WO2022260051A1 - 含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、コーティング剤、物品及び物品の製造方法 - Google Patents

含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、コーティング剤、物品及び物品の製造方法 Download PDF

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WO2022260051A1
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fluorine
containing ether
formula
compound
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英史 塩田
祥一 齊藤
愛理 榊原
亨 前田
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Agc株式会社
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/336Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces

Definitions

  • the present disclosure relates to a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing ether mixture, a coating agent, an article, and a method for producing the article.
  • Fluorine-containing compounds exhibit high lubricity, water and oil repellency, and are therefore suitable for use as surface treatment agents. By imparting water and oil repellency to the surface of the base material with the surface treatment agent, dirt on the surface of the base material can be easily wiped off and the removability of the dirt can be improved.
  • a fluorine-containing ether compound having a poly(oxyfluoroalkylene) chain in which an ether bond is present in the fluoroalkylene chain is a compound with excellent flexibility, and is particularly excellent in removing stains such as oils and fats.
  • fluorine-containing ether compound compounds having a poly(oxyperfluoroalkylene) chain and having a hydrolyzable silyl group at the end are widely used (see Patent Documents 1 to 3, for example).
  • the fluorine-containing ether compounds of Patent Documents 1 to 3 are said to be capable of forming a surface-treated layer having high initial water and oil repellency and excellent abrasion resistance and fingerprint stain removability.
  • the level of demand for abrasion resistance of the surface layer by coating has increased.
  • the abrasion resistance of the surface layer of the part that people touch with their fingers, such as the cover glass of smartphones can be replaced with or in addition to the conventional evaluation method using cellulose non-woven fabric, etc., using an eraser with stricter conditions. It is designed to be evaluated using
  • conventional fluorine-containing ether compounds are not evaluated sufficiently according to the abrasion resistance using an eraser. Therefore, there is a demand for a technique that can provide a surface layer with excellent abrasion resistance even under severer conditions than conventional evaluation methods.
  • the present disclosure relates to the provision of a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing ether mixture, a coating agent capable of forming a surface layer with excellent abrasion resistance, an article using these, and a method for producing the same.
  • Means for solving the above problems include the following aspects. ⁇ 1> a monovalent group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain; Formula (L1): a divalent group represented by —X 1 —NR 1 —(CH 2 ) n1 —; a monovalent group having a reactive silyl group; has The monovalent group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain is linked to -X 1 - of the divalent group represented by the formula (L1), and the monovalent group having a reactive silyl group is the above
  • X 1 represents a single bond or a divalent organic group
  • R 1 represents an alkyl group
  • n1 represents an integer of 1-10.
  • the fluorine-containing ether compound according to ⁇ 1> which is CH 2 —, —CH 2 —O—CH 2 —, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • ⁇ 7> Contains two or more fluorine-containing ether compounds according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, or containing the fluorine-containing ether compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> A fluorine-containing ether mixture containing one or more fluorine-containing ether compounds other than the fluorine-containing ether compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>.
  • a coating agent comprising the fluorine-containing ether compound according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> or the fluorine-containing ether mixture according to ⁇ 7>.
  • ⁇ 10> An article comprising a base material and a surface layer formed on the base material by the coating agent according to ⁇ 8> or ⁇ 9>.
  • a method for producing an article comprising applying the coating agent according to ⁇ 8> to a surface of a substrate by a dry coating method to form a surface layer on the substrate.
  • a method of manufacturing an article comprising:
  • a fluorine-containing ether compound a fluorine-containing ether mixture, a coating agent capable of forming a surface layer with excellent abrasion resistance, an article using these, and a method for producing the same are provided.
  • the term "process” includes a process that is independent of other processes, and even if the purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. .
  • the numerical range indicated using “-” includes the numerical values before and after "-" as the minimum and maximum values, respectively.
  • each component may contain multiple types of applicable substances. When there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, the content rate or content of each component is the total content rate or content of the multiple types of substances present in the composition unless otherwise specified. means quantity.
  • the terms "alkyl group” and “alkylene group” mean unsubstituted alkyl groups and unsubstituted alkylene groups, respectively, unless otherwise specified that they have substituents.
  • the fluorine-containing ether compound of the present disclosure is A monovalent group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain, Formula (L1): a divalent group represented by —X 1 —NR 1 —(CH 2 ) n1 —; a monovalent group having a reactive silyl group; has The monovalent group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain is linked to -X 1 - of the divalent group represented by the formula (L1), and the monovalent group having a reactive silyl group is the above It is linked to —(CH 2 ) n1 — of the divalent group represented by formula (L1).
  • X 1 represents a single bond or a divalent organic group
  • R 1 represents an alkyl group
  • n1 represents an integer of 1-10.
  • the fluorine-containing ether compound is also referred to as a "specific fluorine-containing ether compound".
  • each group of the specific fluorine-containing ether compound may be indicated as follows.
  • S Monovalent Group Having the Reactive Silyl Group
  • the specific fluorine ether compound has a structure represented by (P)-(L)-(S).
  • the left side is the (P) group side and the right side is the (S) group side.
  • the specific fluorine ether compound may be used alone or in combination of two or more.
  • a surface layer having excellent abrasion resistance can be formed by using a specific fluorine-containing ether compound.
  • the reason for this is not necessarily clear, but is presumed as follows.
  • a group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain and a group having a reactive silyl group have an —NH— group at the connecting portion.
  • the -NH- group forms a hydrogen bond with the substrate surface when the compound is applied to the substrate, and the site intended as the "bonding site with the substrate" derived from the reactive silyl group binds to the substrate.
  • a monovalent group ((P) group) having a poly(oxyfluoroalkylene) chain includes a plurality of units represented by the following formula.
  • the number of carbon atoms in the fluoroalkylene group in the poly(oxyfluoroalkylene) chain is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and 1 to 6 independently from the viewpoint of improving the abrasion resistance of the surface layer. is more preferred.
  • a fluoroalkylene group may be linear, branched or cyclic.
  • the number of fluorine atoms in the fluoroalkylene group is preferably 1 to 2 times the number of carbon atoms, more preferably 1.7 to 2 times, from the viewpoint of improving the abrasion resistance of the surface layer.
  • the fluoroalkylene group may be a group in which all hydrogen atoms in the fluoroalkylene group are substituted with fluorine atoms (perfluoroalkylene group). From the viewpoint of improving the abrasion resistance of the surface layer, the perfluoroalkylene group is preferable.
  • (OX) includes -OCHF-, -OCF 2 CHF-, -OCHFCF 2 - , -OCF 2 CH 2 -, -OCH 2 CF 2 -, -OCF 2 CF 2 CHF-, -OCHFCF 2 CF 2 - , -OCF2CF2CH2- , -OCH2CF2CF2- , -OCF2CF2CF2CH2- , -OCH2CF2CF2CF2- , -OCF2CF2CF2CF2CH _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2- , -OCH2CF2CF2CF2- , -OCF2CF2CF2CF2CF2CH2- , -OCH2CF2CF2CF2CF2CF2- , -OCF2- _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2- , -OCH2CF2CF2CF2- , -OCF2
  • the repeating number m of (OX) is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 to 500, more preferably an integer of 2 to 200, more preferably an integer of 5 to 150, and particularly preferably an integer of 5 to 100. , 10-75 is most preferred.
  • (OX) m may be a repetition of one type of (OX), or may contain two or more types of (OX).
  • the binding order of two or more (OX) is not limited, and may be arranged randomly, alternately, or in blocks.
  • Containing two or more types of (OX) means that, in the specific fluorine-containing ether compound, for example, two or more types of (OX) having different numbers of carbon atoms are present, two or more types of (OX) having different numbers of hydrogen atoms exists, two or more types of (OX) with different positions of hydrogen atoms exist, or the presence or absence of side chains even if the number of carbon atoms is the same, the type of side chain (the number of side chains, the number of side chains It means that there are two or more types of (OX) having different numbers of carbon atoms, etc.).
  • the poly(oxyfluoroalkylene) chain is preferably a poly(oxyfluoroalkylene) chain mainly composed of (OX), which is an oxyperfluoroalkylene group, from the viewpoint of forming a film having excellent fingerprint stain removability.
  • OX In the poly(oxyfluoroalkylene) chain represented by m , the ratio of the number of (OX) which is an oxyperfluoroalkylene group to the total number m of (OX) is preferably 50 to 100%, and 80 to 100 % is more preferred, and 90 to 100% is even more preferred.
  • the poly(oxyfluoroalkylene) chain includes a poly(oxyperfluoroalkylene) chain and a poly(oxyperfluoroalkylene) chain having one or two oxyfluoroalkylene units having hydrogen atoms at one end or both ends. more preferred.
  • two or more (OX) arrangements are represented as follows.
  • the structure represented by ⁇ (OCF 2 ) m21 (OCF 2 CF 2 ) m22 ⁇ indicates that m21 (OCF 2 ) and m22 (OCF 2 CF 2 ) are randomly arranged.
  • the structure represented by ( OCF 2 CF 2 -OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) m25 is composed of m25 ( OCF2CF2 ) and m25 ( OCF2CF2CF2CF2 ) Indicates that they are arranged alternately.
  • (OX) m is represented by (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 .(O-cycloC 4 H mg F (6- mg) ) m17 is preferred.
  • -cycloC 4 H mg F (6-mg) represents a fluorocyclobutane-diyl group, preferably a fluorocyclobutane-1,2-diyl group.
  • 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 an integer from 0 to 11
  • mg is an integer from 0 to 5.
  • m11, m12, m13, m14, m15, m16 and m17 are each independently an integer of 0 or more, preferably 100 or less.
  • m11 + m12 + m13 + m14 + m15 + m16 + m17 is an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 to 500, more preferably an integer of 2 to 200, more preferably an integer of 5 to 150, particularly preferably an integer of 5 to 100, and an integer of 10 to 50 Most preferred.
  • m12 is preferably an integer of 2 or more, more 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 also linear or a branched chain, and a straight chain is preferred from the standpoint of more excellent abrasion resistance of the surface layer.
  • the above formula represents the type and number of units, and does not represent the arrangement of the units. That is, m11 to m16 represent the number of units.
  • m11 represents a block in which m11 (OCH ma F (2-ma) ) units are consecutive. is not.
  • the order of (OCH ma F (2-ma) ) to (O-cycloC 4 H mg F (6-mg) ) does not indicate that they are arranged in that order.
  • the arrangement of different units is a random arrangement or an alternate arrangement.
