KR102468998B1 - 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물을 포함하는 표면 처리제, 그것을 사용한 펠릿 및 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물 및 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 함유하는 표면 처리제를 제공한다.

Description

퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물을 포함하는 표면 처리제, 그것을 사용한 펠릿 및 물품
본 발명은, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물을 포함하는 표면 처리제, 그리고 그것을 사용한 펠릿 및 물품에 관한 것이다.
어떤 종류의 불소 함유 화합물은, 기재의 표면 처리에 사용하면, 우수한 발수성, 발유성, 방오성 등을 제공할 수 있음이 알려져 있다. 그와 같은 불소 함유 실란 화합물로서, 퍼플루오로폴리에테르기를 분자 주쇄에 갖고, Si 원자에 결합한 가수분해 가능한 기를 분자 말단 또는 말단부에 갖는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란 화합물이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, Si 원자에 결합한 가수분해 가능한 기를 분자 말단 또는 말단부에 갖는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란 화합물이 기재되어 있다.
상기와 같은 불소 함유 실란 화합물을 포함하는 표면 처리제에서 얻어지는 층(이하, 「표면 처리층」이라고도 함)은, 소위 기능성 박막으로서, 유리 등에 실시되어 있다. 특히, 상기 표면 처리층은 상기와 같은 기능을 박막으로도 발휘할 수 있는 점에서, 광투과성 내지 투명성이 요구되는 안경, 터치 패널, 휴대 단말기의 조작 화면 등의 광학 부재에 적용되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-117012호 공보
상기와 같은 표면 처리층에는, 원하는 기능을 장기간에 걸쳐서 기재의 표면에 부여하기 위해, 양호한 내구성을 가질 것이 요구된다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 의해, 상기와 같은 표면 처리층은, 충분한 내구성을 갖지 않는 경우가 있음을 알 수 있었다.
본 발명은, 내구성이 향상된 표면 처리층을 얻는 데 적합한 표면 처리제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 요지에 의하면, 식 (A1), 식 (A2), 식 (B1), 식 (B2), 식 (C1) 또는 식 (C2):
Figure 112019087347801-pct00001
[식 중:
PFPE는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 식:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립하여 0 이상 200 이하의 정수이며, a, b, c, d, e 및 f의 합은 적어도 1이고, a, b, c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.)
로 표현되는 기이고;
Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16의 알킬기를 나타내고;
R13은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
R14는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 22의 알킬기를 나타내고;
R11은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 할로겐 원자를 나타내고;
R12는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
n은, (-SiR13 nR14 3-n) 단위마다 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
단, 식 (A1) 및 (A2)에 있어서, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합한 Si가 적어도 둘 존재하고;
X1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타내고;
X2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 유기기를 나타내고,
t는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고;
α는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
α'은, 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
X3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타내고;
β는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
β'은, 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
Ra는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z1-SiR1 pR2 qR3 r을 나타내고;
Z1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타내고;
R1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, Ra'을 나타내고;
Ra'은, Ra와 동의의이고;
Ra 중, Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si는 최대 5개이고;
R2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
R3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
p는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
q는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
r은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
단, -Z1-SiR1 pR2 qR3 r마다에 있어서, p, q 및 r의 합은 3이고, 식 (B1) 및 (B2)에 있어서, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합한 Si가 적어도 둘 존재하고;
Rb는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
Rc는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
k1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
l1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이고;
m1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이고;
단, -SiRa k1Rb l1Rc m1마다에 있어서, k1, l1 및 m1의 합은 3이고,
X4는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타내고;
γ는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
γ'은, 각각 독립적으로, 1 내지 9의 정수이고;
Rd는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2를 나타내고;
Z2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타내고;
R81은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, Rd'을 나타내고;
Rd'은, Rd와 동의의이고;
Rd 중, Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C는 최대 5개이고;
R82는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Y-SiR85 n2R86 3-n2를 나타내고;
Y는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 2가의 유기기를 나타내고;
R85는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
R86은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
n2는, (-Y-SiR85 n2R86 3-n2)단위마다 독립적으로, 0 내지 3의 정수를 나타내고;
R83은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
p2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
q2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
r2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
단, -Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2마다에 있어서, p2, q2 및 r2의 합은 3이고;
Re는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Y-SiR85 n2R86 3-n2를 나타내고;
Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
k2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
l2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
m2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
단, (CRd k2Re l2Rf m2)마다에 있어서, k2, l2 및 m2의 합은 3이고, 식 (C1) 및 (C2)에 있어서, -Y-SiR85로 표현되는 기가 2 이상 존재한다.]
의 어느 것으로 표현되는 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물, 및 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 함유하는 표면 처리제가 제공된다.
본 발명의 제2 요지에 의하면, 본 발명의 표면 처리제를 함유하는 펠릿이 제공된다.
본 발명의 제3 요지에 의하면, 기재와, 해당 기재의 표면에, 본 발명의 표면 처리제로 형성된 층을 포함하는 물품이 제공된다.
본 발명에 따르면, 퍼플루오로(폴리)에테르기(이하, 「PFPE」라고 칭하는 경우가 있음) 함유 실란 화합물을 포함하는 신규의 표면 처리제가 제공된다. 본 발명의 표면 처리제는, 내구성이 향상된 표면 처리층, 특히 산 또는 알칼리의 존재 하에 있어서도 양호한 내구성을 나타내는 표면 처리층의 형성에 적합하다. 또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 표면 처리제를 함유하는 펠릿이 제공된다. 본 발명에 따르면, 기재와, 해당 기재의 표면에, 본 발명의 표면 처리제로 형성된 층을 포함하는 물품이 제공된다.
본 명세서에 있어서 사용되는 경우, 「탄화수소기」란, 탄소 및 수소를 포함하는 기이며, 탄화수소로부터 1개의 수소 원자를 탈리시킨 기를 의미한다. 이러한 탄화수소기로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 되는, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기, 예를 들어 지방족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다. 상기 「지방족 탄화수소기」는, 직쇄상, 분지쇄상 또는 환상의 어느 것이어도 되고, 포화 또는 불포화의 어느 것이어도 된다. 또한, 탄화수소기는, 하나 또는 그 이상의 환 구조를 포함하고 있어도 된다. 또한, 이러한 탄화수소기는, 그 말단 또는 분자쇄 중에, 하나 또는 그 이상의 N, O, S, Si, 아미드, 술포닐, 실록산, 카르보닐, 카르보닐옥시 등을 갖고 있어도 된다.
본 명세서에 있어서 사용되는 경우, 「탄화수소기」의 치환기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 할로겐 원자; 하나 또는 그 이상의 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 되는, C1-6알킬기, C2-6알케닐기, C2-6알키닐기, C3-10시클로알킬기, C3-10 불포화 시클로알킬기, 5 내지 10원의 헤테로시클릴기, 5 내지 10원의 불포화 헤테로시클릴기, C6-10아릴기 및 5 내지 10원의 헤테로아릴기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기 및 페닐기는, 특기하지 않는 한, 비치환이어도 되고, 치환되어 있어도 된다. 이러한 기의 치환기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 할로겐 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 기를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서 사용되는 경우, 「2 내지 10가의 유기기」란, 탄소를 함유하는 2 내지 10가의 기를 의미한다. 이러한 2 내지 10가의 유기기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 탄화수소기로부터 다시 1 내지 9개의 수소 원자를 탈리시킨 2 내지 10가의 기를 들 수 있다.
[표면 처리제]
이하, 본 발명의 표면 처리제에 대하여 설명한다.
본 발명의 표면 처리제는, PFPE 함유 실란 화합물, 및 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 함유한다.
(PFPE 함유 실란 화합물)
상기 PFPE 함유 실란 화합물은, 식 (A1), 식 (A2), 식 (B1), 식 (B2), 식 (C1) 또는 식 (C2)의 어느 것으로 표현되는 화합물이다.
Figure 112019087347801-pct00002
상기 PFPE 함유 실란 화합물은, 표면 처리제 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 내지 100질량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 30질량부 포함된다.
상기 PFPE 함유 실란 화합물은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 5×102 내지 1×105의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 이러한 범위 중에서도 2,000 내지 30,000, 보다 바람직하게는 2,500 내지 12,000의 수 평균 분자량을 갖는 것이, 마찰 내구성의 관점에서 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 수 평균 분자량은 19F-NMR에 의해 측정되는 값으로 한다.
하나의 양태에 있어서, 본 발명의 PFPE 함유 실란 화합물은, 1,000 내지 40,000, 바람직하게는 1,000 내지 32,000, 보다 바람직하게는 1,000 내지 20,000, 보다 더 바람직하게는 1,000 내지 12,000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
이하, 상기 식 (A1), (A2), (B1), (B2), (C1) 및 (C2)로 표현되는 PFPE 함유 실란 화합물에 대하여 설명한다.
식 (A1) 및 (A2):
Figure 112019087347801-pct00003
상기 식 중, Rf는, 각 출현에 있어서 독립적으로, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16의 알킬기를 나타낸다.
상기 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16의 알킬기에 있어서의 「탄소수 1 내지 16의 알킬기」는 직쇄여도 되고, 분지쇄여도 되고, 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 6, 특히 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 직쇄의 탄소수 1 내지 3의 알킬기이다.
상기 Rf는, 바람직하게는 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있는 탄소수 1 내지 16의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 CF2H-C1-15퍼플루오로알킬렌기 또는 C1-16퍼플루오로알킬기이고, 더욱 바람직하게는 C1-16퍼플루오로알킬기이다.
해당 탄소수 1 내지 16의 퍼플루오로알킬기는 직쇄여도 되고, 분지쇄여도 되고, 바람직하게는 직쇄 또는 분지쇄의 탄소수 1 내지 6, 특히 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기이고, 보다 바람직하게는 직쇄의 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기, 구체적으로는 -CF3, -CF2CF3, 또는 -CF2CF2CF3이다.
상기 식 중, PFPE는, 각 출현에 있어서 독립적으로,
Figure 112019087347801-pct00004
로 표현되는 기이다. 식 중, a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립하여 0 이상 200 이하의 정수이며, a, b, c, d, e 및 f의 합은 적어도 1이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립적으로, 0 이상 100 이하의 정수이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f의 합은 5 이상이고, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f의 합은 200 이하이고, 보다 바람직하게는 100 이하이고, 예를 들어 10 이상 200 이하이고, 보다 구체적으로는 10 이상 100 이하이다. 또한, a, b, c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.
이들 반복 단위는, 직쇄상이어도 되고, 분지쇄상이어도 되지만, 바람직하게는 직쇄상이다. 예를 들어, -(OC6F12)-는, -(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))- 등이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-이다. -(OC5F10)-는, -(OCF2CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF(CF3))- 등이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2CF2CF2)-이다. -(OC4F8)-는, -(OCF2CF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3))-, -(OC(CF3)2CF2)-, -(OCF2C(CF3)2)-, -(OCF(CF3)CF(CF3))-, -(OCF(C2F5)CF2)- 및 -(OCF2CF(C2F5))-의 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2CF2)-이다. -(OC3F6)-는, -(OCF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2)- 및 -(OCF2CF(CF3))-의 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2)-이다. 또한, -(OC2F4)-는, -(OCF2CF2)- 및 -(OCF(CF3))-의 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2)-이다.
하나의 양태에 있어서, 상기 PFPE는, -(OC3F6)d-(식 중, d는 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수임)이다. 바람직하게는, PFPE는, -(OCF2CF2CF2)d-(식 중, d는 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수임) 또는 -(OCF(CF3)CF2)d-(식 중, d는 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수임)이다. 보다 바람직하게는, PFPE는, -(OCF2CF2CF2)d-(식 중, d는 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수임)이다.
별도의 양태에 있어서, PFPE는, -(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(식 중, c 및 d는, 각각 독립하여 0 이상 30 이하의 정수이고, e 및 f는, 각각 독립하여 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수이고, c, d, e 및 f의 합은 적어도 5 이상, 바람직하게는 10 이상이고, 첨자 c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의임)이다. 바람직하게는, PFPE는, -(OCF2CF2CF2CF2)c-(OCF2CF2CF2)d-(OCF2CF2)e-(OCF2)f-이다. 하나의 양태에 있어서, PFPE는, -(OC2F4)e-(OCF2)f-(식 중, e 및 f는, 각각 독립하여 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수이고, 첨자 e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의임)여도 된다.
하나의 양태에 있어서, PFPE는, -(OC2F4)e-(OCF2)f-(식 중, e 및 f는, 각각 독립하여 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수이고, 첨자 e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의임)여도 된다.
상기 식 중, PFPE에 있어서, f에 대한 e의 비(이하, 「e/f비」라고 함)는, 0.1 이상 10 이하이고, 바람직하게는 0.2 이상 5.0 이하이고, 보다 바람직하게는 0.2 이상 2.0 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.2 이상 1.5 이하이다. e/f비를 상기 범위로 함으로써, 이 화합물에서 얻어지는 경화물의 발수성, 발유성, 및 내케미컬성(예를 들어, 염수, 산 또는 염기성 수용액, 아세톤, 올레산 또는 헥산에 대한 내구성)이 더 향상될 수 있다. e/f비가 더 작을수록, 상기 경화물의 발수성, 발유성, 내케미컬성이 더 향상된다. 한편, e/f비를 0.1 이상으로 함으로써, 화합물의 안정성을 더 높일 수 있다. e/f비가 더 클수록, 화합물의 안정성은 더 향상된다.
또한 별도의 양태에 있어서, PFPE는, -(R6-R7)j-로 표현되는 기이다. 식 중, R6은, OCF2 또는 OC2F4이고, 바람직하게는 OC2F4이다. 식 중, R7은, OC2F4, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12에서 선택되는 기이거나, 혹은 이들 기로부터 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합이다. 바람직하게는, R7은, OC2F4, OC3F6 및 OC4F8에서 선택되는 기이거나, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12에서 선택되는 기이거나, 혹은 이들 기로부터 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합이다. OC2F4, OC3F6 및 OC4F8에서 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 -OC2F4OC3F6-, -OC2F4OC4F8-, -OC3F6OC2F4-, -OC3F6OC3F6-, -OC3F6OC4F8-, -OC4F8OC4F8-, -OC4F8OC3F6-, -OC4F8OC2F4-, -OC2F4OC2F4OC3F6-, -OC2F4OC2F4OC4F8-, -OC2F4OC3F6OC2F4-, -OC2F4OC3F6OC3F6-, -OC2F4OC4F8OC2F4-, -OC3F6OC2F4OC2F4-, -OC3F6OC2F4OC3F6-, -OC3F6OC3F6OC2F4-, 및 -OC4F8OC2F4OC2F4- 등을 들 수 있다. 상기 j는, 2 이상, 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 5 이상이고, 100 이하, 바람직하게는 50 이하의 정수이다. 상기 식 중, OC2F4, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12는, 직쇄 또는 분지쇄의 어느 것이어도 되고, 바람직하게는 직쇄이다. 이 양태에 있어서, PFPE는, 바람직하게는 -(OC2F4-OC3F6)j- 또는 -(OC2F4-OC4F8)j-이다.
