WO2017200105A1 - フッ素含有共重合体 - Google Patents

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WO2017200105A1
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fluorine
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祥太 澁谷
足達 健二
貞人 青島
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ダイキン工業株式会社
国立大学法人大阪大学
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D5/1656Antifouling paints; Underwater paints characterised by the film-forming substance
    • C09D5/1662Synthetic film-forming substance

Definitions

  • the present invention relates to a fluorine-containing copolymer and the like.
  • an antifouling technique for articles for example, (1) a method for making the surface of the article highly hydrophobic (water repellency and / or oil repellency), (2) a method for making the surface of the article highly hydrophilic, (3) a method of adding a photocatalyst to the surface of the article, (4) a method of making the coating film surface of the article surface a microphase separation structure, and preventing hydrophilic dirt and / or hydrophobic dirt from adhering, and (5) A method of applying an antifouling paint to articles is known.
  • the antifouling paint for example, in Patent Document 1, It consists of a hydrophilic material (A), a hydrophobic polymer for paint (B), an organic solvent (C) for the hydrophobic polymer for paint, and another organic solvent (D), and the other organic solvent (D) It is a high-boiling organic solvent having a boiling point of 5 ° C. or more higher than the boiling point of the organic solvent (C) for the hydrophobic polymer for paint, and the ratio of the hydrophilic material (A) / hydrophobic polymer (B) is 1/99 to An antifouling paint composition having a ratio of 50/50 (mass%) has been proposed. However, provision of a new antifouling coating composition is still demanded.
  • Patent Document 2 discloses a fluorine-containing copolymer having a structural unit having a specific functional group.
  • the object of the present invention is to provide a new fluorine-containing copolymer capable of providing an antifouling paint composition or the like.
  • R a1 represents a monovalent or divalent group containing a perfluoropolyether group.
  • k represents 1 or 2;
  • X a represents —O—, phenylene, —N (—R E ) — (R E represents an organic group), or carbazolylene.
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Q represents each independently a structural unit having a functional group selected from the substituent group A or a structural unit not having a functional group selected from the substituent group A at each occurrence.
  • R c represents a group containing a perfluoropolyether group, an organic group which may have a functional group selected from the substituent group A, or a hydrogen atom.
  • X c represents —O—, —S—, —NH—, or a single bond.
  • n1 represents a number of repetitions of 1 or more.
  • Substituent group A includes halogen atom, vinyl ether group, vinyl ester group, hydroxyl group, epoxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, dialkylamino group, azide group, phosphoric acid-containing group, carboxyl group, imidazolyl group, triazolyl Group, tetrazolyl group, and precursor groups thereof.
  • At least one of R a2 and R a3 is an alkyl group
  • R c is not an organic group having a functional group selected from the substituent group A
  • at least one Q is a structural unit having a functional group selected from the substituent group A.
  • the present invention includes the following aspects.
  • R a1 represents a monovalent or divalent group containing a perfluoropolyether group.
  • X a represents —O—, phenylene, —N (—R E ) — (R E represents an organic group), or carbazolylene.
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Q represents each independently a structural unit having a functional group selected from the substituent group A or a structural unit not having a functional group selected from the substituent group A at each occurrence.
  • R c is (1) a group containing a perfluoropolyether group, (2) an organic group optionally having a functional group selected from the substituent group A, (3) a hydrogen atom, or (4) methyl.
  • X c represents —O—, —S—, —NH—, or a single bond.
  • k represents 1 or 2; n1 represents a number of repetitions of 1 or more.
  • Substituent group A includes halogen atom, vinyl ether group, vinyl ester group, hydroxyl group, epoxy group, thiol group, amino group, alkylamino group, dialkylamino group, azide group, phosphoric acid-containing group, carboxyl group, imidazolyl group, triazolyl Group, tetrazolyl group, and precursor groups thereof.
  • At least one of R a2 and R a3 is an alkyl group.
  • R c is not an organic group having a functional group selected from the substituent group A
  • at least one Q is a structural unit having a functional group selected from the substituent group A.
  • Q is the formula: [Where: R b1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group at each occurrence.
  • R b2 independently represents a hydrogen atom or an organic group optionally having a functional group selected from the substituent group A at each occurrence.
  • R b3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • X b represents —O—, phenylene, —N (—R E ) — (R E represents an organic group), or carbazolylene.
  • R b2 is a hydrogen atom
  • X b is phenylene.
  • Item 2 The fluorine-containing copolymer according to item 1, which is a structural unit represented by: Item 3.
  • Item 4 The perfluoropolyether group in the group containing a perfluoropolyether group represented by R a1 has the formula: — (C p F 2p O) n — [Where: p is an integer of 1 to 6 independently at each occurrence. n represents the number of repetitions. ] Item 4.
  • R a1 is Formula: X ra- (C p F 2p O) na -Y ra -L a- (a1)
  • X ra represents fluorine or Rf—O— (Rf represents a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
  • p represents an integer of 1 to 6 independently at each occurrence.
  • na represents the number of repetitions of 1 to 1000.
  • Y ra represents a perfluoroalkylene chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • L a represents a linker.
  • Item 5 The fluorine-containing copolymer according to item 4, which is a monovalent group represented by: Item 6.
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na in the formula (a1) is —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O—, -CF 2 -O -, - CF 2 -CF 2 -O-, and -CF fluorine-containing according to claim 5 consisting of (-CF 3) 1 or more constituent units selected from the group consisting of -O- Copolymer.
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, and Y ra is —CF 2 —CF 2 —.
  • R a1 is Formula: -L a '-Y ra ' -O- (C p F 2p O) na -Y ra -L a- (a2) [Where: L a ′ and L a each independently represent a linker. Y ra ′ and Y ra each independently represent a C 1-6 perfluoroalkylene chain. p represents an integer of 1 to 6 independently at each occurrence. na represents the number of repetitions of 1 to 1000. ] Item 5.
  • the moieties represented by the formula: (C p F 2p O) na in formula (a2) are each independently —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, —CF (—CF 3 ) —CF 2 -O -, - CF 2 -O -, - CF 2 -CF 2 -O-, and -CF term consisting (-CF 3) 1 or more constituent units selected from the group consisting of -O- 13
  • Item 15. Y ra ′ is —CF 2 —CF 2 —, Item 14.
  • Y ra ′ is —CF (—CF 3 ) —
  • Formula: (C p F 2p O) moieties represented by na is, -CF (-CF 3) consists -CF 2 -O-
  • Y ra is, -CF (-CF 3) - a is claim 13
  • Y ra ′ is —CF (—CF 3 ) —
  • Formula: (C p F 2p O) moieties represented by na is, -CF (-CF 3) -CF 2 -O-, and consists -CF 2 -O-
  • Y ra is, -CF (- Item 14.
  • Item 19 The perfluoropolyether group in the group containing a perfluoropolyether group represented by R a1 is Formula: -L a '-Y ra' - (OC p 'F 2p') na '-O-Rf-O- (C p F 2p O) na -Y ra -L a - (a2') [Where: L a ′ and L a each independently represent a linker. Y ra ′ and Y ra each independently represent a C 1-6 perfluoroalkylene chain.
  • na ′ and na each independently represent a repeating number of 1 to 1000.
  • Rf represents a perfluoroalkylene chain.
  • Y ra ′ is —CF (—CF 3 ) —
  • the moiety represented by the formula: (OC p ′ F 2p ′ ) na ′ consists of —O—CF 2 —CF (—CF 3 ) —
  • Rf is a perfluoroalkylene chain having 1 to 8 carbon atoms
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na is —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O—
  • Y ra is —CF (—CF 3 ) —
  • the organic group having a functional group selected from the substituent group A is a group in which the functional group is bonded to Xb via a linker, and the linker has the formula: -(CHR y ) n- , -(CHR y ) n -O-, — (CHR y ) n —O— (CHR y ) n —, or — (CHR y ) n —O— (CHR y ) n —O— [In each formula, n represents a repeating number which is an integer of 1 to 40 independently at each occurrence.
  • R y independently represents hydrogen or a methyl group at each occurrence.
  • Item 25 The fluorine-containing copolymer according to item 23 or 24, which is a linker represented by: Item 26.
  • Item 26 The fluorine-containing copolymer according to any one of Items 23 to 25, wherein R c is a hydrogen atom.
  • Item 26. The fluorine-containing copolymer according to any one of Items 23 to 25, wherein R c is a methyl group.
  • Item 30. 30. A composition comprising a fluorine-containing copolymer according to any one of items 1 to 29 and a compound having a group having reactivity with a functional group selected from the substituent group A.
  • Item 31. Item 31.
  • Item 32. Item 32.
  • Item 30. The fluorine-containing copolymer according to any one of Items 1 to 29, which is used for surface modification.
  • Item 34. The composition according to item 30, which is for surface modification.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention makes it possible to provide an antifouling paint composition and the like.
  • bonding includes covalent bonding, ionic bonding, electrostatic bonding, and adsorption.
  • reactivity may be used with the intention of encompassing “adsorptivity”.
  • reactive may be used with the intention of encompassing “adsorptive”.
  • the “perfluoropolyether group” is a monovalent or divalent “perfluoropolyether group”.
  • the “monovalent perfluoropolyether group” means a perfluoroalkyl group in which an etheric oxygen atom is inserted into one or more carbon-carbon bonds.
  • the “divalent perfluoropolyether group” means a perfluoroalkylene chain in which an etheric oxygen atom is inserted into one or more carbon-carbon bonds.
  • PFPE perfluoropolyether group
  • examples of the “perfluoroalkyl group” include a perfluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3 carbon atoms).
  • the “perfluoroalkyl group” may be linear or branched, but is preferably linear.
  • the “perfluoroalkyl group” may be a group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms, and all hydrogen atoms other than one hydrogen atom at the terminal of the alkyl group are fluorine atoms. However, unless otherwise specified, it is preferably a group in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms.
  • the “perfluoroalkylene chain” is a group in which all hydrogen atoms of the alkylene chain are substituted with fluorine atoms.
  • examples of the “perfluoroalkylene chain” include a perfluoroalkylene chain having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3).
  • the “perfluoroalkylene chain” may be linear or branched, but is preferably linear.
  • examples of the “alkyl group” include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, more preferably 1) (eg, Methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group).
  • the “alkyl group” may be linear or branched, but is preferably linear.
  • alkylene chain is, for example, a linear or branched chain having 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 6; more preferably 1, 2 or 3). A branched alkylene chain may be mentioned.
  • examples of the “alkanoyl group” include alkanoyl groups having 2 to 13 carbon atoms (preferably 2 to 7, more preferably 2 to 4 and still more preferably 2). .
  • the “alkanoyl group” is a group represented by the general formula: RCO— (R represents an alkyl group).
  • RCO— represents an alkyl group.
  • the “alkanoyl group” may be linear or branched, but is preferably linear.
  • organic group means a group containing carbon
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention is Formula (1): It is a compound represented by these.
  • R a1 as a symbol in the formula (1) represents a monovalent or divalent group containing a perfluoropolyether group.
  • k is 1 or 2.
  • the “group containing a perfluoropolyether group” represented by R a1 is preferably a monovalent group in which a monovalent “perfluoropolyether group” is bonded via one linker, or a divalent “perfluoropolyether group”. Each “perfluoropolyether group” is a divalent group bonded via one linker.
  • the lower limit of the number average molecular weight of the “perfluoropolyether group” is preferably about 500, more preferably about 800, still more preferably about 1000, and still more preferably about 1500 from the viewpoint of obtaining high oil repellency and water repellency. Particularly preferred is about 2000.
  • An example of a perfluoropolyether group is a group having a chain (( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) n ), wherein the chain (( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) n ) has two or more groups.
  • the structural unit ( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) is a linked chain, and the structural unit ( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) is at least one oxyperfluoroalkylene group having 1 to 2 carbon atoms. It is a structural unit having 1 to 3 groups ( ⁇ ) consisting of seeds and 1 to 3 groups ( ⁇ ) consisting of at least one group of oxyperfluoroalkylene groups having 3 to 6 carbon atoms. ] Is included.
  • the order of the group ( ⁇ ) and the group ( ⁇ ) in the structural unit ( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) is not particularly limited.
  • the two groups ( ⁇ ) may be directly bonded or may be linked via at least one group ( ⁇ ).
  • the chain (( ⁇ 1-3 ⁇ 1- 3 ) In n )
  • two or more structural units ( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) are linked so that the groups ( ⁇ ) and ( ⁇ ) are alternately arranged between the structural units.
  • two or more adjacent structural units ( ⁇ 1-3 ⁇ 1-3 ) are connected so as to form a head-to-tail structure (head-to-tail structure).
  • a preferred embodiment of this perfluoropolyether group is specifically represented by the following formula (A).
  • n is an integer of 2 or more.
  • x1 and x2 are each independently an integer of 0 to 3; and the sum of x1 and x2 is an integer of 1 to 3.
  • x3, x4, x5, and x6 are each independently an integer of 0-3: and the sum of x3, x4, x5, and x6 is an integer of 1-3.
  • Rf 1 is a C 1 perfluoroalkylene group.
  • Rf 2 is a C 2 perfluoroalkylene group.
  • Rf 3 is a C 3 perfluoroalkylene group.
  • Rf 4 is a C 4 perfluoroalkylene group.
  • Rf 5 is a perfluoroalkylene group having 5 carbon atoms.
  • Rf 6 is a perfluoroalkylene group of 6 carbon atoms.
  • Rf is a C 1-6 perfluoroalkyl group or a C 2-6 perfluoroalkyl group having an etheric oxygen atom.
  • N is an integer of 1 or more.
  • the upper limit of n is preferably 45.
  • n is preferably 4 to 40, particularly preferably 5 to 35.
  • the bonding order of the group ( ⁇ ) and the group ( ⁇ ) is not limited. That is, the group ( ⁇ ) and the group ( ⁇ ) may be randomly arranged, the group ( ⁇ ) and the group ( ⁇ ) may be alternately arranged, and two or more blocks composed of a plurality of the same groups are connected. May be.
  • the unit ( ⁇ ) is as follows: (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 O), (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 O), (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 O), (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 O) and (CF 2 CF 2 O—CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 O) Is exemplified.
  • the upper limit of the number average molecular weight of the “perfluoropolyether group” is preferably about 100,000, more preferably about 50,000 from the viewpoint of obtaining high solubility in a general-purpose solvent (fluorine-free organic solvent). More preferably, it is about 10,000.
  • the “perfluoropolyether group” is preferably Formula :-( C p F 2p O) na - [Where: p is an integer of 1 to 6 independently at each occurrence. na represents the number of repetitions. ] It has a part represented by.
  • C p F 2p O may be independent, in other words, may be the same or different in na times of repetition.
  • the number of repetitions represented by na is 1 to 1000.
  • the repeating number represented by na may be a number average value in a fluorine-containing copolymer.
  • the “monovalent group containing a perfluoropolyether group” represented by R a1 is preferably a group represented by the following formula (a1).
  • X ra represents fluorine or Rf—O— (Rf represents a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
  • p represents an integer of 1 to 6 independently at each occurrence.
  • na represents the number of repetitions of 1 to 1000.
  • Y ra represents a perfluoroalkylene chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • L a represents a linker.
  • X ra is preferably fluorine or CF 3 —O—.
  • P is preferably an integer of 2 to 3 independently at each occurrence.
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na is preferably —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O—, —CF 2 It consists of one or more structural units selected from the group consisting of —O—, —CF 2 —CF 2 —O—, and —CF (—CF 3 ) —O—.
  • Na is preferably 1 to 500, more preferably 5 to 150.
  • Y ra preferably has the formula: -(CF 2 ) fa -CF (-Z a )-(CF 2 ) ga- [Where: fa and ga each independently represents the number of repetitions which is an integer of 0 or more. The sum of fa and ga is an integer of 0 to 5. Z a represents fluorine or —CF 3 . ] And more preferably —CF 2 —, —CF 2 —CF 2 —, or —CF (—CF 3 ) —.
  • X ra (C p F 2p O) na —Y ra — is preferably (1)
  • X ra is fluorine or Rf—O— (Rf is a C 1-8 perfluoroalkyl group), preferably fluorine.
  • (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, na is a repeat number of 1 to 1000, preferably 5 to 100, and Y ra is —CF 2 —CF 2 —; (2) X ra is fluorine or Rf—O— (Rf is a C 1-8 perfluoroalkyl group), preferably CF 3 —O—, The moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —O— and —CF 2 —CF 2 —O—, na is a repeat number of 2 to 1000, preferably 5 to 150, and Y ra is —CF 2 —; (3) X ra is fluorine or Rf—O— (Rf is a C 1-8 perfluoroalkyl group), preferably CF 3 —O—, The moiety represented by the formula: (C p F 2p O) n
  • L a is preferably a single bond, or a linker atom number of main chain is 1-6 (more preferably 1 to 5,2 - 5,1 - 4, or 2 to 4).
  • the direction of such a linker is not limited, and the direction of the linker in the actual compound includes the same direction as the description direction and the reverse direction.
  • —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 — or —CH 2 — is preferable.
  • the leftmost atom in the description of these partial structures is bonded to the perfluoropolyether group.
  • X ra is fluorine
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, na is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 100, Y ra is, -CF 2 -CF 2 - and is, and L a is, -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - in which radical;
  • X ra is CF 3 —O—
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —O— and —CF 2 —CF 2 —O—, na is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 150; Y ra is, -CF 2 -
  • the “divalent group containing a perfluoropolyether group” represented by R a1 is preferably a group represented by the following formula (a2) or a group represented by the formula (a2 ′).
  • L a ′ and L a are preferably each independently a single bond or a main chain having 1 to 6 atoms (more preferably 1 to 5, 2 to 5, 1 to 4, or 2 to It is a linker which is 4).
  • —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 — or —CH 2 — is preferable.
  • the rightmost atom in the description of these partial structures is bonded to the perfluoropolyether group.
  • —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 — or —CH 2 — is preferable.
  • the leftmost atom in the description of these partial structures is bonded to the perfluoropolyether group.
  • Y ra ′ and Y ra are each independently preferably Formula:-(CF 2 ) fa -CF (-Z a )-(CF 2 ) ga- [Where: fa and ga each independently represents the number of repetitions which is an integer of 0 or more. The sum of fa and ga is an integer of 0 to 5. Z represents fluorine or —CF 3 . ] By weight, more preferably, -CF 2 -, - CF 2 -CF 2 -, or -CF (-CF 3) - a.
  • C p F 2p O may be independent, in other words, may be the same or different in na times of repetition.
  • p is preferably an integer of 2 to 4 independently at each occurrence.
  • the moieties represented by the formula: (C p F 2p O) na are preferably each independently —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O— or —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O. -, - CF 2 -O -, - CF 2 -CF 2 -O-, and consists -CF (-CF 3) 1 or more constituent units selected from the group consisting of -O-.
  • Na is independently preferably 1 to 500, more preferably 5 to 150.
  • na consists of —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O— and —CF 2 —O—, na is a repeating number of 2 to 1000, preferably 5 to 100, and Y ra is —CF 2 —.
  • L a ′ and L a are each independently preferably a single bond or a main chain having 1 to 6 atoms (more preferably 1 to 5, 2 to 5, 1 to 4, or 2 to 4).
  • —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 — or —CH 2 — is preferable.
  • the rightmost atom in the description of these partial structures is bonded to the perfluoropolyether group.
  • —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 — or —CH 2 — is preferable.
  • the leftmost atom in the description of these partial structures is bonded to the perfluoropolyether group.
  • Y ra ′ and Y ra are each independently preferably Formula:-(CF 2 ) fa -CF (-Z a )-(CF 2 ) ga- [Where: fa and ga each independently represents the number of repetitions which is an integer of 0 or more. The sum of fa and ga is an integer of 0 to 5. Z a represents fluorine or —CF 3 . ] By weight, more preferably, -CF 2 -, - CF 2 -CF 2 -, or -CF (-CF 3) - a.
  • OC p ′ F 2p ′ may be independent, in other words, the same or different in na ′ iterations.
  • P ′ is preferably an integer of 2 to 4 independently at each occurrence.
  • the moieties represented by the formula: (OC p ′ F 2p ′ ) na ′ are preferably each independently, preferably —O—CF 2 —CF 2 —CF 2 —, —O—CF 2 —CF (—CF 3) -, - O-CF 2 -, - O-CF 2 -CF 2 -, and -O-CF (-CF 3) - consists of one or more constituent units selected from the group consisting of.
  • Na ′ is independently preferably 1 to 500, more preferably 5 to 150.
  • C p F 2p O may be independent, in other words, may be the same or different in na times of repetition.
  • P is preferably an integer of 2 to 4 independently at each occurrence.
  • the moieties represented by the formula: (C p F 2p O) na are preferably each independently —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O— or —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O. -, - CF 2 -O -, - CF 2 -CF 2 -O-, and consists -CF (-CF 3) 1 or more constituent units selected from the group consisting of -O-.
  • Na is independently preferably 1 to 500, more preferably 5 to 150.
  • Rf is preferably a C 1-8 perfluoroalkylene chain.
  • L a ′ is —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —, or —CH 2 —
  • Y ra ′ is —CF 2 —CF 2 —
  • the moiety represented by the formula: (C p F 2p O) na consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, na is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 100, Y ra is, -CF 2 -CF 2 - a, and L a is, -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -, or -CH 2 - is radical;
  • L a ′ is —CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —, or —CH 2 —
  • Y ra ′ is —CF 2 —
  • X a as a symbol in the formula (1) represents —O—, phenylene, —N (—R E ) — (R E represents an organic group), or carbazolylene.
  • phenylene (sometimes abbreviated as —Ph—) is represented by the following formula: And preferably, It is.
  • Examples of the organic group represented by R E include an alkyl group.
  • carbazolylene has the following formula: And preferably, It is.
  • the nitrogen atom in the said structural formula couple
  • X a is preferably —O—, —Ph—, or carbazolylene, more preferably —O— or —Ph—, and still more preferably —O—.
  • R a2 which is a symbol in the formula (1) represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a2 is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.
  • R a3 which is a symbol in the formula (1) represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom. However, at least one of R a2 and R a3 is an alkyl group.
  • Q is a symbol in the formula (1), at each occurrence, independently constituent unit having a functional group selected from Substituent group A (hereinafter, sometimes referred to as the structural unit Q b.), or structural unit having no functional group selected from substituent group a (hereinafter, sometimes referred to as the structural unit Q m.) represents the.
