル基等の通常は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、R24は水素原子またはアルキル基等の通常は炭素数1〜5の低級脂肪族炭化水素基、R25はアルキリデン基等の通常は炭素数3〜6の二価の脂肪族炭化水素基である。さらに好ましくは、塩素原子、CH3O基、C25O基、C37O基である。Examples of the hydrolyzable group of R 21 include halogen atoms such as chlorine atom, bromine atom and iodine atom, R 23 O group, R 23 COO group, (R 24 ) 2 C═C (R 23 ) CO group, ( R 23 ) 2 C═NO group, R 25 C═NO group, (R 24 ) 2 N group, and R 23 CONR 24 group are preferred. Here, R 23 is usually an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group usually having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, and R 24 is a hydrogen atom or an alkyl group. Usually a lower aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 25 is usually a divalent aliphatic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms such as an alkylidene group. More preferred are a chlorine atom, a CH 3 O group, a C 2 H 5 O group, and a C 3 H 7 O group.

22は水素原子または不活性な一価の有機基であり、好ましくは、アルキル基等の通常は炭素数1〜4の一価の炭化水素基である。a、b、c、dは0〜200の整数であり、好ましくは1〜50である。mおよびnは、0〜2の整数であり、好ましくは0である。pは1または2以上の整数であり、好ましくは1〜10の整数であり、さらに好ましくは1〜5の整数である。また、数平均分子量は5×102〜1×105であり、好ましくは1×103〜1×104である。R 22 is a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, and is preferably a monovalent hydrocarbon group usually having 1 to 4 carbon atoms such as an alkyl group. a, b, c and d are integers of 0 to 200, preferably 1 to 50. m and n are integers of 0 to 2, preferably 0. p is an integer of 1 or 2 or more, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5. The number average molecular weight is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 , preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 4 .

また、前記一般式(7)で表されるシラン化合物の好ましい構造のものとして、RfがC37基であり、aが1〜50の整数であり、b、c及びdが0であり、eが1であり、Zがフッ素原子であり、nが0である化合物である。Further, as a preferred structure of the silane compound represented by the general formula (7), Rf is C 3 F 7 group, a is an integer of 1 to 50, b, c and d is 0 , E is 1, Z is a fluorine atom, and n is 0.

本発明において、フッ素原子を有するシラン化合物として好ましく用いられるフッ素を有する有機基を有する有機金属化合物、及び前記一般式(1)〜(7)で表される化合物の代表的化合物を以下に挙げるが、本発明ではこれらの化合物に限定されるものではない。   In the present invention, typical examples of the organometallic compound having an organic group having fluorine, which is preferably used as the silane compound having a fluorine atom, and the compounds represented by the general formulas (1) to (7) are listed below. However, the present invention is not limited to these compounds.

1:(CF3CH2CH24Si
2:(CF3CH2CH22(CH32Si
3:(C817CH2CH2)Si(OC253
4:CH2=CH2Si(CF33
5:(CH2=CH2COO)Si(CF33
6:(CF3CH2CH22SiCl(CH3
7:C817CH2CH2Si(Cl)3
8:(C817CH2CH22Si(OC252
9:CF3CH2CH2Si(OCH33
10:CF3CH2CH2SiCl3
11:CF3(CF23CH2CH2SiCl3
12:CF3(CF25CH2CH2SiCl3
13:CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33
14:CF3(CF27CH2CH2SiCl3
15:CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33
16:CF3(CF28CH2Si(OC253
17:CF3(CH22Si(OC253
18:CF3(CH22Si(OC373
19:CF3(CH22Si(OC493
20:CF3(CF25(CH22Si(OC253
21:CF3(CF25(CH22Si(OC373
22:CF3(CF27(CH22Si(OC253
23:CF3(CF27(CH22Si(OC373
24:CF3(CF27(CH22Si(OCH3)(OC372
25:CF3(CF27(CH22Si(OCH32OC37
26:CF3(CF27(CH22SiCH3(OCH32
27:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC252
28:CF3(CF27(CH22SiCH3(OC372
29:(CF32CF(CF28(CH22Si(OCH33
30:C715CONH(CH23Si(OC253
31:C817SO2NH(CH23Si(OC253
32:C817(CH22OCONH(CH23Si(OCH33
33:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OCH32
34:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC252
35:CF3(CF27(CH22Si(CH3)(OC372
36:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OCH32
37:CF3(CF27(CH22Si(C25)(OC372
38:CF3(CH22Si(CH3)(OCH32
39:CF3(CH22Si(CH3)(OC252
40:CF3(CH22Si(CH3)(OC372
41:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OCH32
42:CF3(CF25(CH22Si(CH3)(OC372
43:CF3(CF22O(CF23(CH22Si(OC373
44:C715CH2O(CH23Si(OC253
45:C817SO2O(CH23Si(OC253
46:C817(CH22OCHO(CH23Si(OCH33
47:CF3(CF25CH(C49)CH2Si(OCH33
48:CF3(CF23CH(C49)CH2Si(OCH33
49:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2CH2Si(OCH33
50:CF3CO−O−CH2CH2CH2Si(OCH33
51:CF3(CF23CH2CH2Si(CH3)Cl
52:CF3CH2CH2(CH3)Si(OCH32
53:CF3CO−O−Si(CH33
54:CF3CH2CH2Si(CH3)Cl2
55:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OCH33
56:(CF32(p−CH3−C65)COCH2CH2Si(OC653
57:(CF324)(CH32Si−O−Si(CH33
58:(CF324)(CH32Si−O−Si(CF324)(CH32
59:CF3(OC3624−O−(CF22−CH2−O−CH2Si(OCH33
60:CF3O(CF(CF3)CF2O)mCF2CONHC36Si(OC253 (m=11〜30)、
61:(C25O)3SiC36NHCOCF2O(CF2O)n(CF2CF2O)pCF2CONHC36Si(OC253 (n/p=約0.5、数平均分子量=約3000)
62:C37−(OCF2CF2CF2)q−O−(CF22−[CH2CH{Si−(OCH33}]9−H (q=約10)
63:F(CF(CF3)CF2O)15CF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OC253
64:F(CF24[CH2CH(Si(OCH33)]2.02OCH3
65:(C25O)3SiC36NHCO−[CF2(OC2410(OCF26OCF2]−CONHC36Si(OC253
66:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
67:CF3(CF23(C64)C24Si(OCH33
68:(CF32CF(CF26CH2CH2SiCH3(OCH32
69:CF3(CF23(C64)C24SiCH3(OCH32
70:CF3(CF25(C64)C24Si(OC253
71:CF3(CF2324Si(NCO)3
72:CF3(CF2524Si(NCO)3
73:C919CONH(CH23Si(OC253
74:C919CONH(CH23SiCl3
75:C919CONH(CH23Si(OC253
76:C37O(CF(CF3)CF2O)2−CF(CF3)−CONH(CH2)Si(OC253
77:CF3O(CF(CF3)CF2O)6CF2CONH(CH23SiOSi(OC252(CH23NHCOCF2(OCF2CF(CF3))6OCF3
78:C37COOCH2Si(CH32OSi(CH32CH2OCOC37
79:CF3(CF27CH2CH2O(CH23Si(CH32OSi(CH32(CH23OCH2CH2(CF27CF3
80:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32(OC25
81:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH3)(OC252
82:CF3(CF25CH2CH2O(CH22Si(CH32OSi(CH32OSi(CH3)2(OC25
上記例示した化合物の他には、フッ素置換アルコキシシランとして、
83:(パーフルオロプロピルオキシ)ジメチルシラン
84:トリス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルシラン
85:ジメチルビス(ノナフルオロブトキシ)シラン
86:メチルトリス(ノナフルオロブトキシ)シラン
87:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)ジフェニルシラン
88:ビス(パーフルオロプロピルオキシ)メチルビニルシラン
89:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロブトキシ)ジメチルシラン
90:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジメチルシラン
91:トリス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)メチルシラン
92:テトラキス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)シラン
93:ジメチルビス(ノナフルオロ−t−ブトキシ)シラン
94:ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロポキシ)ジフェニルシラン
95:テトラキス(1,1,3,3−テトラフルオロイソプロポキシ)シラン 96:ビス〔1,1−ビス(トリフルオロメチル)エトキシ〕ジメチルシラン 97:ビス(1,1,1,3,3,4,4,4−オクタフルオロ−2−ブトキシ)ジメチルシラン
98:メチルトリス〔2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1,1−ビス(トリフルオロメチル)プロポキシ〕シラン
99:ジフェニルビス〔2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)−1−トリルエトキシ〕シラン
等の化合物や、以下の化合物、
100:(CF3CH23Si(CH2−NH2
101:(CF3CH23Si−N(CH32
1: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 4 Si
2: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 (CH 3 ) 2 Si
3: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
4: CH 2 = CH 2 Si (CF 3) 3
5: (CH 2 = CH 2 COO) Si (CF 3 ) 3
6: (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2 SiCl (CH 3 )
7: C 8 F 17 CH 2 CH 2 Si (Cl) 3
8: (C 8 F 17 CH 2 CH 2) 2 Si (OC 2 H 5) 2
9: CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
10: CF 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
11: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 SiCl 3
12: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 SiCl 3
13: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
14: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3
15: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
16: CF 3 (CF 2 ) 8 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
17: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
18: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
19: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 4 H 9 ) 3
20: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
21: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
22: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
23: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
24: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
25: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 OC 3 H 7
26: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
27: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 2 H 5 ) 2
28: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCH 3 (OC 3 H 7 ) 2
29: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 3
30: C 7 F 15 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
31: C 8 F 17 SO 2 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
32: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCONH (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
33: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
34: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
35: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
36: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OCH 3 ) 2
37: CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (C 2 H 5 ) (OC 3 H 7 ) 2
38: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
39: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
40: CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
41: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
42: CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) (OC 3 H 7 ) 2
43: CF 3 (CF 2 ) 2 O (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2 Si (OC 3 H 7 ) 3
44: C 7 F 15 CH 2 O (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3
45: C 8 F 17 SO 2 O (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
46: C 8 F 17 (CH 2 ) 2 OCHO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3
47: CF 3 (CF 2 ) 5 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
48: CF 3 (CF 2 ) 3 CH (C 4 H 9 ) CH 2 Si (OCH 3 ) 3
49: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
50: CF 3 CO—O—CH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
51: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl
52: CF 3 CH 2 CH 2 (CH 3 ) Si (OCH 3 ) 2
53: CF 3 CO-O- Si (CH 3) 3
54: CF 3 CH 2 CH 2 Si (CH 3 ) Cl 2
55: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3
56: (CF 3) 2 ( p-CH 3 -C 6 H 5) COCH 2 CH 2 Si (OC 6 H 5) 3
57: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CH 3) 3
58: (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2 Si-O-Si (CF 3 C 2 H 4) (CH 3) 2
59: CF 3 (OC 3 F 6) 24 -O- (CF 2) 2 -CH 2 -O-CH 2 Si (OCH 3) 3
60: CF 3 O (CF ( CF 3) CF 2 O) m CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (m = 11~30),
61: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCOCF 2 O (CF 2 O) n (CF 2 CF 2 O) p CF 2 CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3 (n / p = About 0.5, number average molecular weight = about 3000)
62: C 3 F 7 - ( OCF 2 CF 2 CF 2) q-O- (CF 2) 2 - [CH 2 CH {Si- (OCH 3) 3}] 9 -H (q = about 10)
63: F (CF (CF 3 ) CF 2 O) 15 CF (CF 3 ) CONHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3
64: F (CF 2 ) 4 [CH 2 CH (Si (OCH 3 ) 3 )] 2.02 OCH 3
65: (C 2 H 5 O ) 3 SiC 3 H 6 NHCO- [CF 2 (OC 2 F 4) 10 (OCF 2) 6 OCF 2] -CONHC 3 H 6 Si (OC 2 H 5) 3
66: C 3 F 7 (OC 3 F 6) 24 O (CF 2) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3) 3
67: CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3
68: (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2
69: CF 3 (CF 2) 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2
70: CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OC 2 H 5 ) 3
71: CF 3 (CF 2 ) 3 C 2 H 4 Si (NCO) 3
72: CF 3 (CF 2 ) 5 C 2 H 4 Si (NCO) 3
73: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
74: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 SiCl 3
75: C 9 F 19 CONH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
76: C 3 F 7 O ( CF (CF 3) CF 2 O) 2 -CF (CF 3) -CONH (CH 2) Si (OC 2 H 5) 3
77: CF 3 O (CF (CF 3 ) CF 2 O) 6 CF 2 CONH (CH 2 ) 3 SiOSi (OC 2 H 5 ) 2 (CH 2 ) 3 NHCOCF 2 (OCF 2 CF (CF 3 )) 6 OCF Three
78: C 3 F 7 COOCH 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 CH 2 OCOC 3 F 7
79: CF 3 (CF 2) 7 CH 2 CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 3 OCH 2 CH 2 (CF 2) 7 CF 3
80: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (OC 2 H 5)
81: CF 3 (CF 2) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) (OC 2 H 5) 2
82: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 O (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (OC 2 H 5 )
In addition to the compounds exemplified above, as fluorine-substituted alkoxysilanes,
83: (Perfluoropropyloxy) dimethylsilane 84: Tris (perfluoropropyloxy) methylsilane 85: Dimethylbis (nonafluorobutoxy) silane 86: Methyltris (nonafluorobutoxy) silane 87: Bis (perfluoropropyloxy) diphenylsilane 88: Bis (perfluoropropyloxy) methylvinylsilane 89: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluorobutoxy) dimethylsilane 90: Bis (1,1,1,3,3) , 3-Hexafluoroisopropoxy) dimethylsilane 91: Tris (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) methylsilane 92: Tetrakis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro Isopropoxy) silane 93: dimethylbis (nonaf) (Luoro-t-butoxy) silane 94: bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropoxy) diphenylsilane 95: tetrakis (1,1,3,3-tetrafluoroisopropoxy) silane 96: Bis [1,1-bis (trifluoromethyl) ethoxy] dimethylsilane 97: Bis (1,1,1,3,3,4,4,4-octafluoro-2-butoxy) dimethylsilane 98: Methyltris [2 , 2,3,3,3-pentafluoro-1,1-bis (trifluoromethyl) propoxy] silane 99: diphenylbis [2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) -1-tolyl Ethoxy] silane and the following compounds,
100: (CF 3 CH 2 ) 3 Si (CH 2 —NH 2 )
101: (CF 3 CH 2) 3 Si-N (CH 3) 2

更に、   Furthermore,

等のシラザン類や、
106:CF3CH2−CH2TiCl3
107:CF3(CF23CH2CH2TiCl3
108:CF3(CF25CH2CH2Ti(OCH33
109:CF3(CF27CH2CH2TiCl3
110:Ti(OC374
111:(CF3CH2−CH2O)3TiCl3
112:(CF324)(CH32Ti−O−Ti(CH33等のフッ素を有する有機チタン化合物、また、以下のようなフッ素含有有機金属化合物を例として挙げることができる。
Silazanes such as
106: CF 3 CH 2 —CH 2 TiCl 3
107: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 TiCl 3
108: CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Ti (OCH 3 ) 3
109: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 TiCl 3
110: Ti (OC 3 F 7 ) 4
111: (CF 3 CH 2 —CH 2 O) 3 TiCl 3
112: An organic titanium compound having fluorine such as (CF 3 C 2 H 4 ) (CH 3 ) 2 Ti—O—Ti (CH 3 ) 3 , and the following fluorine-containing organometallic compounds are given as examples. Can do.

