WO2014181448A1 - 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材 - Google Patents

親水表面または撥水表面を備えた機能性部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2014181448A1
WO2014181448A1 PCT/JP2013/063100 JP2013063100W WO2014181448A1 WO 2014181448 A1 WO2014181448 A1 WO 2014181448A1 JP 2013063100 W JP2013063100 W JP 2013063100W WO 2014181448 A1 WO2014181448 A1 WO 2014181448A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inorganic particles
resin
functional member
hydrophilic
water
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/063100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
譲 島崎
雅彦 荻野
宮内　昭浩
Original Assignee
株式会社 日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 日立製作所 filed Critical 株式会社 日立製作所
Priority to PCT/JP2013/063100 priority Critical patent/WO2014181448A1/ja
Publication of WO2014181448A1 publication Critical patent/WO2014181448A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/007—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character containing a dispersed phase, e.g. particles, fibres or flakes, in a continuous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/42—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
    • C03C2217/445—Organic continuous phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C03C2217/478—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/75—Hydrophilic and oleophilic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/77—Coatings having a rough surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C03C2218/328—Partly or completely removing a coating
    • C03C2218/33—Partly or completely removing a coating by etching

Definitions

  • the present invention relates to a functional member having a hydrophilic surface or a water-repellent surface having a structure in which a plurality of inorganic particles are connected by a resin.
  • nanoimprint technology has attracted attention as a method for forming a fine structure.
  • the nanoimprint technique is a technique for transferring a fine structure on the surface of a mold onto the surface of an object to be transferred such as a resin to form a fine structure on the order of nanometers.
  • One application of nanoimprint technology is hydrophilic surfaces and water repellent surfaces.
  • Patent Document 1 a fine structure having a pillar periodic structure is produced by using a resin in which inorganic particles are dispersed by nanoimprint technology, the inorganic particles are exposed by etching, and a water-repellent functional group is bonded to the surface of the inorganic particles.
  • a water-repellent structure having a water-repellent function is described.
  • a hydrophilic surface or a water-repellent surface having a surface with a large surface area absorbs impurities on the surface in the order of submicron to several microns in the atmosphere and reduces the exposed surface of inorganic particles, thereby reducing the hydrophilic surface.
  • the property or water repellency deteriorates with time.
  • an object of the present invention is to provide a functional member having a hydrophilic surface or a hydrophobic surface in which deterioration with time of hydrophilicity or water repellency is suppressed.
  • a functional member having a hydrophilic surface or a water-repellent surface has a concavo-convex structure having a periodic structure of columnar protrusions having a diameter of 0.05 to 5.0 ⁇ m on the surface,
  • the concavo-convex structure is composed of a plurality of inorganic particles and a resin that binds the inorganic particles, and the surface number density ⁇ per square micron of the inorganic particles in which 50% or more of the surface is exposed and the number average of the inorganic particles
  • the particle size D ( ⁇ m) satisfies the relationship of 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1.0 / D 2 , and the surface on which the uneven structure is formed is a hydrophilic surface or a water-repellent surface.
  • a functional member having a hydrophilic surface or a water-repellent surface in which deterioration with time of hydrophilicity or water repellency is suppressed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a mold A, a mold B, and a mold C.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface A and a water repellent surface A.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface B and a water repellent surface B.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface C and a water repellent surface C.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface D and a water-repellent surface D.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface E and a water-repellent surface E.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface F and a water repellent surface F.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface G and a water-repellent surface G.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface H and a water repellent surface H.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a hydrophilic surface I and a water repellent surface I.
  • the functional member of the present embodiment is made of a resin that connects inorganic particles and a plurality of inorganic particles, and has a concavo-convex structure having a periodic structure of columnar protrusions on the surface.
  • the surface of some of the inorganic particles is exposed, and the hydrophilic or water repellency (hereinafter referred to as “hydrophilic / water repellency”) properties of the surface of the inorganic particles are enhanced by the concavo-convex structure, thereby forming the concavo-convex structure.
  • the surface exhibits hydrophilicity / water repellency. Even in the surface of the uneven structure, fine unevenness is formed by the resin and the inorganic particles.
  • This fine concavo-convex shape further improves the hydrophilic / water-repellent characteristics.
  • the hydrophilic surface or water-repellent surface in the functional member of the present embodiment exhibits hydrophilicity / water repellency due to the increase in the surface area of the inorganic particles and the surface shape factor.
  • the diameter of the columnar protrusions is preferably 0.05 ⁇ m to 5.0 ⁇ m. If the diameter of the columnar protrusion is larger than 5.0 ⁇ m, hydrophilicity / water repellency is not expressed in a region of micrometer order to nanometer order, which is not preferable. On the other hand, when the diameter of the columnar protrusion is less than 0.05 ⁇ m, it is not preferable because it becomes difficult to form a fine structure.
  • the pitch of the columnar projections is not particularly limited, but as a result of the study by the present inventors, it is preferably 2.5 to 4.0 times the diameter of the columnar projections. / The hydrophilicity can be remarkably improved.
  • Such a hydrophilic surface or water-repellent surface has a problem that hydrophilicity / water repellency deteriorates with time because the exposed surface of the inorganic particles decreases due to adhesion of impurities as described above.
  • deterioration over time can be suppressed by increasing the density of inorganic particles in which 50% or more of the surface is exposed among the particles exposed on the uneven surface.
  • the mechanism by which deterioration with time is suppressed is unknown, but the following reasons are conceivable.
  • a part of the exposed surface of the inorganic particles has a shape facing the resin surface sharing the contact surface.