  • the “functional group selected from the substituent group A” may be referred to as a functional group A.
  • Examples of the precursor group in the substituent group A include vinyl group, phthalimide group, alkoxycarbonyl group, acetoxy group, trimethylsiloxy group, triethylsiloxy group, triisopropylsiloxy group, t-butyldimethylsiloxy group, and t- Includes butyldiphenylsiloxy group.
  • the “structural unit having no functional group selected from the substituent group A” preferably applies (or contacts) the compound represented by the formula (1) according to the object of the present invention.
  • a structural unit having no functional group reactive with a compound preferably applies (or contacts) the compound represented by the formula (1) according to the object of the present invention.
  • n1 is the repeating number of the structural unit represented by Q, and is an integer of 1 or more. n1 is preferably 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, or 5 or more. n1 is preferably 200 or less, 150 or less, or 100 or less. n1 is preferably 1 to 200, 2 to 200, 3 to 150, or 4 to 100; more preferably 5 to 100; and even more preferably 5 to 35.
  • Formula in Formula (1) In represented moiety may consist of only the structural unit Q b may be composed of only the structural unit Q m, or be composed of the structural unit Q b and the structural unit Q m Good.
  • the portion when R c described later is not an organic group having a functional group A, the portion must contain one or more structural units Q b .
  • at least one Q is a structural unit Q b having a functional group A.
  • the molar ratio is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably in the range of 5:95 to 95: 5 range And more preferably within the range of 10:90 to 90:10.
  • the OH value (mgKOH / g) of the fluorine-containing copolymer of the present invention is preferably in the range of 1 to 300 mgKOH / g, more preferably in the range of 5 to 250 mgKOH / g. And more preferably in the range of 10 to 200 mg KOH / g.
  • the structural unit Q b and the structural unit Q m, respectively may form a block, may be bonded randomly.
  • the number of repetitions of the structural unit Q b is preferably 2 or more, 3 or more, or four or more.
  • the number of repetitions of the structural unit Q b is preferably 200 or less, 150 or less, or 100 or less.
  • the number of repetitions of the structural unit Q b is preferably from 2 to 200,3 to 150, or 4-100,.
  • Q is preferably of the formula: It is a structural unit represented by
  • R b1 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group at each occurrence.
  • R b1 is preferably a hydrogen atom.
  • R b2 independently represents a hydrogen atom or an organic group optionally having a functional group A at each occurrence.
  • R b2 is a hydrogen atom, an organic group having a functional group A, or an organic group having no functional group A, independently at each occurrence of n1 times.
  • the “organic group having no functional group A” is preferably a compound to which the compound represented by the formula (1) is applied (or a compound to be contacted with the compound represented by the formula (1)). It is an organic group that does not have a functional group that is reactive with.
  • R b2 is an organic group having a functional group A, the formula: May be abbreviated as a structural unit B.
  • R b2 is a hydrogen atom or an organic group having no functional group A: May be abbreviated as a structural unit M in some cases.
  • the “organic group having a functional group A” represented by R b2 is preferably a group in which the functional group A is bonded to Xb via a linker or directly.
  • Examples of the “organic group having a functional group A” include the following groups. (i) a group containing a hydrocarbon group substituted with one or more (preferably 1 or 2) carboxy groups. (ii) a group containing one or more (preferably one) amino groups (iii) a group containing an imidazolium salt.
  • a suitable specific example of the functional group A in R b2 varies depending on the substance to which the fluorine-containing copolymer of the present invention is bound.
  • this “substance” may be referred to as “substance B”.
  • substance B may coexist with substances other than substance B.
  • examples of substance B include compounds and metals.
  • the compound to which the fluorine-containing copolymer of the present invention is bonded is sometimes referred to as Compound B.
  • the metal to which the fluorine-containing copolymer of the present invention is bonded is sometimes referred to as metal B.
  • the compound B and the metal B can be part or all of the substance B.
  • the substance B is preferably a compound having a functional group reactive to the functional group A or a substance containing the compound, for example.
  • Suitable examples of the combination of the functional group A and the substance B include the following combinations.
  • the functional group A is a hydroxyl group; and the substance B is (1) Hydroxyl group, phenoxy group, isocyanate group, epoxy group, acrylic group, carboxyl group, fluoro group, chloro group, bromo group, iodo group, aziridinyl group, oxetanyl group, carbonate group, cyclic ester group, cyclic amide group, tosyl
  • the functional group A is an epoxy group; and the substance B is (1) hydroxyl group, phenoxy group, thio group, amino group, carbosilyl group, carbolyl group, isocyanate group, epoxy group, acrylic group, carboxyl group, fluoro group, chloro group, bromo group, iodo group, aziridinyl group, oxetanyl group, A compound having one or more functional groups selected from the group consisting of a carbonate group, a cyclic ester group, a cyclic amide group, a tosyl group, a mesyl group, a triflate group, and a phosphoric acid-containing group, (1) sulfonic acid fluoride, (1) acid anhydride, (1) acid halide, or (1) Meldrum acid, or one or more compounds selected from the group consisting of derivatives thereof, or a combination that is a substance containing the same
  • the functional group A is an amino group; and the substance B is (1) Isocyanate group, epoxy group, acrylic group, carboxyl group, fluoro group, chloro group, bromo group, iodo group, aziridinyl group, oxetanyl group, carbonate group, cyclic ester group, cyclic amide group, tosyl group, mesyl group, A compound having one or more functional groups selected from the group consisting of a triflate group, a phosphoric acid-containing group, and an amide group, (1) sulfonic acid fluoride, (1) acid anhydride, (1) acid halide, and (1) One or two or more compounds selected from the group consisting of metals (eg, copper, aluminum, iron, magnesium, nickel) or metal oxides corresponding thereto, or substances containing the same Certain combinations
  • the functional group A is selected from the group consisting of a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, a phosphoric acid-containing group, a carboxyl group, an imidazolyl group, a triazolyl group, a tetrazolyl group, and a derivative group thereof (eg, benzotriazolyl group).
  • the substance B is a metal (eg, copper, aluminum, iron, magnesium, nickel), or a metal oxide corresponding thereto, or a substance containing the same.
  • the functional group A is an azide group; and the substance B is selected from the group consisting of (1) an alkyne compound and (2) a phosphine compound, or a substance containing the compound Is a combination
  • the “linker” is preferably a linker having 1 to 16 (more preferably 2 to 12, more preferably 4 to 10) atoms in the main chain.
  • the organic group that does not contain the functional group A and is represented by R b2 is a group in which a group R m described later is bonded to X b via a linker or directly.
  • the linker in R b2 (ie, the linker through which the functional group A or the group R m can be bonded to X b ) is preferably (a) — (CH 2 —CH 2 —O) n — [Wherein n represents an integer of 2 to 10. ]; (b) — (CHR y ) n —O— or — (CHR y ) n —O— (CHR y ) n —O— [In each of the formulas, n represents a repeating number which is an integer of 1 to 40 (preferably: 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5) independently at each occurrence. R y independently represents hydrogen or a methyl group at each occurrence.
  • n represents a repeating number which is an integer of 1 to 40 (preferably: 1 to 20, 1 to 10, 1 to 5) independently at each occurrence.
  • R y independently represents hydrogen or a methyl group at each occurrence.
  • the linker is preferably, among others,
  • the linker has the formula: -(CHR y ) n- , -(CHR y ) n -O-, — (CHR y ) n —O— (CHR y ) n —, or — (CHR y ) n —O— (CHR y ) n —O— [In each formula, n represents a repeating number which is an integer of 1 to 40 independently at each occurrence. R y independently represents hydrogen or a methyl group at each occurrence. ] It can be a linker represented by.
  • R m is preferably the following group.
  • Hydrogen atom (excluding those constituting the functional group A (eg, hydroxyl group) by linking with the linker or a part thereof)
  • R m is more preferably a hydrogen atom or an alkyl group which may be fluorinated and may be bonded via an ethylene chain, more preferably a hydrogen atom, a methoxyethyl group, an isobutyl group, Or R x —CF 2 — (CF 2 ) nk1 — (CH 2 ) nk2 —O— (CH 2 ) 2 — (R x is a fluorine atom or a hydrogen atom, nk1 is an integer of 0 to 6, and nk2 is an integer of 1 to 6, and more preferably a 3- (perfluoroethyl) propoxyethyl group [shown by the formula: CF 3 — (CF 2 ) — (CH 2 ) 3 —O— (CH 2 2 ⁇ ].
  • R b3 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group at each occurrence.
  • R b3 is preferably a methyl group or a hydrogen atom, more preferably a hydrogen atom.
  • X b represents —O—, —Ph—, —N (—R E ) —, or carbazolylene.
  • R E represents an organic group.
  • X b2 is a hydrogen atom
  • X b is —Ph—.
  • X b is preferably —O—, —Ph—, or carbazolylene, more preferably —O— or —Ph—, and still more preferably —O—.
  • Q b include the following structural units.
  • n a number of 1 to 6, and A represents a functional group A.
  • Q m include the following structural units.
  • R b2 represents an alkyl group. ]
  • Q m are further include structural units having the following ring portion.
  • R c as a symbol used in the formula (1) is (A) a group containing a perfluoropolyether group, (B) An organic group which may have a functional group A, or (c) a hydrogen atom.
  • R c is a monovalent group containing a monovalent perfluoropolyether group.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention contains perfluoropolyether groups at both ends, particularly excellent water repellency can be obtained.
  • Examples of the “monovalent group containing a monovalent perfluoropolyether group” represented by R c include a group in which the “monovalent perfluoropolyether group” is bonded through one linker.
  • the lower limit of the number average molecular weight of the “monovalent perfluoropolyether group” is preferably about 500, about 800, or about 1000; more preferably about 1500 from the viewpoint of obtaining high oil repellency and / or water repellency; And more preferably about 2000.
  • the upper limit of the number average molecular weight of the “monovalent perfluoropolyether group” is preferably about 100,000, more preferably about 50 from the viewpoint of obtaining high solubility in a general-purpose solvent (non-fluorine-containing organic solvent). 1,000, more preferably about 10,000.
  • the “monovalent group containing a monovalent perfluoropolyether group” is preferably a group represented by the following formula (c1).
  • R c ′ (C q F 2q O) nc —Y c —L c — (c1)
  • R c ′ represents fluorine or Rf c —O—
  • Rf c represents a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
  • q independently represents an integer of 1 to 6 at each occurrence.
  • nc represents a repeating number of 1 to 1000.
  • Y c represents a perfluoroalkylene chain having 1 to 6 carbon atoms.
  • L c represents a linker.
  • R c ′ is preferably fluorine or CF 3 —O—.
  • C q F 2q O may be independent, in other words, the same or different in nc repetitions.
  • q is preferably an integer of 2 to 3 independently at each occurrence.
  • the moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc is preferably —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O—, —CF 2 It consists of one or more structural units selected from the group consisting of —O—, —CF 2 —CF 2 —O—, and —CF (—CF 3 ) —O—.
  • Nc is preferably 1 to 500, more preferably 5 to 150.
  • Y c is preferably Formula:-(CF 2 ) fc -CF (-Z c )-(CF 2 ) gc- [Where: fc and gc each independently represent a repeating number that is an integer of 0 or more. The sum of fc and gc is an integer of 0 to 5. Z c represents fluorine or —CF 3 . ] And more preferably —CF 2 —, —CF 2 —CF 2 —, or —CF (—CF 3 ) —.
  • R c ′ (C q F 2q O) nc —Y c —
  • R c ′ is fluorine
  • the moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, nc is a repeat number of 1 to 1000, preferably 5 to 100, and Y c is —CF 2 —CF 2 —;
  • R c ′ is CF 3 —O—
  • the moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc consists of —CF 2 —O— and —CF 2 —CF 2 —O—, nc is a repeat number of 2 to 1000, preferably 5 to 150, and Y c is —CF 2 —; (3) R c ′ is CF 3 —O—, The moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc consists of —CF
  • nc consists of —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O— and —CF 2 —O—, nc is a repeating number of 2 to 1000, preferably 5 to 150, and Y c is —CF 2 —.
  • L c is preferably a linker having 1 to 6 (preferably 1 to 5, more preferably 1) atoms in the main chain.
  • the linker is preferably —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 — or —CH 2 —, and more preferably —CH 2 —.
  • R c ′ is fluorine
  • the moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc consists of —CF 2 —CF 2 —CF 2 —O—, nc is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 100, Y c is —CF 2 —CF 2 — and L c is —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —;
  • R c ′ is CF 3 —O—
  • the moiety represented by the formula: (C q F 2q O) nc consists of —CF 2 —O— and —CF 2 —CF 2 —O—, nc is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 150, Y c is —CF 2 — and L c is —CH 2 —O—CH 2 —CH
  • nc consists of —CF (—CF 3 ) —CF 2 —O— and —CF 2 —O—, nc is a repeating number of 1 to 1000, preferably 5 to 150, Y c is —CF 2 —, and L c is a group that is —CH 2 —O—CH 2 —CH 2 —.
  • R c is preferably an organic group that may have a functional group A.
  • R c is an organic group having no functional group A
  • examples include an alkanoyl group and an alkyl group
  • preferred examples include an alkyl group
  • more preferred examples include a methyl group and hydrogen.
  • Including atoms, particularly preferred examples thereof include hydrogen atoms.
  • R c is an organic group having a functional group A
  • this can preferably be a group in which the functional group A is bonded to X c via a linker.
  • Suitable examples of the functional group A in R c are the same as the preferred examples of the functional group A understood from the relationship between the functional group A and the substance B described in the above R b2 .
  • the “linker” is preferably a linker having 1 to 6 atoms in the main chain.
  • X c as a symbol used in the formula (1) represents —O—, —S—, —NH—, or a single bond. Of these, —O— and —NH— are preferable.
  • R b2 is, independently at each occurrence, a hydrogen atom or an organic group that may have a functional group A
  • R c represents an organic group having no functional group A.
  • at least one of the groups represented by R b2 is a fluorine-containing copolymer that is an organic group having a functional group A.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention comprises the following steps: (1) a step of cationically polymerizing a cationic polymerizable monomer in the presence of a perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator and a Lewis acid (step 1), and (2) a cationic polymerization reaction stopper. It can be produced by a method having a step (step 2) for stopping the cationic polymerization reaction.
  • the “perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator” (initiating species) used in Step 1 is a cationic polymerization initiator containing a monovalent or divalent perfluoropolyether group.
  • a cationic polymerization initiator containing a monovalent perfluoropolyether group for example, Formula (a): R a1 —X a —C (—R a2 ) (— R a3 ) —O—CO—R a4 [Where: R a1 represents a monovalent group containing a monovalent perfluoropolyether group.
  • X a represents —O—, —Ph—, —N (—R E ) — (R E represents an organic group).
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a4 represents an alkyl group or a perfluoroalkyl group. However, at least one of R a2 and R a3 is an alkyl group.
  • X a represents —O—, —Ph—, —N (—R E ) — (R E represents an organic group).
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, provided that at least one of R a2 and R a3 is an alkyl group, Xc represents a halogen atom. ] The compound represented by these is mentioned.
  • R a4 CO—O—C (—R a2 ) (— R a3 ) —X a —R a1 —X a —C (—R a2 ) (— R a3 ) —O—CO—R a4
  • R a1 represents a divalent group containing a divalent perfluoropolyether group.
  • X a represents —O—, —Ph—, —N (—R E ) — (R E represents an organic group).
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group. However, at least one of R a2 and R a3 is an alkyl group, R a4 represents an alkyl group or a monovalent perfluoroalkyl group.
  • R a1 represents a divalent group containing a divalent perfluoropolyether group.
  • X a represents —O—, —Ph—, —N (—R E ) — (R E represents an organic group).
  • R a2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R a3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Xc represents a halogen atom. However, at least one of R a2 and R a3 is an alkyl group. ] The compound represented by these is mentioned.
  • cationic polymerization initiator containing a monovalent perfluoropolyether group examples include, for example, the following compounds.
  • PFPE is a monovalent perfluoropolyether chain (preferably F— (CF 2 —CF 2 —CF 2 —O) n —CF 2 —CF 2 — (n represents the number of repetitions). )).
  • X represents a halogen atom. Other symbols are as defined above.
  • PFPE is a divalent perfluoropolyether group (preferably (i) —CF (—CF 3 ) — (O—CF 2 —CF (—CF 3 )) n ′ —O—CF 2 —Rf—CF 2 —O— (CF (—CF 3 ) —CF 2 O -) N -CF (-CF 3 )-(Rf represents a perfluoroalkylene chain.
  • Other symbols are as defined above. ]
  • the “perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator” is preferably (The symbols in these formulas are as defined above.) And more preferably (The symbols in these formulas are as defined above.) It is.
  • the “perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator” is a cationic polymerization initiator containing a monovalent perfluoropolyether group
  • [3- poly (perfluoropropyl oxy) -2,2, 3,3-tetrafluoropropoxy] ethoxy vinyl ether can be prepared by reacting with an organic carboxylic acid (preferably acetic acid, trifluoroacetic acid, more preferably trifluoroacetic acid), or hydrogen halide.
  • PFPE represents F— (CF 2 —CF 2 —CF 2 —O) n —CF 2 —CF 2 — (n is the number of repetitions).
  • Y a represents an acyloxy group (eg, CF 3 COO) or a halogen atom.
  • Compound represented by (preferably, CF 3 COOH) by a manufacturing method comprising the step of reacting with, can be produced.
  • PFPE represents F— (CF 2 —CF 2 —CF 2 —O) n —CF 2 —CF 2 — (n represents the number of repetitions).
  • Y a represents an acyloxy group or a halogen atom.
  • the “perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator” is a cationic polymerization initiator containing a divalent perfluoropolyether group
  • the compound has the formula: CH 2 ⁇ CH—O—CH 2 —CH 2 —O—CH 2 —CF (—CF 3 ) — (O—CF 2 —CF (—CF 3 )) n —O—CF 2 —Rf—CF 2 —O— (CF (—CF 3 ) —CF 2 —O—) n ′ —CF (—CF 3 ) —CH 2 O—C 2 H 4 O—CH ⁇ CH 2 (wherein Rf represents a perfluoroalkylene chain.
  • N and n ′ are the number of repeats, respectively)
  • a compound represented by an organic carboxylic acid preferably acetic acid, trifluoroacetic acid (CF 3 COOH), more preferably trifluoroacetic acid
  • hydrogen halide hydrogen halide
  • PFPE is —CF (—CF 3 ) — (O—CF 2 —CF (—CF 3 )) n —O—CF 2 —Rf—CF 2 —O— (CF (—CF 3 ) —CF 2 —O -) N ' -CF (CF 3 )-(Rf represents a perfluoroalkylene group.
  • N and n' each represents the number of repetitions).
  • Y a represents an acyloxy group (eg, CF 3 COO) or a halogen atom.
  • Compound represented by can be produced by a production method comprising the step of reacting with.
  • PFPE represents —CF 2 CF 2 —O— (CF 2 —CF 2 CF 2 —O) n —CF 2 —CF 2 — (n represents the number of repetitions).
  • Y a represents an acyloxy group or a halogen atom.
  • Compound represented by (preferably, CF 3 COOH) can be produced by a production method comprising the step of reacting with.
  • PFPE represents —CF 2 CF 2 —O— (CF 2 —CF 2 CF 2 —O) n —CF 2 —CF 2 — (n represents the number of repetitions).
  • Y a represents an acyloxy group or a halogen atom.
  • the reaction is preferably performed in the presence of an acid in a solvent that does not adversely influence the reaction.
  • an acid is preferably a mineral acid such as hydrochloric acid.
  • the amount of the acid used is usually 0.01 to 1000 mol with respect to 1 mol of vinyl ether compound a or vinyl ether compound b.
  • a fluorine-containing solvent such as HCFC-225 is preferable.
  • the reaction temperature is usually ⁇ 78 to 50 ° C., preferably ⁇ 10 to 10 ° C.
  • the reaction time is usually 1 minute to 60 minutes.
  • Such a cationic polymerization initiator is represented by the formula in the formula (1) representing the fluorine-containing copolymer of the present invention: [The symbols in the formula are as defined above. ] Corresponds to the part represented by. When R a1 is a divalent group, the moiety is actually represented by the formula: It has the structure represented by these.
  • the concentration of the perfluoropolyether group-containing cationic polymerization initiator in the reaction system of Step 1 is preferably 0.1 to 1000 mM, and more preferably 1 to 100 mM.
  • Cationic polymerizable monomer The cationic polymerizable monomer used in Step 1 is a monomer corresponding to the structural unit Q.
  • R b2 is an organic group having a functional group A, and symbols in other formulas are as defined above.
  • cationic polymerizable monomer B (Hereinafter sometimes referred to as cationic polymerizable monomer B).
  • an amino group can be introduced into the fluorine-containing copolymer of the present invention by deprotecting the protected amino group as desired after the polymerization reaction.
  • Vinyl ether compounds containing one or more protected (preferably one) hydroxyl groups (ii) Vinyl ether compounds containing one or more protected (preferably one) hydroxyl groups.
  • a hydroxyl group can be introduced into the fluorine-containing copolymer of the present invention by deprotecting the protected hydroxyl group as desired after the polymerization reaction.
  • R 1 represents a hydrocarbon group substituted with one or more protected (preferably 1 or 2) carboxyl groups.
  • vinyl ether compound When the vinyl ether compound is used, a carboxy group can be introduced into the fluorine-containing copolymer of the present invention by hydrolyzing an alkoxycarbonyl group as desired after the polymerization reaction.
  • the part (b) synthesizes a fluorine-containing copolymer composed of the structural unit B and the structural unit M
  • the cationic polymerizable monomer B and the cationic polymerizable monomer M are Use it.
  • Examples of the compound include the following compounds.
  • the cationic polymerizable monomer B and the cationic polymerizable monomer are used as the cationic polymerizable monomer.
  • a mer M is used.
  • the cationically polymerizable monomers B and M are sequentially cationized. Polymerize. Specifically, only the first cationic polymerizable monomer (cationic polymerizable monomer B or M) is added to the reaction system to start the polymerization reaction, and the reaction solution after the completion of the polymerization reaction, When the second cation polymerizable monomer (cation polymerizable monomer M or B) is added, the cation is always present at the terminal of the polymer in the progress of the living cation polymerization. The polymerization reaction of the monomer proceeds.