  • each oxyfluoroalkylene unit may be the same or different.
  • m11 is 2 or more
  • multiple (OCH ma F (2-ma) ) may be the same or different.
  • (OX) m preferably has the following structure. ⁇ ( OCF2 ) m21 ( OCF2 CF2) m22 ⁇ , ( OCF2CF2 ) m23 , ( OCF2CF2CF2 ) m24 , ( OCF2CF2 - OCF2CF2CF2 ) m25 , ( OCF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF2 ) m27 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF2CF2 ) m27 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF2 ) m27 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF2 ) m27 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF2 ) m27 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2 ) m26 ( OCF
  • m21 is an integer of 1 or more
  • m22 is an integer of 1 or more
  • m21+m22 is an integer of 2 to 500
  • m23 and m24 are each independently an integer of 2 to 500
  • m25 is It is an integer of 1-250
  • m26 and m27 are each independently an integer of 1 or more
  • m26+m27 is an integer of 2-500
  • m28 is an integer of 1-250.
  • (OX) m is preferably the following structure from the viewpoint of easy production of the specific fluorine-containing ether compound. ⁇ ( OCF2 ) m21 ( OCF2 CF2) m22 ⁇ , ( OCF2CF2 ) m24 , (OCF 2 CF 2 ) 2 ⁇ (OCF 2 ) m21 (OCF 2 CF 2 ) m22-2 ⁇ , ( OCF2CF2 - OCF2CF2CF2 ) m25-1 OCF2CF2 , _ ( OCF2CF2CF2CF2CF2 - OCF2 ) m28 , ( OCF2CF2CF2CF2CF2CF2 - OCF2 ) m28 , _ ( OCF2CF2 - OCF2CF2CF2 ) m28-1 OCF2CF2 , _ _ ( OCF2CF2 - OCF2CF2CF2CF2CF2 ) m28-1 OCF2CF2 , _
  • (OX) m includes ⁇ (OCF 2 ) m21 (OCF 2 CF 2 ) m22 ⁇ and (OCF 2 CF 2 - OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) m25 is preferred.
  • the (P) group has the above structure
  • the (L) group has a divalent group represented by the formula (L1), so that particularly friction resistance and lubricity Excellent compatibility with
  • ⁇ (OCF 2 ) m21 (OCF 2 CF 2 ) m22 ⁇ the ratio of m22 to m21 (m22/m21) is from 0.05 to 10.00 is preferred, 0.10 to 5.00 is more preferred, 0.12 to 2.00 is even more preferred, 0.14 to 1.50 is particularly preferred, and 0.16 to 0.85 is most preferred.
  • m21 is preferably 2 to 200 and m22 is 2 to 100, m21 is 10 to 100 and m22 is 5 to 50. More preferably, m21 is 15-60 and m22 is 5-30.
  • m25 is preferably 2 to 100, more preferably 3 to 50, still more preferably 5 to 14, and particularly preferably 7 to 13.
  • the (P) group preferably has a structure represented by the following formula (P1).
  • R f1 represents a fluoroalkyl group
  • each X independently represents a fluoroalkylene group
  • R f2 represents a fluoroalkylene group
  • m represents an integer of 2 or more.
  • R f1 is a fluoroalkyl group.
  • the number of carbon atoms in the fluoroalkyl group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 10, even more preferably from 1 to 6, from the viewpoint of improving the abrasion resistance of the surface layer.
  • a fluoroalkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the fluoroalkyl group may be one in which at least one of the hydrogen atoms in the alkyl group is replaced with a fluorine atom, and the ratio of the number of fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms and fluorine atoms in the fluoroalkyl group is 40% or more. It is preferably 60% or more, more preferably 80% or more.
  • Perfluoroalkyl groups 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 )-, etc., and from the viewpoint of more excellent water and oil repellency of the surface layer, CF 3 -, CF 3 CF 2 -, and CF 3 CF 2 CF 2 — is preferred.
  • R f2 is a fluoroalkylene group.
  • the number of carbon atoms in the fluoroalkylene group is preferably 1-6, more preferably 1-3.
  • the fluoroalkylene group may be linear or branched, and is preferably linear from the viewpoint of providing a surface layer with more excellent abrasion resistance.
  • the fluoroalkylene group has one or more fluorine atoms, preferably 1 to 10 fluorine atoms, particularly preferably 1 to 6 fluorine atoms.
  • the fluoroalkylene group may be one in which at least one of the hydrogen atoms in the alkylene group is replaced with a fluorine atom, and the ratio of the number of fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms and fluorine atoms in the fluoroalkylene group is 40% or more. It is preferably 60% or more, more preferably 80% or more.
  • the fluoroalkylene group may be a group in which all hydrogen atoms in the fluoroalkylene group are substituted with fluorine atoms (perfluoroalkylene group).
  • R f2 includes -CF 2 CHF-, -CHFCF 2 -, -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CHF-, -CHFCF 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CF2CF2CF2- , -CH2CF2CF2CF2CF2- , -CH2CF2CF2CF2CF2- , -CH2CF2CF2CF2CF2- , -CF2- , -CF2CF2- , -CF _ _ _ _ _ _ 2CF2- , -CF ( CF3 ) CF2- , -CF2CF2CF2CF2- , -CF ( CF3 ) CF2CF2- , -CF2CF2CF2CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 - and the like.
  • the (L) group is a divalent group represented by the formula (L1): -X 1 -NR 1 -(CH 2 ) n1 -.
  • X 1 represents a single bond or a divalent organic group
  • R 1 represents an alkyl group
  • n1 represents an integer of 1-10.
  • X1 represents a single bond or a divalent organic group.
  • the number of carbon atoms in the divalent organic group is preferably 1-20, more preferably 1-10, even more preferably 1-6.
  • divalent organic groups include ether group-containing groups, ester group-containing groups, carbonyl group-containing groups, alkylene groups, and fluoroalkylene groups having the number of carbon atoms described above.
  • alkylene group a linear or branched alkylene group is preferred.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 1-20, more preferably 1-10, even more preferably 1-6.
  • the fluoroalkylene group may be one in which at least one of the hydrogen atoms in the alkylene group is replaced with a fluorine atom, and the ratio of the number of fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms and fluorine atoms in the fluoroalkylene group is 40% or more. It is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably a perfluoroalkylene group.
  • the perfluoroalkylene group includes a fluoroalkylene group in which all or part of the hydrogen atoms of the alkylene group are replaced with fluorine atoms, and a perfluoroalkylene group in which all of the hydrogen atoms of the alkylene group are replaced with fluorine atoms. preferable.
  • the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, butylene group, each Pentylene groups and respective hexylene groups are included.
  • perfluoroalkylene groups having 1 to 6 carbon atoms include perfluoroalkylene groups in which all hydrogen atoms of the alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms are replaced with fluorine atoms.
  • R 1 represents an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and from the viewpoint of better abrasion resistance, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. 4 alkyl groups are more preferred. When the number of carbon atoms is 1 to 4, steric hindrance is small, so the "adhesion site with the base material" derived from the reactive silyl group is considered to be well adhered to the base material, and the abrasion resistance is particularly improved.
  • R 1 may be a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, or an n-pentyl group, and may be a methyl group, an ethyl group, or an n-butyl group, a methyl group, or an n-butyl group. or a methyl group.
  • n1 represents an integer of 1 to 10, preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, from the viewpoint of better abrasion resistance.
  • R 1 is the same as the definition of R 1 in formula (L1), and n11 represents an integer of 1-3.
  • a reactive silyl group means a hydrolyzable silyl group and a silanol group (Si—OH).
  • a hydrolyzable silyl group becomes a silanol group represented by Si—OH through a hydrolysis reaction.
  • the silanol groups further undergo a dehydration condensation reaction between silanol groups to form Si--O--Si bonds.
  • the silanol group can undergo a dehydration condensation reaction with a hydroxyl group present on the surface of the substrate to form a bond of the Si—O—substrate.
  • the number of reactive silyl groups in one molecule of the specific fluorine-containing ether compound is 1 or more, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2.
  • the multiple reactive silyl groups may be the same or different. From the viewpoint of availability of raw materials and ease of production of the fluorine-containing ether compound, it is preferable that the plurality of reactive silyl groups are the same.
  • each R 2 independently represents a monovalent hydrocarbon group
  • each L independently represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group
  • n represents an integer of 0-2.
  • Each R 2 is independently a monovalent hydrocarbon group, preferably a monovalent saturated hydrocarbon group.
  • the number of carbon atoms in R 2 is preferably 1-6, more preferably 1-3, even more preferably 1-2.
  • Each L is independently a hydrolyzable group or a hydroxyl group.
  • the hydrolyzable group represented by L is a group that becomes a hydroxyl group through a hydrolysis reaction.
  • Examples of the hydrolyzable group L 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 an aryloxy group having 3 to 10 carbon atoms is preferred.
  • the aryl group of the aryloxy group may be an aryl group containing no heteroatom or a heteroaryl group.
  • a chlorine atom is preferable as the halogen atom.
  • As the acyl group an acyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferred.
  • an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferred.
  • L is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom.
  • L is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of less outgassing during application and excellent storage stability of the fluorine-containing ether compound, and when long-term storage stability of the fluorine-containing ether compound is required.
  • n is an integer of 0-2. n is preferably 0 or 1, more preferably 0.
  • the adhesion of the surface layer to the base material becomes stronger.
  • n is 1 or less, multiple Ls present in one molecule may be the same or different. From the viewpoint of availability of raw materials and ease of production of the fluorine-containing ether compound, it is preferable that the plurality of L's are the same.
  • n is 2, multiple R 2 present in one molecule may be the same or different. From the viewpoint of the availability of raw materials and the ease of production of the fluorine-containing ether compound, they are preferably the same.
  • the (S) group is preferably a group represented by the following formula (S1) or (S2).
  • Formula (S2): —CH (3-p) [(CH 2 ) n2 —Si(R 2 ) n L 3-n ] p In formulas (S1) and (S2), each R 2 independently represents a monovalent hydrocarbon group, L each independently represents a hydrolyzable group or a hydroxyl group, p represents 2 or 3, n represents an integer of 0 to 2, n2 represents an integer of 1-10.
  • p 2 or 3
  • 3 is preferable from the viewpoint of better abrasion resistance.
  • n2 represents an integer of 1 to 10, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3, from the viewpoint of better abrasion resistance.
  • the specific fluorine-containing ether compound includes compounds having the following structures in which Formula (P1), Formula (L1), and Formula (S1) or (S2) are combined.
