WO2020137993A1 - 蒸着材料、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法 - Google Patents

蒸着材料、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法 Download PDF

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莅霖 周
健二 石関
万江美 岩橋
広和 小平
小林 大介
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    • C23C14/58After-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition material, a method for producing a base material with a base layer, and a method for producing a base material with a water/oil repellent layer.
  • a base layer may be provided between them.
  • Paragraph [0204] of Patent Document 1 and Paragraph [0076] of Patent Document 2 describe that an underlayer made of silicon oxide is provided between the base material and the water/oil repellent layer. These base layers are formed by vapor deposition.
  • the water/oil repellent layer is not formed uniformly, it means that there is a defect region in which the water/oil repellent layer is not formed on the underlayer, if foreign matter is observed in the water/oil repellent layer, or if foreign matter is present in the underlayer. When observed, etc.
  • Oxidation containing silicon and at least one element selected from the group consisting of Group 1 element, Group 2 element, Group 13 element, Group 15 element, and transition metal element of the periodic table A vapor deposition material containing a substance and having a water content of less than 2.0% by mass.
  • An underlayer containing an oxide containing the silicon and the element is formed on a substrate by vapor deposition using the vapor deposition material according to any one of [1] to [3]. Of manufacturing a coated substrate.
  • the vapor deposition material which can form the base layer which can form uniformly the water/oil repellent layer which consists of the condensate of the fluorine-containing compound which has a reactive silyl group can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a substrate with a base layer and a method for producing a substrate with a water/oil repellent layer.
  • the unit represented by the formula (1) is referred to as “unit (1)”. Units represented by other formulas are also described in the same manner.
  • the group represented by the formula (2) is referred to as “group (2)”. Groups represented by other formulas will be described in the same manner.
  • the compound represented by the formula (3) is referred to as "compound (3)”. The same applies to compounds represented by other formulas.
  • the alkylene group may have an A group
  • the alkylene group may have an A group between carbon-carbon atoms in the alkylene group, or an alkylene group- It may have an A group at the terminal such as A group-.
  • the meanings of the terms in the present invention are as follows.
  • the “divalent organopolysiloxane residue” is a group represented by the following formula.
  • R x in the following formula is an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10) or a phenyl group.
  • g1 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 9, and particularly preferably an integer of 1 to 4.
  • the “sylphenylene skeleton group” is a group represented by —Si(R y ) 2 PhSi(R y ) 2- (wherein Ph is a phenylene group and R y is a monovalent organic group). Is. As R y , an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10) is preferable.
  • the “dialkylsilylene group” is a group represented by —Si(R z ) 2- (wherein R z is an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10)).
  • the “number average molecular weight” of a compound is calculated by 1 H-NMR and 19 F-NMR to determine the number (average value) of oxyfluoroalkylene groups based on the terminal group.
  • the content of each element in the vapor deposition material is a value measured by wet analysis.
  • the content of each element given by the wet analysis is a mass percent concentration (mass %).
  • Atomic absorption method is used to measure Group 1 elements of the periodic table, and other elements are measured using inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy or ICP mass spectrometry, and quantified by a calibration curve (matrix matching) method. To do.
  • the ratio of the molar concentration of each element can be determined from the mass% of each element obtained by the wet analysis and the atomic weight (g/mol) of each element.
  • the dimensional ratios in FIGS. 1 and 2 are different from actual ones for convenience of explanation.
  • the vapor deposition material of the present invention comprises silicon and at least one element selected from the group consisting of Group 1 elements, Group 2 elements, Group 13 elements, Group 15 elements, and transition metal elements of the periodic table ( Hereinafter, referred to as "element I") and an oxide containing, and the water content is less than 2.0% by mass.
  • the vapor deposition material means a material used for vapor deposition.
  • the vapor deposition material of the present invention is suitably used for forming a base layer in a substrate with a water/oil repellent layer described later.
  • the formation state of the underlayer contributes to the reason that the water/oil repellent layer is not uniformly formed on the underlayer in the prior art. More specifically, when the underlayer is formed by vapor deposition using the vapor deposition material, the fragments of the vapor deposition material are deposited on the substrate as a mass to form a part of the underlayer, and the water repellent and repellant in this region is formed. The oil layer is hard to form. Alternatively, it has been found that even if the water/oil repellent layer is formed, the lumps are easily removed in the post-treatment, so that the water/oil repellent layer also disappears. Further, as the reason why such fragments of the vapor deposition material are generated during vapor deposition, it is found that the water content in the vapor deposition material contributes and that the desired effect can be obtained by reducing the amount.
  • the water content of the vapor deposition material is less than 2.0% by mass, and a water/oil repellent layer (hereinafter, also simply referred to as “water/oil repellent layer”) composed of a condensate of a fluorine-containing compound having a reactive silyl group is more preferable. From the viewpoint of uniform formation, it is preferably 1.5% by mass or less, and particularly preferably 1.0% by mass or less.
  • the lower limit of the water content of the vapor deposition material is, for example, 10 mass ppm or more. From the viewpoint that the adhesion of the water/oil repellent layer to the underlying layer is more excellent, 50 mass ppm or more is preferable, and 100 mass ppm or more is more preferable.
  • the method for measuring the water content of the vapor deposition material is as follows.
  • the vapor deposition material is placed in an environment of 300° C., and the amount of water vapor that emerges is quantified by the Karl Fischer method (coulometric titration method).
  • a method of adjusting the water content of the vapor deposition material a method of adjusting heating conditions (for example, heating temperature) in the production method of the vapor deposition material described later, a method of allowing the vapor deposition material to stand under an environment of a predetermined temperature and humidity are listed.
  • Group 1 element of the periodic table (hereinafter, also referred to as “Group 1 element”) means lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium, and can form a water/oil repellent layer more uniformly on the underlayer. From the viewpoint, lithium, sodium and potassium are preferable, and sodium and potassium are particularly preferable.
  • the Group 1 element may include only one type or two or more types.
  • the Group 2 element of the periodic table (hereinafter, also referred to as “Group 2 element”) means beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium, and a water/oil repellent layer can be formed more uniformly on the underlayer. From the viewpoint, magnesium, calcium and barium are preferable, and magnesium and calcium are particularly preferable.
  • the Group 2 element may include only one type or two or more types.
  • Group 13 element of the periodic table (hereinafter, also referred to as “Group 13 element”) means boron, aluminum, gallium and indium, and a water- and oil-repellent layer can be formed more uniformly on the underlayer. , Boron, aluminum and gallium are preferable, and boron and aluminum are particularly preferable.
  • the Group 13 element may include only one type or two or more types.
  • Group 15 element of the periodic table hereinafter, also referred to as “Group 15 element” means nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony and bismuth, and a water- and oil-repellent layer can be formed more uniformly on the underlayer.
  • the Group 15 element may include only one type or two or more types.
  • the transition metal element means an element existing between the Group 3 element and the Group 11 element of the periodic table.
  • the oxide contained in the vapor deposition material may be a mixture of oxides of the above elements (silicon, element I) alone (for example, a mixture of silicon oxide and an oxide of element I), or 2 It may be a complex oxide containing one or more species, or may be a mixture of a complex oxide with an oxide of the above element alone.
  • the content of the oxide in the vapor deposition material is preferably 80% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, with respect to the total mass of the vapor deposition material, from the viewpoint that the wear resistance of the water/oil repellent layer is more excellent. Mass% (all of the vapor deposition material is an oxide) is particularly preferable.
  • the content of oxygen in the vapor deposition material is preferably 40 to 70 mol% as the molar concentration (mol %) of oxygen with respect to all the elements in the vapor deposition material, from the viewpoint of more excellent abrasion resistance of the water/oil repellent layer, and 50 ⁇ 70 mol% is more preferred, and 60 ⁇ 70 mol% is particularly preferred.
  • the content of oxygen in the vapor deposition material is measured by XPS analysis or the like for the pelletized vapor deposition material that has been sufficiently pulverized.
  • the vapor deposition material may be composed of particles containing the above oxide.
  • the mass ratio of particles having a particle size of 0.5 to 22.4 mm in the vapor deposition material is 90% by mass or more based on the total mass of all particles. It is preferably 95% by mass or more, and particularly preferably.
  • the upper limit is 100% by mass.
  • the particle size of the particles corresponds to the size of each particle and means the major axis. The mass ratio of the particles is measured by the following method.
  • JIS Z8801-1 standard test sieve-Metal mesh sieve with nominal openings of 500 ⁇ m (0.5 mm) and 22.4 mm was used to screen the total number of particles and then the mass of each particle size distribution was measured. The mass ratio of each particle size is calculated.
  • the ratio of D90 to D10 is preferably 6.0 or less, particularly preferably 5.0 or less. If the above ratio is within the above range, it is known that variations in composition among particles during the production of particles are reduced. The above ratio is preferably 2.0 or more.
  • the particle size distribution is measured by the following method.
  • JIS Z8801-1 standard test sieve-Metal mesh sieves having nominal openings of 300 ⁇ m, 500 ⁇ m, 1.0 mm, 4.75 mm, 9.5 mm, and 22.4 mm were used to screen all particles, and then the The mass is measured, a particle size distribution curve is prepared, and D90/D10 is calculated.
  • the content of silicon in the vapor deposition material is 10 to 99.8 mol as the molar concentration (mol %) of silicon with respect to all elements other than oxygen in the vapor deposition material from the viewpoint that the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent. % Is preferable, 15 to 99.8 mol% is more preferable, and 20 to 99.7 mol% is particularly preferable.
  • the content of silicon in the vapor deposition material is 10 to 99.9 in terms of the abrasion resistance of the water/oil repellent layer as the mass percent concentration (mass %) of silicon with respect to all elements except oxygen in the vapor deposition material. Mass% is preferable, 20 to 99.9 mass% is more preferable, and 30 to 99.8 mass% is particularly preferable.
  • the ratio of the total molar concentration of element I to the molar concentration of silicon in the vapor deposition material is preferably 0.003 to 9.0, and more preferably 0.003 to 9.0, from the viewpoint that the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent. 0 is more preferable, and 0.003 to 0.5 is particularly preferable.
  • the total content of the element I in the vapor deposition material is expressed in mass% based on the oxide, and is preferably 0.5 mass% or more and particularly preferably 1 mass% or more based on the total mass of the vapor deposition material.
  • the underlayer can be stably formed on the surface of the substrate by the vapor deposition method, and defects due to scattering of the vapor deposition material are unlikely to occur in the underlayer.
  • the adhesiveness between the underlayer and the water/oil repellent layer is excellent, and the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is excellent, which is preferable.
  • the upper limit is 95% by mass.
  • the total content of the element I in the vapor deposition material is the total mass percent concentration (mass %) of the element I with respect to all the elements other than oxygen in the vapor deposition material, because the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent, 0.001 to 90 mass% is preferable, 0.001 to 80 mass% is more preferable, and 0.001 to 70 mass% is particularly preferable.
  • the content of the element I in the vapor deposition material is within the above range, the Si—O—Si bond is sufficiently formed in the underlayer, the mechanical properties of the underlayer are sufficiently ensured, and the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is improved. It is excellent because it is preferable.
  • the vapor deposition material may contain, as the element I, one kind of the above-mentioned elements or two or more kinds thereof. When two or more elements are contained, the total content of two or more elements satisfies the above range.
  • the form of the vapor deposition material include a powder, a melt, a sintered body, a granulated body, and a crushed body, and the sintered body and the melted body are preferable because the water content can be easily adjusted.
  • the term "sintered body” refers to a solid material obtained by firing powder of an evaporation material, and if necessary, a powder is pressed to form a molded body instead of the powder of the evaporation material. May be used.
  • the melt means a solid obtained by melting powder of the vapor deposition material at high temperature and then cooling and solidifying the powder.
  • the granulated material means a solid material obtained by kneading a powder of a vapor deposition material and a liquid medium (for example, water, an organic solvent) to obtain particles, and then drying the particles.
  • the vapor deposition material can be manufactured, for example, by the following method.
  • the diameter of the raw material silicon oxide powder is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m in order to increase the yield during granulation and to make the element distribution in the granule uniform.
  • the drying temperature is preferably 60° C.
  • the firing temperature is preferably 900°C or higher, more preferably 1000°C or higher.
  • particles without protrusions are preferable, and spherical particles are more preferable. It is preferred to add a protrusion removal process to remove the protrusions. After melting powder containing silicon (for example, powder made of oxide of silicon, silica sand, silica gel) and powder of element I (for example, powder of oxide of element I) at high temperature , A method of obtaining a melt by cooling and solidifying a melt.
  • silicon for example, powder made of oxide of silicon, silica sand, silica gel
  • element I for example, powder of oxide of element I
  • the firing temperature for firing is preferably 300°C or higher, and particularly preferably 500°C or higher.
  • the upper limit of the firing temperature is 2000° C. or lower.
  • the method for producing a substrate with an underlayer of the present invention is a method of forming an underlayer containing an oxide containing silicon and element I on a substrate by a vapor deposition method using the vapor deposition material of the present invention.
  • a vacuum vapor deposition method is mentioned as a specific example of the vapor deposition method using a vapor deposition material.
  • the vacuum vapor deposition method is a method in which a vapor deposition material is evaporated in a vacuum chamber and attached to the surface of a base material.
  • the temperature during vapor deposition (for example, when using a vacuum vapor deposition apparatus, the temperature of the boat on which the vapor deposition material is installed) is preferably 100 to 3000°C, and particularly preferably 500 to 3000°C.
  • the pressure during vapor deposition (for example, when using a vacuum vapor deposition apparatus, the pressure in the tank in which the vapor deposition material is placed) is preferably 1 Pa or less, and particularly preferably 0.1 Pa or less.
  • one vapor deposition material may be used, or two or more vapor deposition materials containing different elements may be used.
  • the vaporization method of the vapor deposition material include a resistance heating method of melting and vaporizing the vapor deposition material on a high-melting-point metal resistance heating boat, irradiating the vapor deposition material with an electron beam, and directly heating the vapor deposition material to the surface.
  • the high melting point substance can be vaporized because it can be locally heated, and since the place where the electron beam is not hit is low temperature, there is no risk of reaction with the container or mixing of impurities.
  • the gun method is preferred.
  • a method of covering the regions or portions that are not desired to be vapor-deposited with a protective film can be mentioned. ..
  • a humidification treatment from the viewpoint of improving the film quality.
  • the temperature during the humidification treatment is preferably 25 to 160° C.
  • the relative humidity is preferably 40% or more
  • the treatment time is preferably 1 hour or more.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a substrate with an underlayer produced by the method of the present invention.
  • the base material 10 with a base layer includes a base material 12 and a base material layer 14 formed on one surface of the base material 12.
  • the base material 12 and the base layer 14 are in contact with each other, but the base material with the base layer is not limited to this. May have.
  • the base layer 14 is formed on the entire one surface of the base material 12, but the present invention is not limited to this, and the base layer 14 is formed only in a partial region of the base material 12. Good.
  • the base layer 14 is formed only on one surface of the base material 12, but the present invention is not limited to this, and the base layer 14 may be formed on both surfaces of the base material 12.
  • Base material As the base material, a water- and oil-repellent property can be imparted, and therefore, a substrate for which water- and oil-repellency property is required is particularly preferable. Specific examples of the material of the base material include metals, resins, glasses, sapphires, ceramics, stones, and composite materials thereof. The glass may be chemically strengthened. As the substrate, a touch panel substrate and a display substrate are preferable, and a touch panel substrate is particularly preferable. The touch panel substrate preferably has a light-transmitting property. "Has translucency" means that the vertical incidence type visible light transmittance according to JIS R3106: 1998 (ISO 9050: 1990) is 25% or more.
  • the material of the touch panel substrate glass and transparent resin are preferable.
  • the base material include the following. Used for building materials, decorative building materials, interior goods, transportation equipment (eg automobiles), signboards/bulletins, drinking vessels/tableware, aquariums, ornamental equipment (eg foreheads, boxes), laboratory equipment, furniture, art/sports/games Yes, glass or resin products. Glass products or resin products used for exterior parts (excluding the display section) of devices such as mobile phones (eg smartphones), personal digital assistants, game consoles, remote controllers, etc.
  • the shape of the base material may be a plate shape or a film shape.
  • the base material may be a base material having one surface or both surfaces subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, and plasma graft polymerization treatment.
  • the surface-treated surface has more excellent adhesion between the base material and the underlayer, and as a result, more excellent abrasion resistance of the water/oil repellent layer. Therefore, it is preferable to perform a surface treatment on the surface of the base material that is in contact with the underlayer.
  • the underlayer contains an oxide containing at least silicon and element I.
  • the oxide contained in the underlayer may contain, as the element I, one kind of the above-mentioned elements or two or more kinds thereof.
  • the oxide contained in the underlayer may be a mixture of oxides of the above-mentioned elements (silicon and element I) alone (for example, a mixture of silicon oxide and an oxide of element I). It may be a complex oxide containing a compound or a mixture of a complex oxide and an oxide of the above-mentioned element alone.
  • the underlayer is a layer in which the contained components are uniformly distributed (hereinafter, also referred to as “homogeneous layer”), but a layer in which the contained components are unevenly distributed (hereinafter, also referred to as “heterogeneous layer”). ).
  • heterogeneous layer when a concentration gradient of components (horizontal direction or vertical direction of the surface formed by the layer) occurs in the layer (gradient structure), discontinuous in the components that exist continuously When other components are present in (sea-island structure).
  • the underlayer may be a single layer or multiple layers, but a single layer is preferable from the viewpoint that the water- and oil-repellent layer is more excellent in abrasion resistance.