113:CF3(CF23CH2CH2O(CH23GeCl
114:CF3(CF23CH2CH2OCH2Ge(OCH33
115:(C37O)2Ge(OCH32
116:[(CF32CHO]4Ge
117:[(CF32CHO]4Zr
118:(C37CH2CH22Sn(OC252
119:(C37CH2CH2)Sn(OC253
120:Sn(OC374
121:CF3CH2CH2In(OCH32
122:In(OCH2CH2OC373
123:Al(OCH2CH2OC373
124:Al(OC373
125:Sb(OC373
126:Fe(OC373
127:Cu(OCH2CH2OC372
128:C37(OC3624O(CF22CH2OCH2Si(OCH33
113: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 O (CH 2 ) 3 GeCl
114: CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 OCH 2 Ge (OCH 3 ) 3
115: (C 3 F 7 O) 2 Ge (OCH 3 ) 2
116: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Ge
117: [(CF 3 ) 2 CHO] 4 Zr
118: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) 2 Sn (OC 2 H 5) 2
119: (C 3 F 7 CH 2 CH 2) Sn (OC 2 H 5) 3
120: Sn (OC 3 F 7 ) 4
121: CF 3 CH 2 CH 2 In (OCH 3 ) 2
122: In (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
123: Al (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 3
124: Al (OC 3 F 7 ) 3
125: Sb (OC 3 F 7 ) 3
126: Fe (OC 3 F 7 ) 3
127: Cu (OCH 2 CH 2 OC 3 F 7 ) 2
128: C 3 F 7 (OC 3 F 6 ) 24 O (CF 2 ) 2 CH 2 OCH 2 Si (OCH 3 ) 3

これら具体例で挙げられた各化合物は、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)、信越化学工業(株)、ダイキン工業(株)(例えば、オプツールDSX)また、Gelest
Inc.ソルベイ ソレクシス(株)(例えば、Fluorolink S10)等により上市されており、容易に入手することができる他、例えば、J.Fluorine Chem.,79(1).87(1996)、材料技術,16(5),209(1998)、Collect.Czech.Chem.Commun.,44巻,750〜755頁、J.Amer.Chem.Soc.1990年,112巻,2341〜2348頁、Inorg.Chem.,10巻,889〜892頁,1971年、米国特許第3,668,233号明細書等、また、特開昭58−122979号、特開平7−242675号、特開平9−61605号、同11−29585号、特開2000−64348号、同2000−144097号公報等に記載の合成方法、あるいはこれに準じた合成方法により製造することができる。
The compounds mentioned in these specific examples are Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Daikin Industries Co., Ltd. (for example, OPTOOL DSX), and Gelest.
Inc. It is marketed by Solvay Solexis Co., Ltd. (for example, Fluorolink S10), etc., and can be easily obtained. Fluorine Chem. 79 (1). 87 (1996), material technology, 16 (5), 209 (1998), Collect. Czech. Chem. Commun. 44, 750-755, J.M. Amer. Chem. Soc. 1990, 112, 2341-2348, Inorg. Chem. 10: 889-892, 1971, U.S. Pat. No. 3,668,233, etc., JP-A 58-122979, JP-A 7-242675, JP-A 9-61605, etc. 11-29585, JP-A No. 2000-64348, JP-A No. 2000-144097 and the like, or a synthesis method based on the synthesis method.

本発明においては、これらのフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を用いて、薄膜を基材上に形成する。これらの有機金属化合物を主成分とする原料を用いるとは、膜形成に係わる原料中、これらの成分が50質量%以上含まれることであり、好ましくは70質量%以上含まれることである。   In the present invention, a thin film is formed on a substrate using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom. The use of a raw material mainly composed of these organometallic compounds means that these components are contained in an amount of 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, in the raw material for film formation.

用いられる基材としては、特に限定はなく、酸化金属、プラスチック(フィルム)、金属、陶器、紙、木材、不織布、ガラス板、セラミック、建築材料等を挙げることができ、特に、基材表面が、無機化合物を含む表面、あるいは有機化合物を含む表面で構成されていることが、本発明の目的効果を発揮する観点から好ましいが、その中でも、更に好ましくはシリカ、チタニア等の酸化金属を主成分とする表面の基材である。また、基材の形態は、シート状でも成型品でもよく、ガラスとしては板ガラスやレンズ等、プラスチックとしては、プラスチックレンズ、プラスチックフィルム、プラスチックシート、あるいはプラスチック成型品等が挙げられる。また、例えば、酸化金属膜の層を有する反射防止フィルム等が好ましい基材であり、本発明に係わる防汚層は、これらの最表面に形成されることが好ましい。   The substrate used is not particularly limited, and examples thereof include metal oxide, plastic (film), metal, ceramics, paper, wood, nonwoven fabric, glass plate, ceramic, and building material. From the viewpoint of exerting the object effect of the present invention, it is preferable that the surface is composed of a surface containing an inorganic compound or a surface containing an organic compound. Among them, a metal oxide such as silica or titania is more preferable as a main component. It is the base material of the surface. The substrate may be in the form of a sheet or a molded product. Examples of glass include plate glass and lenses, and examples of plastic include plastic lenses, plastic films, plastic sheets, and plastic molded products. Further, for example, an antireflection film having a metal oxide film layer is a preferable substrate, and the antifouling layer according to the present invention is preferably formed on the outermost surface thereof.

防汚膜を形成する方法としては、限定されないが、例えば、塗布による方法として、以下のゾルゲル法等や、乾式薄膜形成方法として、大気圧プラズマ、真空プラズマ、スパッタ蒸着等がある。   The method for forming the antifouling film is not limited, but for example, the following sol-gel method or the like as a method by coating, or atmospheric pressure plasma, vacuum plasma, sputter deposition or the like as a dry thin film forming method.

ゾルゲル法により本発明に係わるフッ素を有する有機基を有する有機金属化合物を用いて金属酸化物をを主体とする薄膜を形成するには、例えば、本発明に係わるフッ素を有する有機基を有する有機金属化合物を用いるほかは、金属アルコキシド又はアルコキシシランや金属塩から得られた金属酸化物ゾルを基材上に塗布し、3次元架橋を形成させゲル化させる事により金属酸化物或いはシリカの均一な皮膜を形成させる方法と基本的には同様である。ゾルとは低粘度で流動性をもった状態で、例えば、これを基体上に塗布した後、ある程度の3次元架橋をした状態がゲル状態と考えられるが、通常はこの状態でも一部ゾルを含む場合があるが、この様な状態も含めここではゲル或いはゲル薄膜等のように便宜的に表現した。   In order to form a thin film mainly composed of a metal oxide using the organometallic compound having an organic group having fluorine according to the present invention by the sol-gel method, for example, an organic metal having an organic group having fluorine according to the present invention. In addition to using a compound, a metal oxide sol obtained from a metal alkoxide or alkoxysilane or a metal salt is coated on a base material to form a three-dimensional crosslink and gel, thereby forming a uniform film of metal oxide or silica. This is basically the same as the method of forming. The sol is in a state of low viscosity and fluidity. For example, a state in which a certain amount of three-dimensional cross-linking is applied after applying this to a substrate is considered to be a gel state. Although it may contain, such a state is also expressed here for convenience such as gel or gel thin film.

金属アルコキシドやアルコキシシランと同様に、フッ素を有する有機基を有する有機金属化合物からゾル溶液を調製し、酸等の縮合反応触媒(硬化促進剤)を添加しゾル形成させる。   Similar to metal alkoxide and alkoxysilane, a sol solution is prepared from an organic metal compound having an organic group having fluorine, and a condensation reaction catalyst (curing accelerator) such as an acid is added to form a sol.

これらのゾル・ゲル硬化促進剤溶液を塗布直前に混合したり何らかの方法で添加し塗布することにより金属酸化物膜が形成される。   A metal oxide film is formed by mixing these sol-gel curing accelerator solutions immediately before coating or adding and coating them by any method.

本発明に係わる前記フッ素原子を有する有機基を有する金属化合物を用いて、この様に金属酸化物を主体とする被膜或いは薄膜が得られる。   By using the metal compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention, a film or a thin film mainly composed of a metal oxide can be obtained.

また、一部が加水分解、重合反応した多量体も使用できる。   A multimer partially hydrolyzed and polymerized can also be used.

これらの有機金属化合物の縮合反応による架橋を促進する硬化促進剤としての触媒には以下のものが挙げられる。   Examples of the catalyst as a curing accelerator for promoting the crosslinking by the condensation reaction of these organometallic compounds include the following.

先ず、水およびメタノール等の低級アルコール。これらは、前記フッ素原子を有する有機基を有する金属化合物(アルコキシ基を有する)また金属アルコキシドのアルコキシ基をそれぞれヒドロキシル基やメトキシ基等で置換することにより金属アルコキシドの縮合による架橋反応を促進する。これらの中では水が好ましい。   First, lower alcohols such as water and methanol. These promote the crosslinking reaction by condensation of the metal alkoxide by substituting the alkoxy group of the metal compound (having an alkoxy group) or metal alkoxide having an organic group having a fluorine atom with a hydroxyl group or a methoxy group, respectively. Of these, water is preferred.

酸類。酸は上記の金属アルコキシドの加水分解、或いはメタノール等による加水分解或いは加溶媒分解を促進し脱水或いは脱メタノール等による縮合反応を促進する触媒作用を有するものであり、従ってこれは無機或いは有機の酸いずれでもよく、例としては塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、安息香酸、p−トルエンスルホン酸等が挙げられる。   Acids. The acid has a catalytic action that promotes hydrolysis of the above metal alkoxide, or hydrolysis or solvolysis with methanol or the like, and promotes a condensation reaction such as dehydration or demethanol. Therefore, this is an inorganic or organic acid. Any of them may be used, and examples include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid, phthalic acid, benzoic acid, p-toluenesulfonic acid and the like.

Alキレート、Zrキレート等の金属触媒。キレート配位子としてはピコリン酸、サリチル酸、1,3−ジケトン類、等が挙げられる。   Metal catalysts such as Al chelate and Zr chelate. Examples of chelating ligands include picolinic acid, salicylic acid, 1,3-diketones, and the like.

また、触媒として、前記酸類の代りに、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなど、DBU(ジアザビシクロウンデセン−1)、DBN(ジアザビシクロノネン)などのビシクロ環系アミン、アンモニア、ホスフィン等の塩基も用いることができる。   Further, as a catalyst, instead of the above acids, monocyclic amines, diethanolamines, triethanolamines, diethylamines, triethylamines, bicyclic ring amines such as DBU (diazabicycloundecene-1), DBN (diazabicyclononene), etc. Bases such as ammonia and phosphine can also be used.

金属アルコキシド等の成分は溶剤に溶解又は分散されるが、溶剤としては、上記の金属アルコキシド、又これに加え、触媒、その他必要な成分等を例えばプラスチックフィルム上、ガラス基板上等に塗設し、薄膜を形成させる。塗布後に溶剤を蒸発させる必要性があるため、溶剤としては揮発性の溶媒が好ましく、かつ、有機金属化合物や触媒等と反応せず、しかもプラスチックフィルムなどの基体を溶解しないものであれば、いかなるものでもよく、通常、用いられる溶剤を用いることができる。例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、メトキシメチルアルコールなどのアルコール、酢酸エチル、酢酸メチルなどの酢酸エステル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン、テトラヒドロフランなどのエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、アセチルアセトンなどが挙げられる。   Components such as metal alkoxide are dissolved or dispersed in a solvent. As the solvent, the above metal alkoxide, in addition to this, a catalyst, other necessary components, etc. are coated on a plastic film, a glass substrate or the like. A thin film is formed. Since it is necessary to evaporate the solvent after coating, a volatile solvent is preferable as the solvent, and any solvent can be used as long as it does not react with an organometallic compound or a catalyst and does not dissolve a substrate such as a plastic film. A solvent that is usually used can be used. For example, water, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, methoxymethyl alcohol, acetates such as ethyl acetate and methyl acetate, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, ethylene glycol mono Examples thereof include ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethyl ether, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and acetylacetone.

塗布後の乾燥は室温でも可能であるが、加熱することが好ましく、これにより、溶媒の蒸発と共に加水分解、重縮合反応が促進され、より強固な3次元架橋したゲル薄膜を作成することも可能となる。従って、加熱処理は、これらの目的、或いは、該プラスチックフィルムなどの耐熱性などにみあった加熱温度で処理をすることが可能であり、通常は40℃以上、好ましくは50℃から280℃の範囲で、かつ、基体が耐熱性を有する範囲で行われる。   Drying after coating is possible even at room temperature, but it is preferable to heat, and this promotes hydrolysis and polycondensation reactions as the solvent evaporates, making it possible to create a stronger three-dimensionally crosslinked gel film It becomes. Therefore, the heat treatment can be performed at a heating temperature suitable for these purposes or the heat resistance of the plastic film or the like, and is usually 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. to 280 ° C. It is performed within the range and the substrate has heat resistance.

このように、ゾル・ゲル法においてはゾル溶液を基材に塗布した後に、一般的には、高い温度での熱処理(焼成)工程が必要であるが、加熱する代わりに、波長が360nm以下の紫外光を照射して、薄膜を形成している金属酸化物を結晶化する方法を用いる事もが有用である。   As described above, in the sol-gel method, after applying the sol solution to the substrate, generally, a heat treatment (firing) step at a high temperature is required. Instead of heating, the wavelength is 360 nm or less. It is also useful to use a method of crystallizing a metal oxide forming a thin film by irradiating with ultraviolet light.

これらのゾル溶液はディッピング、スピンコーター、ナイフコーター、バーコーター、ブレードコーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、グラビアロールコーター、スライドコーター、カーテンコーター、スプレイコーター、ダイコーター等の公知の塗布機を用いて塗布することが出来る。これらのうち連続塗布が可能な方法が好ましく用いられる。又同時重層する場合はアルコキシシランの様な金属アルコキシド又は金属塩を含む溶液および硬化促進剤を有する溶液を上記塗布機により同時重層するが、カーテンコーター、スライドコーター等同時重層に好適に用いられる塗布機を使用することが出来る。また、本発明では、塗布液中にアンモニアを加えることで、本発明に係わる防汚膜を得ることができる。   These sol solutions are applied using known coating machines such as dipping, spin coater, knife coater, bar coater, blade coater, squeeze coater, reverse roll coater, gravure roll coater, slide coater, curtain coater, spray coater, die coater, etc. Can be applied. Of these, a method capable of continuous application is preferably used. In the case of simultaneous multi-layering, a solution containing a metal alkoxide or metal salt such as alkoxysilane and a solution having a curing accelerator are simultaneously multi-layered by the above-mentioned coating machine. You can use the machine. Moreover, in this invention, the antifouling film | membrane concerning this invention can be obtained by adding ammonia in a coating liquid.

また、乾式薄膜形成方法により本発明に係わる薄膜を形成することが出来る。これら乾式薄膜形成方法の代表例の幾つかについて述べると、蒸着法、スパッタ法及びCVD法等がある。   Moreover, the thin film concerning this invention can be formed with the dry-type thin film formation method. Some typical examples of these dry thin film forming methods include vapor deposition, sputtering, and CVD.