  • the cationic polymerizable monomer B And M are added to the reaction system to initiate the polymerization reaction.
  • Such cationically polymerizable monomers B and M can be obtained by commercially available products or by producing them by a known method.
  • the amount of the cationic polymerizable monomer used is appropriately determined depending on the structure of the target fluorine-containing copolymer.
  • the number of repeating structural units derived from the cationic polymerizable monomer can be controlled with high accuracy.
  • Examples of the Lewis acid used in Step 1 include a compound represented by the following formula (A1) and a compound represented by the following formula (A2).
  • AlY 1 Y 2 Y 3 (A1) (Wherein Y 1 , Y 2 and Y 3 each independently represents a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group or an aryloxy group.)
  • Examples of the “halogen atom” represented by Y 1 , Y 2 , and Y 3 include chlorine, bromine, iodine, and the like.
  • Examples of the “alkyl group” represented by Y 1 , Y 2 , and Y 3 include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the “aryl group” represented by Y 1 , Y 2 , and Y 3 include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the “alkoxy group” represented by Y 1 , Y 2 , and Y 3 include an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the “aryloxy group” represented by Y 1 , Y 2 and Y 3 include aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms.
  • an aluminum compound represented by a formula (A1) for example, Diethylaluminum chloride, diethylaluminum bromide, diethylaluminum fluoride, diethylaluminum iodide, diisopropylaluminum chloride, diisopropylaluminum bromide, diisopropylaluminum fluoride, diisopropylaluminum iodide, dimethylaluminum sesquichloride, methylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, ethyl Aluminum dibromide, ethyl aluminum difluoride, ethyl aluminum diiodide, isobutyl aluminum dichloride, octyl aluminum dichloride, ethoxy aluminum dichloride, vinyl aluminum dichloride, phenyl aluminum dichloride, ethyl acetate Organic aluminum halide compounds such as minium sesquichloride, eth
  • M represents tetravalent Ti or Sn.
  • Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 each represent a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, or an aryloxy group.
  • Tetravalent titanium or tetravalent tin compound are examples of Tetravalent titanium or tetravalent tin compound.
  • halogen atom represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are each Y 1. , Y 2 , and Y 3 are the same as those exemplified.
  • titanium compound represented by the formula (A2) for example, Titanium halides such as titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, and titanium tetraiodide; Examples thereof include titanium halide alkoxides such as titanium triethoxy chloride and titanium tri n-butoxide chloride; and titanium alkoxides such as titanium tetraethoxide and titanium n-butoxide.
  • titanium halides such as titanium tetrachloride, tetrabromide, and titanium tetraiodide.
  • tetravalent titanium compounds and tetravalent tin compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Lewis acid iron (Fe), gallium (Ga), indium (In), zinc (Zn), zirconium (Zr), hafnium (Hf), bismuth (Bi), silicon (Si), germanium ( Ge), or halide of antimony (Sb); onium salt (eg, ammonium salt, phosphonium salt); metal oxide (eg, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , ZnO, Co 3 O 4 and the like).
  • onium salt eg, ammonium salt, phosphonium salt
  • metal oxide eg, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , ZnO, Co 3 O 4 and the like).
  • the amount of the Lewis acid used is preferably such that the cationic polymerizable monomer / Lewis acid (molar ratio) is 2 to 1000, more preferably 10 to 1000.
  • step 1 oxygen-containing or nitrogen-containing compounds may be used for the purpose of stabilizing the growth species in living cationic polymerization.
  • the growing species means an active species (cation) present at the end of the growing polymer.
  • Examples of the oxygen-containing or nitrogen-containing compound include esters, ethers, ketones, imides, phosphoric acid compounds, pyridine derivatives, and amines.
  • examples of the ester include ethyl acetate, butyl acetate, phenyl acetate, methyl chloroacetate, methyl dichloroacetate, ethyl butyrate, ethyl stearate, ethyl benzoate, phenyl benzoate, diethyl phthalate, and isophthalic acid. Diethyl is mentioned.
  • Examples of the ether include chain ethers such as diethyl ether and ethylene glycol; and cyclic ethers such as dioxane and tetrahydrofuran.
  • Examples of the ketone include acetone and methyl ethyl ketone.
  • Examples of the imide include ethyl phthalimide.
  • Examples of the phosphoric acid compound include triethyl phosphate.
  • Examples of the pyridine derivative include 2,6-dimethylpyridine.
  • Examples of the amine include tributylamine.
  • the amount of the oxygen-containing or nitrogen-containing compound used is preferably 0.1 to 2000 mol and more preferably 1 to 2000 mol with respect to 1 mol of Lewis acid.
  • the reaction may be carried out in bulk, but preferably a solvent is used.
  • the solvent examples include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated carbonization such as carbon tetrachloride, methylene chloride, and dichloroethane. Hydrogen; ethers such as dimethyl ether are included.
  • a nonpolar solvent is particularly preferable. These solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the reaction temperature is usually ⁇ 80 ° C. to 150 ° C., preferably ⁇ 78 to 80 ° C.
  • the reaction time is usually 1 minute to 1 month, preferably 1 minute to 100 hours.
  • Cationic Polymerization Terminator used in Step 2 has the formula: R c —X c —H (wherein the symbols are as defined above). It can be the compound represented by these.
  • Rc is a hydrogen atom
  • a suitable example of a cationic polymerization reaction terminator is water.
  • R c is a hydrogen atom
  • another suitable example of a cationic polymerization reaction terminator is LiBH 4 .
  • R c is a methyl group
  • a suitable example of the cationic polymerization reaction terminator is methanol.
  • the amount of the cationic polymerization terminator used is not strictly limited as long as the terminator and the reaction end of the polymer can be sufficiently brought into contact with each other in the reaction solution.
  • the volume is 0.01 to 10 times the volume of the reaction solvent, preferably 0.1 to 1 volume.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention thus obtained can be purified by a conventional method as necessary.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention produced by such a production method has high molecular weight uniformity.
  • the degree of dispersion is about 2.5 to 1.0. Within range.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention is, for example, a paint, a coating, a leveling agent, and a surface modification (for example, imparting water repellency, imparting oil repellency, imparting antifouling property, imparting surface slipperiness, and It can be used for applications such as imparting friction durability.
  • the present invention also provides a composition containing the fluorine-containing copolymer of the present invention.
  • a preferred embodiment of the composition contains a compound having a group reactive to the functional group A in addition to the fluorine-containing copolymer of the present invention.
  • the “group reactive to the functional group A” can be understood from the description of the present specification and the like.
  • the present invention also provides a composition containing the fluorine-containing copolymer of the present invention and a compound having a group each having reactivity with the functional group A.
  • the “compound having a group having reactivity with the functional group A” can be understood from the above description and the like of this specification.
  • the composition may contain other components.
  • the example of the said other component includes the compound which has the said functional group A other than the fluorine-containing copolymer of this invention.
  • the composition can be used for applications such as paints, coatings, and surface modification (for example, imparting water repellency, imparting oil repellency, imparting antifouling properties, imparting surface slipperiness, and imparting friction durability).
  • the composition of the present invention contains the fluorine-containing copolymer of the present invention.
  • the composition of this invention should just contain the fluorine-containing copolymer of this invention as a main component or an active ingredient.
  • the “main component” means a component whose content in the composition exceeds 50% by weight.
  • Active ingredient means an ingredient that directly or indirectly produces an effect relating to the use of the composition of the present invention.
  • the “active ingredient” is formed on the substrate to be surface-treated to form a coating film (surface treatment layer), and the effects of the present invention (water repellency, oil repellency, antifouling property, It means a component capable of exhibiting surface slipperiness, friction durability, etc.).
  • composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention is applied to the surface of an object (article to be applied) to form a coating film, whereby water repellency, oil repellency, Properties such as antifouling properties, surface slipperiness, and / or friction durability can be imparted.
  • the composition of this invention or the fluorine-containing copolymer of this invention is apply
  • composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention can be applied to the surface of an object for the purpose of water repellency, oil repellency, antifouling, and / or prevention of fingerprint adhesion.
  • the composition of the composition of the present invention can be appropriately determined according to the desired function.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention may be bonded to a compound having a group having reactivity with the functional group A. That is, the present invention There is also provided a polymer containing (1) a structural unit derived from the fluorine-containing copolymer of the present invention, and (2) a structural unit derived from a compound having a group each having reactivity with the functional group A. Furthermore, the present invention also provides an article containing the polymer.
  • the composition of the present invention may contain a fluoropolyether compound that can be understood as a fluorine-containing oil, preferably a perfluoropolyether compound (hereinafter referred to as the present invention). And may be referred to as “fluorinated oil” for the purpose of distinction from the fluorine-containing copolymer.
  • the fluorine-containing oil does not have a reactive site (for example, a silyl group) with the base material.
  • the fluorine-containing oil contributes to the improvement of the surface slipperiness of the resulting coating film.
  • the fluorine-containing oil is, for example, 0 to 300 parts by mass, preferably 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the perfluoropolyether group-containing silane compound (the total of these in the case of two or more, and the same applies hereinafter). It can be included at ⁇ 200 parts by weight.
  • fluorine-containing oils examples include compounds represented by the following formula (2) (perfluoropolyether compounds).
  • R 21 and R 22 each independently represent a perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • r is an integer of 1 to 3 independently at each occurrence.
  • the moiety represented by the formula: — (OC r F 2r ) nd — is composed of one or more structural units selected from the group consisting of OC 3 F 6 , OC 2 F 4 , and OCF 2 .
  • the moiety represented by the formula:-(C r F 2r O) nd - is represented by the formula:-(OC 3 F 6 ) a ' -(OC 2 F 4 ) b' -(OCF 2 ) c ' - expressed.
  • a ′, b ′ and c ′ each represent the number of repetitions of the perfluoropolyether constituting the main skeleton of the polymer, and are each independently an integer of 0 or more and 300 or less
  • a ′, b ′ and The sum of c ′, that is, nd is at least 1, preferably 1 to 100.
  • the bonding mode of these repeating units may be random or block.
  • — (OC 3 F 6 ) — represents — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (OCF (CF 3 ) CF 2 ) —, and — (OCF 2 CF (CF 3 )).
  • — (OC 2 F 4 ) — may be either — (OCF 2 CF 2 ) — or — (OCF (CF 3 )) —, but is preferably — (OCF 2 CF 2 ) —.
  • Examples of the perfluoropolyether compound represented by the formula (2) include compounds represented by any of the following formulas (2a), (2b) and (2c).
  • R 21 and R 22 are as described above, a ′′ is an integer of 1 to 100, b ′′ and c ′′ are each independently an integer of 1 to 300, d ′′ is an integer of 1 or more and 100 or less.
  • the compound represented by the formula (2a) and the compound represented by the formula (2b) may be used alone or in combination. When these are used in combination, it is preferable to use the compound represented by the formula (2a) and the compound represented by the formula (2b) at a mass ratio of 1: 1 to 1:30. According to such a mass ratio, it is possible to obtain a coating film having an excellent balance between surface slipperiness and friction durability.
  • the fluorine-containing oil may have a number average molecular weight of 1000 to 30000.
  • the coating film formed from the composition of the present invention (the coating film can be a surface treatment layer of an article to which the composition of the present invention is applied) has high surface slipperiness. it can.
  • the compound represented by the formula (2a) preferably has a number average molecular weight of 2000 to 6000
  • the compound represented by the formula (2b) has a molecular weight of 8000 to 30000. It preferably has a number average molecular weight. In the range of these number average molecular weights, a coating film having high surface slipperiness can be obtained.
  • the composition of the present invention may contain a silicone compound that can be understood as a silicone oil (hereinafter referred to as “silicone oil”). Silicone oil contributes to the improvement of the surface slipperiness.
  • the silicone oil may be contained in an amount of, for example, 0 to 300 parts by mass, preferably 50 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the perfluoropolyether group-containing silane compound.
  • a silicone oil for example, a linear or cyclic silicone oil having a siloxane bond of 2000 or less can be used.
  • the linear silicone oil may be so-called straight silicone oil and modified silicone oil.
  • the straight silicone oil include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methylhydrogen silicone oil.
  • modified silicone oil include those obtained by modifying straight silicone oil with alkyl, aralkyl, polyether, higher fatty acid ester, fluoroalkyl, amino, epoxy, carboxyl, alcohol and the like.
  • the cyclic silicone oil include cyclic dimethylsiloxane oil.
  • the formation of the coating film by the composition of the present invention is carried out by using a solution obtained by dissolving the composition of the present invention in a solvent, for example, roll coating method, gravure coating method, micro gravure coating method, flow coating method, bar coating. It can be carried out by applying to the surface of the object, drying, and, if necessary, UV irradiation by a conventional method such as a coating method, spray coating method, die coating method, spin coating method, dip coating method or vapor deposition method. .
  • a monofunctional and polyfunctional (meth) acrylate monomer may be added as appropriate for the purpose of improving adhesion to the base. Since the fluorine-containing copolymer of the present invention exhibits high compatibility with monofunctional and polyfunctional (meth) acrylate monomers, the added monomer functions as a cross-linking agent without impairing the appearance. Appropriate hardness, improved substrate adhesion and curing speed.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention is highly soluble not only in fluorine-containing organic solvents but also in non-fluorine-containing organic solvents that are general-purpose solvents, so it is soluble in fluorine-containing organic solvents or fluorine-free organic solvents. And can be applied to the surface of the target article.
  • fluorine-containing organic solvents examples include perfluorohexane, perfluorooctane, perfluorodimethylcyclohexane, perfluorodecalin, perfluoroalkylethanol, perfluorobenzene, perfluorotoluene, perfluoroalkylamine (Fluorinert (trade name, etc.)), perfluoroalkyl ether.
  • fluorine-free organic solvents examples include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, pentane, hexane, heptane, octane, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, carbon disulfide, benzene, Toluene, xylene, nitrobenzene, diethyl ether, dimethoxyethane, diglyme, triglyme, ethyl acetate, butyl acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, 2-butanone, acetonitrile, benzonitrile, butanol, 1-propanol, 2-propanol, ethanol , Methanol, triethylamine, and aniline.
  • the solvent for dissolving the fluorine-containing copolymer of the present invention is preferably methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, hexadecane, butyl acetate, acetone, ethyl acetate, or 2-propanol. These solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention exhibits high solubility in a fluorine-free organic solvent that is a general-purpose solvent.
  • the composition of the present invention may contain a solvent.
  • Examples of the material (base material) of the article to which the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention is applied include, for example, inorganic materials such as glass; polyolefin resins such as polyethylene and polystyrene; polymethyl Examples include, but are not limited to, acrylic resins such as methacrylate, polyester resins such as polyarylate and polyethylene terephthalate, polycarbonate resins, and synthetic resins such as phenol resins; metals such as iron, aluminum, and copper. .
  • glass or amorphous synthetic resin eg, acrylic resin
  • highly heat-resistant cyclic polyolefin resin COP
  • polyester resin eg, polyethylene terephthalate (PET) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention can be added to a commercially available paint, a coating agent, a surface treatment agent, or the like. Since the fluorine-containing copolymer of the present invention exhibits high compatibility, it is possible to impart high water repellency and antifouling properties to the surface without impairing the properties of commercially available paints, coating agents, or surface treatment agents. is there.
  • the coating film formed from the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention is excellent in water repellency, oil repellency, antifouling property, anti-fingerprint property and durability, and is firmly applied to the object to be applied. Since they can be bonded and are transparent, the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention can be suitably used for various articles (products, devices, or parts). Articles containing coatings formed from the compositions of the present invention or the fluorine-containing copolymers of the present invention are also within the scope of the present invention.
  • the article of the present invention comprises a substrate and a fluorine-containing copolymer of the present invention or an oil-repellent and / or water-repellent coating agent (hereinafter referred to simply as “oil-repellent and / or repellent” on the surface of the substrate). And a layer (surface treatment layer) formed from an “aqueous coating agent”.
  • a fluorine-containing copolymer of the present invention or an oil-repellent and / or water-repellent coating agent hereinafter referred to simply as “oil-repellent and / or repellent” on the surface of the substrate.
  • a layer surface treatment layer formed from an “aqueous coating agent”.
  • Such an article can be manufactured, for example, as follows.
  • the substrate when the article to be manufactured is an optical member, the substrate may be an optical member material such as glass or transparent plastic.
  • layers such as a coating layer and / or an antireflection layer, may be formed in the surface area
  • the antireflection layer either a single-layer antireflection layer or a multilayer antireflection layer may be used.
  • the article to be manufactured is an optical glass component for a touch panel
  • a thin film using a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide is provided on a part of the surface of the substrate (glass).
  • the base material is an insulating layer, an adhesive layer, a protective layer, a decorative frame layer (I-CON), an atomized film layer, a hard coating film layer, a polarizing film, a phase difference film, And a liquid crystal display module or the like.
  • the shape of the substrate is not particularly limited.
  • the surface region of the base material on which the surface treatment layer is to be formed may be at least part of the surface of the base material, and can be appropriately determined according to the use and specific specifications of the article to be manufactured.
  • Such a base material may originally have a hydroxyl group on the surface portion.
  • examples of such materials include glass, and metals (particularly base metals), ceramics, semiconductors, and the like on which a natural oxide film or a thermal oxide film is formed on the surface.
  • the substrate is subjected to an appropriate pretreatment to form a hydroxyl group on the surface of the substrate.
  • pretreatment include plasma treatment (for example, corona discharge) and ion beam irradiation.
  • the plasma treatment can be preferably used for introducing or increasing hydroxyl groups on the surface of the base material and for cleaning the base material surface (removing foreign matter or the like).
  • an interfacial adsorbent having a carbon-carbon unsaturated bond group is previously formed in the form of a monomolecular film on the substrate surface by the LB method (Langmuir-Blodgett method) or chemical adsorption method. And then cleaving the unsaturated bond in an atmosphere containing oxygen, nitrogen or the like.
  • such a substrate may have another reactive group (eg, Si—H group) on the surface portion thereof.
  • another reactive group eg, Si—H group
  • examples thereof include a base material formed from a material containing a silicone compound having one or more Si—H groups or an alkoxysilane.
  • a coating film of the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention is formed on the surface of the base material, and the coating film is post-treated as necessary, and the surface treatment layer Form.
  • Formation of the coating film or film from the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention is carried out by applying the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention to the surface of the substrate. And can be applied by coating the surface.
  • the coating method is not particularly limited. For example, wet coating methods and dry coating methods can be used.
  • wet coating methods include dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, roll coating, gravure coating, and similar methods.
  • dry coating methods include vacuum deposition, sputtering, CVD, and similar methods.
  • vacuum deposition method include resistance heating, electron beam, high frequency heating, ion beam, and similar methods.
  • CVD method include plasma-CVD, optical CVD, thermal CVD, and similar methods.
  • the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention can be diluted with a solvent and then applied to the substrate surface.
  • the following solvents are preferably used: perfluoroaliphatic hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms (for example, Perfluorohexane, perfluoromethylcyclohexane and perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane); polyfluoroaromatic hydrocarbons (eg bis (trifluoromethyl) benzene); polyfluoroaliphatic hydrocarbons; hydrofluoroethers (HFE) (eg , Perfluoropropyl methyl ether (C 3 F 7 OCH 3 ), perfluorobutyl methyl ether (C 4 F 9 OCH 3 ), perfluorobutyl ethyl
  • HFE Hydrofluoroethers
  • hydrofluoroether is preferable, and perfluorobutyl methyl ether (C 4 F 9 OCH 3 ) and / or perfluorobutyl ethyl ether (C 4 F 9 OC 2 H 5 ) is particularly preferable.
  • the surface treatment layer derived from the composition of the present invention or the film of the fluorine-containing copolymer of the present invention is formed on the surface of the substrate, and the article of the present invention is produced.
  • the surface treatment layer thus obtained has a water repellency, oil repellency, antifouling property (for example, preventing adhesion of dirt such as fingerprints), surface slipperiness (or lubricity, for example, wiping of dirt such as fingerprints, finger Excellent tactile sensation), friction durability, and the like, and can be suitably used as a functional thin film.
  • the present invention further relates to an optical material having the cured product as an outermost layer.
  • optical material in addition to an optical material related to a display or the like exemplified below, a wide variety of optical materials are preferably mentioned. Examples: cathode ray tube (CRT; eg, TV, personal computer monitor), liquid crystal display, plasma display, organic EL display, inorganic thin film EL dot matrix display, rear projection display, fluorescent display tube (VFD), field emission display (FED; Display such as Field Emission Display) or a protective plate of those displays, or a surface thereof subjected to an antireflection coating
  • the article having the surface treatment layer obtained thereby is not particularly limited, but may be an optical member.
  • optical members include: lenses such as eyeglasses; front protective plates, antireflection plates, polarizing plates, and antiglare plates for displays such as PDP and LCD; for devices such as mobile phones and portable information terminals. Touch panel sheet; disc surface of optical disc such as Blu-ray disc, DVD disc, CD-R, MO;
  • the thickness of the surface treatment layer is not particularly limited.
  • the thickness of the surface treatment layer is preferably in the range of 1 to 30 nm, preferably 1 to 15 nm, from the viewpoints of optical performance, surface slipperiness, friction durability and antifouling properties.
  • the article obtained using the composition of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention has been described in detail. It should be noted that, for the sake of simplicity only, the use of the composition of the present invention of the present invention or the fluorine-containing copolymer of the present invention, the method of use or the method of manufacturing the article are limited to those exemplified above. Not.
  • coating liquid [Coating liquid (1): No antifouling additive used]
  • PFPE4000VE Using an alcohol [DEMNUM SA (trade name) (number average molecular weight 4000) (Daikin Kogyo Co., Ltd.)] containing a perfluoropolyether group, in accordance with the method described in Patent Document 2, 2- [3-poly (perfluoro Propyloxy) -2,2,3,3-tetrafluoropropoxy] ethoxy vinyl ether (this may be referred to as PFPE4000VE) was synthesized.
  • DEMNUM SA trade name
  • number average molecular weight 4000 number average molecular weight 4000
  • PFPE4000VETFA a PFPE4000VE group-containing cationic polymerization initiator (sometimes referred to as PFPE4000VETFA) was synthesized according to the method described in Patent Document 2.