  • the thickness of the underlayer is preferably 1 to 100 nm, more preferably 1 to 50 nm, particularly preferably 2 to 20 nm.
  • the thickness of the underlayer is at least the above lower limit, the adhesion of the water/oil repellent layer by the underlayer is further improved, and the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent.
  • the thickness of the underlayer is not more than the above upper limit, the abrasion resistance of the underlayer itself is excellent.
  • the thickness of the underlayer is measured by observing a cross section of the underlayer with a transmission electron microscope (TEM).
  • the method for producing a substrate with a water/oil repellent layer of the present invention is, as described in the method for producing a substrate with an underlayer of the present invention, a method of depositing silicon on the substrate by a vapor deposition method using the vapor deposition material of the present invention.
  • the water- and oil-repellent layer can be formed using a fluorine-containing compound or a composition containing a fluorine-containing compound and a liquid medium (hereinafter, also referred to as “composition”) by either a dry coating method or a wet coating method.
  • a fluorine-containing compound or a composition containing a fluorine-containing compound and a liquid medium hereinafter, also referred to as “composition”
  • the liquid medium contained in the composition include water and organic solvents.
  • Specific examples of the organic solvent include a fluorine-based organic solvent and a non-fluorine-based organic solvent.
  • the organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • fluorinated organic solvent examples include fluorinated alkanes, fluorinated aromatic compounds, fluoroalkyl ethers, fluorinated alkylamines, and fluoroalcohols.
  • the fluorinated alkane is preferably a compound having 4 to 8 carbon atoms, and examples thereof include C 6 F 13 H (AC-2000: product name, manufactured by AGC Co.), C 6 F 13 C 2 H 5 (AC-6000: product name). , manufactured by AGC Corp.), C 2 F 5 CHFCHFCF 3 ( Vertrel: product name, manufactured by DuPont).
  • fluorinated aromatic compound examples include hexafluorobenzene, trifluoromethylbenzene, perfluorotoluene, 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, and 1,4-bis(trifluoromethyl)benzene.
  • the fluoroalkyl ether is preferably a compound having 4 to 12 carbon atoms, and examples thereof include CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H (AE-3000: product name, manufactured by AGC), C 4 F 9 OCH 3 (Novec-7100: Product name, 3M company), C 4 F 9 OC 2 H 5 (Novec-7200: product name, 3M company), C 2 F 5 CF(OCH 3 )C 3 F 7 (Novec-7300: product name, 3M).
  • Specific examples of the fluorinated alkylamine include perfluorotripropylamine and perfluorotributylamine.
  • fluoroalcohol include 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 2,2,2-trifluoroethanol, and hexafluoroisopropanol.
  • the non-fluorine-based organic solvent is preferably a compound consisting only of hydrogen atoms and carbon atoms, and a compound consisting only of hydrogen atoms, carbon atoms and oxygen atoms, specifically, a hydrocarbon-based organic solvent, a ketone-based organic solvent , Ether organic solvents, ester organic solvents, alcohol organic solvents.
  • a hydrocarbon-based organic solvent include hexane, heptane, and cyclohexane.
  • Specific examples of the ketone-based organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
  • ether-based organic solvent examples include diethyl ether, tetrahydrofuran and tetraethylene glycol dimethyl ether.
  • ester organic solvent examples include ethyl acetate and butyl acetate.
  • alcohol-based organic solvent examples include isopropyl alcohol, ethanol and n-butanol.
  • the content of the fluorine-containing compound in the composition is preferably 0.01 to 50.00% by mass, and particularly preferably 1.0 to 30.00% by mass, based on the total mass of the composition.
  • the content of the liquid medium in the composition is preferably 50.00 to 99.99% by mass, particularly preferably 70.00 to 99.00% by mass, based on the total mass of the composition.
  • the water/oil repellent layer can be produced, for example, by the following method.
  • the dry coating method include vacuum deposition method, CVD method, and sputtering method.
  • the vacuum vapor deposition method is preferable from the viewpoint of suppressing decomposition of the fluorine-containing compound and the simplicity of the apparatus.
  • a pellet-like substance obtained by supporting a fluorine-containing compound on a metal porous body such as iron or steel, or impregnating a composition and drying it may be used.
  • wet coating method examples include a spin coating method, a wipe coating method, a spray coating method, a squeegee coating method, a dip coating method, a die coating method, an inkjet method, a flow coating method, a roll coating method, a casting method, and a Langmuir-Blodgett. Method and gravure coating method.
  • an operation for promoting the reaction between the fluorine-containing compound having a reactive silyl group and the underlayer may be carried out, if necessary.
  • the operation include heating, humidification, and light irradiation.
  • a hydrolysis reaction of a reactive silyl group to a silanol group, a siloxane bond formation by a condensation reaction of a silanol group A reaction such as a condensation reaction between the silanol group on the surface of the underlayer and the silanol group of the fluorine-containing compound can be promoted.
  • compounds in the water/oil repellent layer which are not chemically bonded to other compounds or the silicon oxide layer may be removed as necessary.
  • Specific methods include, for example, a method of pouring a solvent on the water/oil repellent layer, a method of wiping with a cloth soaked with a solvent, and a method of washing the surface of the water/oil repellent layer with an acid.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a water-repellent/oil-repellent layer-provided substrate produced by the method of the present invention.
  • the base material 20 with a water/oil repellent layer has a base material 22, a base layer 24 formed on one surface of the base material 22, and a water/oil repellent layer 26 formed on the surface of the base layer 24.
  • the water/oil repellent layer 26 is formed on the entire surface of the underlayer 24, but the present invention is not limited to this, and the water/oil repellent layer 26 is formed only in a part of the underlayer 24. It may be formed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a water-repellent/oil-repellent layer-provided substrate produced by the method of the present invention.
  • the base material 20 with a water/oil repellent layer has a base material 22, a base layer 24 formed on one surface of the base material 22, and a water/oil repellent
  • the base layer 24 and the water/oil repellent layer 26 are formed only on one surface of the base material 22, but the present invention is not limited to this, and the base layer 24 and the water repellent layer are formed on both surfaces of the base material 22.
  • the oil repellent layer 26 may be formed.
  • the water/oil repellent layer is composed of a condensate of a fluorine-containing compound having a reactive silyl group.
  • the reactive silyl group means a hydrolyzable silyl group and a silanol group (Si—OH).
  • Specific examples of the hydrolyzable silyl group include groups in which L of the group represented by Formula 2 described later is a hydrolyzable group.
  • the hydrolyzable silyl group becomes a silanol group represented by Si—OH by the hydrolysis reaction.
  • the silanol group further undergoes a dehydration condensation reaction between the silanol groups to form a Si—O—Si bond.
  • the silanol group can form a Si—O—Si bond by a dehydration condensation reaction with a silanol group derived from an oxide contained in the underlayer. That is, when at least a part of the reactive silyl group is a hydrolyzable silyl group, the water/oil repellent layer contains a condensate obtained by subjecting the reactive silyl group of the fluorine-containing compound to a hydrolysis reaction and a dehydration condensation reaction. When all of the reactive silyl groups are silanol groups, the water/oil repellent layer contains a condensate obtained by dehydration condensation reaction of the silanol groups of the fluorine-containing compound. At least a part of the reactive silyl group contained in the fluorine-containing compound is preferably a hydrolyzable silyl group.
  • the thickness of the water/oil repellent layer is preferably 1 to 100 nm, particularly preferably 1 to 50 nm.
  • the thickness of the water/oil repellent layer can be calculated by obtaining an interference pattern of reflected X-rays by the X-ray reflectance method (XRR) using an X-ray diffractometer for thin film analysis, and from the vibration cycle of this interference pattern.
  • XRR X-ray reflectance method
  • the fluorine-containing compound having a reactive silyl group is preferably a fluorine-containing ether compound having a poly(oxyfluoroalkylene) chain and a reactive silyl group from the viewpoint of excellent water/oil repellency of the water/oil repellent layer.
  • the poly(oxyfluoroalkylene) chain contains a plurality of units represented by formula (1). (OX) ⁇ (1)
  • X is a fluoroalkylene group having one or more fluorine atoms.
  • the carbon number of the fluoroalkylene group is preferably 2 to 6 and particularly preferably 2 to 4 from the viewpoint of more excellent weather resistance and corrosion resistance of the water/oil repellent layer.
  • the fluoroalkylene group may be linear or branched, but linear is preferable from the viewpoint of more excellent effect of the present invention.
  • the number of fluorine atoms in the fluoroalkylene group is preferably 1 to 2 times the number of carbon atoms, and particularly preferably 1.7 to 2 times, from the viewpoint of more excellent corrosion resistance of the water/oil repellent layer.
  • the fluoroalkylene group may be a group in which all hydrogen atoms in the fluoroalkylene group are replaced with fluorine atoms (perfluoroalkylene group).
  • the repeating number m of the unit (1) contained in the poly(oxyfluoroalkylene) chain is 2 or more, more preferably an integer of 2 to 200, further preferably an integer of 5 to 150, particularly preferably an integer of 5 to 100. Preferably, an integer of 10 to 50 is most preferable.
  • the poly(oxyfluoroalkylene) chain may include two or more types of units (1).
  • the two or more units (1) include, for example, two or more units (1) having different carbon numbers, or two or more units having the same carbon number but having different side chains or different side chains. (1), and two or more kinds of units (1) having the same number of carbon atoms but different numbers of fluorine atoms.
  • the bonding order of two or more types of (OX) is not limited, and they may be arranged randomly, alternately, or in blocks.
  • the poly(oxyfluoroalkylene) chain is preferably a poly(oxyfluoroalkylene) chain mainly containing the unit (1) which is an oxyperfluoroalkylene group in order to form a film having excellent fingerprint stain removability.
  • the ratio of the number of units (1) which are oxyperfluoroalkylene groups to the total number m of units (1) is 50 to 100%. It is more preferably 80 to 100%, particularly preferably 90 to 100%.
  • poly(oxyfluoroalkylene) chain examples include a poly(oxyperfluoroalkylene) chain and a poly(oxyperfluoroalkylene) chain having one or two oxyfluoroalkylene units each having a hydrogen atom at one or both ends. More preferable.
  • Examples of (OX) m contained in the poly(oxyfluoroalkylene) chain include (OCH ma F (2-ma) ) m11 (OC 2 H mb F (4-mb) ) m12 (OC 3 H mc F (6-mc )) m13 (OC 4 H md F (8-md)) m14 (OC 5 H me F (10-me)) m15 (OC 6 H mf F (12-mf)) m16 is preferred.
  • ma is 0 or 1
  • mb is an integer of 0 to 3
  • mc is an integer of 0 to 5
  • md is an integer of 0 to 7
  • me is an integer of 0 to 9
  • mf is It is an integer from 0 to 11.
  • m11, m12, m13, m14, m15 and m16 are each independently an integer of 0 or more, and preferably 100 or less.
  • m11+m12+m13+m14+m15+m16 is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 to 200, more preferably an integer of 5 to 150, still more preferably an integer of 5 to 100, particularly preferably an integer of 10 to 50.
  • m12 is preferably an integer of 2 or more, and particularly preferably an integer of 2 to 200.
  • C 3 H mc F (6-mc) , C 4 H md F (8-md) , C 5 H me F (10-me) and C 6 H mf F (12-mf) are linear. Or a branched chain may be used, and a linear chain is preferable from the viewpoint of more excellent abrasion resistance of the water/oil repellent layer.
  • the above formula represents the type and number of units, and does not represent the array of units. That is, m11 to m16 represent the number of units, and, for example, (OCH ma F (2-ma) ) m11 represents a block in which (OCH ma F (2-ma) ) units are continuous in m11 units. is not. Similarly, the order of description of (OCH ma F (2-ma) ) to (OC 6 H mf F (12-mf) ) does not mean that they are arranged in the order of description.
  • each unit may also be different if it contains two or more units. For example, when m11 is 2 or more, a plurality of (OCH ma F (2-ma) ) may be the same or different.
  • a group represented by the formula (2) is preferable. -Si(R) n L 3-n ... (2)
  • the number of the group (2) contained in the fluorine-containing ether compound is 1 or more, and 2 or more is preferable, 2 to 10 is more preferable, and 2 to 10 is preferable because the water- and oil-repellent layer has more excellent abrasion resistance. Five is more preferable, and 2 or 3 is particularly preferable.
  • the plurality of groups (2) may be the same or different. From the viewpoint of easy availability of raw materials and easy production of the fluorine-containing ether compound, it is preferable that they are the same.
  • R is a monovalent hydrocarbon group, preferably a monovalent saturated hydrocarbon group.
  • the carbon number of R is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 to 2.
  • L is a hydrolyzable group or a hydroxyl group.
  • the hydrolyzable group is a group that becomes a hydroxyl group by a hydrolysis reaction. That is, the hydrolyzable silyl group represented by Si-L becomes a silanol group represented by Si-OH by the hydrolysis reaction.
  • the silanol groups further react between the silanol groups to form Si-O-Si bonds. Further, the silanol group can form a Si—O—Si bond by a dehydration condensation reaction with the silanol group derived from the oxide contained in the underlayer.
  • the hydrolyzable group examples include an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, an acyl group, an acyloxy group, and an isocyanate group (—NCO).
  • the alkoxy group an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable.
  • the aryloxy group is preferably an aryloxy group having 3 to 10 carbon atoms.
  • the aryl group of the aryloxy group includes a heteroaryl group.
  • the halogen atom is preferably a chlorine atom.
  • the acyl group an acyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
  • an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
  • an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom are preferable because the production of a fluorine-containing ether compound is easier.
  • an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable from the viewpoints of less outgas at the time of application and more excellent storage stability of the fluorine-containing ether compound, and when long-term storage stability of the fluorine-containing ether compound is required.
  • an ethoxy group is particularly preferable, and a methoxy group is particularly preferable when the reaction time after coating is short.
  • n is an integer of 0 to 2. n is preferably 0 or 1, and 0 is particularly preferable.
  • the presence of a plurality of Ls makes the water- and oil-repellent layer more adherent.
  • n is 1 or less, a plurality of L existing in one molecule may be the same or different. From the viewpoint of easy availability of raw materials and easy production of the fluorine-containing ether compound, it is preferable that they are the same.
  • n is 2, a plurality of Rs present in one molecule may be the same or different. From the viewpoint of easy availability of raw materials and easy production of the fluorine-containing ether compound, it is preferable that they are the same.
  • the fluorine-containing ether compound the compound represented by the formula (3) is preferable because it is more excellent in water and oil repellency and abrasion resistance of the water and oil repellent layer.
  • A is a perfluoroalkyl group or a -Q [-Si (R) n L 3-n] k.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, further preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3 from the viewpoint that the water- and oil-repellent layer is more excellent in abrasion resistance.
  • the perfluoroalkyl group may be linear or branched. However, when A is -Q [-Si (R) n L 3-n] k, j is 1.
  • Examples of the perfluoroalkyl group include CF 3 —, CF 3 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF(CF 3 )— and the like can be mentioned.
  • CF 3 —, CF 3 CF 2 —, and CF 3 CF 2 CF 2 — are preferable because the water and oil repellent layer is more excellent in water and oil repellency.
  • Q is a (k+1)-valent linking group. As described later, k is an integer of 1-10. Therefore, examples of Q include a divalent to 11-valent linking group.
  • Q may be any group as long as it does not impair the effects of the present invention, and examples thereof include an alkylene group which may have an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue, a carbon atom, a nitrogen atom, and a silicon atom. And a divalent to octavalent organopolysiloxane residue, and groups (g2-1) to (g2-9) and groups (g3-1) to (g3-9).
  • Z is a (j+g)-valent linking group.
  • Z may be a group which does not impair the effects of the present invention, and examples thereof include an alkylene group which may have an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue, a carbon atom, a nitrogen atom, a silicon atom, Examples thereof include a divalent to octavalent organopolysiloxane residue, and groups (g2-1) to (g2-9) and groups (g3-1) to (g3-9).
  • j is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 5 from the viewpoint that the water/oil repellent layer is more excellent in water/oil repellency, and particularly preferably 1 from the viewpoint of easy production of the compound (3).
  • g is an integer of 1 or more, and is preferably an integer of 2 to 4, more preferably 2 or 3, and particularly preferably 3 from the viewpoint of more excellent abrasion resistance of the water/oil repellent layer.
  • the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31) are preferable because they are more excellent in the initial water contact angle and the abrasion resistance of the water/oil repellent layer.
  • the compound (3-11) and the compound (3-21) are particularly excellent in the initial water contact angle of the water/oil repellent layer
  • the compound (3-31) is particularly excellent in the abrasion resistance of the water/oil repellent layer. ..
  • X, m, R, n and L have the same definitions as X, m, R, n and L in formula (3), respectively.
  • R f1 is a perfluoroalkyl group, and preferred embodiments and specific examples of the perfluoroalkyl group are as described above.
  • Y 11 is a (g1+1)-valent linking group, and specific examples thereof are the same as Z in the formula (3).
  • g1 is an integer of 2 or more, and is preferably an integer of 2 to 15, more preferably an integer of 2 to 4, more preferably 2 or 3, and 3 is 3 from the viewpoint that the water- and oil-repellent layer is more excellent in abrasion resistance. Particularly preferred.
  • X, m, R, n and L have the same definitions as X, m, R, n and L in formula (3).
  • R f2 is a perfluoroalkyl group, and preferred embodiments and specific examples of the perfluoroalkyl group are as described above.
  • j2 is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 to 6, and more preferably an integer of 2 to 4.
  • Y 21 is a (j2+g2)-valent linking group, and specific examples thereof are the same as Z in the formula (3).