  • R f1 —(OX) m OR f2 —X 1 —NR 1 —(CH 2 ) n1 —Si(R 2 ) n L 3-n
  • R f1 —(OX) m OR f2 —X 1 —NR 1 —(CH 2 ) n1 —CH (3-p) [(CH 2 ) n2 —Si(R 2 ) n L 3-n ] p
  • the details of each code are as described above.
  • the fluorine-containing ether mixture of the present disclosure contains two or more specific fluorine-containing ether compounds, or one or more specific fluorine-containing ether compounds and a fluorine-containing ether compound other than the specific fluorine-containing ether compounds.
  • the fluorine-containing ether mixture is also referred to as "specific fluorine-containing ether mixture”.
  • a specific fluorine-containing ether mixture is a mixture of two or more fluorine-containing ether compounds containing a specific fluorine-containing ether compound.
  • fluorine-containing ether compound other than the specific fluorine-containing ether compound examples include a linking group having a poly(oxyfluoroalkylene) chain and a reactive silyl group, both of which have a structure different from that of formula (L1). compounds that are linked via As the fluorine-containing ether compound other than the specific fluorine-containing ether compound, a compound that is unlikely to deteriorate the properties of the specific fluorine-containing ether compound is preferable.
  • the fluorine-containing ether compounds other than the specific fluorine-containing ether compound may be used singly or in combination of two or more.
  • fluorine-containing ether compounds other than the specific fluorine-containing ether compounds include those described in the following documents. perfluoropolyether-modified aminosilanes described in JP-A-11-029585 and JP-A-2000-327772; a silicon-containing organic fluorine-containing polymer described in Japanese Patent No. 2874715; Organosilicon compounds described in JP-A-2000-144097, Fluorinated siloxane described in JP-T-2002-506887, Organosilicone compounds described in JP-T-2008-534696, a fluorinated modified hydrogen-containing polymer described in Japanese Patent No. 4138936; The compounds described in US Patent Application Publication No.
  • fluorine-containing ether compounds other than specific fluorine-containing ether compounds include KY-100 series (KY-178, KY-185, KY-195, etc.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Afluid (registered trademark) manufactured by AGC; ) S550; Optool (registered trademark) DSX, Optool (registered trademark) AES, Optool (registered trademark) UF503, Optool (registered trademark) UD509 manufactured by Daikin Industries; Fomblin (registered trademark), Galden (registered trademark) manufactured by Solvay ), Fluorolink (registered trademark); Krytox (registered trademark) manufactured by Chemours, and the like.
  • Fluorine-containing ether compounds other than the specific fluorine-containing ether compound also include fluorine-containing ether compounds that are by-produced in the production process of the specific fluorine-containing ether compound.
  • Examples of the by-product fluorine-containing ether compound include CF 3 CF 2 CF 2 O[CF 2 obtained as a by-product of the fluorine-containing ether compound produced by the method described in Example 13-7 of WO 2018/216630.
  • the content of the fluorine-containing ether compound other than the specific fluorine-containing ether compound is preferably 0% by mass or more and less than 90% by mass, more preferably 0% by mass or more and less than 70% by mass, based on the total mass of the specific fluorine-containing ether compound. , more preferably 0% by mass or more and less than 50% by mass, and particularly preferably 0% by mass or more and less than 30% by mass.
  • the coating agent of the present disclosure contains a specific fluorine-containing ether compound or a specific fluorine-containing ether mixture.
  • a specific fluorine-containing ether compound or a specific fluorine-containing ether mixture can be used alone to form a surface layer on a substrate (dry coating method described later).
  • a composition containing other components than the specific fluorine-containing ether compound or the specific fluorine-containing ether mixture may be used (dry coating method and wet coating method described later). .
  • a specific fluorine-containing ether compound, a specific fluorine-containing ether mixture, and a composition containing a specific fluorine-containing ether compound or a specific fluorine-containing ether mixture and other components, which are used for coating a substrate are all ""coatingagent".
  • the coating agent may contain a liquid medium.
  • liquid media include water and organic solvents.
  • a liquid medium refers to a medium that is liquid at 25°C.
  • the liquid medium preferably contains an organic solvent, and more preferably contains an organic solvent having a boiling point of 35 to 250° C. from the viewpoint of excellent coatability.
  • boiling point means normal boiling point.
  • the organic solvent include fluorine-based organic solvents and non-fluorine-based organic solvents, and from the viewpoint of excellent solubility, fluorine-based organic solvents are preferred.
  • An organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • Fluorinated organic solvents include fluorinated alkanes, fluorinated aromatic compounds, fluoroalkyl ethers, fluorinated alkylamines, fluoroalcohols and the like.
  • the fluorinated alkane is preferably a compound having 4 to 8 carbon atoms.
  • Examples of compounds having 4 to 8 carbon atoms include C 6 F 13 H (AC-2000: product name, manufactured by AGC), C 6 F 13 C 2 H 5 (AC-6000: product name, manufactured by AGC), C 2 F 5 CHFCHFCF 3 (Vertrell: product name, manufactured by Chemours) and the like.
  • Fluorinated aromatic compounds include hexafluorobenzene, trifluoromethylbenzene, perfluorotoluene, 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, and 1,4-bis(trifluoromethyl)benzene.
  • Fluoroalkyl ethers are preferably compounds having 4 to 12 carbon atoms. Examples of fluoroalkyl ethers 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, manufactured by 3M), and C 4 F.
  • Fluorinated alkylamines include perfluorotripropylamine, perfluorotributylamine, and the like.
  • Fluoroalcohols include 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 2,2,2-trifluoroethanol, hexafluoroisopropanol and the like.
  • non-fluorine organic solvent a compound consisting only of hydrogen atoms and carbon atoms, and a compound consisting only of hydrogen atoms, carbon atoms and oxygen atoms are preferable.
  • examples of such compounds include hydrocarbon-based organic solvents, ketone-based organic solvents, ether-based organic solvents, ester-based organic solvents, and alcohol-based organic solvents.
  • hydrocarbon-based organic solvents include hexane, heptane, cyclohexane, and the like.
  • Ketone organic solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and the like.
  • ether-based organic solvents examples include diethyl ether, tetrahydrofuran, tetraethylene glycol dimethyl ether, and the like. Ethyl acetate, butyl acetate, etc. are mentioned as an ester type organic solvent.
  • alcoholic organic solvents include isopropyl alcohol, ethanol, n-butanol and the like.
  • the content of the liquid medium is preferably 70.00 to 99.99% by mass, more preferably 75.00 to 99.50% by mass, relative to the total mass of the coating agent.
  • the coating agent may contain components other than the specific fluorine-containing ether compound, the fluorine-containing ether compound other than the specific fluorine-containing ether compound, and the liquid medium.
  • the coating agent may contain by-products produced in the manufacturing process of the specific fluorine-containing ether compound and optionally other fluorine-containing ether compounds, residual unreacted raw materials, and the like.
  • the coating agent may also contain additives such as acid catalysts and basic catalysts that promote hydrolysis and condensation reaction of the hydrolyzable silyl groups.
  • Acid catalysts include hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfonic acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and the like.
  • Basic catalysts include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and the like.
  • the content of such components is the total mass of the components of the coating agent excluding the liquid medium. 0 to 10% by mass is preferable, 0 to 5% by mass is more preferable, and 0 to 1% by mass is even more preferable.
  • An article of the present disclosure has a substrate and a surface layer formed on the substrate with the coating agent.
  • the surface layer contains a compound obtained by hydrolysis reaction and condensation reaction of a specific fluorine-containing ether compound.
  • the thickness of the surface layer is preferably 1 to 100 nm, particularly preferably 1 to 50 nm. When the thickness of the surface layer is equal to or greater than the lower limit, the effect of the surface layer can be obtained satisfactorily. When the thickness of the surface layer is equal to or less than the upper limit, the utilization efficiency of the coating agent is high.
  • the thickness of the surface layer is obtained by obtaining an interference pattern of reflected X-rays by X-ray reflectance method (XRR) using an X-ray diffractometer for thin film analysis (for example, product name “ATX-G”, manufactured by RIGAKU). , can be calculated from the oscillation period of this interference pattern.
  • XRR X-ray reflectance method
  • Substrates include other items (stylus, etc.), substrates that may be used in contact with human fingers, substrates that may be held with human fingers during operation, and other items (placing table, etc.).
  • a substrate or the like on which it may be placed is preferred. Since the coating agent of the present disclosure can impart water and oil repellency and abrasion resistance to a substrate, it is particularly useful when using a substrate that requires imparting water and oil repellency and abrasion resistance.
  • Materials for the substrate include metal, resin, glass, sapphire, ceramic, stone, fiber, non-woven fabric, paper, wood, natural leather, artificial leather, and composite materials thereof.
  • the glass may be chemically strengthened.
  • the base material is preferably a touch panel base material or a display base material, and more preferably a touch panel base material.
  • the touch panel substrate preferably has translucency.
  • the term "having translucency" means that the vertical incidence type visible light transmittance according to JIS R3106:2019 (ISO 9050:2003) is 25% or more.
  • Glass or transparent resin is preferable as the material of the touch panel substrate. Interior goods; transportation equipment (automobiles, etc.); signboards or bulletin boards; drinking vessels or tableware; water tanks; packaging containers; glass or resin used for art, sports or games;
  • As the base material glass or resin used for exterior parts (excluding display parts) of devices such as mobile phones (smartphones, etc.), personal digital assistants, game machines, remote controllers, etc. is also preferable.
  • the shape of the substrate may be plate-like, film-like, or the like.
  • the article is a touch panel, and the surface layer is formed on the surface of a member that constitutes the surface of the touch panel that is touched by a finger.
  • the surface layer may be formed directly on the surface of the substrate, or may be formed on the substrate via another film formed on the surface of the substrate.
  • the other films include compounds described in paragraphs 0089 to 0095 of International Publication No. WO 2011/016458, base films formed on the surface of the base material by treating the base material with SiO 2 or the like. be done.
  • Articles of the present disclosure can be manufactured, for example, in the following manner.
  • a method of manufacturing an article comprising applying the coating agent of the present disclosure to the surface of a substrate by a dry coating method to form a surface layer on the substrate.
  • a method of manufacturing an article comprising applying the coating agent of the present disclosure to the surface of a substrate by a dry coating method to form a surface layer on the substrate.
  • Dry coating methods include vacuum deposition, CVD, and sputtering.