例えば、真空蒸着法においては、蒸着装置内を真空に保つための真空ポンプに接続する排気口を備えた蒸着装置内を真空に保ち、前記フッ素原子を有する有機基を有する金属化合物を原料化合物とし蒸発源として用いて、例えば、これら原料化合物をしみこませた焼結フィルタを用い、真空条件で、電子銃によりフィルタ全体を加熱して、前記有機金属化合物原料の蒸気流を発生させ、更に、窒素やアンモニア等の添加ガスを導入することで、装置内に導入された基材上に本発明に係わる防汚膜を形成させることが出来る。   For example, in the vacuum deposition method, the inside of the vapor deposition apparatus provided with an exhaust port connected to a vacuum pump for keeping the inside of the vapor deposition apparatus is kept in vacuum, and the metal compound having the organic group having fluorine atoms is used as a raw material compound. As an evaporation source, for example, a sintered filter impregnated with these raw material compounds is used, and the entire filter is heated with an electron gun under vacuum conditions to generate a vapor flow of the organometallic compound raw material. By introducing an additive gas such as ammonia or ammonia, the antifouling film according to the present invention can be formed on the substrate introduced into the apparatus.

又、真空プラズマCVD処理が本発明に係わる薄膜の形成に同様に利用できる。   A vacuum plasma CVD process can be similarly used to form a thin film according to the present invention.

真空プラズマCVD処理に於いては、その雰囲気を6.67×10-1Pa〜2.67×103Paの範囲に保つように、反応ガスを導入する必要があり、処理速度を増加させる為には、対向電極になるべく高圧側で高出力条件を採用するのが好ましい。msts、真空プラズマCVD処理において、パルス電界の周波数は、1kHz〜100kHzであることが好ましい。In the vacuum plasma CVD process, it is necessary to introduce a reactive gas so as to keep the atmosphere in the range of 6.67 × 10 −1 Pa to 2.67 × 10 3 Pa, in order to increase the processing speed. In this case, it is preferable to adopt a high output condition on the high voltage side as much as possible for the counter electrode. In the msts and vacuum plasma CVD processing, the frequency of the pulse electric field is preferably 1 kHz to 100 kHz.

対向電極に印加する電圧の大きさは適宜決められるが、電極に印加した際に電界強度が1〜100kV/cmとなる範囲にすることが好ましい。1kV/cm未満であると処理に時間がかかりすぎ、100kV/cmを超えるとアーク放電が発生しやすくなる。又、大きい程処理速度は増加するが上げ過ぎると基材にダメージを与えるのは同様である。また、直流が重畳されたパルス電界を印加してもよい。   The magnitude of the voltage applied to the counter electrode is appropriately determined, but it is preferable that the electric field strength be in the range of 1 to 100 kV / cm when applied to the electrode. If it is less than 1 kV / cm, the process takes too much time, and if it exceeds 100 kV / cm, arc discharge tends to occur. In addition, the larger the treatment speed is, the higher the processing speed is. Further, a pulse electric field on which direct current is superimposed may be applied.

これらの真空装置においても、表面処理に供されるシート状基材は、対向電極間の空間を連続的に走行させるように処理容器内に導入され、排出されることが好ましい。   Also in these vacuum apparatuses, it is preferable that the sheet-like base material subjected to the surface treatment is introduced into the processing container and discharged so as to continuously travel through the space between the counter electrodes.

又、本発明では、薄膜形成時に添加ガスとして、窒素やアンモニアを導入することで、本発明に係わる防汚膜を得ることができる。   Moreover, in this invention, the antifouling film | membrane concerning this invention can be obtained by introduce | transducing nitrogen and ammonia as additive gas at the time of thin film formation.

又、スパッタリング法も同様に、本発明に係わる防汚膜の形成に利用でき、スパッタ装置内に窒素又はアンモニア等の添加ガスを導入することで、本発明に係わる防汚膜が得られる。   Similarly, the sputtering method can be used for forming the antifouling film according to the present invention, and the antifouling film according to the present invention can be obtained by introducing an additive gas such as nitrogen or ammonia into the sputtering apparatus.

また、本発明においては、大気圧もしくはその近傍の圧力下、対向する電極間(放電空間)に放電ガス及びフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料成分とするガスを供給し、該電極間に高周波電圧を印加することにより該ガスを励起し、基材を励起した該ガスに晒すことにより該基材上に薄膜を得る、所謂大気圧プラズマ法(後述する)を用いることができる。   In the present invention, a gas containing a discharge gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom as a thin film forming gas raw material component is supplied between opposing electrodes (discharge space) at atmospheric pressure or in the vicinity thereof. Then, a so-called atmospheric pressure plasma method (described later) is used in which the gas is excited by applying a high-frequency voltage between the electrodes, and a thin film is obtained on the substrate by exposing the substrate to the excited gas. be able to.

本発明においては、本発明の防汚膜は、ゾルゲル法等のような、湿式の成膜方法によるよりも、これらの成膜方法のうちでは、上記のうち、蒸着法、スパッタ法及び真空プラズマCVD処理、また、大気圧プラズマ法等、乾式薄膜形成方法が好ましい成膜方法であり、特に好ましい薄膜形成方法は、大気圧プラズマ法がであることが判った。大気圧プラズマ法については後に詳しく説明する。   In the present invention, the antifouling film of the present invention is a vapor deposition method, a sputtering method and a vacuum plasma among these film formation methods, rather than a wet film formation method such as a sol-gel method. It has been found that a dry thin film forming method such as a CVD process or an atmospheric pressure plasma method is a preferable film forming method, and a particularly preferable thin film forming method is an atmospheric pressure plasma method. The atmospheric pressure plasma method will be described in detail later.

本発明の防汚膜について、説明する。   The antifouling film of the present invention will be described.

本発明者等は、前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を用いて形成された金属酸化物を主体とする薄膜について検討したところ、形成された薄膜は、Tof−SIMSによる表面分析によって検出される特定のイオン種、とその量について、ある特定の関係が満たされたときに、形成された膜の防汚性が良好なものとなることを見いだした。   The present inventors examined a thin film mainly composed of a metal oxide formed using the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom. The formed thin film was subjected to surface analysis by Tof-SIMS. It has been found that the antifouling property of the formed film becomes good when a specific relationship is satisfied with respect to the specific ion species to be detected and their amount.

即ち、Tof−SIMSによる表面分析を行ったときに、負二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNO3 -イオンの検出強度比が1.0×10-3以下であり、かつ正二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比が1.0×10-4以上、好ましくは1×10-4〜1×10-2の範囲という、それぞれ窒素を含有する負二次イオン、正二次イオンの強度が、一方はある一定値以下、もう一方はある一定値よりも大きい方がよいという関係を形成しているときに、これら、金属酸化物を主体とする薄膜が、特に撥水性、撥油性ともに優れ、従って汚れも付きにくく、ついても落ちやすいという特徴をもった膜であることを見いだした。That is, when surface analysis by Tof-SIMS is performed, the ratio of the detected intensity of NO 3 ions to the total detected ion intensity when negative secondary ions are measured is 1.0 × 10 −3 or less, and positive secondary The ratio of the detected intensity of NH 4 + ions to the total detected ion intensity when ions are measured is 1.0 × 10 −4 or more, preferably in the range of 1 × 10 −4 to 1 × 10 −2. When the relationship between the intensity of negative secondary ions and positive secondary ions is better, one is less than a certain value and the other is larger than a certain value, these are mainly metal oxides. It has been found that the thin film is particularly excellent in water repellency and oil repellency.

本発明に係わる、これらのイオン検出強度を得るためにには、例えば、大気圧プラズマ法では、印加電圧や、印加出力、印加の周波数、ガスの種類や量、濃度等の操作因子を適宜設定すればよく、例えば印加電圧を下げすぎるとNH4 +イオンの強度比が小さくなり、電圧を上げすぎるとNH4 +イオンの強度比が大きくなりすぎ、本発明に係わる防汚膜が得られなくなる。In order to obtain these ion detection intensities according to the present invention, for example, in the atmospheric pressure plasma method, operation factors such as applied voltage, applied output, applied frequency, gas type and amount, and concentration are appropriately set. For example, if the applied voltage is lowered too much, the intensity ratio of NH 4 + ions becomes small, and if the voltage is raised too much, the intensity ratio of NH 4 + ions becomes too large and the antifouling film according to the present invention cannot be obtained. .

前記の方法により、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物、例えばフッ素含有アルコキシシラン等の化合物から形成される薄膜中には、基本的にはフッ素原子が何らかの形で膜中に(例えばフッ素置換アルキル基或いは、その変性基)取り込まれていると推定しているが、本発明者等は、防汚性に優れた膜の場合、前記のTof−SIMSによる結果から、フッ素原子に加えて、更に窒素原子が何らかの形で膜構造中に取り込まれ(例えば、何らかのイオンとして、また窒素とアルキル或いは金属等との結合等)ていると考えている。   In the thin film formed from an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom, for example, a compound such as fluorine-containing alkoxysilane by the above-described method, basically, fluorine atoms are somehow formed in the film (for example, fluorine In the case of a film having excellent antifouling properties, the present inventors have added in addition to fluorine atoms from the results of the above-mentioned Tof-SIMS. Furthermore, it is considered that nitrogen atoms are incorporated into the film structure in some form (for example, as some ions, or a bond between nitrogen and alkyl or metal).

以下にTof−SIMSによる測定方法を示す。   The measuring method by Tof-SIMS is shown below.

〈測定方法〉
薄膜中のNO3 -およびNH4 +は、飛行時間型二次イオン型質量分析装置を用いて測定することができる。装置、測定条件は、下記に限定されるものではない。
<Measuring method>
NO 3 and NH 4 + in the thin film can be measured using a time-of-flight secondary ion mass spectrometer. The apparatus and measurement conditions are not limited to the following.

本発明において、飛行時間型二次イオン測定装置(Tof−SIMS)は、PHI社製(米国)TRIFT−IIを用いた。試料排気から測定位置にセットするまでに、真空による試料の変質が起こる可能性を考慮し、10分以内に行う必要がある。一次イオンとして、Inを用い、加速電圧は15kVとし、60μm×60μmのエリアを測定した。測定質量範囲は、正二次イオンに対しては、0.5a.m.u.〜2000a.m.u.、負二次イオンに対しては0.5a.m.u.〜1000a.m.u.として測定した。積算時間は、照射するInイオンの量が、1.0×1012個/cm2以下となるように調整する必要がある。今回は、正二次イオン測定においては3分、負二次イオン測定においては1分間とした。測定中に試料が帯電してしまい、二次イオンが得られなくなってしまうような現象(チャージアップ)が生じてしまう場合には、チャージ補正対策を行う必要がある。今回は、帯電補正用の金属メッシュおよび帯電補正用電子銃を用いた。さらに、検出ピークが十分に分離されるように、質量分解能(M/ΔM)が、正イオン検出の場合は3000以上(C37 +において)、負二次イオン検出の場合は2000以上(OH-において)になるように、試料電圧、レンズ電圧などを調整する必要がある。測定スペクトルは、質量数を正確に得るために、キャリブレーション操作を行う必要がある。In the present invention, a time-of-flight secondary ion measurement device (Tof-SIMS) used was TRIFT-II (US) manufactured by PHI. Considering the possibility of sample deterioration due to vacuum before setting to the measurement position from sample evacuation, it must be performed within 10 minutes. In was used as a primary ion, the acceleration voltage was 15 kV, and an area of 60 μm × 60 μm was measured. The measured mass range is 0.5a. For positive secondary ions. m. u. -2000a. m. u. For negative secondary ions, 0.5 a. m. u. -1000a. m. u. As measured. The integration time needs to be adjusted so that the amount of In ions to be irradiated is 1.0 × 10 12 ions / cm 2 or less. This time, it was 3 minutes for the positive secondary ion measurement and 1 minute for the negative secondary ion measurement. If a phenomenon (charge up) occurs in which the sample is charged during measurement and secondary ions cannot be obtained, it is necessary to take charge correction measures. This time, a metal mesh for charge correction and an electron gun for charge correction were used. Furthermore, the mass resolution (M / ΔM) is 3000 or more (in C 3 H 7 + ) for positive ion detection and 2000 or more (for negative secondary ion detection) so that detection peaks are sufficiently separated ( OH - to be), the need to adjust the sample voltage, lens voltages and the like. The measurement spectrum needs to be calibrated in order to obtain the mass number accurately.

ピーク分離が不十分で、ピーク強度が得にくい場合には、ピーク分離ルーチンなどにより目的のピークのみが得られるように、ピーク分離操作をおこなう必要がある。   When peak separation is insufficient and peak intensity is difficult to obtain, it is necessary to perform a peak separation operation so that only a target peak can be obtained by a peak separation routine or the like.

算出方法:
全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比は、0.5a.m.u.〜2000a.m.u.に検出される全ての正イオン強度(検出されるイオンの数)に対する、検出されるNH4 +イオン強度(検出されるイオンの数)の比(NH4 +イオン強度/全イオン強度)として算出した。
Calculation method:
The detected intensity ratio of NH 4 + ions to the total detected ion intensity is 0.5 a. m. u. -2000a. m. u. Calculated as the ratio (NH 4 + ion intensity / total ion intensity) of the detected NH 4 + ion intensity (number of detected ions) to all positive ion intensity (number of detected ions) did.

また、NO3 -イオンの検出強度比は、0.5a.m.u.〜1000a.m.u.に検出される全て負のイオン強度(検出されるイオンの数)に対する、検出されるNO3 -イオン強度(検出されるイオンの数)の比(NO3 -イオン強度/全イオン強度)として算出した。Further, the detected intensity ratio of NO 3 ions is 0.5 a. m. u. -1000a. m. u. Calculated as - (ionic strength / total ionic strength NO 3) - for all the detected negative ionic strength (number of detected ions), NO 3 is detected in the ionic strength ratio of (the number of detected ions) did.

これらのイオンについて、何故この様な範囲にあるときに、撥水性、撥油性が高く防汚性に優れた膜が得られるのか、明確ではないが、前記負二次イオンの発生は、先ず、膜表面に吸着或いは弱く結合したイオン類が、一時イオンの衝突により放出されると考えており、本発明フッ素原子含有有機金属化合物から形成された膜表面においても、負二次イオンの発生は、これらの原因となる触媒や添加剤等、製造に用いた化合物の残留物に由来すると思われ、これらの有機物や無機物等が多くなると、これらの物質表面の撥水性または撥油性等は損なわれると考えている。一方、正二次イオンは、金属等、通常は、表面(また極表面内部)を構成する原子から生ずることが多く、例えばここに、アンモニウムイオン等が比較的多く見られるということは、膜構造中に窒素が例えば金属原子と結合したりして取り込まれていると考えられ、こういった窒素原子のある程度以上の存在が、前記の性質を有する膜にとって必要であり、好ましいと考えられる。   About these ions, when it is in such a range, it is not clear why a film having high water repellency, oil repellency and excellent antifouling property is obtained, but the generation of the negative secondary ions is first, It is considered that ions adsorbed or weakly bound to the film surface are released by collision of temporary ions, and even on the film surface formed from the fluorine atom-containing organometallic compound of the present invention, the generation of negative secondary ions is It is thought that it originates from the residue of the compound used for manufacture, such as a catalyst and an additive causing these, and when these organic matter and inorganic matter increase, the water repellency or oil repellency etc. of the surface of these substances will be impaired. thinking. On the other hand, positive secondary ions are often generated from atoms that constitute the surface (or the inside of the pole surface), such as metals, and for example, a relatively large amount of ammonium ions or the like can be seen here. Nitrogen is considered to be incorporated into, for example, by bonding with metal atoms, and the presence of such nitrogen atoms to some extent is necessary and preferable for the film having the above properties.

