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JP7365652B2 - Water-repellent aluminum material and its manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、撥水性アルミニウム材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a water-repellent aluminum material and a method for manufacturing the same.

空調機、冷蔵機、冷凍機、電気自動車などには、熱交換器が用いられており、従来から、冷蔵庫用や空気調和機用の蒸発器等の熱交換器においては、その軽量化や熱効率の向上、更にはコンパクト化等の要請に応えるために、フィン材としては、各種アルミニウム材が用いられ、フィン間隔を出来るだけ狭くする設計が取り入れられている。このような熱交換器は、フィン表面に凝縮によって水滴が付着したり、また、暖房運転時の室外機では、大気温度が低いために、フィン表面の結露水が霜となり凍り付くことによって、通風抵抗が増大し、熱交換効率が著しく低下する問題を抱えている。 Heat exchangers are used in air conditioners, refrigerators, freezers, electric vehicles, etc., and conventional heat exchangers such as evaporators for refrigerators and air conditioners have been designed to be lightweight and thermally efficient. In order to meet the demands for improved performance and further compactness, various aluminum materials are used as fin materials, and designs are being adopted to make the fin spacing as narrow as possible. In such a heat exchanger, water droplets adhere to the fin surface due to condensation, and when the outdoor unit is in heating mode, the air temperature is low, so the condensed water on the fin surface becomes frost and freezes, causing ventilation resistance. There is a problem in that heat exchange efficiency decreases significantly.

この問題を解決すべく、特許文献1ではフィン表面に親水性を有する塗膜を形成することによってフィン表面に付着する水滴を流れ落としたり除霜時の水滴残留を少なくするようにしている。 In order to solve this problem, in Patent Document 1, a hydrophilic coating film is formed on the fin surface to allow water droplets adhering to the fin surface to flow off and to reduce the amount of water droplets remaining during defrosting.

しかし、特許文献1に記載の技術では、塗膜が親水性のためどうしても水残りが生じてしまい、そこから短時間で再着霜が起きてしまうという問題がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the coating film is hydrophilic, water inevitably remains, and there is a problem that frosting occurs again in a short period of time.

親水性に対し、アルミフィンに撥水性を付与させて水滴を弾き落とす手法も検討されている(例えば、特許文献2)。撥水表面は霜の発生を遅らせる効果が確認されているが、一旦発生した水滴を除去するのが困難である。即ち、撥水性と液滴の転がり易さ、水滴除去性は、必ずしも相関のあるものでは無く、それ故に既存の撥水コーティングでは滑水性が充分ではないという課題がある。 In contrast to hydrophilic properties, a method of imparting water repellency to aluminum fins to repel water droplets has also been studied (for example, Patent Document 2). Although water-repellent surfaces have been confirmed to be effective in delaying the formation of frost, it is difficult to remove water droplets once they have formed. That is, water repellency, ease of rolling of droplets, and ability to remove water droplets are not necessarily correlated, and therefore, there is a problem that existing water-repellent coatings do not have sufficient water sliding properties.

滑水性を向上させるため、エッチングでアルミ表面に凹凸を付けたり、撥水性微粒子を用いて凹凸をつける方法も検討されている(例えば、特許文献3、4)が、前者も滑水性が充分ではなく、後者は粒子の分散に課題があり、流水耐久性も劣る。 In order to improve water sliding properties, methods of adding unevenness to the aluminum surface by etching or using water-repellent fine particles are also being considered (for example, Patent Documents 3 and 4), but the former method does not have sufficient water sliding properties. However, the latter has problems with particle dispersion and has poor running water durability.

特開平6-300482号公報Japanese Patent Application Publication No. 6-300482 特開2013-147573号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-147573 特開2013-36733号公報JP2013-36733A 特開2013-103414号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-103414

本発明は、優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れる撥水性アルミニウム材を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a water-repellent aluminum material that has excellent water sliding properties and durability under running water and is highly practical.

また、本発明は、プロセス適正に優れながら優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れる撥水性アルミニウム材の製造方法を提供することを課題とする。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a water-repellent aluminum material that has excellent process suitability, excellent water sliding properties and running water durability, and is highly practical.

本発明者らは、上記課題を解決するべく、鋭意検討を行った。その結果、特定の構造の陽極酸化被膜及び撥水層を有する撥水性アルミニウム材及びその製造方法は、プロセス適正に優れながら優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors conducted extensive studies in order to solve the above problems. As a result, it was discovered that a water-repellent aluminum material having a specific structure of an anodized film and a water-repellent layer, and a method for producing the same, have excellent process suitability, excellent water sliding properties and durability under running water, and are excellent in practicality. , we have completed the present invention.

本発明は、アルミニウム基材と、前記アルミニウム基材上に形成された陽極酸化被膜と、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の表面に沿って形成された撥水層とを有する撥水性アルミニウム材であって、前記陽極酸化被膜が、複数の細孔を有し、かつ、前記細孔が、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の平坦上面に開口部を有し、前記細孔の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状を有し、前記撥水層が低表面エネルギー物質を含む撥水性アルミニウム材である。 The present invention includes an aluminum base material, an anodic oxide film formed on the aluminum base material, and a water-repellent layer formed along a surface of the anodic oxide film on a side opposite to the aluminum base material. A water-repellent aluminum material, wherein the anodic oxide coating has a plurality of pores, and the pores have openings on a flat upper surface of the anodic oxide coating on the opposite side from the aluminum base material. and the water repellent layer has a shape in which a vertical cross section along the depth direction of the pore narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore, and the water repellent layer contains a low surface energy substance. It is made of aluminum material.

また、本発明は、アルミニウム基板の表面を陽極酸化して陽極酸化被膜及び細孔を形成する陽極酸化処理、及び前記陽極酸化によって形成された細孔の孔径を拡大化する孔径拡大化処理をこの順にそれぞれ2回以上施す陽極酸化皮膜形成工程、及び前記陽極酸化皮膜の、前記アルミニウム基材と反対側の表面に沿って低表面エネルギー物質を含む撥水層を形成する撥水層形成工程を有し、前記陽極酸化被膜が、複数の細孔を有し、かつ、前記細孔が、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の平坦上面に開口部を有し、前記細孔の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状を有する、撥水性アルミニウム材の製造方法である。 Further, the present invention includes an anodizing treatment in which the surface of an aluminum substrate is anodized to form an anodized film and pores, and a pore diameter enlarging treatment in which the diameter of the pores formed by the anodic oxidation is expanded. an anodic oxide film forming step, which is applied twice or more in each order, and a water-repellent layer forming step, which forms a water-repellent layer containing a low surface energy substance along the surface of the anodic oxide film opposite to the aluminum base material. The anodic oxide film has a plurality of pores, and the pores have openings on a flat upper surface of the anodic oxide film opposite to the aluminum base material, and The present invention is a method for manufacturing a water-repellent aluminum material, in which a longitudinal section along the depth direction narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore.

本発明によれば、優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れる撥水性アルミニウム材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a water-repellent aluminum material that has excellent water sliding properties and running water durability, and is highly practical.

また、本発明によれば、プロセス適正に優れながら優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れる撥水性アルミニウム材の製造方法を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a water-repellent aluminum material that has excellent process suitability, excellent water sliding properties and running water durability, and is excellent in practicality.

本発明の撥水性アルミニウム材の断面の一例を示す概略図A schematic diagram showing an example of a cross section of the water-repellent aluminum material of the present invention 本発明の前記撥水性アルミニウム材を製造する各工程における加工状態を示す概略図Schematic diagram showing processing conditions in each step of manufacturing the water-repellent aluminum material of the present invention 本発明の前記撥水性アルミニウム材を製造する各工程における加工状態を示す概略図Schematic diagram showing processing conditions in each step of manufacturing the water-repellent aluminum material of the present invention 本発明の前記撥水性アルミニウム材を製造する各工程における加工状態を示す概略図Schematic diagram showing processing conditions in each step of manufacturing the water-repellent aluminum material of the present invention 本発明の前記撥水性アルミニウム材を製造する各工程における加工状態を示す概略図Schematic diagram showing processing conditions in each step of manufacturing the water-repellent aluminum material of the present invention 本発明の製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of an anodized film according to a production example of the present invention 本発明の製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of the cross section of the anodic oxide film according to the production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of anodized film according to comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of a cross section of an anodized film according to a comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of anodized film according to comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of a cross section of an anodized film according to a comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of anodized film according to comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of a cross section of an anodized film according to a comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of anodized film according to comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of a cross section of an anodized film according to a comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜のSEM写真SEM photograph of anodized film according to comparative production example of the present invention 本発明の比較製造例に係る陽極酸化皮膜の断面のSEM写真SEM photograph of a cross section of an anodized film according to a comparative production example of the present invention

本発明の一実施形態に係る撥水性アルミニウム材について図1を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態の撥水性アルミニウム材1の深さ方向の断面の概略図である。 A water-repellent aluminum material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section in the depth direction of the water-repellent aluminum material 1 of this embodiment.

前記撥水性アルミニウム材1は、アルミニウム基材11と、前記アルミニウム基材11上に形成された陽極酸化被膜12と、前記陽極酸化被膜12の、前記アルミニウム基材11と反対側の表面に沿って形成された撥水層13とを有する。前記陽極酸化被膜12は、複数の細孔121を有し、前記細孔121が、前記陽極酸化被膜12の、前記アルミニウム基材11と反対側の平坦上面122に開口部123を有し、前記細孔121の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔121の前記開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状を有する。本実施形態において、前記撥水層13が形成されている、「前記アルミニウム基材11と反対側の表面」は、開口部123を有する平坦上面122と前記細孔121の内部表面とを含む。従って、前記撥水層13は、平坦上面122及び前記細孔121の内部表面に沿って形成されている。当該撥水層13は低表面エネルギー物質を含む。前記撥水性アルミニウム材1は、優れた滑水性と流水耐久性を有し、実用性に優れる。 The water-repellent aluminum material 1 includes an aluminum base material 11, an anodic oxide film 12 formed on the aluminum base material 11, and a surface of the anodic oxide film 12 on the side opposite to the aluminum base material 11. It has a water repellent layer 13 formed thereon. The anodic oxide film 12 has a plurality of pores 121, each of the pores 121 has an opening 123 on a flat upper surface 122 of the anodic oxide film 12 on the side opposite to the aluminum base material 11, and The longitudinal section of the pore 121 along the depth direction has a shape that narrows from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121 . In this embodiment, "the surface opposite to the aluminum base material 11" on which the water-repellent layer 13 is formed includes a flat upper surface 122 having an opening 123 and an inner surface of the pore 121. Therefore, the water-repellent layer 13 is formed along the flat upper surface 122 and the inner surface of the pore 121. The water repellent layer 13 contains a low surface energy substance. The water-repellent aluminum material 1 has excellent water sliding properties and running water durability, and is excellent in practicality.

前記アルミニウム基材11を構成するアルミニウムは、アルミニウムであれば特に限定されない。アルミ中に存在する不純物の影響の観点から、アルミニウム基材のアルミニウム純度は、99.00質量%以上が好ましく、99.50質量%以上がより好ましく、99.90質量%以上が更に好ましい。 The aluminum constituting the aluminum base material 11 is not particularly limited as long as it is aluminum. From the viewpoint of the influence of impurities present in aluminum, the aluminum purity of the aluminum base material is preferably 99.00% by mass or more, more preferably 99.50% by mass or more, and even more preferably 99.90% by mass or more.

前記細孔の開口部123から前記細孔の底部124に向かって狭まる形状は、超滑水性に加え、耐久性を付与できる点から、前記開口部123から前記細孔の底部124に向かって段階的に狭まる形状が好ましい。この形状にすることによって、水滴と接する箇所の面積を小さくすることができ、形状の維持即ち耐久性も付与できる。図1において、前記細孔の開口部123から前記細孔の底部124に向かって狭まる形状は、1段階狭くなっているが、2段階以上でもよい。また、前記細孔の開口部123から前記細孔の底部124に向かって段階的に狭くなる形状は、滑らかな形状であってもよい。また、前記細孔121の開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状は、前記細孔121の前記開口部123から前記細孔121の底部124に向かって曲線的に狭まる釣り鐘形状であってもよい。 The shape narrowing from the opening 123 of the pore toward the bottom 124 of the pore has a gradual shape from the opening 123 toward the bottom 124 of the pore, since it can provide durability in addition to super-smoothness. It is preferable to have a narrow shape. By adopting this shape, the area of the portion that comes into contact with water droplets can be reduced, and the shape can also be maintained, that is, durability can be imparted. In FIG. 1, the shape narrowing from the opening 123 of the pore toward the bottom 124 of the pore is one step narrower, but it may be narrower by two steps or more. Further, the shape that gradually narrows from the opening 123 of the pore toward the bottom 124 of the pore may be a smooth shape. Further, the shape narrowing from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121 is a bell shape that narrows in a curve from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121. It may be a shape.

前記細孔121の形状は、アルミニウム基材の表面を陽極酸化処理と孔径拡大処理とをそれぞれ2回以上施すことにより形成される。陽極酸化処理と孔径拡大処理の回数が多いほど、前記細孔121の開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状は滑らかになる傾向にある。そのため、陽極酸化処理と孔径拡大処理の回数を調整することによって、前記細孔121の開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状を調整できる。 The shape of the pores 121 is formed by subjecting the surface of the aluminum base material to anodizing treatment and pore diameter enlarging treatment two or more times each. The more times the anodizing treatment and the pore diameter enlargement treatment are performed, the smoother the shape that narrows from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121 tends to become. Therefore, by adjusting the number of times of anodization treatment and pore diameter enlargement treatment, the shape of the pore 121 narrowing from the opening 123 toward the bottom 124 of the pore 121 can be adjusted.