  • the vacuum deposition method is preferable from the viewpoint of suppressing the decomposition of the specific fluorine-containing ether compound and from the viewpoint of the simplicity of the apparatus.
  • a pellet-like material obtained by impregnating a metal porous material such as iron or steel with a coating agent containing a liquid medium and drying may be used.
  • wet coating methods include spin coating, wipe coating, spray coating, squeegee coating, dip coating, die coating, inkjet, flow coating, roll coating, casting, Langmuir-Blodgett, and gravure. A coat method and the like can be mentioned.
  • the drying temperature of the coating film is preferably 20 to 200°C, more preferably 80 to 160°C.
  • a specific fluorine-containing ether compound is hydrolyzed in advance using a catalyst such as an acid catalyst or a basic catalyst, and a composition containing the hydrolyzed compound and a liquid medium is used as a coating agent. good too.
  • compounds 1-8 compounds 1, 2, and 4-6 are compounds according to embodiments of the present disclosure, and the others are comparative compounds. Further, among Examples 1 to 10, Examples 1, 2, 4 to 6, and 9 are examples, and the others are comparative examples.
  • Step 2 In a 100 mL tetrafluoroethylene-perfluoro(alkoxyvinyl ether) copolymer eggplant flask, 5.0 g of compound 1-1 and platinum/1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex were added. 0.03 g of xylene solution (platinum content: 2% by mass), 0.36 g of trimethoxysilane, 0.01 g of aniline and 2.0 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene were added, and the mixture was heated to room temperature ( 25° C.) for 8 hours.
  • Step 2 Compound 2-1 was obtained in the same manner as in the synthesis of compound 1-1, except that N-butylallylamine was used instead of N-methylallylamine as a starting material.
  • Step 3 Compound 2 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 2-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF3- OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2 ) mOCF2CF2OCF2CF2CF2 - C ( O ) N ( CH2CH2CH2CH3 ) CH2CH2CH2 _ _ _ _ _ —Si(OCH 3 ) 3 (compound 2) Average value of unit number m: 13, Mn: 4,929.
  • Step 1 10.0 g of N-pentylallylamine was obtained in the same manner as described in Example 3 of Japanese Patent No. 6384430, except that n-pentylamine was used instead of n-butylamine.
  • Step 2 Compound 4-1 was obtained in the same manner as in the synthesis of compound 1-1, except that N-pentylallylamine was used instead of N-methylallylamine as a starting material.
  • CF3- OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2 ) x5OCF2CF2OCF2CF2CF2 - C ( O ) N ( CH2CH2CH2CH3 ) CH2 - CH _ _ ⁇ CH 2
  • Compound 4-1 Average value of unit number m: 13, Mn: 4,821.
  • Step 3 Compound 4 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 4-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF3- OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2 ) mOCF2CF2OCF2CF2CF2 - C ( O ) N ( CH2CH2CH2CH2CH3 ) CH2CH2 _ _ _ _ _ CH 2 —Si(OCH 3 ) 3 (compound 4) Average value of unit number m: 13, Mn: 4,943.
  • Step 1 In the method described in Example 3-3 of Examples of International Publication No. 2017/038832, compound 5-1 was obtained by performing the same operation except using N-methylallylamine instead of diallylamine.
  • CF 3 (OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ) m OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 —CH 2 —N(CH 3 )CH 2 —CH ⁇ CH 2 (compound 5 -1) Average value of unit number m: 13, Mn: 4,751.
  • Step 2 Compound 5 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 5-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF3- OCF2CF2OCF2CF2CF2CF2 ) mOCF2CF2OCF2CF2CF2 - CH2 - N ( CH3 ) CH2CH2CH2 - Si ( OCH3 ) 3 _ ...
  • compound 5 Average value of unit number m: 13, Mn: 4,837.
  • Step 1 CF 3 CF 2 CF 2 -O-CF 2 -CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O-CF in analogy to the method described in Examples 13-6 of WO 2018/216630 10.0 g of 2-(CF 2 O ) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ -CF 2 -C(O)OCH 3 was obtained. Subsequently, 1.54 g of N-methylallylamine, 1.12 g of 4-pyrrolidinopyridine and 3 g of AC-2000 were added and stirred at 0° C. for 200 hours.
  • Step 2 Compound 6 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 6-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF 3 CF 2 CF 2 --O--CF 2 --CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O--CF 2 --(CF 2 O) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ —CF 2 —C(O)N(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 —Si(OCH 3 ) 3
  • Step 1 Compound 7-1 was obtained in the same manner as in the preparation of compound 6-1, except that allylamine was used instead of N-methylallylamine.
  • CF 3 CF 2 CF 2 --O--CF 2 --CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O--CF 2 --(CF 2 O) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ —CF 2 —C(O)NHCH 2 —CH ⁇ CH 2
  • Compound 7-1 Average value of unit number x1: 21, average value of unit number x2: 20, Mn: 4,592
  • Step 2 Compound 7 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 7-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF 3 CF 2 CF 2 --O--CF 2 --CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O--CF 2 --(CF 2 O) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ —CF 2 —C(O)NHCH 2 CH 2 CH 2 —Si(OCH 3 ) 3
  • Step 1 Compound 8-1 was obtained by performing the same operation except that diallylamine was used instead of N-methylallylamine in the production of compound 6-1.
  • CF 3 CF 2 CF 2 --O--CF 2 --CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O--CF 2 --(CF 2 O) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ —CF 2 —C(O)N[CH 2 —CH ⁇ CH 2 ] 2
  • Compound 8-1 Average value of unit number x1: 21, average value of unit number x2: 20, Mn: 4,634.
  • Step 2 Compound 8 was obtained in the same manner as in step 2 of the production example of compound 1, except that compound 8-1 was used instead of compound 1-1 as a starting material.
  • CF 3 CF 2 CF 2 --O--CF 2 --CF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O--CF 2 --(CF 2 O) ⁇ (CF 2 O) x1 (CF 2 CF 2 O) x2 ⁇ —CF 2 —C(O)N[CH 2 CH 2 CH 2 —Si(OCH 3 ) 3 ] 2
  • Compound 8 Average value of unit number x1: 21, average value of unit number x2: 20, Mn: 4,876.
  • a base material non-alkali glass (Eagle XG: product name, manufactured by Corning, 50 mm ⁇ 50 mm, thickness 0.5 mm)
  • the vacuum deposition apparatus is 5 ⁇ 10 -3 Pa or less.
  • a vapor deposition vessel containing the fluorine-containing ether compound synthesized above was placed at a position at a distance of 1000 mm so as to face one of the main surfaces of the substrate and heated to 300° C. by resistance heating to vacuum-deposit the fluorine-containing ether compound.
  • a surface layer with a thickness of 10 nm was formed.
  • the temperature of the fluorine-containing ether compound in each example was 300°C. After that, the obtained substrate with a surface layer was heated at a temperature of 200° C. for 30 minutes (post-treatment).
  • the coating agent formed on the substrate is heated at 120 ° C. for 10 It was dried for a minute to obtain a base material with a surface layer.
  • the thickness of the surface layer was 10 nm.
  • ⁇ Evaluation method> [Method for measuring water contact angle]
  • the contact angle of approximately 2 ⁇ L of distilled water placed on the surface of the surface layer was measured using a contact angle measurement device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., DM-500). Measurements were performed at five different points on the surface of the surface layer, and the average value was calculated. The 2 ⁇ method was used to calculate the contact angle.
  • Initial water contact angle The initial water contact angle of the surface layer was measured by the method described above. Evaluation criteria are as follows. Initial water contact angle: A: 115 degrees or more. B: 110 degrees or more and less than 115 degrees. C: 100 degrees or more and less than 110 degrees. D: Less than 100 degrees.
  • the dynamic friction coefficient of the surface layer against artificial skin was measured using a variable load type friction and wear test system (manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd., HHS2000), contact area: 3 cm ⁇ 3 cm, load: 0.98 N was measured under the conditions of The smaller the coefficient of dynamic friction, the better the lubricity. Evaluation criteria are as follows. A: The dynamic friction coefficient is 0.3 or less. B: The dynamic friction coefficient is more than 0.3 and 0.4 or less. C: The dynamic friction coefficient is more than 0.4 and 0.5 or less. D: The dynamic friction coefficient is over 0.5.
  • a surface layer was formed on the base material using compounds 1 to 8, and each evaluation was performed.
  • the evaluation results of each example are shown in the table below.
  • Examples 1, 2, 4 to 6, and 9 the eraser abrasion resistance evaluation was A or B, and it was confirmed that excellent abrasion resistance was obtained. Comparing Examples 1 to 4, even with the same poly(oxyfluoroalkylene) chain and reactive silyl group, especially when an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is attached to the nitrogen atom of the linking group, It was found that excellent abrasion resistance was obtained. Moreover, excellent lubricity was confirmed in any of the examples.

