WO2018079525A1 - 機能性膜 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a functional membrane.
- Patent Document 1 as a method for producing an optical film having excellent antireflection properties and antifouling properties and scratch resistance, a plurality of projections and depressions provided with a pitch below the wavelength of visible light A method for producing an optical film having a structure on a surface, wherein the lower layer resin and the upper layer resin are laminated in the step (1) of applying a lower layer resin and an upper layer resin, and the applied lower layer resin and the upper layer resin are laminated.
- the present invention has a fine concavo-convex pattern structure in view of the above-mentioned present situation, the characteristics of a resin as a main material for imparting a function to a functional film are sufficiently exhibited, and excellent antifouling properties
- An object of the present invention is to provide a functional film having water repellency and oil repellency.
- the present invention is a functional film including a layer (A) containing a resin and a layer (B) containing a compound having a perfluoropolyether group, the layer (B) being opposite to the layer (A)
- the relational expression (1) is satisfied.
- Relational expression (1) D1 ⁇ 2 ⁇ X1 (In the formula, X1 represents the film thickness (nm) of the layer (B), and D1 represents the depth (nm) at which the fluorine atom concentration is 1 atom% or less.)
- the layer (B) is provided on the layer (A).
- the substrate (S) is preferably included, the layer (A) is provided on the substrate (S), and the layer (B) is preferably provided on the layer (A).
- the perfluoropolyether group is Formula :-( OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary) It is preferable that it is a polyether chain
- the compound contained in the layer (B) is a compound obtained by curing the compound (F) having a perfluoropolyether group and a curable site, a compound having a perfluoropolyether group and a hydrolyzable group ( G) and Formula: R 111 -PFPE-R 113 (Wherein PFPE is a perfluoropolyether group, R 111 and R 113 are independently F, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 16 carbon atoms, and a fluorinated group having 1 to 16 carbon atoms.
- the resin contained in the layer (A) is a resin obtained by curing a curable resin, a resin obtained by curing a curable monomer, and a polysiloxane structure formed using a silicon-containing compound. It is preferable that it is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of resin to contain.
- the functional film of the present invention has a fine concavo-convex pattern structure, sufficiently exhibits the characteristics of a resin as a main material for imparting a function to the functional film, and has excellent antifouling properties and repellent properties. Has water and oil repellency.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a laminate produced in Test Example 4.
- FIG. 6 is a spectrum of a functional film produced in Test Example 4.
- (A) is a 1s spectrum of carbon
- (b) is a graph showing the relationship between sputtering time and atomic concentration. Further, the time (minutes) in (a) represents the sputtering time.
- 7 is a spectrum of a functional film produced in Test Example 5.
- (A) is a 1s spectrum of carbon
- (b) is a graph showing the relationship between sputtering time and atomic concentration. Further, the time (minutes) in (a) represents the sputtering time.
- the functional film of the present invention is a film having various functions, for example, water repellency, oil repellency, antifouling properties, hydrophilicity, refractive index variation function, ultraviolet absorptivity, light stability, biological properties, flame retardancy. It is a film having properties, antistatic properties, antireflection properties and the like.
- the layer (B) contains a compound having a perfluoropolyether group, it has antifouling properties, water repellency and oil repellency.
- it since it has a fine concavo-convex pattern structure, it has antireflection properties.
- the functional film of the present invention includes a layer (A) and a layer (B), and has a fine concavo-convex pattern structure on the surface of the layer (B) opposite to the layer (A).
- fine preferably means nanometer size, and more preferably means that the pattern pitch is equal to or less than the wavelength of visible light.
- the wavelength of the visible light is about 780 nm.
- a pattern having a pattern pitch of 1000 to 1 nm is preferable, a pattern of 780 to 2 nm is more preferable, and a pattern of 500 to 2 nm is more preferable.
- the pattern pitch is a distance between the tops of adjacent convex portions. The pattern pitch can be measured by observation with an electron microscope.
- corrugated pattern is not specifically limited, It is preferable that it is a nanometer size, and it is more preferable that it is below the wavelength of visible light.
- the functional film can be used as an optical film.
- a pattern having a pattern depth of 3000 to 3 nm is preferable, and a pattern having a pattern depth of 1000 to 3 nm is more preferable.
- the pattern depth is a difference between the height of the top of the convex portion and the height of the bottom of the concave portion.
- the pattern depth can be measured by observation with an electron microscope.
- Relational expression (1) D1 ⁇ 2 ⁇ X1 (In the formula, X1 represents the film thickness (nm) of the layer (B), and D1 represents the depth (nm) at which the fluorine atom concentration is 1 atom% or less.)
- the functional film of the present invention since the desired effect of the present invention can be further obtained, it is preferable that 0.8 ⁇ X1 ⁇ D1 is further satisfied in the relational expression (1). That is, the functional film of the present invention preferably satisfies the relationship of 0.8 ⁇ X1 ⁇ D1 ⁇ 2 ⁇ X1.
- the functional film of the present invention is further obtained when the 1s spectrum of carbon is measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while etching from the layer (B) side using an argon gas cluster ion beam (Ar-GCIB). Satisfy relational expression (2).
- the peaks detected in the range of 290 to 300 eV include bonds contained in the perfluoropolyether group, such as —OC 4 F 8 O—, —OC 3 F 6 O—, —OC 2 F 4 O—, Peaks derived from CF 2 bonds and OCF 2 bonds contained in —OCF 2 O—, —OCF (CF 3 ) CF 2 O—, and the like are included. Therefore, the fact that no peak is detected within the range of the binding energy of 290 to 300 eV means that a compound having a perfluoropolyether group is not included at that depth.
- the functional film of the present invention since the desired effect of the present invention can be further obtained, it is preferable that 0.8 ⁇ X1 ⁇ D2 is further satisfied in the relational expression (2). That is, the functional film of the present invention preferably satisfies the relationship of 0.8 ⁇ X1 ⁇ D2 ⁇ 2 ⁇ X1.
- the functional film of the present invention satisfies the relational expression (1) and the relational expression (2), and preferably, the interface between the layer (A) and the layer (B) is clearly present. With this structure, the function inherent to the resin contained in the layer (A) is sufficiently exhibited. At the same time, since the compound having a perfluoropolyether group contained in the layer (B) is present at a high concentration near the surface of the fine concavo-convex pattern structure, it has excellent antifouling properties, water repellency and oil repellency.
- D1 and D2 can be measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) performed under the following conditions.
- XPS X-ray photoelectron spectroscopy
- the fluorine atom concentration can be determined by quantifying the fluorine atom.
- the fluorine atom concentration is a ratio of the amount of fluorine atoms when the total of quantitative values of all atoms measured by XPS is 100 atom%.
- the waveform analysis can be performed by a conventional method. For example, the obtained spectrum is curve-fitted and the peaks are separated.
- depth means the distance in the depth direction from the surface of the layer (B) of the functional film.
- a polystyrene layer whose film thickness is specified in advance by an atomic force microscope (AFM) is etched by Ar-GCIB, and an etching rate is obtained.
- the above-mentioned D1 and D2 can be determined by measuring the etching time when fluorine atoms are no longer observed and the etching time when a peak within the range of 290 to 300 eV is not detected, and converting each into a depth in terms of polystyrene. .
- the film thickness is measured by a spectroscopic ellipsometer, and the film thickness X1 (nm) of the layer (B) can be set based on the determined conditions.
- the functional film of the present invention is subjected to elemental analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while etching from a layer (B) side to a depth of 0.5 ⁇ X1 with an argon gas cluster ion beam (Ar-GCIB)
- XPS X-ray photoelectron spectroscopy
- Ar-GCIB argon gas cluster ion beam
- the fluorine atom concentration is preferably 75 to 30 atm%.
- the functional film of the present invention is obtained by etching the carbon 1s by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while etching from the layer (B) side to a depth of 0.5 ⁇ X1 with an argon gas cluster ion beam (Ar-GCIB).
- XPS X-ray photoelectron spectroscopy
- Ar-GCIB argon gas cluster ion beam
- the film thickness of the layer (B), that is, X1 is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, preferably 1 nm or more, and more preferably 5 nm or more.
- the layer (B) can be provided as thin as described above, and in this case, the fine uneven pattern structure is not easily damaged.
- the layer (B) preferably has a uniform film thickness because it can realize a clearer fine uneven pattern structure.
- the film thickness uniformity can be measured with a spectroscopic ellipsometer. For example, for any region, when the film thickness was measured by spectroscopic ellipsometer, the ratio between the maximum thickness (d max) and the minimum thickness (d min) (d max / d min) is 2.0 or less It is preferable that it is 1.5 or less.
- a film thickness of a layer (A) 20 micrometers or less are preferable, 10 micrometers or less are more preferable, 100 nm or more is preferable and 1000 nm or more is more preferable.
- the layer (A) can be provided as thick as described above. In this case, the function inherent to the resin contained in the layer (A) is further exhibited.
- the layer (B) is preferably provided on the layer (A).
- the layer (B) may be provided directly on the layer (A) or via another layer, but is preferably provided directly on the layer (A).
- the functional film of the present invention further includes a substrate (S).
- the thickness of the base material (S) is preferably 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and more preferably 40 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, from the viewpoint of ensuring transparency and workability.
- the layer (A) is provided on the substrate (S), and the layer (B) is provided on the layer (A). It is preferable.
- the layer (A) is provided directly on the substrate (S) or via another layer, and the layer (B) is directly or on the layer (A).
- the layer (A) is preferably provided directly on the substrate (S), and the layer (B) is preferably provided directly on the layer (A).
- FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the functional film of the present invention.
- the functional film 10 in FIG. 1 includes a base material 11, a layer 12 provided directly on the base material 11, and a layer 13 provided directly on the layer 12.
- the layer 12 contains the resin
- the layer 13 contains the compound having the perfluoropolyether group.
- the layer 12 and the layer 13 are partitioned by a clear interface. With this configuration, the characteristics of the material constituting each layer are sufficiently exhibited.
- the layer 13 is formed of a thin film having a substantially uniform film thickness, the layer 12 and the layer 13 have substantially the same fine unevenness pattern. That is, the functional film 10 in FIG. 1 has a fine uneven pattern structure on the surface of the layer 13 opposite to the layer 12.
- the layer 23 is a thick film with a non-uniform thickness, or a fine uneven pattern structure is not formed on the surface of the layer 23 opposite to the layer 22. In other words, even if the layer 22 has a fine concavo-convex pattern structure, the effect due to the structure is not sufficiently exhibited.
- the functional film 10 in FIG. 1 has a fine concavo-convex pattern structure on the surface of the layer 13 opposite to the layer 12, so that the effects of the fine concavo-convex pattern structure such as antireflection can be sufficiently obtained. .
- Examples of the material constituting the substrate (S) include silicon, synthetic resin, glass, metal, and ceramic.
- the synthetic resin examples include cellulose resins such as triacetyl cellulose (TAC), polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, and modified polyolefin.
- TAC triacetyl cellulose
- EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
- cyclic polyolefin cyclic polyolefin
- modified polyolefin modified polyolefin.
- Polyolefin polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylic-styrene copolymer (AS Resin), butadiene-styrene copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate Polyester such as PCT, polyether, polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal Polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluororesins, styrene, polyolefin
- the layer (B) contains a compound having a perfluoropolyether group.
- PFPE perfluoropolyether group
- Formula :-( OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary) in The represented polyether chain is preferred.
- m11 to m16 are each preferably an integer of 0 to 200, and more preferably an integer of 0 to 100. m11 to m16 are preferably an integer of 1 or more in total, more preferably an integer of 5 or more, and still more preferably an integer of 10 or more. m11 to m16 are preferably an integer of 200 or less in total, and more preferably an integer of 100 or less. m11 to m16 are preferably an integer of 10 to 200 in total, and more preferably an integer of 10 to 100.
- each repeating unit may be linear or branched, but is preferably linear.
- -(OC 6 F 12 )- is-(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF (CF 3 ) CF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF 2 CF (CF 3 ) CF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 ) — — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3 )) — or the like may be used, but — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) — is preferred.
- -(OC 3 F 6 )- is any of-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF (CF 3 ) CF 2 )-and-(OCF 2 CF (CF 3 ))- Preferably, it is — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —.
- — (OC 2 F 4 ) — may be any of — (OCF 2 CF 2 ) — and — (OCF (CF 3 )) —, preferably — (OCF 2 CF 2 ) —. is there.
- the polyether chain - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 F 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - ( wherein, the m13 and m14 , M is an integer from 0 to 30, and m15 and m16 are each an integer from 1 to 200.
- m13 to m16 are a total of 5 or more integers. It is a chain represented by m15 and m16 are each preferably an integer of 5 to 200, and more preferably an integer of 10 to 200. m13 to m16 are preferably integers of 10 or more in total.
- the polyether chain is preferably — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) m13 — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m14 — (OCF 2 CF 2 ) m15 — (OCF 2 ) m16 —.
- the polyether chain is — (OC 2 F 4 ) m15 — (OCF 2 ) m16 — (wherein m15 and m16 are each an integer of 1 to 200. Presence of each repeating unit The order may be arbitrary).
- m15 and m16 are each preferably an integer of 5 to 200, and more preferably an integer of 10 to 200.
- R m1 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , or from OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 A selected group or a combination of two or three groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- M17 is an integer of 2 or more, preferably an integer of 3 or more, more preferably an integer of 5 or more, an integer of 100 or less, and preferably an integer of 50 or less.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 may be either linear or branched, preferably linear.
- the polyether chain is preferably — (OC 2 F 4 —OC 3 F 6 ) m17 — or — (OC 2 F 4 —OC 4 F 8 ) m17 —.
- the ratio of m15 to m16 (hereinafter referred to as “m15 / m16 ratio”) is 0.1 to 10, preferably 0.2 to 5, and more preferably 0.2 to 2. More preferably, it is 0.2 to 1.5, and still more preferably 0.2 to 0.85.
- m15 / m16 ratio is 10 or less, the slipperiness, friction durability and chemical resistance (for example, durability against artificial sweat) of the surface treatment layer are further improved.
- the smaller the m15 / m16 ratio the more the slipperiness and friction durability of the surface treatment layer are improved.
- the m15 / m16 ratio is 0.1 or more, the stability of the compound can be further increased. The greater the m15 / m16 ratio, the better the stability of the compound.
- the polyether chain is Formula: — (OCF 2 CF 2 CX 11 2 ) n11 (OCF 2 CF (CF 3 )) n12 (OCF 2 CF 2 ) n13 (OCF 2 ) n14 (OC 4 F 8 ) n15 ⁇ (Wherein, n11, n12, n13, n14 and n15 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 11 is independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary) is represented by Chain and Formula:-(OC 2 F 4 -R 21 ) f- (Wherein R 21 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , and f is an integer of 2 to 100). It may be at least one selected chain.
- X 11 is preferably F.
- n11 to n15 are each preferably an integer of 0 to 200.
- n11 to n15 are preferably an integer of 2 or more in total, more preferably an integer of 5 to 300, still more preferably an integer of 10 to 200, and an integer of 10 to 100. Is particularly preferred.
- R 21 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , or a combination of 2 or 3 groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- OC 2 F is an integer of 2 to 100, preferably an integer of 2 to 50.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 may be either linear or branched, preferably linear.
- the formula: — (OC 2 F 4 —R 21 ) f — preferably represents the formula: — (OC 2 F 4 —OC 3 F 6 ) f — or the formula: — (OC 2 F 4 —OC 4 F 8 ) f ⁇ .
- the number average molecular weight of the polyether chain moiety is not particularly limited, but for example, 500 to 30,000, preferably 1,500 to 30,000, more preferably 2,000 to 10 , 000.
- the number average molecular weight is a value measured by 19 F-NMR.
- the polyether chain moiety has a number average molecular weight of 500 to 30,000, preferably 1,000 to 20,000, more preferably 2,000 to 15,000, and even more preferably 2,000 to 2,000. It can be 10,000, for example 3,000 to 6,000.
- the number average molecular weight of the polyether chain moiety can be 4,000 to 30,000, preferably 5,000 to 10,000, more preferably 6,000 to 10,000.
- Compound (H) It is preferably at least one selected from the group consisting of
- at least one selected from the group consisting of the compound (G) is more preferable, and a compound obtained by curing the compound (F) having a perfluoropolyether group and a curable site is more preferable.
- the compound (F) has a perfluoropolyether group and a curable site.
- part For example, an allyl group, a cinnamic acid group, a sorbic acid group, an acryloyl group, a methacryloyl group etc. are mentioned.
- Compound (F) is a carbon-carbon double compound which is a reaction product of component (A): a polyisocyanate that is a trimer of diisocyanate and component (B): a compound having active hydrogen and a perfluoropolyether group. Bond-containing compounds (perfluoropolyether compounds) are preferred.
- active hydrogen means a hydrogen atom that can be donated as a proton to an isocyanate group.
- Component (B) can have an active hydrogen-containing group.
- the “active hydrogen-containing group” refers to a group containing the active hydrogen, for example, —OH group, —C ( ⁇ O) H group, —SH group, —SO 3 H group, — SO 2 H group, —SOH group, —NH 2 group, —NH— group, —SiH group and the like can be mentioned.
- Component (A) is a polyisocyanate that can be obtained by trimerizing diisocyanate.
- the polyisocyanate which is a trimer of diisocyanate may exist as a polymer obtained by polymerizing these.
- the polyisocyanate which is a trimer of the diisocyanate of component (A) can preferably be an isocyanurate type polyisocyanate.
- the isocyanurate type polyisocyanate may exist as a polymer obtained by polymerizing these. That is, the isocyanurate type polyisocyanate may be a monocyclic compound having only one isocyanurate ring, or may be a polycyclic compound obtained by polymerizing this monocyclic compound. It may be a mixture. Examples of known isocyanurate-type polyisocyanates include “Sumijour (registered trademark) N3300” manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.
- the diisocyanate used to obtain the polyisocyanate which is a trimer of the diisocyanate of component (A) is not particularly limited, but is a diisocyanate in which an isocyanate group is bonded to an aliphatic group, such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene.
- these polyisocyanates may exist as polymers.
- these polyisocyanates may exist as a polymer having the following structure.
- Component (B) includes component (B1): a perfluoropolyether having active hydrogen, and component (B2): a group having a carbon-carbon double bond and a monomer having active hydrogen.
- Component (B1) is at least one compound represented by one of the following formulas (B1-i) and (B1-ii).
- Rf has 1 to 16 carbon atoms (for example, linear or branched) optionally substituted by one or more fluorine atoms
- An alkyl group preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms.
- Rf is preferably linear.
- the terminal carbon atom is preferably CF 2 H— and all other carbon atoms are fully substituted with fluorine atoms.
- PFPE is the above-mentioned perfluoropolyether group, and has the formula: — (OC 6 F 12 ) m11 — (OC 5 F 10 ) m12 — (OC 4 F 8 ) m13 — (OC 3 X 10 6 ) m14 — (OC 2 F 4 ) m15 — (OCF 2 ) m16 —.
- Z each independently represents a divalent organic group.
- Z is preferably R 1 .
- Each R 1 independently represents the following formula: -(Y) f- (CR 3 2 ) j- It is group represented by these.
- the “divalent organic group” means a divalent group containing carbon.
- the divalent organic group is not particularly limited, and examples thereof include a divalent group obtained by further removing one hydrogen atom from a hydrocarbon group.
- the hydrocarbon group means a group containing carbon and hydrogen.
- the hydrocarbon group is not particularly limited, but may be a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by one or more substituents, such as an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic carbon group. A hydrogen group etc. are mentioned.
- the aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, and may be either saturated or unsaturated.
- the hydrocarbon group may contain one or more ring structures.
- the hydrocarbon group may have one or more N, O, S, Si, amide, sulfonyl, siloxane, carbonyl, carbonyloxy and the like at the terminal or molecular chain.
- the substituent of the hydrocarbon group is not particularly limited, but for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with one or more halogen atoms, An alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an unsaturated cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a 5 to 10-membered heterocyclyl group, and a 5 to 10-membered group An unsaturated heterocyclyl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a 5- to 10-membered heteroaryl group, and the like.
- Y is preferably a divalent polar group.
- the divalent polar group is not particularly limited. For example, —COO—, —OCO—, —CONH—, —OCH 2 CH (OH) CH 2 —, —CH 2 CH (OH) CH 2 O—, —COS—, —SCO—, —O— and the like are mentioned, and —COO—, —CONH—, —CH 2 CH (OH) CH 2 O— or —O— is preferable.
- f is an integer of 0 to 50, preferably an integer of 0 to 20 (for example, an integer of 1 to 20).
- j is an integer of 0 to 100, preferably an integer of 0 to 40 (for example, an integer of 1 to 40).
- the sum of f and j is 1 or more.
- the order of presence of each repeating unit with f and j in parentheses is arbitrary in the above formula.
- R 1 represented by the above formula is preferably each independently a group represented by the following formula. - (Y) f - (CF 2) g - (CH 2) h -
- Y and f are as described above.
- g and h are each independently an integer of 0 to 50, preferably an integer of 0 to 20 (eg, an integer of 1 to 20).
- the sum of f, g and h is 1 or more, preferably 1 to 10.
- the order of existence of each repeating unit with parentheses attached with f, g, and h is arbitrary in the above formula.
- X is an active hydrogen-containing group.
- X is preferably each independently an —OH group, —C ( ⁇ O) H group, —SH group, —SO 3 H group, —SO 2 H group, —SOH group, —NH 2 group, — An NH— group or —SiH group, more preferably an —OH group or —NH 2 group, and still more preferably an —OH group.
- the component (B1) is preferably at least one compound represented by one of the following formulas (B1-i ′) and (B1-ii ′), more preferably the following formula (B1-i At least one compound represented by ').
- PFPE is preferably a group represented by the following formula (D1). Rf-PFPE-R—CH 2 OH (B1-i ′) HOCH 2 —R 1 —PFPE—R 1 —CH 2 OH (B1-ii ′)
- Rf, PFPE, and R 1 are as described above.
- the perfluoropolyether having active hydrogen of component (B1) has one active hydrogen-containing group (for example, a hydroxyl group) at one molecular end in addition to the perfluoropolyether group, Each compound has one active hydrogen-containing group hydroxyl group.
- the number average molecular weight of the perfluoropolyether having active hydrogen as the component (B1) is not particularly limited, but is preferably 500 to 12000, more preferably 1000 to 10,000, and further preferably 1500 to 8000.
- the number average molecular weight is measured by 19 F-NMR.
- the monomer having a carbon-carbon double bond and an active hydrogen of component (B2) has at least one (preferably one) active hydrogen-containing group (preferably a hydroxyl group) at the molecular end.
- the group having a carbon-carbon double bond and a monomer having active hydrogen as the component (B2) preferably have a group represented by the following formula as a group having a carbon-carbon double bond. —OC (O) —CR 2 ⁇ CH 2
- R 2 is a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, preferably a hydrogen atom or 1 to 3 carbon atoms.
- An alkyl group more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- a group in which R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, that is, —OC (O) —CH ⁇ CH 2 or —OC (O) —CCH 3 ⁇ CH 2 is collectively referred to as “(meth) Also referred to as “acrylate group”.
- R is a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom.
- I is an integer of 2 to 10).
- N is an integer of 1 to 30.
- poly (ethylene glycol) acrylate H (OCH (CH 3 ) CH 2 ) n OCO (R) C ⁇ CH 2
- R is a hydrogen atom, a chlorine atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted by a fluorine atom.
- N is an integer of 1 to 30.
- component (B) may consist of component (B1) and component (B2).
- the carbon-carbon double bond-containing compound contained in compound (F) may have a group derived from a different kind of component (B1) in one molecule of triisocyanate. Further, one molecule of triisocyanate may have a group derived from a component (B2) of a different type (for example, having a different number of carbon-carbon double bonds).
- Compound (F) may contain one or more carbon-carbon double bond-containing compounds.
- the compound (F) includes a component (A), a compound obtained by reacting the compound B1 as the component (B1) and the compound B2 as the component (B2), and the component (A) and the component (B1). It may be a mixture of a compound obtained by reacting compound B1 ′ as a compound and compound B2 ′ as a component (B2). These compounds may be synthesized simultaneously, synthesized separately and then mixed.
- Known compounds (F) include, for example, “OPTOOL (registered trademark) DAC” and “OPTOOL DAC-HP” manufactured by Daikin Industries, Ltd., “KY-1203” and “KNS5300” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
- the compound (G) has a perfluoropolyether group and a hydrolyzable group.