この様な薄膜を得るには、製造法は、基本的には限定なく、何らかの形で窒素が少量でも膜中に同じような形態で取り込まれればよい。   In order to obtain such a thin film, the manufacturing method is basically not limited, and it is sufficient that some form of nitrogen is incorporated into the film in a similar form even if a small amount of nitrogen is used.

本発明においては、前述のように、大気圧もしくはその近傍の圧力下、対向する電極間(放電空間)に放電ガス及びフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料成分とするガスを供給し、該電極間に高周波電圧を印加することにより該ガスを励起し、基材を励起した該ガスに晒すことにより該基材上に薄膜を得る、または、放電ガスを放電空間に導入して励起し、該励起した放電ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物含有する薄膜形成ガスとを、放電空間外で、接触させて、間接励起ガスとし、該間接励起ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を得る、所謂大気圧プラズマ法を用いて、前記防汚膜を形成するのが、前記のTof−SIMSにより測定したときに、前記のNO3 -等負イオンが1.0×10-3以下であり、かつ正二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比が1.0×10-4以上である膜を形成する上で好ましい。In the present invention, as described above, an organic metal compound having an organic group having a discharge gas and a fluorine atom between opposing electrodes (discharge space) under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof is used as a thin film forming gas raw material component. A gas is supplied, a high frequency voltage is applied between the electrodes to excite the gas, and a thin film is obtained on the substrate by exposing the substrate to the excited gas, or a discharge gas is introduced into the discharge space. An indirect excitation gas that is excited by introduction and brought into contact with the excited discharge gas and a thin film forming gas containing an organic metal compound having an organic group having a fluorine atom outside the discharge space. The antifouling film is formed using a so-called atmospheric pressure plasma method to obtain a thin film on the base material by exposing the base material to the base material when measured by the Tof-SIMS. 3 - equal negative Forming a film in which the ON is 1.0 × 10 −3 or less and the ratio of the detected intensity of NH 4 + ions to the total detected ion intensity when measuring positive secondary ions is 1.0 × 10 −4 or more Is preferable.

膜中にこの様に窒素原子を固定させるには、薄膜形成ガス(原料ガス)に窒素を含有するフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物に加えて、添加ガスとして窒素含有成分(例えばアンモニア等)を添加するなどの必要があるが、特に、好ましいのは、放電ガスとして窒素ガスを15vol%以上含有する雰囲気下で、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料とするガスを供給して大気圧プラズマ処理を行うことである。これにより特に窒素含有成分を添加ガスとして、混合させることなく、薄膜中に窒素原子が固定されると推定され好ましい。   In order to fix nitrogen atoms in the film in this way, in addition to an organic metal compound having an organic group having a fluorine atom containing nitrogen in a thin film forming gas (raw material gas), a nitrogen-containing component (for example, ammonia) In particular, an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is preferably used as a thin film forming gas raw material in an atmosphere containing 15 vol% or more of nitrogen gas as a discharge gas. The atmospheric pressure plasma treatment is performed by supplying the gas to be used. In this way, it is presumed that nitrogen atoms are fixed in the thin film without mixing, particularly with a nitrogen-containing component as an additive gas.

これらの大気圧または大気圧近傍において、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料成分として大気圧プラズマ法により形成される薄膜は、前記の通り、酸化金属を主体とするものであり、例えば有機珪素化合物(フッ素含有アルコキシシラン等)の場合には酸化珪素、また、例えば有機チタン化合物(フッ素含有チタンアルコキシド等)の場合には酸化チタンをそれぞれ主体とする膜と考えられる。基本的には、しかしながらこれらの酸化金属には、原料であるフッ素原子を有する有機基に由来する、成分或いは有機基等も、結合していると考えられる。主体とするという意味は、完全に酸化珪素、酸化チタン構造を有しているというより、ある比率で有機基或いはフッ素含有有機基、フッ素原子等が構造中に取り込まれていると考えられる。   A thin film formed by an atmospheric pressure plasma method using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom at these atmospheric pressures or near atmospheric pressure as a thin film forming gas raw material component is mainly composed of metal oxide as described above. For example, in the case of an organic silicon compound (fluorine-containing alkoxysilane or the like), it is considered that the film is mainly composed of silicon oxide, and in the case of an organic titanium compound (fluorine-containing titanium alkoxide or the like), for example, the film is mainly composed of titanium oxide. Basically, however, it is considered that components or organic groups derived from organic groups having fluorine atoms as raw materials are also bonded to these metal oxides. The meaning of the main component is considered to be that an organic group, a fluorine-containing organic group, a fluorine atom or the like is incorporated into the structure at a certain ratio, rather than having a silicon oxide or titanium oxide structure completely.

次に、本発明に係わるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成原料として用いる防汚膜の作製に最も好ましい方法である大気圧プラズマ法について説明する。   Next, an atmospheric pressure plasma method, which is the most preferable method for producing an antifouling film using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention as a raw material for forming a thin film, will be described.

大気圧プラズマ法とは、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で放電ガス及び前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスとを放電空間に導入して励起し、励起されたガス(プラズマガス)に基材を晒して、基材上に薄膜を形成するものである。   With the atmospheric pressure plasma method, a discharge gas and a thin film forming gas containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom are introduced into the discharge space and excited under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, The substrate is exposed to excited gas (plasma gas) to form a thin film on the substrate.

また、放電ガスを放電空間に導入して励起し、前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスとを放電空間外で接触させて間接励起ガスとし、間接励起プラズマガスに基材を晒して、基材上に薄膜を形成してもよく、この様なバリエーションは幾つか考えられるが、用いる材料、装置等により適したものを用いることができる。   Further, the discharge gas is introduced into the discharge space and excited, and the thin film forming gas containing the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is brought into contact with the outside of the discharge space to form an indirect excitation gas. A thin film may be formed on the base material by exposing the base material to a gas, and several such variations can be considered, but a material more suitable for the material, apparatus, etc. used can be used.

放電空間に直接曝した放電ガスと、薄膜形成ガスとを、放電空間外で接触させると、前記薄膜形成ガスが、前記放電空間で励起した放電ガスからエネルギーを受け取り、間接的に励起すると推定する。本発明では、薄膜形成ガスをこのようにして処理したものを間接励起プラズマガスと呼んでいる。   When the discharge gas directly exposed to the discharge space is brought into contact with the thin film forming gas outside the discharge space, it is estimated that the thin film forming gas receives energy from the discharge gas excited in the discharge space and is indirectly excited. . In this invention, what processed the thin film formation gas in this way is called indirect excitation plasma gas.

この様に間接励起プラズマガスを用いた方が、場合によっては、薄膜形成ガスを直接放電空間に曝して用いる場合に比して、非常に高性能に、かつ高速に防汚膜を形成できる場合がある。   Using indirect excitation plasma gas in this way can form an antifouling film at a very high speed and at a higher speed than when using a thin film forming gas directly exposed to the discharge space. There is.

また、本発明において、放電空間とは、所定の距離を有して対向配置された電極対により挟まれ、かつ前記電極対間へ放電ガス、または薄膜形成ガスを導入して電圧印加することにより放電を起こす空間である。放電空間外とは、前記放電空間ではない空間のことをいう。   Further, in the present invention, the discharge space is sandwiched between electrode pairs arranged to face each other at a predetermined distance, and a voltage is applied by introducing a discharge gas or a thin film forming gas between the electrode pairs. It is a space where discharge occurs. The term “outside the discharge space” means a space that is not the discharge space.

放電空間の形態は、特に制限はなく、例えば、対向する平板電極対により形成されるスリット状であっても、あるいは2つの円筒電極間に円周状に形成された空間であっても良い。   The form of the discharge space is not particularly limited, and may be, for example, a slit formed by opposing plate electrode pairs or a space formed in a circumferential shape between two cylindrical electrodes.

本発明でいう大気圧又は大気圧近傍の圧力下とは、20kPa〜200kPaの圧力下である。本発明において、電圧を印加する電極間のさらに好ましい圧力は、70kPa〜140kPaである。   In the present invention, the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity of the atmospheric pressure refers to a pressure of 20 kPa to 200 kPa. In this invention, the more preferable pressure between the electrodes which apply a voltage is 70 kPa-140 kPa.

本発明において、放電空間に供給する放電ガスとは、放電を起こすことの出来るガスである。放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気、水素、酸素などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。放電ガスの量は、放電空間に供給する全ガス量に対し、50〜100体積%含有することが好ましい。   In the present invention, the discharge gas supplied to the discharge space is a gas capable of causing discharge. Examples of the discharge gas include nitrogen, rare gas, air, hydrogen, oxygen, and the like. These may be used alone as a discharge gas or may be mixed. It is preferable to contain 50-100 volume% of discharge gas with respect to the total gas supplied to discharge space.

また、本発明において、薄膜形成ガスは、基材上に化学的に堆積して薄膜を形成するガスのことである。本発明においては、薄膜形成ガスに対する本発明に係る前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物の含有量としては、0.001〜30.0体積%の範囲であることが好ましい。   In the present invention, the thin film forming gas refers to a gas that is chemically deposited on a substrate to form a thin film. In the present invention, the content of the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention relative to the thin film forming gas is preferably in the range of 0.001 to 30.0% by volume.

本発明の薄膜形成ガスは、上述の放電ガスとして説明した窒素や希ガス等を含有することができる。なお、本発明の薄膜形成ガスは、水素ガス、酸素ガス、窒素ガス、空気等の補助ガスを0.001体積%〜30体積%混合させて使用してもよい。   The thin film forming gas of the present invention can contain nitrogen, a rare gas, or the like described as the discharge gas. The thin film forming gas of the present invention may be used by mixing 0.001% to 30% by volume of auxiliary gas such as hydrogen gas, oxygen gas, nitrogen gas, air.

特に放電ガスとして、ヘリウム、アルゴン等希ガスを用いる場合においては、窒素含むガス例えば、窒素ガスや水素ガス、アンモニアガス等を補助ガスとして混合してやることが好ましい。   In particular, when a rare gas such as helium or argon is used as the discharge gas, it is preferable to mix a gas containing nitrogen, for example, nitrogen gas, hydrogen gas, ammonia gas or the like as an auxiliary gas.

これらの放電ガス、薄膜形成ガスとして、前述の大気圧プラズマ法を用いることで、該基材上に酸化金属を主体とする薄膜を防汚膜として得ることができる。   By using the above-mentioned atmospheric pressure plasma method as these discharge gas and thin film forming gas, a thin film mainly composed of metal oxide can be obtained as an antifouling film on the substrate.

次いで、本発明の防汚膜の製造に適した大気圧プラズマ放電処理装置の幾つかの具体例例について、以下に図を用いて説明する。   Next, some specific examples of the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus suitable for the production of the antifouling film of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の他の一例を示す図である。図1は、プラズマ放電処理装置30、ガス充填手段50、電圧印加手段40、及び電極温度調節手段60から構成されている。図1は、ロール回転電極25と複数の角柱型固定電極36間において、基材Fをプラズマ放電処理するものである。基材Fは図示されていない元巻きから巻きほぐされて搬送して来るか、または前工程から搬送されて来てガイドロール64を経てニップロール65で基材に同伴して来る空気等を遮断し、ロール回転電極25に接触したまま巻き回されながら複数の角柱型固定電極36との間を移送され、ニップロール66、ガイドロール67を経て、図示してない巻き取り機で巻き取られるか、次工程に移送する。ガス充填手段50で、ガス発生装置51で発生させた薄膜形成ガス及び放電ガスを含む反応ガスGを、流量制御して給気口52より放電処理室32のプラズマ放電処理容器31内に入れ、該プラズマ放電処理容器31内を放電ガス及び薄膜形成ガスを含む反応ガスGで充填し処理排ガスG′を排気口53より排出するようにする。次に電圧印加手段40で、高周波電源41により角柱型固定電極36に電圧を印加し、ロール回転電極25にはアースを接地し、放電プラズマを発生させる。ロール回転電極25及び角柱型固定電極36を電極温度調節手段60を用いて媒体を加熱または冷却し電極に送液する。電極温度調節手段60で温度を調節した媒体を送液ポンプPで配管61を経てロール回転電極25及び角柱型固定電極36内側から温度を調節する。電極からの帰りの配管については省略されている。プラズマ放電処理の際、基材の温度によって得られる薄膜の物性や組成は変化することがあり、これに対して適宜制御することが好ましい。媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラができるだけ生じないようにロールを用いた回転電極の内部の温度を制御することが望まれる。なお、68及び69はプラズマ放電処理容器31と外界を仕切る仕切板である。   FIG. 1 is a view showing another example of a plasma discharge processing apparatus under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof according to the present invention. FIG. 1 includes a plasma discharge processing apparatus 30, a gas filling means 50, a voltage applying means 40, and an electrode temperature adjusting means 60. FIG. 1 shows a plasma discharge treatment of the substrate F between the roll rotating electrode 25 and the plurality of prismatic fixed electrodes 36. The substrate F is unwound from the original winding (not shown) and conveyed, or the substrate F is conveyed from the previous process, passes through the guide roll 64 and passes through the nip roll 65 to block the air and the like. , While being wound while being in contact with the roll rotating electrode 25, it is transferred between the plurality of prismatic fixed electrodes 36, passed through the nip roll 66 and the guide roll 67, and taken up by a winder (not shown), or Transfer to process. The gas filling means 50 controls the flow rate of the reaction gas G containing the thin film forming gas and the discharge gas generated by the gas generator 51 and puts it into the plasma discharge treatment vessel 31 of the discharge treatment chamber 32 from the air supply port 52. The inside of the plasma discharge treatment vessel 31 is filled with a reaction gas G containing a discharge gas and a thin film forming gas, and the treatment exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 53. Next, the voltage applying means 40 applies a voltage to the prismatic fixed electrode 36 by the high frequency power supply 41, and the roll rotating electrode 25 is grounded to generate discharge plasma. The roll rotating electrode 25 and the prismatic fixed electrode 36 are heated or cooled using the electrode temperature adjusting means 60 and fed to the electrode. The temperature of the medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 60 is adjusted from the inside of the roll rotating electrode 25 and the prismatic fixed electrode 36 via the pipe 61 by the liquid feed pump P. The return piping from the electrode is omitted. During the plasma discharge treatment, the properties and composition of the thin film obtained may vary depending on the temperature of the substrate, and it is preferable to appropriately control this. As the medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to control the temperature inside the rotating electrode using a roll so that the temperature unevenness of the substrate in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible. Reference numerals 68 and 69 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 31 from the outside.

プラズマ放電処理容器31はパイレックス(登録商標)ガラスやプラスティックで絶縁された金属性容器であってもよい。例えば、アルミまたは、ステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとっても良い。   The plasma discharge treatment vessel 31 may be a metallic vessel insulated with Pyrex (registered trademark) glass or plastic. For example, polyimide resin or the like may be attached to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be subjected to ceramic spraying to achieve insulation.

本発明に係る電極は、金属母材とその上に被覆されている誘電体から構成されている。図2は、本発明におけるロール回転電極の一例を示す斜視図である。図2において、ロール回転電極25の構成は、金属の導電性を有する金属母材25Aに対しセラミックス溶射後、無機質物質により封孔処理した誘電体25Bを被覆した組み合わせでなっている。また誘電体はライニングによるものでもよい。   The electrode according to the present invention is composed of a metal base material and a dielectric material coated thereon. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the roll rotating electrode in the present invention. In FIG. 2, the structure of the roll rotating electrode 25 is a combination in which a metal base material 25A having metallic conductivity is coated with a dielectric 25B sealed with an inorganic substance after ceramic spraying. The dielectric may be a lining.