前記細孔121の細孔周期Pは、水滴と接する点の距離を確保すると超滑水性発現に有利であるため、細孔周期Pの下限は好ましくは100nm以上である。また、細孔周期Pの上限は好ましくは1000nm以下であり、生産性の観点からより好ましくは200nm以下である。なお、前記細孔周期Pとは、細孔121の中心とその隣の細孔121の中心までの距離を意味する。当該細孔周期Pは実施例に記載の方法により測定する。 The lower limit of the pore period P of the pores 121 is preferably 100 nm or more, since it is advantageous to exhibit superhydrophobicity if the distance between the points in contact with water droplets is ensured. Further, the upper limit of the pore period P is preferably 1000 nm or less, and more preferably 200 nm or less from the viewpoint of productivity. Note that the pore period P means the distance between the center of a pore 121 and the center of the adjacent pore 121. The pore period P is measured by the method described in Examples.

前記細孔121の細孔深さDは、流水耐久性を確保する観点から、好ましくは100nm以上1000nm以下の範囲である。なお、前記細孔深さDとは、前記平坦上面122から前記底部124までの深さを意味する。 The pore depth D of the pores 121 is preferably in the range of 100 nm or more and 1000 nm or less from the viewpoint of ensuring durability under running water. Note that the pore depth D means the depth from the flat top surface 122 to the bottom 124.

前記撥水層13が含む低表面エネルギー物質とは、水よりも表面自由エネルギーが低い物質であり、例えば、フッ素含有基、シリコーン含有基及び炭化水素基からなる群から選択される1種以上の撥水性基と、スルフィド、チオール基、アミノ基、スルホニル基、水酸基、カルボキシル基、リン酸含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選択される1種以上の酸化アルミニウム反応性基とを有する化合物である。当該低表面エネルギー物質のより具体的な例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素含有化合物、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン等のシリコーン系化合物等が挙げられる。 The low surface energy substance contained in the water-repellent layer 13 is a substance whose surface free energy is lower than that of water, and includes, for example, one or more types selected from the group consisting of fluorine-containing groups, silicone-containing groups, and hydrocarbon groups. A compound having a water-repellent group and one or more aluminum oxide reactive groups selected from the group consisting of sulfide, thiol group, amino group, sulfonyl group, hydroxyl group, carboxyl group, phosphoric acid-containing group, and alkoxysilyl group. be. More specific examples of such low surface energy substances include fluorine-containing compounds such as polytetrafluoroethylene and polytetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, and silicone compounds such as polydimethylsiloxane and polymethylphenylsiloxane. can be mentioned.

低表面エネルギー物質は、より優れた超滑水性を発現する点から、パーフルオロアルキル基及び/又はパーフルオロポリエーテル基を有する含フッ素化合物であると好ましく、C2n+1で表されるパーフルオロアルキル基(nは1以上の整数である)、F(C2nO)で表されるパーフルオロポリエーテル基(nは1以上の整数であり、mは繰り返し数を示す整数である)、及びCFO(C2nO)で表されるパーフルオロポリエーテル基(nは1以上の整数であり、mは繰り返し数を示す整数である)からなる群から選択される1種以上と、Si(A)で表されるシリル基(3つのAは、それぞれ独立に加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である)を有する含フッ素化合物であるとより好ましい。The low surface energy substance is preferably a fluorine-containing compound having a perfluoroalkyl group and/or a perfluoropolyether group from the viewpoint of exhibiting superior superhydrophobicity, and is preferably a fluorine-containing compound having a perfluoroalkyl group and /or a perfluoropolyether group. Alkyl group (n is an integer of 1 or more), perfluoropolyether group represented by F(C n F 2n O) m (n is an integer of 1 or more, m is an integer indicating the number of repeats) ), and a perfluoropolyether group represented by CF 3 O (C n F 2n O) m (n is an integer of 1 or more, m is an integer indicating the number of repeats) one or more types, and a silyl group represented by Si(A) 3 (the three A's are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group) A fluorine-containing compound having a group) is more preferable.

前記C2n+1で表されるパーフルオロアルキル基において、nは1~6の範囲であると好ましい。In the perfluoroalkyl group represented by C n F 2n+1 , n is preferably in the range of 1 to 6.

前記F(C2nO)で表されるパーフルオロポリエーテル基において、nは1~6の範囲であると好ましく、1~3の範囲であるとより好ましく、mは、例えば平均5~100の範囲であり、平均8~80の範囲であると好ましく、平均10~60の範囲であるとより好ましい。In the perfluoropolyether group represented by F(C n F 2n O) m , n is preferably in the range of 1 to 6, more preferably in the range of 1 to 3, and m is, for example, on average 5 -100, preferably 8-80 on average, more preferably 10-60 on average.

前記CFO(C2nO)で表されるパーフルオロポリエーテル基において、nは1~6の範囲であると好ましく、1~3の範囲であるとより好ましく、mは、例えば平均5~100の範囲であり、平均8~80の範囲であると好ましく、平均10~60の範囲であるとより好ましい。In the perfluoropolyether group represented by CF 3 O(C n F 2n O) m , n is preferably in the range of 1 to 6, more preferably in the range of 1 to 3, and m is, for example, The average value is in the range of 5 to 100, preferably the average value is in the range of 8 to 80, and more preferably the average value is in the range of 10 to 60.

含フッ素化合物は、(C2nO)で表されるパーフルオロポリエーテル鎖(nは1以上の整数であり、mは繰り返し数を示す整数である)を含んでもよい。The fluorine-containing compound may include a perfluoropolyether chain represented by (C n F 2n O) m (n is an integer of 1 or more, and m is an integer indicating the number of repeats).

前記加水分解性基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メトキシエトキシ基等のアルコキシ基置換アルコキシ基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基;ジメチルケトキシム基、メチルエチルケトキシム基、ジエチルケトキシム基、シクロヘキサンオキシム基等のイミンオキシ基;メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の置換アミノ基;N-メチルアセトアミド基、N-エチルアミド基等のアミド基;ジメチルアミノオキシ基、ジエチルアミノオキシ基等の置換アミノオキシ基;塩素等のハロゲン等が挙げられる。これら加水分解性基の中でも、加水分解の速度が早く、耐久性に優れる被膜を迅速に形成することができることからアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~6のアルコキシ基がより好ましく、炭素原子数1~3のアルコキシ基がさらに好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましく、メトキシ基が最も好ましい。 Examples of the hydrolyzable group include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and propoxy groups; alkoxy-substituted alkoxy groups such as methoxyethoxy; acyloxy groups such as acetoxy, propionyloxy, and benzoyloxy; Alkenyloxy groups such as propenyloxy group and isobutenyloxy group; imineoxy groups such as dimethylketoxime group, methylethylketoxime group, diethylketoxime group, and cyclohexaneoxime group; methylamino group, ethylamino group, dimethylamino group, diethylamino group Substituted amino groups such as groups; amide groups such as N-methylacetamide groups and N-ethylamide groups; substituted aminooxy groups such as dimethylaminooxy groups and diethylaminooxy groups; halogens such as chlorine; and the like. Among these hydrolyzable groups, alkoxy groups are preferred because they have a high rate of hydrolysis and can quickly form a coating with excellent durability, and alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms are more preferred; 1 to 3 alkoxy groups are more preferred, methoxy groups and ethoxy groups are particularly preferred, and methoxy groups are most preferred.

前記非加水分解性基としては、例えば、炭素原子数1~20の範囲のアルキル基、炭素原子数2~20の範囲のアルケニル基、炭素原子数6~20の範囲のアリール基、炭素原子数7~20の範囲のアラルキル基等が挙げられる。これら非加水分解性基の中でも、立体障害を避けて加水分解速度を早くでき、その結果、耐久性に優れる被膜を迅速に形成することができることから炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 Examples of the non-hydrolyzable group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Examples include aralkyl groups ranging from 7 to 20. Among these non-hydrolyzable groups, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are preferred because they can avoid steric hindrance and increase the rate of hydrolysis, resulting in rapid formation of a highly durable coating. A methyl group is more preferred.

Si(A)で表されるシリル基中の加水分解性基の数は少なくとも1つであり、より耐久性に優れる被膜が形成できることから2つ以上が好ましく、3つ全てが加水分解性基であるとより好ましい。尚、Si(A)で表されるシリル基中の加水分解性基が2以上ある場合、2以上の加水分解性基は互いに同じでも異なってもよい。また、Si(A)で表されるシリル基が2以上ある場合、少なくとも1つのSi(A)で表されるシリル基が加水分解性基を有すればよい。同様に、Si(A)で表されるシリル基中の非加水分解性基が2以上ある場合、2以上の非加水分解性基は互いに同じでも異なってもよい。The number of hydrolyzable groups in the silyl group represented by Si(A) 3 is at least one, preferably two or more because a more durable coating can be formed, and all three are hydrolyzable groups. It is more preferable. In addition, when there are two or more hydrolyzable groups in the silyl group represented by Si(A) 3 , the two or more hydrolyzable groups may be the same or different from each other. Furthermore, when there are two or more silyl groups represented by Si(A) 3 , it is sufficient that at least one silyl group represented by Si(A) 3 has a hydrolyzable group. Similarly, when there are two or more non-hydrolyzable groups in the silyl group represented by Si(A) 3 , the two or more non-hydrolyzable groups may be the same or different.

前記含フッ素化合物は、好ましくは下記式(1-1)又は(1-2)で表される化合物である。 The fluorine-containing compound is preferably a compound represented by the following formula (1-1) or (1-2).

Figure 0007365652000001
Figure 0007365652000001

(前記式(1-1)及び(1-2)において、
Rfは、それぞれ独立に、C2n+1で表されるパーフルオロアルキル基(nは1以上の整数である。)である。
前記Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。
Xは、下記式(X-1)~(X-11)で表される連結基のいずれかである。)
(In the above formulas (1-1) and (1-2),
Rf is each independently a perfluoroalkyl group represented by C n F 2n+1 (n is an integer of 1 or more).
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. .
X is any of the linking groups represented by the following formulas (X-1) to (X-11). )

Figure 0007365652000002
Figure 0007365652000002

(前記式(X-1)~(X-11)において、
Rfは、C2n+1で表されるパーフルオロアルキル基(nは1以上の整数である。)である。
11は、直接結合、又は炭素原子数1~6のアルキレン基である。
11が複数ある場合、複数のR11は互いに同じでも異なってもよい。
12は、炭素原子数1~6のアルキル基である。)
(In the above formulas (X-1) to (X-11),
Rf is a perfluoroalkyl group represented by C n F 2n+1 (n is an integer of 1 or more).
R 11 is a direct bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
When there is a plurality of R 11s , the plurality of R 11s may be the same or different from each other.
R 12 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. )

式(1-1)及び(1-2)において、C2n+1で表されるパーフルオロアルキル基及びSi(A)で表されるシリル基の好ましい形態については、それぞれ上述した通りである。In formulas (1-1) and (1-2), the preferred forms of the perfluoroalkyl group represented by C n F 2n+1 and the silyl group represented by Si(A) 3 are as described above, respectively. .

式(1-1)又は(1-2)で表される化合物の具体例としては、例えば下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (1-1) or (1-2) include the following.

Figure 0007365652000003
Figure 0007365652000003

式(1-1)又は(1-2)で表される化合物の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができ、例えば国際公開番号WO2015/152265に開示の方法により製造できる。 The method for producing the compound represented by formula (1-1) or (1-2) is not particularly limited, and it can be produced by a known method, for example, by the method disclosed in International Publication No. WO2015/152265. .

前記含フッ素化合物は、好ましくは下記式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物である。 The fluorine-containing compound is preferably a compound represented by the following formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4).

Figure 0007365652000004
Figure 0007365652000004

(前記式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
21は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
23は、2価の連結基である。
Zは、3価の連結基である。
Qは、それぞれ独立に、有機基又は-Si(A)で表されるシリル基であり、2つのBのうち少なくとも1つはSi(A)で表されるシリル基である。
前記Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the above formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 21 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
R 23 is a divalent linking group.
Z is a trivalent linking group.
Q is each independently an organic group or a silyl group represented by -Si(A) 3 , and at least one of the two B's is a silyl group represented by Si(A) 3 .
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )

式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、rの繰り返し数は、平均で5~100の範囲であると好ましく、平均で8~80の範囲がより好ましく、平均で10~60の範囲がさらに好ましい。 In formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4), the number of repetitions of r is preferably in the range of 5 to 100 on average, and 8 to 80 on average. A range of 10 to 60 on average is even more preferred.

式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、R21の炭素原子数1~6のアルキレン基としては、炭素原子数3のアルキレン基が好ましい。In formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4), the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms for R 21 is preferably an alkylene group having 3 carbon atoms. .

式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、Si(A)で表されるシリル基の好ましい形態については、上述した通りである。In formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4), the preferred form of the silyl group represented by Si(A) 3 is as described above.

式(2-1)及び(2-2)において、Qが有機基である場合、当該有機基としては、例えば、置換もしくは無置換のアルキル基、アルケニル基、フェニル基等が挙げられる。
Qの有機基が置換アルキル基である場合、当該置換アルキル基としては、例えば、炭素原子数1~6の部分フッ素化アルキル基、炭素原子数1~6のパーフルオロアルキル基等が挙げられる。
In formulas (2-1) and (2-2), when Q is an organic group, examples of the organic group include substituted or unsubstituted alkyl groups, alkenyl groups, phenyl groups, and the like.
When the organic group of Q is a substituted alkyl group, examples of the substituted alkyl group include a partially fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the like.

式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、R23の2価の連結基としては、下記式(R-1)で表される連結基、又は下記式(R-2)で表される連結基が好ましい。In formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4), the divalent linking group for R 23 is a linking group represented by the following formula (R-1). , or a linking group represented by the following formula (R-2) is preferable.

Figure 0007365652000005
Figure 0007365652000005

(前記式(R-1)及び(R-2)中、
24は炭素原子数1~3の範囲のアルキレン基である。
25は直接結合又は炭素原子数1~6のアルキレン基である。
26は炭素原子数1~5の範囲のアルキレン基である)
(In the formulas (R-1) and (R-2),
R 24 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
R 25 is a direct bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
R26 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms)

式(R-1)で表される連結基の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the linking group represented by formula (R-1) include the following.