- hydrolyzable group as used herein means a group capable of leaving from the main skeleton of a compound by a hydrolysis reaction.
- hydrolyzable group examples include —OR, —OCOR, —O—N ⁇ CR 2 , —NR 2 , —NHR, halogen (in these formulas, R is a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 4 carbon atoms). And the like, and —OR (that is, an alkoxy group) is preferable.
- R examples include unsubstituted alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group; substituted alkyl groups such as chloromethyl group.
- an alkyl group, particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- Compound (G) has the following formula: -SiR 1 n1 R 2 3-n1 Wherein R 1 represents a hydrolyzable group; R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms; n1 is an integer of 1 to 3. ) It preferably has a group represented by:
- Compound (G) has the following formulas (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), (D1) and (D2):
- PFPE has the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence
- R 1 represents, independently at each occurrence, a hydrolyzable group
- R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence
- R 11 independently represents a hydrogen atom or a halogen atom at each occurrence
- R 12 independently represents
- perfluoropolyether group-containing silane compounds represented by the above formulas (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), (D1) and (D2) will be described below. .
- PFPE represents — (OC 6 F 12 ) m11 — (OC 5 F 10 ) m12 — (OC 4 F 8 ) m13 — (OC 3 X 10 6 ) m14 — (OC 2 F 4 ) m15 — ( OCF 2 ) m16 ⁇
- X 10, F is preferred.
- m11 to m16 are each preferably an integer of 0 to 200, and more preferably an integer of 0 to 100.
- m11 to m16 are preferably an integer of 1 or more in total, more preferably an integer of 5 or more, and still more preferably an integer of 10 or more.
- m11 to m16 are preferably an integer of 200 or less in total, and more preferably an integer of 100 or less. m11 to m16 are preferably an integer of 10 to 200 in total, and more preferably an integer of 10 to 100. Each repeating unit may be linear or branched, but is preferably linear.
- -(OC 6 F 12 )- is-(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF (CF 3 ) CF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF 2 CF (CF 3 ) CF 2 CF 2 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 ) —, — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3 ) — or the like may be used, but — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) — is preferred.
- -(OC 3 F 6 )- is any of-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-,-(OCF (CF 3 ) CF 2 )-and-(OCF 2 CF (CF 3 ))- Preferably, it is — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) —.
- — (OC 2 F 4 ) — may be any of — (OCF 2 CF 2 ) — and — (OCF (CF 3 )) —, preferably — (OCF 2 CF 2 ) —. is there.
- the polyether chain is a chain represented by — (OC 3 F 6 ) m14 — (wherein m14 is an integer of 1 to 200).
- the polyether chain is preferably a chain represented by — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m14 — (where m14 is an integer of 1 to 200) or — (OCF (CF 3 ) CF 2 ).
- m14 ⁇ (wherein m14 is an integer of 1 to 200), more preferably — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m14 — (wherein m14 is an integer of 1 to 200)
- It is a chain represented by m14 is preferably an integer of 5 to 200, more preferably an integer of 10 to 200.
- the polyether chain - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 F 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - ( wherein, the m13 and m14 , M is an integer from 0 to 30, and m15 and m16 are each an integer from 1 to 200.
- m13 to m16 are a total of 5 or more integers. It is a chain represented by m15 and m16 are each preferably an integer of 5 to 200, and more preferably an integer of 10 to 200. m13 to m16 are preferably integers of 10 or more in total.
- the polyether chain is preferably — (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) m13 — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m14 — (OCF 2 CF 2 ) m15 — (OCF 2 ) m16 —.
- the polyether chain is — (OC 2 F 4 ) m15 — (OCF 2 ) m16 — (wherein m15 and m16 are each an integer of 1 to 200. Presence of each repeating unit The order may be arbitrary).
- m15 and m16 are each preferably an integer of 5 to 200, and more preferably an integer of 10 to 200.
- the polyether chain is a group represented by — (R m1 —R m2 ) m17 —.
- R m1 is OCF 2 or OC 2 F 4 , preferably OC 2 F 4 .
- R m2 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 , or is independently selected from these groups Is a combination of 2 or 3 groups.
- R m1 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , or from OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 A selected group or a combination of two or three groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- M17 is an integer of 2 or more, preferably an integer of 3 or more, more preferably an integer of 5 or more, an integer of 100 or less, and preferably an integer of 50 or less.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 may be either linear or branched, preferably linear.
- the polyether chain is preferably — (OC 2 F 4 —OC 3 F 6 ) m17 — or — (OC 2 F 4 —OC 4 F 8 ) m17 —.
- Rf represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms.
- alkyl group having 1 to 16 carbon atoms in the alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms may be linear or branched. Preferably, it is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- Rf is preferably an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms substituted by one or more fluorine atoms, more preferably a CF 2 H—C 1-15 fluoroalkylene group, and still more preferably Is a perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms.
- the perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms may be linear or branched, and preferably has 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms. 3 perfluoroalkyl group, more preferably a linear perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, specifically —CF 3 , —CF 2 CF 3 , or —CF 2 CF 2 CF 3 . .
- R 1 is independently at each occurrence, represents a hydrolyzable group.
- each R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- hydrolyzable group as used herein means a group capable of leaving from the main skeleton of a compound by a hydrolysis reaction.
- hydrolyzable group examples include —OR, —OCOR, —O—N ⁇ CR 2 , —NR 2 , —NHR, halogen (in these formulas, R is a substituted or unsubstituted carbon atom having 1 to 4 carbon atoms). And the like, and —OR (that is, an alkoxy group) is preferable.
- R examples include unsubstituted alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group; substituted alkyl groups such as chloromethyl group.
- an alkyl group, particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- R 11 independently represents a hydrogen atom or a halogen atom at each occurrence.
- the halogen atom is preferably an iodine atom, a chlorine atom or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
- R 12 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
- n1 is an integer of 0 to 3, preferably 1 to 3, more preferably 3, independently for each (-SiR 1 n1 R 2 3-n1 ) unit. However, in the formula, all n1 are not 0 at the same time. In other words, at least one R 1 is present in the formula.
- each X 1 independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group.
- the X 1 is a perfluoropolyether part (ie, Rf-PFPE part or -PFPE-part) mainly providing water repellency and surface slipperiness in the compounds represented by the formulas (A1) and (A2).
- a silane moiety that is, a group parenthesized with ⁇ that provides the binding ability to the base material. Therefore, X 1 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (A1) and (A2) can exist stably.
- ⁇ is an integer of 1 to 9
- ⁇ ′ is an integer of 1 to 9.
- These ⁇ and ⁇ ′ can vary depending on the valence of X 1 .
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is the same as the valence of X 1 .
- X 1 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is 10, for example, ⁇ is 9 and ⁇ ′ is 1, ⁇ is 5 and ⁇ ′ is 5, or ⁇ is 1 and ⁇ 'Can be nine.
- ⁇ and ⁇ ′ are 1.
- alpha is a value obtained by subtracting 1 from the valence of X 1.
- X 1 is preferably 2 to 7 valent, more preferably 2 to 4 valent, and still more preferably a divalent organic group.
- X 1 is a divalent to tetravalent organic group
- ⁇ is 1 to 3
- ⁇ ′ is 1.
- X 1 is a divalent organic group
- ⁇ is 1
- ⁇ ′ is 1.
- the formulas (A1) and (A2) are represented by the following formulas (A1 ′) and (A2 ′).
- Examples of X 1 are not particularly limited, but for example, the following formula: -(R 31 ) p ' -(X a ) q'- [Where: R 31 represents a single bond, — (CH 2 ) s ′ — or o-, m- or p-phenylene group, preferably — (CH 2 ) s ′ — s ′ is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
- X a represents-(X b ) l ' - X b is independently at each occurrence —O—, —S—, o—, m- or p-phenylene, —C (O) O—, —Si (R 33 ) 2 —, — ( Si (R 33 ) 2 O) m ′ —Si (R 33 ) 2 —, —CONR 34 —, —O—CONR 34 —, —NR 34 — and — (CH 2 ) n ′ —
- R 33 each independently represents a phenyl group, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group, preferably a phenyl group or a C 1-6 alkyl group, and more preferably a methyl group.
- R 34 each independently represents a hydrogen atom, a phenyl group or a C 1-6 alkyl group (preferably a methyl group) at each occurrence;
- m ′ is independently an integer of 1 to 100, preferably an integer of 1 to 20, at each occurrence,
- n ′ is independently an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 3, at each occurrence.
- R 31 and X a are one or more selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group, and a C 1-3 fluoroalkyl group It may be substituted with a substituent.
- X 1 is — (R 31 ) p ′ — (X a ) q ′ —R 32 —.
- R 32 represents a single bond, — (CH 2 ) t ′ — or o-, m- or p-phenylene group, and preferably — (CH 2 ) t ′ —.
- t ′ is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 6, more preferably an integer of 2 to 3.
- R 32 (typically a hydrogen atom of R 32 ) is substituted with one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group and a C 1-3 fluoroalkyl group. It may be.
- X 1 is A C 1-20 alkylene group, -R 31 -X c -R 32- , or -X d -R 32- [Wherein, R 31 and R 32 are as defined above. ] It can be.
- said X 1 is A C 1-20 alkylene group, -(CH 2 ) s' -X c- , -(CH 2 ) s ' -X c- (CH 2 ) t'- -X d- , or -X d- (CH 2 ) t ' - [Wherein, s ′ and t ′ are as defined above]. ] It is.
- X c is -O-, -S-, -C (O) O-, -CONR 34 -, -O-CONR 34 -, -Si (R 33 ) 2- , -(Si (R 33 ) 2 O) m ' -Si (R 33 ) 2- , —O— (CH 2 ) u ′ — (Si (R 33 ) 2 O) m ′ —Si (R 33 ) 2 —, —O— (CH 2 ) u ′ —Si (R 33 ) 2 —O—Si (R 33 ) 2 —CH 2 CH 2 —Si (R 33 ) 2 —O—Si (R 33 ) 2 —, —O— (CH 2 ) u ′ —Si (OCH 3 ) 2 OSi (OCH 3 ) 2 —, —CONR 34 — (CH 2 ) u ′ — (Si (Si (OC
- X d is -S-, -C (O) O-, -CONR 34 -, —CONR 34 — (CH 2 ) u ′ — (Si (R 33 ) 2 O) m ′ —Si (R 33 ) 2 —, —CONR 34 — (CH 2 ) u ′ —N (R 34 ) —, or —CONR 34 — (o-, m- or p-phenylene) -Si (R 33 ) 2 — [Wherein each symbol is as defined above. ] Represents.
- said X 1 is A C 1-20 alkylene group, — (CH 2 ) s ′ —X c — (CH 2 ) t ′ —, or —X d — (CH 2 ) t ′ — [Wherein each symbol is as defined above. ] It can be.
- said X 1 is A C 1-20 alkylene group, — (CH 2 ) s ′ —O— (CH 2 ) t ′ —, - (CH 2) s' - (Si (R 33) 2 O) m '-Si (R 33) 2 - (CH 2) t' -, — (CH 2 ) s ′ —O— (CH 2 ) u ′ — (Si (R 33 ) 2 O) m ′ —Si (R 33 ) 2 — (CH 2 ) t ′ —, or — (CH 2 ) s′— O— (CH 2 ) t ′ —Si (R 33 ) 2 — (CH 2 ) u ′ —Si (R 33 ) 2 — (C v H 2v ) —
- R 33 , m ′, s ′, t ′ and u ′ are as defined above, and v is
- — (C v H 2v ) — may be linear or branched.
- the X 1 group is substituted with one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group, and a C 1-3 fluoroalkyl group (preferably a C 1-3 perfluoroalkyl group). May be.
- examples of X 1 groups include the following groups:
- each R 41 independently represents a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group;
- D is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CF 2 O (CH 2 ) 3 —, -(CH 2 ) 2- , -(CH 2 ) 3- , - (CH 2) 4 -, -CONH- (CH 2 ) 3- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , —CON (Ph) — (CH 2 ) 3 — (wherein Ph represents phenyl), and
- each R 42 independently represents a hydrogen atom, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group or a methoxy group, more preferably a methyl group.
- a group selected from E is — (CH 2 ) n — (n is an integer of 2 to 6)); D binds to PFPE of the molecular backbone, and E binds to the opposite group of PFPE.
- X 1 include, for example: —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CH 2 O (CH 2 ) 6 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH
- X 1 is a group represented by the formula: — (R 16 ) x — (CFR 17 ) y — (CH 2 ) z —.
- x, y and z are each independently an integer of 0 to 10, the sum of x, y and z is 1 or more, and the order in which each repeating unit enclosed in parentheses is in the formula Is optional.
- R 16 is independently an oxygen atom, phenylene, carbazolylene, —NR 26 — (wherein R 26 represents a hydrogen atom or an organic group) or a divalent organic group at each occurrence. is there.
- R 16 is an oxygen atom or a divalent polar group.
- the “divalent polar group” is not particularly limited, but —C (O) —, —C ( ⁇ NR 27 ) —, and —C (O) NR 27 — (in these formulas, R 27 is Represents a hydrogen atom or a lower alkyl group).
- the “lower alkyl group” is, for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, n-propyl, and these may be substituted with one or more fluorine atoms.
- R 17 is each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a lower fluoroalkyl group, preferably a fluorine atom, at each occurrence.
- the “lower fluoroalkyl group” is, for example, a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a trifluoromethyl group, A pentafluoroethyl group, more preferably a trifluoromethyl group.
- X 1 is preferably of the formula: — (O) x — (CF 2 ) y — (CH 2 ) z —, wherein x, y and z are as defined above
- x, y and z are as defined above
- the order in which each repeating unit is included is arbitrary in the formula).
- Examples of the group represented by the above formula: — (O) x — (CF 2 ) y — (CH 2 ) z — include, for example, — (O) x ′ — (CH 2 ) z ′′ —O — [(CH 2) z '''-O-] z "", and - (O) x' - ( CF 2) y "- (CH 2) z” -O - [(CH 2) z '''-O- Z ′′ ′′ (wherein x ′ is 0 or 1, y ′′, z ′′ and z ′ ′′ are each independently an integer of 1 to 10, and z ′′ ′′ is 0 or 1) These groups are bonded at the left end to the PFPE side.
- X 1 is —O—CFR 13 — (CF 2 ) e —.
- Each R 13 independently represents a fluorine atom or a lower fluoroalkyl group.
- the lower fluoroalkyl group is, for example, a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, still more preferably a trifluoromethyl group. It is.
- Each e is independently 0 or 1.
- R 13 is a fluorine atom and e is 1.
- examples of X 1 groups include the following groups:
- Each R 41 is independently a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group;
- any some of T are attached to the PFPE of the molecular backbone: —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CF 2 O (CH 2 ) 3 —, -(CH 2 ) 2- , -(CH 2 ) 3- , - (CH 2) 4 -, -CONH- (CH 2 ) 3- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , —CON (Ph) — (CH 2 ) 3 — (wherein Ph represents phenyl), or
- each R 42 independently represents a hydrogen atom, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group or a methoxy group, more preferably a methyl group.
- T is a group opposite to PFPE of the molecular main chain (that is, a carbon atom in the formulas (A1), (A2), (D1) and (D2)), and a formula ( B1), (B2), (C1) and (C2) are bonded to Si atoms)-(CH 2 ) n " -(n" is an integer of 2 to 6).
- Each may independently be a methyl group, a phenyl group, a C 1-6 alkoxy group, or a radical scavenging group or an ultraviolet absorbing group.
- the radical scavenging group is not particularly limited as long as it can capture radicals generated by light irradiation.
- benzophenones benzotriazoles, benzoates, phenyl salicylates, crotonic acids, malonic esters, organoacrylates , Hindered amines, hindered phenols, or triazine residues.
- the ultraviolet absorbing group is not particularly limited as long as it can absorb ultraviolet rays.
- benzotriazoles, hydroxybenzophenones, esters of substituted and unsubstituted benzoic acid or salicylic acid compounds, acrylates or alkoxycinnamates, oxamides examples include residues of oxanilides, benzoxazinones, and benzoxazoles.
- preferred radical scavenging groups or ultraviolet absorbing groups include Is mentioned.
- X 1 can be each independently a trivalent to 10 valent organic group.
- t is each independently an integer of 1 to 10. In a preferred embodiment, t is an integer from 1-6. In another preferred embodiment, t is an integer from 2 to 10, preferably an integer from 2 to 6.
- X 2 independently represents a single bond or a divalent organic group at each occurrence.
- X 2 is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably — (CH 2 ) u — (wherein u is an integer of 0 to 2).
- Preferred compounds represented by formulas (A1) and (A2) are represented by the following formulas (A1 ′) and (A2 ′):
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence
- R 1 represents, independently at each occurrence, a hydrolyzable group
- R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence
- R 11 independently represents a hydrogen atom or a halogen atom at each occurrence
- the compounds represented by the above formulas (A1) and (A2) are obtained by introducing, for example, —CH 2 CR 12 (X It can be obtained by reacting a vinyl monomer corresponding to 2- SiR 1 n1 R 2 3-n1 ) —.
- Rf, PFPE, R 1 , R 2 and n1 are the same as those described for the above formulas (A1) and (A2).
- X 5 each independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group.
- the X 5 are the formula (B1) and in the compounds represented by (B2), mainly perfluoropolyether unit for providing water repellency and surface slipperiness, etc. (Rf-PFPE unit or -PFPE- parts) It is understood as a linker that connects a silane moiety (specifically, —SiR 1 n1 R 2 3-n1 ) that provides the binding ability to the substrate. Therefore, X 5 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (B1) and (B2) can exist stably.
- ⁇ is an integer of 1 to 9
- ⁇ ′ is an integer of 1 to 9.
- ⁇ and ⁇ ′ are determined according to the valence of X 3
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is the same as the valence of X 5 .
- X 5 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is 10, for example, ⁇ is 9 and ⁇ ′ is 1, ⁇ is 5 and ⁇ ′ is 5, or ⁇ is 1 and ⁇ 'Can be nine.
- ⁇ and ⁇ ′ are 1.
- beta is a value obtained by subtracting 1 from the valence of the value of X 5.
- X 5 is preferably a divalent organic group having 2 to 7 valences, more preferably 2 to 4 valences, and even more preferably a divalent organic group.
- X 5 is a divalent to tetravalent organic group
- ⁇ is 1 to 3
- ⁇ ′ is 1.
- X 5 is a divalent organic group
- ⁇ is 1
- ⁇ ′ is 1.
- the formulas (B1) and (B2) are represented by the following formulas (B1 ′) and (B2 ′).
- Examples of X 5 are not particularly limited, and examples thereof include those similar to those described for X 1 .
- preferable specific X 5 is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CH 2 O (CH 2 ) 6 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2
- Preferred compounds represented by formulas (B1) and (B2) are represented by the following formulas (B1 ′) and (B2 ′):
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence
- R 1 represents, independently at each occurrence, a hydrolyzable group
- R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence
- n1 is an integer from 1 to 3, preferably 3
- X 5 is —CH 2 O (
- the compounds represented by the above formulas (B1) and (B2) can be produced by a known method, for example, the method described in Patent Document 1 or an improved method thereof.
- the compounds represented by the formulas (B1) and (B2) are represented by the following formulas (B1-4) or (B2-4):
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence;
- Each X 5 ′ independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group; each ⁇ is independently an integer from 1 to 9; each ⁇ ′ is independently an integer from 1 to 9; R 92 is a single bond or a divalent organic group.
- R 1 is each independently a halogen atom
- R 1 is each independently a hydrolyzable group at each occurrence
- R 2 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence, and the halogen atom is converted to R 1 or R 2 as necessary.
- PFPE, Rf, X 5 ′ , ⁇ , ⁇ ′ and R 92 are as defined above; n1 is an integer of 0 to 3. ] It can obtain as a compound represented by these.
- Rf and PFPE are the same as those described for the above formulas (A1) and (A2).
- X 7 each independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group.
- the X 7 is a formula (C1) and in the compounds represented by (C2), mainly perfluoropolyether unit for providing water repellency and surface slipperiness, etc. (Rf-PFPE unit or -PFPE- parts) It is understood as a linker that connects a silane moiety (specifically, —SiR a k1 R b 11 R c m1 group) that provides the binding ability to the substrate. Therefore, X 7 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (C1) and (C2) can exist stably.
- ⁇ is an integer of 1 to 9
- ⁇ ′ is an integer of 1 to 9.
- ⁇ and ⁇ ′ are determined according to the valence of X 7
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is the same as the valence of X 7 .
- X 7 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is 10, for example, ⁇ is 9 and ⁇ ′ is 1, ⁇ is 5 and ⁇ ′ is 5, or ⁇ is 1 and ⁇ .
- gamma is a value obtained by subtracting 1 from the valence of the values of X 7.
- X 7 is preferably a divalent organic group having 2 to 7 valences, more preferably 2 to 4 valences, and even more preferably a divalent organic group.
- X 7 is a divalent to tetravalent organic group, ⁇ is 1 to 3, and ⁇ ′ is 1.
- X 7 is a divalent organic group, ⁇ is 1 and ⁇ ′ is 1.
- the formulas (C1) and (C2) are represented by the following formulas (C1 ′) and (C2 ′).
- Examples of X 7 are not particularly limited, and examples thereof include those similar to those described for X 1 .
- preferable specific X 7 is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CH 2 O (CH 2 ) 6 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2
- R a independently represents —Z 1 —SiR 71 p1 R 72 q1 R 73 r1 at each occurrence.
- Z 1 represents an oxygen atom or a divalent organic group independently at each occurrence.
- Z 1 is preferably a divalent organic group, and forms a siloxane bond with the Si atom (Si atom to which R a is bonded) at the end of the molecular main chain in formula (C1) or formula (C2). Does not include what to do.
- Z 1 is preferably a C 1-6 alkylene group, — (CH 2 ) g —O— (CH 2 ) h — (wherein g is an integer of 1 to 6, and h is 1 to 6 is an integer of 6) or -phenylene- (CH 2 ) i- (wherein i is an integer of 0 to 6), and more preferably a C 1-3 alkylene group.
- These groups may be substituted with, for example, one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- R 71 represents R a ′ independently at each occurrence.
- R a ′ has the same meaning as R a .
- R a the maximum number of Si linked in a straight chain via the Z 1 group is 5. That is, in the above R a , when at least one R 71 is present, there are two or more Si atoms linearly linked through the Z 1 group in R a , but through the Z 1 group, The maximum number of Si atoms connected in a straight line is five.
- the phrase "through the Z 1 group in R a number of Si atoms linearly linked" is equal to the repetition number of -Z 1 -Si- being linearly linked in a R a Become.
- Z Z 1 group
- * means a site bonded to Si of the main chain, and ... means that a predetermined group other than ZSi is bonded, that is, all three bonds of Si atoms are ... In this case, it means the end point of ZSi repetition.
- the number on the right shoulder of Si means the number of appearances of Si connected in a straight line through the Z group counted from *.
- the chain in which ZSi repetition is completed in Si 2 has “the number of Si atoms linearly linked through Z 1 group in R a ”, and similarly, Si 3 , Si
- the chains in which the ZSi repetition is terminated with 4 and Si 5 have “number of Si atoms connected in a straight chain via the Z 1 group in R a ” being 3, 4 and 5, respectively.
- the number of Si atoms connected linearly via the Z 1 group in R a is 1 (left formula) or 2 (Right type).
- the number of Si atoms connected in a straight chain via the Z 1 group in R a is 1 or 2, preferably 1.
- R 72 represents a hydrolyzable group independently at each occurrence.
- hydrolyzable group as used herein means a group capable of undergoing a hydrolysis reaction.
- hydrolyzable groups include —OR, —OCOR, —O—N ⁇ C (R) 2 , —N (R) 2 , —NHR, halogen (wherein R is substituted or unsubstituted Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), preferably —OR (alkoxy group).
- R include unsubstituted alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group; substituted alkyl groups such as chloromethyl group.
- an alkyl group, particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- R 72 is —OR (wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably a methyl group).
- R 73 independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- '(if R a' is absent, R a) terminal of R a in R a in the above q1 is preferably 2 or more, for example 2 or 3, more preferably 3.