図3は角柱型固定電極の一例を示す斜視図である。図3において、角柱型固定電極36は上記ロール回転電極と同様に、または金属の導電性を有する金属母材36Aに対しセラミックス溶射後、無機質物質により封孔処理した誘電体36Bを被覆した組み合わせでなっている。また誘電体はライニングによるものでもよい。固定電極は円柱(円筒)型であってもよい。固定電極として角柱型固定電極36は、円柱型に比べ放電範囲を広げる効果があり、好ましい。   FIG. 3 is a perspective view showing an example of a prismatic fixed electrode. In FIG. 3, the prismatic fixed electrode 36 is the same as the above-mentioned roll rotating electrode, or a combination in which a dielectric 36B covered with an inorganic substance after ceramic spraying is applied to a metal base material 36A having metallic conductivity. It has become. The dielectric may be a lining. The fixed electrode may be a columnar (cylindrical) type. As the fixed electrode, the prismatic fixed electrode 36 is preferable because it has the effect of expanding the discharge range as compared with the cylindrical type.

これらの電極において、金属母材としては、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄、チタン、銅、金等の金属を使うことができる。また、誘電体のライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等を用いることができ、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易く好ましい。また、誘電体の溶射に用いるセラミックスとしては、アルミナが良く、酸化珪素等で封孔処理することが好ましい。封孔処理としては、アルコキシラン系封孔材をゾルゲル反応させて無機化させることができる。   In these electrodes, metals such as silver, platinum, stainless steel, aluminum, iron, titanium, copper, and gold can be used as the metal base material. Dielectric lining materials include silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass, etc. Of these, borate glass is preferable because it is easy to process. As the ceramic used for the thermal spraying of the dielectric, alumina is preferable, and it is preferable to perform a sealing treatment with silicon oxide or the like. As the sealing treatment, the alkoxysilane sealing material can be made inorganic by a sol-gel reaction.

図4は、プラズマ放電処理装置の電極と基材との位置関係が異なる一例を示した図である。プラズマ放電処理装置100の電極101と102の間に放電ガス及び薄膜形成ガスを含む反応ガスGを導入してプラズマ放電を起こさせる。それによりプラズマ励起された反応ガスG°(点線で表している)は下方に流れ、電極の下に移送して来る基材Fの表面に薄膜を形成させる。G′は処理排ガスである。101A及び102Aは電極101及び102の金属母材であり、101B及び102Bは誘電体である。このように間隙を移送する基材Fでなくとも、プラズマ放電を起こさせた反応ガスG°を発生させて、処理位置103でレンズ等の凹凸を有する基材に薄膜を形成させる方法もある。   FIG. 4 is a diagram showing an example in which the positional relationship between the electrode and the substrate of the plasma discharge treatment apparatus is different. A reactive gas G containing a discharge gas and a thin film forming gas is introduced between the electrodes 101 and 102 of the plasma discharge processing apparatus 100 to cause plasma discharge. Thereby, the plasma-excited reactive gas G ° (represented by a dotted line) flows downward to form a thin film on the surface of the substrate F that is transferred under the electrode. G ′ is the treated exhaust gas. 101A and 102A are metal base materials of the electrodes 101 and 102, and 101B and 102B are dielectrics. There is also a method of forming a thin film on a substrate having projections and depressions such as a lens at the processing position 103 by generating a reactive gas G ° causing plasma discharge, instead of the substrate F that transfers the gap in this way.

図5は、本発明に係る大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理装置の他の一例を示す図である。   FIG. 5 is a view showing another example of the plasma discharge processing apparatus under the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof according to the present invention.

プラズマ放電処理装置100は、金属母材と誘電体101B、102Bで構成されている対局電極101、102、対局電極間に高周波電界を印加する高周波電源の他に、図示していないが、ガス供給手段、電極温度調整手段等から構成されている。   The plasma discharge treatment apparatus 100 is not shown in addition to a high-frequency power source that applies a high-frequency electric field between the opposing electrodes 101 and 102, which are composed of a metal base material and dielectrics 101B and 102B, and the opposing electrodes. Means, electrode temperature adjusting means, and the like.

対向電極101、102が対向している領域に、基材Fを配置し、放電ガス及び薄膜形成ガスを含む反応ガスGを導入して、放電空間Aに基材Fを晒すことにより、基材Fに薄膜を形成する。   A base material F is disposed in a region where the counter electrodes 101 and 102 are opposed to each other, a reaction gas G including a discharge gas and a thin film forming gas is introduced, and the base material F is exposed to the discharge space A to thereby form the base material. A thin film is formed on F.

電圧印加手段は高周波電源5、41より、それぞれの電極の金属の導電性を有する金属母材に電圧を印加する。本発明に係る防汚膜を形成させるための対向電極に電圧を印加する高周波電源としては、特に限定はないが、好ましくは比較的ローパワーの電源である。   The voltage applying means applies a voltage from the high frequency power sources 5 and 41 to the metal base material having the metal conductivity of each electrode. The high frequency power source for applying a voltage to the counter electrode for forming the antifouling film according to the present invention is not particularly limited, but is preferably a relatively low power source.

高周波電源としては、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)等を使用できる。   As a high frequency power source, a high frequency power source (3 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (5 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (15 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (50 kHz), a high frequency power source manufactured by HEIDEN Laboratory (continuous mode) Use, 100 kHz), a high-frequency power source (200 kHz) manufactured by Pearl Industry, etc. can be used.

これらの大気圧もしくはその近傍の圧力下で薄膜形成ガス雰囲気内でプラズマ放電処理する方法あるいは条件等について説明する。   A method or conditions for performing plasma discharge treatment in a thin film forming gas atmosphere under these atmospheric pressures or pressures in the vicinity thereof will be described.

これらの装置を用いて、本発明に係る防汚膜を形成する場合の対向電極間に印加する高周波電界の周波数としては、特に限定はないが、高周波電源として0.5kHz以上、200kHz以下が好ましく、更に好ましくは0.5kHz以上、80kHz以下である。また、対向電極間に供給する電力は、ローパワーが好ましく、その電力として好ましくは0.05W/cm2以上、10W/cm2以下である。尚、対向電極における電圧の印加面積(cm2)は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。対向電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わない。There is no particular limitation on the frequency of the high-frequency electric field applied between the counter electrodes when the antifouling film according to the present invention is formed using these apparatuses, but the high-frequency power source is preferably 0.5 kHz or more and 200 kHz or less. More preferably, it is 0.5 kHz or more and 80 kHz or less. The power supplied between the counter electrodes is preferably low power, and the power is preferably 0.05 W / cm 2 or more and 10 W / cm 2 or less. Note that the voltage application area (cm 2 ) in the counter electrode refers to the area where discharge occurs. The high-frequency voltage applied between the counter electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave.

本発明において、対向電極間の距離は、電極の金属母材上の誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に誘電体を設置した場合の誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に誘電体を設置した場合の誘電体同士の距離を電極間の距離として、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1mm〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。   In the present invention, the distance between the counter electrodes is determined in consideration of the thickness of the dielectric on the metal base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the dielectric when the dielectric is placed on one of the electrodes and the distance between the dielectrics when the dielectric is placed on both of the electrodes is the distance between the electrodes. From the viewpoint of discharging, 0.1 mm to 20 mm is preferable, and 0.2 to 10 mm is more preferable.

本発明に係る薄膜形成前、基材を別途設けた放電空間に晒して薄膜形成を施しても良い。また、薄膜形成前に、予め基材表面の除電処理を行い、更にゴミ除去を行っても良い。除電手段及び除電処理後のゴミ除去手段としては、通常のブロアー式や接触式以外に、複数の正負のイオン生成用除電電極と基材を挟むようにイオン吸引電極を対向させた除電装置とその後に正負の直流式除電装置を設けた高密度除電システム(特開平7−263173号)を用いてもよい。また、除電処理後のゴミ除去手段としては、非接触式のジェット風式減圧型ゴミ除去装置(特開平7−60211号)等を挙げることが出来好ましく用いることも出来るが、これらに限定されない。   Before forming the thin film according to the present invention, the thin film may be formed by exposing the base material to a separately provided discharge space. In addition, before the thin film is formed, the surface of the base material may be previously subjected to charge removal, and dust may be further removed. As the charge removal means and the dust removal means after the charge removal process, in addition to the normal blower type and contact type, a charge removal device in which a plurality of positive and negative ion generation charge removal electrodes and an ion attracting electrode are opposed to each other so as to sandwich the substrate, and thereafter Alternatively, a high-density static elimination system (Japanese Patent Laid-Open No. 7-263173) provided with positive and negative DC type static elimination devices may be used. Further, examples of the dust removal means after the static elimination treatment include a non-contact type jet-type depressurization type dust removal device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-60211) and can be preferably used, but are not limited thereto.

本発明の薄膜形成方法においては、基材を放電空間、または励起放電ガスに晒して前処理を行った後、前記励起した薄膜形成ガスに基材を晒すこともできる。   In the thin film forming method of the present invention, the substrate can be exposed to the excited thin film forming gas after performing the pretreatment by exposing the substrate to the discharge space or the excited discharge gas.

本発明に係る薄膜形成時には、基材を放電空間に晒して薄膜形成する際に、前処理を行うことが有効であり、前処理に用いる大気圧プラズマ放電装置としては、前述の図1で示した大気圧プラズマ放電装置等を用いることができる。   When forming a thin film according to the present invention, it is effective to perform a pretreatment when forming a thin film by exposing the substrate to a discharge space. An atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the pretreatment is shown in FIG. An atmospheric pressure plasma discharge device or the like can be used.

また、本発明の薄膜形成方法においては、薄膜を形成する基材表面が、無機化合物を含むこと、あるいは基材表面の主成分が、酸化金属であることが好ましい。   Moreover, in the thin film formation method of this invention, it is preferable that the base-material surface which forms a thin film contains an inorganic compound, or the main component of a base-material surface is a metal oxide.

本発明において、基材表面に上記構成物を含む層を設ける方法の1つとして、大気圧プラズマ放電装置を用いることができる。   In the present invention, an atmospheric pressure plasma discharge apparatus can be used as one method for providing a layer containing the above-described constituent on the surface of the substrate.

上記方法で用いることのできる大気圧プラズマ放電装置としては、例えば、放電ガスがヘリウムまたはアルゴンを主成分とする場合には、前述の図で説明した各大気圧プラズマ放電装置と同様の装置を用いることができるが、放電ガスとして窒素ガスを主成分とする場合には、以下の図6に示す大気圧プラズマ放電装置を用いることが好ましい。   As the atmospheric pressure plasma discharge apparatus that can be used in the above method, for example, when the discharge gas is mainly helium or argon, the same apparatus as each atmospheric pressure plasma discharge apparatus described in the above-mentioned figure is used. However, when nitrogen gas is the main component of the discharge gas, it is preferable to use the atmospheric pressure plasma discharge apparatus shown in FIG.

図6は、本発明に係る基材の表面処理に用いる大気圧プラズマ放電装置の一例を示す概略図である。   FIG. 6 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge apparatus used for the surface treatment of the substrate according to the present invention.

装置の概略は、図1に示した構成とほぼ同様であるが、ロール回転電極(第1電極)135と角筒型固定電極群(第2電極)136との間の放電空間(対向電極間)132に、ロール回転電極(第1電極)135には第1電源141から周波数ω1であって高周波電圧V1を、また角筒型固定電極群(第2電極)136には第2電源142から周波数ω2であって高周波電圧V2をかけるようになっている。The outline of the apparatus is substantially the same as the configuration shown in FIG. 1, but the discharge space (between the counter electrodes) between the roll rotating electrode (first electrode) 135 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 136. to) 132, a roll rotating electrode (first electrode) 135 a frequency omega 1 from the first power source 141 a high-frequency voltage V 1, also prismatic fixed electrode group (the second electrode) 136 second power supply A high frequency voltage V 2 is applied from 142 at a frequency ω 2 .

ロール回転電極(第1電極)135と第1電源141との間には、第1電源141からの電流がロール回転電極(第1電極)135に向かって流れるように第1フィルター143が設置されている。該第1フィルターは第1電源141からの電流をアース側へと通過しにくくし、第2電源142からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)136と第2電源142との間には、第2電源からの電流が第2電極に向かって流れるように第2フィルター144が設置されている。第2フィルター144は、第2電源142からの電流をアース側へと通過しにくくし、第1電源141からの電流をアース側へと通過し易くするように設計されている。   A first filter 143 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 135 and the first power supply 141 so that the current from the first power supply 141 flows toward the roll rotation electrode (first electrode) 135. ing. The first filter is designed to make it difficult for the current from the first power supply 141 to pass to the ground side and to easily pass the current from the second power supply 142 to the ground side. Further, a second filter 144 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 136 and the second power source 142 so that the current from the second power source flows toward the second electrode. . The second filter 144 is designed to make it difficult for the current from the second power source 142 to pass to the ground side and to easily pass the current from the first power source 141 to the ground side.

なお、ロール回転電極135を第2電極、また角筒型固定電極群136を第1電極としてもよい。何れにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より大きな高周波電圧(V1>V2)を印加出来る能力を有しており、また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。Note that the roll rotating electrode 135 may be the second electrode, and the square tube fixed electrode group 136 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power source has the capability of applying a higher frequency voltage (V 1 > V 2 ) than the second power source, and the frequency has the capability of ω 12 .

また、これらの2周波型のプラズマCVD装置において、高周波電源としては、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)、パール工業製高周波電源(800kHz)、パール工業製高周波電源(2MHz)、日本電子製高周波電源(13.56MHz)、パール工業製高周波電源(27MHz)、パール工業製高周波電源(150MHz)等を使用できる。また、433MHz、800MHz、1.3GHz、1.5GHz、1.9GHz、2.45GHz、5.2GHz、10GHzを発振する電源を用いてもよい。   Further, in these two-frequency type plasma CVD apparatuses, as the high frequency power source, a high frequency power source (3 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (5 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (15 kHz), and a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (50 kHz), Heiden Laboratory high frequency power supply (continuous mode use, 100 kHz), Pearl Industrial high frequency power supply (200 kHz), Pearl Industrial high frequency power supply (800 kHz), Pearl Industrial high frequency power supply (2 MHz), JEOL high frequency power supply (13.56 MHz), Pearl Industry high frequency power supply (27 MHz), Pearl Industry high frequency power supply (150 MHz), and the like can be used. Alternatively, a power source that oscillates at 433 MHz, 800 MHz, 1.3 GHz, 1.5 GHz, 1.9 GHz, 2.45 GHz, 5.2 GHz, or 10 GHz may be used.

また、以下の図7に示すプラズマ放電処理装置は、本発明に有用な処理装置の別の一例を示す断面図である。   Moreover, the plasma discharge processing apparatus shown in FIG. 7 below is a cross-sectional view showing another example of the processing apparatus useful for the present invention.

図7には、放電ガスを放電空間に導入して励起し、前述のフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスと該励起した放電ガスを放電空間外で接触させて間接励起ガスとし、該間接励起プラズマガスに、基材を晒して、基材上に酸化金属を主体とする薄膜を形成するための装置を示した。   In FIG. 7, a discharge gas is introduced into the discharge space and excited, and the thin film forming gas containing the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is brought into contact with the excited discharge gas outside the discharge space. An apparatus for forming a thin film mainly composed of metal oxide on a substrate by exposing the substrate to the indirectly excited plasma gas and exposing the substrate to the indirectly excited plasma gas is shown.