하나의 양태에 있어서, 상기 식 중, PFPE는, 각 출현에 있어서 독립적으로,
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
로 표현되는 기이고, 또한 PFPE 중에 적어도 하나의 분지 구조를 갖는다. 즉, 본 형태에 있어서, 상기 PFPE는, 적어도 하나의 CF3 말단(구체적으로는, -CF3, -C2F5 등, 보다 구체적으로는 -CF3)을 갖는다. 이와 같은 구조의 PFPE를 가짐으로써, 본 발명의 표면 처리제를 사용하여 형성된 층(예를 들어, 표면 처리층)의 자외선 내구성, 발수성, 발유성, 방오성(예를 들어, 지문 등의 오염의 부착을 방지함), 내케미컬성, 내가수분해성, 미끄럼성의 억제 효과, 높은 마찰 내구성, 내열성, 방습성 등이 더 양호해질 수 있다.
상기 양태에 있어서, a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립하여 0 이상 200 이하의 정수이며, a, b, c, d, e 및 f의 합은 적어도 1이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립적으로, 0 이상 100 이하의 정수이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f의 합은 5 이상이고, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 바람직하게는, a, b, c, d, e 및 f의 합은 200 이하이고, 보다 바람직하게는 100 이하이고, 예를 들어 10 이상 200 이하이고, 보다 구체적으로는 10 이상 100 이하이다. 또한, a, b, c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.
상기 양태에 있어서, PFPE는, 분지 구조를 적어도 5개 갖는 것이 바람직하고, 10개 갖는 것이 보다 바람직하고, 20개 갖는 것이 특히 바람직하다.
상기 양태에 있어서, PFPE 구조 중, 반복 단위수의 합계수(예를 들어, 상기 a, b, c, d, e 및 f의 합) 100에 대하여, 분지 구조를 갖는 반복 단위의 수는 40이상인 것이 바람직하고, 60 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 이상인 것이 특히 바람직하다. PFPE 구조 중, 반복 단위수의 합계수 100에 대하여, 분지 구조를 갖는 반복 단위의 수는 100 이하여도 되고, 예를 들어 90 이하여도 된다.
상기 양태에 있어서, PFPE 구조 중, 반복 단위수의 합계수 100에 대하여, 분지 구조를 갖는 반복 단위의 수는, 40 내지 100의 범위에 있는 것이 바람직하고, 60 내지 100의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 80 내지 100의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.
상기 양태에 있어서, 상기 분지 구조에 있어서의 분지쇄로서는, 예를 들어 CF3을 들 수 있다.
상기 양태에 있어서, 분지 구조를 갖는 반복 단위로서는, 예를 들어 -(OC6F12)-로서는, -(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))- 등을 들 수 있다. -(OC5F10)-로서는, -(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF(CF3))- 등을 들 수 있다. -(OC4F8)-로서는, -(OCF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3))-, -(OC(CF3)2CF2)-, -(OCF2C(CF3)2)-, -(OCF(CF3)CF(CF3))-, -(OCF(C2F5)CF2)- 및 -(OCF2CF(C2F5))-를 들 수 있다. -(OC3F6)-로서는, -(OCF(CF3)CF2)- 및 -(OCF2CF(CF3))-를 들 수 있다. -(OC2F4)-로서는, -(OCF(CF3))-를 들 수 있다.
상기 양태에 있어서, 상기 PFPE는, 분지 구조를 갖는 반복 단위와 함께, 직쇄상의 반복 단위를 포함할 수 있다. 직쇄상의 반복 단위로서는, -(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2CF2)-, -(OCF2CF2)-를 들 수 있다.
상기 양태에 있어서, 바람직하게는 상기 PFPE 중, 반복 단위 -(OC6F12)-, -(OC5F10)-, -(OC4F8)-, 및 -(OC3F6)-가 분지 구조를 갖는다.
상기 양태가 있어서, 보다 바람직하게는, PFPE는, 분지 구조의 반복 단위 OC6F12, OC5F10, OC4F8, 및 OC3F6으로 이루어진다.
하나의 양태에 있어서, 상기 PFPE는, -(OC3F6)d-(식 중, d는 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수임)이고, PFPE 중에 적어도 하나의 분지 구조를 갖는다.
상기 양태에 있어서, PFPE는, 직쇄상의 반복 단위 -(OCF2CF2CF2)-를 더 포함하고 있어도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 PFPE는, 분지 구조의 반복 단위 OC3F6로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 PFPE는, 식: -(OCF2CF(CF3))d로 표현되는 것이 보다 바람직하다. 상기 식 중, d는 1 이상 200 이하이고, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수이다.
별도의 양태에 있어서, PFPE는, -(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(식 중, c 및 d는, 각각 독립하여 0 이상 30 이하의 정수이고, e 및 f는, 각각 독립하여 1 이상 200 이하, 바람직하게는 5 이상 200 이하, 보다 바람직하게는 10 이상 200 이하의 정수이고, c, d, e 및 f의 합은 적어도 5 이상, 바람직하게는 10 이상이고, 첨자 c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의임)이고, PFPE 중에 적어도 하나의 분지 구조를 갖는다.
또한 별도의 양태에 있어서, PFPE는, -(R6-R7)j-로 표현되는 기이고, PFPE 중 적어도 하나의 분지 구조를 갖는다. 식 중, R6은, OCF2 또는 OC2F4이고, 바람직하게는 OC2F4이다. 식 중, R7은, OC2F4, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12에서 선택되는 기이거나, 혹은 이들 기로부터 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합이다. 바람직하게는, R7은, OC2F4, OC3F6 및 OC4F8에서 선택되는 기이거나, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12에서 선택되는 기이거나, 혹은 이들 기로부터 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합이다. OC2F4, OC3F6 및 OC4F8로부터 독립하여 선택되는 둘 또는 세 기의 조합으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 -OC2F4OC3F6-, -OC2F4OC4F8-, -OC3F6OC2F4-, -OC3F6OC3F6-, -OC3F6OC4F8-, -OC4F8OC4F8-, -OC4F8OC3F6-, -OC4F8OC2F4-, -OC2F4OC2F4OC3F6-, -OC2F4OC2F4OC4F8-, -OC2F4OC3F6OC2F4-, -OC2F4OC3F6OC3F6-, -OC2F4OC4F8OC2F4-, -OC3F6OC2F4OC2F4-, -OC3F6OC2F4OC3F6-, -OC3F6OC3F6OC2F4-, 및 -OC4F8OC2F4OC2F4- 등을 들 수 있다. 상기 j는, 2 이상, 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 5 이상이고, 100 이하, 바람직하게는 50 이하의 정수이다. 상기 식 중, OC2F4, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12는 분지 구조를 갖는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 상기 양태에 있어서, PFPE는, 분지 구조의 반복 단위 OC6F12, OC5F10, OC4F8, 및 OC3F6으로 이루어진다.
Rf-PFPE- 부분의 평균 분자량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 500 내지 30,000, 바람직하게는 1,500 내지 30,000, 보다 바람직하게는 2,000 내지 10,000이다.
별도의 양태에 있어서, Rf-PFPE 부분의 수 평균 분자량은, 500 내지 30,000, 바람직하게는 1,000 내지 20,000, 보다 바람직하게는 2,000 내지 15,000이다.
별도의 양태에 있어서, Rf-PFPE- 부분 또는 -PFPE- 부분의 수 평균 분자량은, 4,000 내지 30,000, 바람직하게는 5,000 내지 10,000일 수 있다.
상기 식 중, R13은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타낸다.
상기 「가수분해 가능한 기」란, 본 명세서에 있어서 사용되는 경우, 가수분해 반응을 받을 수 있는 기를 의미하고, 즉, 가수분해 반응에 의해, 화합물의 주골격으로부터 탈리할 수 있는 기를 의미한다. 가수분해 가능한 기의 예로서는, -OR, -OCOR, -O-N=CR2, -NR2, -NHR, 할로겐 원자(이들 식 중, R은, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 -OR(즉, 알콕시기)이다. R의 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 등의 비치환 알킬기; 클로로메틸기 등의 치환 알킬기가 포함된다. 그들 중에서도, 알킬기, 특히 비치환 알킬기가 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 보다 바람직하다. 상기 「수산기」는, 특별히 한정되지 않지만, 가수분해 가능한 기가 가수분해하여 발생한 것이어도 된다.
상기 식 중, R14는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 22의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 중, R11은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 할로겐 원자는, 바람직하게는 요오드 원자, 염소 원자 또는 불소 원자이고, 보다 바람직하게는 불소 원자이다.
상기 식 중, R12는, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 들 수 있다.
상기 식 중, n은, (-SiR13 nR14 3-n) 단위마다 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 3이고, 보다 바람직하게는 3이다. 단, 식 (A1) 및 (A2)에 있어서, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합한 Si가 적어도 둘 존재한다. 즉, 식 (A1) 및 (A2)에 있어서, SiR13의 구조가 적어도 둘 존재한다.
상기 식 중, X1은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타낸다. 당해 X1은, 식 (A1) 및 (A2)로 표현되는 화합물에 있어서, 주로 발수성 및 표면 미끄럼성 등을 제공하는 퍼플루오로폴리에테르부(즉, Rf-PFPE부 또는 -PFPE-부)와, 기재의 결합능을 제공하는 실란부(즉, α를 붙이고 괄호로 묶인 기)를 연결하는 링커로 해석된다. 따라서, 당해 X1은, 식 (A1) 및 (A2)로 표현되는 화합물이 안정적으로 존재할 수 있는 것이라면, 어떤 유기기여도 된다.
별도의 양태에 있어서, X1은 Xe를 나타낸다. Xe는, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타내고, 바람직하게는 단결합 또는 -C6H4-(즉, -페닐렌-. 이하, 페닐렌기를 나타냄.), -CO-(카르보닐기), -NR4- 및 -SO2-로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 갖는 2 내지 10가의 유기기를 나타낸다. 상기 R4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기 또는 C1~6알킬기(바람직하게는 메틸기)를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다. 상기한 -C6H4-, -CO-, -NR4- 또는 -SO2-는, PFPE 함유 실란 화합물의 분자 주쇄 중에 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 분자 주쇄란, PFPE 함유 실란 화합물의 분자 중에서 상대적으로 가장 긴 PFPE를 포함하는 결합쇄를 나타낸다.
Xe는, 보다 바람직하게는, 단결합 또는 -C6H4-, -CONR4-, -CONR4-C6H4-, -CO-, -CO-C6H4-, -SO2NR4-, -SO2NR4-C6H4-, -SO2-, 및 -SO2-C6H4-로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 갖는 2 내지 10가의 유기기를 나타낸다. 상기한 -C6H4-, -CONR4-, -CONR4-C6H4-, -CO-, -CO-C6H4-, -SO2NR4-, -SO2NR4-C6H4-, -SO2-, 또는 -SO2-C6H4-는, PFPE 함유 실란 화합물의 분자 주쇄 중에 포함되는 것이 바람직하다.
상기 식 중, α는 1 내지 9의 정수이고, α'은 1 내지 9의 정수이다. 이들 α 및 α'은, X1의 가수에 따라 변화될 수 있다. 식 (A1)에 있어서는, α 및 α'의 합은, X1의 가수와 동일하다. 예를 들어, X1이 10가의 유기기인 경우, α 및 α'의 합은 10이고, 예를 들어 α가 9이고 또한 α'이 1, α가 5이고 또한 α'이 5, 또는 α가 1이고 또한 α'이 9로 될 수 있다. 또한, X1이 2가의 유기기인 경우, α 및 α'은 1이다. 식 (A2)에 있어서는, α는 X1의 가수에서 1을 뺀 값이다.
상기 X1은, 바람직하게는 2 내지 7가이고, 보다 바람직하게는 2 내지 4이고, 더욱 바람직하게는 2가의 유기기이다.
하나의 양태에 있어서, X1은 2 내지 4가의 유기기이고, α는 1 내지 3이고, α'은 1이다.
별도의 양태에 있어서, X1은 2가의 유기기이고, α는 1이고, α'은 1이다. 이 경우, 식 (A1) 및 (A2)는 하기 식 (A1') 및 (A2')으로 표현된다.
Figure 112019087347801-pct00005
상기 X1의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 하기 식:
Figure 112019087347801-pct00006
[식 중:
R31은, 단결합, -(CH2)s'- 또는 o-, m- 혹은 p-페닐렌기를 나타내고, 바람직하게는 -(CH2)s'-이고,
s'은, 1 내지 20의 정수, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 보다 바람직하게는 1 내지 3의 정수, 보다 더 바람직하게는 1 또는 2이고,
Xa는, -(Xb)l'-를 나타내고,
Xb는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -O-, -S-, o-, m- 혹은 p-페닐렌기, -C(O)O-, -Si(R33)2-, -(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-, -CONR34-, -O-CONR34-, -NR34- 및 -(CH2)n'-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
R33은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 페닐기, C1-6알킬기 또는 C1-6알콕시기를 나타내고, 바람직하게는 페닐기 또는 C1-6알킬기이고, 보다 바람직하게는 메틸기이고,
R34는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기(바람직하게는 메틸기)를 나타내고,
m'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 100의 정수, 바람직하게는 1 내지 20의 정수이고,
n'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 20의 정수, 바람직하게는 1 내지 6의 정수, 보다 바람직하게는 1 내지 3의 정수이고,
l'은, 1 내지 10의 정수, 바람직하게는 1 내지 5의 정수, 보다 바람직하게는 1 내지 3의 정수이고,
p'은 0 또는 1이고,
q'은 0 또는 1이고,
여기에, p' 및 q'의 적어도 한쪽은 1이고, p' 또는 q'을 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 임의이다]
로 표현되는 2가의 기를 들 수 있다. 여기에, R31 및 Xa(전형적으로는 R31 및 Xa의 수소 원자)는, 불소 원자, C1-3알킬기 및 C1-3플루오로알킬기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
바람직하게는, 상기 X1은, -(R31)p'-(Xa)q'-R32-이다. R32는, 단결합, -(CH2)t'- 또는 o-, m- 혹은 p-페닐렌기를 나타내고, 바람직하게는 -(CH2)t'-이다. t'은, 1 내지 20의 정수, 바람직하게는 2 내지 6의 정수, 보다 바람직하게는 2 내지 3의 정수이다. 여기에, R32(전형적으로는 R32의 수소 원자)는, 불소 원자, C1-3알킬기 및 C1-3플루오로알킬기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
바람직하게는, 상기 X1은,
C1-20알킬렌기,
-R31-Xc-R32-, 또는
-Xd-R32-
[식 중, R31 및 R32는, 상기와 동의의이다.]