- At least one of the terminal portions of R a is —Si (—Z 1 —SiR 72 q R 73 r ) 2 or —Si (—Z 1 —SiR 72 q R 73 r ) 3 , preferably — Si (—Z 1 —SiR 72 q R 73 r ) 3
- - the unit of (Z 1 -SiR 72 q R 73 r) is preferably (-Z 1 -SiR 72 3).
- the terminal portions of R a may be all —Si (—Z 1 —SiR 72 q R 73 r ) 3 , preferably —Si (—Z 1 —SiR 72 3 ) 3 .
- R b represents a hydrolyzable group independently at each occurrence.
- R b is preferably —OR, —OCOR, —O—N ⁇ C (R) 2 , —N (R) 2 , —NHR, halogen (in these formulas, R is a substituted or unsubstituted carbon) Represents an alkyl group of 1 to 4, and is preferably —OR.
- R includes an unsubstituted alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group; and a substituted alkyl group such as a chloromethyl group.
- R b is —OR (wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably a methyl group).
- R c independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- the compounds represented by the above formulas (C1) and (C2) have, for example, a perfluoropolyether derivative corresponding to the Rf-PFPE- moiety as a raw material, a hydroxyl group introduced at the terminal, and then an unsaturated bond at the terminal A group is introduced, the group having an unsaturated bond is reacted with a silyl derivative having a halogen atom, a hydroxyl group is further introduced into the terminal of the silyl group, and the introduced group having an unsaturated bond is reacted with the silyl derivative.
- Preferred compounds represented by the formulas (C1) and (C2) are represented by the following formulas (C1 ′′) and (C2 ′′):
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence;
- X 7 represents —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 — or —CH 2 O (CH 2 ) 6 —;
- R a independently represents at each occurrence —Z 1 —SiR 71 p1 R
- the compounds represented by the above formulas (C1) and (C2) can be produced, for example, as follows.
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) m11 - (OC 5 F 10) m12 - (OC 4 F 8) m13 - (OC 3 X 10 6) m14 - (OC 2 F 4) m15 - (OCF 2) m16 - (Wherein, m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are independently 0 or an integer of 1 or more, X 10 are independently H, F or Cl, and the order of the repeating units is arbitrary)
- Rf independently represents each alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted with one or more fluorine atoms at each occurrence;
- Each X 7 ′ independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group; each ⁇ is independently an integer from 1 to 9; each ⁇ ′ is independently an integer from 1 to 9; R 92 is a single bond or a divalent organic group.
- the obtained compound represented by the formula (C1-6) or (C2-6) is converted into HSiM 3 (wherein M is independently a halogen atom, R 72 or R 73 , and R 72 is Each independently at each occurrence represents a hydrolyzable group, and R 73 each independently at each occurrence represents a hydrogen atom or a lower alkyl group).
- the halogen atom is converted to R 72 or R 73 to give the formula (C1 ′ ′′) or (C2 ′ ′′):
- Rf, PFPE, R 72 , R 73 , R 92 , R 94 , R b , R c , ⁇ , ⁇ ′, X 7 ′ , k1, l1 and m1 are as defined above; q1 is independently an integer of 1 to 3 at each occurrence; r1 is an integer of 0 to 2 independently at each occurrence. ] Can be obtained.
- Rf and PFPE are the same as those described for the above formulas (A1) and (A2).
- X 9 each independently represents a single bond or a divalent to 10-valent organic group.
- the X 9 is a perfluoropolyether part (ie, Rf-PFPE part or -PFPE-part) mainly providing water repellency and surface slipperiness in the compounds represented by the formulas (D1) and (D2). It is understood that this is a linker that connects a moiety that provides a binding ability to the substrate (that is, a group that is bracketed with ⁇ ). Therefore, X 9 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (D1) and (D2) can exist stably.
- ⁇ is an integer of 1 to 9
- ⁇ ′ is an integer of 1 to 9.
- [delta] and [delta] ' may vary depending on the valence of X 9.
- the sum of [delta] and [delta] ' is the same as the valence of X 9.
- X 9 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ and ⁇ ′ is 10, for example, ⁇ is 9 and ⁇ ′ is 1, ⁇ is 5 and ⁇ ′ is 5, or ⁇ is 1 and ⁇ .
- ⁇ can be nine.
- ⁇ and ⁇ ′ are 1.
- [delta] is a value obtained by subtracting 1 from the valence of X 9.
- X 9 is preferably divalent to 7-valent, more preferably 2- to 4-valent, and still more preferably a divalent organic group.
- X 9 is a divalent to tetravalent organic group, ⁇ is 1 to 3, and ⁇ ′ is 1.
- X 9 is a divalent organic group, ⁇ is 1 and ⁇ ′ is 1.
- the formulas (D1) and (D2) are represented by the following formulas (D1 ′) and (D2 ′).
- Examples of X 9 are not particularly limited, and examples thereof include those similar to those described with respect to X 1 .
- preferable specific X 9 is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 —, —CH 2 O (CH 2 ) 6 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2
- R d independently represents —Z 2 —CR 81 p2 R 82 q2 R 83 r2 at each occurrence.
- Z 2 independently represents an oxygen atom or a divalent organic group at each occurrence.
- Z 2 is preferably a C 1-6 alkylene group, — (CH 2 ) g —O— (CH 2 ) h — (wherein g is an integer of 0 to 6, for example, an integer of 1 to 6). And h is an integer from 0 to 6, for example an integer from 1 to 6, or -phenylene- (CH 2 ) i- (where i is an integer from 0 to 6), and more A C 1-3 alkylene group is preferred. These groups may be substituted with, for example, one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- R 81 independently represents R d ′ at each occurrence.
- R d ′ has the same meaning as R d .
- R d the maximum number of C linked in a straight chain via the Z 2 group is 5. That is, the in R d, when R 81 is present at least one, but Si atoms linked in R d in Z 2 group via a linear there are two or more, via such Z 2 group The maximum number of C atoms connected in a straight line is five.
- the phrase "through the Z 2 group in R d number of C atoms linearly linked" is equal to the number of repetitions of -Z 2 -C- being linearly linked in a R d Become. This is the same as the description regarding R a in the formulas (C1) and (C2).
- the “number of C atoms connected in a straight chain via a Z 2 group in R d ” is 1 (left formula) or 2 (right formula) in all chains.
- the number of C atoms linked in a straight chain via a Z 2 group in R d is 1 or 2, preferably 1.
- R 82 represents —Y—SiR 85 n2 R 86 3-n2 .
- Y represents a divalent organic group independently at each occurrence.
- Y is a C 1-6 alkylene group, — (CH 2 ) g ′ —O— (CH 2 ) h ′ — (wherein g ′ is an integer from 0 to 6, for example from 1 to 6 Is an integer, h ′ is an integer from 0 to 6, for example, an integer from 1 to 6, or —phenylene- (CH 2 ) i ′ — (where i ′ is an integer from 0 to 6) ).
- These groups may be substituted with, for example, one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- Y can be a C 1-6 alkylene group, —O— (CH 2 ) h ′ — or —phenylene- (CH 2 ) i ′ —.
- Y is a group as described above, light resistance, particularly ultraviolet light resistance can be further increased.
- R 85 represents a hydrolyzable group independently at each occurrence.
- hydrolyzable group as used herein means a group capable of undergoing a hydrolysis reaction.
- hydrolyzable groups include —OR, —OCOR, —O—N ⁇ C (R) 2 , —N (R) 2 , —NHR, halogen (wherein R is substituted or unsubstituted Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), preferably —OR (alkoxy group).
- R include unsubstituted alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group; substituted alkyl groups such as chloromethyl group.
- an alkyl group, particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- R 85 is —OR (wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably an ethyl group or a methyl group, particularly a methyl group).
- R 86 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group independently at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- n2 independently represents an integer of 1 to 3, preferably 2 or 3, more preferably 3, for each (-Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2 ) unit.
- R 83 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group independently at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- p2 is independently an integer from 0 to 3 at each occurrence; q2 is independently an integer from 0 to 3 at each occurrence; and r2 is independently at each occurrence. And an integer from 0 to 3. However, the sum of p2, q2 and r2 is 3.
- '(if R d' is absent, R d) end of R d in R d in the above q2 is preferably 2 or more, for example 2 or 3, more preferably 3.
- At least one of the terminal ends of R d is —C (—Y—SiR 85 q2 R 86 r2 ) 2 or —C (—Y—SiR 85 q2 R 86 r2 ) 3 , preferably —C ( may be -Y-SiR 85 q2 R 86 r2 ) 3.
- (- Y-SiR 85 q2 R 86 r2) units is preferably (-Y-SiR 85 3).
- the terminal portions of R d may be all —C (—Y—SiR 85 q2 R 86 r2 ) 3 , preferably —C (—Y—SiR 85 3 ) 3 .
- R e independently represents —Y—SiR 85 n2 R 86 3-n2 at each occurrence.
- Y, R 85 , R 86 and n2 are as defined in R 82 above.
- R f independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- k2 is independently an integer of 0 to 3 at each occurrence; l2 is independently an integer of 0 to 3 at each occurrence; and m2 is independently at each occurrence. And an integer from 0 to 3. However, the sum of k2, l2, and m2 is 3.
- At least one k2 is 2 or 3, preferably 3.
- k2 is 2 or 3, preferably 3.
- l2 is 2 or 3, preferably 3.
- At least one q2 is 2 or 3, or at least one l2 is 2 or 3. That is, there are at least two —Y—SiR 85 n2 R 86 3-n2 groups in the formula.
- the perfluoropolyether group-containing silane compound represented by the formula (D1) or the formula (D2) can be produced by combining known methods.
- the compound represented by the formula (D1 ′) in which X is divalent is not limited, but can be produced as follows.
- a group containing a double bond preferably a polyhydric alcohol represented by HO—X—C (YOH) 3 (wherein X and Y are each independently a divalent organic group)) Is allyl), and halogen (preferably bromo), and Hal—X—C (Y—O—R—CH ⁇ CH 2 ) 3 (where Hal is halogen, eg Br, R is A double bond-containing halide represented by a valent organic group such as an alkylene group.
- R PFPE —OH a perfluoropolyether group-containing alcohol represented by R PFPE —OH (wherein R PFPE is a perfluoropolyether group-containing group), and R PFPE ⁇ O—X—C (Y—O—R—CH ⁇ CH 2 ) 3 is obtained.
- the terminal —CH ⁇ CH 2 is then reacted with HSiCl 3 and alcohol or HSiR 85 3 to give R PFPE —O—X—C (Y—O—R—CH 2 —CH 2 —SiR 85 3 ) 3 Can be obtained.
- the perfluoropolyether group-containing silane compounds represented by the above formulas (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), (D1) and (D2) are particularly limited. Although not intended, it may have a number average molecular weight of 5 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 5 .
- the number average molecular weight is preferably 2,000 to 30,000, more preferably 3,000 to 10,000, and still more preferably 3,000 to 8,000.
- the number average molecular weight is measured by GPC (gel permeation chromatography) analysis.
- the number average molecular weight of the PFPE moiety in the perfluoropolyether group-containing silane compound is not particularly limited, but is preferably 1,500 to 30,000, more preferably 2,500 to 10,000, and still more preferably Can be between 3,000 and 8,000.
- Compound (H) has the formula: R 111 -PFPE-R 113 (Wherein PFPE is a perfluoropolyether group, R 111 and R 113 are independently F, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 16 carbon atoms, and a fluorinated group having 1 to 16 carbon atoms.
- the divalent organic group include an alkylene group, a fluorinated alkylene group, or a group having an oxygen atom bonded to the terminal thereof.
- the number of carbon atoms of the divalent organic group is not particularly limited, but may be 1 to 16, for example.
- R 111 and R 113 are independently F, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or —R 114 —X 111 (where R 114 and X 111 are as described above). F, a fully fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or —R 114 —X 111 (R 114 and X 111 are as described above) is more preferable.
- n an integer of 300 or less is preferable, and an integer of 100 or less is more preferable.
- N111, n112, n113, n114 and n115 are independently 0 or an integer of 1 or more
- X 112 is H, F or Cl
- the order of the repeating units is arbitrary in a) those represented by, Formula:-(OC 2 F 4 -R 118 ) f- (R 118 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , and f is an integer of 2 to 100).
- n111 to n115 are each preferably an integer of 0 to 200. n111 to n115 are preferably 1 or more in total, more preferably from 5 to 300, still more preferably from 10 to 200, and particularly preferably from 10 to 100.
- R 118 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 , or a combination of 2 or 3 groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- OC 2 F is an integer of 2 to 100, preferably an integer of 2 to 50.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 may be either linear or branched, preferably linear.
- the formula: — (OC 2 F 4 —R 118 ) f — preferably represents the formula: — (OC 2 F 4 —OC 3 F 6 ) f — or the formula: — (OC 2 F 4 —OC 4 F 8 ) f ⁇ .
- the compound (H) preferably has a weight average molecular weight of 500 to 100,000, more preferably 50,000 or less, still more preferably 10,000 or less, and particularly preferably 6,000 or less.
- the weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
- the layer (A) contains a resin.
- the resin is a resin as a main material for imparting a function to the functional film, and the function of the functional film is determined depending on the type of the resin.
- the resin examples include a resin obtained by curing a curable resin, a resin obtained by curing a curable monomer, and a resin including a polysiloxane structure formed using a silicon-containing compound. At least one selected is preferred.
- the curable resin preferably does not contain a fluorine atom.
- the curable monomer preferably does not contain a fluorine atom.
- the curable resin may be either a photocurable resin or a thermosetting resin, and is not particularly limited as long as it has heat resistance and strength, but a photocurable resin is preferable, and an ultraviolet curable resin is preferable. More preferred.
- curable resin examples include acrylic polymers, polycarbonate polymers, polyester polymers, polyamide polymers, polyimide polymers, polyethersulfone polymers, cyclic polyolefin polymers, fluorine-containing polyolefin polymers (PTFE, etc.), Fluorine-containing cyclic amorphous polymer (Cytop (registered trademark), Teflon (registered trademark) AF, etc.) and the like.
- a resin having transparency is preferable.
- curable resin or the monomer constituting the curable resin include alkyl vinyl ethers such as cyclohexyl methyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and ethyl vinyl ether, glycidyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl pivalate, and various types (meth).
- alkyl vinyl ethers such as cyclohexyl methyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and ethyl vinyl ether, glycidyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl pivalate, and various types (meth).
- Acrylates Phenoxyethyl acrylate, benzyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, allyl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate , Trimethylol, propane triacrylate, pentaaerythritol triacrylate, dipentaerythritol Hexahexaacrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyoxyethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl
- the curable monomer may be either a photocurable monomer or a thermosetting monomer, but an ultraviolet curable monomer is preferable.
- the curable monomer include (a) urethane (meth) acrylate, (b) epoxy (meth) acrylate, (c) polyester (meth) acrylate, (d) polyether (meth) acrylate, and (e) silicon. (Meth) acrylate, (f) (meth) acrylate monomer, etc. are mentioned.
- curable monomer examples include the following.
- urethane (meth) acrylate examples include poly [(meth) acryloyloxyalkyl] isocyanurate represented by tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate diacrylate and tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate.
- B Epoxy (meth) acrylate is obtained by adding a (meth) acryloyl group to an epoxy group, and generally uses bisphenol A, bisphenol F, phenol novolak, and an alicyclic compound as starting materials.
- Polyesters constituting the polyester part of the polyester (meth) acrylate include ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, trimethylolpropane, dipropylene glycol, polyethylene glycol,
- Examples of the polybasic acid include phthalic acid, adipic acid, maleic acid, trimellitic acid, itaconic acid, succinic acid, terephthalic acid, and alkenyl succinic acid.
- Examples of the (d) polyether (meth) acrylate include polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol di (meth) acrylate and the like.
- (E) Silicon (meth) acrylate is obtained by modifying one end of dimethylpolysiloxane having a molecular weight of 1,000 to 10,000, or both ends with a (meth) acryloyl group. Illustrated.
- (F) (Meth) acrylate monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate , Sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, 3-methylbutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethyl-n-hexyl (meth) ) Acrylate, n-octyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-
- curable resins and curable monomers the following are preferable examples that can be obtained from the market.
- curable resin examples include silicon resins, PAK-01, PAK-02 (manufactured by Toyo Gosei Chemical), nanoimprint resin NIF series (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), nanoimprint resin OCNL series (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), NIAC2310 (Manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), epoxy acrylate resins EH-1001, ES-4004, EX-C101, EX-C106, EX-C300, EX-C501, EX-0202, EX-0205, EX-5000, etc.
- silicone acrylate resins include Silaplane FM-0611, Silaplane FM-0621, Silaplane FM-0625, Dual-end (meth) acrylic Silaplane FM-7711, Silaplane.
- Polyfunctional acrylates include A-9300, A-9300-1CL, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMM-3L, A-TMM-3LM-N, A -TMPT, A-TMMT (manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd.) and the like.
- Examples of polyfunctional methacrylates include TMPT (manufactured by Shin-Nakamura Kogyo Co., Ltd.).
- alkoxysilane group-containing (meth) acrylates include 3- (meth) acryloyloxypropyltrichlorosilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- ( (Meth) acryloyloxypropyl triisopropoxysilane (also known as (triisopropoxysilyl) propyl methacrylate (abbreviation: TISMA) and (triisopropoxysilyl) propyl acrylate), 3- (meth) acryloxyisobutyltrichlorosilane, 3- (meta ) Acryloxyisobutyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxyisobutyltriisopropoxy 3- (meth) acryloxyisobutyltrimethoxysilane silane and the like.
- TISMA triisopropoxysi
- the resin contained in the layer (A) is a resin as a main material for imparting a function to the functional film. Since the functional film of the present invention has the above-described configuration, the characteristics inherent to the resin contained in the layer (A) are sufficiently exhibited. Examples of the characteristics include transparency, low scattering, low reflectivity, scratch resistance, flexibility, and the like. Among these, transparency and scratch resistance are preferable. Resins having these characteristics include resins obtained by curing resins such as acrylic polymers, polycarbonate polymers, polyimide polymers, polyethersulfone polymers, cyclic polyolefin polymers, and polyfunctional (meth) acrylates. And resins obtained by curing curable monomers such as silicon (meth) acrylates, epoxy (meth) acrylates, and urethane (meth) acrylates.
- resins having these characteristics include resins obtained by curing resins such as acrylic polymers, polycarbonate polymers, polyimide polymers, polyethersulfone polymers, cyclic poly
- the resin is selected from the group consisting of a resin obtained by curing a composition containing a curable resin and a crosslinking catalyst, and a resin obtained by curing a composition containing a curable monomer and a crosslinking catalyst.
- the crosslinking catalyst include radical polymerization initiators and acid generators.
- the radical polymerization initiator is a compound that generates radicals by heat or light, and examples thereof include a radical thermal polymerization initiator and a radical photopolymerization initiator. In the present invention, the radical photopolymerization initiator is preferable.
- radical thermal polymerization initiator examples include diacyl peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide, dialkyl peroxides such as dicumyl peroxide and di-t-butyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, Peroxycarbonates such as bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, peroxide compounds such as alkyl peresters such as t-butylperoxyoctoate and t-butylperoxybenzoate, and azobisiso Examples include radical-generating azo compounds such as butyronitrile.
- radical photopolymerization initiator examples include -diketones such as benzyl and diacetyl, acyloins such as benzoin, acyloin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether, thioxanthone, 2,4- Thioxanthones such as diethylthioxanthone and thioxanthone-4-sulfonic acid, benzophenones, benzophenones such as 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, acetophenone, 2- (4- Toluenesulfonyloxy) -2-phenylacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2,2′-dimethoxy-2-phenylacetophenone, p-methoxyacetophenone, 2-methyl [
- IRGACURE 651 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one
- IRGACURE 184 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone
- IRGACURE 2959 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one
- IRGACURE 127 2-Hydroxy-1- ⁇ 4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl ⁇ -2-methyl-propan-1-one
- IRGACURE 907 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one
- IRGACURE 369 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1
- IRGACURE 379 2- (dimethylamino) -2-[(4
- a radical photopolymerization initiator When a radical photopolymerization initiator is used as the crosslinking catalyst, diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, or the like can be used in combination as a sensitizer, and DAROCUR EDB (ethyl-4-dimethylaminobenzoate) can be used as a polymerization accelerator. ), DAROCUR EHA (2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoate) or the like may be used in combination.
- the amount of the sensitizer is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin or the curable monomer. More preferably, it is 0.1 to 2 parts by mass.
- the blending amount of the polymerization accelerator is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin or the curable monomer. More preferably, it is 0.1 to 2 parts by mass.
- the acid generator is a material that generates an acid by applying heat or light, and examples thereof include a thermal acid generator and a photoacid generator.
- a photoacid generator is preferred.
- the thermal acid generator include benzoin tosylate, nitrobenzyl tosylate (particularly 4-nitrobenzyl tosylate), and other organic sulfonic acid alkyl esters.
- the photoacid generator is composed of a chromophore that absorbs light and an acid precursor that becomes an acid after decomposition. By irradiating the photoacid generator having such a structure with light of a specific wavelength, The acid generator is excited and acid is generated from the acid precursor portion.
- the photoacid generator include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, CF 3 SO 3 , p-CH 3 PhSO 3 , and p-NO 2 PhSO 3 (where Ph is a phenyl group). Examples thereof include salts, organic halogen compounds, orthoquinone-diazide sulfonyl chloride, and sulfonic acid esters.
- photoacid generators include 2-halomethyl-5-vinyl-1,3,4-oxadiazole compounds, 2-trihalomethyl-5-aryl-1,3,4-oxadiazole compounds, 2-trihalo Also included are methyl-5-hydroxyphenyl-1,3,4-oxadiazole compounds.
- the organic halogen compound is a compound that forms hydrohalic acid (for example, hydrogen chloride).
- WPAG-145 bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane
- WPAG-170 bis (t-butylsulfonyl) diazomethane
- WPAG-199 bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane
- WPAG-281 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- TME-triazine [2- [2- (5-methylfuran-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (tri-chloromethyl) -s-triazine] MP-triazine [2- (Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-to Azine, dimethoxy [2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (tri - chloromethyl) -s-triazine.
- the blending amount of the crosslinking catalyst is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin or the curable monomer. In such a range, a sufficient cured product can be obtained.
- the blending amount of the crosslinking catalyst is more preferably 0.3 to 5 parts by mass, still more preferably 0.5 to 2 parts by mass.
- the acid scavenger is not particularly limited, but a basic compound such as an amine (particularly an organic amine), a basic ammonium salt, or a basic sulfonium salt is preferable. Among these acid scavengers, organic amines are more preferable because of excellent image performance.
- the acid scavenger examples include 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,4- Diazabicyclo [2.2.2] octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines, pyridines, 4,4'-diaminodiphenyl ether, pyridinium p-toluenesulfonate 2,4,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, tetrabutylammonium lactate, triethylamine, tributylamine and the like.
- Organic amines such as octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines, pyridines, 4,4′-diaminodiphenyl ether, triethylamine, and tributylamine are preferred.
- the amount of the acid scavenger is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid generator. 5 parts by mass.
- the silicon-containing compound is preferably a silicon-containing compound capable of forming a polysiloxane structure by reaction, preferably by sol-gel reaction.
- the silicon-containing compound can be an organosilicon compound containing carbon and silicon.
- organosilicon compounds examples include Si—H compounds having Si—H bonds; Si—N compounds having Si—N bonds such as aminosilane compounds, silazanes, silylacetamides, and silylimidazoles; monoalkoxysilanes, dialkoxysilanes, Si—O compounds having Si—O bonds such as alkoxysilanes, tetraalkoxysilanes, siloxanes, silyl esters, silanols; Si—Cl compounds having Si—Cl bonds such as monochlorosilanes, dichlorosilanes, trichlorosilanes, tetrachlorosilanes, etc.
- the organosilicon compound is at least one selected from the group consisting of Si—H compounds, Si—N compounds, halogenosilanes, Si— (C) 4 compounds, Si—Si compounds, vinyl silanes, allyl silanes, and ethynyl silanes. It is preferable that it is a compound of these.
- the organosilicon compound is more preferably a compound in which at least one atom selected from the group consisting of hydrogen, oxygen and halogen is bonded to Si.