  • particulate matter having a size on the order of submicron to several microns becomes difficult to adsorb, so that the decrease in the exposed surface of the inorganic particles is reduced, and the hydrophilicity / water repellency of the surface is reduced. It is considered that the deterioration with time is suppressed.
  • the surface number density ⁇ per square micron of inorganic particles with 50% or more of the surface exposed and the number average particle diameter D ( ⁇ m) of the inorganic particles are 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1. It is preferable to satisfy the relationship .0 / D 2.
  • the ⁇ of the inorganic particles closely packed on the surface is 1.2 / D 2 , but when ⁇ is larger than 1.0 / D 2 , the interval between the inorganic particles becomes narrow, and the exposed inorganic nanoparticle surfaces are adjacent to each other. It is not preferable because it does not act as an effective surface behind the nanoparticles. Further, if ⁇ is less than 0.28 / D 2, it is not preferable because sufficient hydrophilicity or water repellency cannot be obtained.
  • the functional member of the present embodiment uses a nanoimprint method or a photolithographic method on a resin in which inorganic particles are dispersed to produce a concavo-convex structure having a periodic structure of columnar protrusions on the surface, and then performs dry etching on the surface. It is produced by removing the resin and exposing the inorganic particles. At this time, a functional member satisfying a relationship of 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1.0 / D 2 is produced by applying isotropic etching in which etching proceeds isotropically as dry etching. it can. In the semiconductor process, anisotropic etching in which etching in a specific direction preferentially proceeds is often used.
  • the functional member of the present embodiment when anisotropic etching is used for the functional member of the present embodiment, a part of the exposed inorganic particle surface is removed. It is difficult to form a structure facing the resin surface sharing the contact surface, which is not preferable for producing the functional member of the present embodiment.
  • both the optical imprint method and the thermal imprint method can be used.
  • the concavo-convex structure serving as the hydrophilic surface and the water repellent surface of the present embodiment may be produced on a substrate such as a glass substrate, a silicon wafer, or a resin film.
  • the inorganic particles applied to the functional member of the present embodiment are not particularly limited as long as the surface has hydrophilic / water-repellent particles.
  • the surface of the inorganic particles may be coated with a hydrophilic / water-repellent material.
  • the inorganic particles for constituting the hydrophilic surface include inorganic oxides such as silica, titania, and alumina.
  • silica is used as the nanoparticle, the hydrophilic improvement seen after etching using oxygen plasma is significant.
  • the surface of the concavo-convex structure surface composed of inorganic particles and resin is coated with a low surface energy material having a surface energy of 25 mJ / m 2 or less.
  • the low surface energy material is not particularly limited as long as it is a material that combines the inorganic particles forming the concavo-convex structure with the surface of the resin and reduces the surface energy of the surface of the concavo-convex structure.
  • the low surface energy material include fluorine-based polymer materials such as OPTOOL.
  • the water-repellent surface of the present embodiment is reactive with fluorine polymer materials such as optool and inorganic particle surfaces by etching with oxygen plasma before coating the surface of the concavo-convex structure surface with a low surface energy material. It is possible to improve the water repellency of the water repellent surface.
  • the inorganic particles for constituting the water-repellent surface are not particularly limited as long as the inorganic particles can cover the surface with a low surface energy material. Examples include inorganic oxides such as silica, titania and alumina. In particular, when silica is used as inorganic particles, the improvement in reactivity with an optool seen after etching using oxygen plasma is remarkable.
  • the number average particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.25 to 0.5 times the diameter of the columnar protrusion. If the number average particle diameter of the inorganic particles is less than 0.25 times the diameter of the columnar protrusions, the surface area of the inorganic particles becomes too large, and it becomes difficult to bond the inorganic particles with a resin. On the other hand, if the number average particle size of the inorganic particles is larger than 0.5 times the diameter of the columnar protrusion, the increase in surface area obtained by exposing the inorganic particles to the surface of the fine structure cannot be obtained sufficiently, and sufficient hydrophilicity is obtained. / It is not preferable because hydrophobicity is not expressed.
  • the weight fraction of the resin with respect to the whole of the inorganic particles and the resin is 10% or more and less than 40%.
  • the weight fraction of the resin is 40% or more, the surface of the inorganic particles is not sufficiently precipitated, and the surface area cannot be sufficiently increased, which is not preferable.
  • the weight fraction of the resin is less than 10%, the inorganic particles cannot be sufficiently bonded with the resin, which is not preferable.
  • the type of the resin is not particularly limited, and examples thereof include acrylic resins, polyurethane resins, silicone resins such as polydimethylsiloxane, silsesquioxane, polyurethane resins, polyester resins, epoxy resins, and fluorine resins.
  • resin that can impart toughness such as polyurethane resin, silicone resin, epoxy resin or polyester resin is used instead of hard and brittle materials such as acrylic resin. It is preferable to use it.
  • a resin was prepared. Thereafter, a pre-curing resin in which silica nanoparticles were dispersed was dropped on the surface of the mold A having a fine structure on the surface, and a glass substrate having a smooth surface was pressed. Thereafter, the resin was irradiated with ultraviolet rays using a high pressure mercury lamp to cure the resin. Thereafter, the mold A was peeled off from the resin to obtain a functional member having a concavo-convex structure formed on the surface.
  • FIG. 1 A schematic diagram of the mold A is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the mold 1 has holes having a diameter R and a depth H formed periodically at intervals W. Table 1 shows the shape parameters of the mold A.
  • the surface of the concavo-convex structure of the functional member was isotropically etched with oxygen plasma for 1 minute to decompose and remove a part of the resin on the surface of the functional member, thereby obtaining a functional member having a hydrophilic surface A.