  • Synthesis example 2 (synthesis of PFPE4000-IBVE 52 / HEVE 16 -H) (1) Into the synthesis vessel of hydroxyl-protected polymer (PFPE4000-IBVE 52 / AcOVE 16 -H) , fluorine-based solvent 9.55 mL, 1,4-dioxane 0.5 mL, isobutyl vinyl ether (IBVE) 1.30 mL, and 2-acetoxyethyl A monomer solution was prepared by adding 0.65 mL of vinyl ether (AcOVE). To the monomer solution in the container, 2.0 mL of a fluorine-based solvent solution (0.1 M) of PFPE4000VETFA was injected.
  • Comparative Example 1 Synthesis of Polymer PFPE4000-IBVE 66 -H of Comparative Example 1 .
  • the title polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 (1) except that AcOVE was not used and the amount of IBVE was changed to 1.7 mL.
  • 1 H NMR hexafluoro-m-xylene (mXHF)): ⁇ 0.55-1.05 (m), 1.20-2.00 (m), 2.80-3.70 (m), 3.75-3.85 (m)
  • the number average molecular weight of the polymer was 8,800, the weight average molecular weight was 13000, the molecular weight distribution was 1.48, the OH value was 0 mgKOH / g, and the fluorine content was 25.7%.
  • Example 1 Synthesis of the polymer of Example 1 [(PFPE4000-EHVE 33 / DEGVE 4 -H] (In the structural formula, the number in parentheses is the number of repetitions.)
  • Synthesis example 3 (synthesis of PFPE4000-AOEVE 22 ) 3.72 mL of a fluorine-based solvent, 0.5 mL of 1,4-dioxane, and 0.28 mL of allyloxyethyl vinyl ether (AOEVE) were injected into the container. 1 mL of a fluorine-based solvent solution (0.1 M) of PFPE4000VETFA was injected into the monomer solution in the container. To this was added 1.0 mL (0.2 mmol) of an ethylaluminum sesquichloride (Et 1.5 AlCl 1.5 ) solution diluted with a fluorine-based solvent, and polymerization was started at 0 ° C. After 30 minutes, methanol was added to stop the reaction. After removing the catalyst residue, the solvent was distilled off and dried under reduced pressure to obtain an allyl group-containing polymer (PFPE4000-AOEVE 22 ).
  • a fluorine-based solvent solution 0.1 M
  • Synthesis example 4 (synthesis of PFPE4000-AOEVE 5 / VEMO 17 ) 2 g of a 10 wt% dichloromethane solution of PFPE4000-AOEVE 22 was prepared in a container, and 73.6% mCPBA 0.175 g dissolved in 1.5 mL dichloromethane was added dropwise in an ice bath and reacted at room temperature for 42 hours. The reaction solution was washed with sodium sulfite and sodium bicarbonate water, and the organic layer was separated to obtain an epoxy group-containing polymer (PFPE4000-AOEVE 5 -VEMO 17 ).
  • PFPE2500VETFA PFPE2500VE
  • an alcohol [DEMNUM SA (trade name) (number average molecular weight 2500) (Daikin Kogyo Co., Ltd.)] containing a perfluoropolyether group, in accordance with the method described in Patent Document 2, 2- [3-poly (perfluoro Propyloxy) -2,2,3,3-tetrafluoropropoxy] ethoxy vinyl ether (this may be referred to as PFPE2500VE) was synthesized.
  • DEMNUM SA trade name
  • 2- [3-poly (perfluoro Propyloxy) -2,2,3,3-tetrafluoropropoxy] ethoxy vinyl ether this may be referred to as PFPE2500VE
  • PFPE2500VETFA a PFPE2500VE group-containing cationic polymerization initiator (which may be referred to as PFPE2500VETFA) was synthesized in accordance with the method described in Patent Document 2.
  • Synthesis Example 5 (Synthesis of PFPE2500-CEVE 18 ) Into the container, 4.0 mL of a fluorinated solvent as a solvent, 1.0 mL of ethyl acetate as an added base, and 2.0 mL of a fluorinated solvent solution (2M) of 2-chloroethyl vinyl ether were injected. 2 mL of a fluorinated solvent solution (0.1 M) of PFPE2500VETFA was injected into the monomer solution in the container.
  • Synthesis Example 6 (Synthesis of PFPE2500-AzEVE 18 ) 0.3955 g of PFPE2500-CEVE 18 was placed in a container and dissolved in 4 mL of DMF. In a separate flask, 1.5 equivalents of sodium azide and 0.1 equivalents of n-tetrabutylammonium hydrogen sulfate were added to CEVE units in the polymer and dissolved in 2 mL of DMF. The previous polymer solution was added dropwise to this solution and heated in an oil bath at 75 ° C. for 17.25 hours. The reaction solution was poured into water to obtain an azide-containing polymer (PFPE2500-AzEVE 18 ).
  • Synthesis Example 7 (Synthesis of PFPE2500-AEVE 18 )
  • 0.1452 g of PFPE2500-AzEVE 18 and 2 equivalents of triphenylphosphine with respect to the azide group in the polymer were added and dissolved in 4.0 mL of THF, and then 0.23 mL of water was added and stirred for 4.5 hours.
  • the reaction liquid was evaporated to dryness, and unreacted triphenylphosphine and by-product triphenylphosphine oxide were dissolved in THF and decanted to obtain an amino group-containing polymer (PFPE2500-AEVE 18 ).
  • Synthesis Example 8 (Synthesis of PFPE2500-TEVE 18 ) 0.1554 g of PFPE2500-AzEVE 18 was taken in the container and dissolved in 3 mL of DMF. In another container, 0.1 equivalent of copper (I) bromide with respect to the azide group in the polymer was dissolved in 3.1 mL of DMF, and 1.8 equivalent of propargyl alcohol was added to the azide group in the polymer and stirred. To this solution, a DMF solution of PFPE2500-AzEVE 18 was added to initiate the reaction. After stirring at room temperature for 24 hours, the reaction solution was dropped into toluene, unreacted alcohol was removed by decantation, and the polymer was dried under reduced pressure.
  • Test example Antifouling test (wipe off oil-based ink)
  • the results of the antifouling property test are shown in Table 1.
  • a photograph of the sample after wiping off the ink in the visual test is shown in FIG.
  • the ink colors are black, blue, and red from the top. As apparent from these, when the fluorine-containing copolymer of the present invention was used, the antifouling property was high.
  • Test example Addition experiment to GK570 Contact angle, slipperiness Table 2 shows the test results of contact angle with water, contact angle with hexadecane (HD), and dynamic friction. As is clear from this, when the fluorine-containing copolymer of the present invention was used, water repellency, oil repellency and slipperiness were high.
  • the fluorine-containing copolymer of the present invention can be suitably used for an antifouling paint composition or the like.

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Abstract

本発明は、防汚塗料組成物等の提供を可能とする新たなフッ素含有共重合体の提供を目的とする。 前記課題は、 式(1):[式中、 Ra1は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基を表す。 Xは、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。 Ra2は、水素原子、又はアルキル基を表す。 Ra3は、水素原子、又はアルキル基を表す。 Qは、各出現において、それぞれ独立して、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位、又は置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位を表す。 Rは、ペルフルオロポリエーテル基を含有する基、又は置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基又は水素原子を表す。 Xは、-O-、-S-、-NH-、又は単結合を表す。 kは1、又は2を表す。 n1は、1以上の繰り返し数を表す。 置換基群Aは、水酸基、チオール基、エポキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、及びトリアゾール基、並びにこれらの前駆体基からなる。 但し、 Ra2、及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。 Rが置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でない場合、少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である。] で表されるフッ素含有共重合体によって解決される。

Description

フッ素含有共重合体
 本発明は、フッ素含有共重合体等に関する。
 従来、物品の防汚技術として、例えば、(1)物品の表面を高度に疎水性(撥水性、及び/又は撥油性)とする方法、(2)物品の表面を高度に親水化する方法、(3)物品の表面に光触媒を添加する方法、(4)物品の表面の塗膜表面をミクロ相分離構造にして、親水性汚れ、及び/又は疎水性汚れが付着しないようにする方法、及び(5)物品に防汚塗料を適用する方法等が知られている。
 当該防汚塗料として、例えば、特許文献1では、
親水性材料(A)と塗料用疎水性ポリマー(B)と該塗料用疎水性ポリマー用の有機溶剤(C)と他の有機溶剤(D)とからなり、該他の有機溶剤(D)が該塗料用疎水性ポリマー用の有機溶剤(C)の沸点よりも5℃以上高い高沸点有機溶剤であり、さらに該親水性材料(A)/疎水性ポリマー(B)の割合が1/99~50/50(質量%比)である防汚塗料組成物
が提案されている。
 しかし、なお、新たな防汚塗料組成物の提供が求められている。
 一方、特許文献2には、特定の官能基を有する構成単位を有するフッ素含有共重合体が開示されている。
特開2006-083383号公報 国際公開第2013/115380号パンフレット
 本発明は、防汚塗料組成物等の提供を可能とする新たなフッ素含有共重合体の提供を目的とする。
 本発明者らは、鋭意検討の結果、式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、
a1は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基を表す。kは1、又は2を表す。
は、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは、有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
Qは、各出現において、それぞれ独立して、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位、又は置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位を表す。
は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する基、又は置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基、又は水素原子を表す。
は、-O-、-S-、-NH-、又は単結合を表す。
n1は、1以上の繰り返し数を表す。
置換基群Aは、ハロゲン原子、ビニルエーテル基、ビニルエステル基、水酸基、エポキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アジド基、リン酸含有基、カルボキシル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、及びテトラゾリル基、並びにこれらの前駆体基からなる。
但し、
a2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基であり、
が置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でない場合、少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である。]
で表されるフッ素含有共重合体が、優れた撥油及び撥水性と、汎用溶剤(フッ素非含有有機溶媒)への高い溶解性とを兼ね備えることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、次の態様を含む。
項1.
式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、
a1は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基を表す。
は、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
Qは、各出現において、それぞれ独立して、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位、又は置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位を表す。
は、(1)ペルフルオロポリエーテル基を含有する基、(2)置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基、(3)水素原子、又は(4)メチル基を表す。
は、-O-、-S-、-NH-、又は単結合を表す。
kは1、又は2を表す。
n1は、1以上の繰り返し数を表す。
置換基群Aは、ハロゲン原子、ビニルエーテル基、ビニルエステル基、水酸基、エポキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アジド基、リン酸含有基、カルボキシル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、及びテトラゾリル基、並びにこれらの前駆体基からなる。
但し、
a2、及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。
が置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でない場合、少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である。]
で表されるフッ素含有共重合体。
項2.
Qは、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式中、
b1は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又はアルキル基を表す。
b2は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基を表す。
b3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
は、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
但し、
b2が水素原子である場合、Xはフェニレンである。]
で表される構成単位である項1に記載のフッ素含有共重合体。
項3.
a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基におけるペルフルオロポリエーテル基の数平均分子量は、それぞれ約1000以上である項1又は2に記載のフッ素含有共重合体。
項4.
a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する基におけるペルフルオロポリエーテル基は、式:-(C2pO)
[式中、
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数である。
nは、繰り返し数を表す。]
で表される部分を有する項1~3のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項5.
a1は、
式:Xra-(C2pO)na-Yra-L-  (a1)
[式中、
raは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基を表す。)を表す。
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
naは、1~1000である繰り返し数を表す。
raは、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
は、リンカーを表す。]
で表される1価の基である
項4に記載のフッ素含有共重合体。
項6.
式(a1)中の式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる項5に記載のフッ素含有共重合体。
項7.
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
raは、-CF-CF-である
項6に記載のフッ素含有共重合体。
項8.
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
raは、-CF-である
項6に記載のフッ素含有共重合体。
項9.
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
raは、-CF(-CF)-である
項6に記載のフッ素含有共重合体。
項10.
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
raは、-CF(-CF)-である
項6に記載のフッ素含有共重合体。
項11.
は、-CH-O-CH-CH-である
項5~10のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項12.
は、-CH-である
項5~10のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項13.
a1は、
式:-L’-Yra’-O-(C2pO)na-Yra-L-  (a2)
[式中、
’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
naは、1~1000である繰り返し数を表す。]
で表される2価の基である
項4に記載のフッ素含有共重合体。
項14.
式(a2)中の式:(C2pO)naで表される部分は、それぞれ独立して、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる
項13に記載のフッ素含有共重合体。
項15.
ra’は、-CF-CF-であり、
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
raは、-CF-CF-である
項13に記載のフッ素含有共重合体。
項16.
ra’は、-CF-であり、
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
ra-CF-である
項13に記載のフッ素含有共重合体。
項17.
ra’は、-CF(-CF)-であり、
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
ra-CF(-CF)-である
項13に記載のフッ素含有共重合体。
項18.
ra’は、-CF(-CF)-であり、
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
ra-CF(-CF)-である項13に記載のフッ素含有共重合体。
項19.
a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する基におけるペルフルオロポリエーテル基は、
式:-L’-Yra’-(OCp’2p’na’-O-Rf-O-(C2pO)na-Yra-L-  (a2’)
[式中、
’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
na’、及びnaは、それぞれ独立して、1~1000である繰り返し数を表す。
Rfは、ペルフルオロアルキレン鎖を表す。]
で表される2価の基である
項4に記載のフッ素含有共重合体。
項20.
ra’は、-CF(-CF)-であり、
式:(OCp’2p’na’で表される部分は、-O-CF-CF(-CF)-からなり、
Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキレン鎖であり、
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-であり、かつ
raは、-CF(-CF)-である
項19に記載のフッ素含有共重合体。
項21.
’は、-CH-CH-O-CH-であり、かつ
は、-CH-O-CH-CH-である
項13~20のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項22.
’は、-CH-であり、かつ
は、-CH-である
項13~20のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項23.
は、置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でなく、かつ
少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である
項2~22のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項24.
Qにおける、置換基群Aより選択される官能基は、水酸基である項23に記載のフッ素含有共重合体。
項25.
前記置換基群Aより選択される官能基を有する有機基は、当該官能基がリンカーを介してXに結合する基であり、かつ
当該リンカーは、式:
-(CHR-、
-(CHR-O-、
-(CHR-O-(CHR-、又は
-(CHR-O-(CHR-O-
[当該各式中、
nは、各出現において、それぞれ独立して、1~40の整数である繰り返し数を表す。
は、各出現において、それぞれ独立して、水素、又はメチル基を表す。]
で表されるリンカー
である項23又は24に記載のフッ素含有共重合体。
項26.
は、水素原子である項23~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項27.
は、メチル基である項23~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項28.
は、置換基群Aより選択される官能基を有する有機基である項1~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項29.
は、水酸基を有する基である項28に記載のフッ素含有共重合体。
項30.
項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体、及び前記置換基群Aより選択される官能基との反応性を有する基を有する化合物を含有する組成物。
項31.
塗料用である項30に記載の組成物。
項32.
項31に記載の組成物から形成された塗膜を含有する物品。
項33.
表面改質用である、項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
項34.
表面改質用である項30に記載の組成物。
項35.
(1)項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体に由来する構成単位、及び
(2)前記置換基群Aより選択される官能基との反応性をそれぞれ有する基を有する化合物に由来する構成単位
を含有するポリマー。
項36.
項35に記載のポリマーを含有する物品。
 本発明のフッ素含有共重合体は、防汚塗料組成物等の提供を可能とする。
防汚性試験(油性インキのふき取り)のふき取り後のサンプルの写真である。
 1.用語
 本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本発明が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
 本明細書中、語句「含有する」は、語句「から本質的になる」、及び語句「からなる」を包含することを意図して用いられる。
 本明細書中、特に記載が無い限り、数値範囲は、その両端の数値が当該範囲に含まれることを意図して用いられる。
 本明細書中、「結合すること」は、共有結合すること、イオン結合すること、静電結合すること、及び吸着することを包含する。
 本明細書中、用語「反応性」(reactivity)は、「吸着性」(adsorptivity)を包含することを意図して用いられ得る。
 本明細書中、用語「反応性(の)」(reactive)は、「吸着性(の)」(adsorptive)を包含することを意図して用いられ得る。
 本明細書中、特に記載が無い限り、「ペルフルオロポリエーテル基」とは、1価、又は2価の「ペルフルオロポリエーテル基」である。当該「1価のペルフルオロポリエーテル基」は、1個以上の炭素-炭素結合にエーテル性酸素原子が挿入されたペルフルオロアルキル基を意味する。当該「2価のペルフルオロポリエーテル基」は、1個以上の炭素-炭素結合にエーテル性酸素原子が挿入されたペルフルオロアルキレン鎖を意味する。本明細書中、ペルフルオロポリエーテル基を、略号:PFPEで表す場合がある。