- Halogenosilanes other than Si-Cl compounds are Halogenosilanes other than Si-Cl compounds:
- the organosilicon compound has the following formula (2): ⁇ Si (R a1 ) s (R b1 ) t (R c1 ) u (R d1 ) v (R e1 ) w ⁇ x (2)
- R a1 , R b1 , R c1 and R d1 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, an amino group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to An alkyl group having 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an allyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a glycidyl group having 3 to 10 carbon atoms.
- Each R e1 is independently —O—, —NH—, —C ⁇ C—, or a silane bond.
- s, t, u and v are each independently 0 or 1
- w is an integer of 0 to 4
- x is 1 to 20.
- s + t + u + v is 4 and w is 0.
- x is 2 to 20
- s + t + u + v is each independently 0 to 4
- w is independently 0 to 4
- R a1 , R b1 , R c1 , and R d1 are monovalent groups bonded to Si.
- R e1 is a divalent group bonded to two Si atoms.
- R a1 , R b1 , R c1 and R d1 each independently represent at least one of a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a carbon number of 1 to 10 Other than that, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an allyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a glycidyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable.
- x is 2 to 20
- s + t + u + v is independently 1 to 3
- w is preferably 1 to 3.
- R a1 , R b1 , R c1 and R d1 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Or an amino group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
- the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
- the alkyl group may be linear, cyclic or branched.
- the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like.
- the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group.
- the R a1 , R b1 , R c1, and R d1 include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, respectively. It is preferably a group or an isopropyl group.
- the aryl group is preferably, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, or a dimethylphenyl group.
- halogen atom fluorine, chlorine, bromine or iodine is preferable, and chlorine is particularly preferable.
- the alkoxy group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
- the alkoxy group may be chained, cyclic or branched.
- the hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like.
- a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, or a butoxy group is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable.
- Each R e1 is independently —O—, —NH—, —C ⁇ C—, or a silane bond.
- R e1 is preferably —O—, —NH—, or —C ⁇ C—.
- R e1 is a divalent group which is bonded to two Si, that the R e1 is 2 or more silicon atoms via the R e1, it binds to a linear, ladder-type, cyclic or multiple cyclic, Can do. When x is an integer of 2 or more, silicon atoms may be bonded to each other.
- preferable silicon-containing compounds include one Si such as the Si—H compound, Si—N compound, halogenosilane, Si— (C) 4 compound, Si—Si compound, vinylsilane, allylsilane, and ethynylsilane. Or the compound containing 2 or more is mentioned.
- the silicon-containing compound has the formula (3): SiR 5 4 (3) Or formula (4): Si y O z R 6 4y-2z (4) It is a compound represented by these.
- R 5 each independently represents a halogen atom or a hydrolyzable group.
- each R 6 independently represents a halogen atom or a hydrolyzable group.
- y is 2 or more, z is 1 or more, and 4y-2z is larger than 0.
- the functional membrane of the present invention is, for example, A step (1) of preparing a composition containing a resin and a solvent contained in the layer (A); Step (2) of obtaining a laminate (a) in which a layer (A) is provided on a base material (S) by applying the above composition on the base material (S) and drying the composition.
- the resin contained in the layer (A) includes a resin obtained by curing a curable resin, a resin obtained by curing a curable monomer, or a polysiloxane structure formed using a silicon-containing compound.
- the composition prepared in the step (1) includes at least one selected from the group consisting of the curable resin described above, the curable monomer described above, and the silicon-containing compound.
- the composition includes a solvent. Since the composition contains a solvent, the application of the composition to the substrate (S) is easy in the step (2).
- the solvent include perfluoroaliphatic hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms (for example, perfluorohexane, perfluoromethylcyclohexane and perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane); polyfluoroaromatic hydrocarbons (for example, bis (Trifluoromethyl) benzene); polyfluoroaliphatic hydrocarbons; hydrofluoroether (HFE) (eg, perfluoropropyl methyl ether (C 3 F 7 OCH 3 ), perfluorobutyl methyl ether (C 4 F 9 OCH 3) ), Perfluorobutyl ether (C 4 F 9 OC 2 H 5 ), perfluorohexyl methyl ether (C 2 F 5 CF (OCH 3 ) C 3 F 7 ) and other alkyl perfluoroal
- solvents can be used alone or as a mixture of two or more.
- hydrofluoroether, glycol solvent, ester solvent, ketone solvent, and alcohol solvent are preferable, and perfluorobutyl methyl ether (C 4 F 9 OCH 3 ) and / or perfluorobutyl ethyl ether (C 4 F). 9 OC 2 H 5 ), propylene glycol monomethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diacetone alcohol are particularly preferred.
- composition may also contain the above-described crosslinking catalyst, the above-described sensitizer, the above-described acid scavenger, and the like.
- the composition may be applied by dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, slit coating, roll coating, gravure coating, micro gravure coating, bar coating, die coating, screen printing and A similar method can be mentioned.
- step (2) drying the composition applied to the substrate (S) is a characteristic of the resin (resin contained in the layer (A)) as a main material for imparting a function to the functional film. Is extremely important for obtaining a functional film having sufficient antifouling properties, water repellency and oil repellency.
- a functional film satisfying the relational expressions (1) and (2) can be produced, and a clear interface between the layer (A) and the layer (B) can be formed.
- the drying is preferably carried out under conditions that allow the solvent to be removed until it is 5% by mass or less, and more preferably under conditions that allow the solvent to be completely removed.
- the drying can be performed, for example, at 20 to 50 ° C. for 1 to 10 minutes. You may reduce pressure at the time of drying.
- the layer (B) having the layer (B) provided on the mold is obtained by forming the layer (B) on the mold having the fine concavo-convex pattern on the surface.
- the material of the mold can be appropriately selected according to the purpose and necessity.
- a metal resin, a metal oxide, a polymer resin such as quartz or silicone, a semiconductor, an insulator, or a composite thereof. can be mentioned.
- the shape of the mold is not particularly limited, and may be a roll shape or a flat plate shape.
- the layer (B) can be formed by applying a composition containing at least one of the compound (F), the compound (G) and the compound (H) and a solvent.
- Methods for applying the composition include dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, slit coating, roll coating, gravure coating, micro gravure coating, bar coating, die coating, screen printing and similar methods. . You may dry after applying the said composition.
- Even a very thin layer (B) can be formed by using a composition containing a solvent.
- the solvent include those exemplified as the solvent for the composition prepared in the step (1).
- step (4) the laminates (a) and (b) are overlapped so that the layer (A) surface of the laminate (a) and the layer (B) surface of the laminate (b) are in contact with each other.
- the above uneven pan turn is transferred.
- the laminates (a) and ( The layer (A) and the layer (B) can be cured in a state where the b) is superposed.
- the said hardening can be implemented by heating the laminated body (a) and (b) which overlap
- the light include active energy rays, for example, electromagnetic waves having a wavelength region of 350 nm or less, that is, ultraviolet rays, electron beams, X rays, ⁇ rays, and the like.
- step (5) the mold is released from the layer (B) to obtain a functional film having a fine concavo-convex pattern.
- the functional film has a transfer pattern obtained by inverting the fine concavo-convex pattern of the mold. . Since the layer (B) contains a compound having a perfluoropolyether group, it is very easy to release the mold from the layer (B).
- the functional film includes a wide range of applications such as electronics, optics, medicine, chemical analysis, building materials, and automobile interior and exterior.
- an electronic device it can be used for an integrated circuit such as an SOC, a CMOS, a CCD, a NAND flash memory, a DRAM, a light emitting diode (LED), a laser, a solar cell, a fuel cell, a lithium ion battery, or a livestock power generation system.
- a film having a regular uneven structure such as a sunlight collecting film, a liquid crystal polarizing plate, and a wire grid polarizing plate can be manufactured. From these devices, solar panels, smartphones, flexible displays, wireless tags, wearable computers, infrared sensors, automatic driving assist systems, car navigation systems, and the like are manufactured.
- optical devices include display pixels such as color filters for liquid crystal displays and organic EL, optical memories, light modulation elements, optical shutters, second harmonic (SHG) elements, polarizing elements, photonic crystals, lens arrays, Used for electrowetting, etc. for next-generation hard disk drives (discrete tracks) and next-generation hard disk drives (patterned media) as magnetic devices, and biochips such as bactericidal films, DNA arrays, and protein arrays as medical devices it can.
- the chemical analysis device can be used for a microchemical chip such as a microchemical plant or a microchemical analysis system.
- the building materials can be used for light-shielding windows, self-cleaning films, anti-fogging films, anti-frost films, and automobile interiors and exteriors as installation panels, console panels, anti-fogging glass, self-cleaning glass, and super-water-repellent coatings.
- the film thickness was determined by obtaining reflection spectrum data using a spectroscopic ellipsometer (VASE ellipsometer manufactured by JA Woollam).
- Measurement of D1 and D2 Measurement was performed using X-ray photoelectron spectroscopy (VersaProbe II manufactured by ULVAC-PHI) under the conditions of an X-ray beam diameter of 100 ⁇ m, a measurement range of 1000 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m, and a photoelectron extraction angle of 45 degrees.
- Sputtering was performed using an argon gas cluster ion beam (Ar-GCIB), and elemental analysis was performed using the X-ray photoelectron spectroscopy. Moreover, the 1s spectrum of carbon was measured.
- the sputtering conditions were VersaProbe II manufactured by ULVAC-PHI, using an argon gas cluster ion beam as an ion source, the sputtering conditions being an acceleration voltage of 5 kV, a sample current of 20 nA, a raster area of 2 mm ⁇ 2 mm, and a sputtering time of 8 minutes.
- Test example 1 When the film thickness of the polystyrene film cast-molded on the silicon substrate was measured by AFM, it was 81 nm. When this polystyrene film was sputtered under the above sputtering conditions, a decrease in the carbon 1s spectrum was observed. It reached the base silicon substrate in a sputtering time of 7 minutes, and the outermost SiO 2 layer was detected. The sputtering rate determined from the thickness of the polystyrene film and the sputtering time was 11.6 nm / min.
- Test example 2 Optool DAC-HP (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) is diluted with a solvent to a solid content concentration of 0.025% by mass to obtain sample solution A. 2.0% by mass of a photopolymerization initiator with respect to the solid content was added to the sample liquid A, and an amount of a solid content having a film thickness of 25 nm was applied onto a glass plate that had been subjected to a release treatment in advance by spin coating. After drying at room temperature for 10 minutes, a cured film A was obtained by irradiation with 365 nm ultraviolet light. Table 1 shows the results of measuring the film thickness of five cured films A using an ellipsometer.
- Test example 3 Sample solution B was prepared in the same manner except that the solid content concentration of the above-mentioned OPTOOL DAC-HP (manufactured by Daikin Industries) was 0.05% by mass. A cured film B was obtained in the same manner as in Test Example 2, except that the solid content was 50 nm. Table 1 shows the results of measuring the film thickness of five cured films B using an ellipsometer.
- Test example 4 The laminated body 30 shown in FIG. 3 was produced.
- the sample solution A was applied by spin coating on a glass plate 31 that had been subjected to a mold release treatment in advance so that the solid content was 25 nm.
- the coating film 32 was formed by drying at room temperature for 10 minutes.
- PAK-02 manufactured by Toyo Gosei Chemical Co., Ltd.
- 2.0% by mass of a photopolymerization initiator was added to PAK-02, and the mixture was stirred with a rotating mixer under light shielding.
- This was applied to a quartz substrate 34 having a thickness of 2 mm by bar coating so as to have a film thickness of 10 ⁇ m to form a coating film 33.
- the coating film 32 and the coating film 33 were overlapped, and a light beam containing 365 nm UV light was irradiated with an intensity of 600 mJ / cm 2 on the upper surface of the quartz substrate 34 in a nitrogen atmosphere to cure the coating film 32 and the coating film 33.
- the functional film A having the cured film 32, the cured film 33, and the quartz substrate 34 was produced by peeling off the glass plate 31.
- the spectrum of the functional film A obtained by X-ray photoelectron spectroscopy is shown in FIG. D1 was 23.2 nm in terms of polystyrene, and D2 was 34.8 nm in terms of polystyrene.
- Test Example 5 A functional film B was obtained by performing the same operation as in Test Example 4 except that the sample solution B was applied in an amount that would give a solid film thickness of 50 nm.
- the spectrum of the functional film B by X-ray photoelectron spectroscopy is shown in FIG. D1 was 46.4 nm in terms of polystyrene, and D2 was 58.0 nm in terms of polystyrene.
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Abstract
所望の微細凹凸パターン構造を有しており、機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂が有する特性が充分に発揮され、しかも、優れた防汚性、撥水性及び撥油性を有する機能性膜を提供する。樹脂を含む層(A)、及び、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層(B)を含む機能性膜であって、層(B)の層(A)とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有しており、アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により元素分析した場合に、関係式(1)を充足し、かつ、アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により炭素の1sスペクトルを測定した場合に、関係式(2)を充足することを特徴とする機能性膜である。 関係式(1):D1<2×X1 (式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。) 関係式(2):D2<2×X1 (式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。)
Description
本発明は、機能性膜に関する。
微細凹凸パターン構造を有するフィルムは、反射防止フィルムとして利用されることが知られている。
特許文献1には、優れた反射防止性を有しつつ、防汚性及び耐擦傷性に優れた光学フィルムの製造方法として、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられた凹凸構造を表面に有する光学フィルムの製造方法であって、下層樹脂及び上層樹脂を塗布する工程(1)と、塗布された前記下層樹脂及び前記上層樹脂が積層された状態で、前記下層樹脂及び前記上層樹脂に金型を前記上層樹脂側から押し付け、前記凹凸構造を表面に有する樹脂層を形成する工程(2)と、前記樹脂層を硬化する工程(3)とを含み、前記下層樹脂は、フッ素原子を含有しない少なくとも一種の第一のモノマーを含み、前記上層樹脂は、フッ素原子を含有しない少なくとも一種の第二のモノマー、及び、フッ素含有モノマーを含み、前記第一のモノマー及び前記第二のモノマーの少なくとも一方は、前記フッ素含有モノマーと相溶する相溶性モノマーを含み、かつ、前記下層樹脂及び前記上層樹脂中に溶解することを特徴とする光学フィルムの製造方法が記載されている。
しかし、特許文献1に記載の製造方法により得られる光学フィルムでは、「下層樹脂及び上層樹脂が一体化し、両者の界面が存在しない」ことから、表面付近にフッ素原子が充分に存在せず、防汚性が充分とはいえなかった。また、下層樹脂及び上層樹脂が一体化することから、下層樹脂に期待される特性が充分に発揮されない問題もあった。
微細凹凸パターン構造を損なわず、しかも当該構造を設ける樹脂の特性を維持したまま、フィルムに優れた防汚性を付与する技術が求められる。
本発明は、上記現状に鑑み、微細凹凸パターン構造を有しており、機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂が有する特性が充分に発揮され、しかも、優れた防汚性、撥水性及び撥油性を有する機能性膜を提供することを目的とする。
本発明は、樹脂を含む層(A)、及び、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層(B)を含む機能性膜であって、層(B)の層(A)とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有しており、アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により元素分析した場合に、関係式(1)を充足し、かつ、アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により炭素の1sスペクトルを測定した場合に、関係式(2)を充足することを特徴とする機能性膜である。
関係式(1):D1<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。)
関係式(2):D2<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。)
関係式(1):D1<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。)
関係式(2):D2<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。)
関係式(1)において、更に、0.8×X1<D1を充足することが好ましい。
関係式(2)において、更に、0.8×X1<D2を充足することが好ましい。
層(A)上に、層(B)が設けられていることが好ましい。
更に、基材(S)を含み、基材(S)上に、層(A)が設けられており、層(A)上に、層(B)が設けられていることが好ましい。
上記パーフルオロポリエーテル基は、
式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表されるポリエーテル鎖であることが好ましい。
式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表されるポリエーテル鎖であることが好ましい。
層(B)に含まれる上記化合物が、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物、パーフルオロポリエーテル基及び加水分解可能な基を有する化合物(G)、及び、
式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される化合物(H)からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される化合物(H)からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
層(A)に含まれる上記樹脂が、硬化性樹脂を硬化させることにより得られる樹脂、硬化性モノマーを硬化させることにより得られる樹脂、及び、含ケイ素化合物を用いて形成されたポリシロキサン構造を含む樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の機能性膜は、微細凹凸パターン構造を有しており、機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂の特性が充分に発揮され、しかも、優れた防汚性、撥水性及び撥油性を有する。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の機能性膜は、各種の機能を有する膜であり、例えば、撥水性、撥油性、防汚性、親水性、屈折率変動機能、紫外線吸収性、光安定性、生物特性、難燃性、帯電防止性、反射防止性等を有する膜である。特に、層(B)がパーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含むことから、防汚性、撥水性及び撥油性を有する。また、微細凹凸パターン構造を有していることから、反射防止性を有する。
本発明の機能性膜は、層(A)及び層(B)を含み、層(B)の層(A)とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有している。
上記「微細」という用語は、ナノメートルサイズを意味することが好ましく、パターンピッチが可視光の波長以下であることを意味することがより好ましい。上記可視光の波長は約780nmである。このような微細な構造を有する場合、上記機能性膜を光学フィルムとして使用することが可能となる。
上記微細凹凸パターンとしては、パターンピッチが1000~1nmであるパターンが好ましく、780~2nmであるパターンがより好ましく、500~2nmであるパターンが更に好ましい。上記パターンピッチとは、隣接する凸部の頂部間の距離である。上記パターンピッチは、電子顕微鏡観察により測定できる。
上記微細凹凸パターンの深さは特に限定されないが、ナノメートルサイズであることが好ましく、可視光の波長以下であることがより好ましい。このような微細な構造を有する場合、上記機能性膜を光学フィルムとして使用することが可能となる。
上記微細凹凸パターンとしては、パターン深さが3000~3nmであるパターンが好ましく、1000~3nmであるパターンがより好ましい。上記パターン深さとは、凸部の頂部の高さと凹部の底部の高さとの差である。上記パターン深さは、電子顕微鏡観察により測定できる。
本発明の機能性膜は、アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)により層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法(XPS)により元素分析した場合に、関係式(1)を充足することを特徴とする。
関係式(1):D1<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。)
関係式(1):D1<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。)
1atom%以下の濃度のフッ素原子しか観測されないことは、その深さにおいて、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物等の含フッ素化合物が含まれないことを意味する。
本発明の機能性膜は、本発明の所望の効果がより一層得られることから、関係式(1)において、更に、0.8×X1<D1を充足することが好ましい。すなわち、本発明の機能性膜は、0.8×X1<D1<2×X1の関係を充足することが好ましい。
本発明の機能性膜は、更に、アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)により層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法(XPS)により、炭素の1sスペクトルを測定した場合に、関係式(2)を充足する。
関係式(2):D2<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。)