  • a schematic diagram of the hydrophilic surface A is shown in FIG.
  • the functional substrate produced as shown in FIG. 2 has a plurality of inorganic particles 12 connected by a resin 11 having a periodic structure (concavo-convex structure) of columnar protrusions having a reverse pattern of the mold A transferred on the surface. It was a structure. A part of the inorganic particles 12 was exposed from the resin surface.
  • Example 1 a part of the resin on the concavo-convex structure surface of the functional member obtained in Comparative Example 1 was isotropically etched using oxygen plasma to obtain a hydrophilic surface.
  • a functional member having a hydrophilic surface B was obtained with an isotropic etching time of 15 minutes.
  • a functional member having a hydrophilic surface C was obtained with an isotropic etching time of 20 minutes.
  • a functional member having a hydrophilic surface D was obtained with an isotropic etching time of 25 minutes.
  • Schematic diagrams of the hydrophilic surface B, the hydrophilic surface C, and the hydrophilic surface D are shown in FIGS. 3 to 5, respectively. As shown in FIGS. 3 to 5, the amount of resin removed from the surface was increased by increasing the time of isotropic etching, and the exposed surface of the inorganic particles 12 was increased accordingly.
  • Example 4 the same operation as that of Comparative Example 1 was performed using the mold B instead of the mold A, and a part of the resin on the concavo-convex structure surface of the obtained functional member was subjected to oxygen plasma for 5 minutes, etc. Isotropic etching was performed to obtain a functional member having a hydrophilic surface E.
  • a schematic diagram of the mold B is shown in FIG. 1, and the shape parameters of the mold B are shown in Table 1.
  • the schematic diagram of the hydrophilic surface E is shown in FIG.
  • the basic structure is a structure in which the reverse pattern of the mold B is transferred to the surface, which is the same as in the above-described embodiment.
  • Example 5 the same operation as in Comparative Example 1 was performed using the mold C instead of the mold A, and a part of the resin on the concavo-convex structure surface of the obtained functional member was subjected to oxygen plasma for 3 days, etc. Isotropic etching was performed to obtain a functional member having a hydrophilic surface F.
  • a schematic diagram of the mold C is shown in FIG. 1, and the shape parameters of the mold C are shown in Table 1.
  • the schematic diagram of the hydrophilic surface F is shown in FIG.
  • the basic structure is a structure in which the reverse pattern of the mold C is transferred to the surface, which is the same as in the above-described embodiment.
  • Example 6 1 g of EB3700 (manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd.), which is a main component mainly composed of an epoxy resin, and 1 g of neopentyl glycol diacrylate (A-NPG, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), which is a cross-linking agent, Curing by dispersing 1 g of silica nanoparticles (number average particle size 0.2 ⁇ m) separately prepared by the Stober method in a mixture of 0.06 g of DAROCUR1173 (manufactured by Chiba Specialty Specialty Chemicals) which is a polymerization initiator, and dispersing silica nanoparticles A pre-resin was prepared.
  • DAROCUR1173 manufactured by Chiba Specialty Specialty Chemicals
  • a pre-curing resin in which silica nanoparticles were dispersed was dropped on the surface of the mold A having a fine structure on the surface, and a glass substrate having a smooth surface was pressed. Thereafter, the resin was irradiated with ultraviolet rays using a high pressure mercury lamp to cure the resin. Thereafter, the mold A was peeled off from the resin to obtain a functional member having a concavo-convex structure formed on the surface. The concavo-convex structure surface of this functional member was isotropically etched with oxygen plasma for 30 minutes to decompose and remove a part of the resin on the surface of the functional member to obtain a functional member having a hydrophilic surface G. .
  • a schematic diagram of the hydrophilic surface G is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the basic structure is the same as that of the above embodiment.
  • a functional member having a hydrophilic surface H is obtained by isotropically etching part of the resin on the concavo-convex structure surface of the functional member obtained in Comparative Example 1 using oxygen plasma for 5 minutes. Obtained.
  • a schematic diagram of the hydrophilic surface H is shown in FIG.
  • the exposed surface of the inorganic particles 12 increased compared to Comparative Example 1 due to the increase in the isotropic etching time.
  • Comparative Example 3 using oxygen plasma, a part of the resin on the concavo-convex structure surface of the functional member obtained in Comparative Example 1 was anisotropically etched for 15 minutes to obtain a functional member having a hydrophilic surface I. Obtained.
  • a schematic diagram of the hydrophilic surface I is shown in FIG.
  • the basic structure is the same as in the above example, but the resin was etched in a specific direction peculiar to anisotropic etching, and some inorganic particles were exposed on the resin surface. .
  • the hydrophilic surface was immersed in PF5060 for 10 minutes to wash the excessively adsorbed fluorine-based polymer material, and baked in a 90 ° C. constant temperature bath for 10 minutes.
  • functional members having the water-repellent surfaces A to I of Comparative Examples 4 to 6 and Examples 7 to 12 were produced.
  • the structures of the water-repellent surfaces A to I are the same as the schematic views of the water-repellent surfaces A to I shown in FIGS. 2 to 10 except that the fluorine-based polymer material is adsorbed on the surface.
  • Hydrophilicity / water repellency was evaluated by taking images of water drops (volume 2 ⁇ l) dropped on the hydrophilic surface and the water-repellent surface, and measuring the contact angle of the water drops by a three-point method.