일 수 있다. 또한, 알킬렌기란, -(CδH)- 구조를 갖는 기이고, 치환 또는 비치환이어도 되고, 직쇄상 또는 분지쇄상이어도 된다.
보다 바람직하게는, 상기 X1은,
C1-20알킬렌기,
-(CH2)s'-Xc-,
-(CH2)s'-Xc-(CH2)t'-,
-Xd-, 또는
-Xd-(CH2)t'-
[식 중, s' 및 t'은, 상기와 동의의이다.]
이다.
상기 식 중, Xc는,
-O-,
-S-,
-C(O)O-,
-CONR34-,
-O-CONR34-,
-Si(R33)2-,
-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-,
-O-(CH2)u'-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-,
-O-(CH2)u'-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si(R33)2-O-Si(R33)2-,
-O-(CH2)u'-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-,
-CONR34-(CH2)u'-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-,
-CONR34-(CH2)u'-N(R34)-, 또는
-CONR34-(o-, m- 또는 p-페닐렌)-Si(R33)2-
[식 중, R33, R34 및 m'은, 상기와 동의의이고,
u'은 1 내지 20의 정수, 바람직하게는 2 내지 6의 정수, 보다 바람직하게는 2 내지 3의 정수이다.]를 나타낸다. Xc는, 바람직하게는 -O-이다.
상기 식 중, Xd는,
-S-,
-C(O)O-,
-CONR34-,
-CONR34-(CH2)u'-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-,
-CONR34-(CH2)u'-N(R34)-, 또는
-CONR34-(o-, m- 또는 p-페닐렌)-Si(R33)2-
[식 중, 각 기호는 상기와 동의의이다.]
를 나타낸다.
보다 바람직하게는, 상기 X1은,
C1-20알킬렌기,
-(CH2)s'-Xc-(CH2)t'-, 또는
-Xd-(CH2)t'-
[식 중, 각 기호는 상기와 동의의이다.]
일 수 있다.
보다 더 바람직하게는, 상기 X1은,
C1-20알킬렌기,
-(CH2)s'-O-(CH2)t'-,
-(CH2)s'-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-(CH2)t'-,
-(CH2)s'-O-(CH2)u'-(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-(CH2)t'-, 또는
-(CH2)s'-O-(CH2)t'-Si(R33)2-(CH2)u'-Si(R33)2-(CvH2v)-
[식 중, R33, m', s', t' 및 u'은, 상기와 동의의이고, v는 1 내지 20의 정수, 바람직하게는 2 내지 6의 정수, 보다 바람직하게는 2 내지 3의 정수이다.]
이다.
상기 식 중, -(CvH2v)-는, 직쇄여도 되고, 분지쇄여도 되고, 예를 들어 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)-, -CH(CH3)CH2-일 수 있다.
상기 X1기는, 불소 원자, C1-3알킬기 및 C1-3플루오로알킬기(바람직하게는, C1-3퍼플루오로알킬기)에서 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
하나의 양태에 있어서, X1기는, -O-C1-6알킬렌기 이외일 수 있다.
별도의 양태에 있어서, X1기로서는, 예를 들어 하기의 기를 들 수 있다:
Figure 112019087347801-pct00007
Figure 112019087347801-pct00008
[식 중, R41은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 C1-6알콕시기, 바람직하게는 메틸기이고;
D는,
Figure 112019087347801-pct00009
Figure 112019087347801-pct00010
(식 중, R42는, 각각 독립적으로, 수소 원자, C1-6의 알킬기 또는 C1-6의 알콕시기, 바람직하게는 메틸기 또는 메톡시기, 보다 바람직하게는 메틸기를 나타낸다.)
에서 선택되는 기이고,
E는, -(CH2)ne-(ne는 2 내지 6의 정수)이고,
D는, 분자 주쇄의 PFPE에 결합하고, E는, PFPE와 반대의 기에 결합한다.]
상기 X1의 구체적인 예로서는, 예를 들어:
Figure 112019087347801-pct00011
Figure 112019087347801-pct00012
Figure 112019087347801-pct00013
Figure 112019087347801-pct00014
Figure 112019087347801-pct00015
등을 들 수 있다.
별도의 바람직한 형태에 있어서, X1은, Xe'을 나타낸다. Xe'은, 단결합, 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기, -R51-C6H4-R52-, -R51-CONR4-R52-, -R51-CONR4-C6H4-R52-, -R51-CO-R52-, -R51-CO-C6H4-R52-, -R51-SO2NR4-R52-, -R51-SO2NR4-C6H4-R52-, -R51-SO2-R52-, 또는 -R51-SO2-C6H4-R52-이다. R51 및 R52는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기를 나타내고, 바람직하게는 단결합 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기이다. R4는 상기와 동의의이다. 상기 알킬렌기는, 치환 또는 비치환이고, 바람직하게는 비치환이다. 상기 알킬렌기의 치환기로서는, 예를 들어 할로겐 원자, 바람직하게는 불소 원자를 들 수 있다. 상기 알킬렌기는, 직쇄상 또는 분지쇄상이고, 직쇄상인 것이 바람직하다.
더욱 바람직한 양태에 있어서, Xe'은,
단결합,
탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기,
Figure 112019087347801-pct00016
Figure 112019087347801-pct00017
(식 중, R51' 및 R52'은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 직쇄 알킬렌기이고,
R4'은, 수소 원자 또는 메틸기이다.)
일 수 있다.
본 형태에 있어서, Xe'의 구체예로서는, 예를 들어
단결합,
탄소수 1 내지 6의 알킬렌기,
Figure 112019087347801-pct00018
Figure 112019087347801-pct00019
등을 들 수 있다.
하나의 양태에 있어서, Xe'은 단결합이다. 본 형태에 있어서, PFPE와 기재층의 결합능을 갖는 기(즉, (A1) 및 (A2)에 있어서는, α를 붙이고 괄호로 묶인 기)가 직접 결합되어 있다.
또한 별도의 양태에 있어서, X1은 식: -(R16)x-(CFR17)y-(CH2)z-로 표현되는 기이다. 식 중, x, y 및 z는, 각각 독립적으로, 0 내지 10의 정수이고, x, y 및 z의 합은 1 이상이고, 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.
상기 식 중, R16은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자, 페닐렌, 카르바졸릴렌, -NR18-(식 중, R18은, 수소 원자 또는 유기기를 나타냄) 또는 2가의 유기기이다. 바람직하게는, R16은, 산소 원자 또는 2가의 극성기이다.
상기 「2가의 극성기」로서는, 특별히 한정되지 않지만, -C(O)-, -C(=NR19)- 및 -C(O)NR19-(이들 식 중, R19는, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타냄)를 들 수 있다. 당해 「저급 알킬기」는, 예를 들어 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기이고, 이들은 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.
상기 식 중, R17은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 저급 플루오로알킬기이고, 바람직하게는 불소 원자이다. 당해 「저급 플루오로알킬기」는, 예를 들어 탄소수 1 내지 6, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 플루오로알킬기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기, 보다 바람직하게는 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 더욱 바람직하게는 트리플루오로메틸기이다.
이 양태에 있어서, X1은, 바람직하게는 식: -(O)x-(CF2)y-(CH2)z-(식 중, x, y 및 z는, 상기와 동의의이고, 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의임)로 표현되는 기이다.
상기 식: -(O)x-(CF2)y-(CH2)z-로 표현되는 기로서는, 예를 들어 -(O)x'-(CH2)z"-O-[(CH2)z'''-O-]z"", 및 -(O)x'-(CF2)y"-(CH2)z"-O-[(CH2)z'''-O-]z""(식 중, x'은 0 또는 1이고, y", z" 및 z'''은, 각각 독립적으로, 1 내지 10의 정수이고, z""은, 0 또는 1이다)로 표현되는 기를 들 수 있다. 또한, 이들 기는 좌측단이 PFPE측에 결합된다.
별도의 바람직한 형태에 있어서, X1은, -O-CFR20-(CF2)e'-이다.
상기 R20은, 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 저급 플루오로알킬기를 나타낸다. 여기서 저급 플루오로알킬기는, 예를 들어 탄소수 1 내지 3의 플루오로알킬기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기, 보다 바람직하게는 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, 더욱 바람직하게는 트리플루오로메틸기이다.
상기 e'은, 각각 독립적으로, 0 또는 1이다.
하나의 구체예에 있어서, R20은 불소 원자이고, e'은 1이다.
또한 별도의 양태에 있어서, X1기의 예로서, 하기의 기를 들 수 있다:
Figure 112019087347801-pct00020
[식 중,
R41은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 또는 C1-6알콕시기, 바람직하게는 메틸기이고;
각 X1기에 있어서, T 중 임의의 몇 개는, 분자 주쇄의 PFPE에 결합하는 이하의 기:
Figure 112019087347801-pct00021
Figure 112019087347801-pct00022
[식 중, R42는, 각각 독립적으로, 수소 원자, C1-6의 알킬기 또는 C1-6의 알콕시기, 바람직하게는 메틸기 또는 메톡시기, 보다 바람직하게는 메틸기를 나타낸다.]
이고, 별도의 T의 몇 개는, 분자 주쇄의 PFPE와 반대의 기에 결합하는 -(CH2)n"-(n"은 2 내지 6의 정수)이고, 존재하는 경우, 나머지의 T는, 각각 독립적으로, 메틸기, 페닐기, C1-6알콕시기 또는 라디칼 포착기 혹은 자외선 흡수기일 수 있다.
라디칼 포착기는, 광조사로 발생하는 라디칼을 포착할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 벤조페논류, 벤조트리아졸류, 벤조산에스테르류, 살리실산페닐류, 크로톤산류, 말론산에스테르류, 오르가노아크릴레이트류, 힌더드아민류, 힌더드페놀류 또는 트리아진류의 잔기를 들 수 있다.
자외선 흡수기는, 자외선을 흡수할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 벤조트리아졸류, 히드록시벤조페논류, 치환 및 비치환 벤조산 혹은 살리실산 화합물의 에스테르류, 아크릴레이트 또는 알콕시신나메이트류, 옥사미드류, 옥사닐리드류, 벤족사지논류, 벤족사졸류의 잔기를 들 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, 바람직한 라디칼 포착기 또는 자외선 흡수기로서는,
Figure 112019087347801-pct00023
를 들 수 있다.
이 양태에 있어서, X1, X3 및 X4는, 3 내지 10가의 유기기일 수 있다.
상기 식 중, X2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 유기기를 나타낸다. X2는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, 보다 바람직하게는, -(CH2)u-(식 중, u는 0 내지 2의 정수임)이다.
상기 식 중, t는, 각각 독립적으로, 1 내지 10의 정수이다. 바람직한 양태에 있어서, t는 1 내지 6의 정수이다. 별도의 바람직한 형태에 있어서, t는 2 내지 10의 정수이고, 바람직하게는 2 내지 6의 정수이다.
하나의 양태에 있어서, 식 (A1) 및 (A2)로 나타나는 화합물은 α가 2 이상이다.
하나의 양태에 있어서, 식 (A1) 및 (A2)로 나타나는 화합물은, t가 2 이상이다.
하나의 양태에 있어서, 식 (A1) 및 (A2)로 나타나는 화합물은, α가 1, α'이 1, 및 t가 2 이상이다.
바람직한 식 (A1) 및 (A2)로 나타나는 화합물은, 하기 식 (A1') 및 (A2'):
Figure 112019087347801-pct00024
[식 중:
PFPE는, 각각 독립적으로, 식:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(식 중, a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립하여 0 이상 200 이하의 정수이며, a, b, c, d, e 및 f의 합은 적어도 1이다. a, b, c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.)
로 표현되는 기이고;
Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16의 알킬기를 나타내고;
R13은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
R14는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 22의 알킬기를 나타내고;
R11은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 할로겐 원자를 나타내고;
R12는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타내고,
n은, 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 3이고;
단, 식 (A1') 및 (A2')에 있어서, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합한 Si가 적어도 둘 존재하고;
X1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -O-CFR20-(CF2)e'-이고;
R20은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 저급 플루오로알킬기이고;
e'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 또는 1이고;
X2는, -(CH2)u-이고;
u는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이고;
t는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 10의 정수이다.]
로 표현되는 화합물이다.
상기 식 (A1) 및 (A2)로 표현되는 화합물은, 예를 들어 Rf-PFPE- 부분에 대응하는 퍼플루오로폴리에테르 유도체를 원료로 하고, 말단에 요오드를 도입한 후, -CH2CR12(X2-SiR13 nR14 3-n)-에 대응하는 비닐 모노머를 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
식 (B1) 및 (B2):
Figure 112019087347801-pct00025
상기 식 (B1) 및 (B2) 중, Rf 및 PFPE는, 상기 식 (A1) 및 (A2)에 관한 기재와 동의의이다.
상기 식 중, X3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타낸다. 당해 X3은, 식 (B1) 및 (B2)로 표현되는 화합물에 있어서, 주로 발수성 및 표면 미끄럼성 등을 제공하는 퍼플루오로폴리에테르부(즉, Rf-PFPE부 또는 -PFPE-부)와, 기재와의 결합능을 제공하는 실란부(즉, β를 붙이고 괄호로 묶인 기)를 연결하는 링커로 해석된다. 따라서, 당해 X3은, 식 (B1) 및 (B2)로 표현되는 화합물이 안정적으로 존재할 수 있는 것이라면, 어떤 유기기여도 된다.
별도의 양태에 있어서, X3은, Xe를 나타낸다. Xe는 상기와 동의의이다.
상기 식 중, β는 1 내지 9의 정수이고, β'은 1 내지 9의 정수이다. 이들 β및 β'은, X3의 가수에 따라 변화될 수 있다. 식 (B1)에 있어서는, β 및 β'의 합은 X3의 가수와 동일하다. 예를 들어, X3이 10가의 유기기인 경우, β및 β'의 합은 10이고, 예를 들어 β가 9이고 또한 β'이 1, β가 5이고 또한 β'이 5, 또는 β가 1이고 또한 β'이 9로 될 수 있다. 또한, X3이 2가의 유기기인 경우, β및 β'은 1이다. 식 (B2)에 있어서는, β는 X3의 가수에서 1을 뺀 값이다.
상기 X3은, 바람직하게는 2 내지 7가이고, 보다 바람직하게는 2 내지 4가이고, 더욱 바람직하게는 2가의 유기기이다.
하나의 양태에 있어서, X3은 2 내지 4가의 유기기이고, β는 1 내지 3이고, β'은 1이다.
별도의 양태에 있어서, X3은 2가의 유기기이고, β는 1이고, β'은 1이다. 이 경우, 식 (B1) 및 (B2)는, 하기 식 (B1') 및 (B2')으로 표현된다.
Figure 112019087347801-pct00026
상기 X3의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 X1에 관하여 기재한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
그 중에서도, 바람직한 구체적인 X3은,
Figure 112019087347801-pct00027
Figure 112019087347801-pct00028
Figure 112019087347801-pct00029
Figure 112019087347801-pct00030
Figure 112019087347801-pct00031
등을 들 수 있다.
별도의 바람직한 형태에 있어서, X3은 Xe'을 나타낸다. Xe'은, 상기와 동의의이다.
하나의 양태에 있어서, Xe'은 단결합이다. 본 형태에 있어서, PFPE와 기재층의 결합능을 갖는 기(즉, (B1) 및 (B2)에 있어서는, β를 붙이고 괄호로 묶인 기)가 직접 결합되어 있다.
상기 식 (B1) 및 식 (B2) 중, Ra는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z1-SiR1 pR2 qR3 r을 나타낸다.
식 중, Z1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타낸다.
상기 Z1은, 바람직하게는 2가의 유기기이고, 식 (B1) 또는 식 (B2)에 있어서의 분자 주쇄의 말단의 Si 원자(Ra가 결합되어 있는 Si 원자)와 실록산 결합을 형성하는 것을 포함하지 않는다.
상기 Z1은, 바람직하게는 알킬렌기, -(CH2)g-O-(CH2)h-(식 중, g는 1 내지 6의 정수이고, h는 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i-(식 중, i는 0 내지 6의 정수임)이다. 이들 기는, 예를 들어 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다. 내UV성(자외선 내구성)이 특히 양호한 관점에서는, 상기 Z1은, 보다 바람직하게는, 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌기이고, 더욱 바람직하게는 직쇄상의 알킬렌기이다. 상기 Z1의 알킬렌기를 구성하는 탄소수는, 바람직하게는 1 내지 6의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 1 내지 3의 범위에 있다. 또한, 알킬렌기에 대해서는 상기한 바와 같다.
식 중, R1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, Ra'을 나타낸다. Ra'은, Ra와 동의의이다.
Ra 중, Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si는 최대 5개이다. 즉, 상기 Ra에 있어서, R1이 적어도 하나 존재하는 경우, Ra 중에 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자가 2개 이상 존재하지만, 이러한 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수는 최대 5개이다. 또한, 「Ra 중의 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수」란, Ra 중에 있어서 직쇄형으로 연결되는 -Z1-Si-의 반복수와 동등해진다.
예를 들어, 하기에 Ra 중에 있어서 Z1기를 통해 Si 원자가 연결된 일례를 나타낸다.
Figure 112019087347801-pct00032
상기 식에 있어서, *는, 주쇄의 Si에 결합하는 부위를 의미하고, …는, Z1Si 이외의 소정의 기가 결합되어 있는 것, 즉, Si 원자의 3개의 결합손이 모두 …인 경우, Z1Si의 반복의 종료 개소를 의미한다. 또한, Si의 오른쪽 위의 숫자는, *로부터 카운트한 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결된 Si의 출현 수를 의미한다. 즉, Si2에서 Z1Si 반복이 종료된 쇄는 「Ra 중의 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수」가 2개이고, 마찬가지로, Si3, Si4 및 Si5로 Z1Si 반복이 종료된 쇄는, 각각, 「Ra 중의 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수」가 3, 4 및 5개이다. 또한, 상기한 식으로부터 명확해진 바와 같이, Ra 중에는, Z1Si쇄가 복수 존재하지만, 이들은 모두 동일한 길이일 필요는 없고, 각각 임의의 길이여도 된다.
바람직한 양태에 있어서, 하기에 나타내는 바와 같이, 「Ra 중의 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수」는, 모든 쇄에 있어서, 1개(좌식) 또는 2개(우식)이다.
Figure 112019087347801-pct00033
하나의 양태에 있어서, Ra 중의 Z1기를 통해 직쇄형으로 연결되는 Si 원자의 수는 1개 또는 2개, 바람직하게는 1개이다.
식 중, R2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타낸다.
상기 「가수분해 가능한 기」란, 식 (A1) 및 (A2)와 동일한 것을 들 수 있다.
바람직하게는, R2는, -OR(식 중, R은, 치환 또는 비치환의 C1-3알킬기, 보다 바람직하게는 메틸기를 나타냄)이다.
식 중, R3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 해당 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
식 중, p는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; q는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; r은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. 단, -Z1-SiR1 pR2 qR3 r마다에 있어서, p, q 및 r의 합은 3이다.
바람직한 양태에 있어서, Ra 중의 말단의 Ra'(Ra'이 존재하지 않는 경우, Ra)에 있어서, 상기 q는, 바람직하게는 2 이상, 예를 들어 2 또는 3이고, 보다 바람직하게는 3이다.
바람직한 양태에 있어서, Ra는, 말단부에, 적어도 하나의, -Si(-Z1-SiR2 qR3 r)2 또는 -Si(-Z1-SiR2 qR3 r)3, 바람직하게는 -Si(-Z1-SiR2 qR3 r)3을 가질 수 있다. 식 중, (-Z1-SiR2 qR3 r)의 단위는, 바람직하게는 (-Z1-SiR2 3)이다. 더욱 바람직한 양태에 있어서, Ra의 말단부는, 모두 -Si(-Z1-SiR2 qR3 r)3, 바람직하게는 -Si(-Z1-SiR2 3)3일 수 있다.
상기 식 (B1) 및 (B2)에 있어서는, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합된 Si가 적어도 2개 존재한다. 즉, SiR2 및/또는 SiRb로 표현되는 기가 적어도 2개 존재한다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 본 발명의 PFPE 함유 실란 화합물은, 기재 표면 등에 양호하게 결합 가능한 표면 처리층을 형성할 수 있다.
상기 식 중, Rb는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타낸다.
상기 Rb는, 바람직하게는 수산기, -OR, -OCOR, -O-N=C(R)2, -N(R)2, -NHR, 할로겐(이들 식 중, R은, 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄)이고, 보다 바람직하게는 -OR이다. R은, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기 등의 비치환 알킬기; 클로로메틸기 등의 치환 알킬기가 포함된다. 그들 중에서도, 알킬기, 특히 비치환 알킬기가 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 보다 바람직하다. 수산기는, 특별히 한정되지 않지만, 가수분해 가능한 기가 가수분해되어 발생한 것이어도 된다. 보다 바람직하게는, Rb는, -OR(식 중, R은, 치환 또는 비치환의 C1-3알킬기, 보다 바람직하게는 메틸기를 나타냄)이다.
상기 식 중, Rc는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 해당 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
식 중, k1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; l1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; m1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. 단, -SiRa k1Rb l1Rc m1마다에 있어서, k1, l1 및 m1의 합은 3이다. k1은, 1 내지 3인 것이 바람직하고, 3인 것이 보다 바람직하다.
상기 식 (B1) 및 (B2)로 표현되는 화합물은, 예를 들어 Rf-PFPE- 부분에 대응하는 퍼플루오로폴리에테르 유도체를 원료로 하고, 말단에 수산기를 도입한 후, 말단에 불포화 결합을 갖는 기를 도입하고, 이 불포화 결합을 갖는 기와 할로겐 원자를 갖는 실릴 유도체를 반응시키고, 다시 이 실릴기에 말단에 수산기를 도입하고, 도입한 불포화 결합을 갖는 기와 실릴 유도체를 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, 국제 공개 제2014/069592호에 기재된 바와 같이 합성할 수 있다.
식 (C1) 및 (C2):
Figure 112019087347801-pct00034
상기 식 (C1) 및 (C2) 중, Rf 및 PFPE는, 상기 식 (A1) 및 (A2)에 관한 기재와 동의의이다.
상기 식 중, X4는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 내지 10가의 유기기를 나타낸다. 당해 X4는, 식 (C1) 및 (C2)로 표현되는 화합물에 있어서, 주로 발수성 및 표면 미끄럼성 등을 제공하는 퍼플루오로폴리에테르부(즉, Rf-PFPE부 또는 -PFPE-부)와, 기재와의 결합능을 제공하는 부(즉, γ를 붙이고 괄호로 묶인 기)를 연결하는 링커로 해석된다. 따라서, 당해 X4는, 식 (C1) 및 (C2)로 표현되는 화합물이 안정적으로 존재할 수 있는 것이라면, 어느 유기기여도 된다.
별도의 양태에 있어서, X4는 Xe를 나타낸다. Xe는 상기와 동의의이다.
상기 식 중, γ는 1 내지 9의 정수이고, γ'은 1 내지 9의 정수이다. 이들 γ 및 γ'은, X4의 가수에 따라 변화될 수 있다. 식 (C1)에 있어서는, γ 및 γ'의 합은, X4의 가수와 동일하다. 예를 들어, X4가 10가의 유기기인 경우, γ 및 γ'의 합은 10이고, 예를 들어 γ가 9이고 또한 γ'이 1, γ가 5이고 또한 γ'이 5, 또는 γ가 1이고 또한 γ'이 9로 될 수 있다. 또한, X4가 2가의 유기기인 경우, γ 및 γ'은 1이다. 식 (C2)에 있어서는, γ는 X4의 가수에서 1을 뺀 값이다.
상기 X4는, 바람직하게는 2 내지 7가, 보다 바람직하게는 2 내지 4가, 더욱 바람직하게는 2가의 유기기이다.
하나의 양태에 있어서, X4는 2 내지 4가의 유기기이고, γ는 1 내지 3이고, γ'은 1이다.
별도의 양태에 있어서, X4는 2가의 유기기이고, γ는 1이고, γ'은 1이다. 이 경우, 식 (C1) 및 (C2)는 하기 식 (C1') 및 (C2')로 표현된다.
Figure 112019087347801-pct00035
상기 X4의 예로서는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 X1에 관하여 기재한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
그 중에서도, 바람직한 구체적인 X4는,
Figure 112019087347801-pct00036
Figure 112019087347801-pct00037
Figure 112019087347801-pct00038
Figure 112019087347801-pct00039
Figure 112019087347801-pct00040
등을 들 수 있다.
별도의 바람직한 형태에 있어서, X3은 Xe'을 나타낸다. Xe'은 상기와 동의의이다.
하나의 양태에 있어서, Xe'은 단결합이다. 본 형태에 있어서, PFPE와 기재층의 결합능을 갖는 기(즉, (C1) 및 (C2)에 있어서는, γ를 붙이고 괄호로 묶인 기)가 직접 결합되어 있다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, PFPE와 γ를 붙이고 괄호로 묶인 기의 결합력이 더 강해진다고 생각된다. 또한, PFPE와 직접 결합하는 탄소 원자(즉, γ를 붙이고 괄호로 묶인 기에 있어서 Rd, Re 및 Rf와 결합하는 탄소 원자)는 전하의 치우침이 적고, 그 결과, 상기 탄소 원자에 있어서 구핵 반응 등이 발생하기 어려워, 기재층과 안정적으로 결합된다고 생각된다. 이와 같은 구조는, 형성되는 표면 처리층의 마찰 내구성을 더 향상시키는 점에서 유리하다.
상기 식 중, Rd는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2를 나타낸다.
식 중, Z2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타낸다.
상기 Z2는, 바람직하게는 C1-6알킬렌기, -(CH2)g-O-(CH2)h-(식 중, g는, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수이고, h는 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i-(식 중, i는, 0 내지 6의 정수임)이고, 보다 바람직하게는 C1-3알킬렌기이다. 이들 기는, 예를 들어 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기, 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
식 중, R81은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, Rd'을 나타낸다. Rd'은, Rd와 동의의이다.
Rd 중, Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C는 최대 5개이다. 즉, 상기 Rd에 있어서, R81이 적어도 하나 존재하는 경우, Rd 중에 Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C원자가 2개 이상 존재하지만, 이러한 Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C원자의 수는 최대 5개이다. 또한, 「Rd 중의 Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C원자의 수」란, Rd 중에 있어서 직쇄형으로 연결되는 -Z2-C-의 반복수와 동등해진다.
바람직한 양태에 있어서, 하기에 나타내는 바와 같이, 「Rd 중의 Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C원자의 수」는, 모든 쇄에 있어서, 1개(좌식) 또는 2개(우식)이다.
Figure 112019087347801-pct00041
하나의 양태에 있어서, Rd의 Z2기를 통해 직쇄형으로 연결되는 C원자의 수는 1개 또는 2개, 바람직하게는 1개이다.
식 중, R82는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Y-SiR85 n2R86 3-n2를 나타낸다.
Y는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 2가의 유기기를 나타낸다.
바람직한 양태에 있어서, Y는, C1-6알킬렌기, -(CH2)g'-O-(CH2)h'-(식 중, g'은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수이고, h'은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i'-(식 중, i'은, 0 내지 6의 정수임)이다. 이들 기는, 예를 들어 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
하나의 양태에 있어서, Y는, C1-6알킬렌기 또는 -페닐렌-(CH2)i'-일 수 있다. Y가 상기한 기인 경우, 광 내성, 특히 자외선 내성이 더 높아질 수 있다.
상기 R85는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타낸다.
상기 「가수분해 가능한 기」란, 식 (A1) 및 (A2)와 동일한 것을 들 수 있다.
바람직하게는, R85는, -OR(식 중, R은, 치환 또는 비치환의 C1-3알킬기, 보다 바람직하게는 에틸기 또는 메틸기, 특히 메틸기를 나타냄)이다.
상기 R86은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 해당 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
n2는, (-Y-SiR85 n2R86 3-n2) 단위마다 독립적으로, 0 내지 3의 정수를 나타내고, 바람직하게는 1 내지 3의 정수, 보다 바람직하게는 2 또는 3, 특히 바람직하게는 3이다.
상기 R83은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 해당 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
식 중, p2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; q2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; r2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. 단, (-Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2)마다에 있어서, p2, q2 및 r2의 합은 3이다.
바람직한 양태에 있어서, Rd 중의 말단의 Rd'(Rd'이 존재하지 않는 경우, Rd)에 있어서, 상기 q2는, 바람직하게는 2 이상, 예를 들어 2 또는 3이고, 보다 바람직하게는 3이다.
바람직한 양태에 있어서, Rd의 말단부의 적어도 하나는, -C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)2 또는 -C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3, 바람직하게는 -C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3일 수 있다. 식 중, (-Y-SiR85 n2R86 3-n2)의 단위는, 바람직하게는 (-Y-SiR85 3)이다. 더욱 바람직한 양태에 있어서, Rd의 말단부는, 모두 -C(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)3, 바람직하게는 -C(-Y-SiR85 3)3일 수 있다.
상기 식 중, Re는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Y-SiR85 n2R86 3-n2를 나타낸다. 여기에, Y, R85, R86 및 n2는, 상기 R82에 있어서의 기재와 동의의이다.
상기 식 중, Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 저급 알킬기를 나타낸다. 해당 저급 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 보다 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기이다.
식 중, k2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; l2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고; m2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이다. 단, (CRd k2Re l2Rf m2)마다에 있어서, k2, l2 및 m2의 합은 3이다.
하나의 양태에 있어서, 적어도 하나의 k2는 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
하나의 양태에 있어서, k2는 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
하나의 양태에 있어서, l2는 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
식 (C1) 및 (C2)에 있어서, -Y-SiR85로 표현되는 기가 2 이상 존재한다. 바람직하게는, 식 (C1) 및 (C2)에 있어서, 2 이상의 -Y-SiR85로 표현되는 기에 결합된 탄소 원자가 1 이상 존재한다. 즉, -C-(Y-SiR85 n2R86 3-n2)2로 표현되는 기가 1 이상 존재하는 것이 바람직하다(식 중, n2는 1 내지 3의 정수임).
바람직하게는, 상기 식 (C1) 및 (C2) 중, n2는 1 내지 3의 정수이고, 및 적어도 하나의 q2는 2 또는 3이거나, 혹은 적어도 하나의 l2는 2 또는 3이다. 즉, 식 중, 적어도 2개의 -Y-SiR85 n2R86 3-n2기가 존재한다.
하나의 양태에 있어서, 식 (C1) 및 (C2)는, 하기 식 (C1") 및 (C2")로 표현된다.
Figure 112019087347801-pct00042
[식 중:
Rf 및 PFPE는, 각각 상기와 동의의이고;
X4'은, X4와 동의의이고, 바람직하게는 Xe를 나타내고;
Xe는, 상기와 동의의이고;
γ 및 γ'은, 각각 상기와 동의의이고;
Rd'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z2'-CR81 p2'R82' q2'R83 r2'을 나타내고,
R81 및 R83은, 각각 상기와 동의의이고;
Z2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Rg-Z'-를 나타내고;
Rg는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 저급 알킬렌기를 나타내고;
Z'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타내고;
R82'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Rh-Y'-SiR85 n2'R86 3-n2'을 나타내고,
Rh는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 저급 알킬렌기를 나타내고;
Y'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합, 산소 원자 또는 2가의 유기기를 나타내고;
n2'은, (-Rh-Y'-SiR85 n2'R86 3-n2') 단위마다 독립적으로, 1 내지 3의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 또는 3, 보다 바람직하게는 3이고;
R85 및 R86은, 각각 상기와 동의의이고;
p2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
q2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
r2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
(-Z2'-CR81 p2'R82' q2'R83 r2') 단위마다에 있어서, p2', q2' 및 r2'의 합은 3이고;
Re'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Rh-Y'-SiR85 n2'R86 3-n2'을 나타내고,
Rf는, 상기와 동의의이고;
k2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
l2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
m2'은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 3의 정수이고;
단, (CRd' k2'Re' l2'Rf m2')마다에 있어서, k2', l2' 및 m2'의 합은 3이고, 식 중, 적어도 하나의 q2'은 3이거나, 혹은 적어도 하나의 l2'은 3이다.]
상기 Rg는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 저급 알킬렌기를 나타낸다. 저급 알킬렌기는, 바람직하게는 C1-20알킬렌기이고, 보다 바람직하게는 C1-6알킬렌기이고, 더욱 바람직하게는 C1-3알킬렌기, 특히 바람직하게는 메틸렌이다.
상기 Z'은, 바람직하게는 산소 원자 또는 2가의 유기기이고, 보다 바람직하게는 2가의 유기기이고, 더욱 바람직하게는, C1-6알킬렌기, -(CH2)j1-O-(CH2)h1-(식 중, j1은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수이고, h1은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i1-(식 중, i1은, 0 내지 6의 정수임)이고, 특히 바람직하게는 C1-6알킬렌기 또는 -페닐렌-(CH2)i1-이고, 보다 바람직하게는 C1-6알킬렌기(바람직하게는, C1-3알킬렌기)이다. 이들 기는, 예를 들어 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기, 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다. 바람직한 양태에 있어서, Z'은 비치환이다.
상기 Z2'은, 바람직하게는 C1-3알킬렌기, 구체적으로는 -CH2-, -CH2CH2-, 또는 -CH2CH2CH2-일 수 있다.
상기 Rh는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 저급 알킬렌기를 나타낸다. 저급 알킬렌기는, 바람직하게는 C1-20알킬렌기이고, 보다 바람직하게는 C1-6알킬렌기이고, 더욱 바람직하게는 C1-3알킬렌기, 특히 바람직하게는 메틸렌이다.
상기 Y'은, 바람직한 양태에 있어서, 산소 결합 또는 2가의 유기기이다. Y'은, 보다 바람직하게는 2가의 유기기이고, 특히 바람직하게는 C1-6알킬렌기, -(CH2)g1'-O-(CH2)h1'-(식 중, g1'은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수이고, h1'은, 0 내지 6의 정수, 예를 들어 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i1'-(식 중, i1'은, 0 내지 6의 정수임)이고, 더욱 바람직하게는 C1-6알킬렌기 또는 -페닐렌-(CH2)i1'-이고, 특히 바람직하게는 C1-6알킬렌기(바람직하게는, C1-3알킬렌기)이다. 이들 기는, 예를 들어 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
하나의 양태에 있어서, Y'은, C1-6알킬렌기, -O-(CH2)h1'- 또는 -페닐렌-(CH2)i1'-일 수 있다. Y'이 상기한 기인 경우, 광 내성, 특히 자외선 내성이 더 높아질 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, 상기 -Rh-Y'-는, C1-3알킬렌기, 구체적으로는 -CH2-, -CH2CH2-, 또는 -CH2CH2CH2-일 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 적어도 하나의 k2'은 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
하나의 양태에 있어서, k2'은 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
하나의 양태에 있어서, l2'은 2 또는 3이고, 바람직하게는 3이다.
바람직한 양태에 있어서, l2'은 3이고, n2'은 3이다.
상기 식 (C1") 및 (C2") 중, 적어도 하나의 q2'은 3이거나, 혹은 적어도 하나의 l2'은 3이다. 즉, 식 중, 적어도 하나의 -X4'-C(-Rh-Y'-SiR85 n2'R86 3-n2')3기 또는 -Z2'-C(-Rh-Y'-SiR85 n2'R86 3-n2')3기가 존재한다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 본 형태의 PFPE 함유 실란 화합물은, 화학적인 내구성을 갖는(예를 들어, 산 및/또는 알칼리 환경 하, 보다 구체적으로는 땀이 부착될 수 있는 환경 하에 있어서도 열화되기 어려운) 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있다. 또한, 본 형태의 PFPE 함유 실란 화합물은, 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 마찰 내구성이 양호한 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있고, 특히, 산 및/또는 알칼리 환경에 노출되기 쉬운 환경에 있어서도 내마찰성이 향상된 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있다.
상기 식 (C1") 또는 (C2")에 있어서, 보다 바람직하게는, γ는 1이고, γ'은 1이고, X4'은 Xe'을 나타낸다. Xe'은 상기와 동의의이다.
식 (C1) 또는 식 (C2)로 표현되는 PFPE 함유 실란 화합물은, 공지의 방법을 조합함으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, X4가 2가인 식 (C1')로 표현되는 화합물은, 한정하는 것은 아니지만, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
HO-X4-C(YOH)3(식 중, X4 및 Y는, 각각 독립적으로, 2가의 유기기임)으로 표현되는 다가 알코올에, 이중 결합을 함유하는 기(바람직하게는 알릴), 및 할로겐(바람직하게는 브로모)을 도입하고, Hal-X4-C(Y-O-R-CH=CH2)3(식 중, Hal은 할로겐, 예를 들어 Br이고, R은 2가의 유기기, 예를 들어 알킬렌기임)으로 표현되는 이중 결합 함유 할로겐화물을 얻는다. 이어서, 말단의 할로겐과, RPFPE-OH(식 중, RPFPE는, 퍼플루오로폴리에테르기 함유기임)로 표현되는 퍼플루오로폴리에테르기 함유 알코올을 반응시켜, RPFPE-O-X4-C(Y-O-R-CH=CH2)3을 얻는다. 이어서, 말단의 -CH=CH2와, HSiCl3 및 알코올 또는 HSiR85 3과 반응시켜, RPFPE-O-X4-C(Y-O-R-CH2-CH2-SiR85 3)3을 얻을 수 있다.
별도의 양태에 있어서, 식 (C1") 또는 식 (C2")로 표현되는, X4'으로서 -R51-CONH-R52-를 갖는 PFPE 함유 화합물은, 한정하는 것은 아니지만, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
이중 결합을 함유하는 기(바람직하게는 알릴) 및 아미노기를 갖는 화합물(예를 들어, H2NR52C(CH2-CH=CH2)3과, RPFPE-R51-COOCH3과 반응시킴으로써 RPFPE-R51-CONH-R52C(-CH2-CH=CH2)3이 합성된다. 얻어진 화합물과, HSiCl3 및 알코올 또는 HC(OCH3)3을 반응시켜, PFPE 함유 화합물 RPFPE-R51-CONH-R52C(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3이 얻어진다. 상기에 있어서, RPFPE는, PFPE 함유기이고, R51 및 R52는 상기와 동의의이다.
(분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물)
본 발명의 표면 처리제는, 내마찰성이 향상된 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명의 표면 처리제는, 내구성이 향상된 표면 처리층, 특히 화학적으로도 안정적이고, 예를 들어 산 및/또는 알칼리의 존재 하에 있어서도 열화되기 어려운 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있다. 이것은, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물이, 촉매적인 효과를 발휘함으로써, 기재와 Si 원자의 결합이 더 견고해지기 때문이라고 생각된다.
상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 질소 원자, 산소 원자, 인 원자 및 황 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원자를 포함하는 것이 바람직하고, 황 원자 또는 질소 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 분자 구조 내에, 아미노기, 아미드기, 술피닐기, P=O기, S=O기 및 술포닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 관능기를 포함하는 것이 바람직하고, P=O기 및 S=O기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 관능기를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
바람직한 양태에 있어서, 상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 상기 관능기 중에서는, S=O기를 포함한다.
상기 양태에서는, 상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 식: R91-S(=O)-R92로 표현되는 화합물인 것이 바람직하다.
상기 식 중, R91은, 탄소 원자수 1 내지 12의 탄화수소기이고, R92는, 탄소 원자수 1 내지 12의 탄화수소기이다. 바람직하게는, R91은, 탄소 원자수 1 내지 6의 탄화수소기이고, R92는, 탄소 원자수 1 내지 6의 탄화수소기이다.
상기 탄화수소기로서는, 포화 탄화수소기, 적어도 하나의 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 불포화 탄화수소기, 또는 방향족 탄화수소기를 들 수 있다. 바람직하게는, 상기 탄화수소기로서는, 알킬기, 또는 페닐기를 들 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, R91 및 R92는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기(구체적으로는 메틸기)이다.
상기 식 중, R91 및 R92는, 서로 결합하고, 또한 R91 및 R92에 결합된 S원자와 함께, 환 구조를 형성하고 있어도 된다. 상기 환 구조는, 적어도 하나의 S원자(바람직하게는 하나의 S원자) 및 탄소 원자 3 내지 12로 이루어지는 것이 바람직하고, 적어도 하나의 S원자(바람직하게는 하나의 S원자) 및 탄소 원자 4 내지 6으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
상기 환 구조로서는, 예를 들어 하나의 S원자 및 셋의 탄소 원자로 이루어지는 포화의 4원환 구조, 하나의 S원자 및 넷의 탄소 원자로 이루어지는 포화의 5원환 구조, 하나의 S원자 및 다섯의 탄소 원자로 이루어지는 포화의 6원환 구조, 하나의 S원자 및 넷의 탄소 원자로 이루어지는 불포화의 5원환 구조, 하나의 S원자 및 다섯의 탄소 원자로 이루어지는 불포화의 6원환 구조 등을 들 수 있고, 구체적으로는 하나의 S원자 및 넷의 탄소 원자로 이루어지는 포화의 5원환 구조, 하나의 S원자 및 넷의 탄소 원자로 이루어지는 불포화의 5원환 구조 등을 들 수 있다. 상기 환 구조를 구성하는 탄소 원자는, 해당 탄소 원자에 결합된 적어도 하나의 수소 원자가, 알킬기(예를 들어, 탄소 원자수 1 내지 6), 페닐기 등의 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고, 상기 치환기를 갖고 있지 않아도 된다.
상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 지방족 아민 화합물, 방향족 아민 화합물, 인산아미드 화합물, 아미드 화합물, 요소 화합물 및 술폭시드 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것이 바람직하고, 지방족 아민 화합물, 방향족 아민류, 인산아미드, 요소 화합물 및 술폭시드 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것이 보다 바람직하고, 술폭시드 화합물, 지방족 아민 화합물 및 방향족 아민 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것이 특히 바람직하고, 술폭시드 화합물인 것이 더욱 바람직하다.