  • g2 is an integer of 2 or more, and is preferably an integer of 2 to 15, more preferably 2 to 6, still more preferably 2 to 4 and particularly preferably 4 from the viewpoint that the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent. ..
  • X, m, R, n, and L have the same definitions as X, m, R, n, and L in formula (3), respectively.
  • k3 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3, and particularly preferably 3.
  • Y 32 is a (k3+1)-valent linking group, and specific examples thereof are the same as Q in formula (3).
  • Y 31 is a (g3+1)-valent linking group, and specific examples thereof are the same as Z in formula (3).
  • g3 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3, and particularly preferably 3.
  • the A 1 side is connected to (OX) m
  • the Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 , Q 26 , Q 27, and Q 28 sides are [-Si(R) n L 3-n ].
  • a 1 is a single bond, an alkylene group, or —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —OC(O)O—, — between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the hydrogen atom of the alkylene group may be substituted with a fluorine atom.
  • Q 22 is an alkylene group, a group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms, alkylene A group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— at the end of the group not connected to Si, or carbon-carbon of an alkylene group having 2 or more carbon atoms -C between atoms (O) NR 6 -, - C (O) -, - NR 6 - or -O- and having and -C to the end on the side not connected to the Si (O) NR 6 -, - C (O)—, —NR 6 — or —O—, and in each formula, when two or more Q 22's are present, the two or more Q 22's may be the same or different.
  • Q 23 is an alkylene group or a group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms. Yes, the two Q 23 may be the same or different.
  • Q 24 is Q 22 when the atom in Z 1 to which Q 24 binds is a carbon atom, and Q 23 when the atom in Z 1 to which Q 24 binds is a nitrogen atom, and in each formula, Q 24 When two or more are present, two or more Q 24 may be the same or different.
  • Q 25 is an alkylene group or a group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms. In each formula, when two or more Q 25 s are present, the two or more Q 25 s may be the same or different.
  • Q 26 is an alkylene group or a group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms. is there.
  • R 6 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
  • Q 27 is a single bond or an alkylene group.
  • Q 28 is an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • Z 1 is a group having an h1+h2 valent ring structure having a carbon atom or a nitrogen atom to which A 1 is directly bonded and having a carbon atom or a nitrogen atom to which Q 24 is directly bonded.
  • R e1 is a hydrogen atom or an alkyl group, and in each formula, when two or more R e1 are present, two or more R e1 may be the same or different.
  • R e2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or an acyloxy group.
  • R e3 is an alkyl group.
  • R e4 is a hydrogen atom or an alkyl group, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of easy production of a compound. In each formula, when present the R e4 2 or more, 2 or more R e4 may be the be the same or different.
  • R e5 is a hydrogen atom or a halogen atom, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of easy production of a compound.
  • d1 is an integer of 0 to 3, preferably 1 or 2.
  • d2 is an integer of 0 to 3, preferably 1 or 2.
  • d1+d2 is an integer of 1 to 3.
  • d3 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1.
  • d4 is an integer of 0 to 3, preferably 2 or 3.
  • d3+d4 is an integer of 1 to 3.
  • d1+d3 is an integer of 1 to 5 in Y 11 or Y 21 , is preferably 1 or 2, and is 1 in Y 11 , Y 31 and Y 32 .
  • d2+d4 is an integer of 2 to 5 for Y 11 or Y 21 , preferably 4 or 5, and an integer of 3 to 5 for Y 31 and Y 32 , and preferably 4 or 5.
  • e1+e2 is 3 or 4.
  • e1 is 1 in Y 11 , is an integer of 2 to 3 in Y 21 , and is 1 in Y 31 and Y 32 .
  • e2 is 2 or 3 in Y 11 or Y 21 , and 2 or 3 in Y 31 and Y 32 .
  • h1 is 1 in Y 11 , is an integer of 2 or more (preferably 2) in Y 21 , and is 1 in Y 31 and Y 32 .
  • h2 is an integer of 2 or more (preferably 2 or 3) in Y 11 or Y 21 , and an integer of 1 or more (preferably 2 or 3) in Y 31 and Y 32 .
  • i1+i2 is 3 or 4 in Y 11 , 4 in Y 12 , and 3 or 4 in Y 31 and Y 32 .
  • i1 is 1 in Y 11 , 2 in Y 21 , and 1 in Y 31 and Y 32 .
  • i2 is 2 or 3 in Y 11 , 2 in Y 12 , and 2 or 3 in Y 31 and Y 32 .
  • i3 is 2 or 3.
  • i4 is 2 or more in Y 11 (preferably an integer of 2 to 10 and particularly preferably 2 to 6), and 1 or more in Y 31 and Y 32 (preferably an integer of 1 to 10). An integer of 6 is particularly preferable).
  • i5 is 2 or more, and preferably an integer of 2 to 7.
  • the carbon number of the alkylene group of Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 , Q 26 , Q 27 , and Q 28 is the same as that of compound (3-11), compound (3-21) and compound (3-31). It is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 4 from the viewpoint of easy handling and further excellent abrasion resistance, light resistance and chemical resistance of the water/oil repellent layer.
  • the lower limit of the number of carbon atoms of the alkylene group having a specific bond between carbon and carbon atoms is 2.
  • Examples of the ring structure for Z 1 include the ring structures described above, and the preferred forms are also the same. Since A 1 and Q 24 are directly bonded to the ring structure in Z 1 , for example, an alkylene group is not connected to the ring structure and A 1 or Q 24 is not connected to the alkylene group.
  • Z a is an (i5+1)-valent organopolysiloxane residue, and the following groups are preferable.
  • R a in the following formula is an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10) or a phenyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group of R e1 , R e2 , R e3 or R e4 is 1 to 10 from the viewpoint of easy production of the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31).
  • 1 to 6 is more preferable, 1 to 3 is further preferable, and 1 to 2 is particularly preferable.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group portion of the acyloxy group of R e2 is preferably 1 to 10 from the viewpoint of easy production of the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31). Is more preferable, 1 to 3 is further preferable, and 1 to 2 is particularly preferable.
  • h1 is easy to produce the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31), and is further excellent in abrasion resistance and fingerprint stain removability of the water/oil repellent layer.
  • 1-6 are preferable, 1-4 are more preferable, 1 or 2 is further preferable, and 1 is particularly preferable.
  • h2 is easy to produce the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31), and further excellent in abrasion resistance and fingerprint stain removability of the water/oil repellent layer.
  • 2-6 are preferred, 2-4 are more preferred, and 2 or 3 are particularly preferred.
  • the A 1 side is connected to (OX) m
  • the G 1 side is connected to [—Si(R) n L 3-n ].
  • G 1 is a group (g3), and in each formula, when two or more G 1 are present, two or more G 1 may be the same or different. Codes other than G 1 are the same as the codes in Expressions (g2-1) to (g2-9). -Si(R 8 ) 3-r1 (-Q 3 -) r1 ...(g3) However, in the formula (g3), the Si side is connected to Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 , Q 26 , Q 27 and Q 28 , and the Q 3 side is [-Si(R) n L 3-n ]. Connect to. R 8 is an alkyl group.
  • Q 3 is an alkylene group, a group having —C(O)NR 6 —, —C(O)—, —NR 6 — or —O— between carbon-carbon atoms of an alkylene group having 2 or more carbon atoms, or —(OSi(R 9 ) 2 ) p —O—, and two or more Q 3 may be the same or different.
  • r1 is 2 or 3.
  • R 6 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
  • R 9 is an alkyl group, a phenyl group or an alkoxy group, and two R 9 may be the same or different.
  • p is an integer of 0 to 5, and when p is 2 or more, (OSi(R 9 ) 2 ) of 2 or more may be the same or different.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group of Q 3 is such that compound (3-11), compound (3-21) and compound (3-31) can be easily produced, and the water- and oil-repellent layer has abrasion resistance, light resistance and From the viewpoint of further excellent chemical resistance, 1 to 10 is preferable, 1 to 6 is more preferable, and 1 to 4 is particularly preferable.
  • the lower limit of the number of carbon atoms of the alkylene group having a specific bond between carbon and carbon atoms is 2.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group of R 8 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, from the viewpoint of easy production of the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31). 1-3 are more preferable, and 1-2 are particularly preferable.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group of R 9 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, from the viewpoint of easy production of the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31). 1-3 are more preferable, and 1-2 are particularly preferable.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group of R 9 is preferably 1 to 10 and more preferably 1 to 6 from the viewpoint of excellent storage stability of compound (3-11), compound (3-21) and compound (3-31).
  • 1-3 are more preferable, and 1-2 are particularly preferable.
  • p is preferably 0 or 1.
  • Examples of the compound (3-11), the compound (3-21) and the compound (3-31) include the compounds of the following formulas.
  • the compound of the following formula is industrially easy to manufacture, easy to handle, and more excellent in water/oil repellency of the water/oil repellent layer, abrasion resistance, fingerprint stain removal property, lubricity, chemical resistance, light resistance and chemical resistance. It is preferable because it is excellent, and in particular, the light resistance is particularly excellent.
  • R f in the compound of the following formula is the same as R f1 —(OX) m —O— in formula (3-11) or R f2 —(OX) m —O— in formula (3-21) above.
  • the preferred embodiments are also the same.
  • Q f in the compound of the following formula is the same as —(OX) m —O— in the formula (3-31), and the preferred embodiments are also the same.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-1) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-2) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-21) in which Y 21 is the group (g2-2) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-3) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-4) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-5) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g2-7) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-1) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-2) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-3) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-4) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-5) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-6) include compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-11) in which Y 11 is the group (g3-7) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-21) in which Y 21 is the group (g2-1) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-1) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-2) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-3) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-4) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-5) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-6) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g2-7) include the compounds of the following formulas.
  • Examples of the compound (3-31) in which Y 31 and Y 32 are the group (g3-2) include the compounds of the following formulas.
  • a compound represented by the formula (3X) is also preferable, because it is excellent in water repellency and oil repellency and abrasion resistance of the film.
  • the compound (3X) is preferably the compound represented by the formula (3)-1 from the viewpoint that the water/oil repellent layer is more excellent in water/oil repellency.
  • A-(OX) m -Z 31 ...(3-1) In formula (3-1), the definitions of A, X and m are the same as the definitions of each group in formula (3).
  • Z' is a (j+g)-valent linking group.
  • Z′ may be a group that does not impair the effects of the present invention, and examples thereof include an etheric oxygen atom or an alkylene group which may have a divalent organopolysiloxane residue, an oxygen atom, a carbon atom, and a nitrogen atom.
  • a silicon atom, a divalent to octavalent organopolysiloxane residue, and formula (3-1A), formula (3-1B), and formula (3-1A-1) to (3-1A-6) to Si( R) is a group excluding nL3-n.
  • Z 31 is the group (3-1A) or the group (3-1B).
  • -Q a -X 31 (-Q b -Si(R) n L 3-n ) h (-R 31 ) i ... (3-1A)
  • -Q c [CH 2 C(R 32 )(-Q d -Si(R) n L 3-n )] y -R 33 ...
  • Q a is a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group include a divalent hydrocarbon group, a divalent heterocyclic group, —O—, —S—, —SO 2 —, —N(R d )—, and —C(O). -, -Si(R a ) 2-, and groups formed by combining two or more of these.
  • R a is an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10) or a phenyl group.
  • R d is a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms).
  • Examples of the divalent hydrocarbon group include a divalent saturated hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, an alkenylene group, and an alkynylene group.
  • the divalent saturated hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include an alkylene group.
  • the divalent saturated hydrocarbon group preferably has 1 to 20 carbon atoms.
  • the divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 5 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenylene group.
  • the alkenylene group is preferably an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms
  • the alkynylene group is preferably an alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the group formed by combining two or more of the above are, for example, —OC(O)—, —C(O)N(R d )—, an alkylene group having an etheric oxygen atom, and —OC(O)—. And an alkylene group having —, an alkylene group —Si(R a ) 2 -phenylene group —Si(R a ) 2 .
  • X 31 is a single bond, an alkylene group, a carbon atom, a nitrogen atom, a silicon atom or a divalent to octavalent organopolysiloxane residue.
  • the alkylene group may have —O—, silphenylene skeleton group, divalent organopolysiloxane residue or dialkylsilylene group.
  • the alkylene group may have a plurality of groups selected from the group consisting of —O—, silphenylene skeleton group, divalent organopolysiloxane residue and dialkylsilylene group.
  • the alkylene group represented by X 31 preferably has 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably has 1 to 10 carbon atoms. Examples of the divalent to octavalent organopolysiloxane residue include a divalent organopolysiloxane residue and a (w+1)-valent organopolysiloxane residue described later.
  • Q b is a single bond or a divalent linking group.
  • the definition of the divalent linking group is the same as the definition described for Q a above.
  • R 31 is a hydroxyl group or an alkyl group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably 1.
  • (-Q b -Si (R) n L 3-n) is two or more, two or more (-Q b -Si (R) n L 3-n) are be the same or different May be If R 31 is two or more, two or more (-R 31) may be be the same or different.
  • Q c is a single bond or an alkylene group which may have an etheric oxygen atom, and is preferably a single bond from the viewpoint of easy production of a compound.
  • the alkylene group which may have an etheric oxygen atom preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
  • R 32 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of easy production of a compound.
  • a methyl group is preferred as the alkyl group.
  • Q d is a single bond or an alkylene group.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 1-10, particularly preferably 1-6. From the viewpoint of easy production of the compound, Q d is preferably a single bond or —CH 2 —.
  • R 33 is a hydrogen atom or a halogen atom, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of easy production of a compound.
  • y is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 6.
  • Two or more [CH 2 C(R 32 )(-Q d -Si(R) n L 3-n )] may be the same or different.
  • the groups (3-1A-1) to (3-1A-6) are preferable.
  • X 32 is —O— or —C(O)N(R d )— (wherein N is bonded to Q b1 ).
  • R d is as described above.
  • s1 is 0 or 1.
  • Q b1 is an alkylene group.
  • the alkylene group may have —O—, silphenylene skeleton group, divalent organopolysiloxane residue or dialkylsilylene group.
  • the alkylene group may have a plurality of groups selected from the group consisting of —O—, silphenylene skeleton group, divalent organopolysiloxane residue and dialkylsilylene group.
  • the alkylene group has —O—, a silphenylene skeleton group, a divalent organopolysiloxane residue or a dialkylsilylene group, it is preferable to have these groups between carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q b1 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • group (3-1A-1) include the following groups.
  • * represents a bonding position with (OX) m .
  • X 33 is —O—, —NH—, or —C(O)N(R d )—.
  • R d is as described above.
  • Q a2 is a single bond, an alkylene group, —C(O)—, or an etheric oxygen atom, —C(O)—, —C(O) between the carbon atom and the carbon atom of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q a2 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the group having- is preferably 2 to 10, and particularly preferably 2 to 6.
  • the Q a2 from the viewpoint of easily producing the compound, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 -, - CH 2 NHCH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 OC(O)CH 2 CH 2 -, -C(O)- are preferable (provided that the right side is bonded to N).
  • s2 is 0 or 1 (provided that it is 0 when Q a2 is a single bond). From the viewpoint of easy production of the compound, 0 is preferable.
  • Q b2 is an alkylene group or a group having a divalent organopolysiloxane residue, an etheric oxygen atom or —NH— between the carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q b2 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • the alkylene group having 2 or more carbon atoms represented by Q b2 has a divalent organopolysiloxane residue, an etheric oxygen atom or a group having —NH— between the carbon atoms and the carbon atom, and the carbon number is 2 to 10 Is preferable, and 2 to 6 is particularly preferable.
  • Q b2 is preferably —CH 2 CH 2 CH 2 — or —CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 — from the viewpoint of easy production of the compound (provided that the right side is bonded to Si).
  • the two [-Q b2- Si(R) n L 3-n ] may be the same or different.
  • group (3-1A-2) include the following groups.
  • * represents a bonding position with (OX) m .
  • Q a3 is a single bond or an alkylene group which may have an etheric oxygen atom, and is preferably a single bond from the viewpoint of easy production of a compound.
  • the alkylene group which may have an etheric oxygen atom preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
  • G is a carbon atom or a silicon atom.
  • R g is a hydroxyl group or an alkyl group.
  • the alkyl group represented by R g preferably has 1 to 4 carbon atoms.
  • G(R g ) C(OH) or Si(R ga )(wherein R ga is an alkyl group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and is methyl. Groups are particularly preferred).
  • Q b3 is an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q b3 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • the carbon number of the alkylene group having 2 or more carbon atoms represented by Q b3 and having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms is preferably 2 to 10 and more preferably 2 to 6 is particularly preferred.
  • the Q b3, from the viewpoint of easily producing the compound -CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 - is preferred.
  • the two [-Q b3 -Si(R) n L 3-n ] may be the same or different.
  • group (3-1A-3) include the following groups.
  • * represents a bonding position with (OX) m .
  • R d in formula (3-1A-4) is as described above.
  • s4 is 0 or 1.
  • Q a4 is a single bond or an alkylene group which may have an etheric oxygen atom.
  • the alkylene group which may have an etheric oxygen atom preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
  • t4 is 0 or 1 (provided that Q a4 is a single bond, it is 0).
  • —Q a4 —(O) t4 — when s4 is 0, a single bond, —CH 2 O—, —CH 2 OCH 2 —, or —CH 2 OCH 2 CH 2 — is obtained from the viewpoint of easy production of the compound.
  • —CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 — and —CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 — are preferable (provided that the left side is bonded to (OX) m ) and s4 is 1. Is preferably a single bond, —CH 2 — or —CH 2 CH 2 —.
  • Q b4 is an alkylene group, and the alkylene group is —O—, —C(O)N(R d )— (the definition of R d is as described above), a silphenylene skeleton group, a divalent group. It may have an organopolysiloxane residue or a dialkylsilylene group.