図7において、プラズマ放電処理装置1は、主には、第1電極2と第2電極3、第1電極2′と第2電極3′とがそれぞれ対向する様に配置されている対向電極、電圧印加手段4である対向電極間に高周波電界を印加する高周波電源5の他に、図示していないが、放電ガスを放電空間に、薄膜形成ガスを放電空間外に導入するガス供給手段、前記電極温度を制御する電極温度調整手段等から構成されている。   In FIG. 7, the plasma discharge processing apparatus 1 mainly includes a counter electrode in which a first electrode 2 and a second electrode 3 and a first electrode 2 ′ and a second electrode 3 ′ are arranged to face each other, In addition to the high-frequency power source 5 for applying a high-frequency electric field between the counter electrodes as the voltage applying means 4, although not shown, a gas supply means for introducing a discharge gas into the discharge space and a thin film forming gas outside the discharge space, It comprises electrode temperature adjusting means for controlling the electrode temperature.

第1電極2と第2電極3、あるいは第1電極2′と第2電極3′とで挟まれ、かつ第1電極上の斜線で示した誘電体を有する領域Aが放電空間である。この放電空間に、放電ガスG1を導入して励起させる。また、第2電極3と3′とで挟まれた領域では放電は起こらず、ここにフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスMを導入する。次いで、対向電極が存在しない放電空間外のBの領域で、励起した放電ガスG1′と、薄膜形成ガスMとを接触させて間接励起ガスとして、この間接励起ガスに、基材8表面に晒して薄膜を形成する。なお、ここにおいて基材8は、支持体のようなシート状の基材のみでなく、様々な大きさ、形状のものを処理することが可能となる。例えば、レンズ形状、球状などの、厚みを有するような形状の基材へも薄膜形成することができる。A discharge space is a region A sandwiched between the first electrode 2 and the second electrode 3 or between the first electrode 2 'and the second electrode 3' and having a dielectric shown by hatching on the first electrode. The discharge gas G 1 is introduced into the discharge space and excited. Further, no discharge occurs in a region sandwiched between the second electrodes 3 and 3 ', and a thin film forming gas M containing an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is introduced here. Next, in the region B outside the discharge space where there is no counter electrode, the excited discharge gas G1 ′ and the thin film forming gas M are brought into contact with each other as an indirect excitation gas and exposed to the surface of the substrate 8 to the indirect excitation gas. To form a thin film. In addition, the base material 8 here can process not only a sheet-like base material like a support body but various sizes and shapes. For example, a thin film can be formed on a base material having a thickness such as a lens shape or a spherical shape.

本発明の薄膜形成方法においては、薄膜形成原料として、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を用い、かつ励起した放電ガスと、薄膜形成ガスとを放電空間外の領域で接触させて間接励起ガスとすることにより、優れた撥水性、撥油性、皮脂やインクふき取り性及びその繰り返し耐久性を有し、かつ耐擦性が良好な薄膜を得ることができるものである。   In the thin film forming method of the present invention, an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is used as a thin film forming raw material, and the excited discharge gas and the thin film forming gas are brought into contact with each other in a region outside the discharge space. By using an excitation gas, it is possible to obtain a thin film having excellent water repellency, oil repellency, sebum and ink wiping properties, repeated durability thereof, and good abrasion resistance.

一対の対向電極(第1電極2と第2電極3、あるいは第1電極2′と第2電極3′)は、金属母材と誘電体で構成され、該金属母材をライニングすることにより無機質的性質の誘電体を被覆する組み合わせにより、また、金属母材に対しセラミックス溶射した後、無機質的性質の物質により封孔処理した誘電体を被覆する組み合わせにより構成されていてもよい。金属母材、誘電体のライニング材、誘電体の溶射に用いるセラミックス等は前記通りであり、封孔処理としては、アルコキシラン系封孔材をゾルゲル反応させて無機化させる等前記と同じものが適用できる。   A pair of counter electrodes (the first electrode 2 and the second electrode 3 or the first electrode 2 'and the second electrode 3') are composed of a metal base material and a dielectric, and the inorganic material is formed by lining the metal base material. It may be constituted by a combination in which a dielectric material having a natural property is coated, or a combination in which a dielectric material subjected to sealing treatment with a substance having an inorganic property after ceramic spraying is applied to a metal base material. The metal base material, the dielectric lining material, the ceramics used for the thermal spraying of the dielectric material are the same as described above, and the sealing treatment is the same as described above, for example, by making the alkoxylane-based sealing material sol-gel reacted to make it inorganic. Applicable.

また、図7では、対向電極は、第1電極2と第2電極3、第1電極2′と第2電極3′のように平板電極を用いてあるが、一方もしくは双方の電極を中空の円柱型電極あるいは角柱型電極としてもよい。この対向電極のうち一方の電極(第2電極3、3′)に高周波電源5が接続され、他方の電極(第1電極2、2′)は、アース9により接地され、対向電極間に電圧を印加出来るように構成されている。また、図1に示した構成に対し、電圧印加を第1電極2、2′とし、他方の第2電極3、3′をアースした構成でも良い。   In FIG. 7, the counter electrode is a plate electrode such as the first electrode 2 and the second electrode 3 and the first electrode 2 ′ and the second electrode 3 ′, but one or both electrodes are hollow. It may be a cylindrical electrode or a prismatic electrode. The high-frequency power source 5 is connected to one of the counter electrodes (second electrode 3, 3 '), and the other electrode (first electrode 2, 2') is grounded by the ground 9, and a voltage is applied between the counter electrodes. It is comprised so that can be applied. Further, in contrast to the configuration shown in FIG. 1, a configuration may be adopted in which voltage application is made to the first electrodes 2 and 2 ′ and the other second electrodes 3 and 3 ′ are grounded.

電圧印加手段4は高周波電源5より、それぞれの電極対に電圧を印加する。高周波電源としては、神鋼電機製高周波電源(3kHz)、神鋼電機製高周波電源(5kHz)、神鋼電機製高周波電源(15kHz)、神鋼電機製高周波電源(50kHz)、ハイデン研究所製高周波電源(連続モード使用、100kHz)、パール工業製高周波電源(200kHz)、パール工業製高周波電源(800kHz)、パール工業製高周波電源(2MHz)、日本電子製高周波電源(13.56MHz)、パール工業製高周波電源(27MHz)、パール工業製高周波電源(150MHz)等が使用できる。また、433MHz、800MHz、1.3GHz、1.5GHz、1.9GHz、2.45GHz、5.2GHz、10GHzを発振する電源を用いてもよい。   The voltage applying means 4 applies a voltage from the high frequency power source 5 to each electrode pair. As a high frequency power source, a high frequency power source (3 kHz) manufactured by Shinko Electric, a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (5 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (15 kHz), a high frequency power source manufactured by Shinko Electric (50 kHz), a high frequency power source manufactured by HEIDEN Laboratory (continuous mode) Use, 100 kHz), Pearl Industrial High Frequency Power Supply (200 kHz), Pearl Industrial High Frequency Power Supply (800 kHz), Pearl Industrial High Frequency Power Supply (2 MHz), JEOL High Frequency Power Supply (13.56 MHz), Pearl Industrial High Frequency Power Supply (27 MHz) ), A high frequency power source (150 MHz) manufactured by Pearl Industries, Ltd. can be used. Alternatively, a power source that oscillates at 433 MHz, 800 MHz, 1.3 GHz, 1.5 GHz, 1.9 GHz, 2.45 GHz, 5.2 GHz, or 10 GHz may be used.

本発明に係る防汚膜を形成するする場合の対向電極間に印加する高周波電界の周波数としては、特に限定はないが、高周波電源として0.5kHz以上、2.45GHz以下が好ましい。また、対向電極間に供給する電力は、好ましくは0.1W/cm2以上、50W/cm2以下である。尚、対向電極における電圧の印加面積(cm2)は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。対向電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わない。The frequency of the high-frequency electric field applied between the counter electrodes when forming the antifouling film according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 kHz or more and 2.45 GHz or less as the high-frequency power source. The power supplied between the counter electrodes is preferably 0.1 W / cm 2 or more and 50 W / cm 2 or less. Note that the voltage application area (cm 2 ) in the counter electrode refers to the area where discharge occurs. The high-frequency voltage applied between the counter electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave.

本発明において、対向電極間の距離は、電極の金属母材上の誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極の一方に誘電体を設置した場合の誘電体と電極の最短距離、上記電極の双方に誘電体を設置した場合の誘電体同士の距離を電極間の距離として、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1mm〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。   In the present invention, the distance between the counter electrodes is determined in consideration of the thickness of the dielectric on the metal base material of the electrodes, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, and the like. The shortest distance between the dielectric when the dielectric is placed on one of the electrodes and the distance between the dielectrics when the dielectric is placed on both of the electrodes is the distance between the electrodes. From the viewpoint of discharging, 0.1 mm to 20 mm is preferable, and 0.2 to 10 mm is more preferable.

また、図8には、励起した放電ガスと薄膜形成ガスを放電空間外で接触させて間接励起ガスとしてプラズマ処理を行う別の形態の電極システム及び大気圧プラズマ放電装置を示した。前記7に示した大気圧プラズマ放電装置と基本的には同じ構成であるが、励起された放電ガスG1と薄膜形成ガスMの流れの方向を工夫し、混合がよいため間接励起ガスの生成効率がよい。FIG. 8 shows another embodiment of an electrode system and an atmospheric pressure plasma discharge apparatus that perform plasma treatment as an indirect excitation gas by bringing an excited discharge gas and a thin film forming gas into contact with each other outside the discharge space. Although the configuration is basically the same as that of the atmospheric pressure plasma discharge apparatus shown in 7 above, the direction of the flow of the excited discharge gas G 1 and the thin film forming gas M is devised to generate indirect excitation gas because mixing is good. Efficiency is good.

尚、本発明に係わるフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を用いて特に大気圧プラズマ法により、薄膜形成する際には、前処理として、基材表面例えば、反射防止層等、金属酸化物表面を有する膜等において、前記薄膜形成ガスを除いた、励起放電ガスによる処理を行ってやることが好ましい。本発明に係わる防汚膜を形成する基材である、酸化金属、プラスチック(フィルム)、金属、等の基材を、この様に励起放電ガスに曝すことで、酸化金属等、プラストック等の膜表面の好ましい変性が起こり、本発明に係わる防汚層の、基材への接着性が向上し好ましい。これらのプラズマによる処理も前記大気圧プラズマ処理装置によって同様の条件で行うことができる。   In addition, when forming a thin film by using an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom according to the present invention, particularly by an atmospheric pressure plasma method, as a pretreatment, as a substrate surface, for example, an antireflection layer or the like, a metal oxide It is preferable that a film having an object surface is treated with an excited discharge gas excluding the thin film forming gas. By exposing the base material such as metal oxide, plastic (film), metal, etc., which is the base material for forming the antifouling film according to the present invention, to the excited discharge gas in this manner, metal oxide, plastic stock, etc. Desirable modification of the film surface occurs, and the antifouling layer according to the present invention is preferably improved in adhesion to the substrate. These plasma treatments can also be performed under the same conditions by the atmospheric pressure plasma treatment apparatus.

本発明に用いられる基材としては、プラスチックフィルム、プラスチックシート等基材が好ましく、好ましくはプラスチックフィルムを支持体とし、その表面にシリカ、チタニア等の酸化金属を主成分とする基材であり、例えば、酸化金属膜の層を有する反射防止フィルム等が好ましい基材である。本発明に係わる防汚層は、これらの最表面に形成されることが好ましい。   The base material used in the present invention is preferably a base material such as a plastic film or a plastic sheet, preferably a plastic film as a support, and a base material mainly composed of a metal oxide such as silica or titania on the surface thereof. For example, an antireflection film having a metal oxide film layer is a preferable substrate. The antifouling layer according to the present invention is preferably formed on these outermost surfaces.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

《薄膜(防汚膜)形成体の作製》
〔基材の作製〕
(帯電防止層の形成)
厚さ80μmのセルローストリアセテートフィルム(コニカ社製、商品名:コニカタックKC80UVSF)の一方の面に、下記組成の帯電防止層1の塗布組成物を乾燥膜厚で0.2μmとなるようにダイコートし、80℃、5分間乾燥して、帯電防止層を設けた。
<< Preparation of thin film (antifouling film) formed body >>
[Preparation of substrate]
(Formation of antistatic layer)
The coating composition of the antistatic layer 1 having the following composition was die-coated on one surface of a 80 μm-thick cellulose triacetate film (trade name: Konica Katak KC80UVSF, manufactured by Konica) so that the dry film thickness was 0.2 μm. And dried at 80 ° C. for 5 minutes to provide an antistatic layer.

〈帯電防止層の塗布組成物〉
ダイヤナール(BR−88 三菱レーヨン社製) 0.5質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 60質量部
メチルエチルケトン 15質量部
乳酸エチル 6質量部
メタノール 8質量部
導電性ポリマー樹脂
IP−16(特開平9−203810号公報記載) 0.5質量部
(ハードコート層の形成)
上記帯電防止層を形成したフィルムに、下記ハードコート層組成物を、乾燥膜厚が3.5μmとなるように塗布し、80℃にて5分間乾燥した。次に80W/cm高圧水銀灯を12cmの距離から4秒間照射して硬化させ、ハードコート層を有するハードコートフィルムを作製した。ハードコート層の屈折率は1.50であった。
<Coating composition for antistatic layer>
Dianal (BR-88 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 0.5 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether 60 parts by mass Methyl ethyl ketone 15 parts by mass Ethyl lactate 6 parts by mass Methanol 8 parts by mass Conductive polymer resin IP-16 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-203810) Publication) 0.5 parts by mass (formation of hard coat layer)
The following hard coat layer composition was applied to the film on which the antistatic layer was formed so that the dry film thickness was 3.5 μm, and dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, an 80 W / cm high-pressure mercury lamp was irradiated for 4 seconds from a distance of 12 cm to be cured, and a hard coat film having a hard coat layer was produced. The refractive index of the hard coat layer was 1.50.

〈ハードコート層組成物〉
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体 60質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート2量体 20質量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート3量体以上の成分 20質量部
ジエトキシベンゾフェノン(UV光開始剤) 2質量部
メチルエチルケトン 50質量部
酢酸エチル 50質量部
イソプロピルアルコール 50質量部
上記組成物を撹拌しながら溶解した。
<Hard coat layer composition>
Dipentaerythritol hexaacrylate monomer 60 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate dimer 20 parts by weight Dipentaerythritol hexaacrylate trimer or higher component 20 parts by weight Diethoxybenzophenone (UV photoinitiator) 2 parts by weight Methyl ethyl ketone 50 Part by mass Ethyl acetate 50 parts by mass Isopropyl alcohol 50 parts by mass The above composition was dissolved with stirring.

(バックコート層の塗設)
前記ハードコート層を塗設した面の反対面に、下記のバックコート層塗布組成物を、ウェット膜厚14μmとなるようにグラビアコーターで塗布し、乾燥温度85℃にて乾燥させてバックコート層を塗設した。
(Coating back coat layer)
The backcoat layer coating composition described below was applied to the opposite side of the surface coated with the hard coat layer with a gravure coater to a wet film thickness of 14 μm and dried at a drying temperature of 85 ° C. Was applied.