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Abstract

ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基と、式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基と、反応性シリル基を有する1価の基と、を有し、前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-X-と連結し、前記反応性シリル基を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-(CHn1-と連結している、含フッ素エーテル化合物;前記化合物を含む混合物及びコーティング剤;並びに前記コーティング剤を用いた物品及び物品の製造方法:式(L1)中、Xは単結合又は2価の有機基を表し、Rはアルキル基を表し、n1は1~10の整数を表す。

Description

含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、コーティング剤、物品及び物品の製造方法
 本開示は、含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、コーティング剤、物品及び物品の製造方法に関する。
 含フッ素化合物は、高い潤滑性、撥水撥油性等を示すため、表面処理剤に好適に用いられる。表面処理剤によって基材の表面に撥水撥油性を付与すると、基材の表面の汚れを拭き取りやすくなり、汚れの除去性が向上する。含フッ素化合物の中でも、フルオロアルキレン鎖中にエーテル結合が存在するポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する含フッ素エーテル化合物は、柔軟性に優れる化合物であり、特に油脂等の汚れの除去性に優れる。
 含フッ素エーテル化合物としては、ポリ(オキシペルフルオロアルキレン)鎖を有し、末端に加水分解性シリル基を有する化合物が広く用いられている(例えば、特許文献1~3参照)。特許文献1~3の含フッ素エーテル化合物は、初期の撥水撥油性が高く、耐摩擦性及び指紋汚れ除去性に優れる表面処理層を形成可能であるとされている。
国際公開第2013/121984号 国際公開第2013/121985号 国際公開第2013/121986号
 近年、コーティングによる表面層の耐摩擦性の要求レベルが高まっている。例えば、スマートフォンのカバーガラス等の、人が指で触れる部位の表面層の耐摩擦性は、従来のセルロース不織布等を用いた評価方法に替えて、又はこれに加えて、より条件の厳しい消しゴムを用いた評価が行われるようになっている。一方、従来の含フッ素エーテル化合物では、消しゴムを用いた耐摩擦性によれば評価が十分ではないことが分かった。したがって、従来の評価方法より厳しい条件でも表面層の優れた耐摩擦性が得られる技術が望まれている。
 かかる状況に鑑み、本開示は、耐摩擦性に優れる表面層を形成可能な含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、及びコーティング剤、並びにこれらを用いた物品及びその製造方法の提供に関する。
 上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
<1> ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基と、
 式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基と、
 反応性シリル基を有する1価の基と、
を有し、
 前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-X-と連結し、前記反応性シリル基を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-(CHn1-と連結している、含フッ素エーテル化合物:
 式(L1)中、
 Xは単結合又は2価の有機基を表し、
 Rはアルキル基を表し、
 n1は1~10の整数を表す。
<2> 式(L1)中、Xが-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-CH-O-、-O-CH-、-CH-O-CH-、炭素数1~6のアルキレン基、又は炭素数1~6のペルフルオロアルキレン基である、<1>に記載の含フッ素エーテル化合物。
<3> 式(L1)中、Rが炭素数1~4のアルキル基である、<1>又は<2>に記載の含フッ素エーテル化合物。
<4> 前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖中のフルオロアルキレン基の炭素数がそれぞれ独立に1~6である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物。
<5> 前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基が、式(P1):Rf1-(OX)-O-Rf2-で表される構造を有する、<1>~<4>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物;
 式(P1)中、
 Rf1はフルオロアルキル基を表し、
 Xはそれぞれ独立にフルオロアルキレン基を表し、
 Rf2はフルオロアルキレン基を表し、
 mは2以上の整数を表す。
<6> 前記反応性シリル基を有する1価の基が、下記式(S1)又は(S2)で表される、<1>~<5>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物;
 式(S1):-Si(R3-n
 式(S2):-CH(3-p)[(CHn2-Si(R3-n
 式(S1)及び(S2)中、
 Rはそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、
 Lはそれぞれ独立に加水分解性基又は水酸基を表し、
 pは2又は3を表し、
 nは0~2の整数を表し、
 n2は1~10の整数を表す。
<7> <1>~<6>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物を2種以上含むか、又は<1>~<6>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物の1種以上と<1>~<6>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物とを含む、含フッ素エーテル混合物。
<8> <1>~<6>のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物又は<7>に記載の含フッ素エーテル混合物を含むコーティング剤。
<9> さらに液状媒体を含む、<8>に記載のコーティング剤。
<10> 基材と、<8>又は<9>に記載のコーティング剤により前記基材上に形成される表面層と、を有する物品。
<11> 前記物品がタッチパネルであり、前記表面層は前記タッチパネルの指で触れる面を構成する部材の表面に形成されている、<10>に記載の物品。
<12> <8>に記載のコーティング剤をドライコーティング法によって基材の表面に付与して、前記基材上に表面層を形成することを含む、物品の製造方法。
<13> <9>に記載のコーティング剤をウェットコーティング法によって基材の表面に付与することと、
 前記コーティング剤を付与した基材を乾燥させて、前記基材上に表面層を形成することと、
を含む、物品の製造方法。
 本開示によれば、耐摩擦性に優れる表面層を形成可能な含フッ素エーテル化合物、含フッ素エーテル混合物、及びコーティング剤、並びにこれらを用いた物品及びその製造方法が提供される。
 以下、本開示の実施形態を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本開示の実施形態は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示の実施形態を制限するものではない。
 本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
 本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
 本開示において、「アルキル基」及び「アルキレン基」との語は、置換基を有する旨の特段の指定がない限り、それぞれ非置換のアルキル基及び非置換のアルキレン基を意味する。
<含フッ素エーテル化合物>
 本開示の含フッ素エーテル化合物は、
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基と、
 式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基と、
 反応性シリル基を有する1価の基と、
を有し、
 前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-X-と連結し、前記反応性シリル基を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-(CHn1-と連結している。
 式(L1)中、
 Xは単結合又は2価の有機基を表し、
 Rはアルキル基を表し、
 n1は1~10の整数を表す。
 本開示において、前記含フッ素エーテル化合物を「特定含フッ素エーテル化合物」ともいう。
 本開示において、特定含フッ素エーテル化合物の各基を以下のように示すことがある。
(P)基:前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基
(L)基:前記式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基
(S)基:前記反応性シリル基を有する1価の基
 特定フッ素エーテル化合物は(P)基-(L)基-(S)基で示される構造を有する。
 本開示において、特定含フッ素エーテル化合物の全体構造又は部分構造を示す場合、左側が(P)基側、右側が(S)基側となるように記載する。
 特定フッ素エーテル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。  
 発明者らは、特定含フッ素エーテル化合物を用いると、耐摩擦性に優れる表面層を形成できることを見出した。この理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推測される。
 従来、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する基と、反応性シリル基を有する基と、の連結部に-NH-基を有するものが知られている。-NH-基は、化合物の基材への塗布時に基材表面と水素結合を形成し、反応性シリル基に由来する「基材との接着部位」として意図される部位が基材と結合することを妨げてしまうと考えられる。一方、特定含フッ素エーテル化合物は、-NH-基の水素原子がアルキル基に置き換えられているため、基材との水素結合を形成しにくく、反応性シリル基に由来する「基材との接着部位」として意図される部位が効率的に基材と結合すると考えられる。そのため、基材に結合する特定含フッ素エーテル化合物又はこれを含む組成物の量が増え、耐摩擦性が向上すると考えられる。
 以下、特定含フッ素エーテル化合物の各基の構造を詳述する。
〔ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基((P)基)〕
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖は、下式で表される単位を複数含む。
 式:(OX)
 式中、Xはそれぞれ独立にフルオロアルキレン基を表す。
 ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖中のフルオロアルキレン基の炭素数は、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは、それぞれ独立に、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 フルオロアルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
 フルオロアルキレン基におけるフッ素原子の数は、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは、炭素原子の数の1~2倍が好ましく、1.7~2倍がより好ましい。
 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)であってもよく、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは、ペルフルオロアルキレン基が好ましい。
 (OX)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-、-O-cycloC-等が挙げられる。
 ここで、-cycloC-は、ペルフルオロシクロブタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロブタン-1,2-ジイル基が挙げられる。
 (OX)の繰り返し数mは、2以上の整数であり、2~500の整数が好ましく、2~200の整数がより好ましく、5~150の整数が更に好ましく、5~100の整数が特に好ましく、10~75の整数が最も好ましい。
 (OX)は、1種の(OX)の繰り返しでもよく、2種以上の(OX)を含んでいてもよい。2種以上の(OX)の結合順序は限定されず、ランダム、交互、又はブロックに配置されてもよい。
 2種以上の(OX)を含むとは、特定含フッ素エーテル化合物中において、例えば、炭素数の異なる2種以上の(OX)が存在すること、水素原子数が異なる2種以上の(OX)が存在すること、水素原子の位置が異なる2種以上の(OX)が存在すること、又は炭素数が同一であっても側鎖の有無、側鎖の種類(側鎖の数、側鎖の炭素数等)等が異なる2種以上の(OX)が存在することをいう。
 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を形成する観点からは、オキシペルフルオロアルキレン基である(OX)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、(OX)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(OX)の数の割合は、50~100%が好ましく、80~100%がより好ましく、90~100%が更に好ましい。
 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、及び、片末端又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個又は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。
 本開示において、2種以上の(OX)の配置は以下のように表記する。例えば、{(OCFm21(OCFCFm22}で表される構造は、m21個の(OCF)とm22個の(OCFCF)とがランダムに配置されていることを表す。また、(OCFCF-OCFCFCFCFm25で表される構造は、m25個の(OCFCF)とm25個の(OCFCFCFCF)とが交互に配置されていることを表す。
 (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・(O-cycloCmg(6-mg)m17が好ましい。ここで、-cycloCmg(6-mg)は、フルオロシクロブタン-ジイル基を表し、フルオロシクロブタン-1,2-ジイル基が好ましい。
 式中、maは0又は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の整数であり、mgは0~5の整数である。
 m11、m12、m13、m14、m15、m16及びm17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+m17は2以上の整数であり、2~500の整数が好ましく、2~200の整数がより好ましく、5~150の整数が更に好ましく、5~100の整数が特に好ましく、10~50の整数が最も好ましい。
 なかでも、m12は2以上の整数が好ましく、2~200の整数がより好ましい。