  • the hydrophilic / water-repellent surface was allowed to stand in an atmospheric environment for one month, and the change in the hydrophilic / water-repellent over time was evaluated by evaluating the change in the contact angle before and after being left. The results are shown in Table 3.
  • the hydrophilic surfaces A, H, and I of Comparative Examples 1 to 3 and the water-repellent surfaces A, H, and I of Comparative Examples 4 to 6 have few inorganic nanoparticles whose surfaces are exposed by 50% or more.
  • the number density ⁇ of the inorganic particles was outside the range of 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1.0 / D 2 .
  • the hydrophilic surfaces B to G of Examples 1 to 6 and the water repellent surfaces B to G of Examples 7 to 12 there are many inorganic nanoparticles with the surface exposed by 50% or more, and part of the exposed surface Were observed to face the resin surface sharing the contact surface.
  • the number density ⁇ of the inorganic particles was a value satisfying 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1.0 / D 2 .
  • the contact angle is a superhydrophilic surface of 10 ° or less, and in the case of a hydrophobic surface, the contact angle is 150 °.
  • the above super-water-repellent surface had excellent characteristics.
  • Comparative Example 1 was maintained. From 6 to 6, it was confirmed that the contact angle changed greatly and the hydrophilicity / water repellency deteriorated.
  • the surface number density ⁇ per square micron and the number average particle diameter D ( ⁇ m) of inorganic particles with 50% or more of the surface exposed are 0.28 / D 2 ⁇ ⁇ 1. by satisfying 0 / D 2 of the relationship, it was confirmed that can suppress the deterioration with time of the hydrophilic / water repellency.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

　表面積の大きい表面を有する親水表面、または撥水表面では、マイクロメートルオーダの大きさの不純物が吸着して表面積が減少し、親水性または撥水性が経時劣化する懸念がある。　本発明の親水表面または撥水表面を備えた機能性部材は、表面に直径が０．０５μｍ以上５．０μｍ以下の柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を備え、前記凹凸構造は複数の無機粒子と前記無機粒子を結合する樹脂で構成されており、表面の５０％以上が露出した前記無機粒子の１平方ミクロンあたりの表面数密度ρと前記無機粒子の数平均粒径Ｄ（μｍ）が、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の関係を満たし、前記凹凸構造が形成された面が親水表面または撥水表面であることを特徴とする。

Description

親水表面または撥水表面を備えた機能性部材
　本発明は、複数の無機粒子が樹脂で連結された構造の親水表面または撥水表面を備えた機能性部材に関する。
　微細構造の形成方法として、近年、ナノインプリント技術が注目されている。ナノインプリント技術は、金型表面の微細構造を樹脂などの被転写体表面に転写してナノメートルオーダの微細構造を形成する技術である。ナノインプリント技術の応用先のひとつとして、親水表面、撥水表面が挙げられる。
　例えば、特許文献１には、無機粒子が分散した樹脂を用いてピラー周期構造を有する微細構造をナノインプリント技術により作製し、エッチングにより無機粒子を露出させ、無機粒子表面に撥水性官能基を結合させることで、撥水機能を付与した撥水構造体が記載されている。
特開２０１０－１３２８３９
　特許文献１に記載された撥水構造体では、微細な凹凸構造の表面で無機粒子を露出させて無機粒子の表面積を増加させることで、優れた撥水性が付与されている。また、表面が親水性である場合も、表面積の増大とともに親水性が増加することが知られている。このように、撥水性または親水性の付与に特許文献１等のように表面積を増加させることが有効である。
　しかしながら、表面積の大きい表面を有する親水表面または撥水表面では、大気中のサブミクロンから数ミクロンオーダの大きさの不純物が表面に吸着して無機粒子の露出面が減少していくことで、親水性あるいは撥水性が経時劣化するという問題点がある。