 本明細書中、特に記載が無い限り、「ペルフルオロアルキル基」としては、例えば、炭素数1~12(好ましくは1~6、より好ましくは1~3のペルフルオロアルキル基が挙げられる。
 当該「ペルフルオロアルキル基」は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは、直鎖状である。
 また、当該「ペルフルオロアルキル基」は、アルキル基の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基であってもよく、アルキル基の末端の1個の水素原子以外の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基であってもよいが、特に記載の無い限り、好ましくは、アルキル基の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基である。
 本明細書中、「ペルフルオロアルキレン鎖」は、アルキレン鎖の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基である。特に記載が無い限り、「ペルフルオロアルキレン鎖」としては、例えば、炭素数1~12(好ましくは1~6、より好ましくは1~3)のペルフルオロアルキレン鎖が挙げられる。
 当該「ペルフルオロアルキレン鎖」は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは、直鎖状である。
 本明細書中、特に記載が無い限り、「アルキル基」としては、例えば、炭素数1~12(好ましくは1~6、より好ましくは1~3、更に好ましくは1)のアルキル基(例、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基)が挙げられる。当該「アルキル基」は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは、直鎖状である。
 本明細書中、特に記載が無い限り、「アルキレン鎖」としては、例えば、炭素数1~12(好ましくは1~6;より好ましくは1、2、又は3)の、直鎖状、又は分枝鎖状のアルキレン鎖が挙げられる。
 本明細書中、特に記載が無い限り、「アルカノイル基」としては、例えば、炭素数2~13(好ましくは2~7、より好ましくは2~4、更に好ましくは2)のアルカノイル基が挙げられる。
 「アルカノイル基」は、一般式:RCO-(Rは、アルキル基を表す。)で表される基である。
 当該「アルカノイル基」は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは、直鎖状である。
 本明細書中、「有機基」は炭素を含有する基を意味する。
 本明細書中、次式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、A、及びBは、独立して構成単位を表す。
n、及びmは、独立して繰り返し数(又はモル%)を表す。]
のように表記されるポリマーの構成単位A、及び構成単位Bは、それぞれ、ブロックを形成していてもよく、又は互いにランダムに結合していてもよい。
 2.フッ素含有共重合体
 本発明のフッ素含有共重合体は、
式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
で表される化合物である。
 以下に、式(1)中の記号を説明する。
 式(1)中の記号であるRa1は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する、1価、又は2価の基を表す。kは1、又は2である。
 Ra1で表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する基」は、好ましくは、1価の「ペルフルオロポリエーテル基」が1個のリンカーを介して結合する1価の基、又は2価の「ペルフルオロポリエーテル基」がそれぞれ1個のリンカーを介して結合する2価の基である。
 当該「ペルフルオロポリエーテル基」の数平均分子量の下限は、高い撥油性及び撥水性を得る観点からは、好ましくは約500、より好ましくは約800、更に好ましくは約1000、より更に好ましくは約1500、特に好ましくは約2000である。
 ペルフルオロポリエーテル基の例は、鎖((α1-3β1-3)を有する基[ここで、当該鎖((α1-3β1-3)は、2個以上の構成単位(α1-3β1-3)が連結している鎖であり、及び当該構成単位(α1-3β1-3)は、炭素数1~2のオキシペルフルオロアルキレン基の少なくとも1種からなる基(α)の1~3個と、炭素数3~6のオキシペルフルオロアルキレン基の少なくとも1種からなる基(β)の1~3個とを有する構成単位である。]を包含する。
 前記構成単位(α1-3β1-3)中の基(α)及び基(β)の順は特に限定されない。例えば、基(α)が2個存在する場合、2個の基(α)は、直接結合していてもよく、少なくとも1個の基(β)を介して連結していてもよい。
 前記構成単位(α1-3β1-3)の一方の端部が基(α)であり、他方の端部が基(β)である場合、前記鎖((α1-3β1-3)においては、2個以上の構成単位(α1-3β1-3)が、当該構成単位間で基(α)と基(β)とが交互に配置されるように連結していること、言い換えると、隣接する2個以上の構成単位(α1-3β1-3)が頭-尾構造(ヘッド ツー テイル構造)を構成するように結合していることが好ましい。
 このペルフルオロポリエーテル基の好ましい態様は、具体的には、下式(A)で表される。
 Rf-O-[(RfO)x1(RfO)x2(RfO)x3(RfO)x4(RfO)x5(RfO)x6-β ・・・(A)
 ここで、式(A)中の記号は以下の通りである。
 nは、2以上の整数である。
 x1、及びx2は、それぞれ独立して0~3の整数であり;且つx1及びx2の合計は1~3の整数である。
 x3、x4、x5、及びx6は、それぞれ独立して0~3の整数であり:且つx3、x4、x5、及びx6の合計は、1~3の整数である。
 Rfは、炭素数1のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数2のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数3のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数4のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数5のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数6のペルフルオロアルキレン基である。
 Rfは、炭素数1~6のペルフルオロアルキル基、又はエーテル性酸素原子を有する炭素数2~6のペルフルオロアルキル基である。
 nは、1以上の整数である。nの上限は45が好ましい。nは、4~40が好ましく、5~35が特に好ましい。
 構成単位(αβ)において、基(α)及び基(β)の結合順序は限定されない。すなわち、基(α)及び基(β)がランダムに配置されてもよく、基(α)及び基(β)が交互に配置されてもよく、複数の同じ基からなるブロックの2以上が連結してもよい。
 単位(αβ)としては、下記:
(CFCFO-CFCFCFO)、
(CFCFO-CFCFCFCFO)、
(CFCFO-CFCFCFOCFCFCFO)、
(CFCFO-CFCF(CF)OCFCFCFO)、及び
(CFCFO-CFCFCFCFOCF(CF)CFO)
が例示される。
 当該「ペルフルオロポリエーテル基」の数平均分子量の上限は、汎用溶剤(フッ素非含有有機溶媒)への高い溶解性を得る観点からは、好ましくは約100,000、より好ましくは約50,000、更に好ましくは、約10,000である。
 「ペルフルオロポリエーテル基」は、好ましくは、
式:-(C2pO)na
[式中、
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数である。
naは、繰り返し数を表す。]
で表される部分を有する。
 式:C2pOで表される部分は、na回の繰り返しにおいて、それぞれ独立、言い換えると、同一又は異なっていてもよい。
 naで表される繰り返し数は、1~1000である。なお、naで表される繰り返し数は、フッ素含有共重合体における数平均値であり得る。
 Ra1で表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基」として好ましくは、後記の式(a1)で表される基である。
 式:Xra-(C2pO)na-Yra-L-  (a1)
[式中、
raは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基を表す。)を表す。
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
naは、1~1000である繰り返し数を表す。
raは、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
は、リンカーを表す。]
 以下に、前記式(a1)中の記号を説明する。
 Xraは、好ましくは、フッ素、又はCF-O-である。
 pは、各出現において、それぞれ独立して、好ましくは、2~3の整数である。
 式:(C2pO)naで表される部分は、好ましくは、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。
 naは、好ましくは1~500、より好ましくは5~150である。
 Yraは、好ましくは、式:
-(CFfa-CF(-Z)-(CFga
[式中、
fa、及びgaは、それぞれ独立して、0以上の整数である繰り返し数を表す。かつ、fa、及びgaの合計は0~5の整数である。
は、フッ素、又は-CFを表す。]
で表される基であり、より好ましくは、-CF-、-CF-CF-、又は-CF(-CF)-である。
 式:-(C2pO)na-で表される部分において好ましくは、
(1)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;
(2)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、かつ
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であるか;
(3)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;又は
(4)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、かつ
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数である。
 式:Xra-(C2pO)na-Yra-で表される部分は、好ましくは、
(1)Xraは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基)、好ましくは、フッ素であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-CF-であるか;
(2)Xraは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基)、好ましくは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-であるか;
(3)Xraは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基)、好ましくは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF(-CF)-であるか;又は
(4)Xraは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基)、好ましくは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-である。
 Lは、好ましくは、単結合、又は主鎖の原子数が1~6(より好ましくは1~5、2~5、1~4、又は2~4)であるリンカーである。
 Lは、具体的には例えば、
単結合、
-CH-、
-CH-O-、
-CH-O-CH-、
-O-CH-CH-、
-C(=O)-O-、
-C(=O)-NH-、
-CH-O-C(=O)-、又は
-CH-(O-CH-CHnk1-(nk1は1~10である。)
であることができる。
 本明細書中、特に意図的な記載の無い限り、このようなリンカーの方向は制限されず、当該リンカーの実際の化合物における方向は、記載方向と同方向、及び逆方向を包含する。
 なかでも、好ましくは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である。ここで、好ましくは、これらの部分構造の記載の左端の原子がペルフルオロポリエーテル基に結合する。
 Ra1で表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基」として特に好ましくは、
(1)式(a1)において、
   Xraは、フッ素であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(2)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(3)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF(-CF)-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(4)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(5)式(a1)において、
   Xraは、フッ素であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-である基;
(6)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-である基;
(7)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF(-CF)-であり、かつ
   Lは、-CH-である基;又は
(8)式(a1)において、
   Xraは、CF-O-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-である基
である。
 Ra1で表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する2価の基」として好ましくは、後記の式(a2)で表される基、又は式(a2’)で表される基である。
 式:-L’-Yra’-O-(C2pO)na-Yra-L-  (a2)
[式中、
’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
naは、1~1000である繰り返し数を表す。]
で表される基
 以下に、前記式(a2)中の記号を説明する。
 L’、及びLは、それぞれ独立して、好ましくは、単結合、又は、主鎖の原子数が1~6(より好ましくは1~5、2~5、1~4、又は2~4)であるリンカーである。
 ここで、L’は、具体的には例えば、
単結合、
-CH-、
-CH-CH-O-、
-O-C(=O)-、
-NH-C(=O)-、
-C(=O)-O-CH-、又は
-(O-CH-CHnk1-CH-(nk1は1~10である。)
であることができる。
 なかでも、好ましくは、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-である。
 ここで、好ましくは、これらの部分構造の記載の右端の原子がペルフルオロポリエーテル基に結合する。
 ここで、Lは、具体的には例えば、
単結合、
-CH-、
-O-CH-CH-、
-C(=O)-O-、
-C(=O)-NH-、-CH-O-C(=O)-、及び
-CH-(O-CH-CHnk1-(nk1は1~10である。)
が挙げられる。
 なかでも、好ましくは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である。
 ここで、好ましくは、これらの部分構造の記載の左端の原子がペルフルオロポリエーテル基に結合する。
 Yra’、及びYraは、それぞれ独立して、好ましくは、
式:-(CFfa-CF(-Z)-(CFga
[式中、
fa、及びgaは、それぞれ独立して、0以上の整数である繰り返し数を表す。かつ、fa、及びgaの合計は、0~5の整数である。
Zは、フッ素、又は-CFを表す。]
であり、より好ましくは、-CF-、-CF-CF-、又は-CF(-CF)-である。
 式:C2pOで表される部分は、na回の繰り返しにおいて、それぞれ独立、言い換えると、同一又は異なっていてもよい。
 pは、各出現において、それぞれ独立して、好ましくは、2~4の整数である。
 式:(C2pO)naで表される部分は、それぞれ独立して、好ましくは、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。
 naは、それぞれ独立して、好ましくは1~500、より好ましくは5~150である。
 式:-(C2pO)na-で表される部分において好ましくは、
(1)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;
(2)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、かつ
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であるか;
(3)式:(Cpa2paO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;又は
(4)式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、かつ
   naは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数である。
 式:-Yra’-O-(C2pO)na-Yra-で表される部分において好ましくは、
(1)Yra’は、-CF-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-CF-であるか;
(2)Yra’は、-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   naは、2~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-であるか;
(3)Yra’は、-CF(-CF)-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF(-CF)-であるか;又は
(4)Yra’は、-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、
   naは、2~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yraは、-CF-である。
 式:-L’-Yra’-(OCp’2p’na’-O-Rf-O-(C2pO)-Yra-L-  (a2’)
[式中、
’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
p’、及びpは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
na、及びna’は、1~1000である繰り返し数を表す。
Rfは、ペルフルオロアルキレン鎖を表す。]
 以下に、前記式(a2’)中の記号を説明する。
 L’、及びLは、それぞれ独立して、好ましくは、単結合、又は主鎖の原子数が1~6(より好ましくは1~5、2~5、1~4、又は2~4)であるリンカーである。
 L’で表される、
 このようなリンカーとしては、例えば、
-CH-、
-CH-CH-O-、
-O-C(=O)-、
-NH-C(=O)-、
-C(=O)-O-CH-、及び
-(O-CH-CHnk1-CH-(nk1は1~10である。)が挙げられる。
 なかでも、好ましくは、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-である。ここで、好ましくは、これらの部分構造の記載の右端の原子がペルフルオロポリエーテル基に結合する。
 Lは、具体的には例えば、
単結合、
-CH-、
-O-CH-CH-、
-C(=O)-O-、
-C(=O)-NH-、
-CH-O-C(=O)-、又は
-CH-(O-CH-CHnk1-(nk1は1~10である。)
であることができる。
 なかでも、好ましくは、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-である。ここで、好ましくは、これらの部分構造の記載の左端の原子がペルフルオロポリエーテル基に結合する。
 Yra’、及びYraは、それぞれ独立して、好ましくは、
式:-(CFfa-CF(-Z)-(CFga
[式中、
fa、及びgaは、それぞれ独立して、0以上の整数である繰り返し数を表す。かつ、fa、及びgaの合計は、0~5の整数である。
は、フッ素、又は-CFを表す。]
であり、より好ましくは、-CF-、-CF-CF-、又は-CF(-CF)-である。
 式:OCp’2p’で表される部分は、na’回の繰り返しにおいて、それぞれ独立、言い換えると、同一又は異なっていてもよい。
 p’は、各出現において、それぞれ独立して、好ましくは、2~4の整数である。
 式:(OCp’2p’na’で表される部分は、それぞれ独立して、好ましくは、-O-CF-CF-CF-、-O-CF-CF(-CF)-、-O-CF-、-O-CF-CF-、及び-O-CF(-CF)-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。
 na’は、それぞれ独立して、好ましくは1~500、より好ましくは5~150である。
 式:C2pOで表される部分は、na回の繰り返しにおいて、それぞれ独立、言い換えると、同一又は異なっていてもよい。
 pは、各出現において、それぞれ独立して、好ましくは、2~4の整数である。
 式:(C2pO)naで表される部分は、それぞれ独立して、好ましくは、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。
 naは、それぞれ独立して、好ましくは1~500、より好ましくは5~150である。
 Rfは、好ましくは、炭素数1~8のペルフルオロアルキレン鎖である。
 式:-Yra’-(OCp’2p’na’-O-Rf-O-(C2pO)na-Yra-で表される部分において好ましくは、
ra’は、-CF(-CF)-であり;
式:(OCp’2p’na’で表される部分は、-O-CF-CF(-CF)-からなり;
Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキレン鎖であり;
式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-であり;かつ
raは、-CF(-CF)-である。
 Ra1で表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する2価の基」として特に好ましくは、
(1)式(a2)において、
   L’は、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-であり、
   Yra’は、-CF-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である基;
(2)式(a2)において、
   L’は、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-であり、
   Yra’は、-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である基;
(3)式(a2)において、
   L’は、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-であり、
   Yra’は、-CF(-CF)-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF(-CF)-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である基;又は
(4)式(a2)において、
   L’は、-CH-CH-O-CH-、又は-CH-であり、
   Yra’は、-CF-であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である基;或いは
(5)式(a2’)において、
   L’は、-CH-CH-O-CH-であり、
   Yra’は、-CF(-CF)-であり、
   式:(OCp’2p’na’で表される部分は、-O-CF-CF(-CF)-からなり、
   na’は、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキレン鎖であり、
   式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   naは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yraは、-CF(-CF)-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-である基
である。
 式(1)中の記号であるXは、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
 本明細書中、フェニレン(-Ph-と略記する場合がある。)は、次式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
で表され、好ましくは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
である。
 Rで表される有機基としては、例えば、アルキル基が挙げられる。
 本明細書中、カルバゾリレンは、次式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
で表され、好ましくは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
である。ここで、当該構造式中の窒素原子が、式(1)中の炭素原子に結合する。
 Xは、好ましくは-O-、-Ph-、又はカルバゾリレンであり、より好ましくは-O-、又は-Ph-であり、更に好ましくは-O-である。
 式(1)中の記号であるRa2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
 Ra2は、好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1~3のアルキル基であり、特に好ましくはメチル基である。
 式(1)中の記号であるRa3は、水素原子又はアルキル基を表す。
 Ra3は、好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
 但し、Ra2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。
 式(1)中の記号であるQは、各出現において、それぞれ独立して、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位(以下、構成単位Qと称する場合がある。)、又は置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位(以下、構成単位Qと称する場合がある。)を表す。
 本明細書中、「置換基群Aより選択される官能基」を、官能基Aと称する場合がある。
 前記置換基群Aにおける前記前駆体基の例は、ビニル基、フタルイミド基、アルコキシカルボニル基、アセトキシ基、トリメチルシロキシ基、トリエチルシロキシ基、トリイソプロピルシロキシ基、t-ブチルジメチルシロキシ基、及びt-ブチルジフェニルシロキシ基を包含する。
 本明細書中、「置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位」は、好ましくは、本発明の目的に従って式(1)で表される化合物を適用する(又は接触させる)化合物に対して反応的な官能基を有さない構成単位である。
 n1は、Qで表される構成単位の繰り返し数であり、1以上の整数である。
 n1は、好ましくは1以上、2以上、3以上、4以上、又は5以上である。
 n1は、好ましくは200以下、150以下、又は100以下である。
 n1は、好ましくは1~200、2~200、3~150、又は4~100;より好ましくは5~100;及び更に好ましくは5~35である。
 式(1)中の式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
で表される部分は、構成単位Qのみから構成されていてもよく、構成単位Qのみから構成されていてもよく、又は構成単位Qと構成単位Qとから構成されていてもよい。
 但し、後記で説明するRが官能基Aを有する有機基でない場合は、前記部分が1個以上の構成単位Qを含まなければならない。言い換えると、この場合は、少なくとも1個のQは、官能基Aを有する構成単位Qである。
 当該部分が構成単位Qと構成単位Qとから構成されている場合、そのモル比は、好ましくは1:99~99:1の範囲内、より好ましくは5:95~95:5の範囲内、及び更に好ましくは10:90~90:10の範囲内である。
 官能基Aが水酸基である場合、本発明のフッ素含有共重合体のOH価(mgKOH/g)は、好ましくは1~300mgKOH/gの範囲内、より好ましくは5~250mgKOH/gの範囲内、及び更に好ましくは10~200mgKOH/gの範囲内である。
 構成単位Qと構成単位Qとは、それぞれがブロックを形成していてもよく、ランダムに結合していてもよい。
 構成単位Qの繰り返し数は、好ましくは2以上、3以上、又は4以上である。
 構成単位Qの繰り返し数は、好ましくは200以下、150以下、又は100以下である。
 構成単位Qの繰り返し数は、好ましくは2~200、3~150、又は4~100である。
 Qは、好ましくは、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
で表される構成単位である。
 Rb1は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又はアルキル基を表す。
 Rb1は、好ましくは水素原子である。
 Rb2は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又は官能基Aを有していてもよい有機基を表す。
 すなわち、Rb2は、n1回の出現において、それぞれ独立して、水素原子、官能基Aを有する有機基、又は官能基Aを有さない有機基である。
 本明細書中、「官能基Aを有さない有機基」は、好ましくは、式(1)で表される化合物を適用する化合物(又は式(1)で表される化合物と接触させる化合物)との反応性を有する官能基を有さない有機基である。
 以下、Rb2が官能基Aを有する有機基である、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
で表される構成単位を構成単位Bと略称する場合がある。
 一方、以下、Rb2が水素原子、又は官能基Aを有さない有機基である、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
で表される構成単位を、構成単位Mと略称する場合がある。
 Rb2で表される「官能基Aを有する有機基」は、好ましくは、官能基Aが、リンカーを介して、又は直接Xに結合する基である。
 当該「官能基Aを有する有機基」の例は、次の基を包含する。
 (i)1個以上(好ましくは1又は2個)のカルボキシ基で置換された炭化水素基を含有する基
 例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (ii)1個以上(好ましくは1個)のアミノ基を含有する基
 (iii)イミダゾリウム塩を含有する基
 例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 Rb2における官能基Aの好適な具体例は、本発明のフッ素含有共重合体が結合する対象である物質によって異なる。本明細書中、この「物質」を物質Bと称する場合がある。当業者が容易に理解する通り、物質Bは、物質B以外の物質と共存していてもよい。