Figure 0007365652000006
Figure 0007365652000006

式(R-2)で表される連結基の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the linking group represented by formula (R-2) include the following.

Figure 0007365652000007
Figure 0007365652000007

式(R-1)及び(R-2)表される連結基としては、式(R-1-1)、(R-1-3)、(R-1-4)、(R-2-5)、(R-2-6)、(R-2-8)で表される連結基が好ましく、式(R-1-3)及び(R-1-4)で表される連結基がより好ましい。 The linking groups represented by formulas (R-1) and (R-2) include formulas (R-1-1), (R-1-3), (R-1-4), (R-2- 5), (R-2-6), and (R-2-8) are preferable, and the linking groups represented by formulas (R-1-3) and (R-1-4) are preferable. More preferred.

式(2-2)及び(2-4)におけるZの3価の連結基としては、好ましくは炭素原子数4~8の3価の環状脂肪族基であり、より好ましくは3価のシクロヘキシル基である。 The trivalent linking group for Z in formulas (2-2) and (2-4) is preferably a trivalent cycloaliphatic group having 4 to 8 carbon atoms, more preferably a trivalent cyclohexyl group. It is.

式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の具体例としては、例えば下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4) include the following.

Figure 0007365652000008
Figure 0007365652000008

Figure 0007365652000009
Figure 0007365652000009

Figure 0007365652000010
Figure 0007365652000010

Figure 0007365652000011
Figure 0007365652000011

(前記式(2-1-11)及び(2-1-12)中、aは1~6の整数である。) (In the above formulas (2-1-11) and (2-1-12), a is an integer from 1 to 6.)

Figure 0007365652000012
Figure 0007365652000012

Figure 0007365652000013
Figure 0007365652000013

Figure 0007365652000014
Figure 0007365652000014

Figure 0007365652000015
Figure 0007365652000015

式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。
以下、式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の製造方法の一実施形態について説明する。
The method for producing the compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4) is not particularly limited, and can be produced by any known method.
Hereinafter, one embodiment of a method for producing a compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4) will be described.

式(2-1)及び(2-2)で表される化合物の製造方法は、例えば下記式(β-1)で表されるカルボン酸と、下記式(β-2)又は下記式(β-3)で表されるエポキシシラン化合物とを反応させて、エポキシ基由来の2級水酸基を有する反応物を調製する第1工程と、前記第1工程で得られた反応物と下記式(βー4)で表されるイソシアネート化合物とを反応させる第2工程を含む。 The method for producing compounds represented by formulas (2-1) and (2-2) includes, for example, a method for producing compounds represented by formulas (β-1) and (β-2) or (β-2) below. A first step of preparing a reactant having a secondary hydroxyl group derived from an epoxy group by reacting the epoxysilane compound represented by -3) with the reactant obtained in the first step and the following formula (β -4) includes a second step of reacting with the isocyanate compound represented by.

Figure 0007365652000016
Figure 0007365652000016

(前記式(β-1)中、rは繰り返し数である。) (In the above formula (β-1), r is the number of repetitions.)

Figure 0007365652000017
Figure 0007365652000017

(前記式(β-2)及び式(β-3)中、
23は、2価の連結基である。
Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the formula (β-2) and formula (β-3),
R 23 is a divalent linking group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. )

Figure 0007365652000018
Figure 0007365652000018

(前記式(β-4)中、
21は炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the above formula (β-4),
R 21 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. )

式(β-2)で表される化合物の代わりに、下記式(β-5)で表される化合物を用いてもよい。 A compound represented by the following formula (β-5) may be used instead of the compound represented by the formula (β-2).

Figure 0007365652000019
Figure 0007365652000019

(前記式(β-5)中、
23は、2価の連結基である。
Gは、有機基である。)
(In the above formula (β-5),
R 23 is a divalent linking group.
G is an organic group. )

式(2-3)及び(2-4)で表される化合物を製造する場合は、前記第1工程を含めばよく、前記第2工程を省略することができる。 When producing the compounds represented by formulas (2-3) and (2-4), the first step may be included, and the second step may be omitted.

式(β-2)で表される化合物の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (β-2) include the following.

Figure 0007365652000020
Figure 0007365652000020

式(β-3)で表される化合物の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (β-3) include the following.

Figure 0007365652000021
Figure 0007365652000021

式(β-4)で表される化合物の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (β-4) include the following.

Figure 0007365652000022
Figure 0007365652000022

(式中、R21は炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基であり、炭素原子数1~3の範囲のアルキレン基が好ましく、n-プロピレン基がより好ましい)(In the formula, R 21 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably an n-propylene group)

式(β-5)で表される化合物の具体例としては、下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (β-5) include the following.

Figure 0007365652000023
Figure 0007365652000023

(aは1~6の範囲の整数である。) (a is an integer in the range of 1 to 6.)

式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の製造方法では、必要に応じて有機溶剤存在下で行ってもよい。 The method for producing a compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4) may be carried out in the presence of an organic solvent if necessary.

前記有機溶剤としては、原料である上記化合物群を溶解するできるものであれば特に制限されず、例えば、イソシアネート基との反応性を有さないアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の溶剤やフッ素系有機溶剤を用いることができる。 The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the above-mentioned compounds as raw materials, and examples include solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, toluene, and xylene that do not have reactivity with isocyanate groups, and fluorine-based solvents. Organic solvents can be used.

前記フッ素系の溶剤としては、例えば、1、3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、トリフルオロトルエン等の含フッ素芳香族炭化水素系溶剤;パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサン等の炭素数3~12のパーフルオロカーボン系溶剤;1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン等のハイドロフルオロカーボン系溶剤;COCH,COCH,COC,CCF(OCH)C等のハイドロフルオロエーテル系溶剤;フォンブリン、ガルデン(ソルベイ製)、デムナム(ダイキン工業製)、クライトックス(ケマーズ製)等のパーフルオロポリエーテル系化合物等を好ましく例示することができる。Examples of the fluorine-based solvent include fluorine-containing aromatic hydrocarbon solvents such as 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene and trifluorotoluene; and those having 3 to 3 carbon atoms such as perfluorohexane and perfluoromethylcyclohexane. 12 perfluorocarbon solvent; 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6, Hydrofluorocarbon solvents such as 6-tridecafluorooctane; C 3 F 7 OCH 3 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , C 2 F 5 CF(OCH 3 )C 3 F 7 , etc. Preferred examples include perfluoropolyether compounds such as Fomblin, Galden (manufactured by Solvay), Demnum (manufactured by Daikin Industries), and Krytox (manufactured by Chemours).

前記第1工程において、化合物(β-1)と化合物(β-2)又は化合物(β-3)との反応割合は、化合物(β-1)が有するカルボキシル基と化合物(β-2)又は化合物(β-3)が有するエポキシ基との当量比(カルボキシル基/エポキシ基)が、0.5~1.5の範囲となる割合が好ましく、0.9~1.1の範囲となる割合がより好ましく、0.98~1.02の範囲となる割合がさらに好ましい。 In the first step, the reaction ratio between compound (β-1) and compound (β-2) or compound (β-3) is determined by the reaction ratio between the carboxyl group of compound (β-1) and compound (β-2) or compound (β-3). The equivalent ratio (carboxyl group/epoxy group) to the epoxy group possessed by the compound (β-3) is preferably in the range of 0.5 to 1.5, and preferably in the range of 0.9 to 1.1. is more preferable, and a ratio in the range of 0.98 to 1.02 is even more preferable.

前記第1工程の反応温度は特に限定されず、通常50~150℃の範囲である。また、反応時間についても特に限定されず、通常1~10時間の範囲である。 The reaction temperature in the first step is not particularly limited and is usually in the range of 50 to 150°C. Further, the reaction time is not particularly limited, and is usually in the range of 1 to 10 hours.

前記第2工程において、前記第1工程で得られるエポキシ基由来の2級水酸基を有する反応物と化合物(β-4)との反応割合は、前記反応物が有する水酸基と化合物(β-4)が有するイソシアネート基との当量比(水酸基基/イソシアネート基)が、0.5~1.5の範囲となる割合が好ましく、0.9~1.1の範囲となる割合がより好ましく、0.98~1.02の範囲となる割合がさらに好ましい。 In the second step, the reaction ratio between the reactant having a secondary hydroxyl group derived from an epoxy group obtained in the first step and the compound (β-4) is the same as the hydroxyl group of the reactant and the compound (β-4). The equivalent ratio (hydroxyl group/isocyanate group) with the isocyanate group possessed by is preferably in the range of 0.5 to 1.5, more preferably in the range of 0.9 to 1.1, and more preferably 0.9 to 1.1. More preferably, the ratio is in the range of 98 to 1.02.

前記第2工程の反応温度は特に限定されず、通常30~120℃の範囲である。また、反応時間についても特に限定されず、通常1~10時間の範囲である。 The reaction temperature in the second step is not particularly limited and is usually in the range of 30 to 120°C. Further, the reaction time is not particularly limited, and is usually in the range of 1 to 10 hours.

前記含フッ素化合物は、好ましくは下記式(3)で表される化合物である。 The fluorine-containing compound is preferably a compound represented by the following formula (3).

Figure 0007365652000024
Figure 0007365652000024

(前記式(3)中、
PFPEは、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖である。
及びYは、それぞれ独立に、直接結合又は2価の連結基である。
及びZは、それぞれ独立に、2価の連結基である。
前記Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。前記2つのSi(A)で表されるシリル基は互いに同じでも異なってもよい。)
(In the above formula (3),
PFPE is a poly(perfluoroalkylene ether) chain.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond or a divalent linking group.
Z 1 and Z 2 are each independently a divalent linking group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . The two silyl groups represented by Si(A) 3 may be the same or different. )

式(3)で表される化合物は骨格中にウレタン結合を有する。このウレタン結合を有することにより、両末端にある加水分解性基の近傍の極性を向上させることができる。 The compound represented by formula (3) has a urethane bond in its skeleton. By having this urethane bond, the polarity near the hydrolyzable groups at both ends can be improved.

式(3)において、Si(A)で表されるシリル基の好ましい形態については、上述した通りである。In formula (3), the preferred form of the silyl group represented by Si(A) 3 is as described above.

式(3)において、Y、Y、Z及びZの2価の連結基としては、例えば、炭素原子数1~22のアルキレン基等が挙げられる。前記アルキレン基としては、例えば、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、ブチレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、2,2-ジメチルプロピレン基、2-メチルブチレン基、2-メチル-2-ブチレン基、3-メチルブチレン基、3-メチル-2-ブチレン基、ペンチレン基、2-ペンチレン基、3-ペンチレン基、3-ジメチル-2-ブチレン基、3,3-ジメチルブチレン基、3,3-ジメチル-2-ブチレン基、2-エチルブチレン基、ヘキシレン基、2-ヘキシレン基、3-ヘキシレン基、2-メチルペンチレン基、2-メチル-2-ペンチレン基、2-メチル-3-ペンチレン基、3-メチルペンチレン基、3-メチル-2-ペンチレン基、3-メチル-3-ペンチレン基、4-メチルペンチレン基、4-メチル-2-ペンチレン基、2,2-ジメチル-3-ペンチレン基、2,3-ジメチル-3-ペンチレン基、2,4-ジメチル-3-ペンチレン基、4,4-ジメチル-2-ペンチレン基、3-エチル-3-ペンチレン基、ヘプチレン基、2-ヘプチレン基、3-ヘプチレン基、2-メチル-2-ヘキシレン基、2-メチル-3-ヘキシレン基、5-メチルヘキシレン基、5-メチル-2-ヘキシレン基、2-エチルヘキシレン基、6-メチル-2-ヘプチレン基、4-メチル-3-ヘプチレン基、オクチレン基、2-オクチレン基、3-オクチレン基、2-プロピルペンチレン基、2,4,4-トリメチルペンチレン基、デカオクチレン基等のアルキレン基等が挙げられる。In formula (3), examples of the divalent linking groups Y 1 , Y 2 , Z 1 and Z 2 include alkylene groups having 1 to 22 carbon atoms. Examples of the alkylene group include methylene group, ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, sec-butylene group, tert-butylene group, 2,2-dimethylpropylene group, 2-methyl Butylene group, 2-methyl-2-butylene group, 3-methylbutylene group, 3-methyl-2-butylene group, pentylene group, 2-pentylene group, 3-pentylene group, 3-dimethyl-2-butylene group, 3 , 3-dimethylbutylene group, 3,3-dimethyl-2-butylene group, 2-ethylbutylene group, hexylene group, 2-hexylene group, 3-hexylene group, 2-methylpentylene group, 2-methyl-2- Pentylene group, 2-methyl-3-pentylene group, 3-methylpentylene group, 3-methyl-2-pentylene group, 3-methyl-3-pentylene group, 4-methylpentylene group, 4-methyl-2- Pentylene group, 2,2-dimethyl-3-pentylene group, 2,3-dimethyl-3-pentylene group, 2,4-dimethyl-3-pentylene group, 4,4-dimethyl-2-pentylene group, 3-ethyl -3-pentylene group, heptylene group, 2-heptylene group, 3-heptylene group, 2-methyl-2-hexylene group, 2-methyl-3-hexylene group, 5-methylhexylene group, 5-methyl-2- hexylene group, 2-ethylhexylene group, 6-methyl-2-heptylene group, 4-methyl-3-heptylene group, octylene group, 2-octylene group, 3-octylene group, 2-propylpentylene group, 2, Examples include alkylene groups such as 4,4-trimethylpentylene group and decaoctylene group.

式(3)のZ及びZの2価の連結基は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の範囲のアルキレン基であると好ましく、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基がより好ましく、1~3の範囲のアルキレン基がさらに好ましく、n-プロピレン基が特に好ましい。The divalent linking groups Z 1 and Z 2 in formula (3) are each independently preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. More preferred are alkylene groups in the range of 1 to 3, even more preferred are n-propylene groups.

式(3)のY及びYの2価の連結基は、それぞれ独立に、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキレン基がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。The divalent linking groups Y 1 and Y 2 in formula (3) are each independently preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and methylene More preferred are groups.