　そこで、本発明の目的は、親水性または撥水性の経時劣化が抑制された親水表面または疎水表面を備えた機能性部材を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の親水表面または撥水表面を備えた機能性部材は、　表面に直径が０．０５～５．０μｍの柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を備え、前記凹凸構造は複数の無機粒子と前記無機粒子を結合する樹脂で構成されており、表面の５０％以上が露出した前記無機粒子の１平方ミクロンあたりの表面数密度ρと前記無機粒子の数平均粒径Ｄ（μｍ）が、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の関係を満たし、前記凹凸構造が形成された表面が親水表面または撥水表面であることを特徴とする。
　本発明により、親水性または撥水性の経時劣化が抑制された親水表面または撥水表面を備えた機能性部材が提供される。
金型Ａ、金型Ｂ、金型Ｃの模式図である。 親水表面Ａ及び撥水表面Ａの断面模式図である。 親水表面Ｂ及び撥水表面Ｂの断面模式図である。 親水表面Ｃ及び撥水表面Ｃの断面模式図である。 親水表面Ｄ及び撥水表面Ｄの断面模式図である。 親水表面Ｅ及び撥水表面Ｅの断面模式図である。 親水表面Ｆ及び撥水表面Ｆの断面模式図である。 親水表面Ｇ及び撥水表面Ｇの断面模式図である。 親水表面Ｈ及び撥水表面Ｈの断面模式図である。 親水表面Ｉ及び撥水表面Ｉの断面模式図である。
　本発明に係る親水表面または撥水表面を備えた機能性部材の実施形態を説明する。
　本実施形態の機能性部材は、無機粒子と複数の無機粒子を連結する樹脂で構成され、表面に柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を有している。無機粒子の一部は表面が露出しており、無機粒子表面の親水性または撥水性（以下、親水性／撥水性と記載する）の物性が上記凹凸構造によって増強され、凹凸構造が形成された面に親水性／撥水性が発現する。凹凸構造の面内においても樹脂と無機粒子によって微細な凹凸が形成されている。この微細な凹凸形状によっても親水性／撥水性の特性がさらに向上されている。本実施形態の機能性部材における親水表面または撥水表面は無機粒子の表面積増加と表面の形状因子によって親水性／撥水性が発現したものである。
　表面に柱状突起の周期構造を備える凹凸構造によって親水性／撥水性を発現させる上で、　柱状突起の直径は０．０５μｍ～５．０μｍであることが好ましい。柱状突起の直径が５．０μｍより大きいと、マイクロメートルオーダからナノメートルオーダの領域で親水性／撥水性が発現しないため好ましくない。一方、柱状突起の直径が０．０５μｍ未満になると、微細構造体の形成が困難になるため好ましくない。柱状突起のピッチ（中心間距離）は、特に制限はないが、本発明者らの検討の結果、柱状突起の直径の２．５～４．０倍であることが好ましく、このときに撥水性／親水性を著しく向上できる。
　このような親水表面または撥水表面では、上述したように不純物の付着によって無機粒子の露出面が減少することで、親水性／撥水性が経時劣化するという問題がある。この問題に対して本発明者らが鋭意検討した結果、凹凸表面に露出した粒子のうち、表面の５０％以上が露出した無機粒子の密度を増やすことで経時劣化を抑制できることを見出した。経時劣化が抑制されるメカニズムは不明であるが、以下の理由が考えられる。表面の５０％以上が露出した無機粒子では、無機粒子の露出した表面の一部が接面を共有する樹脂表面と対面した形状となる。このような入り込んだ部分では、サブミクロンから数ミクロンオーダの大きさの粒子状物質（不純物）は吸着し難くなることから、無機粒子の露出面の減少が低減され、表面の親水性／撥水性の経時劣化が抑制されていると考えられる。
　具体的には、表面の５０％以上が露出した無機粒子の１平方ミクロンあたりの表面数密度ρと前記無機粒子の数平均粒径Ｄ（μｍ）が、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の関係を満たすことが好ましい。表面に最密充填した無機粒子のρは１．２／Ｄ2であるが、ρが１．０／Ｄ2より大きいと無機粒子の間隔が狭くなり、露出した無機ナノ粒子表面が隣接する無機ナノ粒子の影に隠れて有効な表面として作用しないため、好ましくない。また、ρが０．２８／Ｄ2未満では、十分な親水性、または撥水性が得られないため好ましくない。
　本実施形態の機能性部材は、無機粒子が分散された樹脂に対してナノインプリント法や光リソグラフィー法を用いて、表面に柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を作製した後に、ドライエッチングによって表面の樹脂を除去して無機粒子を露出させることにより作製される。この際、ドライエッチングとして等方的にエッチングが進行する等方性エッチングを適用することにより、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の関係を満たす機能性部材を作製することできる。なお、半導体プロセスでは特定方向のエッチングが優先して進行する異方性エッチングがよく用いられるが、本実施形態の機能性部材に異方性エッチングを用いると、露出した無機粒子表面の一部が接面を共有する樹脂表面と対向する構造が形成されにくく、本実施形態の機能性部材の作製には好ましくない。また、本実施形態の表面に柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を作製する際にナノインプリント法を用いる場合、光インプリント法、熱インプリント法ともに使用することが可能である。また、本実施形態の親水表面、撥水表面となる凹凸構造は、ガラス基板、シリコンウエハ、樹脂フィルムなどの基板上に作製してもよい。
　本実施形態の機能性部材に適用される無機粒子としては、表面が親水性／撥水性を示す粒子であればよく特に制限はない。この際、無機粒子の表面が親水性／撥水性の材料で被覆されたものであっても良い。親水表面を構成するための無機粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナなどの無機酸化物が挙げられる。また、無機ナノ粒子の表面を酸素プラズマでエッチングして親水化し、本実施形態の親水表面の親水性を向上させることが可能である。特に、シリカをナノ粒子として用いた場合は、酸素プラズマを用いたエッチング後に見られる親水性の向上が顕著である。
　また、撥水表面を形成する際には、表面エネルギーが２５ｍＪ／ｍ2以下の低表面エネルギー材料で無機粒子と樹脂で構成される凹凸構造面の表面が被覆されていることが好ましい。低表面エネルギー材料としては、凹凸構造を形成する無機粒子と樹脂の表面と結合し、凹凸構造の表面の表面エネルギーを低減させる材料であれば制限はない。低表面エネルギー材料の例として、オプツールなどのフッ素系高分子材料などが挙げられる。また、本実施形態の撥水表面は、凹凸構造面の表面を低表面エネルギー材料で被覆する前に酸素プラズマでエッチングすることにより、オプツールなどのフッ素系高分子材料と無機粒子表面との反応性を向上させて、撥水表面の撥水性を向上させることが可能である。撥水表面を構成するための無機粒子としては、表面を低表面エネルギー材料で被覆できる無機粒子であれば特に制限はない。例として、シリカ、チタニア、アルミナなどの無機酸化物が挙げられる。特に、シリカを無機粒子として用いた場合は、酸素プラズマを用いたエッチング後に見られるオプツールとの反応性向上が顕著である。