関係式(2):D2<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。)
290~300eVの範囲内に検出されるピークには、パーフルオロポリエーテル基に含まれる結合、例えば、-OC4F8O-、-OC3F6O-、-OC2F4O-、-OCF2O-、-OCF(CF3)CF2O-等に含まれるCF2結合やOCF2結合に由来するピークが含まれる。従って、結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されないことは、その深さにおいて、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物が含まれないことを意味する。
本発明の機能性膜は、本発明の所望の効果がより一層得られることから、関係式(2)において、更に、0.8×X1<D2を充足することが好ましい。すなわち、本発明の機能性膜は、0.8×X1<D2<2×X1の関係を充足することが好ましい。
本発明の機能性膜は、関係式(1)及び関係式(2)を充足するものであり、好適には、層(A)及び層(B)の界面が明確に存在する。この構造によって、層(A)に含まれる樹脂が本来有する機能が充分に発揮される。同時に、層(B)に含まれるパーフルオロポリエーテル基を有する化合物が微細凹凸パターン構造の表面近傍に高濃度に存在するので、優れた防汚性、撥水性及び撥油性を有する。
D1及びD2は次の条件で実施するX線光電子分光法(XPS)により測定できる。
アルバック・ファイ社製VersaProbeII
アルゴンガスクラスターイオンビーム
スパッタ条件5kV20nA
X線ビーム径100μm
測定範囲1000μm×300μm
光電子の取り出し角度45度
アルバック・ファイ社製VersaProbeII
アルゴンガスクラスターイオンビーム
スパッタ条件5kV20nA
X線ビーム径100μm
測定範囲1000μm×300μm
光電子の取り出し角度45度
上記XPSによる元素分析で得られた光電子スペクトルの強度から、フッ素原子を定量してフッ素原子濃度を求めることができる。上記フッ素原子濃度は、XPSにより測定されるすべての原子の定量値の合計を100atom%としたときの、フッ素原子の量の比率である。
また、上記XPSにより測定される炭素の1sスペクトルを波形解析することにより、290~295eVの範囲内のピークの有無を確認できる。上記波形解析は常法で実施でき、例えば、得られたスぺクトルをカーブフィッティングして、上記ピークについてピーク分離する。
本明細書において、「深さ」とは、上記機能性膜の層(B)の表面からの深さ方向の距離を意味する。予め、原子間力顕微鏡(AFM)により膜厚を特定したポリスチレンの層をAr-GCIBによりエッチングし、エッチング速度を求める。上述したD1及びD2は、フッ素原子が観測されなくなったエッチング時間及び290~300eVの範囲内のピークが検出されなくなったエッチング時間を測定し、それぞれ、ポリスチレン換算で深さに換算することにより決定できる。
予め塗布した層(B)を乾燥し、硬化させた後、分光エリプソメーターにより膜厚を測定して、決定した条件を基準として、層(B)の膜厚X1(nm)を設定できる。
本発明の機能性膜は、アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)により層(B)側から深さ0.5×X1までエッチングしながら、X線光電子分光法(XPS)により元素分析した場合に、フッ素原子濃度が75~30atm%であることが好ましい。層(B)にフッ素原子が高濃度で含まれることにより、より一層優れた防汚性、撥水性及び撥油性が得られる。
本発明の機能性膜は、アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)により層(B)側から深さ0.5×X1までエッチングしながら、X線光電子分光法(XPS)により、炭素の1sスペクトルを測定した場合に、結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されることが好ましく、面積がS/N比3以上のピークが検出されることがより好ましい。層(B)にパーフルオロポリエーテル基を有する化合物が高濃度に含まれることにより、より一層優れた防汚性、撥水性及び撥油性が得られる。
層(B)の膜厚、すなわちX1としては、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、1nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましい。本発明によれば、層(B)をこのように薄く設けることができ、この場合、微細凹凸パターン構造が更に損なわれにくい。
層(B)は、更に明確な微細凹凸パターン構造を実現できることから、均一な膜厚を有していることが好ましい。膜厚の均一性は分光エリプソメーターにより測定できる。例えば、任意の領域について、分光エリプソメーターにより膜厚を測定した場合に、最大膜厚(dmax)と最小膜厚(dmin)との比(dmax/dmin)が2.0以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましい。
層(A)の膜厚としては、20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、100nm以上が好ましく、1000nm以上がより好ましい。本発明によれば、層(A)をこのように厚く設けることができ、この場合、層(A)に含まれる樹脂が本来有する機能がより一層発揮される。
本発明の機能性膜において、層(A)上に、層(B)が設けられていることが好ましい。本発明の機能性膜において、層(B)が層(A)上に直接又は他の層を介して設けられていてよいが、層(A)上に直接設けられていることが好ましい。
本発明の機能性膜は、更に、基材(S)を含むことが好ましい。
基材(S)の厚みは、透明性及び加工性を確保する観点から、20μm以上、200μm以下であることが好ましく、40μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
本発明の機能性膜が基材(S)を含む場合、基材(S)上に、層(A)が設けられており、層(A)上に、層(B)が設けられていることが好ましい。本発明の機能性膜において、層(A)が基材(S)上に直接又は他の層を介して設けられており、層(B)が層(A)上に直接又は他の層を介して設けられていてよいが、層(A)が基材(S)上に直接設けられており、層(B)が層(A)上に直接設けられていることが好ましい。
図1に、本発明の機能性膜の一実施態様の模式的断面図を示す。図1の機能性膜10は、基材11と、基材11上に直接設けられた層12と、層12上に直接設けられた層13と、を備えている。層12は上記樹脂を含み、層13は上記パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む。層12と層13とは明確な界面により仕切られており、この構成によって、各層を構成する材料の特性が充分に発揮される。
また、層13がほぼ均一な膜厚を有する薄膜から形成されていることから、層12及び層13はほぼ同一の微細凹凸パターンを有している。すなわち、図1の機能性膜10は、層13の層12とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有している。図2に比較態様として示す機能性膜20のように、層23が厚みが不均一な厚膜であったり、層23の層22とは反対側の面に微細凹凸パターン構造が形成されていなかったりすると、層22が微細凹凸パターン構造を有していても、該構造に起因する効果が充分に発揮されない。図1の機能性膜10は、層13の層12とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有していることから、反射防止性等の微細凹凸パターン構造による作用効果が充分に得られる。
基材(S)を構成する材料としては、シリコン、合成樹脂、ガラス、金属、セラミック等が挙げられる。
上記合成樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)などのセルロース系樹脂、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ-(4-メチルペンテン-1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン-スチレン共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エボキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば2層以上の積層体として)用いることができる。
層(B)は、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む。
上記パーフルオロポリエーテル基(PFPE)としては、
式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表されるポリエーテル鎖であることが好ましい。
式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表されるポリエーテル鎖であることが好ましい。
X10としては、Fが好ましい。
m11~m16は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましく、0~100の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、1以上の整数であることが好ましく、5以上の整数であることがより好ましく、10以上の整数であることが更に好ましい。m11~m16は、合計で、200以下の整数であることが好ましく、100以下の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、10~200の整数であることが好ましく、10~100の整数であることがより好ましい。
m11~m16は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましく、0~100の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、1以上の整数であることが好ましく、5以上の整数であることがより好ましく、10以上の整数であることが更に好ましい。m11~m16は、合計で、200以下の整数であることが好ましく、100以下の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、10~200の整数であることが好ましく、10~100の整数であることがより好ましい。
上記ポリエーテル鎖において、各繰り返し単位は、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。例えば、-(OC6F12)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC5F10)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。また、-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
一の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC3F6)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖である。上記ポリエーテル鎖は、好ましくは、-(OCF2CF2CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖または-(OCF(CF3)CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖であり、より好ましくは、-(OCF2CF2CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖である。m14は、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。
別の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC4F8)m13-(OC3F6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-(式中、m13およびm14は、それぞれ、0~30の整数であり、m15およびm16は、それぞれ、1~200の整数である。m13~m16は、合計で、5以上の整数である。各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖である。m15およびm16は、それぞれ、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。m13~m16は、合計で、10以上の整数であることが好ましい。上記ポリエーテル鎖は、-(OCF2CF2CF2CF2)m13-(OCF2CF2CF2)m14-(OCF2CF2)m15-(OCF2)m16-であることが好ましい。一の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-(式中、m15およびm16は、それぞれ、1~200の整数である。各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖であってもよい。m15およびm16は、それぞれ、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。
さらに別の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(Rm1-Rm2)m17-で表される基である。式中、Rm1は、OCF2またはOC2F4であり、好ましくはOC2F4である。式中、Rm2は、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。好ましくは、Rm1は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記m17は、2以上の整数であり、好ましくは3以上の整数であり、より好ましくは5以上の整数であり、100以下の整数であり、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、ポリエーテル鎖は、好ましくは、-(OC2F4-OC3F6)m17-または-(OC2F4-OC4F8)m17-である。
上記ポリエーテル鎖において、m16に対するm15の比(以下、「m15/m16比」という)は、0.1~10であり、好ましくは0.2~5であり、より好ましくは0.2~2であり、さらに好ましくは0.2~1.5であり、さらにより好ましくは0.2~0.85である。m15/m16比を10以下にすることにより、表面処理層の滑り性、摩擦耐久性および耐ケミカル性(例えば、人工汗に対する耐久性)がより向上する。m15/m16比がより小さいほど、上記表面処理層の滑り性および摩擦耐久性はより向上する。一方、m15/m16比を0.1以上にすることにより、化合物の安定性をより高めることができる。m15/m16比がより大きいほど、化合物の安定性はより向上する。
上記ポリエーテル鎖は、
式:-(OCF2CF2CX11 2)n11(OCF2CF(CF3))n12(OCF2CF2)n13(OCF2)n14(OC4F8)n15-
(式中、n11、n12、n13、n14及びn15は、独立に、0又は1以上の整数、X11は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖、及び、
式:-(OC2F4-R21)f-
(式中、R21は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であり、fは、2~100の整数である)で表される鎖
からなる群より選択される少なくとも1種の鎖であってもよい。
式:-(OCF2CF2CX11 2)n11(OCF2CF(CF3))n12(OCF2CF2)n13(OCF2)n14(OC4F8)n15-
(式中、n11、n12、n13、n14及びn15は、独立に、0又は1以上の整数、X11は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖、及び、
式:-(OC2F4-R21)f-
(式中、R21は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であり、fは、2~100の整数である)で表される鎖
からなる群より選択される少なくとも1種の鎖であってもよい。
X11としては、Fが好ましい。
n11~n15は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましい。n11~n15は、合計で、2以上の整数であることが好ましく、5~300の整数であることがより好ましく、10~200の整数であることが更に好ましく、10~100の整数であることが特に好ましい。
n11~n15は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましい。n11~n15は、合計で、2以上の整数であることが好ましく、5~300の整数であることがより好ましく、10~200の整数であることが更に好ましく、10~100の整数であることが特に好ましい。
R21は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記fは、2~100の整数、好ましくは2~50の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6およびOC4F8は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、式:-(OC2F4-R21)f-は、好ましくは、式:-(OC2F4-OC3F6)f-または式:-(OC2F4-OC4F8)f-である。
本発明の化合物において、ポリエーテル鎖部分の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、例えば500~30,000、好ましくは1,500~30,000、より好ましくは2,000~10,000である。上記数平均分子量は、19F-NMRにより測定される値とする。
別の態様において、ポリエーテル鎖部分の数平均分子量は、500~30,000、好ましくは1,000~20,000、より好ましくは2,000~15,000、さらにより好ましくは2,000~10,000、例えば3,000~6,000であり得る。
別の態様において、ポリエーテル鎖部分の数平均分子量は、4,000~30,000、好ましくは5,000~10,000、より好ましくは6,000~10,000であり得る。
上記化合物としては、
パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物、
パーフルオロポリエーテル基及び加水分解可能な基を有する化合物(G)、及び、
式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される化合物(H)
からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物、
パーフルオロポリエーテル基及び加水分解可能な基を有する化合物(G)、及び、
式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される化合物(H)
からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記化合物としては、なかでも、層(A)と層(B)とが強固に接着し、優れた耐久性を有する機能性膜が実現できることから、化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物及び化合物(G)からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物が更に好ましい。
化合物(F)は、パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する。
上記硬化性部位としては、特に限定されるものではないが、例えば、アリル基、ケイヒ酸基、ソルビン酸基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられる。
化合物(F)としては、成分(A):ジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートと、成分(B):活性水素及びパーフルオロポリエーテル基を有する化合物との反応物である炭素-炭素二重結合含有化合物(パーフルオロポリエーテル系化合物)が好ましい。
本明細書において、「活性水素」とは、イソシアネート基にプロトンとして供与され得る水素原子を意味する。
成分(B)は、活性水素含有基を有することができる。本明細書中、「活性水素含有基」とは、上記活性水素を含有する基を指し、例えば、-OH基、-C(=O)H基、-SH基、-SO3H基、-SO2H基、-SOH基、-NH2基、-NH-基、-SiH基等が挙げられる。
成分(A)は、ジイソシアネートを三量体化することにより得ることができるポリイソシアネートである。ジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートは、これらが重合した重合体として存在していてもよい。
成分(A)のジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートは、好ましくは、イソシアヌレート型ポリイソシアネートであり得る。イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、これらが重合した重合体として存在していてもよい。すなわち、イソシアヌレート型ポリイソシアネートは、イソシアヌレート環を1つのみ有する単環式化合物であってもよく、この単環式化合物が重合して得られる多環式化合物であってもよく、これらの混合物であってもよい。イソシアヌレート型ポリイソシアネートのうち公知のものとしては、例えば、住友バイエルウレタン社製の「スミジュール(登録商標)N3300」が挙げられる。
成分(A)のジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートを得るために用いられるジイソシアネートとしては、特に限定されないが、イソシアネート基が脂肪族基に結合したジイソシアネート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート;イソシアネート基が芳香族基に結合したジイソシアネート、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートが挙げられる。
成分(A)ジイソシアネートの三量体であるポリイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、下記の構造を有する化合物が挙げられる。
上述したように、これらのポリイソシアネートは重合体として存在していてもよく、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型ポリイソシアネートである場合、下記構造を有する重合体として存在していてもよい。
成分(B)は、成分(B1):活性水素を有するパーフルオロポリエーテルと、成分(B2):炭素-炭素二重結合を有する基及び活性水素を有するモノマーとを含む。
成分(B1)は、下記式(B1-i)及び(B1-ii)のうちの一方で表される少なくとも1種の化合物である。
Rf-PFPE-Z-X (B1-i)
X-Z-PFPE-Z-X (B1-ii)
Rf-PFPE-Z-X (B1-i)
X-Z-PFPE-Z-X (B1-ii)
上記式(B1-i)及び(B1-ii)中、Rfは、1つ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16の(例えば、直鎖状又は分枝鎖状の)アルキル基であり、好ましくは、1つ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~3の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基である。Rfは、直鎖状であることが好ましい。また、1つ以上のフッ素原子により置換されていてもよいアルキル基は、好ましくは、末端炭素原子がCF2H-であり、かつ、他のすべての炭素原子がフッ素原子により全置換されているフルオロアルキル基又はパーフルオロアルキル基であり、より好ましくはパーフルオロアルキル基であり、具体的には、-CF3、-CF2CF3、又は、-CF2CF2CF3である。
上記式(B1-i)及び(B1-ii)中、PFPEは、上記したパーフルオロポリエーテル基であり、式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10
6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-で表される基である。
上記式(B1-i)及び(B1-ii)中、Zは、各々独立して、二価の有機基である。Zは、好ましくはR1である。R1は、各々独立して、下記式:
-(Y)f-(CR3 2)j-
で表される基である。
-(Y)f-(CR3 2)j-
で表される基である。
本明細書において、「二価の有機基」は、炭素を含有する二価の基を意味する。二価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭化水素基から更に1つの水素原子を脱離させた二価の基が挙げられる。
本明細書中、炭化水素基は、炭素及び水素を含む基を意味する。炭化水素基としては、特に限定されるものではないが、1つ以上の置換基により置換されていてもよい、炭素数1~20の炭化水素基、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状、及び、環状のうちのいずれであってもよく、飽和及び不飽和のうちのいずれであってもよい。また、炭化水素基は、1つ以上の環構造を含んでいてもよい。なお、炭化水素基は、その末端または分子鎖中に、1つ以上のN、O、S、Si、アミド、スルホニル、シロキサン、カルボニル、カルボニルオキシ等を有していてもよい。
本明細書中、炭化水素基の置換基としては、特に限定されるものではないが、例えば、1つ以上のハロゲン原子により置換されていてもよい、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数2~6のアルキニル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、炭素数3~10の不飽和シクロアルキル基、5~10員のヘテロシクリル基、5~10員の不飽和ヘテロシクリル基、炭素数6~10のアリール基、5~10員のヘテロアリール基等が挙げられる。
上記式中、Yは、二価の極性基であることが好ましい。二価の極性基としては、特に限定されないが、例えば、-COO-、-OCO-、-CONH-、-OCH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(OH)CH2O-、-COS-、-SCO-、-O-等が挙げられ、好ましくは、-COO-、-CONH-、-CH2CH(OH)CH2O-、又は、-O-である。
上記式中、R3は、各出現において、各々独立して、水素原子又はフッ素原子である。
上記式中、fは、0~50の整数であり、好ましくは0~20の整数(例えば、1~20の整数)である。jは、0~100の整数であり、好ましくは0~40の整数(例えば、1~40の整数)である。f及びjの和は、1以上である。f及びjを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、上記式中において任意である。
上記式で表されるR1は、好ましくは、各々独立して、下記式で表される基である。
-(Y)f-(CF2)g-(CH2)h-
-(Y)f-(CF2)g-(CH2)h-
上記式中、Y及びfは、上記のとおりである。g及びhは、各々独立して、0~50の整数であり、好ましくは0~20の整数(例えば、1~20の整数)である。f、g、及び、hの和は、1以上であり、好ましくは1~10である。f、g、及び、hは、0~2の整数であることがより好ましく、f=0又は1、g=2、h=0又は1であることが更に好ましい。また、f、g、及び、hを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、上記式中において任意である。
上記式(B1-i)及び(B1-ii)中、Xは、活性水素含有基である。Xは、好ましくは、各々独立して、-OH基、-C(=O)H基、-SH基、-SO3H基、-SO2H基、-SOH基、-NH2基、-NH-基、又は、-SiH基であり、より好ましくは、-OH基、又は、-NH2基であり、更に好ましくは、-OH基である。
成分(B1)は、好ましくは、下記式(B1-i’)及び(B1-ii’)のうちの一方で表される少なくとも1種の化合物であり、より好ましくは、下記式(B1-i’)で表される少なくとも1種の化合物である。成分(B1)が下記式(B1-i’)で表される少なくとも1種の化合物である場合、PFPEは、好ましくは、下記式(D1)で表される基である。
Rf-PFPE-R-CH2OH (B1-i’)
HOCH2-R1-PFPE-R1-CH2OH (B1-ii’)
Rf-PFPE-R-CH2OH (B1-i’)
HOCH2-R1-PFPE-R1-CH2OH (B1-ii’)
上記式中、Rf、PFPE、及び、R1は、上記のとおりである。
成分(B1)の活性水素を有するパーフルオロポリエーテルは、パーフルオロポリエーテル基に加えて、1つの分子末端に1つの活性水素含有基(例えば、水酸基)を有する、又は、2つの分子末端の各々に1つの活性水素含有基水酸基を有する化合物である。
成分(B1)の活性水素を有するパーフルオロポリエーテルの数平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは500~12000であり、より好ましくは1000~10000であり、更に好ましくは1500~8000である。
上記数平均分子量は、19F-NMRにより測定する。
成分(B2)の炭素-炭素二重結合を有する基及び活性水素を有するモノマーは、その分子末端に少なくとも1つ(好ましくは1つ)の活性水素含有基(好ましくは水酸基)を有する。
成分(B2)の炭素-炭素二重結合を有する基及び活性水素を有するモノマーは、好ましくは、炭素-炭素二重結合を有する基として、下記式で表される基を有する。
-OC(O)-CR2=CH2
-OC(O)-CR2=CH2
上記式中、R2は、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり、好ましくは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくは水素原子又はメチル基である。ここで、R2が水素原子又はメチル基である基、すなわち、-OC(O)-CH=CH2、又は、-OC(O)-CCH3=CH2は、総称して「(メタ)アクリレート基」とも称される。
成分(B2)としては、特に限定されるものではないが、例えば、下記の化合物:
HO(CH2CH2)iOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。iは、2~10の整数である。)、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
CH3CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;
CH3CH2CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
C6H5OCH2CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;
HOCH2C(CH2OCO(R)C=CH2)3
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート;
C(CH2OCO(R)C=CH2)3CH2OCH2C(CH2OCO(R)C=CH2)2CH2OH
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、ジペンタエリスリトールポリアクリレート;
HOCH2CH2OCOC6H5OCOCH2CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸;
H(OCH2CH2)nOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。nは、1~30の整数である。)、例えば、ポリ(エチレングリコール)アクリレート;
H(OCH(CH3)CH2)nOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。nは、1~30の整数である。)、例えば、ポリ(プロピレングリコール)アクリレート;
アリルアルコール;
HO(CH2)kCH=CH2
(上記式中、kは2~20の整数である。);
(CH3)3SiCH(OH)CH=CH2;及び、
スチリルフェノール
が挙げられる。
HO(CH2CH2)iOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。iは、2~10の整数である。)、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
CH3CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;
CH3CH2CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート;
C6H5OCH2CH(OH)CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;
HOCH2C(CH2OCO(R)C=CH2)3
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート;
C(CH2OCO(R)C=CH2)3CH2OCH2C(CH2OCO(R)C=CH2)2CH2OH
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、ジペンタエリスリトールポリアクリレート;
HOCH2CH2OCOC6H5OCOCH2CH2OCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。)、例えば、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸;
H(OCH2CH2)nOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。nは、1~30の整数である。)、例えば、ポリ(エチレングリコール)アクリレート;
H(OCH(CH3)CH2)nOCO(R)C=CH2
(上記式中、Rは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、又は、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である。nは、1~30の整数である。)、例えば、ポリ(プロピレングリコール)アクリレート;
アリルアルコール;
HO(CH2)kCH=CH2
(上記式中、kは2~20の整数である。);
(CH3)3SiCH(OH)CH=CH2;及び、
スチリルフェノール
が挙げられる。
一態様において、成分(B)は、成分(B1)及び成分(B2)からなっていてもよい。
化合物(F)に含まれる炭素-炭素二重結合含有化合物は、一分子のトリイソシアネートに、異なる種類の成分(B1)由来の基を有していてもよい。また、一分子のトリイソシアネートに、異なる種類の(例えば、異なる数の炭素-炭素二重結合を有する)成分(B2)由来の基を有していてもよい。
化合物(F)は、1種以上の炭素-炭素二重結合含有化合物を含んでいてもよい。例えば、化合物(F)は、成分(A)と、成分(B1)としての化合物B1及び成分(B2)としての化合物B2とを反応させた化合物、並びに、成分(A)と、成分(B1)としての化合物B1’及び成分(B2)としての化合物B2’とを反応させた化合物の混合物であってもよい。これらの化合物は同時に合成されてもよく、別個に合成され、その後混合してもよい。
化合物(F)のうち公知のものとしては、例えば、ダイキン工業社製の「オプツール(登録商標)DAC」及び「オプツールDAC-HP」、信越化学工業社製の「KY-1203」及び「KNS5300」、DIC社製の「メガファック(登録商標)RS-75」、「メガファックRS-72-K」、「メガファックRS-76-E」、「メガファックRS-76-NS」、「メガファックRS-90」、「ディフェンサ(登録商標)TF3028」、「ディフェンサTF3001」、及び、「ディフェンサTF3000」、新中村化学工業社製の「SUA1900L10」及び「SUA1900L6」、ソルベイ社製の「フルオロリンク(登録商標)P56」、「フルオロリンクP54」、「フルオロリンクF10」、「フルオロリンクA10P」、「フルオロリンクAD1700」、「フルオロリンクMD700」、及び、「フルオロリンクE10H」等が挙げられる。
化合物(G)は、パーフルオロポリエーテル基及び加水分解可能な基を有する。
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、-OR、-OCOR、-O-N=CR2、-NR2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは-OR(即ち、アルコキシ基)である。Rの例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
化合物(G)は、下記式:
-SiR1 n1R2 3-n1
(式中、R1は、加水分解可能な基を表し;
R2は、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数である。)
で表される基を有することが好ましい。
-SiR1 n1R2 3-n1
(式中、R1は、加水分解可能な基を表し;
R2は、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数である。)
で表される基を有することが好ましい。
[式中:
PFPEは、各出現においてそれぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、(-SiR1 n1R2 3-n1)単位毎に独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(A1)、(A2)、(B1)および(B2)において、少なくとも1つのn1が、1~3の整数であり;
X1は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
X2は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2価の有機基を表し;
tは、各出現においてそれぞれ独立して、1~10の整数であり;
αは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
α’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X5は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
βは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
β’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X7は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
γは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
γ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z1-SiR71 p1R72 q1R73 r1を表し;
Z1は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表し;
Ra’は、Raと同意義であり;
Ra中、Z1基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個であり;
R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(C1)および(C2)において、少なくとも1つのq1が1~3の整数であり;
Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数であり;
l1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
m1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
ただし、γを付して括弧でくくられた単位において、k1、l1およびm1の和は3であり;
X9は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
δは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
δ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Rdは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2を表し;
Z2は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R81は、各出現においてそれぞれ独立して、Rd’を表し;
Rd’は、Rdと同意義であり;
Rd中、Z2基を介して直鎖状に連結されるCは最大で5個であり;
R82は、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Yは、各出現においてそれぞれ独立して、2価の有機基を表し;
R85は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R86は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n2は、(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)単位毎に独立して、1~3の整数を表し;
ただし、式(C1)および(C2)において、少なくとも1つのn2は1~3の整数であり;
R83は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
Reは、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
l2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