式(3)のPFPE(ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖)としては、例えば、炭素原子数1~3の範囲のパーフルオロアルキレン基と酸素原子が交互に連結した構造を有する連結基が挙げられる。 Examples of the PFPE (poly(perfluoroalkylene ether) chain) of formula (3) include a linking group having a structure in which perfluoroalkylene groups having 1 to 3 carbon atoms and oxygen atoms are alternately linked. .

前記炭素原子数1~3の範囲のパーフルオロアルキレン基と酸素原子が交互に連結した構造を有する連結基としては、下記式(P-1)で表される連結基が挙げられる。 Examples of the connecting group having a structure in which perfluoroalkylene groups having 1 to 3 carbon atoms and oxygen atoms are alternately connected include a connecting group represented by the following formula (P-1).

Figure 0007365652000025
Figure 0007365652000025

(前記式(P-1)中、
*は結合手である。
Xは炭素原子数1~3のパーフルオロアルキレン基である。
複数のXのパーフルオロアルキレン基は、互いに同じでも異なってもよい。複数のXにおいて、2種以上のパーフルオロアルキレン基がランダムに又はブロック状に存在していてもよい。
nは繰り返し数である。nは例えば6~300の範囲であり、12~200の範囲が好ましく、20~150の範囲がより好ましく、30~100の範囲がさらに好ましく、35~70の範囲が最も好ましい。)
(In the above formula (P-1),
* is a bond.
X is a perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
The plurality of perfluoroalkylene groups of X may be the same or different. In the plurality of X's, two or more types of perfluoroalkylene groups may be present randomly or in a block form.
n is the number of repetitions. For example, n ranges from 6 to 300, preferably from 12 to 200, more preferably from 20 to 150, even more preferably from 30 to 100, and most preferably from 35 to 70. )

Xのパーフルオロアルキレン基としては、下記構造が例示できる。 As the perfluoroalkylene group for X, the following structures can be exemplified.

Figure 0007365652000026
Figure 0007365652000026

これらのなかでも、Xはパーフルオロメチレン基(a)とパーフルオロエチレン基(b)が好ましく、工業的に得られやすい点も含めると、パーフルオロメチレン基(a)とパーフルオロエチレン基(b)とが共存するものがより好ましい。 Among these, X is preferably a perfluoromethylene group (a) or a perfluoroethylene group (b). ) is more preferable.

前記パーフルオロメチレン基(a)とパーフルオロエチレン基(b)とが共存する場合、その存在比(a/b)(個数の比)は1/10~10/1の範囲が好ましく、3/10~10/3の範囲がより好ましい。 When the perfluoromethylene group (a) and the perfluoroethylene group (b) coexist, their abundance ratio (a/b) (ratio of numbers) is preferably in the range of 1/10 to 10/1, and 3/ The range of 10 to 10/3 is more preferable.

式(3)で表される化合物の具体例としては、例えば下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (3) include the following.

Figure 0007365652000027
Figure 0007365652000027

Figure 0007365652000028
Figure 0007365652000028

式(3)で表される化合物において、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖1本に含まれるフッ素原子の合計が30~600個の範囲であることが好ましく、60~450個の範囲であることがより好ましく、90~300個の範囲がさらに好ましく、100~200個の範囲であることが最も好ましい。 In the compound represented by formula (3), the total number of fluorine atoms contained in one poly(perfluoroalkylene ether) chain is preferably in the range of 30 to 600, and preferably in the range of 60 to 450. is more preferable, the range of 90 to 300 is even more preferable, and the range of 100 to 200 is most preferable.

式(3)で表される化合物の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。以下、式(3)で表される化合物の製造方法の一実施形態について説明する。 The method for producing the compound represented by formula (3) is not particularly limited, and it can be produced by any known method. Hereinafter, one embodiment of the method for producing the compound represented by formula (3) will be described.

式(3)で表される化合物は、下記式(α-1)で表されるジオールと、下記式(α-2)で表されるイソシアネートとを反応させることにより製造することができる。 The compound represented by formula (3) can be produced by reacting a diol represented by formula (α-1) below with an isocyanate represented by formula (α-2) below.

Figure 0007365652000029
Figure 0007365652000029

(前記式(α-1)及び(α-2)中、
PFPEは、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖である。
及びYは、それぞれ独立に、直接結合又は2価の連結基である。
Zは、2価の連結基である。
Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the above formulas (α-1) and (α-2),
PFPE is a poly(perfluoroalkylene ether) chain.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond or a divalent linking group.
Z is a divalent linking group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. )

式(α-1)及び(α-2)中のPFPE、Y、Y、Z及びSi(A)は、式(3)のPFPE、Y、Y、ZとZ及びSi(A)にそれぞれ対応する。PFPE, Y 1 , Y 2 , Z and Si(A) 3 in formulas (α-1) and (α-2) are PFPE, Y 1 , Y 2 , Z 1 and Z 2 and Each corresponds to Si(A) 3 .

式(α-1)で表されるジオールとしては、例えば下記式(α-1-1)で表されるジオール、下記式(α-1-2)で表されるジオール等が挙げられる。 Examples of the diol represented by the formula (α-1) include a diol represented by the following formula (α-1-1), a diol represented by the following formula (α-1-2), and the like.

Figure 0007365652000030
Figure 0007365652000030

式(α-2)で表されるイソシアネートとしては、下記式(α-2-1)~(α-2-12)で表されるイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the isocyanate represented by the formula (α-2) include isocyanates represented by the following formulas (α-2-1) to (α-2-12).

Figure 0007365652000031
Figure 0007365652000031

式(α-2-1)~(α-2-12)で表されるイソシアネート化合物中のZは、炭素原子数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキレン基がより好ましく、1~3のアルキレン基がさらに好ましく、n-プロピレン基が特に好ましい。 Z in the isocyanate compounds represented by formulas (α-2-1) to (α-2-12) is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Preferably, 1 to 3 alkylene groups are more preferable, and n-propylene groups are particularly preferable.

式(α-1)で表されるジオールと式(α-2)で表されるイソシアネートとの反応(ウレタン化)の際には、式(α-1)で表されるジオールに含まれるOH基1モルに対して、式(α-2)で表されるイソシアネートを、0.5~1.5モルの範囲になるように仕込むのが好ましく、0.9~1.1モルの範囲となるように仕込むのがより好ましく、0.98~1.02モルの範囲となるように仕込むのが最も好ましい。 During the reaction (urethanization) between the diol represented by formula (α-1) and the isocyanate represented by formula (α-2), the OH contained in the diol represented by formula (α-1) is The isocyanate represented by formula (α-2) is preferably charged in an amount of 0.5 to 1.5 mol, preferably 0.9 to 1.1 mol, per mol of the group. More preferably, the amount is in the range of 0.98 to 1.02 mol.

ウレタン化反応を促進させるために、式(α-1)で表されるジオールと式(α-2)で表されるイソシアネートとを反応させる際に、例えばトリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の第3級アミン類、ジブチル錫ジラウリレート、ジオクチル錫ジラウリレート、2-エチルヘキサン酸錫等の錫化合物を触媒として添加してもよい。 In order to accelerate the urethanization reaction, when reacting the diol represented by formula (α-1) with the isocyanate represented by formula (α-2), for example, tertiary amines such as triethylamine, benzyldimethylamine, etc. Amines, tin compounds such as dibutyltin dilaurylate, dioctyltin dilaurate, and tin 2-ethylhexanoate may be added as catalysts.

前記触媒の添加量は、反応混合物全体に対して0.001~5.0質量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.01~1.0質量%の範囲で、さらに好ましくは0.02~0.2質量%の範囲である。反応時間は1~10時間の範囲が好ましい。 The amount of the catalyst added is preferably in the range of 0.001 to 5.0% by mass, more preferably in the range of 0.01 to 1.0% by mass, even more preferably in the range of 0.02 to 5.0% by mass, based on the entire reaction mixture. It is in the range of 0.2% by mass. The reaction time is preferably in the range of 1 to 10 hours.

式(α-1)であらわされるジオールと式(α-2)で表されるイソシアネートとの反応において、反応系は無溶剤系であってもよいし、イソシアネート基との反応性を有さないアセトン、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン等の有機溶剤;C、(CFCFCHFCHFCF、C13H、C13、COCH、COC5、CF(OCH)C、HCFCFOCHCF等のフッ素系溶剤を反応溶剤とした溶剤系であってもよい。In the reaction between the diol represented by formula (α-1) and the isocyanate represented by formula (α-2), the reaction system may be a solvent-free system or have no reactivity with the isocyanate group. Organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, toluene, xylene; C 4 F 9 C 2 H 5 , (CF 3 ) 2 CFCHFCHFCF 3 , C 6 F 13 H, C 6 F 13 C 2 H 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , C 2 F 5 CF(OCH 3 )C 3 F 7 , HCF 2 CF 2 OCH 2 CF 3, or other fluorine-based solvents may be used as the reaction solvent.

反応温度は30~120℃の範囲が好ましく、より好ましくは40~90℃の範囲がより好ましい。 The reaction temperature is preferably in the range of 30 to 120°C, more preferably in the range of 40 to 90°C.

前記含フッ素化合物は、好ましくは下記式(4-1)、(4-2)又は(4-3)で表される化合物である。 The fluorine-containing compound is preferably a compound represented by the following formula (4-1), (4-2) or (4-3).

Figure 0007365652000032
Figure 0007365652000032

(前記式(4-1)、(4-2)及び(4-3)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
41は、炭素原子数1~6のアルキレン基である。
42は、アルキレンアミノアルキレン基又はアルキレンチオアルキレン基である。
前記Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the above formulas (4-1), (4-2) and (4-3),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 41 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
R 42 is an alkyleneaminoalkylene group or an alkylenethioalkylene group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )

式(4-1)、(4-2)及び(4-3)において、rの繰り返し数、及びSi(A)で表されるシリル基の好ましい形態については、それぞれ上述した通りである。In formulas (4-1), (4-2) and (4-3), the repeating number of r and the preferred form of the silyl group represented by Si(A) 3 are as described above.

式(4-1)、(4-2)及び(4-3)において、R41の炭素原子数1~6のアルキレン基としては、炭素原子数3のアルキレン基が好ましい。In formulas (4-1), (4-2) and (4-3), the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms for R 41 is preferably an alkylene group having 3 carbon atoms.

式(4-1)、(4-2)及び(4-3)において、R42のアルキレンアミノアルキレン基は、2つアルキレン基がアミノ結合(-NH-)で連結した基であり、アルキレンチオアルキレン基は2つアルキレン基がチオ結合(-S-)で連結した基である。ここで、アルキレンアミノアルキレン基及びアルキレンチオアルキレン基のアルキレン基は、それぞれ独立に炭素原子数1~6のアルキレン基であると好ましい。In formulas (4-1), (4-2), and (4-3), the alkylene aminoalkylene group of R 42 is a group in which two alkylene groups are connected by an amino bond (-NH-), and is an alkylene amino group. An alkylene group is a group in which two alkylene groups are connected by a thio bond (-S-). Here, the alkylene groups of the alkyleneaminoalkylene group and the alkylenethioalkylene group are each independently preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.

式(4-1)、(4-2)又は(4-3)で表される化合物の具体例としては、例えば下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (4-1), (4-2) or (4-3) include the following.

Figure 0007365652000033
Figure 0007365652000033

式(4-1)、(4-2)又は(4-3)で表される化合物の製造方法は、式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の製造方法と同様の方法が採用できる。例えば、下記式(γ-1)で表されるアルコールと、上述の式(β-4)で表されるイソシアネート化合物とを反応させることにより式(4-1)、(4-2)又は(4-3)で表される化合物を製造することができる。反応条件やその他原料等については、式(2-1)、(2-2)、(2-3)又は(2-4)で表される化合物の製造方法と同じ反応条件やその他原料を採用するとよい。 A method for producing a compound represented by formula (4-1), (4-2) or (4-3) is a method for producing a compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2- A method similar to the method for producing the compound represented by 4) can be adopted. For example, by reacting the alcohol represented by the following formula (γ-1) with the isocyanate compound represented by the above formula (β-4), the formula (4-1), (4-2) or ( A compound represented by 4-3) can be produced. Regarding the reaction conditions and other raw materials, the same reaction conditions and other raw materials as in the manufacturing method of the compound represented by formula (2-1), (2-2), (2-3) or (2-4) are adopted. It's good to do that.

Figure 0007365652000034
Figure 0007365652000034

(前記式(γ-1)中、rは繰り返し数である。) (In the above formula (γ-1), r is the number of repetitions.)

前記含フッ素化合物は、好ましくは下記式(5-1)、(5-2)又は(5-3)で表される化合物である。 The fluorine-containing compound is preferably a compound represented by the following formula (5-1), (5-2) or (5-3).

Figure 0007365652000035
Figure 0007365652000035

(前記式(5-1)、(5-2)及び(5-3)において、
lは繰り返し数を示す整数である。
mは繰り返し数を示す整数である。
51は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
52は、アルキレンアミノアルキレン基又はアルキレンチオアルキレン基である。
前記Si(A)で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(In the above formulas (5-1), (5-2) and (5-3),
l is an integer indicating the number of repetitions.
m is an integer indicating the number of repetitions.
R 51 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
R 52 is an alkyleneaminoalkylene group or an alkylenethioalkylene group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )

式(5-1)、(5-2)及び(5-3)において、lで括られた繰り返し単位及びmで括られた繰り返し単位は、lで括られた繰り返し単位及びmで括られた繰り返し単位のランダム重合構造でもよく、lで括られた繰り返し単位及びmで括られた繰り返し単位のブロック重合構造でもよい。 In formulas (5-1), (5-2) and (5-3), the repeating units bracketed by l and the repeating units bracketed by m are the repeating units bracketed by l and the repeating units bracketed by m. It may be a random polymerization structure of repeating units, or a block polymerization structure of repeating units bounded by l and repeating units bounded by m.