 また、Cmc(6-mc)、Cmd(8-md)、Cme(10-me)及びCmf(12-mf)は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは直鎖状が好ましい。
 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、例えば、(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))~(O-cycloCmg(6-mg))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~m17のうちの2つ以上が0以外の場合(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、ブロック配列及びそれら配列の組合せのいずれであってもよい。
 上記式において、同じ式で表されるオキシフルオロアルキレン単位が2個以上存在する場合、各オキシフルオロアルキレン単位は同一であっても異なっていてもよい。例えば、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。
 (OX)としては、下記構造が好ましい。
 {(OCFm21(OCFCFm22}、
 (OCFCFm23
 (OCFCFCFm24
 (OCFCF-OCFCFCFCFm25
 (OCFCFCFCFCFm26(OCFm27
 (OCFCFCFCFCFm26(OCFCFm27
 (OCFCFCFCFCFCFm26(OCFm27
 (OCFCFCFCFCFCFm26(OCFCFm27
 (OCFCFCFCFCF-OCFm28
 (OCFCFCFCFCF-OCFCFm28
 (OCFCFCFCFCFCF-OCFm28
 (OCFCFCFCFCFCF-OCFCFm28
 (OCF-OCFCFCFCFCFm28
 (OCF-OCFCFCFCFCFCFm28
 (OCFCF-OCFCFCFCFCFm28
 (OCFCF-OCFCFCFCFCFCFm28
 式中、m21は1以上の整数であり、m22は1以上の整数であり、m21+m22は2~500の整数であり、m23及びm24はそれぞれ独立に、2~500の整数であり、m25は、1~250の整数であり、m26及びm27はそれぞれ独立に、1以上の整数であり、m26+m27は、2~500の整数であり、m28は、1~250の整数である。
 (OX)としては、特定含フッ素エーテル化合物を製造しやすい観点からは、下記構造が好ましい。
 {(OCFm21(OCFCFm22}、
 (OCFCFCFm24
 (OCFCF{(OCFm21(OCFCFm22-2}、
 (OCFCF-OCFCFCFCFm25-1OCFCF
 (OCFCFCFCFCF-OCFm28
 (OCFCFCFCFCFCF-OCFm28
 (OCFCF-OCFCFCFCFCFm28-1OCFCF
 (OCFCF-OCFCFCFCFCFCFm28-1OCFCF
 ただし、m22-2、m25-1及びm28-1はそれぞれ1以上の整数となる。
 一態様において、表面層の耐摩擦性及び表面層の潤滑性に優れる観点からは、(OX)としては、{(OCFm21(OCFCFm22}、及び(OCFCF-OCFCFCFCFm25が好ましい。本開示の特定含フッ素エーテル化合物において、(P)基に上記構造を有し、(L)基に式(L1)で表される2価の基を有することで、特に耐摩擦性と潤滑性の両立に優れる。
 {(OCFm21(OCFCFm22}において、m21に対するm22の比(m22/m21)は、表面層の耐摩擦性及び指紋汚れ除去性がより優れる観点からは、0.05~10.00が好ましく、0.10~5.00がより好ましく、0.12~2.00が更に好ましく、0.14~1.50が特に好ましく、0.16~0.85が最も好ましい。
 {(OCFm21(OCFCFm22}において、m21が2~200であり、かつm22が2~100であることが好ましく、m21が10~100であり、かつm22が5~50であることがより好ましく、m21が15~60であり、かつm22が5~30であることが更に好ましい。
 (OCFCF-OCFCFCFCFm25において、m25は2~100が好ましく、3~50がより好ましく、5~14が更に好ましく、7~13が特に好ましい。
 (P)基は、下記式(P1)で表される構造を有することが好ましい。
 式(P1):Rf1-(OX)-O-Rf2
 式(P1)中、
 Rf1はフルオロアルキル基を表し、
 Xはそれぞれ独立にフルオロアルキレン基を表し、
 Rf2はフルオロアルキレン基を表し、
 mは2以上の整数を表す。
 式(P1)中、(OX)の詳細は上述の通りである。
 式(P1)中、Rf1はフルオロアルキル基である。
 フルオロアルキル基中の炭素数は、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 フルオロアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。
 フルオロアルキル基は、アルキル基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子に置き換えられたものであればよく、フルオロアルキル基における水素原子とフッ素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が40%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましい。
 フルオロアルキル基としては、ペルフルオロアルキル基が好ましい。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、表面層の撥水撥油性がより優れる観点からは、CF-、CFCF-、及びCFCFCF-が好ましい。
 式(P1)中、Rf2は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、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
 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く、表面層の耐摩擦性がより優れる観点からは、直鎖状が好ましい。
 フルオロアルキレン基は、フッ素原子を1個以上有し、フッ素原子の数は1~10個が好ましく、1~6個が特に好ましい。
 フルオロアルキレン基は、アルキレン基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子に置き換えられたものであればよく、フルオロアルキレン基における水素原子とフッ素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が40%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましい。
 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。
 Rf2としては、-CFCHF-、-CHFCF-、-CHCF-、-CFCFCHF-、-CHFCFCF-、-CHCFCF-、-CHCFCFCF-、-CHCFCFCFCF-、-CHCFCFCFCFCF-、-CF-、-CFCF-、-CFCFCF-、-CF(CF)CF-、-CFCFCFCF-、-CF(CF)CFCF-、-CFCFCFCFCF-、-CFCFCFCFCFCF-等が挙げられる。
〔式(L1)で表される2価の基((L)基)〕
 (L)基は、式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基である。
 式(L1)中、
 Xは単結合又は2価の有機基を表し、
 Rはアルキル基を表し、
 n1は1~10の整数を表す。
 式(L1)中、Xは単結合又は2価の有機基を表す。
 2価の有機基の炭素数は1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。2価の有機基としては、上記炭素数を有するエーテル基含有基、エステル基含有基、及びカルボニル基含有基、アルキレン基、及びフルオロアルキレン基が挙げられる。
 アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 フルオロアルキレン基は、アルキレン基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子に置き換えられたものであればよく、フルオロアルキレン基における水素原子とフッ素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合が40%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましく、ペルフルオロアルキレン基が特に好ましい。
 ペルフルオロアルキレン基としては、前記アルキレン基の水素原子の全部又は一部がフッ素原子で置き換えられたフルオロアルキレン基が挙げられ、前記アルキレン基の水素原子の全部がフッ素原子で置き換えられたペルフルオロアルキレン基が好ましい。
 表面層の耐摩擦性により優れる観点からは、Xとしては-C(=O)-O-、-C(=O)-、-CH-O-、-O-CH-、-CH-O-CH-、炭素数1~6のアルキレン基、又は炭素数1~6のペルフルオロアルキレン基が好ましい。
 炭素数1~6のアルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基、各ブチレン基、各ペンチレン基、及び各ヘキシレン基が挙げられる。
 炭素数1~6のペルフルオロアルキレン基としては、前記炭素数1~6のアルキレン基の水素原子のすべてがフッ素原子で置き換えられたペルフルオロアルキレン基が挙げられる。
 式(L1)中、Rはアルキル基を表し、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、耐摩擦性により優れる観点からは、炭素数1~4のアルキル基が更に好ましい。炭素数が1~4であると、立体障害が少ないため、反応性シリル基に由来する「基材との接着部位」が良好に基材と接着し、耐摩擦性が特に向上すると考えられる。Rは、メチル基、エチル基、n-ブチル基、又はn-ペンチル基であってもよく、メチル基、エチル基、又はn-ブチル基であってもよく、メチル基又はn-ブチル基であってもよく、メチル基であってもよい。
 式(L1)中、n1は1~10の整数を表し、耐摩擦性により優れる観点からは、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
 なかでも、(L)基の好ましい具体例としては、表面層の耐摩擦性に優れる観点からは、-C(=O)-NR-(CHn11-及び-(CH)-NR-(CHn11-が挙げられる。式中、Rの定義は式(L1)中のRの定義と同様であり、n11は1~3の整数を表す。
〔反応性シリル基を有する1価の基((S)基)〕
 反応性シリル基とは、加水分解性シリル基及びシラノール基(Si-OH)を意味する。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、更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、基材の表面に存在する水酸基と脱水縮合反応してSi-O-基材の結合を形成できる。
 特定含フッ素エーテル化合物1分子中の反応性シリル基の数は1個以上であり、1~3個が好ましく、1個又は2個がより好ましい。特定化合物中の1分子中に反応性シリル基が複数存在する場合、複数の反応性シリル基は同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性及び含フッ素エーテル化合物の製造容易性の観点からは、複数の反応性シリル基は互いに同じであることが好ましい。
 反応性シリル基としては、下式で表される基が好ましい。
 式:-Si(R3-n
 式中、Rはそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、Lはそれぞれ独立に加水分解性基又は水酸基を表し、nは0~2の整数を表す。
 Rはそれぞれ独立に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が更に好ましい。
 Lはそれぞれ独立に加水分解性基又は水酸基である。Lで表される加水分解性基は、加水分解反応により水酸基となる基である。
 加水分解性基であるL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)等が挙げられる。
 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は、ヘテロ原子を含まないアリール基であってもよく、ヘテロアリール基であってもよい。
 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観点からは、炭素数1~4のアルコキシ基及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優れる観点からは、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より好ましく、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より好ましい。
 nは、0~2の整数である。
 nは、0又は1が好ましく、0がより好ましい。Lが複数存在することによって、表面層の基材へ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。原料の入手容易性及び含フッ素エーテル化合物の製造容易性の観点からは、複数のL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。原料の入手容易性及び含フッ素エーテル化合物の製造容易性の観点からは、互いに同じであることが好ましい。
 (S)基は、下記式(S1)又は(S2)で表される基であることが好ましい。
 式(S1):-Si(R3-n
 式(S2):-CH(3-p)[(CHn2-Si(R3-n
 式(S1)及び(S2)中、
 Rはそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、
 Lはそれぞれ独立に加水分解性基又は水酸基を表し、
 pは2又は3を表し、
 nは0~2の整数を表し、
 n2は1~10の整数を表す。
 R、L、及びnの詳細は上述の通りである。
 pは2又は3であり、耐摩擦性により優れる観点からは、3が好ましい。
 n2は1~10の整数を表し、耐摩擦性により優れる観点からは、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい。
〔特定含フッ素エーテル化合物の態様〕
 一態様において、特定含フッ素エーテル化合物としては、式(P1)、式(L1)、及び式(S1)又は(S2)を組み合わせた下記構造の化合物が挙げられる。
 Rf1-(OX)-O-Rf2-X-NR-(CHn1-Si(R3-n
 Rf1-(OX)-O-Rf2-X-NR-(CHn1-CH(3-p)[(CHn2-Si(R3-n
 各符号の詳細は上述の通りである。
<含フッ素エーテル混合物>
 本開示の含フッ素エーテル混合物は、特定含フッ素エーテル化合物を2種以上含むか、又は特定含フッ素エーテル化合物の1種以上と特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物とを含む。以下、前記含フッ素エーテル混合物を「特定含フッ素エーテル混合物」とも称する。特定含フッ素エーテル混合物は、特定含フッ素エーテル化合物を含む、2種以上の含フッ素エーテル化合物の混合物である。
 特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物としては、例えば、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖と、反応性シリル基と、を有し、両者が式(L1)とは異なる構造を有する連結基を介して連結されている化合物が挙げられる。特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物としては、特定含フッ素エーテル化合物の特性を低下させるおそれが少ない化合物が好ましい。
 特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物としては、例えば、下記の文献に記載のものが挙げられる。