　無機粒子の数平均粒径は、柱状突起の直径の０．２５～０．５倍であることが好ましい。無機粒子の数平均粒径が柱状突起の直径の０．２５倍未満であると、無機粒子の表面積が大きくなりすぎて、樹脂で無機粒子を結合することが困難となり好ましくない。一方、無機粒子の数平均粒径が柱状突起の直径の０．５倍より大きいと、無機粒子が微細構造体表面に露出して得られる表面積の増分が十分に得られず、十分な親水性／疎水性が発現しないため好ましくない。
　複数の無機粒子を結合するための樹脂の含有量としては、無機粒子と樹脂の全体に対する前記樹脂の重量分率が、１０％以上４０％未満であることが好ましい。前記樹脂の重量分率が４０％以上では、無機粒子の表面が十分に析出せず、表面積の増加が十分に得られないため好ましくない。一方、樹脂の重量分率が１０％より小さい場合、樹脂で無機粒子を十分に結合できなくなるため好ましくない。
　樹脂の種類には特に制限はないが、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、シルセスキオキサン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などが例として挙げられる。なお、機能性部材の強度が必要とされる用途に適用する場合には、アクリル樹脂などの硬くてもろい材料ではなく、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの靭性を付与できる樹脂を用いることが好ましい。
　以下に実施例、比較例を用いて本発明に係る機能性部材及びその効果をさらに説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
〔比較例１～３、実施例１～６〕
（親水表面の作製）
　比較例１では、ポリウレタン樹脂を主成分とする主剤であるEB8405（ダイセル・サイテック社製）１ｇと、架橋剤であるネオペンチルグリコールジアクリレート（A-NPG、新中村化学工業社製）１ｇと、重合開始剤であるDAROCUR1173（Chiba Specialty Chemicals）０．０６ｇと、の混合物に、Stober法により別途作製したシリカナノ粒子（数平均粒径０．２μｍ）１ｇを分散させて、シリカナノ粒子が分散した硬化前樹脂を調製した。その後、表面に微細構造を有する金型Ａの表面にシリカナノ粒子が分散した硬化前樹脂を滴下し、表面が平滑なガラス基板を押圧した。その後、高圧水銀ランプを用いて樹脂に紫外線を照射し、樹脂を硬化させた。その後、金型Ａを樹脂から剥がして、表面に凹凸構造が形成された機能性部材を得た。金型Ａの模式図を図１に示す。図１に示したように、金型１は直径Ｒ、深さＨの孔が間隔Ｗで周期的に形成されている。金型Ａの形状パラメータを表１に示す。この機能性部材の凹凸構造面を酸素プラズマで１分間、等方性エッチングして、機能性部材の表面の一部の樹脂を分解・除去し、親水表面Ａを備えた機能性部材を得た。親水表面Ａの模式図を図２に示す。図２に示したように作製された機能性基板は、表面に金型Ａの反転パターンが転写された柱状突起の周期構造（凹凸構造）を有する、複数の無機粒子１２が樹脂１１で連結された構造体であった。また、無機粒子１２の一部は樹脂表面から露出していた。
　実施例１～３では、酸素プラズマを用いて、比較例１で得た機能性部材の凹凸構造面の樹脂の一部を等方性エッチングして、親水表面を得た。実施例１では等方性エッチングの時間を１５分とし、親水表面Ｂを備えた機能性部材を得た。また、実施例２では等方性エッチングの時間を２０分とし、親水表面Ｃを備えた機能性部材を得た。実施例３では等方性エッチングの時間を２５分とし、親水表面Ｄを備えた機能性部材を得た。親水表面Ｂ、親水表面Ｃ、親水表面Ｄの模式図をそれぞれ図３～５に示す。図３～５に示したように、等方性エッチングの時間を増やすことで表面から樹脂が除去される量が増加し、それに伴って無機粒子１２の露出面が増加していた。
　実施例４では、金型Ａの代わりに金型Ｂを用いて比較例１と同等の操作を行い、得られた機能性部材の凹凸構造面の樹脂の一部を酸素プラズマで５分間、等方性エッチングして、親水表面Ｅを備えた機能性部材を得た。金型Ｂの模式図を図１に示し、金型Ｂの形状パラメータを表１に示す。また、親水表面Ｅの模式図を図６に示す。図６に示したように基本構造は表面に金型Ｂの反転パターンが転写された構造であり、上記実施例等と同様である。
　実施例５では、金型Ａの代わりに金型Ｃを用いて比較例１と同等の操作を行い、得られた機能性部材の凹凸構造面の樹脂の一部を酸素プラズマで３日間、等方性エッチングして、親水表面Ｆを備えた機能性部材を得た。金型Ｃの模式図を図１に示し、金型Ｃの形状パラメータを表１に示す。また、親水表面Ｆの模式図を図７に示す。図７に示したように、基本構造は表面に金型Ｃの反転パターンが転写された構造であり、上記実施例等と同様である。
　実施例６では、エポキシ樹脂を主成分とする主剤であるEB3700（ダイセル・サイテック社製）１ｇと、架橋剤であるネオペンチルグリコールジアクリレート（A-NPG、新中村化学工業社製）１ｇと、重合開始剤であるDAROCUR1173（Chiba Specialty Chemicals製）０．０６ｇと、の混合物に、Stober法により別途作製したシリカナノ粒子（数平均粒径０．２μｍ）１ｇを分散させて、シリカナノ粒子が分散した硬化前樹脂を調製した。その後、表面に微細構造を有する金型Ａの表面にシリカナノ粒子が分散した硬化前樹脂を滴下し、表面が平滑なガラス基板を押圧した。その後、高圧水銀ランプを用いて樹脂に紫外線を照射し、樹脂を硬化させた。その後、金型Ａを樹脂から剥がして、表面に凹凸構造が形成された機能性部材を得た。この機能性部材の凹凸構造面を酸素プラズマで３０分間、等方性エッチングして、機能性部材の表面の一部の樹脂を分解・除去し、親水表面Ｇを備えた機能性部材を得た。親水表面Ｇの模式図を図８に示す。図８に示した通り、基本構造は上記実施例等と同様である。
　比較例２では、酸素プラズマを用いて、比較例１で得た機能性部材の凹凸構造面の樹脂の一部を５分間、等方性エッチングして、親水表面Ｈを備えた機能性部材を得た。親水表面Ｈの模式図をそれぞれ図９に示す。図９に示したように、等方性エッチング時間の増加により、比較例１よりも無機粒子１２の露出面が増加していた。