m2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(D1)および(D2)において、少なくとも1つのq2は2または3であるか、あるいは、少なくとも1つのl2は2または3である。ただし、k2、l2およびm2の和は3である。]
のいずれかで表される少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物が好ましい。
PFPEは、各出現においてそれぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、(-SiR1 n1R2 3-n1)単位毎に独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(A1)、(A2)、(B1)および(B2)において、少なくとも1つのn1が、1~3の整数であり;
X1は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
X2は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2価の有機基を表し;
tは、各出現においてそれぞれ独立して、1~10の整数であり;
αは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
α’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X5は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
βは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
β’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X7は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
γは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
γ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z1-SiR71 p1R72 q1R73 r1を表し;
Z1は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表し;
Ra’は、Raと同意義であり;
Ra中、Z1基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個であり;
R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(C1)および(C2)において、少なくとも1つのq1が1~3の整数であり;
Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数であり;
l1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
m1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
ただし、γを付して括弧でくくられた単位において、k1、l1およびm1の和は3であり;
X9は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
δは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
δ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Rdは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z2-CR81 p2R82 q2R83 r2を表し;
Z2は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R81は、各出現においてそれぞれ独立して、Rd’を表し;
Rd’は、Rdと同意義であり;
Rd中、Z2基を介して直鎖状に連結されるCは最大で5個であり;
R82は、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Yは、各出現においてそれぞれ独立して、2価の有機基を表し;
R85は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R86は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n2は、(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)単位毎に独立して、1~3の整数を表し;
ただし、式(C1)および(C2)において、少なくとも1つのn2は1~3の整数であり;
R83は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
Reは、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
l2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
m2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(D1)および(D2)において、少なくとも1つのq2は2または3であるか、あるいは、少なくとも1つのl2は2または3である。ただし、k2、l2およびm2の和は3である。]
のいずれかで表される少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物が好ましい。
以下、上記式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)および(D2)で表されるパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物について説明する。
上記式中、PFPEは、-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10
6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
で表されるポリエーテル鎖である。X10としては、Fが好ましい。m11~m16は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましく、0~100の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、1以上の整数であることが好ましく、5以上の整数であることがより好ましく、10以上の整数であることが更に好ましい。m11~m16は、合計で、200以下の整数であることが好ましく、100以下の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、10~200の整数であることが好ましく、10~100の整数であることがより好ましい。各繰り返し単位は、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。例えば、-(OC6F12)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC5F10)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。また、-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
で表されるポリエーテル鎖である。X10としては、Fが好ましい。m11~m16は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましく、0~100の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、1以上の整数であることが好ましく、5以上の整数であることがより好ましく、10以上の整数であることが更に好ましい。m11~m16は、合計で、200以下の整数であることが好ましく、100以下の整数であることがより好ましい。m11~m16は、合計で、10~200の整数であることが好ましく、10~100の整数であることがより好ましい。各繰り返し単位は、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。例えば、-(OC6F12)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC5F10)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。また、-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
一の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC3F6)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖である。上記ポリエーテル鎖は、好ましくは、-(OCF2CF2CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖または-(OCF(CF3)CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖であり、より好ましくは、-(OCF2CF2CF2)m14-(式中、m14は1~200の整数である)で表される鎖である。m14は、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。
別の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC4F8)m13-(OC3F6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-(式中、m13およびm14は、それぞれ、0~30の整数であり、m15およびm16は、それぞれ、1~200の整数である。m13~m16は、合計で、5以上の整数である。各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖である。m15およびm16は、それぞれ、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。m13~m16は、合計で、10以上の整数であることが好ましい。上記ポリエーテル鎖は、-(OCF2CF2CF2CF2)m13-(OCF2CF2CF2)m14-(OCF2CF2)m15-(OCF2)m16-であることが好ましい。一の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-(式中、m15およびm16は、それぞれ、1~200の整数である。各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表される鎖であってもよい。m15およびm16は、それぞれ、5~200の整数であることが好ましく、10~200の整数であることがより好ましい。
さらに別の態様において、上記ポリエーテル鎖は、-(Rm1-Rm2)m17-で表される基である。式中、Rm1は、OCF2またはOC2F4であり、好ましくはOC2F4である。式中、Rm2は、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。好ましくは、Rm1は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記m17は、2以上の整数であり、好ましくは3以上の整数であり、より好ましくは5以上の整数であり、100以下の整数であり、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、ポリエーテル鎖は、好ましくは、-(OC2F4-OC3F6)m17-または-(OC2F4-OC4F8)m17-である。
上記式中、Rfは、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表す。
上記1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基における「炭素数1~16のアルキル基」は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数1~6、特に炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数1~3のアルキル基である。
上記Rfは、好ましくは、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されている炭素数1~16のアルキル基であり、より好ましくはCF2H-C1-15フルオロアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数1~16のパーフルオロアルキル基である。
該炭素数1~16のパーフルオロアルキル基は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数1~6、特に炭素数1~3のパーフルオロアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、具体的には-CF3、-CF2CF3、または-CF2CF2CF3である。
上記式中、R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表す。
上記式中、R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基、好ましくは炭素数1~4のアルキル基を表す。
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、-OR、-OCOR、-O-N=CR2、-NR2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは-OR(即ち、アルコキシ基)である。Rの例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
上記式中、R11は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表す。ハロゲン原子は、好ましくはヨウ素原子、塩素原子またはフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
上記式中、R12は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。
上記式中、n1は、(-SiR1
n1R2
3-n1)単位毎に独立して、0~3の整数であり、好ましくは1~3であり、より好ましくは3である。ただし、式中、すべてのn1が同時に0になることはない。換言すれば、式中、少なくとも1つはR1が存在する。
上記式中、X1は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X1は、式(A1)および(A2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(即ち、αを付して括弧でくくられた基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X1は、式(A1)および(A2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
上記式中、αは1~9の整数であり、α’は1~9の整数である。これらαおよびα’は、X1の価数に応じて変化し得る。式(A1)においては、αおよびα’の和は、X1の価数と同じである。例えば、X1が10価の有機基である場合、αおよびα’の和は10であり、例えばαが9かつα’が1、αが5かつα’が5、またはαが1かつα’が9となり得る。また、X1が2価の有機基である場合、αおよびα’は1である。式(A2)においては、αはX1の価数から1を引いた値である。
上記X1は、好ましくは2~7価であり、より好ましくは2~4価であり、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X1は2~4価の有機基であり、αは1~3であり、α’は1である。
上記X1の例としては、特に限定するものではないが、例えば、下記式:
-(R31)p’-(Xa)q’-
[式中:
R31は、単結合、-(CH2)s’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)s’-であり、
s’は、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数、さらにより好ましくは1または2であり、
Xaは、-(Xb)l’-を表し、
Xbは、各出現においてそれぞれ独立して、-O-、-S-、o-、m-もしくはp-フェニレン基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CONR34-、-O-CONR34-、-NR34-および-(CH2)n’-からなる群から選択される基を表し、
R33は、各出現においてそれぞれ独立して、フェニル基、C1-6アルキル基またはC1-6アルコキシ基を表し、好ましくはフェニル基またはC1-6アルキル基であり、より好ましくはメチル基であり、
R34は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フェニル基またはC1-6アルキル基(好ましくはメチル基)を表し、
m’は、各出現において、それぞれ独立して、1~100の整数、好ましくは1~20の整数であり、
n’は、各出現において、それぞれ独立して、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
l’は、1~10の整数、好ましくは1~5の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
p’は、0、1または2であり、
q’は、0または1であり、
ここに、p’およびq’の少なくとも一方は1であり、p’またはq’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は任意である]
で表される2価の基が挙げられる。ここに、R31およびXa(典型的にはR31およびXaの水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
-(R31)p’-(Xa)q’-
[式中:
R31は、単結合、-(CH2)s’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)s’-であり、
s’は、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数、さらにより好ましくは1または2であり、
Xaは、-(Xb)l’-を表し、
Xbは、各出現においてそれぞれ独立して、-O-、-S-、o-、m-もしくはp-フェニレン基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CONR34-、-O-CONR34-、-NR34-および-(CH2)n’-からなる群から選択される基を表し、
R33は、各出現においてそれぞれ独立して、フェニル基、C1-6アルキル基またはC1-6アルコキシ基を表し、好ましくはフェニル基またはC1-6アルキル基であり、より好ましくはメチル基であり、
R34は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フェニル基またはC1-6アルキル基(好ましくはメチル基)を表し、
m’は、各出現において、それぞれ独立して、1~100の整数、好ましくは1~20の整数であり、
n’は、各出現において、それぞれ独立して、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
l’は、1~10の整数、好ましくは1~5の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
p’は、0、1または2であり、
q’は、0または1であり、
ここに、p’およびq’の少なくとも一方は1であり、p’またはq’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は任意である]
で表される2価の基が挙げられる。ここに、R31およびXa(典型的にはR31およびXaの水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
好ましくは、上記X1は、-(R31)p’-(Xa)q’-R32-である。R32は、単結合、-(CH2)t’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)t’-である。t’は、1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。ここに、R32(典型的にはR32の水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
好ましくは、上記X1は、
C1-20アルキレン基、
-R31-Xc-R32-、または
-Xd-R32-
[式中、R31およびR32は、上記と同意義である。]
であり得る。
C1-20アルキレン基、
-R31-Xc-R32-、または
-Xd-R32-
[式中、R31およびR32は、上記と同意義である。]
であり得る。
より好ましくは、上記X1は、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-
-Xd-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、s’およびt’は、上記と同意義である。]
である。
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-
-Xd-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、s’およびt’は、上記と同意義である。]
である。
上記式中、Xcは、
-O-、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-O-CONR34-、
-Si(R33)2-、
-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si(R33)2-O-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、R33、R34およびm’は、上記と同意義であり、
u’は1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]を表す。Xcは、好ましくは-O-である。
-O-、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-O-CONR34-、
-Si(R33)2-、
-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si(R33)2-O-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、R33、R34およびm’は、上記と同意義であり、
u’は1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]を表す。Xcは、好ましくは-O-である。
上記式中、Xdは、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
を表す。
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
を表す。
より好ましくは、上記X1は、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
であり得る。
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
であり得る。
さらにより好ましくは、上記X1は、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、または
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-Si(R33)2 -(CH2)u’-Si(R33)2-(CvH2v)-
[式中、R33、m’、s’、t’およびu’は、上記と同意義であり、vは1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]
である。
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、または
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-Si(R33)2 -(CH2)u’-Si(R33)2-(CvH2v)-
[式中、R33、m’、s’、t’およびu’は、上記と同意義であり、vは1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]
である。
上記式中、-(CvH2v)-は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、例えば、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2-であり得る。
上記X1基は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基(好ましくは、C1-3パーフルオロアルキル基)から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
[式中、R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
Dは、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、および
Dは、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、および
(式中、R42は、それぞれ独立して、水素原子、C1-6のアルキル基またはC1-6のアルコキシ基、好ましくはメチル基またはメトキシ基、より好ましくはメチル基を表す。)
から選択される基であり、
Eは、-(CH2)n-(nは2~6の整数)であり、
Dは、分子主鎖のPFPEに結合し、Eは、PFPEと反対の基に結合する。]
から選択される基であり、
Eは、-(CH2)n-(nは2~6の整数)であり、
Dは、分子主鎖のPFPEに結合し、Eは、PFPEと反対の基に結合する。]
上記X1の具体的な例としては、例えば:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
さらに別の態様において、X1は、式:-(R16)x-(CFR17)y-(CH2)z-で表される基である。式中、x、yおよびzは、それぞれ独立して、0~10の整数であり、x、yおよびzの和は1以上であり、括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
上記式中、R16は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子、フェニレン、カルバゾリレン、-NR26-(式中、R26は、水素原子または有機基を表す)または2価の有機基である。好ましくは、R16は、酸素原子または2価の極性基である。
上記「2価の極性基」としては、特に限定されないが、-C(O)-、-C(=NR27)-、および-C(O)NR27-(これらの式中、R27は、水素原子または低級アルキル基を表す)が挙げられる。当該「低級アルキル基」は、例えば、炭素数1~6のアルキル基、例えばメチル、エチル、n-プロピルであり、これらは、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい。
上記式中、R17は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり、好ましくはフッ素原子である。当該「低級フルオロアルキル基」は、例えば、炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3のフルオロアルキル基、好ましくは炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、より好ましくはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、さらに好ましくはトリフルオロメチル基である。
この態様において、X1は、好ましくは、式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-(式中、x、yおよびzは、上記と同意義であり、括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である)で表される基である。
上記式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-で表される基としては、例えば、-(O)x’-(CH2)z”-O-[(CH2)z’’’-O-]z””、および-(O)x’-(CF2)y”-(CH2)z”-O-[(CH2)z’’’-O-]z””(式中、x’は0または1であり、y”、z”およびz’’’は、それぞれ独立して、1~10の整数であり、z””は、0または1である)で表される基が挙げられる。なお、これらの基は左端がPFPE側に結合する。
別の好ましい態様において、X1は、-O-CFR13-(CF2)e-である。
上記R13は、それぞれ独立して、フッ素原子または低級フルオロアルキル基を表す。低級フルオロアルキル基は、例えば炭素数1~3のフルオロアルキル基、好ましくは炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、より好ましくはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、更に好ましくはトリフルオロメチル基である。
上記eは、それぞれ独立して、0または1である。
一の具体例において、R13はフッ素原子であり、eは1である。
[式中、
R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
各X1基において、Tのうち任意のいくつかは、分子主鎖のPFPEに結合する以下の基:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、または
R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
各X1基において、Tのうち任意のいくつかは、分子主鎖のPFPEに結合する以下の基:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、または
[式中、R42は、それぞれ独立して、水素原子、C1-6のアルキル基またはC1-6のアルコキシ基、好ましくはメチル基またはメトキシ基、より好ましくはメチル基を表す。]
であり、別のTのいくつかは、分子主鎖のPFPEと反対の基(即ち、式(A1)、(A2)、(D1)および(D2)においては炭素原子、また、下記する式(B1)、(B2)、(C1)および(C2)においてはSi原子)に結合する-(CH2)n”-(n”は2~6の整数)であり、存在する場合、残りは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基、C1-6アルコキシ基またはラジカル捕捉基もしくは紫外線吸収基であり得る。
であり、別のTのいくつかは、分子主鎖のPFPEと反対の基(即ち、式(A1)、(A2)、(D1)および(D2)においては炭素原子、また、下記する式(B1)、(B2)、(C1)および(C2)においてはSi原子)に結合する-(CH2)n”-(n”は2~6の整数)であり、存在する場合、残りは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基、C1-6アルコキシ基またはラジカル捕捉基もしくは紫外線吸収基であり得る。
ラジカル捕捉基は、光照射で生じるラジカルを捕捉できるものであれば特に限定されないが、例えばベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、安息香酸エステル類、サリチル酸フェニル類、クロトン酸類、マロン酸エステル類、オルガノアクリレート類、ヒンダードアミン類、ヒンダードフェノール類、またはトリアジン類の残基が挙げられる。
紫外線吸収基は、紫外線を吸収できるものであれば特に限定されないが、例えばベンゾトリアゾール類、ヒドロキシベンゾフェノン類、置換および未置換安息香酸もしくはサリチル酸化合物のエステル類、アクリレートまたはアルコキシシンナメート類、オキサミド類、オキサニリド類、ベンゾキサジノン類、ベンゾキサゾール類の残基が挙げられる。
この態様において、X1は、それぞれ独立して、3~10価の有機基であり得る。
上記式中、tは、それぞれ独立して、1~10の整数である。好ましい態様において、tは1~6の整数である。別の好ましい態様において、tは2~10の整数であり、好ましくは2~6の整数である。
上記式中、X2は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2価の有機基を表す。X2は、好ましくは、炭素数1~20のアルキレン基であり、より好ましくは、-(CH2)u-(式中、uは、0~2の整数である)である。
好ましい式(A1)および(A2)で示される化合物は、下記式(A1’)および(A2’):
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X1は、-O-CFR13-(CF2)e-であり;
R13は、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり;
eは、0または1であり;
X2は、-(CH2)u-であり;
uは、0~2の整数であり(uが0の場合X2は単結合である);
tは、1~10の整数である。]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X1は、-O-CFR13-(CF2)e-であり;
R13は、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり;
eは、0または1であり;
X2は、-(CH2)u-であり;
uは、0~2の整数であり(uが0の場合X2は単結合である);
tは、1~10の整数である。]
で表される化合物である。
上記式(A1)および(A2)で表される化合物は、例えば、Rf-PFPE-部分に対応するパーフルオロポリエーテル誘導体を原料として、末端にヨウ素を導入した後、-CH2CR12(X2-SiR1
n1R2
3-n1)-に対応するビニルモノマーを反応させることにより得ることができる。
上記式(B1)および(B2)中、Rf、PFPE、R1、R2およびn1は、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X5は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X5は、式(B1)および(B2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(具体的には、-SiR1
n1R2
3-n1)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X5は、式(B1)および(B2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
上記式中のβは、1~9の整数であり、β’は、1~9の整数である。これらβおよびβ’は、X3の価数に応じて決定され、式(B1)において、βおよびβ’の和は、X5の価数と同じである。例えば、X5が10価の有機基である場合、βおよびβ’の和は10であり、例えばβが9かつβ’が1、βが5かつβ’が5、またはβが1かつβ’が9となり得る。また、X5が2価の有機基である場合、βおよびβ’は1である。式(B2)において、βはX5の価数の値から1を引いた値である。
上記X5は、好ましくは2~7価、より好ましくは2~4価、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X5は2~4価の有機基であり、βは1~3であり、β’は1である。
上記X5の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX5は、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X5は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X5は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である]
で表される化合物である。
上記式(B1)および(B2)で表される化合物は、公知の方法、例えば特許文献1に記載の方法またはその改良方法により製造することができる。例えば、式(B1)および(B2)で表される化合物は、下記式(B1-4)または(B2-4):
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X5’は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
βは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
β’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
R92は、単結合または2価の有機基である。]
で表される化合物を、HSiM3(式中、Mは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、R1またはR2であり、R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基であり、R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基である)と反応させて、必要に応じて、上記ハロゲン原子を、R1またはR2に変換して、式(B1”)または(B2”):
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X5’は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
βは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
β’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
R92は、単結合または2価の有機基である。]
で表される化合物を、HSiM3(式中、Mは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、R1またはR2であり、R1は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基であり、R2は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基である)と反応させて、必要に応じて、上記ハロゲン原子を、R1またはR2に変換して、式(B1”)または(B2”):
[式中、PFPE、Rf、X5’、β、β’およびR92は、上記と同意義であり;
n1は、0~3の整数である。]
で表される化合物として得ることができる。
n1は、0~3の整数である。]
で表される化合物として得ることができる。
式(B1”)または(B2”)において、X5’からR92-CH2CH2-までの部分が、式(B1)または(B2)におけるX5に対応する。
上記式(C1)および(C2)中、RfおよびPFPEは、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X7は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X7は、式(C1)および(C2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(具体的には、-SiRa
k1Rb
l1Rc
m1基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X7は、式(C1)および(C2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
上記式中のγは、1~9の整数であり、γ’は、1~9の整数である。これらγおよびγ’は、X7の価数に応じて決定され、式(C1)において、γおよびγ’の和は、X7の価数と同じである。例えば、X7が10価の有機基である場合、γおよびγ’の和は10であり、例えばγが9かつγ’が1、γが5かつγ’が5、またはγが1かつγ’が9となり得る。また、X7が2価の有機基である場合、γおよびγ’は1である。式(C1)において、γはX7の価数の値から1を引いた値である。
上記X7は、好ましくは2~7価、より好ましくは2~4価、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X7は2~4価の有機基であり、γは1~3であり、γ’は1である。
上記X7の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX7は、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
上記式中、Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z1-SiR71
p1R72
q1R73
r1を表す。
式中、Z1は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表す。
上記Z1は、好ましくは、2価の有機基であり、式(C1)または式(C2)における分子主鎖の末端のSi原子(Raが結合しているSi原子)とシロキサン結合を形成するものを含まない。
上記Z1は、好ましくは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中、gは、1~6の整数であり、hは、1~6の整数である)または、-フェニレン-(CH2)i-(式中、iは、0~6の整数である)であり、より好ましくはC1-3アルキレン基である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
式中、R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表す。Ra’は、Raと同意義である。