  • the alkylene group has -O- or a silphenylene skeleton group, it is preferable to have a -O- or silphenylene skeleton group between carbon atoms.
  • the alkylene group has —C(O)N(R d )—, a dialkylsilylene group or a divalent organopolysiloxane residue
  • the carbon atom-carbon atom or the terminal on the side bonded to (O) u4 It is preferable to have these groups in
  • the alkylene group represented by Q b4 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • u4 is 0 or 1.
  • - (O) u4 -Q b4 - as it is from the viewpoint of easily producing the compound, -CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —OCH 2 CH 2 CH 2 —, —OSi(CH 3 ) 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —OSi(CH 3 ) 2 OSi(CH 3 ) 2 CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 Si(CH 3 ) 2 PhSi(CH 3 ) 2 CH 2 CH 2 — are preferable (provided that the right side is bonded to Si).
  • Three [- (O) u4 -Q b4 -Si (R) n L 3-n] may be be the same or different.
  • group (3-1A-4) include the following groups.
  • * represents a bonding position with (OX) m .
  • Q a5 is an alkylene group which may have an etheric oxygen atom.
  • the alkylene group which may have an etheric oxygen atom preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
  • Q a5 from the viewpoint of easy production of a compound, —CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 — is preferable (however, the right side is bonded to Si).
  • Q b5 is an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q b5 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • the carbon number of the alkylene group having 2 or more carbon atoms represented by Q b5, which has an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms, is preferably 2 to 10 and more preferably 2 to 6 is particularly preferred.
  • Q b5 is preferably —CH 2 CH 2 CH 2 — or —CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 — from the viewpoint of easy production of the compound (provided that the right side is Si(R) n L 3-n Combined with.).
  • the three [-Q b5 -Si(R) n L 3-n ] may be the same or different.
  • group (3-1A-5) include the following groups.
  • * represents a bonding position with (OX) m .
  • R d in formula (3-1A-6) is as described above.
  • v is 0 or 1.
  • Q a6 is an alkylene group which may have an etheric oxygen atom.
  • the alkylene group which may have an etheric oxygen atom preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 6 carbon atoms.
  • the Q a6 from the viewpoint of easily producing the compound, -CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 — is preferred (provided that the right side is bonded to Z a ′ ).
  • Z a ′ is a (w+1)-valent organopolysiloxane residue.
  • w is 2 or more, and preferably an integer of 2 to 7.
  • Examples of the (w+1)-valent organopolysiloxane residue include the same groups as the above-mentioned (i5+1)-valent organopolysiloxane residue.
  • Q b6 is an alkylene group or a group having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms.
  • the alkylene group represented by Q b6 preferably has 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group having 2 or more carbon atoms represented by Q b6 and having an etheric oxygen atom or a divalent organopolysiloxane residue between the carbon atoms is preferably 2 to 10 and 2 to 6 is particularly preferred.
  • Q b6 —CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH 2 CH 2 — are preferable from the viewpoint of easy production of the compound.
  • the w [-Q b6 -Si(R) n3 L 3-n ] may be the same or different.
  • the compound (3X) is also preferably the compound represented by the formula (3-2), because the water and oil repellent layer is more excellent in water and oil repellency.
  • the definitions of A, X, m, Q a , Q b , R, and L are the same as the definitions of each group in formula (3-1) and formula (3-1A). Is.
  • Z 32 is a (j32+h32)-valent hydrocarbon group or a (j32+h32)-valent hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms and one or more ethereal oxygen atoms between the carbon atoms of the hydrocarbon group.
  • Z 32 is preferably a residue obtained by removing a hydroxyl group from a polyhydric alcohol having a primary hydroxyl group.
  • Z 32 is preferably a group represented by formula (Z-1) to formula (Z-5) from the viewpoint of easy availability of raw materials.
  • R 34 is an alkyl group, and preferably a methyl group or an ethyl group.
  • j32 is an integer of 2 or more, and is preferably an integer of 2 to 5 from the viewpoint that the water/oil repellent layer is more excellent in water/oil repellency.
  • h32 is an integer of 1 or more, and is preferably an integer of 2 to 4 and more preferably 2 or 3 from the viewpoint that the abrasion resistance of the water/oil repellent layer is more excellent.
  • fluorinated ether compound examples include those described in the following documents.
  • fluorinated ether compounds include KY-100 series (KY-178, KY-185, KY-195, etc.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Afluid (registered trademark) S550 manufactured by AGC Co., Ltd., manufactured by Daikin Industries, Ltd. Optool (registered trademark) DSX, Optool (registered trademark) AES, Optool (registered trademark) UF503, Optool (registered trademark) UD509, and the like.
  • Examples 1 to 12 are examples and Examples 13 to 15 are comparative examples.
  • Example 1 17.36 g of soda ash (manufactured by Soda Ash Japan) and 243.66 g of silica particles SC5500-SQ (trade name, manufactured by Admatechs) were added to Erich Rich Intensive Mixer EL-1 (manufactured by Japan Erich). The mixture was stirred and mixed at 2400 rpm for 30 seconds. The stirring speed was changed to 4800 rpm, 39 g of distilled water was added with stirring, and the mixture was further stirred at 4800 rpm for 60 seconds. Finally, the mixture was stirred at 900 rpm for 5 minutes. The obtained particles were taken out of EL-1, dried at 150° C. for 30 minutes, and then calcined at 1,150° C.
  • the sintered body 1 was allowed to stand in a thermo-hygrostat at 25° C. and a humidity of 50% for 7 days, and then the water content was measured. After performing the above-mentioned standing treatment, a separate drying treatment was not performed.
  • the boat on which the granulated body 1 was placed was heated to 2,000° C. and vacuum-deposited on a glass substrate to form a base layer having a thickness of 10 nm.
  • the boat on which the fluorine-containing ether compound is placed is heated to 700° C., the condensate of the fluorine-containing ether compound is vacuum-deposited on the underlayer to form a water- and oil-repellent layer having a thickness of 10 nm, and then heat-treated at 140° C. for 30 minutes, A glass substrate with a water/oil repellent layer was obtained.
  • Examples 2-6 According to the same procedure as in Example 1 except that the conditions for leaving the sintered body were changed to the conditions shown in Table 1 and Example 4 was left alone and then dried at 200° C. for 1 hour. A glass substrate with a water/oil repellent layer was obtained.
  • Examples 7-12 The same as Example 1 except that the raw materials listed in Table 1 were used instead of soda ash, and the amount of element I in the vapor deposition material converted to oxide was adjusted to the value in Table 1 and the firing temperature was adjusted.
  • a glass substrate with a water/oil repellent layer was obtained according to the procedure of 1.
  • Example 13 to 15 A glass substrate with a water/oil repellent layer was obtained according to the same procedure as in Example 1, except that the firing temperature for obtaining the sintered body and the conditions for leaving the sintered body were changed to those described in Table 1. It was
  • the column of “equivalent amount of oxide of element I in vapor deposition material (mass %)” in Table 1 indicates the content of element I in the vapor deposition material with respect to the total mass of the vapor deposition material in mass% based on oxide. Indicates the displayed value. For example, in the case of Example 1, it represents the content of sodium oxide derived from soda ash in the vapor deposition material on the basis of oxides (in other words, the content of sodium oxide relative to the total weight of the vapor deposition material).
  • the "element I/silicon (molar ratio)" column in Table 1 represents the ratio of the total molar concentration of element I to the molar concentration of silicon in the vapor deposition material.
  • the column of "Leaving condition” in Table 1 shows the leaving temperature, the leaving humidity, and the leaving time from the left.
  • “25° C., 50%, 7 days” in Example 1 represents a standing temperature of 25° C., a standing humidity of 50%, and a standing time of 7 days.
  • the “water content” column in Table 1 represents the water content of the vapor deposition material.
  • particles having a particle size of less than 0.5 mm, particles having a particle size of 0.5 to 22.4 mm, and particle size of 22.4 mm are based on the total mass of all particles in the obtained vapor deposition material. Represents the content (mass %) of each of the super particles.
  • the particle diameter when the cumulative number of particles is 10% is D10
  • D90 it represents the ratio of D90 to D10 (D90/D10).
  • the water- and oil-repellent layer-provided substrate of the present invention can be used in various applications where water- and oil-repellency is required.
  • display/input devices such as touch panels, transparent glass or transparent plastic members, lenses for glasses, antifouling members for kitchens, electronic devices, heat exchangers, water repellent and antifouling members such as batteries.
  • It can be used as an antifouling member for toiletries, a member that requires liquid repellency while being conducted, a member for water repellency/waterproofing/sliding of a heat exchanger, a member for low surface friction such as a vibrating sieve and the inside of a cylinder.
  • More specific examples of use include a front protective plate for a display, an antireflection plate, a polarizing plate, an antiglare plate, or those whose surface is subjected to an antireflection film treatment, a mobile phone (for example, a smartphone), a mobile information terminal. , A game console, a touch panel sheet of a device such as a remote controller, a touch panel display, various devices having a display input device for performing on-screen operations with a human finger or a palm (for example, glass or film used for a display unit, and Glass or film used for the exterior part other than the display part).
  • waterproof/water-repellent members for electronic device housings and electronic components, members for improving insulation of power lines, waterproof/water-repellent members for various filters, electromagnetic wave absorbers and sound absorbing materials.
  • waterproofing materials baths, kitchen equipment, antifouling materials for toiletries, low-friction surface materials such as vibrating sieves and cylinders, mechanical parts, vacuum equipment parts, bearing parts, parts for transportation equipment such as automobiles, tools, etc.
  • a surface protection member may be used.
  • the entire contents of the specification, claims, abstract and drawings of Japanese Patent Application No. 2018-242961 filed on Dec. 26, 2018 are cited herein as disclosure of the specification of the present invention. It is something to incorporate.