 物質Bの例は、化合物、及び金属を包含する。
 本明細書中、本発明のフッ素含有共重合体が結合する対象である化合物を化合物Bと称する場合がある。
 本発明のフッ素含有共重合体が結合する対象である金属を金属Bと称する場合がある。
 化合物B、及び金属Bは、物質Bの一部、又は全部であることができる。
 物質Bは、好ましくは、例えば、官能基Aに反応的な官能基を有する化合物、或いは当該化合物を含有する物質である。
 官能基Aと物質Bとの組み合わせの好適な例は、以下の組み合わせを包含する。
 組み合わせ1
 官能基Aが、水酸基であり;且つ
物質Bが、
(1)水酸基、フェノキシ基、イソシアネート基、エポキシ基、アクリル基、カルボキシル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、アジリジニル基、オキセタニル基、カーボネート基、環状エステル基、環状アミド基、トシル基、メシル基、トリフラート基、及びリン酸含有基からなる群より選択される1種、若しくは2種以上の官能基を有する化合物、
(1)スルホン酸フッ化物、
(1)酸無水物
(1)酸ハライド、及び
(1)金属(例、銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ニッケル)、若しくはこれに対応する金属酸化物
からなる群より選択される1種、又は2種以上の化合物、或いは
これを含有する物質である
組み合わせ
 組み合わせ2
 官能基Aが、エポキシ基であり;且つ
物質Bが、
(1)水酸基、フェノキシ基、チオ基、アミノ基、カルボシリル基、カルボボリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アクリル基、カルボキシル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、アジリジニル基、オキセタニル基、カーボネート基、環状エステル基、環状アミド基、トシル基、メシル基、トリフラート基、及びリン酸含有基からなる群より選択される1種、若しくは2種以上の官能基を有する化合物、
(1)スルホン酸フッ化物、
(1)酸無水物、
(1)酸ハライド、又は
(1)メルドラム酸、若しくはその誘導体からなる群より選択される1種、又は2種以上の化合物、或いは
これを含有する物質である
組み合わせ
 組み合わせ3
 官能基Aが、アミノ基であり;且つ
物質Bが、
(1)イソシアネート基、エポキシ基、アクリル基、カルボキシル基、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、アジリジニル基、オキセタニル基、カーボネート基、環状エステル基、環状アミド基、トシル基、メシル基、トリフラート基、リン酸含有基、及びアミド基からなる群より選択される1種、若しくは2種以上の官能基を有する化合物、
(1)スルホン酸フッ化物、
(1)酸無水物、
(1)酸ハライド、及び
(1)金属(例、銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ニッケル)、若しくはこれに対応する金属酸化物
からなる群より選択される1種、又は2種以上の化合物、或いは
これを含有する物質である
組み合わせ
 組み合わせ4
 官能基Aが、水酸基、チオール基、アミノ基、リン酸含有基、カルボキシル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、及びテトラゾリル基、並びにこれらの誘導基(例、ベンゾトリアゾリル基)からなる群より選択される官能基であり;且つ
物質Bが、金属(例、銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ニッケル)、若しくはこれに対応する金属酸化物、或いは
これを含有する物質である
組み合わせ
組み合わせ5
 官能基Aが、アジド基であり;且つ
物質Bが、(1)アルキン化合物、及び(2)ホスフィン化合物からなる群より選択される1種、又は2種以上の化合物、或いは
これを含有する物質である
組み合わせ
 本明細書中、「リン酸含有基」の例は、
リン酸エステル基[-O-P(=O)(-OR)、-P(=O)(-OR)]、
リン酸基[-O-P(=O)(-OH)、-P(=O)(-OH)]、及び
リン酸クロリド基[-O-P(=O)(-Cl)、-P(=O)(-Cl)
(これらの式中、Rは、有機基を表す。)
を包含する。
 前記「リンカー」は、好ましくは、主鎖の原子数が1~16(より好ましくは2~12、更に好ましくは4~10)であるリンカーである。
 Rb2で表される、官能基Aを含有しない有機基は、後記の基Rがリンカーを介して、又は直接Xに結合する基である。
 Rb2における前記リンカー(すなわち、これを介して官能基A又は基RがXに結合できるものである、リンカー)は、好ましくは、
(a)
 -(CH-CH-O)
[当該式中、nは、2~10の整数を表す。];
(b)
-(CHR-O-、若しくは
-(CHR-O-(CHR-O-
[当該各式中、nは、各出現において、それぞれ独立して、1~40(好適な例:1~20、1~10、1~5)の整数である繰り返し数を表す。Rは、各出現において、それぞれ独立して、水素、又はメチル基を表す。];
(c)
-(CH-CH-O)-CO-NH-CH-CH-O-
[当該式中、nは、2~10の整数を表す。];
(d)
-(CHR-O-(CHR
[当該式中、nは、各出現において、それぞれ独立して、1~40(好適な例:1~20、1~10、1~5)の整数である繰り返し数を表す。Rは、各出現において、それぞれ独立して、水素、又はメチル基を表す。]
(具体例:-CH-CH-O-CH-CH-、-CH-CH-O-CH-);
(e)
-(CHR
[当該式中、nは1~6の整数を表す。Rは、水素、又はメチル基を表す。]
(具体例:-CH-CH-);
(f)
-(CHnk1-O-CONH-(CHnk2
[当該式中、nk1は1~8の整数、好ましくは、2、又は4を表す。nk2は1~6の整数、好ましくは3を表す。];又は
(g)
-O-(但し、Xは-O-ではない)
であることができる。
 本発明の好適な一態様においては、前記リンカーは、なかでも好ましくは、
当該リンカーは、式:
-(CHR-、
-(CHR-O-、
-(CHR-O-(CHR-、又は
-(CHR-O-(CHR-O-
[当該各式中、
nは、各出現において、それぞれ独立して、1~40の整数である繰り返し数を表す。
は、各出現において、それぞれ独立して、水素、又はメチル基を表す。]
で表されるリンカー
であることができる。
 Rは、好ましくは以下の基である。
 (i)アルキル基
 例:メチル、エチル
 (ii)フッ素で置換されたアルキル基を含有する鎖状基
 例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 (iii)単環式炭素環、二環式炭素環、三環式炭素環、及び四環式炭素環からなる群より選択される1個以上の環状部を含有する基
 例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 (iv)水素原子(但し、前記リンカー又はその一部と連結によって前記官能基A(例:水酸基)を構成するものを除く。)
 Rは、より好ましくは、水素原子、又はフッ素化されていてもよく、かつエチレン鎖を介して結合してもよいアルキル基であり、より好ましくは、水素原子、メトキシエチル基、イソブチル基、又はR-CF-(CFnk1-(CHnk2-O-(CH-(Rはフッ素原子又は水素原子であり、nk1は0~6の整数であり、及びnk2は1~6の整数である)であり、更に好ましくは、3-(ペルフルオロエチル)プロポキシエチル基[示性式:CF-(CF)-(CH-O-(CH-]である。
 Rb3は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又はアルキル基を表す。
 Rb3は、好ましくはメチル基又は水素原子であり、より好ましくは水素原子である
 Xは、-O-、-Ph-、-N(-R)-、又はカルバゾリレンを表す。ここでRは有機基を表す。
 但し、Rb2が水素原子である場合、Xは-Ph-である。
 Xは、好ましくは-O-、-Ph-、又はカルバゾリレンであり、より好ましくは-O-、又は-Ph-であり、更に好ましくは-O-である。
 Qの具体例としては、以下の構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
[当該式中、nは、1~6の数を表し、及びAは官能基Aを表す。]
で表される、水酸基を有する構成単位
 Qの好ましい例としては、以下の構成単位が挙げられる。
 (a)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
[式中、Rb2はアルキル基を表す。]
 (b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
[式中、nは1~6の整数を表す。
b2はアルキル基を表す。]
 Qの具体例としては、更に、以下の環状部を有する構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式(1)で用いられる記号であるRは、
(a)ペルフルオロポリエーテル基を含有する基、
(b)官能基Aを有していてもよい有機基、又は
(c)水素原子
を表す。
 本発明の一態様においては、Rは、1価のペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基である。
 当該態様では、本発明のフッ素含有共重合体が、両端にペルフルオロポリエーテル基を含有することにより、特に優れた撥水性が得られる。
 Rで表される「1価のペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基」としては、「1価のペルフルオロポリエーテル基」が1個のリンカーを介して結合する基が挙げられる。
 当該「1価のペルフルオロポリエーテル基」の数平均分子量の下限は、高い撥油性及び/又は撥水性を得る観点からは、好ましくは約500、約800、又は約1000;より好ましくは約1500;及び更に好ましくは約2000である。
 当該「1価のペルフルオロポリエーテル基」の数平均分子量の上限は、汎用溶剤(フッ素非含有有機溶媒)への高い溶解性を得る観点からは、好ましくは約100,000、より好ましくは約50,000、更に好ましくは、約10,000である。
 当該「1価のペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基」として好ましくは、後記の式(c1)で表される基である。
 式:Rc’-(C2qO)nc-Y-L-  (c1)
[式中、
c’は、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基を表す。)を表す。
qは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
ncは、1~1000である繰り返し数を表す。
は、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
は、リンカーを表す。]
で表される基である。
 以下に、前記式(c1)中の記号を説明する。
 Rc’は、好ましくは、フッ素、又はCF-O-である。
 式:C2qOで表される部分は、nc回の繰り返しにおいて、それぞれ独立、言い換えると、同一又は異なっていてもよい。
 qは、各出現において、それぞれ独立して、好ましくは、2~3の整数である。
 式:(C2qO)ncで表される部分は、好ましくは、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。
 ncは、好ましくは1~500、より好ましくは5~150である。
 Yは、好ましくは、
式:-(CFfc-CF(-Z)-(CFgc
[式中、
fc、及びgcは、それぞれ独立して、0以上の整数である繰り返し数を表す。かつ、fc、及びgcの合計は0~5の整数である。
は、フッ素、又は-CFを表す。]
で表される基であり、より好ましくは、-CF-、-CF-CF-、又は-CF(-CF)-である。
 式:-(C2qO)nc-で表される部分において好ましくは、
(1)式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;
(2)式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、かつ
   ncは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であるか;
(3)式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であるか;又は
(4)式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、かつ
   ncは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数である。
 式:Rc’-(C2qO)nc-Y-で表される部分において好ましくは、
(1)Rc’は、フッ素であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yは、-CF-CF-であるか;
(2)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   ncは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、かつ
   Yは、-CF-であるか;
(3)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、かつ
   Yは、-CF(-CF)-であるか;又は
(4)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、
   ncは、2~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、かつ
   Yは、-CF-である。
 Lは、好ましくは、主鎖の原子数が1~6(好ましくは1~5、より好ましくは1)であるリンカーが好ましい。
 当該リンカーは、好ましくは、-CH-O-CH-CH-、又は-CH-であり、より好ましくは、-CH-である。
 Rで表される「ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基」として特に好ましくは、式(c1)において、
(1)Rc’は、フッ素であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yは、-CF-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(2)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF-O-、及び-CF-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;
(3)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~100の繰り返し数であり、
   Yは、-CF(-CF)-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基;又は
(4)Rc’は、CF-O-であり、
   式:(C2qO)ncで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-及び-CF-O-からなり、
   ncは、1~1000、好ましくは5~150の繰り返し数であり、
   Yは、-CF-であり、かつ
   Lは、-CH-O-CH-CH-である基
である。
 本発明の別の一態様においては、Rは、好ましくは官能基Aを有していてもよい有機基である。
 Rが、官能基Aを有さない有機基である場合、その例はアルカノイル基、及びアルキル基を包含し、その好ましい例はアルキル基を包含し、その更に好ましい例はメチル基、及び水素原子を包含し、その特に好ましい例は水素原子を包含する。
 Rが、官能基Aを有する有機基である場合、これは、好ましくは、官能基Aがリンカーを介してXに結合する基であることができる。
 Rにおける官能基Aの好適な例は、前述のRb2において説明した、官能基Aと物質Bとの関係から理解される官能基Aの好適な例と同様である。
 前記「リンカー」は、好ましくは、主鎖の原子数が1~6であるリンカーである。
 式(1)で用いられる記号であるXは、-O-、-S-、-NH-、又は単結合を表す。好ましくは-O-、-NH-である。
 本発明のフッ素含有共重合体の好ましい一態様は、式(1)中、
b2は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又は官能基Aを有していてもよい有機基であり、
は、官能基Aを有さない有機基を表す。
但し、Rb2で表される基のうちの少なくとも1個は、官能基Aを有する有機基である
フッ素含有共重合体である。
 3.フッ素含有共重合体の製造方法
 本発明のフッ素含有共重合体は、次の工程:
(1)カチオン重合性単量体を、ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤、及びルイス酸の存在下で、カチオン重合させる工程(工程1)、及び
(2)カチオン重合反応停止剤を用いて、カチオン重合反応を停止させる工程(工程2)を有する方法で製造することができる。
 3.1.工程1
 3.1.1.ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤
 工程1で用いられる「ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤」(開始種)は、1価又は2価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤である。
 当該「1価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤」としては、例えば、
(a)式:
a1-X-C(-Ra2)(-Ra3)-O-CO-Ra4
[式中、
a1は、1価のペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基を表す。
は、-O-、-Ph-、-N(-R)-(Rは、有機基を表す。)を表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a4は、アルキル基、又はペルフルオロアルキル基を表す。
但し、Ra2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。]
で表される化合物、又は
(b)式:
a1-X-C(-Ra2)(-Ra3)-X
[式中、
a1は、1価のペルフルオロポリエーテル基を含有する1価の基を表す。
は、-O-、-Ph-、-N(-R)-(Rは、有機基を表す。)を表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a3は、水素原子、又はアルキル基を表し
但し、Ra2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基であり、
は、ハロゲン原子を表す。]
で表される化合物が挙げられる。
 前記「2価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤」としては、例えば、
(c)式:
a4-CO-O-C(-Ra2)(-Ra3)-X-Ra1-X-C(-Ra2)(-Ra3)-O-CO-Ra4
[式中、
a1は、2価のペルフルオロポリエーテル基を含有する2価の基を表す。
は、-O-、-Ph-、-N(-R)-(Rは、有機基を表す。)を表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。及び
a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
但し、Ra2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基であり、
a4は、アルキル基、又は1価のペルフルオロアルキル基を表す。]
で表される化合物、又は
(d)式:
-C(-Ra2)(-Ra3)-X-Ra1-X-C(-Ra2)(-Ra3)-X
[式中、
a1は、2価のペルフルオロポリエーテル基を含有する2価の基を表す。
は、-O-、-Ph-、-N(-R)-(Rは、有機基を表す。)を表す。
a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。及び
は、ハロゲン原子を表す。
但し、Ra2及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。]
で表される化合物が挙げられる。
 前記「1価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤」の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[これらの式中、PFPEは、1価のペルフルオロポリエーテル鎖
(好ましくは、F-(CF-CF-CF-O)-CF-CF-(nは繰り返し数を表す。))を表す。Xはハロゲン原子を表す。その他の記号は前記と同意義を表す。]
 前記「2価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤」の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
[これらの式中、
PFPEは、2価のペルフルオロポリエーテル基
(好ましくは、
(i)-CF(-CF)-(O-CF-CF(-CF))n’-O-CF-Rf-CF-O-(CF(-CF)-CFO-)-CF(-CF)-(Rfはペルフルオロアルキレン鎖を表す。n、及びn’はそれぞれ繰り返し数を表す。)、又は
(ii)-CFCFO-(CFCFCFO)-CFCF-(nは繰り返し数を表す。))
を表す。
その他の記号は前記と同意義を表す。]
 前記「ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤」は、好ましくは
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(これらの式中の記号は前記と同意義を表す。)
であり、さらに好ましくは
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(これらの式中の記号は前記と同意義を表す。)
である。
 前記「ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤」が1価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤である場合、当該化合物は、式:F-(CF-CF-CF-O)-CF-CF-CHO-CO-CH=CH(nは繰り返し数を表す。)で表される[3-ポリ(ペルフルオロプロピルオキシ)-2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ]エトキシビニルエーテルを有機カルボン酸(好ましくは酢酸、トリフルオロ酢酸、より好ましくはトリフルオロ酢酸)、又はハロゲン化水素と反応させることによって製造することができる。
 例えば、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
[式中、
PFPEは、F-(CF-CF-CF-O)-CF-CF-(nは繰り返し数である。)を表す。
は、アシルオキシ基(例、CFCOO)、又はハロゲン原子を表す。]
で表される化合物の製造方法であって、
式:PFPE-CH-O-CO-CH=CH(式中の記号は前記と同意義を表す。)で表される2-ポリ(ペルフルオロプロピルオキシ)メトキシエトキシビニルエーテル(ビニルエーテル化合物a)を、
式:Y-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物(好ましくは、CFCOOH)と反応させる工程
を含む製造方法によって、製造することができる。
 同様にして、
式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[式中、
PFPEは、F-(CF-CF-CF-O)-CF-CF-(nは繰り返し数を表す。)を表す。
は、アシルオキシ基、又はハロゲン原子を表す。]
で表される化合物は、
式:PFPE-CH-O-CH=CH(式中の記号は前記と同意義を表す。)で表される2-ポリ(ペルフルオロプロピルオキシ)メトキシビニルエーテルを、
式:Y-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物(好ましくは、CFCOOH)と反応させる工程
を含む製造方法によって、製造することができる。
 一方、前記「ペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤」が2価のペルフルオロポリエーテル基を含有するカチオン重合開始剤である場合、当該化合物は、式:CH=CH-O-CH-CH-O-CH-CF(-CF)-(O-CF-CF(-CF))-O-CF-Rf-CF-O-(CF(-CF)-CF-O-)n’-CF(-CF)-CHO-CO-CH=CH(式中、Rfはペルフルオロアルキレン鎖を表す。n、及びn’はそれぞれ繰り返し数を表す。)で表される化合物を、有機カルボン酸(好ましくは酢酸、トリフルオロ酢酸(CFCOOH)、より好ましくはトリフルオロ酢酸)、又はハロゲン化水素と反応させることによって製造することができる。
 例えば、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
[式中、
PFPEは、-CF(-CF)-(O-CF-CF(-CF))-O-CF-Rf-CF-O-(CF(-CF)-CF-O-)n’-CF(CF)-(Rfはペルフルオロアルキレン基を表す。n、及びn’は、それぞれ繰り返し数を表す。)を表す。
は、アシルオキシ基(例、CFCOO)、又はハロゲン原子を表す。]
で表される化合物の製造方法であって、
式:CH=CH-O-C-O-CH-PFPE-CH-O-C-O-CH=CH(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表されるビニル化合物(ビニルエーテル化合物b)を、
式:Y-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物(好ましくは、CFCOOH)と反応させる工程
を含む製造方法によって製造することができる。
 また、例えば、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
[式中、
PFPEは、-CFCF-O-(CF-CFCF-O)-CF-CF-(nは、繰り返し数を表す。)を表す。
は、アシルオキシ基、又はハロゲン原子を表す。]
で表される化合物の製造方法であって、
式:CH=CH-O-C-O-CH-PFPE-CH-O-C-O-CH=CH(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物を、
式:Y-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物(好ましくは、CFCOOH)と反応させる工程を含む
製造方法によって製造することができる。
 同様にして、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
[式中、
PFPEは、-CFCF-O-(CF-CFCF-O)-CF-CF-(nは、繰り返し数を表す。)を表す。
は、アシルオキシ基、又はハロゲン原子を表す。]
で表される化合物は、
式:CH=CH-O-CH-PFPE-CH-O-CH=CH(式中の記号は前記と同意義を表す。)で表される化合物を、
式:Y-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物(好ましくは、CFCOOH)と反応させる工程を含む
製造方法によって製造することができる。
 当該反応は、酸の存在下、反応に悪影響を及ぼさない溶媒中で行われることが好ましい。
このような酸としては、塩酸等の鉱酸が好ましい。酸の使用量は、ビニルエーテル化合物a又はビニルエーテル化合物b 1モルに対して、通常0.01~1000モルである。
 このような溶媒としては、HCFC-225等の含フッ素溶剤が好ましい。
 反応温度は、通常、-78~50℃、好ましくは-10~10℃である。
 反応時間は、通常、1分~60分間である。
 このようなカチオン重合開始剤は、本発明のフッ素含有共重合体を表す式(1)中における式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
[式中の記号は前記と同意義を表す。]
で表される部分に対応する。
 なお、Ra1が2価の基である場合、当該部分は、実際には
式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
で表される構造を有する。
 工程1の反応系におけるペルフルオロポリエーテル基含有カチオン重合開始剤の濃度は、0.1~1000mMが好ましく、1~100mMがより好ましい。
 3.1.2.カチオン重合性単量体
 工程1で用いられるカチオン重合性単量体は、構成単位Qに対応する単量体である。
 例えば、当該製造方法で製造するフッ素含有共重合体の中の、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
で表される部分(以下、当該部分を部分(b)と称する場合がある。)が、前記構成単位Bのみから構成されているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体として、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
[式中、Rb2は官能基Aを有する有機基であり、その他の式中の記号は、前記と同意義を表す。]
で表される化合物(以下、カチオン重合性単量体Bと称する場合がある。)を用いる。
 構成単位Qに対応する単量体の好ましい例としては、官能基Aが保護されている、以下の化合物が挙げられる。
 (i)イミド化又はアミド化によって保護された1個以上(好ましくは1個)のアミノ基を含有するビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 当該ビニルエーテル化合物を用いた場合、重合反応後に、所望により、保護されたアミノ基を脱保護することによって、本発明のフッ素含有共重合体にアミノ基を導入することができる。
 (ii)保護された1個以上(好ましくは1個)の水酸基を含有するビニルエーテル化合物。
  当該ビニルエーテル化合物の例(1):
式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
[当該式中、Alkは、炭素数1~6のアルキレン鎖を表し、nは、1~6の数である繰り返し数を表し、及びRは保護基を表す。]
で表される化合物。
 当該保護基としては、例えば、アセチル基等が挙げられる。
 当該ビニルエーテル化合物の例(1)の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 当該ビニルエーテル化合物を用いた場合、重合反応後に、所望により、保護された水酸基を脱保護することによって、本発明のフッ素含有共重合体に水酸基を導入することができる。
 (iii)式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
[式中、
nは、1~10の整数を表す。
は、保護された1個以上(好ましくは1又は2個)カルボキシル基で置換された炭化水素基を表す。]
で表されるビニルエーテル化合物等の、保護された1個以上(好ましくは1又は2個)カルボキシル基を有するビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 当該ビニルエーテル化合物を用いた場合、重合反応後に、所望により、アルコキシカルボニル基を加水分解することによって、本発明のフッ素含有共重合体にカルボキシ基を導入することができる。