Ra中、Z1基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個である。即ち、上記Raにおいて、R71が少なくとも1つ存在する場合、Ra中にZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子が2個以上存在するが、かかるZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数は最大で5個である。なお、「Ra中のZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」とは、Ra中において直鎖状に連結される-Z1-Si-の繰り返し数と等しくなる。
上記式において、*は、主鎖のSiに結合する部位を意味し、…は、ZSi以外の所定の基が結合していること、即ち、Si原子の3本の結合手がすべて…である場合、ZSiの繰り返しの終了箇所を意味する。また、Siの右肩の数字は、*から数えたZ基を介して直鎖状に連結されたSiの出現数を意味する。即ち、Si2でZSi繰り返しが終了している鎖は「Ra中のZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」が2個であり、同様に、Si3、Si4およびSi5でZSi繰り返しが終了している鎖は、それぞれ、「Ra中のZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」が3、4および5個である。なお、上記の式から明らかなように、Ra中には、ZSi鎖が複数存在するが、これらはすべて同じ長さである必要はなく、それぞれ任意の長さであってもよい。
一の態様において、Ra中のZ1基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数は1個または2個、好ましくは1個である。
式中、R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表す。
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応を受け得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは-OR(アルコキシ基)である。Rの例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
好ましくは、R72は、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはメチル基を表す)である。
式中、R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;q1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、p1、q1およびr1の和は3である。
好ましい態様において、Ra中の末端のRa’(Ra’が存在しない場合、Ra)において、上記q1は、好ましくは2以上、例えば2または3であり、より好ましくは3である。
好ましい態様において、Raの末端部の少なくとも1つは、-Si(-Z1-SiR72
qR73
r)2または-Si(-Z1-SiR72
qR73
r)3、好ましくは-Si(-Z1-SiR72
qR73
r)3であり得る。式中、(-Z1-SiR72
qR73
r)の単位は、好ましくは(-Z1-SiR72
3)である。さらに好ましい態様において、Raの末端部は、すべて-Si(-Z1-SiR72
qR73
r)3、好ましくは-Si(-Z1-SiR72
3)3であり得る。
上記式(C1)および(C2)においては、少なくとも1つのR72が存在する。
上記式中、Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表す。
上記Rbは、好ましくは、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)であり、好ましくは-ORである。Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。より好ましくは、Rbは、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはメチル基を表す)である。
上記式中、Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、k1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数であり;l1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;m1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数である。ただし、k1、l1およびm1の和は、3である。
上記式(C1)および(C2)で表される化合物は、例えば、Rf-PFPE-部分に対応するパーフルオロポリエーテル誘導体を原料として、末端に水酸基を導入した後、末端に不飽和結合を有する基を導入し、この不飽和結合を有する基とハロゲン原子を有するシリル誘導体とを反応させ、さらにこのシリル基に末端に水酸基を導入し、導入した不飽和結合を有する基とシリル誘導体とを反応させることにより得ることができる。例えば、以下のようにして得ることができる。
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X7は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-を表し;
Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z1-SiR71 p1R72 q1R73 r1を表し;
Z1は、C1-6アルキレン基を表し;
R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表し;
Ra’は、Raと同意義であり;
Ra中、Z1基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個であり;
R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数、好ましくは3であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
ただし、一のRaにおいて、p1、q1およびr1の和は3である。]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X7は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-を表し;
Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z1-SiR71 p1R72 q1R73 r1を表し;
Z1は、C1-6アルキレン基を表し;
R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表し;
Ra’は、Raと同意義であり;
Ra中、Z1基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個であり;
R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し;
R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数、好ましくは3であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
ただし、一のRaにおいて、p1、q1およびr1の和は3である。]
で表される化合物である。
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X7’は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
γは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
γ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
R92は、単結合または2価の有機基である。]
で表される化合物を、HSiR93 k1Rb l1Rc m1(式中、R93はハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子、好ましくは塩素原子であり、Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し、Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し、k1は1~3の整数であり、l1およびm1は、それぞれ独立して、0~2の整数であり、k1、l1およびm1の和は3である。)で表される化合物と反応させて、式(C1-5)または(C2-5):
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
X7’は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
γは、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
γ’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
R92は、単結合または2価の有機基である。]
で表される化合物を、HSiR93 k1Rb l1Rc m1(式中、R93はハロゲン原子、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子、好ましくは塩素原子であり、Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し、Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し、k1は1~3の整数であり、l1およびm1は、それぞれ独立して、0~2の整数であり、k1、l1およびm1の和は3である。)で表される化合物と反応させて、式(C1-5)または(C2-5):
得られた式(C1-5)または(C2-5)で表される化合物を、Hal-J-R94-CH=CH2(式中、Halはハロゲン原子(例えば、I、Br、Cl、F等)を表し、Jは、Mg、Cu、PdまたはZnを表し、R94は単結合または2価の有機基を表す。)で表される化合物と反応させて、式(C1-6)または(C2-6):
得られた式(C1-6)または(C2-6)で表される化合物を、HSiM3(式中、Mは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、R72またはR73であり、R72は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表し、R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。)と反応させて、必要に応じて、上記ハロゲン原子を、R72またはR73に変換して、式(C1’’’)または(C2’’’):
[式中、Rf、PFPE、R72、R73、R92、R94、Rb、Rc、γ、γ’、X7’、k1、l1およびm1は、上記と同意義であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数である。]
で表される化合物を得ることができる。
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~3の整数であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数である。]
で表される化合物を得ることができる。
式(C1’’’)または(C2’’’)において、X7’からR92-CH2CH2-までの部分が、式(C1)または(C2)におけるX7に対応し、-R94-CH2CH2-が式(C1)または(C2)におけるZに対応する。
式(D1)および(D2):
上記式(D1)および(D2)中、RfおよびPFPEは、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X9は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X9は、式(D1)および(D2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供する部(即ち、δを付して括弧でくくられた基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X9は、式(D1)および(D2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
上記式中、δは1~9の整数であり、δ’は1~9の整数である。これらδおよびδ’は、X9の価数に応じて変化し得る。式(D1)においては、δおよびδ’の和は、X9の価数と同じである。例えば、X9が10価の有機基である場合、δおよびδ’の和は10であり、例えばδが9かつδ’が1、δが5かつδ’が5、またはδが1かつδ’が9となり得る。また、X9が2価の有機基である場合、δおよびδ’は1である。式(D2)においては、δはX9の価数から1を引いた値である。
上記X9は、好ましくは2~7価であり、より好ましくは2~4価であり、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X9は2~4価の有機基であり、δは1~3であり、δ’は1である。
上記X9の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX9は、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
上記式中、Rdは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z2-CR81
p2R82
q2R83
r2を表す。
式中、Z2は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表す。
上記Z2は、好ましくは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中、gは、0~6の整数、例えば1~6の整数であり、hは、0~6の整数、例えば1~6の整数である)または、-フェニレン-(CH2)i-(式中、iは、0~6の整数である)であり、より好ましくはC1-3アルキレン基である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
式中、R81は、各出現においてそれぞれ独立して、Rd’を表す。Rd’は、Rdと同意義である。
Rd中、Z2基を介して直鎖状に連結されるCは最大で5個である。即ち、上記Rdにおいて、R81が少なくとも1つ存在する場合、Rd中にZ2基を介して直鎖状に連結されるSi原子が2個以上存在するが、かかるZ2基を介して直鎖状に連結されるC原子の数は最大で5個である。なお、「Rd中のZ2基を介して直鎖状に連結されるC原子の数」とは、Rd中において直鎖状に連結される-Z2-C-の繰り返し数と等しくなる。これは、式(C1)および(C2)におけるRaに関する記載と同様である。
好ましい態様において、「Rd中のZ2基を介して直鎖状に連結されるC原子の数」は、すべての鎖において、1個(左式)または2個(右式)である。
一の態様において、Rd中のZ2基を介して直鎖状に連結されるC原子の数は1個または2個、好ましくは1個である。
式中、R82は、-Y-SiR85
n2R86
3-n2を表す。
Yは、各出現においてそれぞれ独立して、2価の有機基を表す。
好ましい態様において、Yは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g’-O-(CH2)h’-(式中、g’は、0~6の整数、例えば1~6の整数であり、h’は、0~6の整数、例えば1~6の整数である)、または-フェニレン-(CH2)i’-(式中、i’は、0~6の整数である)である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
一の態様において、Yは、C1-6アルキレン基、-O-(CH2)h’-または-フェニレン-(CH2)i’-であり得る。Yが上記の基である場合、光耐性、特に紫外線耐性がより高くなり得る。
上記R85は、各出現においてそれぞれ独立して、加水分解可能な基を表す。
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応を受け得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは-OR(アルコキシ基)である。Rの例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
好ましくは、R85は、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはエチル基またはメチル基、特にメチル基を表す)である。
上記R86は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
n2は、(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)単位毎に独立して、1~3の整数を表し、好ましくは2または3、より好ましくは3である。
上記R83は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、p2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;q2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;r2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、p2、q2およびr2の和は3である。
好ましい態様において、Rd中の末端のRd’(Rd’が存在しない場合、Rd)において、上記q2は、好ましくは2以上、例えば2または3であり、より好ましくは3である。
好ましい態様において、Rdの末端部の少なくとも1つは、-C(-Y-SiR85
q2R86
r2)2または-C(-Y-SiR85
q2R86
r2)3、好ましくは-C(-Y-SiR85
q2R86
r2)3であり得る。式中、(-Y-SiR85
q2R86
r2)の単位は、好ましくは(-Y-SiR85
3)である。さらに好ましい態様において、Rdの末端部は、すべて-C(-Y-SiR85
q2R86
r2)3、好ましくは-C(-Y-SiR85
3)3であり得る。
上記式中、Reは、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85
n2R86
3-n2を表す。ここに、Y、R85、R86およびn2は、上記R82における記載と同意義である。
上記式中、Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、k2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;l2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;m2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、k2、l2およびm2の和は3である。
一の態様において、少なくとも1つのk2は2または3であり、好ましくは3である。
一の態様において、k2は2または3であり、好ましくは3である。
一の態様において、l2は2または3であり、好ましくは3である。
上記式(D1)および(D2)中、少なくとも1つのq2は2または3であるか、あるいは、少なくとも1つのl2は2または3である。即ち、式中、少なくとも2つの-Y-SiR85
n2R86
3-n2基が存在する。
式(D1)または式(D2)で表されるパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物は、公知の方法を組み合わせることにより製造することができる。例えば、Xが2価である式(D1’)で表される化合物は、限定するものではないが、以下のようにして製造することができる。
HO-X-C(YOH)3(式中、XおよびYは、それぞれ独立して、2価の有機基である。)で表される多価アルコールに、二重結合を含有する基(好ましくはアリル)、およびハロゲン(好ましくはブロモ)を導入して、Hal-X-C(Y-O-R-CH=CH2)3(式中、Halはハロゲン、例えばBrであり、Rは二価の有機基、例えばアルキレン基である。)で表される二重結合含有ハロゲン化物を得る。次いで、末端のハロゲンと、RPFPE-OH(式中、RPFPEは、パーフルオロポリエーテル基含有基である。)で表されるパーフルオロポリエーテル基含有アルコールとを反応させて、RPFPE-O-X-C(Y-O-R-CH=CH2)3を得る。次いで、末端の-CH=CH2と、HSiCl3およびアルコールまたはHSiR85
3と反応させて、RPFPE-O-X-C(Y-O-R-CH2-CH2-SiR85
3)3を得ることができる。
上記式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)および(D2)で表されるパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物は、特に限定されるものではないが、5×102~1×105の数平均分子量を有し得る。上記数平均分子量は、好ましくは2,000~30,000、より好ましくは3,000~10,000、さらに好ましくは3,000~8,000であり得る。
上記数平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)分析により測定する。
上記パーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物におけるPFPE部分の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、好ましくは1,500~30,000、より好ましくは2,500~10,000、さらに好ましくは3,000~8,000であり得る。
化合物(H)は、式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される。
X111としては、-OH、-COOH、チオール(-SH)、-CH=CH2及び-OCH2CH=CH2からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。上記二価の有機基としては、アルキレン基、フッ素化アルキレン基、又は、それらの末端に酸素原子が結合した基等が挙げられる。上記二価の有機基の炭素数は特に限定されないが、例えば、1~16であってよい。
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される。
X111としては、-OH、-COOH、チオール(-SH)、-CH=CH2及び-OCH2CH=CH2からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。上記二価の有機基としては、アルキレン基、フッ素化アルキレン基、又は、それらの末端に酸素原子が結合した基等が挙げられる。上記二価の有機基の炭素数は特に限定されないが、例えば、1~16であってよい。
R111及びR113としては、独立に、F、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のフッ素化アルキル基又は-R114-X111(R114及びX111は上述のとおり)が好ましく、F、炭素数1~3の完全フッ素化アルキル基又は-R114-X111(R114及びX111は上述のとおり)がより好ましい。
mとしては、300以下の整数が好ましく、100以下の整数がより好ましい。
PFPEとしては、例えば、
式:-(CX112 2CF2CF2O)n111(CF(CF3)CF2O)n112(CF2CF2O)n113(CF2O)n114(C4F8O)n115-
(n111、n112、n113、n114及びn115は、独立に、0又は1以上の整数、X112はH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表されるもの、
式:-(OC2F4-R118)f-
(R118は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であり、fは、2~100の整数である)で表されるもの
等が挙げられる。
式:-(CX112 2CF2CF2O)n111(CF(CF3)CF2O)n112(CF2CF2O)n113(CF2O)n114(C4F8O)n115-
(n111、n112、n113、n114及びn115は、独立に、0又は1以上の整数、X112はH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)で表されるもの、
式:-(OC2F4-R118)f-
(R118は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であり、fは、2~100の整数である)で表されるもの
等が挙げられる。
n111~n115は、それぞれ、0~200の整数であることが好ましい。n111~n115は、合計で、1以上であることが好ましく、5~300であることがより好ましく、10~200であることが更に好ましく、10~100であることが特に好ましい。
R118は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記fは、2~100の整数、好ましくは2~50の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6およびOC4F8は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、式:-(OC2F4-R118)f-は、好ましくは、式:-(OC2F4-OC3F6)f-または式:-(OC2F4-OC4F8)f-である。
化合物(H)は、重量平均分子量が500~100000であることが好ましく、50000以下がより好ましく、10000以下が更に好ましく、6000以下が特に好ましい。上記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、測定することができる。
市販されている化合物(H)としては、商品名デムナム(ダイキン工業社製)、フォンブリン(ソルベイスペシャルティポリマーズジャパン社製)、バリエルタ(NOKクリューバー社製)、クライトックス(デュポン社製)などが挙げられる。
層(A)は、樹脂を含む。上記樹脂は、上記機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂であり、上記樹脂の種類によって、上記機能性膜の機能が決まる。
上記樹脂としては、硬化性樹脂を硬化させることにより得られる樹脂、硬化性モノマーを硬化させることにより得られる樹脂、及び、含ケイ素化合物を用いて形成されたポリシロキサン構造を含む樹脂からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記硬化性樹脂は、フッ素原子を含有しないことが好ましい。上記硬化性モノマーは、フッ素原子を含有しないことが好ましい。
上記硬化性樹脂は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、耐熱性、強度を有する樹脂であれば特に制限されないが、光硬化性樹脂が好ましく、紫外線硬化性樹脂がより好ましい。
上記硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、環状ポリオレフィン系ポリマー、含フッ素ポリオレフィン系ポリマー(PTFE等)、含フッ素環状非結晶性ポリマー(サイトップ(登録商標)、テフロン(登録商標)AF等)などが挙げられる。工程(2)を実施した後に紫外線硬化等の操作を行う場合には、透明性を有する樹脂が好ましい。
上記硬化性樹脂又は上記硬化性樹脂を構成するモノマーとして具体的には、例えば、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、酢酸ビニル、ビニルピバレート、各種(メタ)アクリレート類:フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、アリルアクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロール、プロパントリアクリレート、ペンタアエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリオキシエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、N,N-ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、N-ビニルピロリドン、ジメチルアミノエチルメタクリレートシリコン系のアクリレート、無水マレイン酸、ビニレンカーボネート、鎖状側鎖ポリアクリレート、環状側鎖ポリアクリレートポリノルボルネン、ポリノルボルナジエン、ポリカーボネート、ポリスルホン酸アミド、含フッ素環状非結晶性ポリマー(サイトップ(登録商標)、テフロン(登録商標)AF等)等が挙げられる。
上記硬化性モノマーは、光硬化性モノマー、熱硬化性モノマーのいずれであってもよいが、紫外線硬化性モノマーが好ましい。
上記硬化性モノマーとしては、例えば、(a)ウレタン(メタ)アクリレート、(b)エポキシ(メタ)アクリレート、(c)ポリエステル(メタ)アクリレート、(d)ポリエーテル(メタ)アクリレート、(e)シリコン(メタ)アクリレート、(f)(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。
上記硬化性モノマーとしては、例えば、(a)ウレタン(メタ)アクリレート、(b)エポキシ(メタ)アクリレート、(c)ポリエステル(メタ)アクリレート、(d)ポリエーテル(メタ)アクリレート、(e)シリコン(メタ)アクリレート、(f)(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。
上記硬化性モノマーとして具体的には、以下の例が挙げられる。
(a)ウレタン(メタ)アクリレートとしては、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートに代表されるポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレートが挙げられる。
(b)エポキシ(メタ)アクリレートはエポキシ基に(メタ)アクリロイル基を付加したものであり、出発原料としてビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、脂環化合物を用いたものが一般的である。
(c)ポリエステル(メタ)アクリレートのポリエステル部を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどが挙げられ、多塩基酸としては、フタル酸、アジピン酸、マレイン酸、トリメリット酸、イタコン酸、コハク酸、テレフタル酸、アルケニルコハク酸などが挙げられる。
(d)ポリエーテル(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(e)シリコン(メタ)アクリレートは、分子量1,000~10,000のジメチルポリシロキサンの片末端、あるいは、両末端を(メタ)アクリロイル基で変性したものであり、例えば、以下の化合物などが例示される。
(a)ウレタン(メタ)アクリレートとしては、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジアクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートに代表されるポリ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕イソシアヌレートが挙げられる。
(b)エポキシ(メタ)アクリレートはエポキシ基に(メタ)アクリロイル基を付加したものであり、出発原料としてビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、脂環化合物を用いたものが一般的である。
(c)ポリエステル(メタ)アクリレートのポリエステル部を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどが挙げられ、多塩基酸としては、フタル酸、アジピン酸、マレイン酸、トリメリット酸、イタコン酸、コハク酸、テレフタル酸、アルケニルコハク酸などが挙げられる。
(d)ポリエーテル(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
(e)シリコン(メタ)アクリレートは、分子量1,000~10,000のジメチルポリシロキサンの片末端、あるいは、両末端を(メタ)アクリロイル基で変性したものであり、例えば、以下の化合物などが例示される。
(f)(メタ)アクリレートモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、3-メチルブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチル-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(1,1-ジメチル-3-オキソブチル)(メタ)アクリルレート、2-アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどが例示される。
上記硬化性樹脂及び硬化性モノマーの内、市場から入手可能で好ましいものとしては以下のものが挙げられる。
上記硬化性樹脂としては、シリコン樹脂類、PAK-01、PAK-02(東洋合成化学社製)、ナノインプリント樹脂NIFシリーズ(旭硝子社製)、ナノインプリント樹脂OCNLシリーズ(東京応化工業社製)、NIAC2310(ダイセル化学工業社製)、エポキシアクリレート樹脂類EH-1001、ES-4004、EX-C101、EX-C106、EX-C300、EX-C501、EX-0202、EX-0205、EX-5000など(共栄社化学社製)、ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネート類、スミジュールN-75、スミジュールN3200、スミジュールHT、スミジュールN3300、スミジュールN3500(住友バイエルンウレタン社製)などが挙げられる。
上記硬化性モノマーの内、シリコンアクリレート系樹脂類としては、サイラプレーンFM-0611、サイラプレーンFM-0621、サイラプレーンFM-0625、両末端型(メタ)アクリル系のサイラプレーンFM-7711、サイラプレーンFM-7721及びサイラプレーンFM-7725等、サイラプレーンFM-0411、サイラプレーンFM-0421、サイラプレーンFM-0428、サイラプレーンFM-DA11、サイラプレーンFM-DA21、サイラプレーン-DA25、片末端型(メタ)アクリル系のサイラプレーンFM-0711、サイラプレーンFM-0721、サイラプレーンFM-0725、サイラプレーンTM-0701及びサイラプレーンTM-0701T(JCN社製)等が挙げられる。
多官能アクリレート類としては、A-9300、A-9300-1CL、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、A-TMMT(新中村工業社製)等が挙げられる。
多官能メタクリレート類としてTMPT(新中村工業社製)等が挙げられる。
アルコキシシラン基含有(メタ)アクリレートとしては、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン(別名(トリイソプロポキシシリル)プロピルメタクリレート(略称:TISMA)および(トリイソプロポキシシリル)プロピルアクリレート)、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリクロロシラン、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリイソプロポキ3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリメトキシシランシシラン等が挙げられる。
多官能アクリレート類としては、A-9300、A-9300-1CL、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、A-TMMT(新中村工業社製)等が挙げられる。
多官能メタクリレート類としてTMPT(新中村工業社製)等が挙げられる。
アルコキシシラン基含有(メタ)アクリレートとしては、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン(別名(トリイソプロポキシシリル)プロピルメタクリレート(略称:TISMA)および(トリイソプロポキシシリル)プロピルアクリレート)、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリクロロシラン、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリイソプロポキ3-(メタ)アクリルオキシイソブチルトリメトキシシランシシラン等が挙げられる。
上述したとおり、本発明の機能性膜では、層(A)に含まれる樹脂が機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂である。本発明の機能性膜は上述した構成を備えることから、層(A)に含まれる樹脂が本来有する特性が充分に発揮される。上記特性とは、透明性、低散乱性、低反射性、耐擦傷性、可撓性等が挙げられ、なかでも、透明性、耐擦傷性であることが好ましい。これらの特性を有する樹脂としては、アクリル系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、環状ポリオレフィン系ポリマー等の樹脂を硬化させることにより得られる樹脂、多官能(メタ)アクリレート類、シリコン(メタ)アクリレート類、エポキシ(メタ)アクリレート類、ウレタン(メタ)アクリレート類等の硬化性モノマーを硬化させることにより得られる樹脂等が挙げられる。
上記樹脂は、硬化性樹脂及び架橋触媒を含む組成物を硬化させることにより得られる樹脂、並びに、硬化性モノマー及び架橋触媒を含む組成物を硬化させることにより得られる樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。
上記架橋触媒としては、ラジカル重合開始剤、酸発生剤等が例示される。
上記ラジカル重合開始剤は、熱や光によりラジカルを発生する化合物であり、ラジカル熱重合開始剤、ラジカル光重合開始剤が挙げられる。本発明においては、上記ラジカル光重合開始剤が好ましい。
上記架橋触媒としては、ラジカル重合開始剤、酸発生剤等が例示される。
上記ラジカル重合開始剤は、熱や光によりラジカルを発生する化合物であり、ラジカル熱重合開始剤、ラジカル光重合開始剤が挙げられる。本発明においては、上記ラジカル光重合開始剤が好ましい。
上記ラジカル熱重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のジアシルパーオキシド類、ジクミルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド等のジアルキルパーオキシド類、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類、t-ブチルパーオキシオクトエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーエステル類等のパーオキシド化合物、並びに、アゾビスイソブチロニトリルのようなラジカル発生性アゾ化合物等が挙げられる。
上記ラジカル光重合開始剤としては、例えば、ベンジル、ジアセチル等の-ジケトン類、ベンゾイン等のアシロイン類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のアシロインエーテル類、チオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、チオキサントン-4-スルホン酸等のチオキサントン類、ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、アセトフェノン、2-(4-トルエンスルホニルオキシ)-2-フェニルアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、p-メトキシアセトフェノン、2-メチル[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-1-プロパノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン類、アントラキノン、1,4-ナフトキノン等のキノン類、2-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸(n-ブトキシ)エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル等のアミノ安息香酸類、フェナシルクロライド、トリハロメチルフェニルスルホン等のハロゲン化合物、アシルホスフィンオキシド類、ジ-t-ブチルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。
上記ラジカル光重合開始剤の市販品としては、以下のものが例示される。
IRGACURE 651:2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、
IRGACURE 184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、
IRGACURE 2959:1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、
IRGACURE 127:2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、
IRGACURE 907:2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、
IRGACURE 369:2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、
IRGACURE 379:2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、
IRGACURE 819:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、
IRGACURE 784:ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、
IRGACURE OXE 01:1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、