  • Base Material with Base Layer 12 Base Material 14 Base Layer 20 Base Material with Water and Oil Repellent Layer 22 Base Material 24 Base Layer 26 Water and Oil Repellent Layer

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Abstract

反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を均一に形成することができる下地層を形成できる蒸着材料を提供する。 ケイ素と、周期表の第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素、および、遷移金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素Iと、を含む酸化物を含み、含水率が2.0質量%未満である、蒸着材料。

Description

蒸着材料、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法
 本発明は、蒸着材料、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法に関する。
 基材の表面に撥水撥油性、指紋汚れ除去性、潤滑性(指で触った際の滑らかさ)等を付与するために、反応性シリル基を有する含フッ素化合物を用いた表面処理によって、基材の表面に含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を形成することが知られている。
 また、基材と撥水撥油層との間の接着性等を改善するために、これらの間に下地層を設けることがある。特許文献1の段落[0204]、特許文献2の段落[0076]には、基材と撥水撥油層との間に酸化ケイ素からなる下地層を設けることが記載されている。これらの下地層は、蒸着によって形成されている。
特開2014-218639号公報 特開2012-72272号公報
 一方で、下地層を形成するための蒸着材料の種類によっては、下地層上に反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を形成しようとすると、下地層上に撥水撥油層が均一に形成されない場合があった。本発明者は、特に蒸着材料が高温多湿の環境で放置された場合にこの問題が生じやすいことに気が付いた。なお、撥水撥油層が均一に形成されないとは、下地層上に撥水撥油層が形成されない欠陥領域が生じる場合、撥水撥油層中に異物が観察される場合、下地層中に異物が観察される場合等を意味する。
 そこで、本発明は、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を均一に形成することができる下地層を形成できる蒸着材料を提供することを課題とする。
 また、本発明は、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法を提供することも課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
[1] ケイ素と、周期表の第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素、および、遷移金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と、を含む酸化物を含み、含水率が2.0質量%未満である、蒸着材料。
[2] 前記含水率が50質量ppm以上である、[1]に記載の蒸着材料。
[3] 焼結体または溶融体である、[1]または[2]に記載の蒸着材料。
[4] 前記[1]~[3]のいずれかに記載の蒸着材料を用いた蒸着によって、基材上に、前記ケイ素と前記元素とを含む酸化物を含む下地層を形成する、下地層付き基材の製造方法。
[5] 前記[1]~[3]のいずれかに記載の蒸着材料を用いた蒸着によって、基材上に、前記ケイ素と前記元素とを含む酸化物を含む下地層を形成し、
 次いで、前記下地層上に、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を形成する、撥水撥油層付き基材の製造方法。
[6] 前記含フッ素化合物をドライコーティング方法またはウェットコーティング方法で前記下地層上に塗布して縮合させる、[5]に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
[7] 前記反応性シリル基が下式(2)で表される基である、[5]または[6]に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
 -Si(R)3-n  ・・・(2)
 ただし、Rは1価の炭化水素基、Lは加水分解性基または水酸基、nは0~2の整数である。
[8] 前記含フッ素化合物が、反応性シリル基を2個以上有する含フッ素化合物である、[5]~[7]のいずれかに記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
[9] 前記含フッ素化合物が、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖および反応性シリル基を有する含フッ素エーテル化合物である、[5]~[8]のいずれかに記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
[10] 前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖が、オキシペルフルオロアルキレン基を主とするポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖である、[9]に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
 本発明によれば、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を均一に形成することができる下地層を形成できる蒸着材料を提供できる。
 また、本発明によれば、下地層付き基材の製造方法、撥水撥油層付き基材の製造方法を提供できる。
本発明の方法により得られる下地層付き基材の一例を示す断面図である。 本発明の方法により得られる撥水撥油層付き基材の一例を示す断面図である。
 本発明における用語の意味は以下の通りである。
 本明細書において、式(1)で表される単位を「単位(1)」と記す。他の式で表される単位も同様に記す。式(2)で表される基を「基(2)」と記す。他の式で表される基も同様に記す。式(3)で表される化合物を「化合物(3)」と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
 本明細書において、「アルキレン基がA基を有していてもよい」という場合、アルキレン基は、アルキレン基中の炭素-炭素原子間にA基を有していてもよいし、アルキレン基-A基-のように末端にA基を有していてもよい。
 本発明における用語の意味は以下の通りである。
 「2価のオルガノポリシロキサン残基」とは、下式で表される基である。下式におけるRは、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、または、フェニル基である。また、g1は、1以上の整数であり、1~9の整数が好ましく、1~4の整数が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 「シルフェニレン骨格基」とは、-Si(RPhSi(R-(ただし、Phはフェニレン基であり、Rは1価の有機基である。)で表される基である。Rとしては、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)が好ましい。
 「ジアルキルシリレン基」は、-Si(R-(ただし、Rはアルキル基(好ましくは炭素数1~10)である。)で表される基である。
 化合物の「数平均分子量」は、H-NMRおよび19F-NMRによって、末端基を基準にしてオキシフルオロアルキレン基の数(平均値)を求めることによって算出される。
 蒸着材料中の各元素の含有量は、特に断りのない限り、湿式分析によって測定した値である。湿式分析で与えられる各元素の含有量は質量パーセント濃度(質量%)である。周期表の第1族元素の測定には原子吸光法、それ以外の元素の測定には誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法またはICP質量分析法を用い、検量線(マトリックスマッチング)法により定量する。なお、湿式分析によって得られた各元素の質量%と各元素の原子量(g/mol)から、各元素同士のモル濃度の比を求めることができる。
 図1~図2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
[蒸着材料]
 本発明の蒸着材料は、ケイ素と、周期表の第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素、および、遷移金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素(以下、「元素I」と記す。)と、を含む酸化物を含み、含水率が2.0質量%未満である。
 本発明において、蒸着材料とは、蒸着に使用する材料を意味する。本発明の蒸着材料は、後述する撥水撥油層付き基材における下地層の形成に好適に使用される。
 本発明者らは、従来技術において、下地層上に撥水撥油層が均一に形成されない理由として、下地層の形成状態が寄与していることを知見している。より具体的には、蒸着材料を用いた蒸着により下地層を形成する際に、蒸着材料の破片が固まりとして基材上に付与されて下地層の一部を形成し、この領域において撥水撥油層が形成しづらくなっている。または、撥水撥油層が形成されたとしても、固まりは後処理で容易に取られてしまうため、撥水撥油層も一緒になくなることを知見している。さらに、このような蒸着材料の破片が蒸着時に生じる理由として、蒸着材料中の含水率が寄与していること、および、その量を減らすことにより所望の効果が得られることを知見している。
 蒸着材料の含水率は、2.0質量%未満であり、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層(以後、単に「撥水撥油層」ともいう。)をより均一に形成できる点から、1.5質量%以下が好ましく、1.0質量%以下が特に好ましい。
 蒸着材料の含水率の下限値としては、10質量ppm以上が挙げられ、下地層に対する撥水撥油層の密着性がより優れる点から、50質量ppm以上が好ましく、100質量ppm以上がより好ましく、200質量ppm以上が特に好ましい。
 蒸着材料の含水率の測定方法は、以下の通りである。
 蒸着材料を300℃の環境に置いて、出てくる水蒸気の量をカールフィッシャー法(電量滴定法)で定量する。
 蒸着材料の含水率の調整方法としては、後述する蒸着材料の製造方法時における加熱条件(たとえば、加熱温度)を調整する方法、蒸着材料を所定の温度および湿度の環境下にて静置する方法が挙げられる。
 周期表の第1族元素(以下、「第1族元素」ともいう。)とは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムを意味し、下地層上に撥水撥油層をより均一に形成できる点から、リチウム、ナトリウム、カリウムが好ましく、ナトリウム、カリウムが特に好ましい。第1族元素は、1種のみが含まれていても2種以上が含まれていてもよい。
 周期表の第2族元素(以下、「第2族元素」ともいう。)とは、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムを意味し、下地層上に撥水撥油層をより均一に形成できる点から、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましく、マグネシウム、カルシウムが特に好ましい。第2族元素は、1種のみが含まれていても2種以上が含まれていてもよい。
 周期表の第13族元素(以下、「第13族元素」ともいう。)とは、ホウ素、アルミニウム、ガリウムおよびインジウムを意味し、下地層上に撥水撥油層をより均一に形成できる点から、ホウ素、アルミニウム、ガリウムが好ましく、ホウ素、アルミニウムが特に好ましい。第13族元素は、1種のみが含まれていても2種以上が含まれていてもよい。
 周期表の第15族元素(以下、「第15族元素」ともいう。)とは、窒素、リン、ヒ素、アンチモンおよびビスマスを意味し、下地層上に撥水撥油層をより均一に形成できる点から、リン、アンチモン、ビスマスが好ましく、リン、ビスマスが特に好ましい。第15族元素は、1種のみが含まれていても2種以上が含まれていてもよい。
 遷移金属元素とは、周期表の第3族元素から第11族元素の間に存在する元素を意味する。
 蒸着材料に含まれる酸化物は、上記元素(ケイ素、元素I)単独の酸化物の混合物(たとえば、酸化ケイ素と、元素Iの酸化物との混合物)であってもよいし、上記元素を2種以上含む複合酸化物であってもよいし、上記元素単独の酸化物と複合酸化物との混合物であってもよい。
 蒸着材料中の酸化物の含有量は、蒸着材料の全質量に対して、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、80質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、100質量%(蒸着材の全てが酸化物であること)が特に好ましい。
 蒸着材料中の酸素の含有量は、蒸着材料中の全元素に対する酸素のモル濃度(モル%)として、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、40~70モル%が好ましく、50~70モル%がより好ましく、60~70モル%が特に好ましい。蒸着材料中の酸素の含有量は、蒸着材料を十分に粉砕し、ペレット化したものについて、XPS分析などによって測定される。
 蒸着材料は、上記酸化物を含む粒子から構成されていてもよい。
 下地層上に撥水撥油層をより均一に形成できる点から、蒸着材料において、粒径0.5~22.4mmの粒子の質量割合は、全粒子合計質量に対して、90質量%以上が好ましく、95質量%以上が特に好ましい。上限は、100質量%が挙げられる。
 なお、上記粒子の粒径とは、各粒子それぞれの大きさに該当し、長径を意味する。
 上記粒子の質量割合は、以下の方法によって測定される。
 JIS Z8801-1規格の試験用ふるい-金属製網ふるいの公称目開き500μm(0.5mm)と22.4mmを用いて、粒子全数をふるった後に各粒度分布の質量を測定し、全質量に対する各粒径の質量の割合を算出する。
 蒸着材料を構成する粒子の体積基準の粒度分布において、累積粒子数10%の時の粒径をD10、累積粒子数90%の時の粒径をD90と規定したとき、D10に対する、D90の比(D90/D10)は、6.0以下が好ましく、5.0以下が特に好ましい。上記比が上記範囲内であれば、粒子の作製時の粒子間の組成ばらつきが小さくなる知見がある。
 上記比は、2.0以上が好ましい。
 上記粒度分布は、以下の方法によって測定される。
 JIS Z8801-1規格の試験用ふるい-金属製網ふるいの公称目開き300μm、500μm、1.0mm、4.75mm、9.5mm、22.4mmを用いて粒子全数をふるった後に各粒度分布の質量を測定し、粒度分布曲線を作成してD90/D10を算出する。
 上記粒径および粒度分布の調整方法としては、蒸着材料を製造する際の製造条件を調整する方法、所定の大きさの目の篩にかける方法が挙げられる。
 蒸着材料中のケイ素の含有量は、蒸着材料中の酸素を除く全元素に対するケイ素のモル濃度(モル%)として、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、10~99.8モル%が好ましく、15~99.8モル%がより好ましく、20~99.7モル%が特に好ましい。
 蒸着材料中のケイ素の含有量は、蒸着材料中の酸素を除く全元素に対するケイ素の質量パーセント濃度(質量%)として、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、10~99.9質量%が好ましく、20~99.9質量%がより好ましく、30~99.8質量%が特に好ましい。
 蒸着材料中のケイ素のモル濃度に対する、元素Iの合計モル濃度の比が、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、0.003~9.0が好ましく、0.003~2.0がより好ましく、0.003~0.5が特に好ましい。
 蒸着材料中の元素Iの含有量の合計は、酸化物基準の質量%表示で、蒸着材料全質量に対して、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上が特に好ましい。元素Iの含有量が上記範囲であれば、蒸着法によって基材の表面に下地層を安定して形成でき、蒸着材料の飛散による欠点が下地層中に生じにくい。その結果、下地層と撥水撥油層との接着性に優れ、撥水撥油層の耐摩耗性に優れるので好ましい。上限は、95質量%が挙げられる。
 蒸着材料中の元素Iの含有量の合計は、蒸着材料中の酸素を除く全元素に対する元素Iの合計質量パーセント濃度(質量%)として、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、0.001~90質量%が好ましく、0.001~80質量%がより好ましく、0.001~70質量%が特に好ましい。
 蒸着材料中の元素Iの含有量が上記範囲であれば、下地層においてSi-O-Si結合が充分に形成され、下地層の機械特性が充分に確保され、撥水撥油層の耐摩耗性に優れるので好ましい。
 蒸着材料は、元素Iとして、上記した元素を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、2種以上の元素の合計含有量が上記範囲を満たす。
 蒸着材料の形態の具体例としては、粉体、溶融体、焼結体、造粒体、破砕体が挙げられ、含水率の調整がしやすい点から、焼結体および溶融体が好ましい。
 ここで、焼結体とは、蒸着材料の粉体を焼成して得られた固形物を意味し、必要に応じて、蒸着材料の粉体の代わりに、粉体をプレス形成して成形体を用いてもよい。溶融体とは、蒸着材料の粉体を高温で溶融させた後、冷却固化させて得られた固形物を意味する。造粒体とは、蒸着材料の粉体と液状媒体(たとえば、水、有機溶媒)とを混錬して粒子を得た後、粒子を乾燥させて得られた固形物を意味する。
 蒸着材料は、たとえば、以下の方法で製造できる。
・ケイ素の酸化物の粉体と、元素Iの酸化物の粉体とを混合して、蒸着材料の粉体を得る方法。
・上記蒸着材料の粉体および水を混錬して粒子を得た後、粒子を乾燥させて、蒸着材料の造粒体を得る方法。
 造粒時の収率を上げるために、また造粒体中の元素分布を均一化させるために、原料の酸化ケイ素粉体の直径は0.1μm~100μmが好ましい。100μm以上の酸化ケイ素粉体を原料とする場合、粉砕してから使用することが好ましい。造粒体の強度を上げるために、また焼結体を得る際の焼成時の固着を避けるために、乾燥温度は60℃以上が好ましい。一方、水分を完全に除去するために減圧状態(絶対圧力が50kPa以下)での乾燥が好ましい。
・ケイ素を含む粉体(たとえば、ケイ素の酸化物からなる粉体、珪砂、シリカゲル)と、元素Iの粉体(たとえば、元素Iの酸化物の粉体)と、水と、を混合した混合物を乾燥させた後、乾燥後の混合物、この混合物をプレス成形した成形体、または前記造粒体を焼成して、焼結体を得る方法。
 焼成後の焼結体の吸湿性を下げるために、焼成温度は900℃以上が好ましく、1000℃以上がより好ましい。焼結体運搬時、搬送容器(包装袋)の破損を防ぎ、容器由来の汚染を防ぐために、突起部が無い粒子が好ましく、球状粒子がより好ましい。突起部を除去するために突起部除去プロセスの追加が好ましい。
・ケイ素を含む粉体(たとえば、ケイ素の酸化物からなる粉体、珪砂、シリカゲル)と、元素Iの粉体(たとえば、元素Iの酸化物の粉体)と、を高温で溶融させた後、溶融物を冷却固化して、溶融体を得る方法。
 上述した方法における製造条件は、蒸着材料中の含水率が上述した範囲となるように適宜調整される。
 たとえば、焼結体を得る方法において、焼成する際の焼成温度としては、300℃以上が好ましく、500℃以上が特に好ましい。焼成温度の上限としては、2000℃以下が挙げられる。
[下地層付き基材の製造方法]
 本発明の下地層付き基材の製造方法は、本発明の蒸着材料を用いた蒸着法によって、基材上に、ケイ素と元素Iとを含む酸化物を含む下地層を形成する方法である。
 蒸着材料を用いた蒸着法の具体例としては、真空蒸着法が挙げられる。真空蒸着法は、蒸着材料を真空槽内で蒸発させ、基材の表面に付着させる方法である。
 蒸着時の温度(たとえば、真空蒸着装置を用いる際には、蒸着材料を設置するボートの温度)は、100~3000℃が好ましく、500~3000℃が特に好ましい。
 蒸着時の圧力(たとえば、真空蒸着装置を用いる際には、蒸着材料を設置する槽内の圧力)は、1Pa以下が好ましく、0.1Pa以下が特に好ましい。
 蒸着材料を用いて下地層を形成する場合、1つの蒸着材料を用いてもよいし、異なる元素を含む2つ以上の蒸着材料を用いてもよい。
 蒸着材料の蒸発方法の具体例としては、高融点金属製抵抗加熱用ボート上で蒸着材料を溶融し、蒸発させる抵抗加熱法、電子ビームを蒸着材料に照射し、蒸着材料を直接加熱して表面を溶融し、蒸発させる電子銃法が挙げられる。蒸着材料の蒸発方法としては、局所的に加熱できるため高融点物質も蒸発できる点、電子ビームが当たっていないところは低温であるため容器との反応や不純物の混入のおそれがない点から、電子銃法が好ましい。
 蒸着時に、蒸着されることが望ましくない領域や部分(たとえば基材の裏面等)の汚染を防止するために、当該蒸着されることが望ましくない領域や部分を保護フィルムでカバーする方法が挙げられる。
 蒸着後、膜質向上の観点から加湿処理の追加が好ましい。加湿処理時の温度は25~160℃が好ましい、相対湿度は40%以上が好ましい、処理時間は1時間以上が好ましい。
 図1は、本発明の方法により製造される下地層付き基材の一例を模式的に示す断面図である。下地層付き基材10は、基材12と、基材12の一方の表面に形成された下地層14と、を有する。
 図1の例では、基材12と下地層14とが接しているが、これに限定されず、下地層付き基材は、基材12と下地層14との間に、図示しない他の層を有していてもよい。
 図1の例では、基材12の一方の表面の全体に下地層14が形成されているが、これに限定されず、基材12の一部の領域のみに下地層14が形成されていてもよい。
 図1の例では、基材12の一方の面のみに、下地層14が形成されているが、これに限定されず、基材12の両面に下地層14が形成されていてもよい。
(基材)
 基材としては、撥水撥油性の付与ができるので、撥水撥油性の付与が求められている基材が特に好ましい。基材の材料の具体例としては、金属、樹脂、ガラス、サファイア、セラミック、石、および、これらの複合材料が挙げられる。ガラスは化学強化されていてもよい。
 基材としては、タッチパネル用基材、ディスプレイ用基材が好ましく、タッチパネル用基材が特に好ましい。タッチパネル用基材は、透光性を有するのが好ましい。「透光性を有する」とは、JIS R3106:1998(ISO 9050:1990)に準じた垂直入射型可視光透過率が25%以上であるのを意味する。タッチパネル用基材の材料としては、ガラスおよび透明樹脂が好ましい。
 また、基材としては、下記の例が挙げられる。建材、装飾建材、インテリア用品、輸送機器(たとえば、自動車)、看板・掲示板、飲用器・食器、水槽、観賞用器具(たとえば、額、箱)、実験器具、家具、アート・スポーツ・ゲームに使用する、ガラス製品または樹脂製品。携帯電話(たとえば、スマートフォン)、携帯情報端末、ゲーム機、リモコン等の機器における外装部分(表示部を除く)に使用する、ガラス製品または樹脂製品。
 基材の形状は、板状、フィルム状でもよい。
 基材は、一方の表面または両面が、コロナ放電処理、プラズマ処理、プラズマグラフト重合処理等の表面処理が施された基材であってもよい。表面処理が施された表面は、基材と下地層の接着性がより優れ、その結果、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる。そのため、基材の下地層と接する側の表面に表面処理を施すことが好ましい。
(下地層)
 下地層は、ケイ素と元素Iとを少なくとも含む酸化物を含む。
 下地層に含まれる酸化物は、元素Iとして、上記した元素を1種のみ含んでいても、2種以上含んでいてもよい。
 下地層に含まれる酸化物は、上記元素(ケイ素と元素I)単独の酸化物の混合物(たとえば、酸化ケイ素と、元素Iの酸化物と、の混合物)であってもよいし、上記元素を含む複合酸化物であってもよいし、上記元素単独の酸化物と複合酸化物との混合物であってもよい。
 下地層は、含まれる成分が均一に分布する層(以下、「均質層」ともいう。)であっても、含まれる成分が不均一に分布する層(以下、「不均質層」ともいう。)であってもよい。不均質層の具体例としては、層中で成分の濃度勾配(層が形成する面の水平方向または垂直方向)が生じている場合(グラデーション構造)、連続的に存在する成分中に不連続的に他の成分が存在している場合(海島構造)が挙げられる。