式(5-1)、(5-2)及び(5-3)において、l及びmの繰り返し数、並びにSi(A)で表されるシリル基の好ましい形態については、それぞれ上述した通りである。In formulas (5-1), (5-2) and (5-3), the repeating numbers of l and m and the preferred form of the silyl group represented by Si(A) 3 are as described above. be.

式(5-1)、(5-2)及び(5-3)において、R51の炭素原子数1~6のアルキレン基としては、炭素原子数3のアルキレン基が好ましい。In formulas (5-1), (5-2) and (5-3), the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms for R 51 is preferably an alkylene group having 3 carbon atoms.

式(5-1)、(5-2)及び(5-3)において、R52のアルキレンアミノアルキレン基は、2つアルキレン基がアミノ結合(-NH-)で連結した基であり、アルキレンチオアルキレン基は2つアルキレン基がチオ結合(-S-)で連結した基である。ここで、アルキレンアミノアルキレン基及びアルキレンチオアルキレン基のアルキレン基は、それぞれ独立に炭素原子数1~6のアルキレン基であると好ましい。In formulas (5-1), (5-2), and (5-3), the alkyleneaminoalkylene group of R 52 is a group in which two alkylene groups are connected by an amino bond (-NH-), and is an alkylenethione group. An alkylene group is a group in which two alkylene groups are connected by a thio bond (-S-). Here, the alkylene groups of the alkyleneaminoalkylene group and the alkylenethioalkylene group are each independently preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.

式(5-1)、(5-2)又は(5-3)で表される化合物の具体例としては、例えば下記が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by formula (5-1), (5-2) or (5-3) include the following.

Figure 0007365652000036
Figure 0007365652000036

式(5-1)、(5-2)又は(5-3)で表される化合物の製造方法は、式(4-1)、(4-2)又は(4-3)で表される化合物の製造方法と同様の方法が採用できる。
例えば、上述の式(γ-1)で表されるアルコールの代わりに下記式(δ-1)で表されるアルコールを用いることにより、式(5-1)、(5-2)又は(5-3)で表される化合物を製造することができる。
A method for producing a compound represented by formula (5-1), (5-2) or (5-3) is a method for producing a compound represented by formula (4-1), (4-2) or (4-3). A method similar to the method for producing the compound can be adopted.
For example, by using the alcohol represented by the following formula (δ-1) instead of the alcohol represented by the above formula (γ-1), the formula (5-1), (5-2) or (5-5 A compound represented by -3) can be produced.

Figure 0007365652000037
Figure 0007365652000037

(前記式(δ-1)中、
lは繰り返し数である。
mは繰り返し数である。)
(In the above formula (δ-1),
l is the number of repetitions.
m is the number of repetitions. )

前記撥水層13中の含フッ素化合物は、1種単独でもよく、2種以上を併用してもよい。 The fluorine-containing compounds in the water-repellent layer 13 may be used alone or in combination of two or more.

前記低表面エネルギー物質は、前述の含フッ素化合物に限定されない。前記低表面エネルギー物質は、陽極酸化被膜と反応して結合可能な反応性基と、撥水性を発現する撥水性基の両方を有する化合物であれば使用できる。 The low surface energy substance is not limited to the above-mentioned fluorine-containing compound. The low surface energy substance can be any compound that has both a reactive group that can react with and bond to the anodic oxide film and a water-repellent group that exhibits water-repellent properties.

前記陽極酸化被膜と反応して結合可能な反応性基としては、スルフィド、チオール基、アミノ基、スルホニル基、水酸基、カルボキシル基、リン酸含有基、アルコキシシリル基が挙げられ、より好ましくは、下記式(6-1)又は(6-2)で表される1価又は2価のリン酸含有基、下記式(6-3)で表されるアルコキシシリル基等が挙げられる。

Figure 0007365652000038
(前記式(6-1)及び(6-2)中、
61は、それぞれ独立に、任意の陽イオンである。
62は、それぞれ独立に、アルキル基であり、好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1~3のアルキル基である。)Examples of the reactive group capable of reacting and bonding with the anodic oxide film include sulfide, thiol group, amino group, sulfonyl group, hydroxyl group, carboxyl group, phosphoric acid-containing group, and alkoxysilyl group, and more preferably the following: Examples include a monovalent or divalent phosphoric acid-containing group represented by formula (6-1) or (6-2), an alkoxysilyl group represented by formula (6-3) below, and the like.
Figure 0007365652000038
(In the above formulas (6-1) and (6-2),
Each R 61 is independently an arbitrary cation.
Each R 62 is independently an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. )

61の任意の陽イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の有機4級アンモニウムイオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。これらのうち、リチウムイオン、ナトリウムイオン、及び有機4級アンモニウムイオンが好ましい。The optional cations of R61 include alkali metal ions such as sodium ions, potassium ions, and lithium ions; organic quaternary ions such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, and triisopropanolamine; Examples include ammonium ion and ammonium ion. Among these, lithium ions, sodium ions, and organic quaternary ammonium ions are preferred.

前記撥水性基としては、C2n+1-で表される炭化水素基(nは1以上の整数)、下記式(7-1)で表される基等が挙げられる。

Figure 0007365652000039
(前記式(7)中、
71は、それぞれ独立に、アルキル基であり、好ましくは炭素原子数1~6のアルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1~3のアルキル基である。
nは1以上の整数である。)Examples of the water-repellent group include a hydrocarbon group represented by C n H 2n+1 - (n is an integer of 1 or more), a group represented by the following formula (7-1), and the like.
Figure 0007365652000039
(In the above formula (7),
Each R 71 is independently an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
n is an integer of 1 or more. )

前記撥水層13は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記低表面エネルギー物質以外の成分を含んでいてもよい。 The water-repellent layer 13 may contain components other than the low surface energy substance as long as the effects of the present invention are not impaired.

前記撥水層13の厚さの下限は、アルミの熱伝導率を損なわないために、好ましくは1nm以上である。また、前記撥水層13の厚さの上限は好ましくは100nm以下であり、より好ましくは20nm以下である。 The lower limit of the thickness of the water-repellent layer 13 is preferably 1 nm or more in order not to impair the thermal conductivity of aluminum. Further, the upper limit of the thickness of the water-repellent layer 13 is preferably 100 nm or less, more preferably 20 nm or less.

前記撥水層13の表面の水の接触角は、水滴5μL対して好ましくは150°以上、より好ましくは160°以上である。また、前記撥水層13の表面の水の滑落角は、水滴5μLに対して好ましくは10°以下、より好ましくは5°以下である。なお、本明細書において、水の滑落角及び水の接触角は、実施例に記載の方法で測定する。 The contact angle of water on the surface of the water-repellent layer 13 is preferably 150° or more, more preferably 160° or more with respect to 5 μL of water droplets. Further, the sliding angle of water on the surface of the water-repellent layer 13 is preferably 10° or less, more preferably 5° or less with respect to 5 μL of water droplets. Note that in this specification, the sliding angle of water and the contact angle of water are measured by the methods described in Examples.

本発明の一実施形態に係る撥水性アルミニウム材の製造方法は、アルミニウム基板の表面を陽極酸化して陽極酸化被膜及び細孔を形成する陽極酸化処理、及び前記陽極酸化によって形成された細孔の孔径を拡大化する孔径拡大化処理をこの順にそれぞれ2回以上施す陽極酸化皮膜形成工程、及び前記陽極酸化皮膜の、前記アルミニウム基材と反対側の表面に沿って低表面エネルギー物質を含む撥水層を形成する撥水層形成工程を有し、前記陽極酸化被膜が、複数の細孔を有し、かつ、前記細孔が、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の平坦上面に開口部を有し、前記細孔の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状を有する。 A method for manufacturing a water-repellent aluminum material according to an embodiment of the present invention includes an anodizing treatment in which the surface of an aluminum substrate is anodized to form an anodized film and pores, and pores formed by the anodic oxidation are an anodic oxide film forming step in which a pore diameter enlarging treatment is performed twice or more in this order, and a water repellent containing a low surface energy substance along the surface of the anodic oxide film opposite to the aluminum base material; the anodic oxide film has a plurality of pores, and the pores are formed on a flat upper surface of the anodic oxide film on a side opposite to the aluminum base material. The pore has an opening in the pore, and a vertical cross section of the pore along the depth direction narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore.

本発明の一実施形態に係る撥水性アルミニウム材の製造方法について図2~5を参照しつつ説明する。なお、前述した本実施形態で説明した部位と同一の部位には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A method for manufacturing a water-repellent aluminum material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. Note that the same parts as those described in the present embodiment described above are given the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

図2~5は、前記撥水性アルミニウム材1を製造する各工程における加工状態を示す概略図である。 2 to 5 are schematic diagrams showing processing states in each step of manufacturing the water-repellent aluminum material 1.

前記陽極酸化皮膜形成工程は、図2に示す前記アルミニウム基材11表面に陽極酸化処理と孔径拡大化処理とをそれぞれ2回以上施して前記アルミニウム基材11表面に陽極酸化被膜12を形成する工程である。第1回目の処理として陽極酸化処理を行うと、図3に示すように、前記アルミニウム基材11の表面に細孔121’を有する陽極酸化被膜12が形成される。細孔121’は初期の段階では円筒形状をしている。係る状態の陽極酸化被膜12に、さらに孔径拡大化処理を行うことにより、細孔121’の孔径が拡大される(図4)。図4の状態の陽極酸化被膜12に、さらに陽極酸化処理及び孔径拡大化処理を繰り返すことにより、前記アルミニウム基材11上に、前記陽極酸化被膜12を形成することができる。当該陽極酸化皮膜形成工程で形成された陽極酸化皮膜12は、前記細孔121を有し、前記細孔121が、前記陽極酸化被膜12の、前記アルミニウム基材11と反対側の平坦上面122に開口部123を有し、前記細孔121の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔121の前記開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状を有する(図5)。 The anodic oxide film forming step is a step of forming an anodic oxide film 12 on the surface of the aluminum base material 11 by subjecting the surface of the aluminum base material 11 shown in FIG. It is. When anodic oxidation treatment is performed as the first treatment, an anodic oxide film 12 having pores 121' is formed on the surface of the aluminum base material 11, as shown in FIG. The pore 121' has a cylindrical shape at an initial stage. By further performing a pore diameter enlarging process on the anodic oxide film 12 in such a state, the pore diameters of the pores 121' are enlarged (FIG. 4). The anodic oxide film 12 can be formed on the aluminum base material 11 by further repeating the anodic oxidation treatment and the pore diameter enlarging treatment on the anodic oxide film 12 in the state shown in FIG. The anodic oxide film 12 formed in the anodic oxide film forming step has the pores 121, and the pores 121 are formed on the flat upper surface 122 of the anodic oxide film 12 on the opposite side from the aluminum base material 11. The pore 121 has an opening 123, and a longitudinal section along the depth direction of the pore 121 has a shape that narrows from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121 (FIG. 5).

前記陽極酸化皮膜形成工程における2回以上の陽極酸化処理と孔径拡大化処理は、細孔間の壁厚を精密に制御できるため、最後の処理が孔径拡大化処理であることが好ましい。 Since the anodizing treatment and the pore diameter enlarging treatment performed twice or more in the anodic oxide film forming step allow precise control of the wall thickness between the pores, it is preferable that the last treatment is the pore diameter enlarging treatment.

陽極酸化処理及び孔径拡大化処理の回数及び条件を調整することにより、前記細孔の開口部123から前記細孔の底部124に向かって段階的に狭まる形状の段数や形状の滑らかさ等を調整できる。より具体的には、当該最後の処理としての孔径拡大化処理の時間をその前の前記繰り返し処理における孔径拡大化処理の時間とは異なる処理時間とすることにより、細孔121の縦断面形状を、前記細孔121の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔121の前記開口部123から前記細孔121の底部124に向かって狭まる形状や、細孔121の孔径が減少するとともに細孔121の内面が曲線的に変化する釣鐘形状にすることができる。より具体的には、陽極酸化処理を行った後、孔径拡大化処理を行う工程をn回繰り返し、n回目の孔径拡大化処理を1回目から(n-1)回目の孔径拡大化処理よりも処理時間を長くすることにより、細孔121の縦断面形状が、細孔121の開口部123から底部124に向かう細孔深さ方向において、細孔121の底部124側の孔径がそれよりも細孔121の開口部123側の細孔121の孔径に比べ相対的に急激に減少するとともに、細孔121の内面が曲線的に変化する釣鐘形状となるため、好ましい。 By adjusting the number and conditions of the anodizing treatment and the pore diameter enlarging treatment, the number of stages of the shape that gradually narrows from the opening 123 of the pore toward the bottom 124 of the pore, the smoothness of the shape, etc. are adjusted. can. More specifically, the longitudinal cross-sectional shape of the pores 121 is changed by setting the time of the pore diameter enlarging process as the last process to be different from the time of the pore diameter enlarging process in the previous repeated process. , the vertical cross section of the pore 121 along the depth direction narrows from the opening 123 of the pore 121 toward the bottom 124 of the pore 121, or as the diameter of the pore 121 decreases, the pore becomes narrower. The inner surface of 121 can be shaped like a bell with a curved shape. More specifically, after performing the anodic oxidation treatment, the step of performing the pore diameter enlarging treatment is repeated n times, and the nth pore diameter enlarging treatment is performed from the first to the (n-1)th pore diameter enlarging treatment. By lengthening the treatment time, the longitudinal cross-sectional shape of the pore 121 is such that the pore diameter on the bottom 124 side of the pore 121 is smaller than that in the pore depth direction from the opening 123 of the pore 121 to the bottom 124. This is preferable because the diameter of the pore 121 on the opening 123 side of the pore 121 decreases rapidly compared to the diameter of the pore 121, and the inner surface of the pore 121 has a bell shape with a curved shape.

また、定電圧で長時間陽極酸化処理を施して酸化皮膜を形成させ、当該酸化皮膜を一旦除去し、再び同一条件で陽極酸化処理を施すことにより、高い孔配列規則性を有する前記細孔121が得られるため好ましい。 In addition, the pores 121 have high pore arrangement regularity by performing anodization treatment at a constant voltage for a long time to form an oxide film, once removing the oxide film, and performing anodization treatment again under the same conditions. This is preferable because it provides the following.