IRGACURE OXE 02:エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)、
IRGACURE261、IRGACURE369、IRGACURE500、
DAROCUR 1173:2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、
DAROCUR TPO:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、
DAROCUR1116、DAROCUR2959、DAROCUR1664、DAROCUR4043、
IRGACURE 754 オキシフェニル酢酸:2-[2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物、
IRGACURE 500:IRGACURE 184とベンゾフェノンとの混合物(1:1)、
IRGACURE 1300:IRGACURE 369とIRGACURE 651との混合物(3:7)、
IRGACURE 1800:CGI403とIRGACURE 184との混合物(1:3)、
IRGACURE 1870:CGI403とIRGACURE 184との混合物(7:3)、
DAROCUR 4265:DAROCUR TPOとDAROCUR 1173との混合物(1:1)。
なお、IRGACUREはチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製であり、DAROCURはメルクジャパン社製である。
IRGACURE 651:2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、
IRGACURE 184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、
IRGACURE 2959:1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、
IRGACURE 127:2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、
IRGACURE 907:2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、
IRGACURE 369:2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1、
IRGACURE 379:2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、
IRGACURE 819:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、
IRGACURE 784:ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム、
IRGACURE OXE 01:1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、
IRGACURE OXE 02:エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)、
IRGACURE261、IRGACURE369、IRGACURE500、
DAROCUR 1173:2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、
DAROCUR TPO:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、
DAROCUR1116、DAROCUR2959、DAROCUR1664、DAROCUR4043、
IRGACURE 754 オキシフェニル酢酸:2-[2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物、
IRGACURE 500:IRGACURE 184とベンゾフェノンとの混合物(1:1)、
IRGACURE 1300:IRGACURE 369とIRGACURE 651との混合物(3:7)、
IRGACURE 1800:CGI403とIRGACURE 184との混合物(1:3)、
IRGACURE 1870:CGI403とIRGACURE 184との混合物(7:3)、
DAROCUR 4265:DAROCUR TPOとDAROCUR 1173との混合物(1:1)。
なお、IRGACUREはチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製であり、DAROCURはメルクジャパン社製である。
また、上記架橋触媒としてラジカル光重合開始剤を用いる場合には、増感剤として、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどを併用することもでき、重合促進剤として、DAROCUR EDB(エチル-4-ジメチルアミノベンゾエート)、DAROCUR EHA(2-エチルヘキシル-4-ジメチルアミノベンゾエート)などを併用しても良い。
上記増感剤を用いる場合の増感剤の配合量としては、上記硬化性樹脂若しくは上記硬化性モノマー100質量部に対して、0.1~5質量部であることが好ましい。より好ましくは、0.1~2質量部である。
また、上記重合促進剤を用いる場合の重合促進剤の配合量としては、上記硬化性樹脂若しくは上記硬化性モノマー100質量部に対して、0.1~5質量部であることが好ましい。より好ましくは、0.1~2質量部である。
また、上記重合促進剤を用いる場合の重合促進剤の配合量としては、上記硬化性樹脂若しくは上記硬化性モノマー100質量部に対して、0.1~5質量部であることが好ましい。より好ましくは、0.1~2質量部である。
上記酸発生剤は、熱や光を加えることによって酸を発生する材料であり、熱酸発生剤、光酸発生剤が挙げられる。本発明においては、光酸発生剤が好ましい。
上記熱酸発生剤としては、例えば、ベンゾイントシレート、ニトロベンジルトシレート(特に、4-ニトロベンジルトシレート)、他の有機スルホン酸のアルキルエステル等が挙げられる。
上記熱酸発生剤としては、例えば、ベンゾイントシレート、ニトロベンジルトシレート(特に、4-ニトロベンジルトシレート)、他の有機スルホン酸のアルキルエステル等が挙げられる。
上記光酸発生剤は、光を吸収する発色団と分解後に酸となる酸前駆体とにより構成されており、このような構造の光酸発生剤に特定波長の光を照射することで、光酸発生剤が励起し酸前駆体部分から酸が発生する。
上記光酸発生剤としては、例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、CF3SO3、p-CH3PhSO3、p-NO2PhSO3(ただし、Phはフェニル基)等の塩、有機ハロゲン化合物、オルトキノン-ジアジドスルホニルクロリド、またはスルホン酸エステル等が挙げられる。その他、光酸発生剤として、2-ハロメチル-5-ビニル-1,3,4-オキサジアゾール化合物、2-トリハロメチル-5-アリール-1,3,4-オキサジアゾール化合物、2-トリハロメチル-5-ヒドロキシフェニル-1,3,4-オキサジアゾール化合物なども挙げられる。
なお、上記有機ハロゲン化合物は、ハロゲン化水素酸(例えば、塩化水素)を形成する化合物である。
上記光酸発生剤としては、例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、CF3SO3、p-CH3PhSO3、p-NO2PhSO3(ただし、Phはフェニル基)等の塩、有機ハロゲン化合物、オルトキノン-ジアジドスルホニルクロリド、またはスルホン酸エステル等が挙げられる。その他、光酸発生剤として、2-ハロメチル-5-ビニル-1,3,4-オキサジアゾール化合物、2-トリハロメチル-5-アリール-1,3,4-オキサジアゾール化合物、2-トリハロメチル-5-ヒドロキシフェニル-1,3,4-オキサジアゾール化合物なども挙げられる。
なお、上記有機ハロゲン化合物は、ハロゲン化水素酸(例えば、塩化水素)を形成する化合物である。
上記光酸発生剤の市販品として以下のものが例示される。
和光純薬工業社製のWPAG-145[ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-170[ビス(t-ブチルスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-199[ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-281[トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート]、WPAG-336[ジフェニル-4-メチルフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート]、WPAG-367[ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム p-トルエンスルホネート]、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のIRGACURE PAG103[(5-プロピルスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル]、IRGACURE PAG108[(5-オクチルスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル)]、IRGACURE PAG121[(5-p-トルエンスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル]、IRGACURE PAG203、CGI725、三和ケミカル社製のTFE-トリアジン[2-[2-(フラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン]、TME-トリアジン[2-[2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリ-クロロメチル)-s-トリアジン]MP-トリアジン[2-(メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン]、ジメトキシ[2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリ-クロロメチル)-s-トリアジン]。
和光純薬工業社製のWPAG-145[ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-170[ビス(t-ブチルスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-199[ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン]、WPAG-281[トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート]、WPAG-336[ジフェニル-4-メチルフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート]、WPAG-367[ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウム p-トルエンスルホネート]、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のIRGACURE PAG103[(5-プロピルスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル]、IRGACURE PAG108[(5-オクチルスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル)]、IRGACURE PAG121[(5-p-トルエンスルホニルオキシミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル]、IRGACURE PAG203、CGI725、三和ケミカル社製のTFE-トリアジン[2-[2-(フラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン]、TME-トリアジン[2-[2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル]-4,6-ビス(トリ-クロロメチル)-s-トリアジン]MP-トリアジン[2-(メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン]、ジメトキシ[2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリ-クロロメチル)-s-トリアジン]。
上記架橋触媒の配合量としては、上記硬化性樹脂若しくは上記硬化性モノマー100質量部に対して、0.1~10質量部であることが好ましい。このような範囲であると、充分な硬化体が得られる。上記架橋触媒の配合量としてより好ましくは、0.3~5質量部であり、更に好ましくは、0.5~2質量部である。
また、上記架橋触媒として上記酸発生剤を用いる場合には、必要に応じて酸捕捉剤を添加することにより、上記酸発生剤から発生する酸の拡散を制御してもよい。
上記酸捕捉剤としては、特に制限されないが、アミン(特に、有機アミン)、塩基性のアンモニウム塩、塩基性のスルホニウム塩などの塩基性化合物が好ましい。これらの酸捕捉剤の中でも、有機アミンが、画像性能が優れる点でより好ましい。
上記酸捕捉剤としては、特に制限されないが、アミン(特に、有機アミン)、塩基性のアンモニウム塩、塩基性のスルホニウム塩などの塩基性化合物が好ましい。これらの酸捕捉剤の中でも、有機アミンが、画像性能が優れる点でより好ましい。
上記酸捕捉剤としては、具体的には、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4-ジメチルアミノピリジン、1-ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ピリジニウムp-トルエンスルホナート、2,4,6-トリメチルピリジニウムp-トルエンスルホナート、テトラメチルアンモニウムp-トルエンスルホナート、及びテトラブチルアンモニウムラクテート、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。これらの中でも、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4-ジメチルアミノピリジン、1-ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機アミンが好ましい。
上記酸捕捉剤の配合量は、上記酸発生剤100質量部に対して、20質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1~10質量部であり、更に好ましくは0.5~5質量部である。
上記含ケイ素化合物としては、反応により、好ましくはゾル-ゲル反応により、ポリシロキサン構造を形成することができる含ケイ素化合物が好ましい。
一の態様において、上記含ケイ素化合物は、炭素とケイ素を含む有機ケイ素化合物であり得る。
上記有機ケイ素化合物としては、Si-H結合を有するSi-H化合物;アミノシラン化合物、シラザン、シリルアセトアミド、シリルイミダゾール等のSi-N結合を有するSi-N化合物;モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、シロキサン、シリルエステル、シラノール等のSi-O結合を有するSi-O化合物;モノクロロシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のSi-Cl結合を有するSi-Cl化合物等のハロゲノシラン、Si-(C)4化合物、Si-Si結合を有するSi-Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等が挙げられる。すなわち、有機ケイ素化合物は、Si-H化合物、Si-N化合物、ハロゲノシラン、Si-(C)4化合物、Si-Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、およびエチニルシランからなる群より選択される少なくとも1種の化合物であることが好ましい。上記有機ケイ素化合物としては、Siに、水素、酸素およびハロゲンからなる群より選択される少なくとも1種の原子が結合した化合物がより好ましい。
以下に、上記有機ケイ素化合物の具体例を示す。
〔Si-H化合物〕
〔Si-H化合物〕
上記有機ケイ素化合物は、下記式(2):
{Si(Ra1)s(Rb1)t(Rc1)u(Rd1)v(Re1)w}x (2)
[式中、Ra1、Rb1、Rc1およびRd1は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルコキシル基、炭素数1~10のアミノ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数3~10のアリル基、または炭素数3~10のグリシジル基である。Re1は、それぞれ独立して、-O-、-NH-、-C≡C-、または、シラン結合である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立して、0または1であり、wは0~4の整数であり、xは1~20である。xが1である場合、s+t+u+vは4であり、wは0である。xが2~20である場合、s+t+u+vは、それぞれ独立して、0~4であり、wは、それぞれ独立して、0~4であり、wが1以上の整数である場合、少なくとも2個のSiはRe1を介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合している。)で表される化合物であることがより好ましい。Ra1、Rb1、Rc1、およびRd1は、Siに結合している1価の基である。Re1は、2個のSiに結合している2価の基である。
{Si(Ra1)s(Rb1)t(Rc1)u(Rd1)v(Re1)w}x (2)
[式中、Ra1、Rb1、Rc1およびRd1は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルコキシル基、炭素数1~10のアミノ基、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数3~10のアリル基、または炭素数3~10のグリシジル基である。Re1は、それぞれ独立して、-O-、-NH-、-C≡C-、または、シラン結合である。s、t、uおよびvは、それぞれ独立して、0または1であり、wは0~4の整数であり、xは1~20である。xが1である場合、s+t+u+vは4であり、wは0である。xが2~20である場合、s+t+u+vは、それぞれ独立して、0~4であり、wは、それぞれ独立して、0~4であり、wが1以上の整数である場合、少なくとも2個のSiはRe1を介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合している。)で表される化合物であることがより好ましい。Ra1、Rb1、Rc1、およびRd1は、Siに結合している1価の基である。Re1は、2個のSiに結合している2価の基である。
式(2)中、Ra1、Rb1、Rc1およびRd1は、それぞれ独立して、少なくとも1つは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルコキシ基、または炭素数1~10のアミノ基であり、それ以外は炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数3~10のアリル基、または炭素数3~10のグリシジル基であることが好ましい。xが2~20である場合、s+t+u+vは、それぞれ独立して、1~3であり、wは1~3であることが好ましい。
式(2)中、Ra1、Rb1、Rc1およびRd1は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~8のアリール基、炭素数1~6のアルコキシ基、または、炭素数1~6のアミノ基であることが好ましく、さらに好ましくは、炭素数1~4のアルコキシ基である。
上記Ra1、Rb1、Rc1およびRd1において、アルキル基の炭素数は、1~5であることが好ましい。上記アルキル基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げられるが、例えば、Ra1、Rb1、Rc1またはRd1としては、それぞれ、メチル基、エチル基、プロピル基、またはイソプロピル基であることが好ましい。より好ましくは、メチル基、エチル基であり得る。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、またはジメチルフェニル基であることが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素が好ましく、特に塩素が好ましい。
上記Ra1、Rb1、Rc1およびRd1において、アルコキシ基の炭素数は、1~5であることが好ましい。上記アルコキシ基は鎖状でも、環状でも、分岐していてもよい。また、水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピロキシ基、またはブトキシ基が好ましく、より好ましくは、メトキシ基、またはエトキシ基である。
Re1は、それぞれ独立して、-O-、-NH-、-C≡C-、または、シラン結合である。Re1としては、-O-、-NH-、または、-C≡C-が好ましい。Re1は、2個のSiに結合している2価の基であり、Re1によって2以上のケイ素原子がRe1を介して、直鎖、梯子型、環状、または複環状に結合することができる。xが2以上の整数である場合、ケイ素原子同士で結合していてもよい。好ましい含ケイ素化合物の具体例としては、上述したSi-H化合物、Si-N化合物、ハロゲノシラン、Si-(C)4化合物、Si-Si化合物、ビニルシラン、アリルシラン、エチニルシラン等のSiを1個または2個以上含む化合物が挙げられる。
一の態様において、上記含ケイ素化合物は、式(3):
SiR5 4 (3)
または式(4):
SiyOzR6 4y-2z (4)
で表される化合物である。
SiR5 4 (3)
または式(4):
SiyOzR6 4y-2z (4)
で表される化合物である。
上記式(3)中、R5は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。
上記式(4)中、R6は、それぞれ独立して、ハロゲン原子または加水分解可能な基を表す。yは2以上であり、zは1以上であり、4y-2zは0より大きい。
本発明の機能性膜は、例えば、
層(A)に含まれる樹脂及び溶剤を含む組成物を調製する工程(1)、
基材(S)上に、上記組成物を適用し、乾燥させることにより、基材(S)上に層(A)が設けられた積層体(a)を得る工程(2)、
微細凹凸パターンを表面に有するモールド上に、層(B)を形成することにより、上記モールド上に層(B)が設けられた積層体(b)を得る工程(3)、
積層体(a)の層(A)面と、積層体(b)の層(B)面とが接するように、積層体(a)及び(b)を重ね合わせる工程(4)、及び、
上記モールドを層(B)から離型する工程(5)
を含む製造方法により、製造することができる。
層(A)に含まれる樹脂及び溶剤を含む組成物を調製する工程(1)、
基材(S)上に、上記組成物を適用し、乾燥させることにより、基材(S)上に層(A)が設けられた積層体(a)を得る工程(2)、
微細凹凸パターンを表面に有するモールド上に、層(B)を形成することにより、上記モールド上に層(B)が設けられた積層体(b)を得る工程(3)、
積層体(a)の層(A)面と、積層体(b)の層(B)面とが接するように、積層体(a)及び(b)を重ね合わせる工程(4)、及び、
上記モールドを層(B)から離型する工程(5)
を含む製造方法により、製造することができる。
層(A)に含まれる樹脂が、硬化性樹脂を硬化させることにより得られる樹脂、硬化性モノマーを硬化させることにより得られる樹脂、又は、含ケイ素化合物を用いて形成されたポリシロキサン構造を含む樹脂である場合は、工程(1)で調製する組成物は、上述した硬化性樹脂、上述した硬化性モノマー及び含ケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
上記組成物は、溶剤を含む。上記組成物が溶剤を含むことから、工程(2)において、上記組成物の基材(S)への適用が容易である。上記溶剤としては、炭素数5~12のパーフルオロ脂肪族炭化水素(例えば、パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサンおよびパーフルオロ-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、パーフルオロプロピルメチルエーテル(C3F7OCH3)、パーフルオロブチルメチルエーテル(C4F9OCH3)、パーフルオロブチルエチルエーテル(C4F9OC2H5)、パーフルオロヘキシルメチルエーテル(C2F5CF(OCH3)C3F7)などのアルキルパーフルオロアルキルエーテル(パーフルオロアルキル基およびアルキル基は直鎖または分枝状であってよい))、ハイドロクロロフルオロカーボン(アサヒクリンAK-225(商品名)等)、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ系溶剤;ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル-2-ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、2-ヒドロキシイソ酪酸エチルなどのエステル系溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘキサノン、シクロヘキサノン、メチルアミノケトン、2-ヘプタノンなどのケトン系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール系溶剤;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類など。これらの溶媒は、単独で、または、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、グリコール系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤が好ましく、パーフルオロブチルメチルエーテル(C4F9OCH3)および/またはパーフルオロブチルエチルエーテル(C4F9OC2H5)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールが特に好ましい。
上記組成物は、上述した架橋触媒、上述した増感剤、上述した酸補足剤等を含むこともできる。
工程(2)において、上記組成物を適用する方法としては、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、スリットコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、スクリーン印刷および類似の方法が挙げられる。
工程(2)において、基材(S)に適用された組成物を乾燥させることが、機能性膜に機能を付与するための主材としての樹脂(層(A)に含まれる樹脂)の特性を充分に発揮させ、優れた防汚性、撥水性及び撥油性を有する機能性膜を得るために、極めて重要である。上記組成物を乾燥させることにより、関係式(1)及び(2)を充足する機能性膜を製造でき、層(A)と層(B)との明確な界面を形成できる。上記乾燥は、上記溶剤が5質量%以下になるまで除去できる条件で実施することが好ましく、上記溶剤を完全に除去できる条件実施することがより好ましい。上記乾燥は、例えば、20~50℃で、1分~10分実施できる。乾燥時に減圧してもよい。
工程(3)では、微細凹凸パターンを表面に有するモールド上に、層(B)を形成することにより、上記モールド上に層(B)が設けられた積層体(b)を得る。
上記モールドの材質としては、目的、必要に応じて適宜選択することができるが、例えば、金属、金属酸化物、石英、シリコーン等の高分子樹脂、半導体、絶縁体、又はこれらの複合体などが挙げられる。
上記モールドの形状は、特に限定されず、ロール状又は平板状であってよい。
層(B)は、化合物(F)、化合物(G)及び化合物(H)のうち、少なくとも1つの化合物並びに溶剤を含む組成物を適用することにより、形成できる。上記組成物を適用する方法としては、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、スリットコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、バーコーティング、ダイコーティング、スクリーン印刷および類似の方法が挙げられる。上記組成物を適用した後、乾燥させてもよい。
溶剤を含む組成物を使用することにより、非常に薄い層(B)であっても形成可能である。上記溶剤としては、工程(1)で調製する組成物のための溶剤として例示したものが挙げられる。
工程(4)では、積層体(a)の層(A)面と、積層体(b)の層(B)面とが接するように、積層体(a)及び(b)を重ね合わせることにより、上記凹凸パンターンを転写する。
層(B)が化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物を含み、層(A)の構成材料と硬化方法が同一である場合は、工程(3)において、積層体(a)及び(b)を重ね合わせた状態で、層(A)及び層(B)を硬化させることができる。上記硬化は、重ね合わせた積層体(a)及び(b)を加熱するか、光を照射することにより、実施できる。上記光としては、活性エネルギー線、例えば、350nm以下の波長領域の電磁波、つまり紫外光線、電子線、X線、γ線等が挙げられる。上記モールドを層(B)から離型する工程(5)を実施した後、層(A)及び層(B)を硬化させてもよい。
工程(5)では、上記モールドを層(B)から離型して、微細凹凸パターンを有する機能性膜を得る、上記機能性膜は、上記モールドが有する微細凹凸パターンが反転した転写パターンを有する。層(B)がパーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含むことから、層(B)からの上記モールドの離型は極めて容易である。
上記機能性膜の用途としては、電子、光学、医療、化学分析、建材、自動車内外装などの幅広い用途が挙げられる。例えば、電子デバイスとしては、SOC、CMOS、CCD、NAND型フラッシュメモリ、DRAM、発光ダイオード(LED)、レーザー、太陽電池、燃料電池、リチウムイオンバッテリーなどの集積回路や発畜電システムに利用できる。また、太陽光集光フィルム、液晶偏光板、ワイヤーグリッド偏光板など規則的な凹凸構造を持ったフィルムが製造できる。これらのデバイスから太陽光パネル、スマートフォン、フレキシブルディスプレイ、無線タグ、ウエアラブルなコンピュータ、赤外線センサー、自動運転アシストシステム、カーナビゲーションシステムなどが製造される。
また、光学デバイスとしては、液晶ディスプレイのカラーフィルタや有機ELなどのディスプレイ用画素、光メモリ、光変調素子、光シャッター、第二次高調波(SHG)素子、偏光素子、フォトニッククリスタル、レンズアレイ、エレクトロウエッティングなどに、磁気デバイスとしては次世代ハードディスクドライブ(ディスクリートトラック)、次次世代ハードディスクドライブ(パターンドメディア)、医療デバイスとしては、殺菌フィルム、DNAアレイ、タンパク質アレイなどのバイオチップなどに利用できる。化学分析デバイスとしては、微小化学プラント、微小化学分析システムなどのマイクロ化学チップに利用できる。建材としては遮光窓、セルフクリーニングフィルム、防曇フィルム、防霜フィルム、自動車内外装としてはインストールパネル、コンソールパネル、防曇ガラス、セルフクリーニングガラス、超撥水コーティングなどに利用できる。
つぎに本発明を試験例をあげて説明するが、本発明はかかる試験例のみに限定されるものではない。
試験例の各数値は以下の方法により測定した。
(膜厚の決定)
分光エリプソメーター(J.A.Woollam社製のVASE ellipsometer)を用いて、反射スペクトルデータを得ることにより、膜厚を求めた。
(膜厚の決定)
分光エリプソメーター(J.A.Woollam社製のVASE ellipsometer)を用いて、反射スペクトルデータを得ることにより、膜厚を求めた。
(D1及びD2の測定)
X線光電子分光法(アルバック・ファイ社製VersaProbeII)を用いて、X線ビーム径100μm、測定範囲1000μm×300μm、光電子の取り出し角度45度の条件で測定した。
アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)によりスパッタリングし上記X線光電子分光法により元素分析を行った。また、炭素の1sスペクトルを測定した。スパッタ条件はアルバック・ファイ社製VersaProbeIIを用い、イオン源としてアルゴンガスクラスターイオンビーム、スパッタリング条件は加速電圧5kV、試料電流20nA、ラスター領域2mm×2mm、スパッタリング時間8分で行った。
X線光電子分光法(アルバック・ファイ社製VersaProbeII)を用いて、X線ビーム径100μm、測定範囲1000μm×300μm、光電子の取り出し角度45度の条件で測定した。
アルゴンガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)によりスパッタリングし上記X線光電子分光法により元素分析を行った。また、炭素の1sスペクトルを測定した。スパッタ条件はアルバック・ファイ社製VersaProbeIIを用い、イオン源としてアルゴンガスクラスターイオンビーム、スパッタリング条件は加速電圧5kV、試料電流20nA、ラスター領域2mm×2mm、スパッタリング時間8分で行った。
試験例1
シリコン基板上にキャスト成形したポリスチレン膜の膜厚をAFMにより測定したところ81nmであった。本ポリスチレン膜を上記スパッタ条件によりスパッタリングしたところ、炭素1sスペクトルの減少が観測された。スパッタリング時間7分で基材のシリコン基板に到達し最表面のSiO2層を検出した。ポリスチレン膜の膜厚とスパッタリング時間から求めたスパッタリング速度は11.6nm/分であった。
シリコン基板上にキャスト成形したポリスチレン膜の膜厚をAFMにより測定したところ81nmであった。本ポリスチレン膜を上記スパッタ条件によりスパッタリングしたところ、炭素1sスペクトルの減少が観測された。スパッタリング時間7分で基材のシリコン基板に到達し最表面のSiO2層を検出した。ポリスチレン膜の膜厚とスパッタリング時間から求めたスパッタリング速度は11.6nm/分であった。
試験例2
オプツールDAC-HP(ダイキン工業社製)を固形分濃度0.025質量%となるように溶剤で希釈し試料液Aとする。試料液Aに固形分に対して2.0質量%の光重合開始剤を加えて、予め離型処理したガラス板上に、固形分が25nmの膜厚となる量をスピンコートにより塗布した。室温で10分乾燥した後、365nmの紫外光を照射して硬化膜Aを得た。硬化膜Aの5枚をエリプソメーターにより膜厚を測定した結果を表1に示す。
オプツールDAC-HP(ダイキン工業社製)を固形分濃度0.025質量%となるように溶剤で希釈し試料液Aとする。試料液Aに固形分に対して2.0質量%の光重合開始剤を加えて、予め離型処理したガラス板上に、固形分が25nmの膜厚となる量をスピンコートにより塗布した。室温で10分乾燥した後、365nmの紫外光を照射して硬化膜Aを得た。硬化膜Aの5枚をエリプソメーターにより膜厚を測定した結果を表1に示す。
試験例3
上記のオプツールDAC-HP(ダイキン工業社製)の固形分濃度を0.05質量%とした以外は同様に調製したものを試料液Bとする。固形分の膜厚が50nmの膜厚とした以外は試験例2と同様の操作を行い、硬化膜Bを得た。硬化膜Bの5枚をエリプソメーターにより膜厚を測定した結果を表1に示す。
上記のオプツールDAC-HP(ダイキン工業社製)の固形分濃度を0.05質量%とした以外は同様に調製したものを試料液Bとする。固形分の膜厚が50nmの膜厚とした以外は試験例2と同様の操作を行い、硬化膜Bを得た。硬化膜Bの5枚をエリプソメーターにより膜厚を測定した結果を表1に示す。
試験例4
図3に示す積層体30を作製した。まず、試料液Aを、予め離型処理したガラス板31上に、固形分が25nmの膜厚となる量をスピンコートにより塗布した。室温で10分乾燥し、塗布膜32を形成した。PAK-02(東洋合成化学社製)にPAK-02に対して2.0質量%の光重合開始剤を加え遮光下回転ミキサーにて攪拌した。これを厚さ2mmの石英基板34にバーコートにて膜厚が10μmとなるよう塗布し、塗布膜33を形成した。塗布膜32と塗布膜33とを重ね、窒素雰囲気下365nmのUV光を含む光線を600mJ/cm2の強度で石英基板34を上面として照射し、塗布膜32及び塗布膜33を硬化させた。ガラス板31を剥がすことにより、硬化膜32、硬化膜33及び石英基板34を有する機能性膜Aを作製した。X線光電子分光法による機能性膜Aのスペクトルを図4に示す。D1はポリスチレン換算で23.2nmであり、D2はポリスチレン換算で34.8nmであった。
図3に示す積層体30を作製した。まず、試料液Aを、予め離型処理したガラス板31上に、固形分が25nmの膜厚となる量をスピンコートにより塗布した。室温で10分乾燥し、塗布膜32を形成した。PAK-02(東洋合成化学社製)にPAK-02に対して2.0質量%の光重合開始剤を加え遮光下回転ミキサーにて攪拌した。これを厚さ2mmの石英基板34にバーコートにて膜厚が10μmとなるよう塗布し、塗布膜33を形成した。塗布膜32と塗布膜33とを重ね、窒素雰囲気下365nmのUV光を含む光線を600mJ/cm2の強度で石英基板34を上面として照射し、塗布膜32及び塗布膜33を硬化させた。ガラス板31を剥がすことにより、硬化膜32、硬化膜33及び石英基板34を有する機能性膜Aを作製した。X線光電子分光法による機能性膜Aのスペクトルを図4に示す。D1はポリスチレン換算で23.2nmであり、D2はポリスチレン換算で34.8nmであった。
試験例5
試料液Bを固形分が50nmの膜厚となる量を塗布した以外は試験例4と同様の操作を行い、機能性膜Bを得た。X線光電子分光法による機能性膜Bのスペクトルを図5に示す。D1はポリスチレン換算で46.4nmであり、D2はポリスチレン換算で58.0nmであった。
試料液Bを固形分が50nmの膜厚となる量を塗布した以外は試験例4と同様の操作を行い、機能性膜Bを得た。X線光電子分光法による機能性膜Bのスペクトルを図5に示す。D1はポリスチレン換算で46.4nmであり、D2はポリスチレン換算で58.0nmであった。
10 機能性膜
11 基材
12 樹脂を含む層
13 パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層
20 機能性膜(比較)
21 基材
22 樹脂を含む層
23 パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層
30 積層体
31 ガラス板
32 塗布膜、硬化膜
33 塗布膜、硬化膜
34 石英基板
11 基材
12 樹脂を含む層
13 パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層
20 機能性膜(比較)
21 基材
22 樹脂を含む層
23 パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層
30 積層体
31 ガラス板
32 塗布膜、硬化膜
33 塗布膜、硬化膜
34 石英基板
Claims (8)
- 樹脂を含む層(A)、及び、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物を含む層(B)を含む機能性膜であって、
層(B)の層(A)とは反対側の面に微細凹凸パターン構造を有しており、
アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により元素分析した場合に、関係式(1)を充足し、かつ、
アルゴンガスクラスターイオンビームにより層(B)側からエッチングしながら、X線光電子分光法により炭素の1sスペクトルを測定した場合に、関係式(2)を充足する
ことを特徴とする機能性膜。
関係式(1):D1<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D1はフッ素原子濃度が1atom%以下になる深さ(nm)を表す。)
関係式(2):D2<2×X1
(式中、X1は層(B)の膜厚(nm)を表し、D2は結合エネルギー290~300eVの範囲内にピークが検出されなくなる深さ(nm)を表す。) - 関係式(1)において、更に、0.8×X1<D1を充足する請求項1記載の機能性膜。
- 関係式(2)において、更に、0.8×X1<D2を充足する請求項1又は2記載の機能性膜。
- 層(A)上に、層(B)が設けられている
請求項1、2又は3記載の機能性膜。 - 更に、基材(S)を含み、
基材(S)上に、層(A)が設けられており、
層(A)上に、層(B)が設けられている
請求項1、2、3又は4記載の機能性膜。 - 前記パーフルオロポリエーテル基は、
式:-(OC6F12)m11-(OC5F10)m12-(OC4F8)m13-(OC3X10 6)m14-(OC2F4)m15-(OCF2)m16-
(式中、m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、独立に、0又は1以上の整数、X10は独立にH、F又はCl、各繰り返し単位の存在順序は任意である)
で表されるポリエーテル鎖である請求項1、2、3、4又は5記載の機能性膜。 - 層(B)に含まれる前記化合物が、
パーフルオロポリエーテル基及び硬化性部位を有する化合物(F)を硬化させることにより得られる化合物、
パーフルオロポリエーテル基及び加水分解可能な基を有する化合物(G)、及び、
式:R111-PFPE-R113
(式中、PFPEはパーフルオロポリエーテル基、R111及びR113は、独立に、F、炭素数1~16のアルキル基、炭素数1~16のアルコキシ基、炭素数1~16のフッ素化アルキル基、炭素数1~16のフッ素化アルコキシ基、-R114-X111(R114は単結合又は二価の有機基、X111は-NH2、-OH、-COOH、-CH=CH2、-OCH2CH=CH2、ハロゲン、リン酸、リン酸エステル、カルボン酸エステル、チオール、チオエーテル、アルキルエーテル(フッ素で置換されていてもよい)、アリール、アリールエーテル又はアミド))で表される化合物(H)
からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1、2、3、4、5又は6記載の機能性膜。 - 層(A)に含まれる前記樹脂が、硬化性樹脂を硬化させることにより得られる樹脂、硬化性モノマーを硬化させることにより得られる樹脂、及び、含ケイ素化合物を用いて形成されたポリシロキサン構造を含む樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の機能性膜。
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