 下地層は、単層であっても複層であってもよいが、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる点から、単層が好ましい。
 下地層の厚みは、1~100nmが好ましく、1~50nmがより好ましく、2~20nmが特に好ましい。下地層の厚みが上記下限値以上であれば、下地層による撥水撥油層の接着性がより向上して、撥水撥油層の耐摩耗性がより優れる。下地層の厚みが上記上限値以下であれば、下地層自体の耐摩耗性が優れる。
 下地層の厚みは、透過電子顕微鏡(TEM)による下地層の断面観察によって測定される。
[撥水撥油層付き基材の製造方法]
 本発明の撥水撥油層付き基材の製造方法は、本発明の下地付き基材の製造方法に記載したように、本発明の蒸着材料を用いた蒸着法によって、基材上に、ケイ素と元素Iとを含む酸化物を含む下地層を形成し、次いで、下地層上に、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を形成する方法が挙げられる。
 撥水撥油層は、含フッ素化合物または含フッ素化合物と液状媒体とを含む組成物(以下、「組成物」ともいう。)を用いて、ドライコーティングおよびウェットコーティングのいずれの製造方法でも形成できる。
 組成物に含まれる液状媒体の具体例としては、水、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒の具体例としては、フッ素系有機溶媒および非フッ素系有機溶媒が挙げられる。有機溶媒は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 フッ素系有機溶媒の具体例としては、フッ素化アルカン、フッ素化芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル、フッ素化アルキルアミン、フルオロアルコールが挙げられる。
 フッ素化アルカンは、炭素数4~8の化合物が好ましく、たとえば、C13H(AC-2000:製品名、AGC社製)、C13(AC-6000:製品名、AGC社製)、CCHFCHFCF(バートレル:製品名、デュポン社製)が挙げられる。
 フッ素化芳香族化合物の具体例としては、ヘキサフルオロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、ペルフルオロトルエン、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンが挙げられる。
 フルオロアルキルエーテルは、炭素数4~12の化合物が好ましく、たとえば、CFCHOCFCFH(AE-3000:製品名、AGC社製)、COCH(ノベック-7100:製品名、3M社製)、COC(ノベック-7200:製品名、3M社製)、CCF(OCH)C(ノベック-7300:製品名、3M社製)が挙げられる。
 フッ素化アルキルアミンの具体例としては、ペルフルオロトリプロピルアミン、ペルフルオロトリブチルアミンが挙げられる。
 フルオロアルコールの具体例としては、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノール、2,2,2-トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノールが挙げられる。
 非フッ素系有機溶媒としては、水素原子および炭素原子のみからなる化合物、および、水素原子、炭素原子および酸素原子のみからなる化合物が好ましく、具体的には、炭化水素系有機溶媒、ケトン系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、エステル系有機溶媒、アルコール系有機溶媒が挙げられる。
 炭化水素系有機溶媒の具体例としては、ヘキサン、へプタン、シクロヘキサンが挙げられる。
 ケトン系有機溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが挙げられる。
 エーテル系有機溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。
 エステル系有機溶媒の具体例としては、酢酸エチル、酢酸ブチルが挙げられる。
 アルコール系有機溶媒の具体例としては、イソプロピルアルコール、エタノール、n-ブタノールが挙げられる。
 組成物中の含フッ素化合物の含有量は、組成物の全質量に対して、0.01~50.00質量%が好ましく、1.0~30.00質量%が特に好ましい。
 組成物中の液状媒体の含有量は、組成物の全質量に対して、50.00~99.99質量%が好ましく、70.00~99.00質量%が特に好ましい。
 撥水撥油層は、たとえば、以下の方法で製造できる。
・含フッ素化合物を用いたドライコーティング法によって下地層の表面を処理して、下地層の表面に撥水撥油層を形成する方法。
・ウェットコーティング法によって組成物を下地層の表面に塗布し、乾燥させて、下地層の表面に撥水撥油層を形成する方法。
 ドライコーティング法の具体例としては、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法が挙げられる。これらの中でも、含フッ素化合物の分解を抑える点、および、装置の簡便さの点から、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着時には、鉄や鋼等の金属多孔体に含フッ素化合物を担持させた、または組成物を含浸させ乾燥させた、ペレット状物質を使用してもよい。
 ウェットコーティング法の具体例としては、スピンコート法、ワイプコート法、スプレーコート法、スキージーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法、フローコート法、ロールコート法、キャスト法、ラングミュア・ブロジェット法、グラビアコート法が挙げられる。
 撥水撥油層の耐摩耗性を向上させるために、必要に応じて、反応性シリル基を有する含フッ素化合物と下地層との反応を促進するための操作を行ってもよい。該操作としては、加熱、加湿、光照射等が挙げられる。たとえば、水分を有する大気中で撥水撥油層が形成された下地層付き基材を加熱して、反応性シリル基のシラノール基への加水分解反応、シラノール基の縮合反応によるシロキサン結合の生成、下地層の表面のシラノール基と含フッ素化合物のシラノール基との縮合反応等の反応を促進できる。
 表面処理後、撥水撥油層中の化合物であって他の化合物や酸化ケイ素層と化学結合していない化合物は、必要に応じて除去してもよい。具体的な方法としては、たとえば、撥水撥油層に溶媒をかけ流す方法、溶媒をしみ込ませた布でふき取る方法、撥水撥油層表面を酸洗浄する方法等が挙げられる。
 図2は、本発明の方法により製造される撥水撥油層付き基材の一例を模式的に示す断面図である。撥水撥油層付き基材20は、基材22と、基材22の一方の表面に形成された下地層24と、下地層24の表面に形成された撥水撥油層26と、を有する。
 また、図2の例では、下地層24の表面の全体に撥水撥油層26が形成されているが、これに限定されず、下地層24の一部の領域のみに撥水撥油層26が形成されていてもよい。
 図2の例では、基材22の一方の面のみに、下地層24および撥水撥油層26が形成されているが、これに限定されず、基材22の両面に下地層24および撥水撥油層26が形成されていてもよい。
(撥水撥油層)
 撥水撥油層は、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる。
 反応性シリル基とは、加水分解性シリル基およびシラノール基(Si-OH)を意味する。加水分解性シリル基の具体例としては、後述の式2で表される基のLが加水分解性基である基が挙げられる。
 加水分解性シリル基は、加水分解反応によりSi-OHで表されるシラノール基となる。シラノール基は、さらにシラノール基間で脱水縮合反応してSi-O-Si結合を形成する。また、シラノール基は、下地層に含まれる酸化物に由来するシラノール基と脱水縮合反応してSi-O-Si結合を形成できる。すなわち、反応性シリル基の少なくとも一部が加水分解性シリル基である場合、撥水撥油層は、含フッ素化合物の反応性シリル基が加水分解反応および脱水縮合反応した縮合物を含む。反応性シリル基のすべてがシラノール基である場合は、撥水撥油層は、含フッ素化合物のシラノール基が脱水縮合反応した縮合物を含む。含フッ素化合物が有する反応性シリル基としては、その少なくとも一部が加水分解性シリル基であることが好ましい。
 撥水撥油層の厚みは、1~100nmが好ましく、1~50nmが特に好ましい。撥水撥油層の厚みが下限値以上であれば、撥水撥油層による効果が充分に得られる。撥水撥油層の厚みが上記上限値以下であれば、利用効率が高い。
 撥水撥油層の厚みは、薄膜解析用X線回折計を用いて、X線反射率法(XRR)によって反射X線の干渉パターンを得て、この干渉パターンの振動周期から算出できる。
<反応性シリル基を有する含フッ素化合物>
 反応性シリル基を有する含フッ素化合物は、撥水撥油層の撥水撥油性が優れる点から、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖および反応性シリル基を有する含フッ素エーテル化合物が好ましい。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖は、式(1)で表される単位を複数含む。
 (OX) ・・・(1)
 Xは、1個以上のフッ素原子を有するフルオロアルキレン基である。
 フルオロアルキレン基の炭素数は、撥水撥油層の耐候性および耐食性がより優れる点から、2~6が好ましく、2~4が特に好ましい。
 フルオロアルキレン基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよいが、本発明の効果がより優れる点から、直鎖状が好ましい。
 フルオロアルキレン基におけるフッ素原子の数としては、撥水撥油層の耐食性がより優れる点から、炭素原子の数の1~2倍が好ましく、1.7~2倍が特に好ましい。
 フルオロアルキレン基は、フルオロアルキレン基中のすべての水素原子がフッ素原子に置換された基(ペルフルオロアルキレン基)であってもよい。
 単位(1)の具体例としては、-OCHF-、-OCFCHF-、-OCHFCF-、-OCFCH-、-OCHCF-、-OCFCFCHF-、-OCHFCFCF-、-OCFCFCH-、-OCHCFCF-、-OCFCFCFCH-、-OCHCFCFCF-、-OCFCFCFCFCH-、-OCHCFCFCFCF-、-OCFCFCFCFCFCH-、-OCHCFCFCFCFCF-、-OCF-、-OCFCF-、-OCFCFCF-、-OCF(CF)CF-、-OCFCFCFCF-、-OCF(CF)CFCF-、-OCFCFCFCFCF-、-OCFCFCFCFCFCF-が挙げられる。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖中に含まれる単位(1)の繰り返し数mは2以上であり、2~200の整数がより好ましく、5~150の整数がさらに好ましく、5~100の整数が特に好ましく、10~50の整数が最も好ましい。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖は、2種以上の単位(1)を含んでいてもよい。2種以上の単位(1)としては、たとえば、炭素数の異なる2種以上の単位(1)、炭素数が同じであっても側鎖の有無や側鎖の種類が異なる2種以上の単位(1)、炭素数が同じであってもフッ素原子の数が異なる2種以上の単位(1)が挙げられる。
 2種以上の(OX)の結合順序は限定されず、ランダム、交互、ブロックに配置されてもよい。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖は、指紋汚れ除去性の優れた膜とするために、オキシペルフルオロアルキレン基である単位(1)を主とするポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖であることが好ましい。(OX)で表されるポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖において、単位(1)の全数m個に対するオキシペルフルオロアルキレン基である単位(1)の数の割合は、50~100%であることが好ましく、80~100%であることがより好ましく、90~100%が特に好ましい。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖としては、ポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖、および、片末端または両末端に水素原子を有するオキシフルオロアルキレン単位をそれぞれ1個または2個有するポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖がより好ましい。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖が有する(OX)としては、(OCHma(2-ma)m11(OCmb(4-mb)m12(OCmc(6-mc)m13(OCmd(8-md)m14(OCme(10-me)m15(OCmf(12-mf)m16が好ましい。
 maは0または1であり、mbは0~3の整数であり、mcは0~5の整数であり、mdは0~7の整数であり、meは0~9の整数であり、mfは0~11の整数である。
 m11、m12、m13、m14、m15およびm16は、それぞれ独立に、0以上の整数であり、100以下が好ましい。
 m11+m12+m13+m14+m15+m16は2以上の整数であり、2~200の整数がより好ましく、5~150の整数がより好ましく、5~100の整数がさらに好ましく、10~50の整数が特に好ましい。
 なかでも、m12は2以上の整数が好ましく、2~200の整数が特に好ましい。
 また、Cmc(6-mc)、Cmd(8-md)、Cme(10-me)およびCmf(12-mf)は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から直鎖状が好ましい。
 なお、上記式は単位の種類とその数を表すものであり、単位の配列を表すものではない。すなわち、m11~m16は単位の数を表すものであり、たとえば、(OCHma(2-ma)m11は、(OCHma(2-ma))単位がm11個連続したブロックを表すものではない。同様に、(OCHma(2-ma))~(OCmf(12-mf))の記載順は、その記載順にそれらが配列していることを表すものではない。
 上記式において、m11~m16の2以上が0でない場合(すなわち、(OX)が2種以上の単位から構成されている場合)、異なる単位の配列は、ランダム配列、交互配列、ブロック配列およびそれら配列の組合せのいずれであってもよい。
 さらに、上記各単位も、また、その単位が2以上含まれている場合、それらの単位は異なっていてもよい。たとえば、m11が2以上の場合、複数の(OCHma(2-ma))は同一であっても異なっていてもよい。
 反応性シリル基としては、式(2)で表される基が好ましい。
 -Si(R)3-n  ・・・(2)
 含フッ素エーテル化合物が有する基(2)の数は、1個以上であり、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点で、2個以上が好ましく、2~10個がより好ましく、2~5個がさらに好ましく、2または3個が特に好ましい。
 基(2)が1分子中に複数ある場合、複数ある基(2)は、同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性や含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点からは、互いに同じであることが好ましい。
 Rは、1価の炭化水素基であり、1価の飽和炭化水素基が好ましい。Rの炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が特に好ましい。
 Lは、加水分解性基または水酸基である。
 加水分解性基は、加水分解反応により水酸基となる基である。すなわち、Si-Lで表される加水分解性を有するシリル基は、加水分解反応によりSi-OHで表されるシラノール基となる。シラノール基は、さらにシラノール基間で反応してSi-O-Si結合を形成する。また、シラノール基は、下地層に含まれる酸化物に由来するシラノール基と脱水縮合反応して、Si-O-Si結合を形成できる。
 加水分解性基の具体例としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イソシアナート基(-NCO)が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましい。アリールオキシ基としては、炭素数3~10のアリールオキシ基が好ましい。ただしアリールオキシ基のアリール基としては、ヘテロアリール基を含む。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。アシル基としては、炭素数1~6のアシル基が好ましい。アシルオキシ基としては、炭素数1~6のアシルオキシ基が好ましい。
 Lとしては、含フッ素エーテル化合物の製造がより容易である点から、炭素数1~4のアルコキシ基およびハロゲン原子が好ましい。Lとしては、塗布時のアウトガスが少なく、含フッ素エーテル化合物の保存安定性がより優れる点から、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、含フッ素エーテル化合物の長期の保存安定性が必要な場合にはエトキシ基が特に好ましく、塗布後の反応時間を短時間とする場合にはメトキシ基が特に好ましい。
 nは、0~2の整数である。
 nは、0または1が好ましく、0が特に好ましい。Lが複数存在することによって、撥水撥油層の密着性がより強固になる。
 nが1以下である場合、1分子中に存在する複数のLは同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性や含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点からは、互いに同じであることが好ましい。nが2である場合、1分子中に存在する複数のRは同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性や含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点からは、互いに同じであることが好ましい。
 含フッ素エーテル化合物としては、撥水撥油層の撥水撥油性および耐摩擦性により優れる点で、式(3)で表される化合物が好ましい。
 [A-(OX)-O-]Z[-Si(R)3-n  ・・・(3)
 Aは、ペルフルオロアルキル基または-Q[-Si(R)3-nである。
 ペルフルオロアルキル基中の炭素数は、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6がさらに好ましく、1~3が特に好ましい。
 ペルフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
 ただし、Aが-Q[-Si(R)3-nである場合、jは1である。
 ペルフルオロアルキル基としては、CF-、CFCF-、CFCFCF-、CFCFCFCF-、CFCFCFCFCF-、CFCFCFCFCFCF-、CFCF(CF)-等が挙げられる。
 ペルフルオロアルキル基としては、撥水撥油層の撥水撥油性がより優れる点から、CF-、CFCF-、CFCFCF-が好ましい。
 Qは、(k+1)価の連結基である。後述するように、kは1~10の整数である。よって、Qとしては、2~11価の連結基が挙げられる。
 Qとしては、本発明の効果を損なわない基であればよく、たとえば、エーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有していてもよいアルキレン基、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子、2~8価のオルガノポリシロキサン残基、および、基(g2-1)~基(g2-9)および基(g3-1)~基(g3-9)が挙げられる。
 R、L、n、Xおよびmの定義は、上述の通りである。
 Zは、(j+g)価の連結基である。
 Zは、本発明の効果を損なわない基であればよく、たとえば、エーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有していてもよいアルキレン基、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子、2~8価のオルガノポリシロキサン残基、および、基(g2-1)~基(g2-9)および基(g3-1)~基(g3-9)が挙げられる。
 jは、1以上の整数であり、撥水撥油層の撥水撥油性がより優れる点から、1~5の整数が好ましく、化合物(3)を製造しやすい点から、1が特に好ましい。
 gは、1以上の整数であり、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から、2~4の整数が好ましく、2または3がより好ましく、3が特に好ましい。
 化合物(3)としては、撥水撥油層の初期水接触角および耐摩擦性により優れる点から、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)が好ましい。これらの中でも、化合物(3-11)および化合物(3-21)は撥水撥油層の初期水接触角に特に優れ、化合物(3-31)は、撥水撥油層の耐摩擦性に特に優れる。
  Rf1-(OX)-O-Y11[-Si(R)3-ng1  ・・・(3-11)
  [Rf2-(OX)-O-]j221[-Si(R)3-ng2  ・・・(3-21)
  [L3-n(R)Si-]k332-(OX)-O-Y31[-Si(R)3-ng3  ・・・(3-31)
 式(3-11)中、X、m、R、nおよびLはそれぞれ、式(3)におけるX、m、R、nおよびLの定義と同義である。
 Rf1は、ペルフルオロアルキル基であり、ペルフルオロアルキル基の好適態様および具体例は上述の通りである。
 Y11は、(g1+1)価の連結基であり、その具体例は式(3)中のZと同じである。
 g1は、2以上の整数であり、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から、2~15の整数が好ましく、2~4の整数がより好ましく、2または3がさらに好ましく、3が特に好ましい。
 式(3-21)中、X、m、R、nおよびLはそれぞれ、式(3)におけるX、m、R、nおよびLの定義と同義である。
 Rf2は、ペルフルオロアルキル基であり、ペルフルオロアルキル基の好適態様および具体例は上述の通りである。
 j2は、2以上の整数であり、2~6の整数が好ましく、2~4の整数がより好ましい。
 Y21は、(j2+g2)価の連結基であり、その具体例は式(3)中のZと同じである。
 g2は、2以上の整数であり、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から、2~15の整数が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましく、4が特に好ましい。
 式(3-31)中、X、m、R、nおよびLはそれぞれ、式(3)におけるX、m、R、nおよびLの定義と同義である。
 k3は、1以上の整数であり、1~4の整数が好ましく、2または3がより好ましく、3が特に好ましい。
 Y32は、(k3+1)価の連結基であり、その具体例は式(3)中のQと同じである。
 Y31は、(g3+1)価の連結基であり、その具体例は式(3)中のZと同じである。
 g3は、1以上の整数であり、1~4の整数が好ましく、2または3がより好ましく、3が特に好ましい。
 式(3-11)におけるY11は、基(g2-1)(ただし、d1+d3=1(つまり、d1またはd3が0である。)、g1=d2+d4、d2+d4≧2である。)、基(g2-2)(ただし、e1=1、g1=e2、e2≧2である。)、基(g2-3)(ただし、g1=2である。)、基(g2-4)(ただし、h1=1、g1=h2、h2≧2である。)、基(g2-5)(ただし、i1=1、g1=i2、i2≧2である。)、基(g2-7)(ただし、g1=i3+1である。)、基(g2-8)(ただし、g1=i4、i4≧2である。)、または、基(g2-9)(ただし、g1=i5、i5≧2である。)であってもよい。
 式(3-21)におけるY21は、基(g2-1)(ただし、j2=d1+d3、d1+d3≧2、g2=d2+d4、d2+d4≧2である。)、基(g2-2)(ただし、j2=e1、e1=2、g2=e2、e2=2である。)、基(g2-4)(ただし、j2=h1、h1≧2、g2=h2、h2≧2である。)、または、基(g2-5)(ただし、j2=i1、i1=2、g2=i2、i2=2である。)であってもよい。