〈バックコート層塗布組成物〉
アセトン 30質量部
酢酸エチル 45質量部
イソプロピルアルコール 10質量部
セルロースジアセテート 0.5質量部
アエロジル200V 0.1質量部
(反射防止層の形成)
図6に示した大気圧プラズマ放電処理装置を4基接続し、それぞれの装置の2個の電極の電極間隙を1mmとし、各装置の放電空間に下記ガスをそれぞれ供給し、上記作製したハードコート層上に、順次薄膜を形成した。各装置の第1電極に第1の高周波電源として、神鋼電機社製(50kHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧10kV/mm及び出力密度1W/cm2で、また、第2電極に第2の高周波電源として、パール工業社製(13.56MHz)の高周波電源を使用し、高周波電圧0.8kV/mm及び出力密度5.0W/cm2で印加し、プラズマ放電を行って酸化チタンを主成分とする薄膜及び酸化珪素を主成分とする反射防止層を形成した。このときの各装置の放電空間における窒素ガスの放電開始電圧は3.7kV/mmであった。なお、下記薄膜形成ガスは窒素ガス中で気化器によって蒸気とし、加温しながら放電空間に供給した。また、ロール電極はドライブを用いてセルロースエステルフィルムの搬送を同期して回転させた。両電極を80℃になるように調節保温して行った。
<Backcoat layer coating composition>
Acetone 30 parts by weight Ethyl acetate 45 parts by weight Isopropyl alcohol 10 parts by weight Cellulose diacetate 0.5 parts by weight Aerosil 200V 0.1 parts by weight (formation of an antireflection layer)
Four atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses shown in FIG. 6 are connected, the electrode gap between the two electrodes of each apparatus is set to 1 mm, the following gas is supplied to the discharge space of each apparatus, and the hard coat produced above A thin film was sequentially formed on the layer. A high frequency power source manufactured by Shinko Electric Co., Ltd. (50 kHz) is used as the first high frequency power source for the first electrode of each device, the high frequency voltage is 10 kV / mm and the output density is 1 W / cm 2 , and the second electrode is the second high frequency power source. As a high frequency power source, a high frequency power source manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. (13.56 MHz) is used. A high frequency voltage of 0.8 kV / mm and an output density of 5.0 W / cm 2 are applied, and plasma discharge is performed to mainly produce titanium oxide. A thin film as a component and an antireflection layer mainly composed of silicon oxide were formed. The discharge start voltage of nitrogen gas in the discharge space of each device at this time was 3.7 kV / mm. The following thin film forming gas was vaporized by a vaporizer in nitrogen gas and supplied to the discharge space while heating. The roll electrode was rotated in synchronization with the transport of the cellulose ester film using a drive. Both electrodes were adjusted and kept at 80 ° C.

〈酸化チタン層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 97.9体積%
薄膜形成ガス:テトライソプロポキシチタン 0.1体積%
添加ガス:水素 2.0体積%
〈酸化珪素層形成用ガス組成〉
放電ガス:窒素 98.9体積%
薄膜形成ガス:テトラエトキシシラン 0.1体積%
添加ガス:酸素 1.0体積%
前記ハードコート層の上に、順に酸化チタン層、酸化珪素層、酸化チタン層、酸化珪素層を設け、帯電防止層、ハードコート層及び反射防止層を有する基材を作製した。なお、反射防止層を構成するそれぞれの層は、順に屈折率2.1(膜厚15nm)、屈折率1.46(膜厚33nm)、屈折率2.1(膜厚120nm)、屈折率1.46(膜厚76nm)であった。
<Gas composition for titanium oxide layer formation>
Discharge gas: Nitrogen 97.9% by volume
Thin film forming gas: tetraisopropoxy titanium 0.1% by volume
Additive gas: 2.0% by volume of hydrogen
<Gas composition for forming silicon oxide layer>
Discharge gas: Nitrogen 98.9% by volume
Thin film forming gas: Tetraethoxysilane 0.1% by volume
Addition gas: Oxygen 1.0% by volume
On the hard coat layer, a titanium oxide layer, a silicon oxide layer, a titanium oxide layer, and a silicon oxide layer were sequentially provided, and a base material having an antistatic layer, a hard coat layer, and an antireflection layer was produced. Each of the layers constituting the antireflection layer has a refractive index of 2.1 (film thickness of 15 nm), a refractive index of 1.46 (film thickness of 33 nm), a refractive index of 2.1 (film thickness of 120 nm), and a refractive index of 1. .46 (film thickness 76 nm).

〔試料1の作製〕
上記作製したハードコート層及び反射防止層を有するフィルム基材上に、図5に示す大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、防汚膜の形成を行った。
[Preparation of Sample 1]
An antifouling film was formed on the film base material having the hard coat layer and the antireflection layer produced as described above, using the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG.

放電ガス:窒素 99.0体積%
原料:例示化合物15 0.01体積%(放電ガス中に含む)
(エステック社製気化器により、窒素ガス中に例示化合物15を気化)
添加ガス:水素 1.0体積%
高周波電源には、神鋼電機製高周波電源(周波数:5kHz)で、0.5W/cm2の放電電力を印加した。
Discharge gas: Nitrogen 99.0% by volume
Raw material: Exemplified compound 15 0.01 vol% (included in discharge gas)
(Example compound 15 is vaporized in nitrogen gas by a vaporizer manufactured by STEC Co.)
Additive gas: 1.0% by volume of hydrogen
A discharge power of 0.5 W / cm 2 was applied to the high frequency power source with a high frequency power source (frequency: 5 kHz) manufactured by Shinko Electric.

〔試料2の作製〕
前記試料1の作製において、製膜前に、基材に下記前処理Aを施した以外は同様にして試料2を作製した。
[Preparation of Sample 2]
In the preparation of Sample 1, Sample 2 was prepared in the same manner except that the following pretreatment A was applied to the substrate before film formation.

前処理A;基材に防汚膜を成膜する前に、図5に記載の装置を用い、放電ガスとして窒素:酸素=99:1(体積比)を流入させ、基材をその励起放電ガスに3秒間晒した。尚、高周波電源として、神鋼電機製高周波電源(周波数;50kHz)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。Pretreatment A: Before forming an antifouling film on a substrate, nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume ratio) is introduced as a discharge gas using the apparatus shown in FIG. Exposed to gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric, and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料3の作製〕
前記試料1の作製において、製膜前に、基材に下記前処理Bを施した以外は同様にして試料2を作製した。
[Preparation of Sample 3]
Sample 2 was prepared in the same manner as Sample 1 except that the substrate was subjected to the following pretreatment B before film formation.

前処理B;基材に防汚膜を成膜する前に、図4に記載の装置を用い、放電ガスとして窒素:酸素=99:1(体積比)を流入させ、基材をその励起放電ガスに3秒間晒した。尚、高周波電源として、神鋼電機製高周波電源(周波数;50kHz)、放電出力は5W/cm2に設定して行った。Pretreatment B: Before forming an antifouling film on the substrate, nitrogen: oxygen = 99: 1 (volume ratio) is introduced as a discharge gas using the apparatus shown in FIG. Exposed to gas for 3 seconds. The high frequency power source was a high frequency power source (frequency: 50 kHz) manufactured by Shinko Electric, and the discharge output was set to 5 W / cm 2 .

〔試料4の作製〕
前記試料1の作製において、基材をセルロースエステルフィルムに代えて、ガラス板(製品名:日本板硝子社製0.5tソーダライムガラス 片面研磨品)を用いた以外は同様にして、試料4を作製した。
[Preparation of Sample 4]
In the preparation of Sample 1, Sample 4 was prepared in the same manner except that a glass plate (product name: 0.5 t soda lime glass single-side polished product manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) was used instead of the cellulose ester film as the base material. did.

〔試料5の作製〕
上記試料1の作製において、放電ガスを以下にように変更した以外は同様にして、試料5を作製した。
[Preparation of Sample 5]
Sample 5 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that the discharge gas was changed as follows.

放電ガス:窒素 70.0体積%
放電ガス:アルゴン 29.0体積%
〔試料6の作製〕
上記試料1の作製において、添加ガスを以下のように変更した以外は同様にして、試料6を作製した。
Discharge gas: Nitrogen 70.0 vol%
Discharge gas: Argon 29.0% by volume
[Preparation of Sample 6]
Sample 6 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1, except that the additive gas was changed as follows.

添加ガス: 1.0体積%
〔試料7の作製〕
製膜装置を図5に代えて、図7に示す大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、防汚膜の形成を行った。
Additive gas: 1.0% by volume
[Preparation of Sample 7]
An antifouling film was formed using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus shown in FIG. 7 instead of the film forming apparatus shown in FIG.

放電ガスG1として下記ガス種A、薄膜形成ガスMとしてガス種Bをそれぞれ導入口より導入し用いた。The following gas type A was introduced as the discharge gas G 1 and gas type B was introduced as the thin film forming gas M from the introduction port.

供給された薄膜形成ガス(ガス種B)と放電ガス(ガス種A)は、各ガス放出口を出た後、すなわち放電空間外で接触させて間接励起ガスとし、フィルム基材を間接励起ガスに晒し、基材表面へ薄膜を形成して試料7を得た。この時、基材は薄膜形成ガス放出角度に対して垂直方向に移動させた。この移動は、図中左右方向にスキャンして行った。   The supplied thin film forming gas (gas species B) and discharge gas (gas species A) exit from each gas discharge port, that is, are brought into contact with each other outside the discharge space to form an indirect excitation gas. To obtain a sample 7 by forming a thin film on the surface of the substrate. At this time, the substrate was moved in a direction perpendicular to the film forming gas release angle. This movement was performed by scanning in the horizontal direction in the figure.

〈ガス種A:放電ガス〉
窒素ガス 99.0体積%
水素ガス 1.0体積%
〈ガス種B:薄膜形成ガス〉
窒素ガス 100体積%
有機金属化合物(例示化合物15) 0.01体積%(窒素ガス中に含む)
ガス種Bとガス種Aとの使用量は、体積として1:3の比で用いた。
<Gas type A: Discharge gas>
Nitrogen gas 99.0% by volume
Hydrogen gas 1.0% by volume
<Gas type B: Thin film forming gas>
Nitrogen gas 100% by volume
Organometallic compound (Exemplary Compound 15) 0.01% by volume (included in nitrogen gas)
The amount of gas species B and gas species A used was used in a volume ratio of 1: 3.

高周波電源5には、パール工業製高周波電源(周波数:13.56MHz)で、5W/cm2の放電電力を印加した。The high frequency power source 5 was applied with a discharge power of 5 W / cm 2 by a high frequency power source (frequency: 13.56 MHz) manufactured by Pearl Industry.

〔試料8〜10の作製〕
上記試料7の作製において、原料として用いた例示化合物15に代えて、以下に記載の各有機金属化合物を用いた以外は同様にして、試料8〜10を作製した。
[Production of Samples 8 to 10]
Samples 8 to 10 were prepared in the same manner except that each of the organometallic compounds described below was used in place of the exemplified compound 15 used as a raw material in the preparation of the sample 7.

試料8:例示化合物128
試料9:例示化合物129
試料10:ソルベイ ソレクシス(株)製のFluorolink S10
(トリエトキシシラン両末端を有するパーフルオロポリエーテル)
〔試料11の作製〕
上記試料7の作製において、ガス種Aを以下のように変えた以外は同様にして、試料11を作製した。
Sample 8: Exemplary compound 128
Sample 9: Exemplary compound 129
Sample 10: Fluorolink S10 manufactured by Solvay Solexis Co., Ltd.
(Perfluoropolyether having both ends of triethoxysilane)
[Preparation of Sample 11]
Sample 11 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 7 except that the gas type A was changed as follows.

〈ガス種A:放電ガス〉
窒素ガス 100.0体積%
〔試料12の作製:比較例〕
前記作製した帯電防止層、ハードコート層及び反射防止層を有する基材上に、平均乾燥膜厚が10nmとなるように、例示化合物15をイソプロピルアルコールで希釈した塗布液(触媒として酢酸を添加)を、湿潤膜厚が15μmとなる様にバーコート塗布し、乾燥後、90℃で5時間加熱処理を行って、比較の試料12を作製した。
<Gas type A: Discharge gas>
Nitrogen gas 100.0% by volume
[Preparation of Sample 12: Comparative Example]
A coating solution in which Exemplified Compound 15 is diluted with isopropyl alcohol so that the average dry film thickness is 10 nm on the substrate having the prepared antistatic layer, hard coat layer and antireflection layer (addition of acetic acid as a catalyst) Was coated with a bar coating so that the wet film thickness was 15 μm, dried, and then heat-treated at 90 ° C. for 5 hours to prepare a comparative sample 12.

〔試料13の作製:比較例〕
上記試料1の作製において、放電ガスを窒素に代えて、アルゴンを用いた以外は同様にして、試料13を作製した。
[Production of Sample 13: Comparative Example]
Sample 13 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1 except that argon was used instead of the discharge gas.

〔試料14の作製〕
上記試料1の作製において、放電ガスを以下にように変更した以外は同様にして、試料14を作製した。
[Preparation of Sample 14]
Sample 14 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 1 except that the discharge gas was changed as follows.

放電ガス:アルゴン 94.0体積%
放電ガス:窒素 5.0体積%
〔試料15の作製:比較例〕
上記試料1の作製において、放電ガスと添加ガスを以下にように変更した以外は同様にして、試料15を作製した。
Discharge gas: Argon 94.0% by volume
Discharge gas: Nitrogen 5.0% by volume
[Production of Sample 15: Comparative Example]
Sample 15 was produced in the same manner as in the production of Sample 1 except that the discharge gas and additive gas were changed as follows.

放電ガス:窒素 99.9体積%
添加ガス:酸素 0.1体積%
〔試料16の作製:比較例〕
上記試料12の作製において、触媒をアンモニアに代えて、酢酸を用いた以外は同様にして、試料16を作製した。
Discharge gas: Nitrogen 99.9% by volume
Addition gas: Oxygen 0.1% by volume
[Production of Sample 16: Comparative Example]
Sample 16 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 12, except that acetic acid was used instead of ammonia.

〔試料17の作製:比較例〕
上記試料12の作製において、触媒をアンモニアに代えて、硝酸を用いた以外は同様にして、試料17を作製した。
[Preparation of Sample 17: Comparative Example]
Sample 17 was prepared in the same manner as in the preparation of Sample 12, except that nitric acid was used instead of the catalyst.

《各試料の特性値の測定及び評価》
得られた各試料について、以下の項目について測定および評価を行った。
<< Measurement and evaluation of characteristic values of each sample >>
About each obtained sample, the following items were measured and evaluated.

[Tof−SIMS測定]
測定方法:
薄膜中のNO3 -等負イオンおよびNH4 +は、飛行時間型二次イオン型質量分析装置を用いて測定する。
[Tof-SIMS measurement]
Measuring method:
NO 3 in the thin film - 4 + is equal negative ions and NH, measured using a time-of-flight secondary ion mass spectrometer.