 特開平11-029585号公報及び特開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号及び特開2014-070163号公報に記載の化合物、
 国際公開第2011/060047号及び国際公開第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号及び特開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、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号公報及び特開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、
 国際公開第2019/039083号及び国際公開第2019/049754号に記載の含フッ素化合物。
 特定含フッ素エーテル化合物以外の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;ソルベイ社製のFomblin(登録商標)、Galden(登録商標)、Fluorolink(登録商標);ケマーズ社製のKrytox(登録商標)等が挙げられる。
 また、特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物としては、特定含フッ素エーテル化合物の製造工程で副生する含フッ素エーテル化合物も挙げられる。
 副生含フッ素エーテル化合物としては、国際公開第2018/216630号の例13-7に記載の方法で製造される含フッ素エーテル化合物の副生成物として得られるCFCFCFO[CFCFOCFCFCFCFCFCFO]CFCFO{(CFO)x1(CFCFO)x2}CFCFOCFCF[OCFCFCFCFCFCFOCFCF]OCFCFCF、国際公開第2013/121984号の例6に記載の方法で製造される含フッ素エーテル化合物CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(=O)OCH等が挙げられる。
 特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物の含有量は、特定含フッ素エーテル化合物の全質量に対して、0質量%以上90質量%未満が好ましく、0質量%以上70質量%未満がより好ましく、0質量%以上50質量%未満が更に好ましく、0質量%以上30質量%未満が特に好ましい。
<コーティング剤>
 本開示のコーティング剤は、特定含フッ素エーテル化合物又は特定含フッ素エーテル混合物を含む。
 特定含フッ素エーテル化合物又は特定含フッ素エーテル混合物は、基材上に表面層を形成するために、単独で使用できる(後述のドライコーティング法)。また、基材上に表面層を形成するために、特定含フッ素エーテル化合物又は特定含フッ素エーテル混合物以外の他の成分を含む組成物を用いてもよい(後述のドライコーティング法及びウェットコーティング法)。
 本開示では、基材のコーティングに用いられる、特定含フッ素エーテル化合物、特定含フッ素エーテル混合物、及び特定含フッ素エーテル化合物又は特定含フッ素エーテル混合物と他の成分とを含む組成物を、いずれも「コーティング剤」と称する。
 コーティング剤は、液状媒体を含んでもよい。液状媒体としては、水、有機溶媒等が挙げられる。液状媒体とは、25℃で液状の媒体をいう。
 液状媒体は有機溶媒を含むことが好ましく、塗工性に優れる観点からは、沸点が35~250℃の有機溶媒を含むことがより好ましい。ここで、沸点は、標準沸点を意味する。
 有機溶媒としては、フッ素系有機溶媒及び非フッ素系有機溶媒が挙げられ、溶解性に優れる観点からは、フッ素系有機溶媒が好ましい。有機溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 フッ素系有機溶媒としては、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等が挙げられる。
 フッ素化アルカンは、炭素数4~8の化合物が好ましい。炭素数4~8の化合物としては、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、ケマーズ社製)等が挙げられる。
 フッ素化芳香族化合物としては、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の化合物が好ましい。フルオロアルキルエーテルとしては、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)等が挙げられる。
 フッ素化アルキルアミンとしては、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等が挙げられる。
 フルオロアルコールとしては、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等が挙げられる。
 非フッ素系有機溶媒としては、水素原子及び炭素原子のみからなる化合物、並びに水素原子、炭素原子及び酸素原子のみからなる化合物が好ましい。かかる化合物としては、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等が挙げられる。
 炭化水素系有機溶媒としては、ヘキサン、へプタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 ケトン系有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
 エーテル系有機溶媒としては、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等が挙げられる。
 エステル系有機溶媒としては、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。
 アルコール系有機溶媒としては、イソプロピルアルコール、エタノール、n-ブタノール等が挙げられる。
 コーティング剤が液状媒体を含む場合、液状媒体の含有率は、コーティング剤の全質量に対して、70.00~99.99質量%が好ましく、75.00~99.50量%がより好ましい。
 コーティング剤は、特定含フッ素エーテル化合物、特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物及び液状媒体以外の成分を含んでいてもよい。
 例えば、コーティング剤は、特定含フッ素エーテル化合物及び必要に応じて用いられる他の含フッ素エーテル化合物の製造工程で生成した副生物、残留する未反応の原料等を含んでもよい。
 また、コーティング剤は、加水分解性シリル基の加水分解と縮合反応を促進する酸触媒、塩基性触媒等の添加剤を含んでもよい。酸触媒としては、塩酸、硝酸、酢酸、硫酸、燐酸、スルホン酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。
 コーティング剤が、特定含フッ素エーテル化合物、特定含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物及び液状媒体以外の成分を含む場合、かかる成分の含有率は、コーティング剤のうち液状媒体を除く成分の合計質量に対して、0~10質量%が好ましく、0~5質量%がより好ましく、0~1質量%が更に好ましい。
<物品>
 本開示の物品は、基材と、前記コーティング剤により前記基材上に形成される表面層と、を有する。表面層には、特定含フッ素エーテル化合物の加水分解反応及び縮合反応によって得られる化合物が含まれる。
 表面層の厚みは、1~100nmが好ましく、1~50nmが特に好ましい。表面層の厚みが前記下限値以上であると、表面層による効果が良好に得られる。表面層の厚みが前記上限値以下であると、コーティング剤の利用効率が高い。
 表面層の厚みは、薄膜解析用X線回折計(例えば、製品名「ATX-G」、RIGAKU社製)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。
 基材としては、他の物品(スタイラス等)又は人の手指を接触させて使用することがある基材、操作時に人の手指で持つことがある基材、他の物品(載置台等)の上に置くことがある基材などが好ましい。本開示のコーティング剤は基材に撥水撥油性及び耐摩擦性が付与できるので、撥水撥油性及び耐摩擦性の付与が求められる基材を用いる場合に特に有用である。
 基材の材質としては、金属、樹脂、ガラス、サファイア、セラミック、石、繊維、不織布、紙、木、天然皮革、人工皮革、及びこれらの複合材料等が挙げられる。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及びディスプレイ基材が好ましく、タッチパネル用基材がより好ましい。タッチパネル用基材は、透光性を有することが好ましい。「透光性を有する」とは、JIS R3106:2019(ISO 9050:2003)に準じた垂直入射型可視光透過率が25%以上であることを意味する。タッチパネル用基材の材質としては、ガラス又は透明樹脂が好ましい。
 また基材としては、建材;装飾建材;インテリア用品;輸送機器(自動車等);看板又は掲示板;飲用器又は食器;水槽;観賞用器具(額、箱等);実験器具;家具、繊維製品、包装容器;アート、スポーツ又はゲームに使用する、ガラス又は樹脂なども挙げられる。基材としては、携帯電話(スマートフォン等)、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、ガラス又は樹脂も好ましい。
 基材の形状は、板状、フィルム状等でもよい。
 なかでも、物品はタッチパネルであり、表面層は前記タッチパネルの指で触れる面を構成する部材の表面に形成されていることが好ましい。
 表面層は、基材の表面上に直接形成されてもよいし、基材の表面に形成された他の膜を介して基材上に形成されてもよい。前記他の膜としては、例えば、国際公開第2011/016458号の段落0089~0095に記載の化合物、SiO等で基材を下地処理して、基材の表面に形成される下地膜が挙げられる。
<物品の製造方法>
 本開示の物品は、例えば以下の方法で製造できる。
・本開示のコーティング剤をドライコーティング法によって基材の表面に付与して、前記基材上に表面層を形成することを含む、物品の製造方法。
・液状媒体を含む本開示のコーティング剤をウェットコーティング法によって基材の表面に付与することと、前記コーティング剤を付与した基材を乾燥させて、前記基材上に表面層を形成することと、を含む、物品の製造方法。
 ドライコーティング法としては、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法等が挙げられる。なかでも、特定含フッ素エーテル化合物の分解を抑える観点、及び装置の簡便さの観点からは、真空蒸着法が好ましい。真空蒸着時には、鉄、鋼等の金属多孔体に液状媒体を含むコーティング剤を含浸させ乾燥し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、グラビアコート法等が挙げられる。コーティング液をウェットコーティングした後、塗膜を乾燥させるのが好ましい。塗膜の乾燥温度としては、20~200℃が好ましく、80~160℃がより好ましい。
 ウェットコーティング法では、特定含フッ素エーテル化合物を、酸触媒、塩基性触媒等の触媒を用いて予め加水分解しておき、加水分解した化合物と液状媒体とを含む組成物をコーティング剤として使用してもよい。
 次に本開示の実施形態を実施例により具体的に説明するが、本開示の実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。化合物1~8のうち、化合物1、2、及び4~6は本開示の実施形態に係る化合物であり、その他は比較用化合物である。また、例1~10のうち、例1、2、4~6、及び9は実施例であり、その他は比較例である。
<含フッ素エーテル化合物の合成>
〔化合物1の製造〕
(工程1)
 国際公開第2013/121984号の例6に記載の方法と同様にして、CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(=O)OCHの10.0gを得た。続いて、N-メチルアリルアミンの1.54g、4-ピロリジノピリジンの1.12g、AC-2000(製品名、AGC社製、C13H)の3gを加えて0℃で200時間撹拌した。その後、シリカゲルカラムで精製して、AC-2000をエバポレータで除去することで、化合物1-1を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)N(CH)CH-CH=CH・・・(化合物1-1)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,765。
(工程2)
 100mLのテトラフルオロエチレン-ペルフルオロ(アルコキシビニルエーテル)共重合体製ナスフラスコに、化合物1-1の5.0g、白金/1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液(白金含有量:2質量%)の0.03g、トリメトキシシランの0.36g、アニリンの0.01g及び1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの2.0gを入れ、室温(約25℃)で8時間撹拌した。溶媒等を減圧留去し、孔径0.5μmのメンブランフィルタでろ過し、化合物1の5.2gを得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)N(CH)CHCHCH-Si(OCH・・・(化合物1)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,887。
 化合物1のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、2.9(3H)、3.4(2H)、3.6(9H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物2の製造〕
(工程1)
 特許第6384430号の実施例3に記載の方法と同様にして、N-ブチルアリルアミンの10.0gを得た。
(工程2)
 化合物1-1の合成において、原料としてN-メチルアリルアミンを用いる代わりにN-ブチルアリルアミンを用いる以外は同様の操作を行い、化合物2-1を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)N(CHCHCHCH)CH-CH=CH・・・(化合物2-1)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,807。
(工程3)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物2-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物2を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)N(CHCHCHCH)CHCHCH-Si(OCH・・・(化合物2)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,929。
 化合物2のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、0.9(3H)、1.6(4H)、3.4(4H)、3.6(9H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物3の製造〕
 国際公開第2013/121984号の例6に記載の方法にしたがい、化合物3を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)NHCHCHCH-Si(OCH・・・(化合物3)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,873。
〔化合物4の製造〕
(工程1)
 特許第6384430号の実施例3に記載の方法において、n-ブチルアミンの代わりにn-ペンチルアミンを用いる以外は同様の操作を行い、N-ペンチルアリルアミンの10.0gを得た。
(工程2)
 化合物1-1の合成において、原料としてN-メチルアリルアミンを用いる代わりにN-ペンチルアリルアミンを用いる以外は同様の操作を行い、化合物4-1を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFx5OCFCFOCFCFCF-C(O)N(CHCHCHCHCH)CH-CH=CH・・・(化合物4-1)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,821。
(工程3)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物4-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物4を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-C(O)N(CHCHCHCHCH)CHCHCH-Si(OCH・・・(化合物4)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,943。
 化合物4のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、0.9(3H)、1.6(6H)、3.4(4H)、3.6(9H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-124.2(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物5の製造〕
(工程1)
 国際公開第2017/038832号の実施例の例3-3に記載の方法において、ジアリルアミンの代わりにN-メチルアリルアミンを用いる以外は同様の操作を行い、化合物5-1を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-CH-N(CH)CH-CH=CH・・・(化合物5-1)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,751。
(工程2)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物5-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物5を得た。
 CF-(OCFCFOCFCFCFCFOCFCFOCFCFCF-CH-N(CH)CHCHCH-Si(OCH・・・(化合物5)
 単位数mの平均値:13、Mn:4,837。
 化合物5のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、1.4(2H)、2.3(3H)、2.5(2H)、2.7(2H)、3.6(9H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-55.2(3F)、-82.8(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-111.4(2F)、-121.3(2F)、-125.2(52F)。
〔化合物6の製造〕
(工程1)
 国際公開第2018/216630号の例13-6に記載の方法と同様にして、CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)OCHの10.0gを得た。続いて、N-メチルアリルアミンの1.54g、4-ピロリジノピリジンの1.12g、AC-2000の3gを加えて0℃で200時間撹拌した。その後、シリカゲルカラムで精製して、AC-2000をエバポレータで除去することで、化合物6-1を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)N(CH)CH-CH=CH・・・(化合物6-1)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,606。
(工程2)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物6-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物6を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)N(CH)CHCHCH-Si(OCH  ・・・(化合物6)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,728。
 化合物6のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、2.9(3H)、3.4(2H)、3.6(9H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
〔化合物7の製造〕
(工程1)
 化合物6-1の製造において、N-メチルアリルアミンの代わりにアリルアミンを使用する以外は同様の操作を行って、化合物7-1を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)NHCH-CH=CH・・・(化合物7-1)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,592
(工程2)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物7-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物7を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)NHCHCHCH-Si(OCH・・・(化合物7)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,714。
 化合物7のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(2H)、1.6(2H)、3.4(2H)、3.6(9H)、6.3(1H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
〔化合物8の製造〕
(工程1)
 化合物6-1の製造において、N-メチルアリルアミンの代わりにジアリルアミンを使用する以外は同様の操作を行って、化合物8-1を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)N[CH-CH=CH・・・(化合物8-1)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,634。
(工程2)
 化合物1の製造例の工程2において、原料として化合物1-1を用いる代わりに化合物8-1を用いる以外は同様の操作を行い、化合物8を得た。
 CFCFCF-O-CF-CFOCFCFCFCFCFCFO-CF-(CFO){(CFO)x1(CFCFO)x2}-CF-C(O)N[CHCHCH-Si(OCH・・・(化合物8)
 単位数x1の平均値:21、単位数x2の平均値:20、Mn:4,876。
 化合物8のNMRスペクトル;
 H-NMR(300.4MHz、溶媒:CDCl、基準:TMS) δ(ppm):0.5(4H)、1.6(4H)、3.4(4H)、3.6(18H)。
 19F-NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl、基準:CFCl) δ(ppm):-52~-56(42F)、-79~-88(10F)、-89~-91(90F)、-121.1(4F)、-124.2(4F)、-130.1(2F)。
<表面層の形成方法>
〔真空蒸着〕
 真空蒸着装置内に、基材(無アルカリガラス(イーグルXG:製品名、コーニング社製、50mm×50mm、厚さ0.5mm))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。基材の一方の主面に対向するように距離1000mmの位置に上記で合成した含フッ素エーテル化合物を収容した蒸着用容器を抵抗加熱によって300℃に加熱し、含フッ素エーテル化合物を真空蒸着させて厚さ10nmの表面層を形成した。なお、各例における含フッ素エーテル化合物の温度は、300℃であった。その後、得られた表面層付き基材を、温度200℃で30分間加熱(後処理)した。
〔スプレー塗布〕
 上記で合成した含フッ素エーテル化合物と液状媒体としてのCOC(ノベック-7200:製品名、3M社製)とを混合して、コーティング剤のうちの含フッ素エーテル化合物の含有率が0.1質量%であるコーティング液を調製した。基材としては無アルカリガラス(イーグルXG:製品名、コーニング社製、50mm×50mm、厚さ0.5mm)を準備した。
 基材の一方の主面にノードソン社製スプレーを用いて、コーティング剤を塗付量6.0g/秒でスプレーコートした後、基材上に形成されたコーティング剤の塗膜を120℃で10分間乾燥させ、表面層付き基材を得た。各例において、表面層の厚さは10nmであった。
<評価方法>
〔水接触角の測定方法〕
 表面層の表面に置いた約2μLの蒸留水の接触角を、接触角測定装置(協和界面科学社製、DM-500)を用いて測定した。表面層の表面における異なる5箇所で測定を行い、その平均値を算出した。接触角の算出には2θ法を用いた。
〔初期水接触角〕
 表面層について、初期水接触角を前記測定方法で測定した。評価基準は下記の通りである。
 初期水接触角:
A:115度以上。
B:110度以上115度未満。
C:100度以上110度未満。
D:100度未満。
〔耐摩擦性(スチールウール)〕
 表面層について、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(♯0000)を圧力:98.07kPa、速度:320cm/分で1万回往復させた後、水接触角を測定した。摩擦後の撥水性(水接触角)の低下が小さいほど摩擦による性能の低下が小さく、耐摩擦性に優れる。評価基準は下記の通りである。
A:1万回往復後の水接触角の変化が2度以下。
B:1万回往復後の水接触角の変化が2度超5度以下。
C:1万回往復後の水接触角の変化が5度超10度以下。
D:1万回往復後の水接触角の変化が10度超。
〔耐摩擦性(消しゴム)〕
 表面層について、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、Rubber Eraser(Minoan社製)を荷重:4.9N、速度:60回毎分(rpm)で3万回往復させた後、水接触角を測定した。摩擦後の撥水性(水接触角)の低下が小さいほど摩擦による性能の低下が小さく、耐摩擦性に優れる。評価基準は下記の通りである。
A:1万回往復後の水接触角の変化が2度以下。
B:1万回往復後の水接触角の変化が2度超5度以下。
C:1万回往復後の水接触角の変化が5度超10度以下。
D:1万回往復後の水接触角の変化が10度超。
〔潤滑性〕
 人工皮膚(出光テクノファイン社製、PBZ13001)に対する表面層の動摩擦係数を、荷重変動型摩擦摩耗試験システム(新東科学社製、HHS2000)を用い、接触面積:3cm×3cm、荷重:0.98Nの条件で測定した。動摩擦係数が小さいほど潤滑性に優れる。評価基準は下記の通りである。
A:動摩擦係数が0.3以下。
B:動摩擦係数が0.3超0.4以下。
C:動摩擦係数が0.4超0.5以下。
D:動摩擦係数が0.5超。
 化合物1~8を用いて基材上に表面層を形成し、各評価を行った。各例の評価結果を下表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 例1、2、4~6、9では、消しゴム耐摩擦性の評価がA又はBであり、優れた耐摩擦性が得られることが確認された。
 例1~4を比較すると、同じポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖及び反応性シリル基を有していても、連結基の窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が結合している場合に特に優れた耐摩擦性が得られることが分かった。
 また、いずれの例においても優れた潤滑性が確認された。
 日本国特許出願第2021-097547号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に援用されて取り込まれる。

Claims (13)

  1.  ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基と、
     式(L1):-X-NR-(CHn1-で表される2価の基と、
     反応性シリル基を有する1価の基と、
    を有し、
     前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-X-と連結し、前記反応性シリル基を有する1価の基は前記式(L1)で表される2価の基の-(CHn1-と連結している、含フッ素エーテル化合物:
     式(L1)中、
     Xは単結合又は2価の有機基を表し、
     Rはアルキル基を表し、
     n1は1~10の整数を表す。
  2.  式(L1)中、Xが-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-CH-O-、-O-CH-、-CH-O-CH-、炭素数1~6のアルキレン基、又は炭素数1~6のペルフルオロアルキレン基である、請求項1に記載の含フッ素エーテル化合物。
  3.  式(L1)中、Rが炭素数1~4のアルキル基である、請求項1又は2に記載の含フッ素エーテル化合物。
  4.  前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖中のフルオロアルキレン基の炭素数がそれぞれ独立に1~6である、請求項1~3のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物。
  5.  前記ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖を有する1価の基が、式(P1):Rf1-(OX)-O-Rf2-で表される構造を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物;
     式(P1)中、
     Rf1はフルオロアルキル基を表し、
     Xはそれぞれ独立にフルオロアルキレン基を表し、
     Rf2はフルオロアルキレン基を表し、
     mは2以上の整数を表す。
  6.  前記反応性シリル基を有する1価の基が、下記式(S1)又は(S2)で表される、請求項1~5のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物;
     式(S1):-Si(R3-n
     式(S2):-CH(3-p)[(CHn2-Si(R3-n
     式(S1)及び(S2)中、
     Rはそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、
     Lはそれぞれ独立に加水分解性基又は水酸基を表し、
     pは2又は3を表し、
     nは0~2の整数を表し、
     n2は1~10の整数を表す。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物を2種以上含むか、又は請求項1~6のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物の1種以上と請求項1~6のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物とを含む、含フッ素エーテル混合物。
  8.  請求項1~6のいずれか1項に記載の含フッ素エーテル化合物又は請求項7に記載の含フッ素エーテル混合物を含むコーティング剤。
  9.  さらに液状媒体を含む、請求項8に記載のコーティング剤。
  10.  基材と、請求項8又は9に記載のコーティング剤により前記基材上に形成される表面層と、を有する物品。
  11.  前記物品がタッチパネルであり、前記表面層は前記タッチパネルの指で触れる面を構成する部材の表面に形成されている、請求項10に記載の物品。
  12.  請求項8に記載のコーティング剤をドライコーティング法によって基材の表面に付与して、前記基材上に表面層を形成することを含む、物品の製造方法。
  13.  請求項9に記載のコーティング剤をウェットコーティング法によって基材の表面に付与することと、
     前記コーティング剤を付与した基材を乾燥させて、前記基材上に表面層を形成することと、
    を含む、物品の製造方法。
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