前記陽極酸化処理とは、クロム酸、クエン酸、シュウ酸及び硫酸からなる群から選択される1種以上の酸の水溶液である電解液にアルミニウム基材を浸漬して、定電流を流すことによって、前記アルミニウム基材の表面に多孔質の酸化膜を形成させる処理である。前記電解液の濃度は、特に限定されず、例えば0.01~1.0Mの範囲である。
陽極酸化処理に用いられる電解液としては、例えば、クエン酸、シュウ酸又は硫酸を含む溶液が高い孔配列規則性を有する前記細孔121が得られるため好ましい。陽極酸化処理の化成電圧は、例えば、電解液にシュウ酸溶液を用いた場合は30V~60V、電解液に硫酸溶液を用いた場合は25V~30Vが高い孔配列規則性を有する前記細孔121が得られるため好ましい。
The anodizing treatment is performed by immersing the aluminum base material in an electrolytic solution, which is an aqueous solution of one or more acids selected from the group consisting of chromic acid, citric acid, oxalic acid, and sulfuric acid, and passing a constant current. , a process of forming a porous oxide film on the surface of the aluminum base material. The concentration of the electrolytic solution is not particularly limited, and is, for example, in the range of 0.01 to 1.0M.
As the electrolytic solution used in the anodizing treatment, a solution containing, for example, citric acid, oxalic acid, or sulfuric acid is preferable because the pores 121 having high pore arrangement regularity can be obtained. The formation voltage of the anodizing treatment is, for example, 30 V to 60 V when an oxalic acid solution is used as the electrolytic solution, and 25 V to 30 V when a sulfuric acid solution is used as the electrolytic solution. This is preferable because it provides the following.

第1回目の陽極酸化処理の前に、前記アルミニウム基材表面に微細な窪みを形成し、これを陽極酸化時の細孔発生点とすることもできる。これにより、任意の配列を有する細孔121を得ることができるため、好ましい。 It is also possible to form fine depressions on the surface of the aluminum base material before the first anodic oxidation treatment, and use these as pore generation points during anodization. This is preferable because the pores 121 having an arbitrary arrangement can be obtained.

前記孔径拡大化処理は、上記陽極酸化処理によって形成された細孔の孔径を拡大する処理である。当該孔径拡大化処理は、例えば陽極酸化処理をしたアルミニウム基材を、硫酸、りん酸、クロム酸、しゅう酸及びスルファミン酸からなる群から選択される1種以上の酸の水溶液中に一定時間浸漬することによって行うことができる。当該孔径拡大化処理の条件としては、例えば前記酸水溶液の濃度が1.0~20重量%の範囲、前記酸水溶液の温度が20~60℃の範囲、浸漬時間が30秒~60分間の範囲とすることができる。 The pore size enlarging process is a process for enlarging the pore size of the pores formed by the anodic oxidation process. The pore size enlarging treatment involves, for example, immersing an anodized aluminum base material in an aqueous solution of one or more acids selected from the group consisting of sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, and sulfamic acid for a certain period of time. This can be done by The conditions for the pore size enlargement treatment include, for example, the concentration of the acid aqueous solution is in the range of 1.0 to 20% by weight, the temperature of the acid aqueous solution is in the range of 20 to 60°C, and the immersion time is in the range of 30 seconds to 60 minutes. It can be done.

前記撥水層形成工程は、前記陽極酸化皮膜形成工程で得られた前記陽極酸化皮膜12の、前記アルミニウム基材11と反対側の表面、すなわち、前記陽極酸化被膜12の平坦上面122及び細孔121の内部表面に沿って前記撥水層13を形成する工程である。 The water-repellent layer forming step is performed on the surface of the anodic oxide film 12 obtained in the anodic oxide film forming step on the side opposite to the aluminum base material 11, that is, the flat upper surface 122 and pores of the anodic oxide film 12. This is a step of forming the water repellent layer 13 along the inner surface of the water repellent layer 121.

前記撥水層形成工程において、前記陽極酸化皮膜12の、前記アルミニウム基材11と反対側の表面に沿って前記撥水層13を形成する方法は特に限定されないが、前記低表面エネルギー物質を溶剤に溶解させて低表面エネルギー物質溶液を調製し、当該低表面エネルギー物質溶液を前記陽極酸化被膜12に接触させる方法が例示できる。 In the water-repellent layer forming step, the method for forming the water-repellent layer 13 along the surface of the anodic oxide film 12 on the side opposite to the aluminum base material 11 is not particularly limited. An example of a method is to prepare a low surface energy substance solution by dissolving the low surface energy substance solution, and to bring the low surface energy substance solution into contact with the anodic oxide film 12.

当該低表面エネルギー物質溶液を前記陽極酸化被膜12に接触させる方法は、特に限定されず、前記陽極酸化被膜12を前記低表面エネルギー物質溶液に浸漬させる方法や、前記陽極酸化被膜12に前記低表面エネルギー物質溶液に塗布する方法が例示できるが、前記陽極酸化被膜12を前記低表面エネルギー物質溶液に浸漬させる方法が好ましい。 The method of bringing the low surface energy material solution into contact with the anodic oxide film 12 is not particularly limited, and may include a method of immersing the anodic oxide film 12 in the low surface energy material solution, or a method of contacting the anodic oxide film 12 with the low surface energy material solution. An example is a method of applying the material to an energetic material solution, but a method of immersing the anodic oxide film 12 in the low surface energy material solution is preferable.

前記低表面エネルギー物質溶液に用いられる溶剤の例としては、1、3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、トリフルオロトルエン等の含フッ素芳香族炭化水素系溶剤;パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサン等の炭素数3~12の範囲のパーフルオロカーボン系溶剤;1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン等のハイドロフルオロカーボン系溶剤;COCH、COCH、COC、CCF(OCH)C等のハイドロフルオロエーテル系溶剤;フォンブリン、ガルデン(ソルベイ製)、デムナム(ダイキン工業製)、クライトックス(ケマーズ製)等のパーフルオロポリエーテル系化合物等が挙げられる。上記溶剤の他、水、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤等も使用できる。低表面エネルギー物質溶液に用いられる溶剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。Examples of the solvent used in the low surface energy substance solution include fluorine-containing aromatic hydrocarbon solvents such as 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene and trifluorotoluene; perfluorohexane, perfluoromethylcyclohexane, etc. perfluorocarbon solvent having a carbon number of 3 to 12; 1,1,2,2,3,3,4-heptafluorocyclopentane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4 , 5,5,6,6 - tridecafluorooctane and other hydrofluorocarbon solvents ; _ _ _ 3 ) Hydrofluoroether solvents such as C3F7 ; perfluoropolyether compounds such as Fomblin, Galden (manufactured by Solvay), Demnum (manufactured by Daikin Industries), and Krytox (manufactured by Chemours); In addition to the above solvents, water, alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, etc. can also be used. The solvents used in the low surface energy substance solution may be used alone or in combination of two or more.

前記低表面エネルギー物質溶液における、前記低表面エネルギー物質の濃度の下限としては、例えば0.01質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以上である。前記低表面エネルギー物質溶液における、前記低表面エネルギー物質の濃度の上限としては、例えば10質量%以下、好ましくは5質量%以下である。 The lower limit of the concentration of the low surface energy substance in the low surface energy substance solution is, for example, 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more. The upper limit of the concentration of the low surface energy substance in the low surface energy substance solution is, for example, 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less.

前記陽極酸化被膜12と前記低表面エネルギー物質溶液の接触後、例えば、室温で数分放置し、乾燥温度を、例えば40~200℃の範囲、好ましくは40~150℃の範囲、乾燥時間を、例えば5~60分の範囲、好ましくは30~60分の範囲で乾燥させることにより、前記撥水層13を得ることができる。 After the anodic oxide film 12 and the low surface energy substance solution come into contact, for example, the solution is left at room temperature for several minutes, the drying temperature is set to, for example, a range of 40 to 200°C, preferably a range of 40 to 150°C, and a drying time is set. For example, the water-repellent layer 13 can be obtained by drying for 5 to 60 minutes, preferably 30 to 60 minutes.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」または「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」または「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, "parts" or "%" are used, but unless otherwise specified, "parts by mass" or "% by mass" are expressed.

<低表面エネルギー物質(ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖含有シラン化合物)溶液の調製>
〔合成例1〕
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン60.62gと、下記式一般式

Figure 0007365652000040
(ただし、式中、rは繰り返し数を表し、平均43である。)
で表されるケマーズ製Krytox157FS(H)87.6gと、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン3.33gと、反応触媒としてトリフェニルフォスフィン0.273gを加え、窒素気流下で攪拌を開始し、105℃に加温後、約5時間反応させた。その後、50℃まで降温し、COC 33.33gと、3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン3.02gと、ウレタン化触媒としてオクチル酸スズ0.047gを加え、窒素気流下で攪拌を開始し、70℃で約4時間反応させ、反応物を得た。得られた反応物における溶剤の含有率が80%となるようにCOCで反応物を希釈した。この希釈した反応物を孔径1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターを使用してろ過精製し、下記一般式で示されるポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖含有シラン化合物(1)を含む溶液を得た。
Figure 0007365652000041
<Preparation of low surface energy substance (silane compound containing poly(perfluoroalkylene ether) chain) solution>
[Synthesis example 1]
In a glass flask equipped with a stirring device, a thermometer, a cooling tube, and a dropping device, 60.62 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene and the following general formula
Figure 0007365652000040
(However, in the formula, r represents the number of repetitions, which is 43 on average.)
87.6 g of Krytox 157FS (H) manufactured by Chemours, represented by After heating to 105° C., the mixture was allowed to react for about 5 hours. Thereafter, the temperature was lowered to 50°C, and 33.33 g of C 4 F 9 OC 2 H 5 , 3.02 g of 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, and 0.047 g of tin octylate as a urethanization catalyst were added, and the mixture was heated under a nitrogen stream. Stirring was started at 70° C. for about 4 hours to obtain a reaction product. The reaction product was diluted with C 4 F 9 OC 2 H 5 so that the solvent content in the obtained reaction product was 80%. This diluted reaction product was filtered and purified using a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter with a pore size of 1 μm to obtain a solution containing a poly(perfluoroalkylene ether) chain-containing silane compound (1) represented by the following general formula. Obtained.
Figure 0007365652000041

〔合成例2〕
撹拌装置、温度計、冷却管、滴下装置を備えたガラスフラスコに、下記一般式

Figure 0007365652000042
(式中、lは繰り返し数であり、平均で19である。mは繰り返し数であり、平均で19である。)
で表されるポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖を有するアルコール20gと溶剤としてハイドロフルオロエーテル(COC)20gとウレタン化触媒としてオクチル酸スズ0.006gを仕込み、窒素気流下で攪拌を開始し、50℃を保ちながら3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン1.31gを15分間かけて滴下した。滴下終了後、50℃で6時間攪拌することにより前記アルコールと3-イソシアナトプロピルトリメトキシシランとを反応させ、反応物を得た。得られた反応物について、IRスペクトル測定を行い、反応物中にイソシアネート基の消失していることを確認し、下記一般式で示される化合物(2)が得られたことを確認した。
Figure 0007365652000043
溶剤の濃度が80質量%となるようにハイドロフルオロエーテル(COC)で反応液を希釈した。希釈した反応液を孔径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターを使用してろ過精製し、前記ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖含有シラン化合物(2)を含むハイドロフルオロエーテル溶液を得た。[Synthesis example 2]
In a glass flask equipped with a stirrer, thermometer, cooling tube, and dropping device, add the following general formula.
Figure 0007365652000042
(In the formula, l is the number of repetitions, which is 19 on average. m is the number of repetitions, which is 19 on average.)
20 g of alcohol having a poly(perfluoroalkylene ether) chain represented by , 20 g of hydrofluoroether (C 4 F 9 OC 2 H 5 ) as a solvent, and 0.006 g of tin octylate as a urethanization catalyst were charged, and the mixture was heated under a nitrogen stream. Stirring was started, and 1.31 g of 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane was added dropwise over 15 minutes while maintaining the temperature at 50°C. After the addition was completed, the alcohol and 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane were reacted by stirring at 50° C. for 6 hours to obtain a reaction product. The obtained reaction product was subjected to IR spectrum measurement, and it was confirmed that the isocyanate group had disappeared in the reaction product, and it was confirmed that the compound (2) represented by the following general formula was obtained.
Figure 0007365652000043
The reaction solution was diluted with hydrofluoroether (C 4 F 9 OC 2 H 5 ) so that the concentration of the solvent was 80% by mass. The diluted reaction solution was purified by filtration using a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter with a pore size of 0.2 μm to obtain a hydrofluoroether solution containing the poly(perfluoroalkylene ether) chain-containing silane compound (2). Ta.

<陽極酸化皮膜を有するアルミニウム基材の作製>
製造例1
純度99.99%のアルミニウム板を0.2Mクエン酸水溶液を電解液とし、化成電圧350Vにおいて、17℃、2分間陽極酸化を行った。その後、10wt%リン酸水溶液50℃中に20分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を5回繰り返すことで、細孔周期850nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(A)を得た。図6は得られたアルミニウム材(A)の上面の走査電子顕微鏡(SEM)写真である。また、図7は、当該アルミニウム材(A)の断面のSEM写真である。図6及び図7から当該アルミニウム材(A)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認できる。
<Preparation of aluminum base material with anodized film>
Manufacturing example 1
An aluminum plate with a purity of 99.99% was anodized at 17° C. for 2 minutes at a formation voltage of 350 V using 0.2 M citric acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 10 wt % phosphoric acid aqueous solution at 50° C. for 20 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation five times, an aluminum material (A) having an anodic oxide film with a pore period of 850 nm was obtained. FIG. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the top surface of the obtained aluminum material (A). Moreover, FIG. 7 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (A). It can be confirmed from FIGS. 6 and 7 that fine irregularities are formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (A).