　比較例３では、酸素プラズマを用いて、比較例１で得た機能性部材の凹凸構造面の樹脂の一部を１５分間、異方性エッチングして、親水表面Ｉを備えた機能性部材を得た。親水表面Ｉの模式図をそれぞれ図１０に示す。図１０に示したように、基本構造は上記実施例等と同様であるが、異方性エッチング特有の特定の方向に樹脂がエッチングされ一部の無機粒子が樹脂表面に露出した構造であった。
〔比較例４～６、実施例７～１２〕
（撥水表面の作製）
　比較例１～３、実施例１～６で作製した機能性部材の親水表面を以下の方法で撥水処理して、比較例４～６、実施例７～１２の撥水表面を備えた機能性部材を作製した。まず、親水表面をフッ素系高分子材料（オプツールＤＳＸ、ダイキン工業株式会社製）の０．１ｗｔ％溶液中に３０分間浸して、フッ素系高分子材料を親水表面上に吸着させた。その際に、溶剤としてＰＦ５０６０（３Ｍ社製）を用いた。その後、親水表面をＰＦ５０６０中に１０分間浸して過剰に吸着したフッ素系高分子材料を洗浄し、９０℃の恒温槽中で１０分間ベークした。以上の操作により、比較例４～６、実施例７～１２の撥水表面Ａ～Ｉを備えた機能性部材を作製した。撥水表面Ａ～Ｉの構造は、表面にフッ素系高分子材料が吸着していること以外は、図２～１０に示した撥水表面Ａ～Ｉの模式図と同様である。
　実施例１～６、比較例１～３で得られた親水表面Ａ～Ｉを備えた機能性部材、及び、実施例７～１２、比較例４～６で得られた撥水表面Ａ～Ｉを備えた機能性部材について、樹脂の重量分率、無機粒子の数密度ρ、親水性／撥水性（水滴の接触角）を以下の通り測定した。
（樹脂の重量分率測定）
　親水表面、撥水表面中の樹脂の含有率は、機能性部材をガラス基板表面から削り取り、粉末状にして、樹脂が分解する５００℃における熱重量減少量を測定して評価した。結果を表２に示す。
（構造及び表面積測定）
　親水表面、撥水表面のピラーの直径、間隔、高さは、原子間力顕微鏡（Ｂｒｕｋｅｒ製　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｉｃｏｎ）を用いて評価した。また、表面を５０％以上露出した無機粒子の数密度ρは、走査型電子顕微鏡（日立製作所製　Ｓ－４８００）を用いて撮影した画像中の無機粒子の個数を数え、ピラーの直径、間隔、高さを用いて算出した親水表面または撥水表面の表面積で無機粒子の個数を割ることにより求めた。結果を表２に示す。また、表２に０．２８／Ｄ2と１．０／Ｄ2の値を示す。
（親水性／撥水性測定）
　親水性／撥水性は、親水表面および撥水表面に滴下した水滴（体積２μｌ）の画像を撮影し、３点法により水滴の接触角を測定して評価した。また、親水表面および撥水表面を１ヶ月間大気環境下に放置し、放置前後の接触角の変化を評価することにより、親水性／撥水性の経時変化を評価した。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２に示した通り、比較例１～３の親水表面Ａ，Ｈ，Ｉ、比較例４～６の撥水表面Ａ，Ｈ，Ｉでは、表面が５０％以上露出した無機ナノ粒子が少なく、いずれも無機粒子の数密度ρは０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の範囲外であった。一方、実施例１～６の親水表面Ｂ～Ｇ、実施例７～１２の撥水表面Ｂ～Ｇでは、表面を５０％以上露出した多くの無機ナノ粒子が存在し、露出した表面の一部が接面を共有する樹脂表面と対面していることが観察された。また、いずれの実施例も無機粒子の数密度ρは、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2を満たす値であった。
　表３に示したように、実施例と比較例のいずれも作製直後は、親水表面の場合には接触角が１０°以下の超親水表面であり、疎水表面の場合には接触角が１５０°以上の超撥水表面であり、優れた特性を有していた。一方、１ヶ月間大気環境下に放置した後の接触角の変化に関しては、実施例１～１２では接触角の増減は見られず、初期の特性を維持しているに対して、比較例１～６では接触角が大きく変化して親水性／撥水性が劣化していることが確認された。特に、比較例１～６の結果から無機粒子の数密度ρが小さくなるにつれて劣化が進行していることが分かる。この原因として、露出した無機粒子の表面の一部が接面を共有する樹脂表面と対面することにより、大気中の粒子状物質が親水表面、または撥水表面に吸着し難くなり、表面の親水性／撥水性の経時劣化が抑制されたことが考えられる。
　以上の結果より、表面の５０％以上が露出した無機粒子の１平方ミクロンあたりの表面数密度ρと無機粒子の数平均粒径Ｄ（μｍ）が、０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2の関係を満たすことで、親水性／撥水性の経時劣化を抑制できることが確認された。

Claims (10)

  1. 　親水表面または撥水表面を備えた機能性部材において、
    　表面に直径が０．０５μｍ以上５．０μｍ以下の柱状突起の周期構造を備える凹凸構造を備え、
    　前記凹凸構造は複数の無機粒子と前記無機粒子を結合する樹脂で構成されており、
    　表面の５０％以上が露出した前記無機粒子の１平方ミクロンあたりの表面数密度ρと前記無機粒子の数平均粒径Ｄ（μｍ）が、
    　０．２８／Ｄ2＜ρ＜１．０／Ｄ2
    の関係を満たし、
    　前記凹凸構造が形成された面が親水表面または撥水表面であることを特徴とする機能性部材。
  2. 　請求項１に記載の機能性部材において、前記無機粒子の数平均粒径Ｄが前記柱状突起の直径の０．２５～０．５倍であることを特徴とする機能性部材。
  3. 　請求項１に記載の機能性部材において、隣接する前記柱状突起の中心間距離が、前記柱状突起の直径の２．５～４．０倍であることを特徴とする機能性部材。
  4. 　請求項１に記載の機能性部材において、前記無機粒子と前記樹脂の全体に対する前記樹脂の重量分率が１０％以上４０％未満であることを特徴とする機能性部材。
  5. 　請求項１に記載の機能性部材において、前記無機粒子は親水性の無機酸化物であり、前記凹凸構造が形成された表面が親水表面であることを特徴とする機能性部材。
  6. 　請求項５に記載の機能性部材において、前記無機粒子がシリカであることを特徴とする機能性部材。
  7. 　請求項１に記載の機能性部材において、前記無機粒子の表面が撥水性材料で被覆されており、前記凹凸構造が形成された表面が撥水表面であることを特徴とする機能性部材。
  8. 　請求項７に記載の機能性部材において、前記無機粒子がシリカであることを特徴とする機能性部材。
  9. 　請求項７に記載の機能性部材において、前記撥水性材料がフッ素系高分子材料であることを特徴とする機能性部材。
  10. 　請求項１に記載の機能性部材において、前記樹脂がポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又は、ポリエステル樹脂のいずれかであることを特徴とする機能性部材。