 構成単位Qに対応する単量体の好ましい例としては、更に、官能基Aを有する以下の化合物が挙げられる。
 (i)イミダゾリウム塩を含有するビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 例えば、前記部分(b)が、前記構成単位Mのみから構成されているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体として、式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
[式中、Rb2は水素原子、又は官能基Aを有さない有機基であり、その他の記号は、前記と同意義を表す。]
で表される化合物(以下、カチオン重合性単量体Mと称する場合がある。)を用いる。
 前記部分(b)が、前記構成単位B、及び前記構成単位Mから構成されているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体B、及びカチオン重合性単量体Mを用いればよい。
 構成単位Qに対応する単量体の好ましい例としては、官能基Aを有さない、以下の化合物が挙げられる。
 (a)式:
CH=CH-O-R
[式中、
Rは、1価の有機基を表す。但し、当該1価の有機基は、官能基Aを有さない。]
で表される化合物。
 当該化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
 (i)式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
[式中、
nは、1~10の整数を表す。
は、アルキル基を表す。]
で表されるビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 (ii)式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
[式中、
nは、1~10の整数を表す。
は、1個以上のフッ素で置換されたアルキル基を表す。]
で表されるビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 (iii)単環式炭素環、二環式炭素環、三環式炭素環、及び四環式炭素環からなる群より選択される1個以上の環状部を含有するビニルエーテル化合物。
 当該ビニルエーテル化合物の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 (iv)式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
[式中、
Xは、水素、又はメチル基を表す。
環Aはベンゼン、又はナフタレンを表す。
Rは、水素、ハロゲン、又は1価の有機基を表す。但し、当該1価の有機基は、-OH基、-COOH基、及び-NH基のいずれも含有しない。]
で表されるアリールビニル誘導体。
 当該アリールビニル誘導体の具体例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057


 (v)その他の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 例えば、前記部分(b)が、構成単位B及びMから構成されているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体として、カチオン重合性単量体B及びカチオン重合性単量体Mを用いる。
 ここで、前記部分(b)において、構成単位B及びMが、それぞれ、ブロックを形成しているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体B及びMを逐次的にカチオン重合させる。
 具体的には、第1のカチオン重合性単量体(カチオン重合性単量体B又はM)のみを反応系に添加して重合反応を開始させ、その重合反応の完了後の反応液へ、第2のカチオン重合性単量体(カチオン重合性単量体M又はB)を添加すると、リビングカチオン重合の進行において、カチオンは、常に重合体の末端に存在するので、第2のカチオン重合性単量体の重合反応が進行する。
 一方、本発明のフッ素含有共重合体として、当該部分(b)において、構成単位B及びMが、ランダムに結合しているフッ素含有共重合体を合成する場合は、カチオン重合性単量体B及びMの両方を反応系に添加して重合反応を開始させる。
 このようなカチオン重合性単量体B及びMは、市販品によって、又は公知の方法で製造することによって入手できる。
 前記カチオン重合性単量体の使用量は、目的とするフッ素含有共重合体の構造によって適宜決定される。
 当該製造方法では、リビングカチオン重合を採用することにより、前記カチオン重合性単量体に由来する構成単位の繰り返し数を高度に正確に制御できる。
 3.1.3.ルイス酸
 工程1で用いられるルイス酸としては、例えば、後記の式(A1)で表される化合物、及び後記の式(A2)で表される化合物が挙げられる。
 AlY   (A1)
(式中、Y、Y、及びYは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。)
で表されるアルミニウム化合物。
 Y、Y、及びYで表される「ハロゲン原子」としては、例えば、塩素、臭素、及びヨウ素等が挙げられる。
、Y、及びYで表される「アルキル基」としては、例えば、炭素原子数1~10のアルキル基が挙げられる。
、Y、及びYで表される「アリール基」としては、例えば、炭素数6~10のアリール基が挙げられる。
、Y、及びYで表される「アルコキシ基」としては、例えば、炭素原子数1~10のアルコキシ基が挙げられる。
、Y、及びYで表される「アリールオキシ基」としては、例えば、炭素数6~10のアリールオキシ基が挙げられる。
 式(A1)で表されるアルミニウム化合物として具体的には、例えば、
ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムフルオライド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、ジイソプロピルアルミニウムクロライド、ジイソプロピルアルミニウムブロマイド、ジイソプロピルアルミニウムフルオライド、ジイソプロピルアルミニウムアイオダイド、ジメチルアルミニウムセスキクロライド、メチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジブロマイド、エチルアルミニウムジフルオライド、エチルアルミニウムジアイオダイド、イソブチルアルミニウムジクロライド、オクチルアルミニウムジクロライド、エトキシアルミニウムジクロライド、ビニルアルミニウムジクロライド、フェニルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムセスキブロマイド、アルミニウムトリクロライド、アルミニウムトリブロマイド、エチルアルミニウムエトキシクロライド、ブチルアルミニウムブトキシクロライド、エチルアルミニウムエトキシブロマイド等の有機ハロゲン化アルミニウム化合物、及び
ジエトキシエチルアルミニウム等のジアルコキシアルキルアルミニウム、ビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノキシ)メチルアルミニウム、ビス(2,4,6-トリ-t-ブチルフェノキシ)メチルアルミニウム等のビス(アルキル置換アリロキシ)アルキルアルミニウム等が挙げられる。これらのアルミニウム化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 MZ   (A2)
(式中、Mは4価のTi又はSnを表す。Z、Z、Z、及びZは、それぞれハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示す。)
でそれぞれ表される。四価チタニウム又は四価スズ化合物。
 Z、Z、Z、及びZでそれぞれ表される、「ハロゲン原子」、「アルキル基」、「アリール基」、「アルコキシ基」、及び「アリールオキシ基」としては、それぞれY、Y、及びYについて例示したものと同様のものが挙げられる。
 式(A2)で表される四価チタニウム化合物として具体的には、例えば、
四塩化チタン、四臭化チタン、及び四ヨウ化チタン等のハロゲン化チタン;
チタントリエトキシクロライド、及びチタントリn-ブトキシドクロライド等のハロゲン化チタンアルコキシド;並びに
チタンテトラエトキシド、及びチタンn-ブトキシド等のチタンアルコキシド等が挙げられる。
 式(A2)で表される四価スズ化合物として具体的には、例えば、
四塩化スズ、四臭化スズ、四ヨウ化スズ等のハロゲン化スズ等を挙げることができる。
 これらの四価チタン化合物及び四価スズ化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 さらに、前記ルイス酸としては、鉄(Fe)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ビスマス(Bi)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、又はアンチモン(Sb)のハロゲン化物;オニウム塩(例、アンモニウム塩、ホスホニウム塩);金属酸化物(例、Fe、Fe、In、Ga、ZnO、及びCo等)も挙げられる。
 前記ルイス酸の使用量は、カチオン重合性単量体/ルイス酸(モル比)が2~1000となる量が好ましく、10~1000となる量がより好ましい。
 3.1.4.生長種安定化剤
 また、工程1においては、リビングカチオン重合における生長種を安定化させる目的で、含酸素又は含窒素化合物を用いてもよい。
 ここで、生長種とは、伸長中の重合体の末端に存在する活性種(カチオン)を意味する。
 当該含酸素又は含窒素化合物としては、例えば、エステル、エーテル、ケトン、イミド、リン酸化合物、ピリジン誘導体、及びアミンが挙げられる。具体的には、エステルとしては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸フェニル、クロロ酢酸メチル、ジクロロ酢酸メチル、酪酸エチル、ステアリン酸エチル、安息香酸エチル、安息香酸フェニル、フタル酸ジエチル、及びイソフタル酸ジエチルが挙げられる。
 当該エーテルとしては、例えば、ジエチルエーテル、及びエチレングリコール等の鎖状エーテル;並びにジオキサン、及びテトラヒドロフラン等の環状エーテルが挙げられる。 前記ケトンとしては、例えば、アセトン、及びメチルエチルケトンが挙げられる。
 前記イミドとしては、例えば、エチルフタルイミドが挙げられる。
 前記リン酸化合物としては、例えば、トリエチルホスフェートが挙げられる。
 前記ピリジン誘導体としては、例えば、2,6-ジメチルピリジンが挙げられる。
 前記アミンとしては、例えば、トリブチルアミンが挙げられる。
 これらの化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記含酸素又は含窒素化合物の使用量は、ルイス酸1モルに対して、0.1~2000モルが好ましく、1~2000モルがより好ましい。
 当該反応は、バルクで行ってもよいが、好ましくは、溶媒を使用する。
 溶媒としては、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、及びシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、及びキシレン等の芳香族炭化水素;四塩化炭素、塩化メチレン、及びジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素;ジメチルエーテル等のエーテルが挙げられる。特に無極性溶媒が好ましい。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 溶媒の使用量は、通常、溶媒:ビニル化合物(容量比)=1:1~100:1であり、好ましくは5:1~30:1である。
 反応温度は、通常-80℃~150℃、好ましくは-78~80℃である。
 反応時間は、通常1分~1ヶ月間、好ましくは1分~100時間である。
 3.2.工程2
 3.2.1.カチオン重合反応停止剤
 工程2で用いられる「カチオン重合反応停止剤」は、式:R-X-H(式中の記号は前記と同意義を表す。)
で表される化合物であることができる。
 Rが水素原子である場合、カチオン重合反応停止剤の好適な一例は、水である。
 Rが水素原子である場合、カチオン重合反応停止剤の別の好適な一例は、LiBHである。
 Rがメチル基である場合、カチオン重合反応停止剤の好適な一例は、メタノールである。
 カチオン重合反応停止剤の使用量は、反応溶液内で、当該停止剤と重合体の反応末端が充分に接触することが可能となればよく、使用する量は厳密に規定されるものでは無い。
通常、反応溶媒量の0.01~10倍容量であり、好ましくは0.1~1倍容量である。
 3.3.その他の工程
 このようにして得られた、本発明のフッ素含有共重合体は、必要に応じて、慣用の方法により精製することができる。
 このような製造方法により製造された本発明のフッ素含有共重合体は、分子量の均一性が高く、例えば、分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が、約2.5~1.0の範囲内である。
 5.適用
 本発明のフッ素含有共重合体は、例えば、塗料、コーティング、レべリング剤、及び表面改質(例:撥水性付与、撥油性付与、防汚性付与、表面滑り性付与、及び摩擦耐久性付与)等の用途に使用できる。
 6.組成物
 本発明は、また、本発明のフッ素含有共重合体を含有する組成物も提供する。
 当該組成物の好適な一態様は、本発明のフッ素含有共重合体に加えて、前記官能基Aに対して反応性がある基を有する化合物を含有する。
 当該「前記官能基Aに対して反応性がある基」は、本明細書の前記の説明等から理解され得る。
 本発明は、また、本発明のフッ素含有共重合体、及び前記官能基Aとの反応性をそれぞれ有する基を有する化合物を含有する組成物も提供する。
 当該「官能基Aとの反応性を有する基を有する化合物」は、本明細書の前記の説明等から理解され得る。
 当該組成物は、その他の成分を含有してもよい。当該その他の成分の例は、本発明のフッ素含有共重合体以外の、前記官能基Aを有する化合物を包含する。
 当該組成物は、例えば、塗料、コーティング、及び表面改質(例:撥水性付与、撥油性付与、防汚性付与、表面滑り性付与、及び摩擦耐久性付与)等の用途に使用できる。
 本発明の組成物は、本発明のフッ素含有共重合体を含有する。
 本発明の組成物は、本発明のフッ素含有共重合体を主成分又は有効成分として含んでいればよい。
 ここで、「主成分」とは、組成物中の含量が50重量%を超える成分を意味する。
 「有効成分」とは、本発明の組成物の用途に関する効果を直接的、又は間接的に生じさせる成分を意味する。具体的には、例えば、「有効成分」とは、表面処理する基材上に残留して塗膜(表面処理層)を形成し、本発明の効果(撥水性、撥油性、防汚性、表面滑り性、摩擦耐久性など)を発現させ得る成分を意味する。
 本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体は、対象物(適用対象である物品)の表面に塗布されて、塗膜を形成することにより、当該表面に撥水性、撥油性、防汚性、表面滑り性、及び/又は摩擦耐久性等の性質を付与することができる。
 また、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体は、対象物の表面に塗布されて、塗膜を形成することにより、当該表面に撥水性を付与することができる。
 従って、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体は、撥水、撥油、防汚、及び/又は指紋付着防止の目的で、対象物の表面に適用され得る。
 本発明の組成物の組成は、これに所望される機能に応じて適宜決定できる。
 当該塗膜において、本発明のフッ素含有共重合体は、前記官能基Aとの反応性をそれぞれ有する基を有する化合物と結合していてもよい。
 すなわち、本発明は、
(1)本発明のフッ素含有共重合体に由来する構成単位、及び
(2)前記官能基Aとの反応性をそれぞれ有する基を有する化合物に由来する構成単位
を含有するポリマー
もまた提供する。
 更に、本発明は、当該ポリマーを含有する物品もまた提供する。
 また、本発明の組成物は、本発明のフッ素含有共重合体に加えて、含フッ素オイルとして理解され得るフルオロポリエーテル化合物、好ましくはペルフルオロポリエーテル化合物を含んでいてもよい(以下、本発明のフッ素含有共重合体と区別する趣旨で、「含フッ素オイル」と称する場合がある)。含フッ素オイルは、基材と反応性の部位(例えば、シリル基)を有さない。含フッ素オイルは、得られる塗膜の表面滑り性の向上に寄与する。
 当該組成物中、ペルフルオロポリエーテル基含有シラン化合物100質量部(2種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様)に対して、含フッ素オイルは、例えば0~300質量部、好ましくは50~200質量部で含まれ得る。
 かかる含フッ素オイルとしては、以下の式(2)で表される化合物(ペルフルオロポリエーテル化合物)が挙げられる。
21-(OC2rnd-O-R22・・・(2)
 式中、R21及びR22は、それぞれ独立して炭素数1~16のペルフルオロアルキル基を表し、好ましくは炭素数1~3のペルフルオロアルキル基である。
 rは、各出現において、それぞれ独立して1~3の整数である。
 式:-(OC2rnd-で表される部分は、OC、OC、及びOCFからなる群より選択される1種以上の構成単位からなる。すなわち、式:-(C2rO)nd-で表される部分は、式:-(OCa’-(OCb’-(OCFc’-で表される。
 ここで、a’、b’及びc’は、ポリマーの主骨格を構成するペルフルオロポリエーテルのそれぞれ繰り返し数を表し、互いに独立して0以上300以下の整数であって、a’、b’及びc’の和、すなわちndは少なくとも1、好ましくは1~100である。
 なお、本明細書中、繰り返し数を表す添字が付された隣接する複数の丸括弧内の繰り返し単位の存在順序は任意である。すなわち、これらの繰り返し単位の結合様式は、ランダムであっても、ブロックであってもよい。これら繰り返し単位のうち、-(OC)-は、-(OCFCFCF)-、-(OCF(CF)CF)-、及び-(OCFCF(CF))-のいずれであってもよく、好ましくは-(OCFCFCF)-である。-(OC)-は、-(OCFCF)-及び-(OCF(CF))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCFCF)-である。
 前記式(2)で表されるペルフルオロポリエーテル化合物の例として、以下の式(2a)、(2b)及び(2c)のいずれかで示される化合物が挙げられる。
21-(OCFCFCF)a’’-O-R22・・・(2a)
21-(OCFCFb’’-(OCFc’’-O-R22・・・(2b)
21-(OCF(CF)CFd’’-O-R22・・・(2c)
 これら式中、R21及びR22は前記の通りであり、a’’は1以上100以下の整数であり、b’’及びc’’はそれぞれ独立して1以上300以下の整数であり、d’’は1以上100以下の整数である。
 式(2a)で示される化合物及び式(2b)で示される化合物は、それぞれ単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。これらを組み合わせて用いる場合、式(2a)で表される化合物と、式(2b)で表される化合物とを、質量比1:1~1:30で使用することが好ましい。かかる質量比によれば、表面滑り性と摩擦耐久性のバランスに優れた塗膜を得ることができる。
 含フッ素オイルは、1000~30000の数平均分子量を有していてよい。これにより、本発明の組成物から形成される塗膜(当該塗膜は、本発明の組成物を適用された物品の表面処理層であることができる。)は高い表面滑り性を有することができる。代表的には、式(2a)で表される化合物の場合には、2000~6000の数平均分子量を有することが好ましく、式(2b)で表される化合物の場合には、8000~30000の数平均分子量を有することが好ましい。これら数平均分子量の範囲では、高い表面滑り性を有する塗膜を得ることができる。
 また、本発明の組成物は、本発明のフッ素含有共重合体に加えて、シリコーンオイルとして理解され得るシリコーン化合物(以下、「シリコーンオイル」と称する。)を含んでいてもよい。シリコーンオイルは、前記表面滑り性の向上に寄与する。
 本発明の組成物中、ペルフルオロポリエーテル基含有シラン化合物100質量部に対して、シリコーンオイルは、例えば0~300質量部、好ましくは50~200質量部で含まれ得る。
 かかるシリコーンオイルとしては、例えばシロキサン結合が2000以下の直鎖状又は環状のシリコーンオイルを用い得る。直鎖状のシリコーンオイルは、いわゆるストレートシリコーンオイル及び変性シリコーンオイルであってよい。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルが挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、ストレートシリコーンオイルを、アルキル、アラルキル、ポリエーテル、高級脂肪酸エステル、フルオロアルキル、アミノ、エポキシ、カルボキシル、アルコールなどにより変性したものが挙げられる。環状のシリコーンオイルは、例えば環状ジメチルシロキサンオイルなどが挙げられる。
 本発明の組成物による塗膜の形成は、本発明の組成物を溶媒に溶解させて得られた溶液を、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、フローコート法、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、又はディップコート法、蒸着法等の慣用の方法で、対象物の表面に塗布し、乾燥させ、及び必要に応じてUV照射することによって実施できる。
 塗膜の硬度が必要な場合や、硬化速度を向上させる場合、下地との密着性向上等の目的で単官能及び多官能(メタ)アクリレート単量体を適宜、加えてもよい。本発明のフッ素含有共重合体は単官能及び多官能(メタ)アクリレート単量体と高い相溶性を示すため、外観を損なうことなく、加えた単量体は架橋剤として機能し、硬化膜に適度な硬度と、基材密着性、硬化速度の向上をもたらす。
 本発明のフッ素含有共重合体は、フッ素含有有機溶媒のみならず、汎用溶剤であるフッ素非含有有機溶媒に対しても高い溶解性を示すので、フッ素含有有機溶媒又はフッ素非含有有機溶媒に溶解させて、対象である物品の表面に塗布することができる。
 このようなフッ素含有有機溶媒としては、例えば、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロオクタン、ペルフルオロジメチルシクロヘキサン、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロアルキルエタノール、ペルフルオロベンゼン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロアルキルアミン(フロリナート(商品名)等)、ペルフルオロアルキルエーテル、ペルフルオロブチルテトラヒドロフラン、ハイドロフルオロエーテル(ノベック(商品名)、HFE-7100等)、ペルフルオロアルキルブロミド、ペルフルオロアルキルヨージド、ペルフルオロポリエーテル(クライトックス(商品名)、デムナム(商品名)、フォンブリン(商品名)等)メタクリル酸2-(ペルフルオロアルキル)エチル、アクリル酸2-(ペルフルオロアルキル)エチル、ペルフルオロアルキルエチレン、フロン134a、及びヘキサフルオロプロペンオリゴマーが挙げられる。
 また、このようなフッ素非含有有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、二硫化炭素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ダイグライム、トリグライム、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、2-ブタノン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ブタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、エタノール、メタノール、トリエチルアミン、及びアニリンが挙げられる。
 なかでも、本発明のフッ素含有共重合体を溶解させる溶媒は、好ましくは、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ヘキサデカン、酢酸ブチル、アセトン、酢酸エチル、又は2-プロパノールである。
 これらの溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 本発明のフッ素含有共重合体は、汎用溶剤であるフッ素非含有有機溶媒に対しても高い溶解性を示す。
 これらの説明から理解される通り、本発明の組成物は、溶媒を含有し得る。
 本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体を適用する対象としての物品の材料(基材)としては、例えば、ガラス等の無機材料;ポリエチレン、及びポリスチレン等のポリオレフィン樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリアリレート、及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、並びにフェノール樹脂等の合成樹脂;鉄、アルミ、及び銅等の金属が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 なかでも、ガラス、又は非晶質の合成樹脂(例、アクリル樹脂)や耐熱性の高い環状ポリオレフィン樹脂(COP)やポリエステル樹脂(例、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂)、ポリカーボネート樹脂が好ましい。
 また、市販の塗料、又はコーティング剤、表面処理剤等に、本発明のフッ素含有共重合体を添加して使用することもできる。
 本発明のフッ素含有共重合体は高い相溶性を示すため、市販の塗料、又はコーティング剤、表面処理剤の物性を損なうことなく、表面に高い撥水性、防汚性を付与することが可能である。
 本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体から形成される塗膜は、撥水性、撥油性、防汚性、指紋付着防止性、及び耐久性に優れ、適用対象物に強固に結合することができ、かつ透明であるので、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体は、種々の物品(製品、デバイス、又は部品)に好適に用いることができる。
 本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体から形成された塗膜を含有する物品も又は本発明の範囲内である。
 以下に、このような本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体から形成された塗膜を有する物品についてより詳細に説明する。
 本発明の物品は、基材と、該基材の表面において本発明のフッ素含有共重合体又は撥油性及び/又は撥水性コーティング剤(以下、これらを代表して単に「撥油性及び/又は撥水性コーティング剤」と言う)から形成された層(表面処理層)とを含有する。
 このような物品は、例えば以下のようにして製造できる。
 例えば、製造すべき物品が光学部材である場合、その基材は、光学部材用材料、例えばガラス又は透明プラスチックなどであってよい。また、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体から表面処理層を形成させる表面領域には、コーティング層及び/又は反射防止層などの層が形成されていてよい。当該反射防止層には、単層反射防止層及び多層反射防止層のいずれを使用してもよい。反射防止層に使用可能な無機物の例としては、SiO、SiO、ZrO、TiO、TiO、Ti、Ti、Al、Ta、CeO、MgO、Y、SnO、MgF、WOなどが挙げられる。これらの無機物は、単独で、又はこれらの2種以上を組み合わせて(例えば混合物として)使用してよい。多層反射防止層の場合は、その最外層にはSiO及び/又はSiOを用いることが好ましい。製造すべき物品が、タッチパネル用の光学ガラス部品である場合、透明電極、例えば酸化インジウムスズ(ITO)や酸化インジウム亜鉛などを用いた薄膜を、基材(ガラス)の表面の一部に有していてもよい。また、基材は、その具体的仕様等に応じて、絶縁層、粘着層、保護層、装飾枠層(I-CON)、霧化膜層、ハードコーティング膜層、偏光フィルム、相位差フィルム、及び液晶表示モジュールなどを有していてもよい。
 基材の形状は特に限定されない。また、表面処理層を形成すべき基材の表面領域は、基材表面の少なくとも一部であればよく、製造すべき物品の用途及び具体的仕様等に応じて適宜決定され得る。
 かかる基材としては、その表面部分に、水酸基を元々有するものであってよい。かかる材料としては、ガラスが挙げられ、また、表面に自然酸化膜又は熱酸化膜が形成される金属(特に卑金属)、セラミックス、半導体等が挙げられる。あるいは、樹脂等のように、水酸基を有していても十分でない場合や、水酸基を元々有していない場合には、基材に適当な前処理を施すことにより、基材の表面に水酸基を導入したり、増加させたりすることができる。かかる前処理の例としては、プラズマ処理(例えばコロナ放電)や、イオンビーム照射が挙げられる。プラズマ処理は、基材表面に水酸基を導入又は増加させ得ると共に、基材表面を清浄化する(異物等を除去する)ためにも好適に利用され得る。また、かかる前処理の別の例としては、炭素炭素不飽和結合基を有する界面吸着剤をLB法(ラングミュア-ブロジェット法)や化学吸着法等によって、基材表面に予め単分子膜の形態で形成し、その後、酸素や窒素等を含む雰囲気下にて不飽和結合を開裂する方法が挙げられる。
 またあるいは、かかる基材としては、その表面部分に、別の反応性基(例、Si-H基、)を有するものであってもよい。その例としては、例えばSi-H基を1つ以上有するシリコーン化合物や、アルコキシシランを含む材料から形成された基材が挙げられる。
 次に、かかる基材の表面に、前記の本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体の塗膜を形成し、この塗膜を必要に応じて後処理して、表面処理層を形成する。
 本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体からの塗膜、又は皮膜の形成は、前記の本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体を基材の表面に対して、該表面を被覆するように適用することによって実施できる。被覆方法は、特に限定されない。例えば、湿潤被覆法及び乾燥被覆法を使用できる。
 湿潤被覆法の例としては、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング及びこれらの類似方法が挙げられる。
 乾燥被覆法の例としては、真空蒸着、スパッタリング、CVD及びこれらの類似方法が挙げられる。真空蒸着法の具体例としては、抵抗加熱、電子ビーム、高周波加熱、イオンビーム及び類似の方法が挙げられる。CVD方法の具体例としては、プラズマ-CVD、光学CVD、熱CVD及び類似の方法が挙げられる。
 更に、常圧プラズマ法による被覆も可能である。
 湿潤被覆法を使用する場合、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体は、溶媒で希釈されてから基材表面に適用され得る。本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体の安定性及び溶媒の揮発性の観点から、次の溶媒が好ましく使用される:炭素数5~12のペルフルオロ脂肪族炭化水素(例えば、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロメチルシクロヘキサン及びペルフルオロ-1,3-ジメチルシクロヘキサン);ポリフルオロ芳香族炭化水素(例えば、ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン);ポリフルオロ脂肪族炭化水素;ヒドロフルオロエーテル(HFE)(例えば、ペルフルオロプロピルメチルエーテル(COCH)、ペルフルオロブチルメチルエーテル(COCH)、ペルフルオロブチルエチルエーテル(COC)、ペルフルオロヘキシルメチルエーテル(CCF(OCH)C)などのアルキルペルフルオロアルキルエーテル(ペルフルオロアルキル基及びアルキル基は直鎖又は分枝状であってよい))など。これらの溶媒は、単独で、又は、2種以上の混合物として用いることができる。なかでも、ヒドロフルオロエーテルが好ましく、ペルフルオロブチルメチルエーテル(COCH)及び/又はペルフルオロブチルエチルエーテル(COC)が特に好ましい。