製造例2
純度99.50%のアルミニウム板を0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧40Vにおいて、30秒間陽極酸化を行った。その後、5wt%リン酸水溶液30℃中に12分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を5回繰り返すことで、細孔周期100nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(B)を得た。得られたアルミニウム材(B)の表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、当該アルミニウム材(B)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認された。
Manufacturing example 2
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 30 seconds at a formation voltage of 40 V using a 0.3 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 5 wt % phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 12 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation five times, an aluminum material (B) having an anodic oxide film with a pore period of 100 nm was obtained. When the surface of the obtained aluminum material (B) was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (B).

製造例3
純度99.50%のアルミニウム板を0.05Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧80Vにおいて、50秒間陽極酸化を行った。その後、5wt%リン酸水溶液30℃中に30分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を5回繰り返すことで、細孔周期200nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(C)を得た。得られたアルミニウム材(C)の表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、当該アルミニウム材(C)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認された。
Manufacturing example 3
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 50 seconds at a formation voltage of 80 V using a 0.05 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 5 wt % phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 30 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation five times, an aluminum material (C) having an anodic oxide film with a pore period of 200 nm was obtained. When the surface of the obtained aluminum material (C) was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (C).

製造例4
純度99.50%のアルミニウム板を0.1Mリン酸水溶液を電解液とし、化成電圧200Vにおいて、5分間陽極酸化を行った。その後、10wt%リン酸水溶液30℃中に60分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を4回繰り返し、さらに同条件下で5分間陽極酸化を施すことで、細孔周期500nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(D)を得た。得られたアルミニウム材(D)の表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、当該アルミニウム材(D)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認された。
Production example 4
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 5 minutes at a formation voltage of 200 V using 0.1 M phosphoric acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 10 wt % phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 60 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. This operation was repeated four times and further anodized for 5 minutes under the same conditions to obtain an aluminum material (D) having an anodic oxide film with a pore period of 500 nm. When the surface of the obtained aluminum material (D) was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (D).

製造例5
純度99.50%のアルミニウム板を0.2Mクエン酸水溶液を電解液とし、化成電圧350Vにおいて、10分間陽極酸化を行った。その後、10wt%リン酸水溶液50℃中に20分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を5回繰り返すことで、細孔周期850nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(E)を得た。得られたアルミニウム材(E)の表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、当該アルミニウム材(E)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認された。
Manufacturing example 5
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 10 minutes at a formation voltage of 350 V using 0.2 M citric acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 10 wt % phosphoric acid aqueous solution at 50° C. for 20 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation five times, an aluminum material (E) having an anodic oxide film with a pore period of 850 nm was obtained. When the surface of the obtained aluminum material (E) was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (E).

製造例6
純度99.50%のアルミニウム板を0.2Mクエン酸水溶液を電解液とし、化成電圧400Vにおいて、10分間陽極酸化を行った。その後、10wt%リン酸水溶液50℃中に20分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を5回繰り返すことで、細孔周期1000nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(F)を得た。
Manufacturing example 6
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 10 minutes at a formation voltage of 400 V using 0.2 M citric acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 10 wt % phosphoric acid aqueous solution at 50° C. for 20 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation five times, an aluminum material (F) having an anodic oxide film with a pore period of 1000 nm was obtained.

製造例7
純度99.50%のアルミニウム板を0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧40Vにおいて、75秒間陽極酸化を行った。その後、5wt%リン酸水溶液30℃中に30分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を2回繰り返すことで、細孔周期100nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(G)を得た。得られたアルミニウム材(G)の表面を走査電子顕微鏡で観察したところ、当該アルミニウム材(G)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認された。
Manufacturing example 7
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 75 seconds at a formation voltage of 40 V using a 0.3 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 5 wt % phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 30 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation twice, an aluminum material (G) having an anodic oxide film with a pore period of 100 nm was obtained. When the surface of the obtained aluminum material (G) was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that fine irregularities were formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (G).

製造例8
純度99.50%のアルミニウム板を0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧80Vにおいて、250秒間陽極酸化を行った。その後、5wt%リン酸水溶液30℃中に75分間浸漬し、孔径拡大化処理を施した。この操作を2回繰り返すことで、細孔周期200nmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム材(H)を得た。
Production example 8
An aluminum plate having a purity of 99.50% was anodized for 250 seconds at a formation voltage of 80 V using a 0.3 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, it was immersed in a 5 wt % phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 75 minutes to perform a pore diameter enlargement treatment. By repeating this operation twice, an aluminum material (H) having an anodic oxide film with a pore period of 200 nm was obtained.

比較製造例1
純度99.50%のアルミニウム板を0.5%水酸化ナトリウム水溶液に10分浸漬させた後、水、メタノールで洗浄した。続いて、得られたアルミニウム板を合成例2のシラン化合物(2)の溶液に漬け、1時間静置した。そして、アルミニウム板を取り出し150℃で30分間乾燥させアルミニウム材(I)を得た。
Comparative manufacturing example 1
An aluminum plate with a purity of 99.50% was immersed in a 0.5% aqueous sodium hydroxide solution for 10 minutes, and then washed with water and methanol. Subsequently, the obtained aluminum plate was immersed in a solution of the silane compound (2) of Synthesis Example 2 and allowed to stand for 1 hour. Then, the aluminum plate was taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain an aluminum material (I).

比較製造例2
純度99.50%のアルミニウム板を90℃にて5%トリエタノールアミン水溶液に10分浸漬させた後、水、メタノールで洗浄した。得られたアルミニウム板を合成例2のシラン化合物(2)の溶液に漬け、1時間静置した。そして、アルミニウム板を取り出し150℃で30分間乾燥させアルミニウム材(J)を得た。
Comparative manufacturing example 2
An aluminum plate with a purity of 99.50% was immersed in a 5% triethanolamine aqueous solution at 90° C. for 10 minutes, and then washed with water and methanol. The obtained aluminum plate was immersed in a solution of the silane compound (2) of Synthesis Example 2 and allowed to stand for 1 hour. Then, the aluminum plate was taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain an aluminum material (J).

比較製造例3
純度99.99%のアルミニウム板を0.2Mクエン酸水溶液を電解液とし、化成電圧350Vにおいて、17℃、10分間陽極酸化を行った。その後、10質量%リン酸水溶液50℃中に40分間浸漬し、孔径拡大化処理を施してアルミニウム材(K)を得た。図8は得られたアルミニウム材(K)の上面のSEM写真である。また、図9は、当該アルミニウム材(K)の断面のSEM写真である。図8から当該アルミニウム材(K)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されていることが確認できるが、図9から細孔の深さ方向に沿った縦断面が細孔の開口部から細孔の底部に向かって狭まる形状を有していないことが確認できる。
Comparative manufacturing example 3
An aluminum plate with a purity of 99.99% was anodized at 17° C. for 10 minutes at a formation voltage of 350 V using 0.2 M citric acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, the aluminum material (K) was obtained by immersing it in a 10% by mass phosphoric acid aqueous solution at 50° C. for 40 minutes and performing a pore diameter enlargement treatment. FIG. 8 is a SEM photograph of the top surface of the obtained aluminum material (K). Moreover, FIG. 9 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (K). From Fig. 8, it can be confirmed that fine irregularities are formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (K), and from Fig. 9, the longitudinal section along the depth direction of the pores is shown from the opening of the pores. It can be confirmed that the pores do not have a shape that narrows toward the bottom.

比較製造例4
純度99.99%のアルミニウム板を0.2Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧350Vにおいて、17℃、10分間陽極酸化を行い、アルミニウム材(L)を得た。図10は得られたアルミニウム材(L)の上面のSEM写真である。また、図11は、当該アルミニウム材(L)の断面のSEM写真である。図10及び図11から当該アルミニウム材(L)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されているが、平坦上面が損なわれていることが確認できる。
Comparative production example 4
An aluminum plate with a purity of 99.99% was anodized using a 0.2 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte at a formation voltage of 350 V at 17° C. for 10 minutes to obtain an aluminum material (L). FIG. 10 is a SEM photograph of the top surface of the obtained aluminum material (L). Moreover, FIG. 11 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (L). From FIGS. 10 and 11, it can be confirmed that fine irregularities are formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (L), but the flat top surface is impaired.

比較製造例5
純度99.50%のアルミニウム板を0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧40Vにおいて、15秒間陽極酸化を行った。その後、5質量%リン酸水溶液30℃中に3分間浸漬し、孔径拡大化処理を施してアルミニウム材(M)を得た。図12は得られたアルミニウム材(M)の上面のSEM写真である。また、図13は、当該アルミニウム材(M)の断面のSEM写真である。図12及び図13から当該アルミニウム材(M)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されているが、平坦上面が損なわれて、細孔の深さ方向に沿った縦断面が細孔の開口部から細孔の底部に向かって狭まる形状を有していないことが確認できる。
Comparative production example 5
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 15 seconds at a formation voltage of 40 V using a 0.3 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte. Thereafter, the aluminum material (M) was obtained by immersing it in a 5% by mass phosphoric acid aqueous solution at 30° C. for 3 minutes and performing a pore diameter enlargement treatment. FIG. 12 is a SEM photograph of the top surface of the obtained aluminum material (M). Moreover, FIG. 13 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (M). As shown in FIGS. 12 and 13, fine irregularities are formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (M), but the flat top surface is damaged and the longitudinal section along the depth direction of the pores is It can be confirmed that the shape does not narrow from the opening toward the bottom of the pore.

比較製造例6
純度99.50%のアルミニウム板を0.3Mシュウ酸水溶液を電解液とし、化成電圧40Vにおいて、15秒間陽極酸化を行い、アルミニウム材(N)を得た。図14は得られたアルミニウム材(N)の上面のSEM写真である。また、図15は、当該アルミニウム材(N)の断面のSEM写真である。図14及び図15から当該アルミニウム材(N)の陽極酸化皮膜表面に微細凹凸形状が形成されているが、裁断面が細孔の開口部から細孔の底部に向かって狭まる形状を有していないことが確認できる。
Comparative manufacturing example 6
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized for 15 seconds using a 0.3 M oxalic acid aqueous solution as an electrolyte at a formation voltage of 40 V to obtain an aluminum material (N). FIG. 14 is a SEM photograph of the top surface of the obtained aluminum material (N). Moreover, FIG. 15 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (N). As shown in FIGS. 14 and 15, fine irregularities are formed on the surface of the anodic oxide film of the aluminum material (N), but the cut surface has a shape that narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore. I can confirm that there is no.

比較製造例7
純度99.50%のアルミニウム板を20℃の10%硫酸水溶液中で、1A/dmの電流密度で1時間陽極酸化処理を行った。次に50℃5%リン酸水溶液中に前記アルミニウム板を浸漬し、溶解処理を施し、アルミニウム材(O)を得た。図16は得られたアルミニウム材(O)の上面のSEM写真である。また、図17は、当該アルミニウム材(O)の断面のSEM写真である。図16及び図17から、当該アルミニウム材(O)では、陽極酸化によって細孔を有する層が形成されたものの、陽極酸化皮膜表面は平坦上面を有さず、さらに、細孔を区画する隔壁が倒れて折り重なっていることが確認できる。
Comparative production example 7
An aluminum plate with a purity of 99.50% was anodized in a 10% aqueous sulfuric acid solution at 20° C. for 1 hour at a current density of 1 A/dm 2 . Next, the aluminum plate was immersed in a 5% phosphoric acid aqueous solution at 50°C and subjected to a dissolution treatment to obtain an aluminum material (O). FIG. 16 is a SEM photograph of the top surface of the obtained aluminum material (O). Moreover, FIG. 17 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum material (O). From FIGS. 16 and 17, it can be seen that although a layer with pores was formed by anodization in the aluminum material (O), the surface of the anodic oxide film did not have a flat top surface, and furthermore, there were no partition walls that partitioned the pores. You can see that they have fallen down and are folded on top of each other.

上記で製造した各アルミニウム材について、以下の処理をして撥水層を形成した。
〔撥水層の形成1〕
合成例1のシラン化合物(1)の溶液にCOCを加え、シラン化合物(1)0.1質量%溶液を調製した。前記アルミニウム材(A)~(H)をシラン化合物(1)0.1質量%溶液に漬け、1時間静置した。そして、各板を取り出し150℃で30分間乾燥させて撥水層を有する撥水性アルミニウム材(A)’~(H)’を得た。
Each of the aluminum materials produced above was subjected to the following treatment to form a water-repellent layer.
[Formation of water repellent layer 1]
C 4 F 9 OC 2 H 5 was added to the solution of silane compound (1) of Synthesis Example 1 to prepare a 0.1% by mass solution of silane compound (1). The aluminum materials (A) to (H) were immersed in a 0.1% by mass solution of the silane compound (1) and allowed to stand for 1 hour. Then, each plate was taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain water-repellent aluminum materials (A)' to (H)' having water-repellent layers.

〔撥水層の形成2〕
合成例2のシラン化合物(2)の溶液にCOCを加え、シラン化合物(2)0.1質量%溶液を調製した。前記アルミニウム材(A)~(F)をシラン化合物(2)0.1質量%溶液に漬け、1時間静置した。そして、各板を取り出し150℃で30分間乾燥させて撥水層を有する撥水性アルミニウム材(A)’’~(F)’’を得た。
[Formation of water repellent layer 2]
C 4 F 9 OC 2 H 5 was added to the solution of silane compound (2) of Synthesis Example 2 to prepare a 0.1% by mass solution of silane compound (2). The aluminum materials (A) to (F) were immersed in a 0.1% by mass solution of the silane compound (2) and allowed to stand for 1 hour. Then, each plate was taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain water-repellent aluminum materials (A)'' to (F)'' having water-repellent layers.

〔撥水層の形成3〕
ドデシルメトキシシランに酢酸ブチルを加えてドデシルメトキシシラン0.1質量%酢酸ブチル溶液を調製した。前記アルミニウム材(B)をドデシルメトキシシラン0.1質量%酢酸ブチル溶液に漬け、1時間静置した。そして、板を取り出し150℃で30分間乾燥させアルミニウム材(B)’’’を得た。
[Formation of water repellent layer 3]
Butyl acetate was added to dodecylmethoxysilane to prepare a 0.1% by mass solution of dodecylmethoxysilane in butyl acetate. The aluminum material (B) was immersed in a 0.1% by mass solution of dodecylmethoxysilane in butyl acetate and allowed to stand for 1 hour. Then, the plate was taken out and dried at 150°C for 30 minutes to obtain an aluminum material (B)'''.

〔撥水層の形成4〕
前記アルミニウム材(K)~(O)を、合成例1に係る前記ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖含有シラン化合物(1)を含むハイドロフルオロエーテル溶液に漬け、1時間静置した。そして、板を取り出し150℃で30分間乾燥させてアルミニウム材(K)’~(O)’を得た。
[Formation of water repellent layer 4]
The aluminum materials (K) to (O) were immersed in a hydrofluoroether solution containing the poly(perfluoroalkylene ether) chain-containing silane compound (1) according to Synthesis Example 1, and allowed to stand for 1 hour. Then, the plate was taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain aluminum materials (K)' to (O)'.

〔撥水層の形成5〕
前記アルミニウム材(K)~(N)を前記シラン化合物(2)0.1質量%溶液に漬け、1時間静置した。そして、板を取り出し150℃で30分間乾燥させアルミニウム材(K)’’~(N)’’を得た。
[Formation of water repellent layer 5]
The aluminum materials (K) to (N) were immersed in a 0.1% by mass solution of the silane compound (2) and allowed to stand for 1 hour. Then, the plates were taken out and dried at 150° C. for 30 minutes to obtain aluminum materials (K)'' to (N)''.

実施例1~8及び比較例1~8
得られた各アルミニウム材について以下の評価を行った。各評価結果を表1~3に示す。なお、水滑落角測定測定において、アルミニウム材Gは水が滑落せずにほんどの水がアルミニウム材上に残ってしまった。また、流水耐久性試験において、アルミニウム材G、M’及びN’はいずれも水を1時間流し当てた時点において水が滑落しない状態であった。また、アルミニウム材O'は水を66時間流し当てた時点において水が滑落しない状態であった。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8
The following evaluations were performed for each of the obtained aluminum materials. The results of each evaluation are shown in Tables 1 to 3. In addition, in the water sliding angle measurement, water did not slide down on the aluminum material G, and only a small amount of water remained on the aluminum material. In addition, in the running water durability test, aluminum materials G, M', and N' were all in a state where water did not slide off when water was poured on them for 1 hour. Furthermore, water did not slide off the aluminum material O' after 66 hours of water flowing onto it.

<評価方法>
〔水接触角測定〕
撥水性の評価は、水の接触角を測定して行った。なお、接触角の評価には、協和界面科学社製DM-500を用いた。基材の上に5μLの水滴を滴下し、その角度を値とした。測定は3回行い、その平均値を値とした。
〔水滑落角測定〕
滑水性の評価は、水の滑落角を測定して行った。なお、滑落角の評価には、協和界面科学社製DM-500を用いた。基材の上に5μLの水滴を滴下し、2度/秒のスピードでステージを傾け、水滴が動き出した角度を転落角の値とした。測定は3回行い、その平均値を値とした。
〔流水耐久性〕
各アルミニウム材の水滑落角を測定した後、当該水滑落角を測定した部分に、内径1mmのチューブから9.9mL/分の量で水を流し当て、所定の時間ごとに水滑落角の変化を測定した。
<Evaluation method>
[Water contact angle measurement]
Water repellency was evaluated by measuring the contact angle of water. Note that DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used to evaluate the contact angle. A 5 μL water droplet was dropped onto the base material, and the angle thereof was taken as a value. The measurement was performed three times, and the average value was taken as the value.
[Water fall angle measurement]
The water sliding property was evaluated by measuring the sliding angle of water. Note that DM-500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used to evaluate the sliding angle. A 5 μL water droplet was dropped onto the base material, the stage was tilted at a speed of 2 degrees/second, and the angle at which the water droplet began to move was defined as the falling angle. The measurement was performed three times, and the average value was taken as the value.
[Running water durability]
After measuring the sliding angle of each aluminum material, water was poured into the area where the sliding angle was measured at a rate of 9.9 mL/min from a tube with an inner diameter of 1 mm, and changes in the sliding angle were measured at predetermined intervals. was measured.

Figure 0007365652000044
Figure 0007365652000044

Figure 0007365652000045
Figure 0007365652000045

Figure 0007365652000046
Figure 0007365652000046

表1~3の結果から明らかなように、実施例にかかる撥水性アルミニウム材は撥水性及び滑水性並びに流水耐久性に優れることが分かる。一方、比較例にかかるアルミニウム材は撥水性及び滑水性並びに流水耐久性に劣ることから本発明の課題を解決できていないことが判る。 As is clear from the results in Tables 1 to 3, it can be seen that the water-repellent aluminum materials according to Examples have excellent water repellency, water sliding properties, and durability against running water. On the other hand, it can be seen that the aluminum material according to the comparative example is inferior in water repellency, water sliding properties, and running water durability, and therefore cannot solve the problems of the present invention.

Claims (7)

アルミニウム基材と、前記アルミニウム基材上に形成された陽極酸化被膜と、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の表面に沿って形成された撥水層と、を有する撥水性アルミニウム材であって、
前記陽極酸化被膜が、複数の細孔を有し、かつ、前記細孔が、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の平坦上面に開口部を有し、
前記細孔の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状を有し、
前記撥水層が、下記式(2-1)~(2-4)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、下記式(4-1)で表される化合物及び下記式(5-1)で表される化合物からなる群から選択される1種以上の低表面エネルギー物質を含む撥水性アルミニウム材。
(前記式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
21 は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
23 は、2価の連結基である。
Zは、3価の連結基である。
Qは、それぞれ独立に、有機基又は-Si(A) で表されるシリル基であり、2つのBのうち少なくとも1つはSi(A) で表されるシリル基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。
(前記式(3)中、
PFPEは、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖である。
及びY は、それぞれ独立に、直接結合又は2価の連結基である。
及びZ は、それぞれ独立に、2価の連結基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。前記2つのSi(A) で表されるシリル基は互いに同じでも異なってもよい。)
(前記式(4-1)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
41 は、炭素原子数1~6のアルキレン基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(前記式(5-1)において、
lは繰り返し数を示す整数である。
mは繰り返し数を示す整数である。
51 は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
A water-repellent aluminum comprising: an aluminum base material; an anodic oxide film formed on the aluminum base material; and a water-repellent layer formed along a surface of the anodic oxide film opposite to the aluminum base material. It is a material,
the anodic oxide film has a plurality of pores, and the pores have openings on a flat upper surface of the anodic oxide film on the opposite side from the aluminum base material,
The pore has a shape in which a longitudinal section along the depth direction narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore,
The water-repellent layer comprises a compound represented by the following formulas (2-1) to (2-4), a compound represented by the following formula (3), a compound represented by the following formula (4-1), and the following: A water-repellent aluminum material containing one or more low surface energy substances selected from the group consisting of compounds represented by formula (5-1) .
(In the above formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 21 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
R 23 is a divalent linking group.
Z is a trivalent linking group.
Q is each independently an organic group or a silyl group represented by -Si(A) 3 , and at least one of the two B's is a silyl group represented by Si(A) 3 .
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. .
(In the above formula (3),
PFPE is a poly(perfluoroalkylene ether) chain.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond or a divalent linking group.
Z 1 and Z 2 are each independently a divalent linking group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . The two silyl groups represented by Si(A) 3 may be the same or different. )
(In the above formula (4-1),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 41 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )
(In the above formula (5-1),
l is an integer indicating the number of repetitions.
m is an integer indicating the number of repetitions.
R 51 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )
前記細孔の開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状が、前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって段階的に狭まる形状である、請求項1に記載の撥水性アルミニウム材。 The repellent according to claim 1, wherein the shape narrowing from the opening of the pore toward the bottom of the pore is a shape gradually narrowing from the opening of the pore toward the bottom of the pore. Water-based aluminum material. 前記細孔が、アルミニウム基材の表面を陽極酸化処理と孔径拡大処理とをこの順にそれぞれ2回以上施すことにより形成された細孔である、請求項1又は2に記載の撥水性アルミニウム材。 The water-repellent aluminum material according to claim 1 or 2, wherein the pores are pores formed by subjecting the surface of the aluminum base material to anodizing treatment and pore diameter enlarging treatment two or more times in this order. 前記細孔の細孔周期が、100nm以上から1000nm以下までの範囲である、請求項1~3のいずれか1項に記載の撥水性アルミニウム材。 The water-repellent aluminum material according to any one of claims 1 to 3, wherein the pore period of the pores is in the range of 100 nm or more to 1000 nm or less. 前記撥水層の厚さが、1nm以上から100nm以下までの範囲である、請求項1~4のいずれか1項に記載の撥水性アルミニウム材。 The water-repellent aluminum material according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-repellent layer has a thickness ranging from 1 nm or more to 100 nm or less. 前記低表面エネルギー物質が、フッ素含有基、シリコーン含有基及び炭化水素基からなる群から選択される1種以上の撥水性基と、スルフィド、チオール基、アミノ基、スルホニル基、水酸基、カルボキシル基、リン酸含有基及びアルコキシシリル基からなる群から選択される1種以上の酸化アルミニウム反応性基とを有する化合物である請求項1~5のいずれか1項に記載の撥水性アルミニウム材。 The low surface energy substance includes one or more water-repellent groups selected from the group consisting of fluorine-containing groups, silicone-containing groups, and hydrocarbon groups, and sulfide, thiol groups, amino groups, sulfonyl groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, The water-repellent aluminum material according to any one of claims 1 to 5, which is a compound having one or more aluminum oxide-reactive groups selected from the group consisting of a phosphoric acid-containing group and an alkoxysilyl group. アルミニウム基材の表面を陽極酸化して陽極酸化被膜及び細孔を形成する陽極酸化処理、及び前記陽極酸化によって形成された細孔の孔径を拡大化する孔径拡大化処理をこの順にそれぞれ2回以上施す陽極酸化皮膜形成工程、及び
前記陽極酸化皮膜の、前記アルミニウム基材と反対側の表面に沿って低表面エネルギー物質を含む撥水層を形成する撥水層形成工程を有し、
前記陽極酸化被膜が、複数の細孔を有し、かつ、前記細孔が、前記陽極酸化被膜の、前記アルミニウム基材と反対側の平坦上面に開口部を有し、
前記細孔の深さ方向に沿った縦断面が前記細孔の前記開口部から前記細孔の底部に向かって狭まる形状を有する、撥水性アルミニウム材の製造方法であって、
前記低表面エネルギー物質が、下記式(2-1)~(2-4)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、下記式(4-1)で表される化合物及び下記式(5-1)で表される化合物からなる群から選択される1種以上である、撥水性アルミニウム材の製造方法
(前記式(2-1)、(2-2)、(2-3)及び(2-4)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
21 は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
23 は、2価の連結基である。
Zは、3価の連結基である。
Qは、それぞれ独立に、有機基又は-Si(A) で表されるシリル基であり、2つのBのうち少なくとも1つはSi(A) で表されるシリル基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。
(前記式(3)中、
PFPEは、ポリ(パーフルオロアルキレンエーテル)鎖である。
及びY は、それぞれ独立に、直接結合又は2価の連結基である。
及びZ は、それぞれ独立に、2価の連結基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。前記2つのSi(A) で表されるシリル基は互いに同じでも異なってもよい。)
(前記式(4-1)において、
rは繰り返し数を示す整数である。
41 は、炭素原子数1~6のアルキレン基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
(前記式(5-1)において、
lは繰り返し数を示す整数である。
mは繰り返し数を示す整数である。
51 は、炭素原子数1~6の範囲のアルキレン基である。
前記Si(A) で表されるシリル基の3つのAは、それぞれ独立に、加水分解性基又は非加水分解性基であり、3つのAのうち少なくとも1つは加水分解性基である。)
Anodizing treatment in which the surface of the aluminum base material is anodized to form an anodic oxide film and pores, and pore diameter enlarging treatment in which the pore diameters of the pores formed by the anodic oxidation are expanded twice or more each in this order. and a water-repellent layer forming step of forming a water-repellent layer containing a low surface energy substance along the surface of the anodic oxide film opposite to the aluminum base material,
the anodic oxide film has a plurality of pores, and the pores have openings on a flat upper surface of the anodic oxide film on the opposite side from the aluminum base material,
A method for producing a water-repellent aluminum material, wherein a vertical cross section of the pore along the depth direction narrows from the opening of the pore toward the bottom of the pore,
The low surface energy substance is a compound represented by the following formulas (2-1) to (2-4), a compound represented by the following formula (3), a compound represented by the following formula (4-1), and A method for producing a water-repellent aluminum material, which is one or more selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (5-1) .
(In the above formulas (2-1), (2-2), (2-3) and (2-4),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 21 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
R 23 is a divalent linking group.
Z is a trivalent linking group.
Q is each independently an organic group or a silyl group represented by -Si(A) 3 , and at least one of the two B's is a silyl group represented by Si(A) 3 .
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. .
(In the above formula (3),
PFPE is a poly(perfluoroalkylene ether) chain.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond or a divalent linking group.
Z 1 and Z 2 are each independently a divalent linking group.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . The two silyl groups represented by Si(A) 3 may be the same or different. )
(In the above formula (4-1),
r is an integer indicating the number of repetitions.
R 41 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )
(In the above formula (5-1),
l is an integer indicating the number of repetitions.
m is an integer indicating the number of repetitions.
R 51 is an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms.
The three A's of the silyl group represented by Si(A) 3 are each independently a hydrolyzable group or a non-hydrolyzable group, and at least one of the three A's is a hydrolyzable group. . )
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