 また、式(3-31)におけるY31およびY32はそれぞれ独立に、基(g2-1)(ただし、g3=d2+d4、k3=d2+d4である。)、基(g2-2)(ただし、g3=e2、k3=e2である。)、基(g2-3)(ただし、g3=2、k3=2である。)、基(g2-4)(ただし、g3=h2、k3=h2である。)、基(g2-5)(ただし、g3=i2、k3=i2である。)、基(g2-6)(ただし、g3=1、k3=1である。)、基(g2-7)(ただし、g3=i3+1、k3=i3+1である。)、基(g2-8)(ただし、g3=i4、k3=i4である。)、または、基(g2-9)(ただし、g3=i5、k3=i5である。)であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 (-A-)e1C(Re24-e1-e2(-Q22-)e2 ・・・(g2-2)
 -A-N(-Q23-) ・・・(g2-3)
 (-A-)h1(-Q24-)h2 ・・・(g2-4)
 (-A-)i1Si(Re34-i1-i2(-Q25-)i2 ・・・(g2-5)
 -A-Q26- ・・・(g2-6)
 -A-CH(-Q22-)-Si(Re33-i3(-Q25-)i3 ・・・(g2-7)
 -A-[CHC(Re4)(-Q27-)]i4-Re5  ・・・(g2-8)
 -A-Z(-Q28-)i5  ・・・(g2-9)
 ただし、式(g2-1)~式(g2-9)においては、A側が(OX)に接続し、Q22、Q23、Q24、Q25、Q26、Q27およびQ28側が[-Si(R)3-n]に接続する。
 Aは、単結合、アルキレン基、または炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR-、-O-または-SONR-を有する基であり、各式中、Aが2以上存在する場合、2以上のAは同一であっても異なっていてもよい。アルキレン基の水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
 Q22は、アルキレン基、炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基、アルキレン基のSiに接続しない側の末端に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基、または炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有しかつSiに接続しない側の末端に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基であり、各式中、Q22が2以上存在する場合、2以上のQ22は同一であっても異なっていてもよい。
 Q23は、アルキレン基、または炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基であり、2個のQ23は同一であっても異なっていてもよい。
 Q24は、Q24が結合するZにおける原子が炭素原子の場合、Q22であり、Q24が結合するZにおける原子が窒素原子の場合、Q23であり、各式中、Q24が2以上存在する場合、2以上のQ24は同一であっても異なっていてもよい。
 Q25は、アルキレン基、または炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基であり、各式中、Q25が2以上存在する場合、2以上のQ25は同一であっても異なっていてもよい。
 Q26は、アルキレン基、または炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基である。
 Rは、水素原子、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基である。
 Q27は、単結合またはアルキレン基である。
 Q28は、アルキレン基、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子もしくは2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基である。
 Zは、Aが直接結合する炭素原子または窒素原子を有しかつQ24が直接結合する炭素原子または窒素原子を有するh1+h2価の環構造を有する基である。
 Re1は、水素原子またはアルキル基であり、各式中、Re1が2以上存在する場合、2以上のRe1は同一であっても異なっていてもよい。
 Re2は、水素原子、水酸基、アルキル基またはアシルオキシ基である。
 Re3は、アルキル基である。
 Re4は、水素原子またはアルキル基であり、化合物を製造しやすい点から、水素原子が好ましい。各式中、Re4を2以上存在する場合、2以上のRe4は同一であっても異なっていてもよい。
 Re5は、水素原子またはハロゲン原子であり、化合物を製造しやすい点から、水素原子が好ましい。
 d1は、0~3の整数であり、1または2が好ましい。d2は、0~3の整数であり、1または2が好ましい。d1+d2は、1~3の整数である。
 d3は、0~3の整数であり、0または1が好ましい。d4は、0~3の整数であり、2または3が好ましい。d3+d4は、1~3の整数である。
 d1+d3は、Y11またはY21においては1~5の整数であり、1または2が好ましく、Y11、Y31およびY32においては1である。
 d2+d4は、Y11またはY21においては2~5の整数であり、4または5が好ましく、Y31およびY32においては3~5の整数であり、4または5が好ましい。
 e1+e2は、3または4である。e1は、Y11においては1であり、Y21においては2~3の整数であり、Y31およびY32においては1である。e2は、Y11またはY21においては2または3であり、Y31およびY32においては2または3である。
 h1は、Y11においては1であり、Y21においては2以上の整数(2が好ましい)であり、Y31およびY32においては1である。h2は、Y11またはY21においては2以上の整数(2または3が好ましい)であり、Y31およびY32においては1以上の整数(2または3が好ましい)である。
 i1+i2は、Y11においては3または4であり、Y12においては4であり、Y31およびY32においては3または4である。i1は、Y11においては1であり、Y21においては2であり、Y31およびY32においては1である。i2は、Y11においては2または3であり、Y12においては2であり、Y31およびY32においては2または3である。
 i3は、2または3である。
 i4は、Y11においては2以上(2~10の整数が好ましく、2~6の整数が特に好ましい)であり、Y31およびY32においては1以上(1~10の整数が好ましく、1~6の整数が特に好ましい)である。
 i5は、2以上であり、2~7の整数であることが好ましい。
 Q22、Q23、Q24、Q25、Q26、Q27、Q28のアルキレン基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点、および撥水撥油層の耐摩擦性、耐光性および耐薬品性がさらに優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が特に好ましい。ただし、炭素-炭素原子間に特定の結合を有する場合のアルキレン基の炭素数の下限値は2である。
 Zにおける環構造としては、上述した環構造が挙げられ、好ましい形態も同様である。なお、Zにおける環構造にはAやQ24が直接結合するため、環構造にたとえばアルキレン基が連結して、そのアルキレン基にAやQ24が連結することはない。
 Zは、(i5+1)価のオルガノポリシロキサン残基であり、下記の基が好ましい。ただし、下式におけるRは、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、または、フェニル基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 Re1、Re2、Re3またはRe4のアルキル基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1~2が特に好ましい。
 Re2のアシルオキシ基のアルキル基部分の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1~2が特に好ましい。
 h1は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点、ならびに、撥水撥油層の耐摩擦性および指紋汚れ除去性がさらに優れる点から、1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が特に好ましい。
 h2は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点、ならびに、撥水撥油層の耐摩擦性および指紋汚れ除去性がさらに優れる点から、2~6が好ましく、2~4がより好ましく、2または3が特に好ましい。
 Y11の他の形態としては、基(g3-1)(ただし、d1+d3=1(つまり、d1またはd3が0である。)、g1=d2×r1+d4×r1である。)、基(g3-2)(ただし、e1=1、g1=e2×r1である。)、基(g3-3)(ただし、g1=2×r1である。)、基(g3-4)(ただし、h1=1、g1=h2×r1である。)、基(g3-5)(ただし、i1=1、g1=i2×r1である。)、基(g3-6)(ただし、g1=r1である。)、基(g3-7)(ただし、g1=r1×(i3+1)である。)、基(g3-8)(ただし、g1=r1×i4である。)、基(g3-9)(ただし、g1=r1×i5である。)が挙げられる。
 Y21の他の形態としては、基(g3-1)(ただし、j2=d1+d3、d1+d3≧2、g2=d2×r1+d4×r1である。)、基(g3-2)(ただし、j2=e1、e1=2、g2=e2×r1、e2=2である。)、基(g3-4)(ただし、j2=h1、h1≧2、g2=h2×r1である。)、基(g3-5)(ただし、j2=i1、i1は2または3、g2=i2×r1、i1+i2は3または4である。)が挙げられる。
 Y31およびY32の他の形態としては、基(g3-1)(ただし、g3=d2×r1+d4×r1、k3=d2×r1+d4×r1である。)、基(g3-2)(ただし、g3=e2×r1、k3=e2×r1である。)、基(g3-3)(ただし、g3=2×r1、k3=2×r1である。)、基(g3-4)(ただし、g3=h2×r1、k3=h2×r1である。)、基(g3-5)(ただし、g3=i2×r1、k3=i2×r1である。)、基(g3-6)(ただし、g3=r1、k3=r1である。)、基(g3-7)(ただし、g3=r1×(i3+1)、k3=r1×(i3+1)である。)、基(g3-8)(ただし、g3=r1×i4、k3=r1×i4である。)、基(g3-9)(ただし、g3=r1×i5、k3=r1×i5である。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 (-A-)e1C(Re24-e1-e2(-Q22-Ge2 ・・・(g3-2)
 -A-N(-Q23-G ・・・(g3-3)
 (-A-)h1(-Q24-Gh2 ・・・(g3-4)
 (-A-)i1Si(Re34-i1-i2(-Q25-Gi2 ・・・(g3-5)
 -A-Q26-G ・・・(g3-6)
 -A-CH(-Q22-G)-Si(Re33-i3(-Q25-Gi3 ・・・(g3-7)
 -A-[CHC(Re4)(-Q27-G)]i4-Re5  ・・・(g3-8)
 -A-Z(-Q28-Gi5  ・・・(g3-9)
 ただし、式(g3-1)~式(g3-9)においては、A側が(OX)に接続し、G側が[-Si(R)3-n]に接続する。
 Gは、基(g3)であり、各式中、Gが2以上存在する場合、2以上のGは同一であっても異なっていてもよい。G以外の符号は、式(g2-1)~式(g2-9)における符号と同じである。
 -Si(R3-r1(-Q-)r1 ・・・(g3)
 ただし、式(g3)においては、Si側がQ22、Q23、Q24、Q25、Q26、Q27およびQ28に接続し、Q側が[-Si(R)3-n]に接続する。Rは、アルキル基である。Qは、アルキレン基、炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR-、-C(O)-、-NR-または-O-を有する基、または-(OSi(R-O-であり、2以上のQは同一であっても異なっていてもよい。r1は、2または3である。Rは、水素原子、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基である。Rは、アルキル基、フェニル基またはアルコキシ基であり、2個のRは同一であっても異なっていてもよい。pは、0~5の整数であり、pが2以上の場合、2以上の(OSi(R)は同一であっても異なっていてもよい。
 Qのアルキレン基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点、ならびに、撥水撥油層の耐摩擦性、耐光性および耐薬品性がさらに優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が特に好ましい。ただし、炭素-炭素原子間に特定の結合を有する場合のアルキレン基の炭素数の下限値は2である。
 Rのアルキル基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1~2が特に好ましい。
 Rのアルキル基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)を製造しやすい点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1~2が特に好ましい。
 Rのアルコキシ基の炭素数は、化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)の保存安定性に優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1~2が特に好ましい。
 pは、0または1が好ましい。
 化合物(3-11)、化合物(3-21)および化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。下式の化合物は、工業的に製造しやすく、取扱いやすく、撥水撥油層の撥水撥油性、耐摩擦性、指紋汚れ除去性、潤滑性、耐薬品性、耐光性および耐薬品性がより優れ、なかでも耐光性が特に優れる点から好ましい。下式の化合物におけるRは、上述した式(3-11)におけるRf1-(OX)-O-または式(3-21)におけるRf2-(OX)-O-と同様であり、好適態様も同様である。下式の化合物におけるQは、式(3-31)における-(OX)-O-と同様であり、好適態様も同様である。
 Y11が基(g2-1)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 Y11が基(g2-2)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 Y21が基(g2-2)である化合物(3-21)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 Y11が基(g2-3)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 Y11が基(g2-4)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 Y11が基(g2-5)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 Y11が基(g2-7)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 Y11が基(g3-1)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 Y11が基(g3-2)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 Y11が基(g3-3)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 Y11が基(g3-4)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 Y11が基(g3-5)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 Y11が基(g3-6)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 Y11が基(g3-7)である化合物(3-11)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 Y21が基(g2-1)である化合物(3-21)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 Y31およびY32が基(g2-1)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 Y31およびY32が基(g2-2)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 Y31およびY32が基(g2-3)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 Y31およびY32が基(g2-4)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 Y31およびY32が基(g2-5)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 Y31およびY32が基(g2-6)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 Y31およびY32が基(g2-7)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 Y31およびY32が基(g3-2)である化合物(3-31)としては、たとえば、下式の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 含フッ素エーテル化合物としては、膜の撥水撥油性および耐摩擦性により優れる点で、式(3X)で表される化合物もまた好ましい。
 [A-(OX)Z’[-Si(R)3-n  ・・・(3X)
 化合物(3X)は、撥水撥油層の撥水撥油性がより優れる点から、式(3)-1で表される化合物が好ましい。
 A-(OX)-Z31  ・・・(3-1)
 式(3-1)中、A、Xおよびmの定義は、式(3)中の各基の定義と同義である。
 Z’は(j+g)価の連結基である。
 Z’は、本発明の効果を損なわない基であればよく、たとえば、エーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有していてもよいアルキレン基、酸素原子、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子、2~8価のオルガノポリシロキサン残基、および、式(3-1A)、式(3-1B)、式(3-1A-1)~(3-1A-6)からSi(R)nL3-nを除いた基が挙げられる。
 Z31は、基(3-1A)または基(3-1B)である。
 -Q-X31(-Q-Si(R)3-n(-R31  ・・・(3-1A)
 -Q-[CHC(R32)(-Q-Si(R)3-n)]-R33  ・・・(3-1B)
 Qは、単結合または2価の連結基である。
 2価の連結基としては、たとえば、2価の炭化水素基、2価の複素環基、-O-、-S-、-SO-、-N(R)-、-C(O)-、-Si(R-および、これらを2種以上組み合わせた基が挙げられる。ここで、Rは、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、または、フェニル基である。Rは、水素原子またはアルキル基(好ましくは炭素数1~10)である。
 上記2価の炭化水素基としては、2価の飽和炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、アルケニレン基、アルキニレン基が挙げられる。2価の飽和炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であってもよく、たとえば、アルキレン基が挙げられる。2価の飽和炭化水素基の炭素数は1~20が好ましい。また、2価の芳香族炭化水素基は、炭素数5~20が好ましく、たとえば、フェニレン基が挙げられる。アルケニレン基としては、炭素数2~20のアルケニレン基が好ましく、アルキニレン基としては、炭素数2~20のアルキニレン基が好ましい。
 なお、上記これらを2種以上組み合わせた基としては、たとえば、-OC(O)-、-C(O)N(R)-、エーテル性酸素原子を有するアルキレン基、-OC(O)-を有するアルキレン基、アルキレン基-Si(R-フェニレン基-Si(Rが挙げられる。
 X31は、単結合、アルキレン基、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子または2~8価のオルガノポリシロキサン残基である。
 なお、上記アルキレン基は、-O-、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基またはジアルキルシリレン基を有していてもよい。アルキレン基は、-O-、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基およびジアルキルシリレン基からなる群から選択される基を複数有していてもよい。
 X31で表されるアルキレン基の炭素数は、1~20が好ましく、1~10が特に好ましい。
 2~8価のオルガノポリシロキサン残基としては、2価のオルガノポリシロキサン残基、および、後述する(w+1)価のオルガノポリシロキサン残基が挙げられる。
 Qは、単結合または2価の連結基である。
 2価の連結基の定義は、上述したQで説明した定義と同義である。
 R31は、水酸基またはアルキル基である。
 アルキル基の炭素数は、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1が特に好ましい。
 X31が単結合またはアルキレン基の場合、hは1、iは0であり、
 X31が窒素原子の場合、hは1~2の整数であり、iは0~1の整数であり、h+i=2を満たし、
 X31が炭素原子またはケイ素原子の場合、hは1~3の整数であり、iは0~2の整数であり、h+i=3を満たし、
 X31が2~8価のオルガノポリシロキサン残基の場合、hは1~7の整数であり、iは0~6の整数であり、h+i=1~7を満たす。
 (-Q-Si(R)3-n)が2個以上ある場合は、2個以上の(-Q-Si(R)3-n)は、同一であっても異なっていてもよい。R31が2個以上ある場合は、2個以上の(-R31)は、同一であっても異なっていてもよい。
 Qは、単結合、または、エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基であり、化合物を製造しやすい点から、単結合が好ましい。
 エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 R32は、水素原子または炭素数1~10のアルキル基であり、化合物を製造しやすい点から、水素原子が好ましい。
 アルキル基としては、メチル基が好ましい。
 Qは、単結合またはアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6が特に好ましい。化合物を製造しやすい点から、Qは、単結合または-CH-が好ましい。
 R33は、水素原子またはハロゲン原子であり、化合物を製造しやすい点から、水素原子が好ましい。
 yは、1~10の整数であり、1~6の整数が好ましい。
 2個以上の[CHC(R32)(-Q-Si(R)3-n)]は、同一であっても異なっていてもよい。
 基(3-1A)としては、基(3-1A-1)~(3-1A-6)が好ましい。
 -(X32s1-Qb1-SiR3-n  ・・・(3-1A-1)
 -(X33s2-Qa2-N[-Qb2-Si(R)n33-n  ・・・(3-1A-2)
 -Qa3-G(R)[-Qb3-Si(R)3-n  ・・・(3-1A-3)
 -[C(O)N(R)]s4-Qa4-(O)t4-C[-(O)u4-Qb4-Si(R)3-n  ・・・(3-1A-4)
 -Qa5-Si[-Qb5-Si(R)3-n  ・・・(3-1A-5)
 -[C(O)N(R)]-Qa6-Za’[-Qb6-Si(R)3-n  ・・・(3-1A-6)
 なお、式(3-1A-1)~(3-1A-6)中、R、L、および、nの定義は、上述した通りである。
 X32は、-O-、または、-C(O)N(R)-である(ただし、式中のNはQb1に結合する)。
 Rの定義は、上述した通りである。
 s1は、0または1である。
 Qb1は、アルキレン基である。なお、アルキレン基は、-O-、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基またはジアルキルシリレン基を有していてもよい。アルキレン基は、-O-、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基およびジアルキルシリレン基からなる群から選択される基を複数有していてもよい。
 なお、アルキレン基が-O-、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基またはジアルキルシリレン基を有する場合、炭素原子-炭素原子間にこれらの基を有することが好ましい。