상기 지방족 아민 화합물로서는, 예를 들어 디에틸아민, 트리에틸아민 등을 들 수 있다. 상기 방향족 아민 화합물로서는, 예를 들어 아닐린, 피리딘 등을 들 수 있다. 상기 인산아미드 화합물로서는, 예를 들어 헥사메틸포스포르아미드 등을 들 수 있다. 상기 아미드 화합물로서는, 예를 들어 N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 상기 요소 화합물로서는, 테트라메틸요소 등을 들 수 있다. 상기 술폭시드 화합물로서는, 디메틸술폭시드(DMSO), 테트라메틸렌술폭시드, 메틸페닐술폭시드, 디페닐술폭시드 등을 들 수 있다. 이들 화합물 중에서, 디메틸술폭시드 또는 테트라메틸렌술폭시드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 분자량이, 예를 들어 50 내지 500의 범위에 있어도 되고, 특히, 50 내지 200의 범위에 있어도 된다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 전체에 대하여, 예를 들어 0.0002질량% 이상 포함될 수 있다. 상기 화합물은 표면 처리제 전체에 대하여, 0.02질량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.04질량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 화합물은 표면 처리제 전체에 대하여, 예를 들어 10질량% 이하 포함되어도 되고, 특히 1질량% 이하 포함된다. 본 발명의 표면 처리제는 상기 화합물이, 상기와 같은 농도로 포함됨으로써, 더 내구성이 양호한 표면 처리층의 형성에 기여할 수 있다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합된 Si 원자 1몰에 대하여, 0.01몰 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.03몰 이상 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.15몰 이상 포함되는 것이 더욱 바람직하고, 0.33몰 이상 포함되는 것이 특히 바람직하다. 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 상기와 같은 농도로 포함함으로써, 본 발명의 표면 처리제는, 내구성이 양호한 표면 처리층의 형성에 특히 기여할 수 있다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합된 Si 원자 1몰에 대하여, 10몰 이하 포함되는 것이 바람직하고, 6몰 이하 포함되는 것이 보다 바람직하고, 2몰 이하 포함되는 것이 특히 바람직하다. 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 상기와 같은 농도로 포함함으로써, 본 발명의 표면 처리제의 취급성은 양호하게 될 수 있고, 특히 표면 처리제의 백탁을 방지할 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합된 Si 원자 1몰에 대하여, 3몰 이하 포함되어 있어도 된다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합된 Si 원자 1몰에 대하여, 0.01 내지 10몰 포함되는 것이 바람직하고, 0.01 내지 3몰 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.33 내지 2몰 포함되는 것이 특히 바람직하다.
하나의 양태에 있어서, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합된 Si 원자 1몰에 대하여, 0.03 내지 3몰 포함되는 것이 바람직하고, 0.3 내지 3몰 포함되는 것이 보다 바람직하다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물 1몰에 대하여, 0.01몰 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.1몰 이상 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.15몰 이상 포함되는 것이 더욱 바람직하고, 0.2몰 이상 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.3몰 이상 포함되는 것이 특히 바람직하다. 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 상기와 같은 농도로 포함함으로써, 본 발명의 표면 처리제는, 내구성이 양호한 표면 처리층의 형성에 특히 기여할 수 있다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물 1몰에 대하여, 15몰 이하 포함되는 것이 바람직하고, 10몰 이하 포함되는 것이 보다 바람직하고, 7몰 이하 포함되는 것이 특히 바람직하다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물 1몰에 대하여, 6몰 이하 포함되는 것이 바람직하고, 3몰 이하 포함되는 것이 보다 바람직하고, 1몰 이하 포함되는 것이 특히 바람직하다. 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 상기와 같은 농도로 포함함으로써, 본 발명의 표면 처리제의 취급성은 양호해질 수 있고, 특히 표면 처리제의 백탁을 방지할 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물 1몰에 대하여, 0.01 내지 15몰 포함되는 것이 바람직하고, 0.01 내지 10몰 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.1 내지 10몰 포함되는 것이 더욱 바람직하고, 0.3 내지 7몰 포함되는 것이 특히 바람직하고, 0.5 내지 7몰 포함되는 것이 보다 바람직하다.
분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 표면 처리제 중에 PFPE 함유 실란 화합물 1몰에 대하여, 0.01 내지 6몰 포함되는 것이 바람직하고, 0.1 내지 3몰 포함되는 것이 보다 바람직하고, 0.3 내지 2몰 포함되는 것이 특히 바람직하다.
표면 처리제 중에 포함되는, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물의 농도는, 예를 들어 유리 크로마토그래피, 1H-NMR 등을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 표면 처리제는 발수성, 발유성, 방오성, 마찰 내구성, 내UV성을 기재에 대하여 부여할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 방오성 코팅제로서 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 표면 처리제는 용매로 희석되어 있어도 된다. 이와 같은 용매로서는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어:
퍼플루오로헥산, CF3CF2CHCl2, CF3CH2CF2CH3, CF3CHFCHFC2F5, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-트리데카플루오로옥탄, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄((제오로라H(상품명) 등), C4F9OCH3, C4F9OC2H5, CF3CH2OCF2CHF2, C6F13CH=CH2, 크실렌헥사플루오라이드, 퍼플루오로벤젠, 메틸펜타데카플루오로헵틸케톤, 트리플루오로에탄올, 펜타플루오로프로판올, 헥사플루오로이소프로판올, HCF2CF2CH2OH, 메틸트리플루오로메탄술포네이트, 트리플루오로아세트산 및 CF3O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CF3[식 중, m1 및 n1은, 각각 독립하여 0 이상 1000 이하의 정수이고, m1 또는 n1을 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이고, 단 m1 및 n1의 합은 1 이상이다.], 1,1-디클로로-2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,2-디클로로-1,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,2-디클로로-3,3,3-트리플루오로-1-프로펜, 1,1-디클로로-3,3,3-트리플루오로-1-프로펜, 1,1,2-트리클로로-3,3,3-트리플루오로-1-프로펜, 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 불소 원자 함유 용매 등을 들 수 있다.
상기 용매로서는, C6F13OCH3을 사용해도 된다.
상기 용매 중에 포함되는 수분 함유량은, 질량 환산으로 20ppm 이하인 것이 바람직하다. 상기 수분 함유량은 칼 피셔법을 사용하여 측정할 수 있다. 이와 같은 수분 함유량인 것에 의해, 표면 처리제의 보존 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 표면 처리제는, 또 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 이러한 다른 성분으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 다른 표면 처리 화합물, 불소 함유 오일로서 이해될 수 있는(비반응성의) 플루오로폴리에테르 화합물, 바람직하게는 퍼플루오로(폴리)에테르 화합물(이하, 「불소 함유 오일」이라고 함), 실리콘 오일로서 이해될 수 있는(비반응성의) 실리콘 화합물(이하, 「실리콘 오일」이라고 함), 촉매 등을 들 수 있다.
상기 불소 함유 오일로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이하의 일반식 (1)로 표현되는 화합물(퍼플루오로(폴리)에테르 화합물)을 들 수 있다.
Figure 112019087347801-pct00043
식 중, Rf5는, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16 알킬기(바람직하게는, C1-16의 퍼플루오로알킬기)를 나타내고, Rf6은, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16 알킬기(바람직하게는, C1-16퍼플루오로알킬기), 불소 원자 또는 수소 원자를 나타내고, Rf5 및 Rf6은, 보다 바람직하게는, 각각 독립적으로, C1-3퍼플루오로알킬기이다.
a', b', c' 및 d'은, 폴리머의 주골격을 구성하는 퍼플루오로(폴리)에테르의 4종의 반복 단위수를 각각 나타내고, 서로 독립하여 0 이상 300 이하의 정수이고, a', b', c' 및 d'의 합은 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 300, 보다 바람직하게는 20 내지 300이다. 첨자 a', b', c' 또는 d'을 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의이다. 이들 반복 단위 중, -(OC4F8)-는, -(OCF2CF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2CF2)-, -(OCF2CF(CF3)CF2)-, -(OCF2CF2CF(CF3))-, -(OC(CF3)2CF2)-, -(OCF2C(CF3)2)-, -(OCF(CF3)CF(CF3))-, -(OCF(C2F5)CF2)- 및 -(OCF2CF(C2F5))-의 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2CF2)-이다. -(OC3F6)-는, -(OCF2CF2CF2)-, -(OCF(CF3)CF2)- 및 -(OCF2CF(CF3))-의 어느 것이어도 되고, 바람직하게는 -(OCF2CF2CF2)-이다. -(OC2F4)-는, -(OCF2CF2)- 및 -(OCF(CF3))-의 어느 것이어도 되지만, 바람직하게는 -(OCF2CF2)-이다.
상기 일반식 (1)로 표현되는 퍼플루오로(폴리)에테르 화합물의 예로서, 이하의 일반식 (1a) 및 (1b)의 어느 것으로 나타나는 화합물(1종 또는 2종 이상의 혼합물이어도 됨)을 들 수 있다.
Figure 112019087347801-pct00044
Figure 112019087347801-pct00045
이들 식 중, Rf5 및 Rf6은 상기한 바와 같고; 식 (1a)에 있어서, b"는 1 이상 100 이하의 정수이고; 식 (1b)에 있어서, a" 및 b"는, 각각 독립하여 1 이상 30 이하의 정수이고, c" 및 d"는 각각 독립하여 1 이상 300 이하의 정수이다. 첨자 a", b", c", d"를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의이다.
상기 불소 함유 오일은 1,000 내지 30,000의 평균 분자량을 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 높은 표면 미끄럼성을 얻을 수 있다.
본 발명의 표면 처리제 중, 불소 함유 오일은, 상기 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물 및 상기 카르복실산에스테르 화합물의 합계 100질량부(각각, 2종 이상의 경우에는 이들의 합계, 이하도 마찬가지)에 대하여, 예를 들어 0 내지 500질량부, 바람직하게는 0 내지 400질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 300질량부로 포함될 수 있다.
일반식 (1a)로 나타나는 화합물 및 일반식 (1b)로 나타나는 화합물은, 각각 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 사용해도 된다. 일반식 (1a)로 나타나는 화합물보다도, 일반식 (1b)로 나타나는 화합물을 사용하는 쪽이, 더 높은 표면 미끄럼성이 얻어지므로 바람직하다. 이들을 조합하여 사용하는 경우, 일반식 (1a)로 표현되는 화합물과, 일반식 (1b)로 표현되는 화합물의 질량비는, 1:1 내지 1:30이 바람직하고, 1:1 내지 1:10이 보다 바람직하다. 이러한 질량비에 의하면, 표면 미끄럼성과 마찰 내구성의 밸런스가 우수한 표면 처리층을 얻을 수 있다.
하나의 양태에 있어서, 불소 함유 오일은, 일반식 (1b)로 표현되는 1종 또는 그 이상의 화합물을 포함한다. 이러한 양태에 있어서, 표면 처리제 중의 상기 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물과, 식 (1b)로 표현되는 화합물의 질량비는 10:1 내지 1:10인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
하나의 양태에 있어서, 식 (1a)로 표현되는 화합물의 평균 분자량은 2,000 내지 8,000인 것이 바람직하다.
하나의 양태에 있어서, 식 (1b)로 표현되는 화합물의 평균 분자량은 8,000 내지 30,000인 것이 바람직하다.
별도의 양태에 있어서, 식 (1b)로 표현되는 화합물의 평균 분자량은 3,000 내지 8,000인 것이 바람직하다.
바람직한 양태에 있어서, 진공 증착법에 의해 표면 처리층을 형성하는 경우에는, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물의 수 평균 분자량보다도, 불소 함유 오일의 수 평균 분자량을 크게 해도 된다. 예를 들어, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물의 수 평균 분자량보다도, 불소 함유 오일의 수 평균 분자량을, 2,000 이상, 바람직하게는 3,000 이상, 보다 바람직하게는 5,000 이상 크게 해도 된다. 이와 같은 수 평균 분자량으로 함으로써, 더 우수한 마찰 내구성과 표면 미끄럼성을 얻을 수 있다.
또한, 별도의 관점에서, 불소 함유 오일은, 일반식 Rf'-F(식 중, Rf'은 C5-16퍼플루오로알킬기임)로 표현되는 화합물이어도 된다. 또한, 클로로트리플루오로에틸렌올리고머여도 된다. Rf'-F로 표현되는 화합물 및 클로로트리플루오로에틸렌올리고머는, Rf1이 C1-16퍼플루오로알킬기인 상기 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물과 높은 친화성이 얻어지는 점에서 바람직하다.
불소 함유 오일은 표면 처리층의 표면 미끄럼성을 향상시키는 데 기여한다.
상기 실리콘 오일로서는, 예를 들어 실록산 결합이 2,000 이하인 직쇄상 또는 환상의 실리콘 오일을 사용할 수 있다. 직쇄상의 실리콘 오일은, 소위 스트레이트 실리콘 오일 및 변성 실리콘 오일이어도 된다. 스트레이트 실리콘 오일로서는, 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, 메틸하이드로겐실리콘 오일을 들 수 있다. 변성 실리콘 오일로서는, 스트레이트실리콘 오일을, 알킬, 아르알킬, 폴리에테르, 고급 지방산 에스테르, 플루오로알킬, 아미노, 에폭시, 카르복실, 알코올 등에 의해 변성된 것을 들 수 있다. 환형의 실리콘 오일은, 예를 들어 환형 디메틸실록산 오일 등을 들 수 있다.
본 발명의 표면 처리제 중, 이러한 실리콘 오일은, 상기 PFPE 함유 실란 화합물 100질량부(2종 이상인 경우에는 이들의 합계, 이하도 마찬가지)에 대하여, 예를 들어 0 내지 300질량부, 바람직하게는 0 내지 200질량부로 포함될 수 있다.
실리콘 오일은 표면 처리층의 표면 미끄럼성을 향상시키는 데 기여한다.
상기 촉매로서는, 산(예를 들어, 아세트산, 트리플루오로아세트산 등), 염기(예를 들어, 암모니아, 트리에틸아민, 디에틸아민 등), 전이 금속(예를 들어, Ti, Ni, Sn 등) 등을 들 수 있다.
촉매는, 상기 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물의 가수분해 및 탈수 축합을 촉진하고, 표면 처리층의 형성을 촉진한다.
다른 성분으로서는, 상기 이외에, 예를 들어 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 메틸트리아세톡시실란 등도 들 수 있다.
다른 성분으로서는, 상기 이외에, 예를 들어 탄소수 1 내지 6의 알코올 화합물을 들 수 있다.
[펠릿]
본 발명의 표면 처리제는 다공질 물질, 예를 들어 다공질의 세라믹 재료, 금속 섬유, 예를 들어 스틸 울을 면형으로 굳힌 것에 함침시켜, 펠릿으로 할 수 있다. 당해 펠릿은, 예를 들어 진공 증착에 사용할 수 있다.
본 발명의 표면 처리제는 발수성, 발유성, 방오성, 방수성, 높은 마찰 내구성 및 내UV성을 기재에 대하여 부여할 수 있는 점에서, 표면 처리제로서 적합하게 사용된다. 구체적으로는, 본 발명의 표면 처리제는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 방오성 코팅제 또는 방수성 코팅제로서 적합하게 사용될 수 있다.
[물품]
이어서, 본 발명의 물품에 대하여 설명한다.
본 발명의 물품은, 기재와, 해당 기재의 표면에 본 발명의 표면 처리제로 형성된 층(표면 처리층)을 포함한다. 이 물품은, 예를 들어 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.
먼저, 기재를 준비한다. 본 발명에 사용 가능한 기재는, 예를 들어 유리, 수지(천연 또는 합성 수지, 예를 들어 일반적인 플라스틱 재료여도 되고, 판형, 필름, 그 밖의 형태여도 됨), 금속(알루미늄, 구리, 철 등의 금속 단체 또는 합금 등의 복합체여도 됨), 세라믹스, 반도체(실리콘, 게르마늄 등), 섬유(직물, 부직포 등), 모피, 피혁, 목재, 도자기, 석재 등, 건축 부재 등, 임의의 적절한 재료로 구성될 수 있다.
상기 유리로서는, 사파이어 유리, 소다석회 유리, 알칼리알루미노규산염 유리, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 크리스탈 유리, 석영 유리가 바람직하고, 화학 강화한 소다석회 유리, 화학 강화한 알칼리알루미노규산염 유리, 및 화학 결합한 붕규산 유리가 특히 바람직하다.
수지로서는, 아크릴 수지, 폴리카르보네이트가 바람직하다.
예를 들어, 제조해야 할 물품이 광학 부재인 경우, 기재의 표면을 구성하는 재료는 광학 부재용 재료, 예를 들어 유리 또는 투명 플라스틱 등이어도 된다. 또한, 제조해야 할 물품이 광학 부재인 경우, 기재의 표면(최외층)에 어떤 층(또는 막), 예를 들어 하드 코트층이나 반사 방지층 등이 형성되어 있어도 된다. 반사 방지층에는, 단층 반사 방지층 및 다층 반사 방지층의 어느 것을 사용해도 된다. 반사 방지층에 사용 가능한 무기물의 예로서는, SiO2, SiO, ZrO2, TiO2, TiO, Ti2O3, Ti2O5, Al2O3, Ta2O5, CeO2, MgO, Y2O3, SnO2, MgF2, WO3 등을 들 수 있다. 이들 무기물은, 단독으로, 또는 이들의 2종 이상을 조합하여(예를 들어, 혼합물로서) 사용 해도 된다. 다층 반사 방지층으로 하는 경우, 그 최외층에는 SiO2 및/또는 SiO를 사용하는 것이 바람직하다. 제조해야 할 물품이, 터치 패널용의 광학 유리 부품인 경우, 투명 전극, 예를 들어 산화인듐주석(ITO)이나 산화인듐아연 등을 사용한 박막을, 기재(유리)의 표면의 일부에 갖고 있어도 된다. 또한, 기재는, 그 구체적 사양 등에 따라, 절연층, 점착층, 보호층, 장식 프레임층(I-CON), 무화막층, 하드 코팅막층, 편광 필름, 상위차 필름, 및 액정 표시 모듈 등을 갖고 있어도 된다.
기재의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 표면 처리층을 형성해야 할 기재의 표면 영역은, 기재 표면의 적어도 일부이면 되고, 제조해야 할 물품의 용도 및 구체적 사양 등에 따라 적절히 결정될 수 있다.
이러한 기재로서는, 적어도 그 표면 부분이, 수산기를 원래 갖는 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 이러한 재료로서는, 유리를 들 수 있고, 또한 표면에 자연 산화막 또는 열산화막이 형성되는 금속(특히 비금속), 세라믹스, 반도체 등을 들 수 있다. 혹은, 수지 등과 같이, 수산기를 갖고 있어도 충분하지 않은 경우나, 수산기를 원래 갖고 있지 않은 경우에는, 기재에 어떤 전처리를 실시함으로써, 기재의 표면에 수산기를 도입하거나, 증가시키거나 할 수 있다. 이러한 전처리의 예로서는, 플라스마 처리(예를 들어, 코로나 방전)나, 이온빔 조사를 들 수 있다. 플라스마 처리는 기재 표면에 수산기를 도입 또는 증가시킬 수 있음과 함께, 기재 표면을 청정화하기(이물 등을 제거하기) 위해서도 적합하게 이용될 수 있다. 또한, 이러한 전처리의 다른 예로서는, 탄소-탄소 불포화 결합기를 갖는 계면 흡착제를 LB법(랭뮤어-블로젯법)이나 화학 흡착법 등에 의해, 기재 표면에 미리 단분자막의 형태로 형성하고, 그 후, 산소나 질소 등을 포함하는 분위기 하에서 불포화 결합을 개열하는 방법을 들 수 있다.
또한 혹은, 이러한 기재로서는, 적어도 그 표면 부분이, 별도의 반응성기, 예를 들어 Si-H기를 하나 이상 갖는 실리콘 화합물이나, 알콕시실란을 포함하는 재료로 이루어지는 것이어도 된다.
이어서, 이러한 기재의 표면에, 상기한 본 발명의 표면 처리제의 막을 형성하고, 이 막을 필요에 따라 후처리하고, 이에 의해, 본 발명의 표면 처리제로 표면 처리층을 형성한다.
본 발명의 표면 처리제의 막 형성은, 본 발명의 표면 처리제를 기재의 표면에 대하여, 해당 표면을 피복하도록 적용함으로써 실시할 수 있다. 피복 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 습윤 피복법 및 건조 피복법을 사용할 수 있다.
습윤 피복법의 예로서는, 침지 코팅, 스핀코팅, 플로우 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅 및 유사한 방법을 들 수 있다.
건조 피복법의 예로서는, 증착(통상, 진공 증착), 스퍼터링, CVD 및 유사한 방법을 들 수 있다. 증착법(통상, 진공 증착법)의 구체예로서는, 저항 가열, 전자 빔, 마이크로파 등을 사용한 고주파 가열, 이온빔 및 유사한 방법을 들 수 있다. CVD 방법의 구체예로서는, 플라스마-CVD, 광학 CVD, 열 CVD 및 유사한 방법을 들 수 있다.
또한, 상압 플라스마법에 의한 피복도 가능하다.
습윤 피복법을 사용하는 경우, 본 발명의 표면 처리제는, 용매로 희석되고 나서 기재 표면에 적용될 수 있다. 본 발명의 표면 처리제의 안정성 및 용매의 휘발성의 관점에서, 다음의 용매가 바람직하게 사용된다: C5-12의 퍼플루오로 지방족 탄화수소(예를 들어, 퍼플루오로헥산, 퍼플루오로메틸시클로헥산 및 퍼플루오로-1,3- 디메틸시클로헥산); 폴리플루오로 방향족 탄화수소(예를 들어, 비스(트리플루오로메틸)벤젠); 폴리플루오로 지방족 탄화수소(예를 들어, C6F13CH2CH3(예를 들어, 아사히 가라스 가부시키가이샤제의 아사히클린(등록 상표) AC-6000), 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄(예를 들어, 닛폰 제온 가부시키가이샤제의 제오로라(등록 상표) H); 히드로플루오로카본(HFC)(예를 들어, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄(HFC-365mfc)); 하이드로클로로플루오로카본(예를 들어, HCFC-225(아사히클린(등록 상표) AK225)); 히드로플루오로에테르(HFE)(예를 들어, 퍼플루오로프로필메틸에테르(C3F7OCH3)(예를 들어, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤제의 Novec(상표명) 7000), 퍼플루오로부틸메틸에테르(C4F9OCH3)(예를 들어, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤제의 Novec(상표명) 7100), 퍼플루오로부틸에틸에테르(C4F9OC2H5)(예를 들어, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤제의 Novec(상표명) 7200), 퍼플루오로헥실메틸에테르(C2F5CF(OCH3)C3F7)(예를 들어, 스미토모 쓰리엠 가부시키가이샤제의 Novec(상표명) 7300) 등의 알킬퍼플루오로알킬에테르(퍼플루오로알킬기 및 알킬기는 직쇄 또는 분지상이어도 됨), 혹은 CF3CH2OCF2CHF2(예를 들어, 아사히 가라스 가부시키가이샤제의 아사히클린(등록 상표) AE-3000)), 1,2-디클로로-1,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜(예를 들어, 미츠이·듀퐁 플루오로 케미컬사제의 버트렐(등록 상표) 사이온) 등. 이들 용매는, 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 혼합물로서 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물 및 퍼플루오로폴리에테르 변성 화합물의 용해성을 조정하거나 하기 위해, 별도의 용매와 혼합할 수도 있다.
건조 피복법을 사용하는 경우, 본 발명의 표면 처리제는, 그대로 건조 피복법을 적용해도 되고, 또는 상기한 용매로 희석하고 나서 건조 피복법을 적용해도 된다.
막 형성은, 막 중에서 본 발명의 표면 처리제가, 가수분해 및 탈수 축합을 위한 촉매와 함께 존재하도록 실시하는 것이 바람직하다. 간편하게는, 습윤 피복법에 의한 경우, 본 발명의 표면 처리제를 용매로 희석한 후, 기재 표면에 적용하기 직전에, 본 발명의 표면 처리제의 희석액에 촉매를 첨가해도 된다. 건조 피복법에 의한 경우에는, 촉매 첨가한 본 발명의 표면 처리제를 그대로 증착(통상, 진공 증착) 처리하거나, 혹은 철이나 구리 등의 금속 다공체에, 촉매 첨가한 본 발명의 표면 처리제를 함침시킨 펠릿형 물질을 사용하여 증착(통상, 진공 증착) 처리를 해도 된다.
촉매에는 임의의 적절한 산 또는 염기를 사용할 수 있다. 산 촉매로서는, 예를 들어 아세트산, 포름산, 트리플루오로아세트산 등을 사용할 수 있다. 또한, 염기 촉매로서는, 예를 들어 암모니아, 유기 아민류 등을 사용할 수 있다.
이어서, 필요에 따라, 막을 후처리 한다. 이 후처리는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수분 공급 및 건조 가열을 순차적으로 실시하는 것이어도 되고, 보다 상세하게는, 이하와 같이 하여 실시해도 된다.
상기와 같이 하여 기재 표면에 본 발명의 표면 처리제를 막 형성한 후, 이 막(이하, 「전구체막」이라고도 함)에 수분을 공급한다. 수분의 공급 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 전구체막(및 기재)과 주위 분위기의 온도 차에 의한 결로나, 수증기(스팀)의 분사 등의 방법을 사용해도 된다.
수분의 공급은, 예를 들어 0 내지 250℃도, 바람직하게는 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 100℃ 이상으로 하고, 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하의 분위기 하에서 실시할 수 있다. 이와 같은 온도 범위에 있어서 수분을 공급함으로써, 가수분해를 진행시키는 것이 가능하다. 이때의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 간편하게는 상압으로 할 수 있다.
이어서, 해당 전구체막을 해당 기재의 표면에서, 60℃를 초과하는 건조 분위기 하에서 가열한다. 건조 가열 방법은 특별히 한정되지 않고, 전구체막을 기재와 함께, 60℃를 초과하고, 바람직하게는 100℃를 초과하는 온도이며, 예를 들어 250℃이하, 바람직하게는 180℃ 이하의 온도이고, 또한 불포화 수증기압의 분위기 하에 배치하면 된다. 이때의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 간편하게는 상압으로 할 수 있다.
이와 같은 분위기 하에서는, 본 발명의 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물 사이에서는, 가수분해 후의 Si에 결합한 기끼리가 빠르게 탈수 축합한다. 또한, 이러한 화합물과 기재 사이에서는, 당해 화합물의 가수분해 후의 Si에 결합한 기와, 기재 표면에 존재하는 반응성기 사이에서 빠르게 반응하고, 기재 표면에 존재하는 반응성기가 수산기인 경우에는 탈수 축합한다. 그 결과, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물과 기재 사이에서 결합이 형성된다.
상기한 수분 공급 및 건조 가열은, 과열 수증기를 사용함으로써 연속적으로 실시해도 된다.
이상과 같이 하여 후처리가 실시될 수 있다. 이러한 후처리는, 마찰 내구성을 한층 향상시키기 위해 실시될 수 있지만, 본 발명의 물품을 제조하는 데 필수는 아님에 유의해야 한다. 예를 들어, 본 발명의 표면 처리제를 기재 표면에 적용한 후, 그대로 정치해 두는 것뿐이어도 된다.
상기와 같이 하여, 기재의 표면에, 본 발명의 표면 처리제의 막에 유래하는 표면 처리층이 형성되고, 본 발명의 물품이 제조된다. 이것에 의해 얻어지는 표면 처리층은 양호한 내UV성을 갖는다. 또한, 이 표면 처리층은, 양호한 내UV성에 더하여, 사용하는 조성물의 조성에 따라 다르지만, 발수성, 발유성, 방오성(예를 들어, 지문 등의 오염의 부착을 방지함), 표면 미끄럼성(또는 윤활성, 예를 들어 지문 등의 오염의 닦아냄성이나, 손가락에 대한 우수한 촉감), 높은 마찰 내구성 등을 가질 수 있고, 기능성 박막으로서 적합하게 이용될 수 있다.
즉 본 발명은 또한, 상기 경화물을 최외층에 갖는 광학 재료에도 관한다.
광학 재료로서는, 후기에 예시하는 바와 같은 디스플레이 등에 관한 광학 재료 외에, 다종 다양한 광학 재료를 바람직하게 들 수 있다: 예를 들어, 음극선관(CRT; 예, TV, 퍼스널 컴퓨터 모니터), 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 박막 EL 도트 매트릭스 디스플레이, 배면 투사형 디스플레이, 형광 표시관(VFD), 전계 방출 디스플레이(FED; Field Emission Display) 등의 디스플레이 또는 그들 디스플레이의 보호판, 또는 그들 표면에 반사 방지막 처리를 실시한 것.
본 발명에 의해 얻어지는 표면 처리층을 갖는 물품은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 광학 부재일 수 있다. 광학 부재의 예에는, 다음의 것을 들 수 있다: 안경 등의 렌즈; PDP, LCD 등의 디스플레이의 전방면 보호판, 반사 방지판, 편광판, 안티글레어판; 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등의 기기의 터치 패널 시트; 블루레이(Blu-ray(등록 상표)) 디스크, DVD 디스크, CD-R, MO 등의 광 디스크의 디스크면; 광 파이버 등.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 표면 처리층을 갖는 물품은, 의료 기기 또는 의료 재료여도 된다.
표면 처리층의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 광학 부재의 경우, 표면 처리층의 두께는 1 내지 50㎚, 보다 바람직하게는 1 내지 30㎚, 특히 바람직하게는 1 내지 15㎚의 범위인 것이, 광학 성능, 표면 미끄럼성, 마찰 내구성 및 방오성의 점에서 바람직하다.
별도의 형태로서는, 기재의 표면에 별도 층을 형성한 후, 그 층의 표면에 본 발명에 의해 얻어지는 표면 처리층의 막을 형성해도 된다.
이상, 본 발명의 표면 처리제를 사용하여 얻어지는 물품에 대하여 상세하게 설명했다. 또한, 본 발명의 표면 처리제의 용도, 사용 방법 내지 물품의 제조 방법 등은 상기에서 예시한 것에 한정되지 않는다.
[실시예]
본 발명의 표면 처리제에 대하여, 이하의 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 4 및 비교예 1)
하기 표 1에 나타내는 혼합물 또는 화합물을, 합계 농도가 20wt%로 되도록, 각각 히드로플루오로에테르(쓰리엠사제, 노벡 HFE7200)에 용해시켜, 표면 처리제를 조제했다.
실시예 및 비교예에서 사용한 화합물 A는 이하와 같다.
· 퍼플루오로폴리에테르기 함유 실란 화합물 (A)
Figure 112019087347801-pct00046
Figure 112019087347801-pct00047
상기에서 조제한 표면 처리제를 화학 강화 유리(코닝사제, 「고릴라」 유리, 두께 0.7㎜) 상에 진공 증착했다. 진공 증착의 처리 조건은, 압력 3.0×10-3Pa로 했다. 먼저, 화학 강화 유리 표면에 5㎚의 두께의 이산화규소막을 형성하고, 계속해서, 화학 강화 유리 1매(55㎜×100㎜)당, 표면 처리제 4㎎(즉, 실시예 1 내지 4에서는 화합물 A 및 DMSO의 혼합물을 0.8㎎ 함유, 비교예 1에서는 화합물 A를 0.8㎎ 함유)을 증착했다. 이어서, 얻어진 증착막이 부착된 화학 강화 유리를, 온도 150℃의 분위기 하에서 30분 정치한 후, 실온까지 방랭하여, 표면 처리층을 형성했다.
<마찰 내구성의 평가>
상기한 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 형성한 표면 처리층에 대하여, 실사용 내구성의 평가로서, 이하에 나타내는 마찰 내구 시험을 실시했다.
초기 평가로서, 표면 처리층을 형성 후, 그 표면에 아직 아무것도 접촉하고 있지 않은 상태에서, 물의 정적 접촉각을 측정했다(마찰 횟수 0회). 물의 정적 접촉각의 측정은 접촉각 측정 장치(교와 가이멘 가가쿠사제)를 사용하여, 물 1μL에서 실시했다.
그 후, 표면 처리층을 형성한 샘플 물품을 수평 배치하고, 이하의 마찰자를 표면 처리층의 표면에 접촉(접촉면은 직경 1㎝의 원)시켜, 그 위에 5N의 하중을 부여하고, 그 후, 하중을 가한 상태에서 마찰자를 40㎜/초의 속도로 왕복시켰다. 마찰자를 최대 4000회 왕복시켜, 왕복 횟수(마찰 횟수) 1000회마다 물의 정적 접촉각(도)을 측정했다. 물의 정적 접촉각의 측정값이 60도 미만으로 된 시점에서 시험을 중지했다. 결과를 표 2에 나타낸다(표 중, 기호 「-」는 측정하지 않음).
· 마찰자
마찰자로서는, 하기에 나타내는 실리콘 고무 가공품의 표면(직경 1㎝)을, 하기에 나타내는 조성의 인공 땀을 침지한 코튼을 사용하여 덮은 것을 사용했다.
· 인공 땀의 조성
무수 인산수소이나트륨: 2g
염화나트륨: 20g
85% 락트산: 2g
히스티딘염산염: 5g
증류수: 1㎏
· 실리콘 고무 가공품
타이거스폴리머제, 실리콘 고무 마개 SR-51을, 직경 1㎝, 두께 1㎝의 원기둥형으로 가공한 것.
Figure 112019087347801-pct00048
표 2의 결과로부터, 실시예 1 내지 4의 표면 처리층은, 접촉각의 저하가 억제되고, 우수한 내구성을 나타내는 것이 확인되었다. 이것은, DMSO의 촉매 효과에 의해, 형성된 표면 처리층의 내케미컬성과 내마찰성의 양쪽이 향상되고, PFPE 함유 실란 화합물과 기재(강화 유리)가 더 견고하게 결합되었기 때문이라고 생각된다.
본 발명은, 다양한 기재, 특히 투명성이 요구되는 광학 부재의 표면에, 표면 처리층을 형성하기 위해 적합하게 이용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 식 (B1), 식 (B2), 식 (C1) 또는 식 (C2):
    Figure 112022100830628-pct00049

    [식 중:
    PFPE는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 식:
    -(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
    (a, b, c, d, e 및 f는, 각각 독립적으로 0 이상 200 이하의 정수이며, a, b, c, d, e 및 f의 합은 적어도 1이고, a, b, c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 식 중에 있어서 임의이다.)
    로 표현되는 기이고;
    Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1개 또는 그 이상의 불소 원자에 의해 치환되어 있어도 되는 탄소수 1 내지 16의 알킬기를 나타내고;
    X3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는
    Figure 112022100830628-pct00050

    [식 중:
    R31은, 단결합, -(CH2)s'- 또는 o-, m- 혹은 p-페닐렌기를 나타내고,
    s'은, 1 내지 20의 정수이고,
    Xa는, -(Xb)l'-를 나타내고,
    Xb는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -O-, -S-, o-, m- 혹은 p-페닐렌기, -C(O)O-, -Si(R33)2-, -(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-, -CONR34-, -O-CONR34-, -NR34- 및 -(CH2)n'-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
    R33은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 페닐기, C1-6알킬기 또는 C1-6알콕시기를 나타내고,
    R34는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기를 나타내고,
    m'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 100의 정수이고,
    n'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 20의 정수이고,
    l'은, 1 내지 10의 정수이고,
    p'은 0 또는 1이고,
    q'은 0 또는 1이고,
    여기에, p' 및 q'의 적어도 한쪽은 1이고, p' 또는 q'을 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 임의이다]
    로 표현되는 2가의 유기기를 나타내고;
    Ra는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Z1-SiR2 qR3 r을 나타내고;
    Z1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 산소 원자, C1-6알킬렌기, -(CH2)g-O-(CH2)h-(식 중, g는 1 내지 6의 정수이고, h는 1 내지 6의 정수임), 또는 -페닐렌-(CH2)i-(식 중, i는 0 내지 6의 정수임)이고, 이들 기는, 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고;
    R2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
    R3은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고;
    q는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 1 내지 3의 정수이고;
    r은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 2의 정수이고;
    단, -Z1-SiR2 qR3 r마다에 있어서, q 및 r의 합은 3이고, 식 (B1) 및 (B2)에 있어서, 수산기 또는 가수분해 가능한 기에 결합한 Si가 적어도 둘 존재하고;
    Rc는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고,
    k1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 2 내지 3의 정수이고;
    m1은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 1의 정수이고;
    단, -SiRa k1Rc m1마다에 있어서, k1 및 m1의 합은 3이고,
    X4는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 단결합 또는
    Figure 112022100830628-pct00051

    [식 중:
    R31은, 단결합, -(CH2)s'- 또는 o-, m- 혹은 p-페닐렌기를 나타내고,
    s'은, 1 내지 20의 정수이고,
    Xa는, -(Xb)l'-를 나타내고,
    Xb는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -O-, -S-, o-, m- 혹은 p-페닐렌기, -C(O)O-, -Si(R33)2-, -(Si(R33)2O)m'-Si(R33)2-, -CONR34-, -O-CONR34-, -NR34- 및 -(CH2)n'-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
    R33은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 페닐기, C1-6알킬기 또는 C1-6알콕시기를 나타내고,
    R34는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자, 페닐기 또는 C1-6알킬기를 나타내고,
    m'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 100의 정수이고,
    n'은, 각 출현에 있어서, 각각 독립적으로, 1 내지 20의 정수이고,
    l'은, 1 내지 10의 정수이고,
    p'은 0 또는 1이고,
    q'은 0 또는 1이고,
    여기에, p' 및 q'의 적어도 한쪽은 1이고, p' 또는 q'을 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는 임의이다]
    로 표현되는 2가의 유기기를 나타내고;
    Re는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, -Y-SiR85 n2R86 3-n2를 나타내고;
    Y는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, C1-6알킬렌기, -(CH2)g'-O-(CH2)h'-(식 중, g'은 0 내지 6의 정수, h'은 0 내지 6의 정수), 또는 -페닐렌-(CH2)i'-(식 중, i'은 0 내지 6의 정수)이고, 이들 기는, 불소 원자, C1-6알킬기, C2-6알케닐기 및 C2-6알키닐기로부터 선택되는 1개 또는 그 이상의 치환기에 의해 치환되어 있어도 되고;
    R85는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수산기 또는 가수분해 가능한 기를 나타내고;
    R86은, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고;
    n2는, (-Y-SiR85 n2R86 3-n2) 단위마다 독립적으로, 1 내지 3의 정수를 나타내고;
    Rf는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고,
    l2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 2 내지 3의 정수이고;
    m2는, 각 출현에 있어서 각각 독립적으로, 0 내지 1의 정수이고;
    단, (CRe l2Rf m2)마다에 있어서, l2 및 m2의 합은 3이고, 식 (C1) 및 (C2)에 있어서, -Y-SiR85로 표현되는 기가 2 이상 존재한다.]
    의 어느 것으로 표현되는 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물, 및 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을 함유하고,
    상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물은, 디에틸아민, 트리에틸아민, 아닐린, 피리딘, 헥사메틸포스포르아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 테트라메틸요소, 디메틸술폭시드, 테트라메틸렌술폭시드, 메틸페닐술폭시드 또는 디페닐술폭시드이고,
    상기 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물의 함유량은, 상기 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물 1몰에 대하여 0.15몰 이상이고, 표면 처리제 전체에 대하여 0.0002질량% 이상 1질량% 이하인,
    표면 처리제.
  2. 제1항에 있어서, 분자 구조 내에 비공유 전자쌍을 갖는 원자를 포함하는 화합물을, 퍼플루오로(폴리)에테르기 함유 실란 화합물의 수산기 또는 가수분해기에 결합한 Si 원자 1몰에 대하여, 0.01 내지 10몰 포함하는, 표면 처리제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Rf가, 각 출현에 있어서 독립적으로, 탄소수 1 내지 16의 퍼플루오로알킬기인, 표면 처리제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, PFPE가, 각 출현에 있어서 독립적으로, 하기 식 (a), (b) 또는 (c):
    Figure 112022035766038-pct00052

    [식 중, d는 1 내지 200의 정수이다.]
    Figure 112022035766038-pct00053

    [식 중, c 및 d는, 각각 독립적으로, 0 이상 30 이하의 정수이고;
    e 및 f는, 각각 독립적으로, 1 이상 200 이하의 정수이고;
    c, d, e 및 f의 합은 10 이상 200 이하의 정수이고;
    첨자 c, d, e 또는 f를 붙이고 괄호로 묶인 각 반복 단위의 존재 순서는, 식 중에 있어서 임의이다.]
    Figure 112022035766038-pct00054

    [식 중, R6은, OCF2 또는 OC2F4이고;
    R7은, OC2F4, OC3F6, OC4F8, OC5F10 및 OC6F12에서 선택되는 기이거나, 혹은 이들 기로부터 선택되는 둘 또는 세 기의 조합이고;
    j는 2 내지 100의 정수이다.]
    인, 표면 처리제.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, Rf-PFPE부의 수 평균 분자량이, 각각 독립적으로, 500 내지 30,000인, 표면 처리제.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 불소 함유 오일, 실리콘 오일, 및 촉매에서 선택되는 1종 또는 그 이상의 다른 성분을 더 함유하는, 표면 처리제.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용매를 더 포함하는, 표면 처리제.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방오성 코팅제 또는 방수성 코팅제로서 사용되는, 표면 처리제.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진공 증착용인, 표면 처리제.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 표면 처리제를 함유하는, 펠릿.
  11. 기재와, 해당 기재의 표면에, 제1항 또는 제2항에 기재된 표면 처리제로 형성된 층을 포함하는, 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 물품이 광학 부재인, 물품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114746507A (zh) * 2019-12-19 2022-07-12 迈图高新材料日本合同公司 固化性组合物
CN116724094A (zh) * 2021-01-19 2023-09-08 大金工业株式会社 表面处理剂
KR20230110907A (ko) * 2022-01-17 2023-07-25 동우 화인켐 주식회사 표면 처리용 조성물 및 이로부터 코팅된 광학 부재

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013244470A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 含フッ素ドライコーティング剤のコーティング方法
JP2015168785A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 ダイキン工業株式会社 パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物を含む組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5788852B2 (ja) 2011-11-01 2015-10-07 信越化学工業株式会社 フルオロオキシアルキレン基含有ポリマー組成物、該組成物を含む表面処理剤、該表面処理剤で処理された物品及び光学物品
TW201546115A (zh) * 2013-12-26 2015-12-16 Daikin Ind Ltd 含有含全氟(聚)醚基之矽烷化合物的表面處理劑

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013244470A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 含フッ素ドライコーティング剤のコーティング方法
JP2015168785A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 ダイキン工業株式会社 パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物を含む組成物

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