 前記のようにして、基材の表面に、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体の膜に由来する表面処理層が形成され、本発明の物品が製造される。これにより得られる表面処理層は、撥水性、撥油性、防汚性(例えば指紋等の汚れの付着を防止する)、表面滑り性(又は潤滑性、例えば指紋等の汚れの拭き取り性や、指に対する優れた触感)、摩擦耐久性などを有し得、機能性薄膜として好適に利用され得る。
 すなわち本発明はさらに、前記硬化物を最外層に有する光学材料にも関する。
 光学材料としては、後記に例示するようなディスプレイ等に関する光学材料のほか、多種多様な光学材料が好ましく挙げられる。
 例:陰極線管(CRT;例、TV、パソコンモニター)、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機薄膜ELドットマトリクスディスプレイ、背面投写型ディスプレイ、蛍光表示管(VFD)、電界放出ディスプレイ(FED;Field Emission Display)などのディスプレイ又はそれらのディスプレイの保護板、又はそれらの表面に反射防止膜処理を施したもの
 これによって得られる表面処理層を有する物品は、特に限定されるものではないが、光学部材であり得る。光学部材の例には、次のものが挙げられる:眼鏡などのレンズ;PDP、LCDなどのディスプレイの前面保護板、反射防止板、偏光板、アンチグレア板;携帯電話、携帯情報端末などの機器のタッチパネルシート;ブルーレイ(Blu-ray)ディスク、DVDディスク、CD-R、MOなどの光ディスクのディスク面;光ファイバーなど。
 表面処理層の厚さは、特に限定されない。光学部材の場合、表面処理層の厚さは、1~30nm、好ましくは1~15nmの範囲であることが、光学性能、表面滑り性、摩擦耐久性及び防汚性の点から好ましい。
 以上、本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体を使用して得られる物品について詳述した。なお、念のために述べるにすぎないが、本発明の本発明の組成物、又は本発明のフッ素含有共重合体の用途、使用方法ないし物品の製造方法などは、前記で例示したものに限定されない。
 以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
 以下、ポリマーの構造を表す化学式中で、各丸括弧の間の結合は、必ずしもブロック型を示すものではなく、その型の例は、ランダム、ブロック、及び交互、ならびにそれらの組合せを包含する。
 以下に、実施例で行った操作を説明する。
(I)塗液の調製
[塗液(1):防汚用添加剤不使用]
 (A)181 gの酢酸エチルに、ポリイソシアネート系硬化剤溶液[当該溶液は、デュラネートTPA-100(製品名、旭化成ケミカルズ社)を酢酸エチルで有効成分濃度が50%になるように希釈したものである] 28g、及び(B)硬化性含フッ素共重合体[ゼッフルGK570(製品名、ダイキン工業社)]の100gを、プラスチック容器内で混合し、手で振盪して塗液を調製した。
[塗液(2):防汚用添加剤不使用]
 (A)181gの酢酸エチルに、ポリイソシアネート系硬化剤溶液[当該溶液は、デュラネートTPA-100(商品名、旭化成ケミカルズ社)を酢酸エチルで固形分50%に希釈したものである] 28g、(B)硬化性含フッ素共重合体[ゼッフルGK570(製品名、ダイキン工業社)] 100g、及び(C)防汚用添加剤としての含ペルフルオロポリエーテル共重合体(GK570樹脂固形分に対して0.2wt%の量)をプラスチック容器内で混合し、手で振盪して均一な塗液を調製した。
(II)塗膜サンプルの作製
 隠蔽紙(日本テストパネル社)を使用し、表面に前記塗液をバーコーター(#20)で塗装し、その後80℃で3時間乾燥して、塗膜サンプルを作製した。
(III)防汚性試験(油性インキのふき取り)
 塗膜サンプル表面に油性インキ[マジックインキ(商品名、寺西化学工業社)(黒、青、及び赤)]を塗り、室温で、当該油性インキが乾燥するために十分な時間、放置した後、一定の同じ力で紙製ウエス[キムワイプ(商品名、日本製紙クレシア社)]でふき取り、その後、目視で外観を観察し、及び以下の評価基準で評価した。
 [評価]
不良:対照(比較例2)のふき取り後のインクの濃さと比較して、ふき取り後のインクの濃さが同程度である場合(違いがあると認識できない場合)
良:対照(比較例2)ふき取り後のインクの濃さと比較して、ふき取り後のインクの濃さが薄いことが明らかであるが、その濃さが対象の1/2を超える場合
優:対照(比較例2)ふき取り後のインクの濃さと比較して、ふき取り後のインクの濃さが1/2以下である場合
(IV)対水接触角、及び対ヘキサデカン接触角の測定
 接触角測定装置(協和界面科学社)を用いて、水 2μL、又はヘキサデカン 2μLの条件で、対水接触角、及び対ヘキサデカン接触角を、測定した。
(V)動摩擦係数測定
 表面性測定機FPT-F1(製品名、Labthink社)により、摩擦子として紙を用いて、ASTM D4917に準拠し、動摩擦係数を、測定した。
(VI)OH価 (mgKOH/g)
 OH価 (mgKOH/g)は、NMR測定結果から計算した。
(VII)フッ素含有率(F-cont.(%)) 
 フッ素含有率(F-cont.(%))は、NMR測定結果から計算した。
(VIII)分子量
 分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析により測定した。
 実施例では、次の材料を用いた。
フッ素系溶媒(HCFC-225) AK-225(製品名、旭硝子社)
 合成例1:開始剤(PFPE4000VETFA)の合成
  (1)PFPE4000VE
 ペルフルオロポリエーテル基を含有するアルコール[デムナムSA(商品名)(数平均分子量4000)(ダイキン工業社)]を用い、特許文献2に記載の方法に準拠して、2-[3-ポリ(ペルフルオロプロピルオキシ)-2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ]エトキシビニルエーテル(これを、PFPE4000VEと称する場合がある。)を合成した。
  (2)PFPE4000VETFA
 PFPE4000VEを用い、特許文献2に記載の方法に準拠して、PFPE4000VE基含有カチオン重合開始剤(これを、PFPE4000VETFAと称する場合がある。)を合成した。
 合成例2(PFPE4000-IBVE 52 /HEVE 16 -Hの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
  (1)水酸基保護ポリマー(PFPE4000-IBVE 52 /AcOVE 16 -H)の合成
 容器内へ、フッ素系溶媒 9.55mL, 1,4-ジオキサン 0.5mL, イソブチルビニルエーテル(IBVE) 1.30 mL、及び2-アセトキシエチルビニルエーテル(AcOVE) 0.65mLを入れて、モノマー溶液を調製した。
 容器中の前記モノマー溶液に、PFPE4000VETFAのフッ素系溶媒溶液(0.1M)の2.0mLを注入した。これにフッ素系溶媒で希釈済みのエチルアルミニウムセスキクロライド(Et1.5AlCl1.5)溶液1mL(0.2mmol)を添加して氷浴中で重合を開始した。3.5hr後、2M LiBH4のTHF溶液を加えて、反応を停止させた。触媒残渣を除去後、溶媒を溜去し、水酸基保護ポリマー(PFPE4000-IBVE52/AcOVE16-H)を得た。
1H NMR(ヘキサフルオロ‐m‐キシレン(mXHF)):δ 0.50-0.95(m),1.30-2.00(m), 2.85-3.20(m), 3.25-3.80(m), 3.90-4.10(m)
  (2)脱保護
 水酸基保護ポリマーの5wt% THF溶液にAcOVEユニットに対して約10当量のNaOHとなるように10N NaOH水溶液及び55当量のエタノールを加え撹拌した。4.5hr後、反応液を希塩酸で中和し、生じた塩と溶媒を除去して、標題のポリマーを得た。
1H NMR(ヘキサフルオロ‐m‐キシレン(mXHF)):δ 0.50-0.95(m),1.30-2.00(m), 2.85-3.20(m), 3.25-3.80(m) 
 前記(1)の水酸基保護ポリマーのNMRにおける3.90-4.10ppmのピークが消失した。
 比較例1(比較例1のポリマーPFPE4000-IBVE 66 -Hの合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 合成例2(1)と同様に、ただしAcOVEを用いず、IBVEの量を1.7mLに変更して標題のポリマーを合成した。
 1H NMR(ヘキサフルオロ-m-キシレン(mXHF)):δ 0.55-1.05(m),1.20-2.00(m), 2.80-3.70(m), 3.75-3.85(m) 
 当該ポリマーの数平均分子量は8800、重量平均分子量は13000、分子量分布は1.48、OH価は0mgKOH/g、及びフッ素含有量は25.7%であった。1.72gの当該ポリマー、及び15.5gのMIBKを、スクリュー管に入れて手で振盪した結果、沈降物無しで溶解した(溶液濃度=10wt%)。
 実施例1(実施例1のポリマー[(PFPE4000-EHVE 33 /DEGVE 4 -H]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
(当該構造式中、丸括弧に付した数字は、繰り返し数である。)
(1)水酸基保護ポリマー(PFPE4000-EHVE 33 /AcOEOVE 4 -H)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(当該構造式中、丸括弧に付した数字は、繰り返し数である。)
 容器内へ、フッ素系溶媒 9.68mL, 1,4-ジオキサン 1.0mL,2-エチルヘキシルビニルエーテル(EHVE) 1.15mL、及び2-(2-ビニロキシエトキシ)エチルアセテート(AcOEOVE)0.17mLを入れて、モノマー溶液を調製した。
 容器中の前記モノマー溶液に、PFPE4000VETFAのフッ素系溶媒溶液(0.1M)の2.0mLを注入した。これにフッ素系溶媒で希釈済みのエチルアルミニウムセスキクロライド(Et1.5AlCl1.5)溶液 1mL(0.2mmol)を添加して氷浴中で重合を開始した。45min後、2M LiBH4のTHF溶液を加えて、反応を停止させた。触媒残渣を除去後、溶媒を溜去し、水酸基保護ポリマー(PFPE4000-EHVE33/AcOEOVE4-H)を得た。
1H NMR(ヘキサフルオロ‐m‐キシレン(mXHF)):δ 0.55-0.90(m), 0.95-1.05(m), 1.05-1.85(m), 2.95-3.90(m), 3.95-4.05(m)
(2)脱保護
 合成例2(2)と同様の方法により脱保護を行い、標題のポリマーを得た。
上記ポリマーの数平均分子量は5700、重量平均分子量は7600、分子量分布は1.32、OH価は22.9mgKOH/g、フッ素含有量は28.2%であった。0.1gの当該ポリマー、及び4.9gのMEK/プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)=1/1(w/w)混合溶媒を、スクリュー管に入れて手で振盪した結果、沈降物無しで溶解した(溶液濃度=2wt%)。
1H NMR(ヘキサフルオロ‐m‐キシレン(mXHF)):δ 0.55-0.90(m), 0.95-1.05(m), 1.05-1.85(m), 2.95-3.90(m)
 前記(1)の水酸基保護ポリマーのNMRにおける3.95-4.05ppmのピークが消失した。
 合成例3(PFPE4000-AOEVE 22 の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 容器内へ溶媒のフッ素系溶媒 3.72mL, 1,4-ジオキサン 0.5mL, アリロキシエチルビニルエーテル(AOEVE) 0.28mLを注入した。
 容器中の前記モノマー溶液に、PFPE4000VETFAのフッ素系溶媒溶液(0.1M)の1mLを注入した。これにフッ素系溶媒で希釈済みのエチルアルミニウムセスキクロライド(Et1.5AlCl1.5)溶液 1.0mL(0.2mmol)を添加して0℃で重合を開始した。30分後メタノールを加えて反応を停止させた。
 触媒残渣を除去後、溶媒を溜去して減圧乾燥し、アリル基含有ポリマー(PFPE4000-AOEVE22)を得た。
1H NMR(ヘキサフルオロ‐m‐キシレン(mXHF)): δ 0.80-1.00(m), 1.30-1.85(m), 3.05-3.15(m), 3.15-3.95(m), 4.75-4.90(m), 4.95-5.10(m), 5.55-5.70(m)
 合成例4(PFPE4000-AOEVE 5 /VEMO 17 の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064

 容器内にPFPE4000-AOEVE22の10wt%ジクロロメタン溶液を2g調製し、73.6% mCPBA 0.175g を1.5mLのジクロロメタンに溶解させたものを氷浴中で滴下し、室温で42hr反応させた。反応液を亜硫酸ナトリウム、重曹水で洗浄し、有機層を分離してエポキシ基含有ポリマー(PFPE4000-AOEVE5-VEMO17)を得た。
1H NMR(CDCl3):δ 1.05-1.30(m), 1.35-2.20(m), 2.50-2.65(m), 2.70-2.80(m), 3.05-3.20(m), 3.25-4.00(m), 5.10-5.20(m), 5.25-5.40(m), 5.80-5.95(m)
 開始剤(PFPE2500VETFA)の合成
 (1)PFPE2500VE
 ペルフルオロポリエーテル基を含有するアルコール[デムナムSA(商品名)(数平均分子量2500)(ダイキン工業社)]を用い、特許文献2に記載の方法に準拠して、2-[3-ポリ(ペルフルオロプロピルオキシ)-2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ]エトキシビニルエーテル(これを、PFPE2500VEと称する場合がある。)を合成した。
 (2)PFPE2500VETFA
 PFPE2500VEを用い、特許文献2に記載の方法に準拠して、PFPE2500VE基含有カチオン重合開始剤(これを、PFPE2500VETFAと称する場合がある。)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 合成例5(PFPE2500-CEVE 18 の合成)
 容器内へ溶媒のフッ素系溶媒 4.0mL, 添加塩基の酢酸エチル 1.0mL, 2-クロロエチルビニルエーテルのフッ素系溶媒溶液(2M) 2.0mLを注入した。
 容器中の前記モノマー溶液に、PFPE2500VETFAのフッ素系溶媒溶液(0.1M)の2mLを注入した。これにフッ素系溶媒で希釈済みのエチルアルミニウムセスキクロライド(Et1.5AlCl1.5)溶液1.0mL(0.2mmol)を添加して30℃で重合を開始した。90分後、メタノールを加えて反応を停止させた。
 触媒残渣を除去後、溶媒を溜去して減圧乾燥し、ポリマー(PFPE2500-CEVE18)を得た。
1H NMR(AK-225):δ 0.95-1.05(m), 1.30-1.85(m), 3.15-3.20(m), 3.30-3.90(m)
 合成例6(PFPE2500-AzEVE 18 の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 容器内にPFPE2500-CEVE18を0.3955 g を入れ、4mLのDMFに溶解させた。別のフラスコにポリマー中のCEVEユニットに対して、アジ化ナトリウムを1.5当量、n-テトラブチルアンモニウム硫酸水素塩を0.1当量入れ、DMF 2mLに溶解させた。この溶液に先のポリマー溶液を滴下し、75℃のオイルバスにて17.25hr加熱した。反応液を水に注いでアジド含有ポリマー(PFPE2500-AzEVE18)を得た。
1H NMR(AK-225):δ 0.95-1.05(m), 1.35-1.85(m), 3.05-3.30(m), 3.30-3.90(m)
IR:(Neat)ν 2928, 2108, 1360, 1312, 1200, 1145, 1116, 1028, 1010, 714 cm-1
 合成例7(PFPE2500-AEVE 18 の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 容器内にPFPE2500-AzEVE18 0.1452gとポリマー中アジド基に対して2当量のトリフェニルホスフィンを入れ、THF 4.0 mLに溶解させた後、水 0.23mLを加えて4.5hr撹拌した。
 反応液をエバポレータで乾固し、THFで未反応のトリフェニルホスフィンと、副生物のトリフェニルホスフィンオキシドを溶解させてデカンテーションしてアミノ基含有ポリマー(PFPE2500-AEVE18)を得た。
1H NMR(AK-225):δ 0.95-1.05(m), 1.35-1.85(m), 2.55-2.75, 3.15-3.90(m)
IR:(Neat)ν 2934, 1360, 1314, 1200, 1145, 1116, 1028, 1010, 713 cm-1
 合成例8(PFPE2500-TEVE 18 の合成)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 容器内にPFPE2500-AzEVE18を0.1554gとり、DMF 3mLに溶解させた。別の容器内に臭化銅(I)をポリマー中アジド基に対し0.1当量とりDMF 3.1mLに溶解させ、プロパルギルアルコールをポリマー中アジド基に対し1.8当量加えて撹拌した。この液にPFPE2500-AzEVE18のDMF溶液を添加して反応を開始した。24hr室温で撹拌後、反応液をトルエン中に滴下し、未反応のアルコールをデカンテーションで除いた後ポリマーを減圧乾燥した。
1H NMR(DMSO-d6):δ 0.80-1.00(m), 1.15-1.80(m), 1.35-1.85(m), 2.80-4.00(m), 4.10-4.90(m), 5.05-5.60(m), 7.70-8.20(m)
 試験例:防汚性試験(油性インキのふき取り)
 防汚性試験(油性インキのふき取り)の結果を表1に示した。
 目視試験のインキふき取り後のサンプルの写真を図1に示した。図1中、各例において、インキの色は、上から、黒、青、及び赤である。
 これらから明かな通り、本発明のフッ素含有共重合体を使用した場合、防汚性が高かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000069
試験例:GK570への添加実験 接触角、滑り性 
 対水接触角、対ヘキサデカン(HD)接触角、及び動摩擦性の試験結果を表2に示した。
 これから明らかな通り、本発明のフッ素含有共重合体を使用した場合、撥水性、撥油性、及び滑り性が高かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000070
 本発明のフッ素含有共重合体は、防汚塗料組成物等のために好適に使用することができる。

Claims (36)

  1. 式(1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、
    a1は、ペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基を表す。
    は、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
    a2は、水素原子、又はアルキル基を表す。
    a3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
    Qは、各出現において、それぞれ独立して、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位、又は置換基群Aより選択される官能基を有さない構成単位を表す。
    は、(1)ペルフルオロポリエーテル基を含有する基、(2)置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基、(3)水素原子、又は(4)メチル基を表す。
    は、-O-、-S-、-NH-、又は単結合を表す。
    kは1、又は2を表す。
    n1は、1以上の繰り返し数を表す。
    置換基群Aは、ハロゲン原子、ビニルエーテル基、ビニルエステル基、水酸基、エポキシ基、チオール基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アジド基、リン酸含有基、カルボキシル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、及びテトラゾリル基、並びにこれらの前駆体基からなる。
    但し、
    a2、及びRa3の少なくとも一方はアルキル基である。
    が置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でない場合、少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である。]
    で表されるフッ素含有共重合体。
  2. Qは、式:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、
    b1は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又はアルキル基を表す。
    b2は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、又は置換基群Aより選択される官能基を有していてもよい有機基を表す。
    b3は、水素原子、又はアルキル基を表す。
    は、-O-、フェニレン、-N(-R)-(Rは有機基を表す。)、又はカルバゾリレンを表す。
    但し、
    b2が水素原子である場合、Xはフェニレンである。]
    で表される構成単位である請求項1に記載のフッ素含有共重合体。
  3. a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する1価、又は2価の基におけるペルフルオロポリエーテル基の数平均分子量は、それぞれ約1000以上である請求項1又は2に記載のフッ素含有共重合体。
  4. a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する基におけるペルフルオロポリエーテル基は、式:-(C2pO)
    [式中、
    pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数である。
    nは、繰り返し数を表す。]
    で表される部分を有する請求項1~3のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  5. a1は、
    式:Xra-(C2pO)na-Yra-L-  (a1)
    [式中、
    raは、フッ素、又はRf-O-(Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキル基を表す。)を表す。
    pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
    naは、1~1000である繰り返し数を表す。
    raは、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
    は、リンカーを表す。]
    で表される1価の基である
    請求項4に記載のフッ素含有共重合体。
  6. 式(a1)中の式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる請求項5に記載のフッ素含有共重合体。
  7. 式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
    raは、-CF-CF-である
    請求項6に記載のフッ素含有共重合体。
  8. 式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
    raは、-CF-である
    請求項6に記載のフッ素含有共重合体。
  9. 式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
    raは、-CF(-CF)-である
    請求項6に記載のフッ素含有共重合体。
  10. 式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
    raは、-CF(-CF)-である
    請求項6に記載のフッ素含有共重合体。
  11. は、-CH-O-CH-CH-である
    請求項5~10のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  12. は、-CH-である
    請求項5~10のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  13. a1は、
    式:-L’-Yra’-O-(C2pO)na-Yra-L-  (a2)
    [式中、
    ’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
    ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
    pは、各出現において、それぞれ独立して、1~6の整数を表す。
    naは、1~1000である繰り返し数を表す。]
    で表される2価の基である
    請求項4に記載のフッ素含有共重合体。
  14. 式(a2)中の式:(C2pO)naで表される部分は、それぞれ独立して、-CF-CF-CF-O-、-CF(-CF)-CF-O-、-CF-O-、-CF-CF-O-、及び-CF(-CF)-O-からなる群より選択される1種以上の構成単位からなる
    請求項13に記載のフッ素含有共重合体。
  15. ra’は、-CF-CF-であり、
    式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-CF-O-からなり、かつ
    raは、-CF-CF-である
    請求項13に記載のフッ素含有共重合体。
  16. ra’は、-CF-であり、
    式:(C2pO)naで表される部分は、-CF-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
    ra-CF-である
    請求項13に記載のフッ素含有共重合体。
  17. ra’は、-CF(-CF)-であり、
    式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-からなり、かつ
    ra-CF(-CF)-である
    請求項13に記載のフッ素含有共重合体。
  18. ra’は、-CF(-CF)-であり、
    式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-、及び-CF-O-からなり、かつ
    ra-CF(-CF)-である請求項13に記載のフッ素含有共重合体。
  19. a1で表されるペルフルオロポリエーテル基を含有する基におけるペルフルオロポリエーテル基は、
    式:-L’-Yra’-(OCp’2p’na’-O-Rf-O-(C2pO)na-Yra-L-  (a2’)
    [式中、
    ’、及びLは、それぞれ独立して、リンカーを表す。
    ra’、及びYraは、それぞれ独立して、炭素数1~6のペルフルオロアルキレン鎖を表す。
    na’、及びnaは、それぞれ独立して、1~1000である繰り返し数を表す。
    Rfは、ペルフルオロアルキレン鎖を表す。]
    で表される2価の基である
    請求項4に記載のフッ素含有共重合体。
  20. ra’は、-CF(-CF)-であり、
    式:(OCp’2p’na’で表される部分は、-O-CF-CF(-CF)-からなり、
    Rfは、炭素数1~8のペルフルオロアルキレン鎖であり、
    式:(C2pO)naで表される部分は、-CF(-CF)-CF-O-であり、かつ
    raは、-CF(-CF)-である
    請求項19に記載のフッ素含有共重合体。
  21. ’は、-CH-CH-O-CH-であり、かつ
    は、-CH-O-CH-CH-である
    請求項13~20のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  22. ’は、-CH-であり、かつ
    は、-CH-である
    請求項13~20のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  23. は、置換基群Aより選択される官能基を有する有機基でなく、かつ
    少なくとも1個のQは、置換基群Aより選択される官能基を有する構成単位である
    請求項2~22のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  24. Qにおける、置換基群Aより選択される官能基は、水酸基である請求項23に記載のフッ素含有共重合体。
  25. 前記置換基群Aより選択される官能基を有する有機基は、当該官能基がリンカーを介してXに結合する基であり、かつ
    当該リンカーは、式:
    -(CHR-、
    -(CHR-O-、
    -(CHR-O-(CHR-、又は
    -(CHR-O-(CHR-O-
    [当該各式中、
    nは、各出現において、それぞれ独立して、1~40の整数である繰り返し数を表す。
    は、各出現において、それぞれ独立して、水素、又はメチル基を表す。]
    で表されるリンカー
    である請求項23又は24に記載のフッ素含有共重合体。
  26. は、水素原子である請求項23~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  27. は、メチル基である請求項23~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  28. は、置換基群Aより選択される官能基を有する有機基である請求項1~25のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  29. は、水酸基を有する基である請求項28に記載のフッ素含有共重合体。
  30. 請求項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体、及び前記置換基群Aより選択される官能基との反応性を有する基を有する化合物を含有する組成物。
  31. 塗料用である請求項30に記載の組成物。
  32. 請求項31に記載の組成物から形成された塗膜を含有する物品。
  33. 表面改質用である、請求項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体。
  34. 表面改質用である請求項30に記載の組成物。
  35. (1)請求項1~29のいずれか1項に記載のフッ素含有共重合体に由来する構成単位、及び
    (2)前記置換基群Aより選択される官能基との反応性をそれぞれ有する基を有する化合物に由来する構成単位
    を含有するポリマー。
  36. 請求項35に記載のポリマーを含有する物品。
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