 Qb1で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb1としては、s1が0の場合は、-CHOCHCHCH-、-CHOCHCHOCHCHCH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHOCHCHCHSi(CHOSi(CHCHCH-が好ましい。(X32s1が-O-の場合は、-CHCHCH-、-CHCHOCHCHCH-が好ましい。(X32s1が-C(O)N(R)-の場合は、炭素数2~6のアルキレン基が好ましい(ただし、式中のNはQb1に結合する)。Qb1がこれらの基であると化合物が製造しやすい。
 基(3-1A-1)の具体例としては、以下の基が挙げられる。下記式中、*は、(OX)との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 X33は、-O-、-NH-、または、-C(O)N(R)-である。
 Rの定義は、上述した通りである。
 Qa2は、単結合、アルキレン基、-C(O)-、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-もしくは-NH-を有する基である。
 Qa2で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6が特に好ましい。
 Qa2で表される炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-または-NH-を有する基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qa2としては、化合物を製造しやすい点から、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHOCHCH-、-CHNHCHCH-、-CHCHOC(O)CHCH-、-C(O)-が好ましい(ただし、右側がNに結合する。)。
 s2は、0または1(ただし、Qa2が単結合の場合は0である。)である。化合物を製造しやすい点から、0が好ましい。
 Qb2は、アルキレン基、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間に、2価のオルガノポリシロキサン残基、エーテル性酸素原子もしくは-NH-を有する基である。
 Qb2で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb2で表される炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間に、2価のオルガノポリシロキサン残基、エーテル性酸素原子または-NH-を有する基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb2としては、化合物を製造しやすい点から、-CHCHCH-、-CHCHOCHCHCH-が好ましい(ただし、右側がSiに結合する。)。
 2個の[-Qb2-Si(R)3-n]は、同一であっても異なっていてもよい。
 基(3-1A-2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。下記式中、*は、(OX)との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 Qa3は、単結合、または、エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基であり、化合物を製造しやすい点から、単結合が好ましい。
 エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Gは、炭素原子またはケイ素原子である。
 Rは、水酸基またはアルキル基である。Rで表されるアルキル基の炭素数は、1~4が好ましい。
 G(R)としては、化合物を製造しやすい点から、C(OH)またはSi(Rga)(ただし、Rgaはアルキル基である。アルキル基の炭素数は1~10が好ましく、メチル基が特に好ましい。)が好ましい。
 Qb3は、アルキレン基、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子もしくは2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基である。
 Qb3で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb3で表される炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb3としては、化合物を製造しやすい点から、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHCHCHCHCHCHCHCH-が好ましい。
 2個の[-Qb3-Si(R)3-n]は、同一であっても異なっていてもよい。
 基(3-1A-3)の具体例としては、以下の基が挙げられる。下記式中、*は、(OX)との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式(3-1A-4)中のRの定義は、上述した通りである。
 s4は、0または1である。
 Qa4は、単結合、または、エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基である。
 エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 t4は、0または1(ただし、Qa4が単結合の場合は0である。)である。
 -Qa4-(O)t4-としては、化合物を製造しやすい点から、s4が0の場合は、単結合、-CHO-、-CHOCH-、-CHOCHCHO-、-CHOCHCHOCH-、-CHOCHCHCHCHOCH-が好ましく(ただし、左側が(OX)に結合する。)、s4が1の場合は、単結合、-CH-、-CHCH-が好ましい。
 Qb4は、アルキレン基であり、上記アルキレン基は-O-、-C(O)N(R)-(Rの定義は、上述した通りである。)、シルフェニレン骨格基、2価のオルガノポリシロキサン残基またはジアルキルシリレン基を有していてもよい。
 なお、アルキレン基が-O-またはシルフェニレン骨格基を有する場合、炭素原子-炭素原子間に-O-またはシルフェニレン骨格基を有することが好ましい。また、アルキレン基が-C(O)N(R)-、ジアルキルシリレン基または2価のオルガノポリシロキサン残基を有する場合、炭素原子-炭素原子間または(O)u4と結合する側の末端にこれらの基を有することが好ましい。
 Qb4で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 u4は、0または1である。
 -(O)u4-Qb4-としては、化合物を製造しやすい点から、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHOCHCHCH-、-CHOCHCHCHCHCH-、-OCHCHCH-、-OSi(CHCHCHCH-、-OSi(CHOSi(CHCHCHCH-、-CHCHCHSi(CHPhSi(CHCHCH-が好ましい(ただし、右側がSiに結合する。)。
 3個の[-(O)u4-Qb4-Si(R)3-n]は、同一であっても異なっていてもよい。
 基(3-1A-4)の具体例としては、以下の基が挙げられる。下記式中、*は、(OX)との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 Qa5は、エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基である。
 エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qa5としては、化合物を製造しやすい点から、-CHOCHCHCH-、-CHOCHCHOCHCHCH-、-CHCH-、-CHCHCH-が好ましい(ただし、右側がSiに結合する。)。
 Qb5は、アルキレン基、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子もしくは2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基である。
 Qb5で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb5で表される炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb5としては、化合物を製造しやすい点から、-CHCHCH-、-CHCHOCHCHCH-が好ましい(ただし、右側がSi(R)3-nに結合する。)。
 3個の[-Qb5-Si(R)3-n]は、同一であっても異なっていてもよい。
 基(3-1A-5)の具体例としては、以下の基が挙げられる。下記式中、*は、(OX)との結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 式(3-1A-6)中のRの定義は、上述の通りである。
 vは、0または1である。
 Qa6は、エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基である。
 エーテル性酸素原子を有していてもよいアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qa6としては、化合物を製造しやすい点から、-CHOCHCHCH-、-CHOCHCHOCHCHCH-、-CHCH-、-CHCHCH-が好ましい(ただし、右側がZa’に結合する。)。
 Za’は、(w+1)価のオルガノポリシロキサン残基である。
 wは、2以上であり、2~7の整数であることが好ましい。
 (w+1)価のオルガノポリシロキサン残基としては、述した(i5+1)価のオルガノポリシロキサン残基と同じ基が挙げられる。
 Qb6は、アルキレン基、または、炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子もしくは2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基である。
 Qb6で表されるアルキレン基の炭素数は、1~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb6で表される炭素数2以上のアルキレン基の炭素原子-炭素原子間にエーテル性酸素原子または2価のオルガノポリシロキサン残基を有する基の炭素数は、2~10が好ましく、2~6が特に好ましい。
 Qb6としては、化合物を製造しやすい点から、-CHCH-、-CHCHCH-が好ましい。
 w個の[-Qb6-Si(R)n33-n]は、同一であっても異なっていてもよい。
 化合物(3X)は、撥水撥油層の撥水撥油性がより優れる点から、式(3-2)で表される化合物もまた好ましい。
 [A-(OX)m1-Q-]j3232[-Q-Si(R)3-nh32  ・・・(3-2)
 式(3-2)中、A、X、m、Q、Q、R、およびLの定義は、式(3-1)中および式(3-1A)中の各基の定義と同義である。
 Z32は、(j32+h32)価の炭化水素基、または、炭化水素基の炭素原子間にエーテル性酸素原子を1つ以上有する炭素数2以上で(j32+h32)価の炭化水素基である。
 Z32としては、1級の水酸基を有する多価アルコールから水酸基を除いた残基が好ましい。
 Z32としては、原料の入手容易性の点から、式(Z-1)~式(Z-5)で表される基が好ましい。ただし、R34は、アルキル基であり、メチル基またはエチル基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 j32は2以上の整数であり、撥水撥油層の撥水撥油性がより優れる点から、2~5の整数が好ましい。
 h32は1以上の整数であり、撥水撥油層の耐摩擦性がより優れる点から、2~4の整数が好ましく、2または3がより好ましい。
 含フッ素エーテル化合物の具体例としては、たとえば、下記の文献に記載のものが挙げられる。
 特開平11-029585号公報および特開2000-327772号公報に記載のパーフルオロポリエーテル変性アミノシラン、
 特許第2874715号公報に記載のケイ素含有有機含フッ素ポリマー、
 特開2000-144097号公報に記載の有機ケイ素化合物、
 特表2002-506887号公報に記載のフッ素化シロキサン、
 特表2008-534696号公報に記載の有機シリコーン化合物、
 特許第4138936号公報に記載のフッ素化変性水素含有重合体、
 米国特許出願公開第2010/0129672号明細書、国際公開第2014/126064号、特開2014-070163号公報に記載の化合物、
 国際公開第2011/060047号および国際公開第2011/059430号に記載のオルガノシリコン化合物、
 国際公開第2012/064649号に記載の含フッ素オルガノシラン化合物、
 特開2012-72272号公報に記載のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー、
 国際公開第2013/042732号、国際公開第2013/121984号、国際公開第2013/121985号、国際公開第2013/121986号、国際公開第2014/163004号、特開2014-080473号公報、国際公開第2015/087902号、国際公開第2017/038830号、国際公開第2017/038832号、国際公開第2017/187775号、国際公開第2018/216630号、国際公開第2019/039186号、国際公開第2019/039226号、国際公開第2019/039341号、国際公開第2019/044479号、国際公開第2019/049753号、国際公開第2019/163282号および特開2019-044158号公報、に記載の含フッ素エーテル化合物、
 特開2014-218639号公報、国際公開第2017/022437号、国際公開第2018/079743号および国際公開第2018/143433号に記載のパーフルオロ(ポリ)エーテル含有シラン化合物、
 国際公開第2018/169002号に記載のパーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物、
 国際公開第2019/151442号に記載のフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物、
 国際公開第2019/151445号に記載の(ポリ)エーテル基含有シラン化合物、
 国際公開第2019/098230号に記載のパーフルオロポリエーテル基含有化合物、
 特開2015-199906号公報、特開2016-204656号公報、特開2016-210854号公報および特開2016-222859号公報に記載のフルオロポリエーテル基含有ポリマー変性シラン、
載の含フッ素化合物。
 含フッ素エーテル化合物の市販品としては、信越化学工業社製のKY-100シリーズ(KY-178、KY-185、KY-195等)、AGC社製のAfluid(登録商標)S550、ダイキン工業社製のオプツール(登録商標)DSX、オプツール(登録商標)AES、オプツール(登録商標)UF503、オプツール(登録商標)UD509等が挙げられる。
 以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
 例1~12は実施例であり、例13~15は比較例である。
[評価]
(塗膜均一性)
 LEDライト照射条件下で、100枚の10cm×10cmの撥水撥油層付きガラス基材を目視で検査した。検査した基材の中、欠点が一つも存在しない基材の比率が全枚数中、90%以上の場合を「○」、欠点が一つも存在しない基材の比率が全枚数中、90%未満の場合を「×」とした。
 なお、欠点とは、下地層上に撥水撥油層が形成されない欠陥領域、撥水撥油層中に観察される異物、及び、下地層中に観察される異物を意味する。
(耐摩耗性)
 撥水撥油層について、JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001)に準拠して往復式トラバース試験機(ケイエヌテー社製)を用い、スチールウールボンスター(番手:♯0000、寸法:5mm×10mm×10mm)を荷重:9.8N、速度:80rpmで往復させた。往復4,000回のスチールウール摩耗した後に、撥水撥油層の水の接触角を測定し、以下の評価基準にしたがって耐摩耗性を評価した。摩耗後の水の接触角の低下が小さいほど摩耗による性能の低下が小さく、耐摩耗性に優れる。
〇:水の接触角が100度以上
×:水の接触角が100度未満
[含フッ素化合物の合成]
 国際公開第2014/126064号に記載の化合物(ii-2)の製造方法を参考にして、化合物(3A)を得た。
 CFCF-OCFCF-(OCFCFCFCFOCFCF-OCFCFCF-C(O)NH-CHCHCH-Si(OCH ・・・(3A)
 単位数nの平均値:13、化合物(3A)の数平均分子量:4,920。
(例1)
 アイリッヒインテンシブミキサーEL-1(日本アイリッヒ社製)に、ソーダ灰(ソーダアッシュジャパン社製)の17.36g、シリカ粒子SC5500-SQ(商品名、アドマテックス社製)の243.66gを添加し、2400rpmで30秒間撹拌混合した。撹拌速度を4800rpmに変更し、撹拌しながら蒸留水39gを加え、さらに4800rpmで60秒間撹拌した。最後に900rpmで5分間撹拌した。得られた粒子をEL-1から取り出して、150℃で30分間乾燥した後、1,150℃で1時間焼成して焼結体1を得た。焼結体1についてSiとNaとの元素含有量をICP発光分光分析(日立ハイテクサイエンス社製SPS5520)で測定し、各元素含有量を酸化物換算し、これらの合計質量に対する質量%を求めた。結果を表1に示す。
 次に、焼結体1を25℃、湿度50%の恒温恒湿槽に7日間放置した後、含水率を測定した。なお、上記放置処理を実施した後、別途乾燥処理は実施しなかった。
 真空蒸着装置(アルバック機工社製VTR-350M)内のモリブデン製ボートに、下地層の蒸着源として、焼結体1の10g、撥水撥油層の蒸着源の含フッ素エーテル化合物として、化合物3Aの0.5gをそれぞれ配置した。真空蒸着装置内にガラス基材(AGC社製Dragontrail(登録商標))を配置し、真空蒸着装置内を5×10-3Pa以下の圧力になるまで排気した。
 造粒体1を載せたボートを2,000℃になるまで加熱し、ガラス基材に真空蒸着させ、厚み10nmの下地層を形成した。
 含フッ素エーテル化合物を載せたボートを700℃になるまで加熱し、下地層に含フッ素エーテル化合物の縮合物を真空蒸着させ、厚み10nmの撥水撥油層を形成後、140℃30分間熱処理し、撥水撥油層付きガラス基材を得た。
(例2~6)
 焼結体を放置する際の条件を表1に記載の条件に変更し、例4に関しては放置した後、200℃で1時間乾燥処理を実施した以外は、例1と同様の手順に従って、撥水撥油層付きガラス基材を得た。
(例7~12)
 ソーダ灰の代わりに表1に記載の原料を用いて、蒸着材料中の元素Iの酸化物換算量が表1の値となるように調整し、焼成温度を調整した以外は、例1と同様の手順に従って、撥水撥油層付きガラス基材を得た。
(例13~15)
 焼結体を得る際の焼成温度、焼結体を放置する際の条件を表1の記載の条件に変更した以外は、例1と同様の手順に従って、撥水撥油層付きガラス基材を得た。
 表1中の「蒸着材料中の元素Iの酸化物換算量(質量%)」欄は、蒸着材料全質量に対して、蒸着材料中の元素Iの含有量を、酸化物基準の質量%で表示した値を表す。たとえば、例1の場合、蒸着材料全質量に対する、蒸着材料中のソーダ灰由来のナトリウムの酸化物基準の含有量(言い換えれば、蒸着材料全質量に対する、酸化ナトリウムの含有量)を表す。
 表1中の「元素I/ケイ素(モル比)」欄は、蒸着材料中のケイ素のモル濃度に対する、元素Iの合計モル濃度の比を表す。
 表1中の「放置条件」欄は、左から放置温度、放置湿度、放置時間を表す。たとえば、例1中の「25℃、50%、7days」は、放置温度25℃、放置湿度50%、放置時間7日間を表す。
 表1中の「含水率」欄は、蒸着材料の含水率を表す。
 表1中の「質量割合」欄は、得られた蒸着材料中の全粒子合計質量に対する、粒径0.5mm未満の粒子、粒径0.5~22.4mmの粒子、粒径22.4mm超の粒子のそれぞれの含有量(質量%)を表す。
 表1中の「D90/D10」欄は、蒸着材料を構成する粒子の体積基準の粒度分布において、累積粒子数10%の時の粒径をD10、累積粒子数90%の時の粒径をD90と規定したとき、D10に対する、D90の比(D90/D10)を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
 本発明の蒸着材料であれば、所望の効果が得られることが確認された。
 本発明の撥水撥油層付き基材は、撥水撥油性の付与が求められている各種の用途に用いることができる。たとえば、タッチパネル等の表示入力装置、透明なガラス製または透明なプラスチック製部材、メガネ用等のレンズ、キッチン用防汚部材、電子機器、熱交換器、電池等の撥水防湿部材や防汚部材、トイレタリー用防汚部材、導通しながら撥液が必要な部材、熱交換機の撥水・防水・滑水用部材、振動ふるいやシリンダ内部等の表面低摩擦用部材等に用いることができる。より具体的な使用例としては、ディスプレイの前面保護板、反射防止板、偏光板、アンチグレア板、あるいはそれらの表面に反射防止膜処理を施したもの、携帯電話(たとえば、スマートフォン)、携帯情報端末、ゲーム機、リモコン等の機器のタッチパネルシートやタッチパネルディスプレイ等の人の指または手のひらで画面上の操作を行う表示入力装置を有する各種機器(たとえば、表示部等に使用するガラスまたはフィルム、ならびに、表示部以外の外装部分に使用するガラスまたはフィルム)が挙げられる。上記以外にも、トイレ、風呂、洗面所、キッチン等の水周りの装飾建材、配線板用防水部材、熱交換機の撥水・防水・滑水用部材、太陽電池の撥水部材、プリント配線板の防水・撥水用部材、電子機器筐体や電子部品用の防水・撥水用部材、送電線の絶縁性向上用部材、各種フィルタの防水・撥水用部材、電波吸収材や吸音材の防水用部材、風呂、厨房機器、トイレタリー用の防汚部材、振動ふるいやシリンダ内部等の表面低摩擦用部材、機械部品、真空機器部品、ベアリング部品、自動車等の輸送機器用部品、工具等の表面保護用部材が挙げられる。
 なお、2018年12月26日に出願された日本特許出願2018-242961号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
 10 下地層付き基材
 12 基材
 14 下地層
 20 撥水撥油層付き基材
 22 基材
 24 下地層
 26 撥水撥油層

Claims (10)

  1.  ケイ素と、
     周期表の第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素、および、遷移金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と、を含む酸化物を含み、
     含水率が2.0質量%未満である、蒸着材料。
  2.  前記含水率が50質量ppm以上である、請求項1に記載の蒸着材料。
  3.  焼結体または溶融体である、請求項1または2に記載の蒸着材料。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の蒸着材料を用いた蒸着によって、基材上に、前記ケイ素と前記元素とを含む酸化物を含む下地層を形成する、下地層付き基材の製造方法。
  5.  請求項1~3のいずれか1項に記載の蒸着材料を用いた蒸着によって、基材上に、前記ケイ素と前記元素とを含む酸化物を含む下地層を形成し、
     次いで、前記下地層上に、反応性シリル基を有する含フッ素化合物の縮合物からなる撥水撥油層を形成する、撥水撥油層付き基材の製造方法。
  6.  前記含フッ素化合物をドライコーティング方法またはウェットコーティング方法で前記下地層上に塗布して縮合させる、請求項5に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
  7.  前記反応性シリル基が下式(2)で表される基である、請求項5または6に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
     -Si(R)3-n  ・・・(2)
     ただし、Rは1価の炭化水素基、Lは加水分解性基または水酸基、nは0~2の整数である。
  8.  前記含フッ素化合物が、反応性シリル基を2個以上有する含フッ素化合物である、請求項5~7のいずれか1項に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
  9.  前記含フッ素化合物が、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖および反応性シリル基を有する含フッ素エーテル化合物である、請求項5~8のいずれか1項に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
  10.  前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖が、オキシペルフルオロアルキレン基を主とするポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖である、請求項9に記載の撥水撥油層付き基材の製造方法。
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