飛行時間型二次イオン測定装置(Tof−SIMS)は、PHI社製(米国)TRIFT−IIを用いた。試料排気から測定位置にセットするまでに、真空による試料の変質が起こる可能性を考慮し、10分以内に行った。一次イオンとして、Inを用い、加速電圧は15kVとし、60μm×60μmのエリアを測定した。測定質量範囲は、正二次イオンに対しては、0.5a.m.u.〜2000a.m.u.、負二次イオンに対しては0.5a.m.u.〜1000a.m.u.として測定した。積算時間は、照射するInイオンの量が、1.0×1012個/cm2以下となるように調整する必要があり、今回は、正二次イオン測定においては3分、負二次イオン測定においては1分間とした。測定中に試料が帯電してしまい、二次イオンが得られなくなってしまうような現象(チャージアップ)が生じないよう、チャージ補正対策を行った。今回、帯電補正用の金属メッシュおよび帯電補正用電子銃を用いた。さらに、検出ピークが十分に分離されるように、質量分解能(M/ΔM)が、正イオン検出の場合は3000以上(C37 +において)、負二次イオン検出の場合は2000以上(OH-において)になるように、試料電圧、レンズ電圧などを調整した。測定スペクトルは、また質量数を正確に得るために、キャリブレーション操作を行った。As a time-of-flight secondary ion measurement apparatus (Tof-SIMS), TRIFT-II (US) manufactured by PHI was used. Considering the possibility of sample deterioration due to vacuum before setting to the measurement position from sample evacuation, it was performed within 10 minutes. In was used as a primary ion, the acceleration voltage was 15 kV, and an area of 60 μm × 60 μm was measured. The measured mass range is 0.5a. For positive secondary ions. m. u. -2000a. m. u. For negative secondary ions, 0.5 a. m. u. -1000a. m. u. As measured. The integration time needs to be adjusted so that the amount of In ions to be irradiated is 1.0 × 10 12 ions / cm 2 or less. This time, 3 minutes in the measurement of positive secondary ions, negative secondary ion measurement 1 minute. Charge correction measures were taken so that a phenomenon (charge-up) in which the sample is charged during measurement and secondary ions cannot be obtained (charge-up) does not occur. This time, a metal mesh for charge correction and an electron gun for charge correction were used. Furthermore, the mass resolution (M / ΔM) is 3000 or more (in C 3 H 7 + ) for positive ion detection and 2000 or more (for negative secondary ion detection) so that detection peaks are sufficiently separated ( The sample voltage, lens voltage, and the like were adjusted so as to be (in OH ). The measurement spectrum was also calibrated to obtain the mass number accurately.

算出方法:
全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比は、0.5a.m.u.〜2000a.m.u.に検出される全ての正イオン強度(検出されるイオンの数)に対する、検出されるNH4 +イオン強度(検出されるイオンの数)の比(NH4 +イオン強度/全イオン強度)として算出した。
Calculation method:
The detected intensity ratio of NH 4 + ions to the total detected ion intensity is 0.5 a. m. u. -2000a. m. u. Calculated as the ratio (NH 4 + ion intensity / total ion intensity) of the detected NH 4 + ion intensity (number of detected ions) to all positive ion intensity (number of detected ions) did.

また、NO3 -イオンの検出強度比は、0.5a.m.u.〜1000a.m.u.に検出される全て負のイオン強度(検出されるイオンの数)に対する、検出されるNO3 -イオン強度(検出されるイオンの数)の比(NO3 -イオン強度/全イオン強度)として算出した。Further, the detected intensity ratio of NO 3 ions is 0.5 a. m. u. -1000a. m. u. Calculated as - (ionic strength / total ionic strength NO 3) - for all the detected negative ionic strength (number of detected ions), NO 3 is detected in the ionic strength ratio of (the number of detected ions) did.

〔接触角の測定〕
各試料について、協和界面科学社製接触角計CA−Wを用いて、23℃、55%の環境下で、防汚膜表面の水に対する接触角とヘキサデカンに対する接触角を測定した。なお、測定はランダムに10カ所について行い、その平均値を求めた。
(Measurement of contact angle)
About each sample, the contact angle with respect to the water of the antifouling film surface and the contact angle with hexadecane were measured using a contact angle meter CA-W manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. in an environment of 23 ° C. and 55%. In addition, the measurement was performed at 10 locations at random and the average value was obtained.

〔薄膜均一性の評価〕
上記方法に従って水に対する接触角を50カ所について測定し、最大値と最小値の接触角差を求め、その差が3度以内であれば○、5度以内であれば△、5度を超えた場合には×と判定し、これを薄膜均一性の尺度とした。
[Evaluation of thin film uniformity]
According to the above method, the contact angle to water was measured at 50 locations, and the difference between the maximum and minimum contact angles was determined. If the difference was within 3 degrees, it was ◯, if it was within 5 degrees, △ exceeded 5 degrees. In some cases, it was determined as x, and this was used as a measure of thin film uniformity.

〔油性インク拭き取り性の評価〕
油性インク(ゼブラ社製 マッキー極細黒 MO−120−MC−BK)を用いて、試料表面を3mmφ塗りつぶした後、柔らかい布(旭化成社製 BEMCOT M−3 250mm×250mm)で油性インク画像を拭き取り、この操作を同一位置で繰り返して行い、何回ふき取ることができるかテストして、下記の基準に則り油性インクの拭き取り性の評価を行った。
[Evaluation of oil-based ink wiping performance]
Using oil-based ink (Zebra Co., Ltd. Mackey extra fine black MO-120-MC-BK), the sample surface was painted 3 mmφ, and then the oil-based ink image was wiped off with a soft cloth (BEMCOT M-3 250 mm × 250 mm manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) This operation was repeated at the same position to test how many times it can be wiped, and the wiping property of the oil-based ink was evaluated according to the following criteria.

◎:100回以上繰り返しても拭き取れた。   (Double-circle): It wiped off even if it repeated 100 times or more.

○:50〜99回はふき取れた。   ○: Wipe off 50 to 99 times.

△:20〜49回はふき取れた。   Δ: Wipe off 20 to 49 times.

×:20回未満でふき取れなくなった。   X: It became impossible to wipe off less than 20 times.

以上の結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

表1に示すように、本発明に係わるTof−SIMSによる測定結果が本発明に係わる範囲を有するものについては、優れた防汚性、拭き取り性及びその繰り返し耐久性を有することが判る。   As shown in Table 1, it can be seen that the Tof-SIMS measurement results according to the present invention have excellent antifouling properties, wiping properties and repeated durability.

Claims (16)

フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を主成分とする原料から基材上に製膜された防汚膜において、Tof−SIMS測定装置を用いて、負二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNO3 -イオンの検出強度比が1.0×10-3以下であり、かつ正二次イオン測定した時の全検出イオン強度に対するNH4 +イオンの検出強度比が1.0×10-4以上であることを特徴とする防汚膜。All detections when negative secondary ions are measured using a Tof-SIMS measuring device in an antifouling film formed on a substrate from a raw material mainly composed of an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom The detected intensity ratio of NO 3 ions to the ion intensity is 1.0 × 10 −3 or less, and the detected intensity ratio of NH 4 + ions to the total detected ion intensity when measuring positive secondary ions is 1.0 × 10 Antifouling film characterized by being -4 or more. 乾式薄膜形成方法によって形成されたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の防汚膜。 The antifouling film according to claim 1, wherein the antifouling film is formed by a dry thin film forming method. 前記乾式薄膜形成方法が、大気圧もしくはその近傍の圧力下、対向する電極間(放電空間)に放電ガス及びフッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を薄膜形成ガス原料とするガスを供給し、該電極間に高周波電圧を印加することにより該ガスを励起し、基材を励起した該ガスに晒すことにより該基材上に薄膜を得る大気圧プラズマ法であることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の防汚膜。 The dry thin film forming method supplies a gas that uses a discharge gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom as a thin film forming gas raw material between opposing electrodes (discharge space) under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof. The atmospheric pressure plasma method of obtaining a thin film on the substrate by exciting the gas by applying a high-frequency voltage between the electrodes and exposing the substrate to the excited gas. The antifouling film according to the second item of the range. 前記乾式薄膜形成方法が、大気圧もしくはその近傍の圧力下、放電ガスを、放電空間に導入し、励起して、該励起ガスと、フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物を含有する薄膜形成ガスとを、放電空間外で接触させて、間接励起ガスとして、該間接励起ガスに基材を晒すことにより、該基材上に薄膜を得る大気圧プラズマ法であることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の防汚膜。 The dry thin film forming method is a thin film containing an excitation gas and an organometallic compound having an organic group having a fluorine atom by introducing and exciting a discharge gas into a discharge space under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof. It is an atmospheric pressure plasma method for obtaining a thin film on a base material by exposing the base material to the indirect excitation gas as an indirect excitation gas by contacting the forming gas outside the discharge space. The antifouling film according to item 2 of the above. 前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の防汚膜。

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。jは0〜150の整数を表す。〕
The antifouling film according to any one of claims 1 to 4, wherein the organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is represented by the following general formula (1). .

[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の防汚膜。
一般式(2)
[Rf−X−(CH2kq−M(R10r(OR11t
〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R10はアルキル基、アルケニル基を、またR11はアルキル基、アルケニル基、アリール基を表す。また、kは0〜50の整数を表し、q+r+t=4であり、q≧1、またt≧1である。また、r≧2の時2つのR10は連結して環を形成してもよい。〕
The antifouling film according to claim 5, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).
General formula (2)
[Rf-X- (CH 2) k] q -M (R 10) r (OR 11) t
[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, Rf represents an alkyl group or an alkenyl group in which at least one of the hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom, and X represents a simple bond or a divalent group. Represents. R 10 represents an alkyl group or an alkenyl group, and R 11 represents an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group. K represents an integer of 0 to 50, q + r + t = 4, q ≧ 1, and t ≧ 1. Further, when r ≧ 2, two R 10 may be linked to form a ring. ]
前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の防汚膜。
一般式(3)
Rf−X−(CH2k−M(OR123〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表し、Xは単なる結合手または2価の基を表す。R12は、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、kは0〜50の整数を表す。〕
The antifouling film according to claim 6, wherein the compound represented by the general formula (2) is a compound represented by the following general formula (3).
General formula (3)
Rf—X— (CH 2 ) k —M (OR 12 ) 3 [wherein M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, and Rf represents an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Alternatively, it represents an alkenyl group, and X represents a simple bond or a divalent group. R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and k represents an integer of 0 to 50. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(4)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の防汚膜。

〔式中、MはSi、Ti、Ge、ZrまたはSnを表し、R1〜R6は各々水素原子または一価の基を表し、R1〜R6で表される基の少なくとも1つは、フッ素原子を有する基である。R7は、水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基を表す。jは0〜150の整数を表す。〕
The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (4), according to any one of claims 1 to 4. Antifouling membrane.

[Wherein, M represents Si, Ti, Ge, Zr or Sn, R 1 to R 6 each represents a hydrogen atom or a monovalent group, and at least one of the groups represented by R 1 to R 6 is And a group having a fluorine atom. R 7 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. j represents an integer of 0 to 150. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の防汚膜。
一般式(5)
[Rf−X−(CH2k−Y]m−M(R8n(OR9p〔式中、MはIn、Al、Sb、YまたはLaを表し、Rfは水素原子の少なくとも1つがフッ素原子により置換されたアルキル基またはアルケニル基を表す。Xは単なる結合手または2価の基を表し、Yは単なる結合手または酸素原子を表す。R8は置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基またはアリール基を表し、R9は置換もしくは非置換のアルキル基またはアルケニル基を表す。kは0〜50の整数を表し、m+n+p=3であり、mは少なくとも1であり、n、pはそれぞれ0〜2の整数を表す。〕
5. The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (5), according to any one of claims 1 to 4. Antifouling membrane.
General formula (5)
During [Rf-X- (CH 2) k -Y] m -M (R 8) n (OR 9) p [Formula, M represents In, Al, Sb, Y or La, Rf is at least hydrogen atoms One represents an alkyl group or an alkenyl group substituted with a fluorine atom. X represents a simple bond or a divalent group, and Y represents a simple bond or an oxygen atom. R 8 represents a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or aryl group, and R 9 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group. k represents an integer of 0 to 50, m + n + p = 3, m is at least 1, and n and p each represent an integer of 0 to 2. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(6)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の防汚膜。
一般式(6)
Rf1(OC36m1−O−(CF2n1−(CH2p1−Z−(CH2q1−Si−(R23〔式中、Rf1は炭素数1〜16の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基、R2は加水分解基、Zは−OCONH−又は−O−を表し、m1は1〜50の整数、n1は0〜3の整数、p1は0〜3の整数、q1は1〜6の整数を表し、6≧n1+p1>0である。〕
The organic metal compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (6), according to any one of claims 1 to 4. Antifouling membrane.
General formula (6)
Rf 1 (OC 3 F 6) m1 -O- (CF 2) n1 - (CH 2) p1 -Z- (CH 2) q1 -Si- (R 2) 3 wherein, Rf 1 is 1 to the number of carbon atoms 16 linear or branched perfluoroalkyl groups, R 2 represents a hydrolyzable group, Z represents —OCONH— or —O—, m1 represents an integer of 1 to 50, n1 represents an integer of 0 to 3, p1 Represents an integer of 0 to 3, q1 represents an integer of 1 to 6, and 6 ≧ n1 + p1> 0. ]
前記フッ素原子を有する有機基を有する有機金属化合物が、下記一般式(7)で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の防汚膜。

〔式中、Rfは炭素数1〜16の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基、Xはヨウ素原子または水素原子、Yは水素原子または低級アルキル基、Zはフッ素原子またはトリフルオロメチル基、R21は加水分解可能な基、R22は水素原子または不活性な一価の有機基を表し、a、b、c、dはそれぞれ0〜200の整数、eは0または1、mおよびnは0〜2の整数、pは1〜10の整数を表す。〕
The organometallic compound having an organic group having a fluorine atom is a compound represented by the following general formula (7), according to any one of claims 1 to 4. Antifouling membrane.

[Wherein, Rf is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, X is an iodine atom or a hydrogen atom, Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group, Z is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, R 21 represents a hydrolyzable group, R 22 represents a hydrogen atom or an inert monovalent organic group, a, b, c and d are each an integer of 0 to 200, e is 0 or 1, m and n Represents an integer of 0 to 2, and p represents an integer of 1 to 10. ]
前記大気圧プラズマ法が、放電ガスとして窒素ガスを15vol%以上含有する雰囲気下で行われることを特徴とする請求の範囲第3項〜第11項のいずれか1項に記載の防汚膜。 The antifouling film according to any one of claims 3 to 11, wherein the atmospheric pressure plasma method is performed in an atmosphere containing 15 vol% or more of nitrogen gas as a discharge gas. 前記乾式薄膜形成方法により前記基材上に防汚膜を形成する前に、前記基材を放電空間または励起した放電ガスに晒して前処理を行う事を特徴とする請求の範囲第2項〜第12項のいずれか1項に記載の防汚膜。 3. The method according to claim 2, wherein a pretreatment is performed by exposing the substrate to a discharge space or an excited discharge gas before forming an antifouling film on the substrate by the dry thin film forming method. 13. The antifouling film according to any one of items 12. 前記基材表面は、無機化合物を含むことを特徴とする請求の範囲第1項〜第13項のいずれか1項に記載の防汚膜。 The antifouling film according to any one of claims 1 to 13, wherein the substrate surface contains an inorganic compound. 前記基材表面の主成分が、酸化金属であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第14項のいずれか1項に記載の防汚膜。 The antifouling film according to any one of claims 1 to 14, wherein a main component of the substrate surface is a metal oxide. 請求の範囲第1項〜第15項のいずれか1項に記載の防汚膜を作製することを特徴とする防汚膜の製造装置。 An antifouling film production apparatus for producing the antifouling film according to any one of claims 1 to 15.
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