PCT/JP2013/063100 2013-05-10 2013-05-10 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材 WO2014181448A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/063100 WO2014181448A1 (ja) 2013-05-10 2013-05-10 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/063100 WO2014181448A1 (ja) 2013-05-10 2013-05-10 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014181448A1 true WO2014181448A1 (ja) 2014-11-13

Family

ID=51866949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/063100 WO2014181448A1 (ja) 2013-05-10 2013-05-10 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014181448A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131318A (ja) * 1999-11-09 2001-05-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd 透明な超撥水性表面を有する成形物およびその製造方法
JP2010132839A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Nissan Motor Co Ltd 撥水性構造及び撥水性構造体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001131318A (ja) * 1999-11-09 2001-05-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd 透明な超撥水性表面を有する成形物およびその製造方法
JP2010132839A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Nissan Motor Co Ltd 撥水性構造及び撥水性構造体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11447654B2 (en) Article comprising a coating layer comprising as hydrophobic fluorinated polymer and nanoparticles
JP5380803B2 (ja) 非平面上単粒子膜の製造方法、該単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法および該製造方法で得られた微細構造体。
JP5359270B2 (ja) 単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法およびナノインプリント用または射出成型用モールドの製造方法
US10220600B2 (en) Lamination transfer films for forming reentrant structures
JP5522339B2 (ja) 撥水性構造及び撥水性構造体
JP5261817B2 (ja) 表面に微細凹凸パターンを有したセラミックス焼成体及びその製造方法
KR20130034379A (ko) 초소수성 전자기장 차폐재 및 그 제조방법
WO2019085059A1 (zh) 纳米压印模板及其制作方法和应用
US20200346936A1 (en) Method of forming nanoparticles having superhydrophobicity
JP2017501568A (ja) スタンパ構造を備えたスタンパ並びにその製造方法
KR20150067299A (ko) 광학 소자 제작용 금형 및 그 제조 방법, 광학 소자
Hong et al. Solution-processed fabrication of superhydrophobic hierarchical zinc oxide nanostructures via nanotransfer printing and hydrothermal growth
KR20190033143A (ko) 고강도 3차원 고분자-세라믹 나노 복합체 및 그 제조 방법
KR102278825B1 (ko) 고강도 및 고내구성을 갖는 초발수 구조체, 및 그 제조 방법
JP2018103534A (ja) ハードコートフィルム及びその製造方法
KR20120047690A (ko) 나노입자들을 갖는 발수층 및 그 제조방법
KR20140131014A (ko) 초발수성 필름 제조 방법
JP2014076610A (ja) 撥油性積層体及びその製造方法
JP2012078831A (ja) 非平面上単粒子膜の製造方法、該単粒子膜エッチングマスクを用いた微細構造体の製造方法および該製造方法で得られた微細構造体。
KR20190122076A (ko) 2차원 물질의 패턴이 형성된 유연소자 및 그 제조 방법
WO2014181448A1 (ja) 親水表面または撥水表面を備えた機能性部材
KR101636450B1 (ko) 전도성 접착제 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 전도성 접착제 필름
TWI527889B (zh) 拒水拒油膜以及電氣與電子裝置
Lee et al. Bioinspired nanoscale hierarchical pillars for extreme superhydrophobicity and wide angular transmittance
Liu et al. Inclined nanoimprinting lithography-based 3D nanofabrication

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13884111

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13884111

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP