JP7790182B2 - Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing article - Google Patents
Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing articleInfo
- Publication number
- JP7790182B2 JP7790182B2 JP2022016230A JP2022016230A JP7790182B2 JP 7790182 B2 JP7790182 B2 JP 7790182B2 JP 2022016230 A JP2022016230 A JP 2022016230A JP 2022016230 A JP2022016230 A JP 2022016230A JP 7790182 B2 JP7790182 B2 JP 7790182B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- ocf
- fluorine
- compound
- treatment agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Polyethers (AREA)
Description
本発明は、表面処理剤、コーティング液、物品及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment agent, a coating liquid, an article, and a method for manufacturing an article.
基材の表面に撥水撥油性、防汚性等を付与するために、フルオロポリエーテル鎖と、反応性シリル基と、を有する含フッ素エーテル化合物を用いた表面処理によって、基材の表面に含フッ素エーテル化合物の縮合物からなる表面層を形成することが知られている(特許文献1)。 In order to impart water- and oil-repellent properties, stain resistance, etc. to the surface of a substrate, it is known to form a surface layer made of a condensate of a fluorine-containing ether compound on the surface of the substrate by surface treatment using a fluorine-containing ether compound having a fluoropolyether chain and a reactive silyl group (Patent Document 1).
近年、含フッ素エーテル化合物を用いて形成された表面層に対する要求性能が高くなっている。例えば、表面層が指で触れる面を構成する部材に適用される場合には、潤滑性(指で触った際の滑らかさ)に優れ、かつ、耐摩擦性に優れる表面層が求められる。
本発明者らが、特許文献1に記載されているような含フッ素エーテル化合物を用いて形成された表面層を評価したところ、表面層の潤滑性及び耐摩擦性の少なくとも一方について、改良の余地があることを見出した。
In recent years, the performance requirements for surface layers formed using fluorinated ether compounds have been increasing. For example, when a surface layer is applied to a member that constitutes a surface that is touched with fingers, the surface layer is required to have excellent lubricity (smoothness when touched with fingers) and excellent abrasion resistance.
The present inventors evaluated a surface layer formed using a fluorine-containing ether compound as described in Patent Document 1 and found that there is room for improvement in at least one of the lubricity and abrasion resistance of the surface layer.
そこで、本発明は、潤滑性及び耐摩擦性に優れた表面層を形成できる表面処理剤、コーティング液、物品及び物品の製造方法の提供を課題とする。 The present invention aims to provide a surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing an article that can form a surface layer with excellent lubricity and abrasion resistance.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、(OCF2)で表される単位及び(OCF2CF2)で表される単位を含むフルオロポリエーテル鎖と、反応性シリル基と、を有する含フッ素エーテル化合物を含む表面処理剤において、含フッ素エーテル化合物を19F-NMRによって測定して得られる、フルオロポリエーテル鎖を構成する単位中のフッ素原子に対応するピークの積分値が後述する式(A-1)を満たす場合、その表面処理剤が潤滑性及び耐摩擦性に優れる表面層を形成できることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive research into the above-mentioned problems, the present inventors have found that, in a surface treatment agent containing a fluorine-containing ether compound having a fluoropolyether chain containing a unit represented by (OCF 2 ) and a unit represented by (OCF 2 CF 2 ), and a reactive silyl group, when the integrated value of the peak corresponding to the fluorine atoms in the units constituting the fluoropolyether chain, obtained by measuring the fluorine-containing ether compound by 19 F-NMR, satisfies the formula (A-1) described below, the surface treatment agent can form a surface layer excellent in lubricity and abrasion resistance, and have arrived at the present invention.
すなわち、発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
[1] (OCF2)で表される単位及び(OCF2CF2)で表される単位を含むフルオロポリエーテル鎖と、反応性シリル基と、を有する含フッ素エーテル化合物を含む表面処理剤であって、
上記含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、下式(A-1)を満たすことを特徴とする、表面処理剤。
Y>-0.0062X2+0.1343X+0.1123 ・・・(A-1)
ただし、X及びYは、内部標準として1,4-ビストリフルロメチルベンゼンを用いて、上記含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートに基づいて求められる値であり、
化学シフト -50.5~-51.2ppmに観測されるピークの積分値をa1、
化学シフト -52.0~-52.8ppmに観測されるピークの積分値をa2、
化学シフト -53.8~-54.5ppmに観測されるピークの積分値をa3、
化学シフト -87.0~-88.5ppmに観測されるピークの積分値をb1、
化学シフト -88.8~-90.2ppmに観測されるピークの積分値をb2とした場合、
Xは、{(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}を意味し、
Yは、(a3)/(a1+a2+a3)を意味する。
[2] 上記式(A-1)中のXが2~8である、[1]に記載の表面処理剤。
[3] 上記含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、下式(A-2)を満たす、[1]又は[2]に記載の表面処理剤。
Y>-0.0056X2+0.1231X+0.2119 ・・・(A-2)
ただし、式(A-2)のX及びYは、上記式(A-1)のX及びYと同じである。
[4] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の表面処理剤と、液状媒体と、を含むことを特徴とする、コーティング液。
[5] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の表面処理剤又は上記[4]に記載のコーティング液から形成された表面層を基材上に有することを特徴とする、物品。
[6] 上記物品がタッチパネルであり、上記タッチパネルの指で触れる面を構成する部材の表面に上記表面層を有する、[5]に記載の物品。
[7] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の表面処理剤又は上記[4]に記載のコーティング液を用いて、ドライコーティング法又はウェットコーティング法により、基材上に表面層を形成することを特徴とする、物品の製造方法。
That is, the inventors have found that the above problems can be solved by the following configuration.
[1] A surface treatment agent containing a fluorine-containing ether compound having a fluoropolyether chain containing a unit represented by (OCF 2 ) and a unit represented by (OCF 2 CF 2 ), and a reactive silyl group,
The surface treatment agent is characterized in that the following formula (A-1) is satisfied in a chart obtained by 19 F-NMR measurement of the fluorine-containing ether compound:
Y>-0.0062X 2 +0.1343X+0.1123...(A-1)
where X and Y are values determined based on a chart obtained by 19F -NMR measurement of the fluorinated ether compound using 1,4-bistrifluoromethylbenzene as an internal standard,
Chemical shift: a1, the integral value of the peak observed at −50.5 to −51.2 ppm
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −52.0 to −52.8 ppm is a2,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −53.8 to −54.5 ppm is a3,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −87.0 to −88.5 ppm is designated as b1,
When the integral value of the peak observed at chemical shifts of −88.8 to −90.2 ppm is defined as b2,
X means {(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4},
Y means (a3)/(a1+a2+a3).
[2] The surface treatment agent according to [1], wherein X in the formula (A-1) is 2 to 8.
[3] The surface treatment agent according to [1] or [2], which satisfies the following formula (A-2) in a chart obtained by 19 F-NMR measurement of the fluorinated ether compound:
Y>-0.0056X 2 +0.1231X+0.2119...(A-2)
However, X and Y in formula (A-2) are the same as X and Y in formula (A-1) above.
[4] A coating liquid comprising the surface treatment agent according to any one of [1] to [3] above and a liquid medium.
[5] An article having a surface layer formed on a substrate from the surface treatment agent according to any one of [1] to [3] above or the coating liquid according to [4] above.
[6] The article according to [5], wherein the article is a touch panel and the surface layer is provided on a surface of a member that constitutes a surface of the touch panel that is touched with a finger.
[7] A method for manufacturing an article, comprising forming a surface layer on a substrate by a dry coating method or a wet coating method using the surface treatment agent according to any one of [1] to [3] above or the coating liquid according to [4] above.
本発明によれば、潤滑性及び耐摩擦性に優れた表面層を形成できる表面処理剤、コーティング液、物品及び物品の製造方法を提供できる。 The present invention provides a surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing an article that can form a surface layer with excellent lubricity and abrasion resistance.
本明細書において、式(g1)で表される基を、基(g1)と記すことがある。また、式(G1)で表される構造を、構造(G1)と記すことがある。また、式(1-1)で表される化合物を、化合物(1-1)と記すことがある。他の式で表される化合物等もこれらに準ずる。
フルオロアルキル基とは、ペルフルオロアルキル基とパーシャルフルオロアルキル基とを合わせた総称である。ペルフルオロアルキル基とは、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換された基を意味する。またパーシャルフルオロアルキル基とは、水素原子の1個以上がフッ素原子で置換され、かつ、水素原子を1個以上有するアルキル基である。すなわちフルオロアルキル基は1個以上のフッ素原子を有するアルキル基である。
「反応性シリル基」とは、加水分解性シリル基及びシラノール基(Si-OH)の総称であり、「加水分解性シリル基」とは、加水分解反応してシラノール基を形成し得る基を意味する。
「有機基」とは、置換基を有していてもよく、炭素鎖中にヘテロ原子又は他の結合を有してもよい炭化水素基を意味する。
「炭化水素基」とは、炭素原子と水素原子からなる基であり、脂肪族炭化水素基(例えば、2価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖アルキレン基、分岐を有するアルキレン基、シクロアルキレン基等)、芳香族炭化水素基(例えば、2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基等)及びこれらの組み合わせからなる基である。
「表面層」とは、基材上に形成される層を意味する。
フルオロポリエーテル鎖の「分子量」は、1H-NMR及び19F-NMRによって、末端基を基準にしてオキシフルオロアルキレン単位の数(平均値)を求めて算出される数平均分子量である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
In this specification, a group represented by formula (g1) may be referred to as group (g1). A structure represented by formula (G1) may be referred to as structure (G1). A compound represented by formula (1-1) may be referred to as compound (1-1). Compounds represented by other formulas may be similarly referred to.
A fluoroalkyl group is a general term that includes perfluoroalkyl groups and partial fluoroalkyl groups. A perfluoroalkyl group refers to a group in which all of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms. A partial fluoroalkyl group is an alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms and which also has one or more hydrogen atoms. In other words, a fluoroalkyl group is an alkyl group having one or more fluorine atoms.
The term "reactive silyl group" refers collectively to a hydrolyzable silyl group and a silanol group (Si-OH), and the term "hydrolyzable silyl group" refers to a group that can undergo a hydrolysis reaction to form a silanol group.
The term "organic group" refers to a hydrocarbon group which may have a substituent and which may have a heteroatom or other bond in the carbon chain.
The term "hydrocarbon group" refers to a group consisting of carbon atoms and hydrogen atoms, and includes aliphatic hydrocarbon groups (for example, divalent aliphatic hydrocarbon groups such as linear alkylene groups, branched alkylene groups, and cycloalkylene groups), aromatic hydrocarbon groups (for example, divalent aromatic hydrocarbon groups such as phenylene groups), and groups consisting of combinations thereof.
"Surface layer" means a layer formed on a substrate.
The "molecular weight" of the fluoropolyether chain is a number average molecular weight calculated by 1 H-NMR and 19 F-NMR to determine the number (average value) of oxyfluoroalkylene units based on the terminal groups.
The numerical range indicated by "to" means that the numerical values before and after it are included as the lower and upper limits.
本明細書においては、OCF2CH2-Oのような、2つの酸素原子で挟まれたフッ素原子を含むアルキレン構造においては、2つの酸素原子で挟まれた部分構造と酸素原子とからなる繰り返し単位(上記の場合、「OCF2CH2」)があると解釈する。 In this specification, an alkylene structure containing a fluorine atom sandwiched between two oxygen atoms, such as OCF 2 CH 2 —O, is interpreted as having a repeating unit consisting of a partial structure sandwiched between two oxygen atoms and an oxygen atom (in the above case, “OCF 2 CH 2 ”).
[表面処理剤]
本発明の表面処理剤(以下、「本表面処理剤」ともいう。)は、(OCF2)で表される単位及び(OCF2CF2)で表される単位を含むフルオロポリエーテル鎖と、反応性シリル基と、を有する含フッ素エーテル化合物を含む表面処理剤であって、上記含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、後述する式(A-1)を満たす。
本表面処理剤を用いれば、潤滑性及び耐摩擦性に優れた表面層を形成できる。
[Surface treatment agent]
The surface treatment agent of the present invention (hereinafter also referred to as "the present surface treatment agent") is a surface treatment agent containing a fluorine-containing ether compound having a fluoropolyether chain containing a unit represented by (OCF 2 ) and a unit represented by (OCF 2 CF 2 ), and a reactive silyl group, and satisfies formula (A-1) described below in a chart obtained by 19 F-NMR measurement of the fluorine-containing ether compound.
By using the present surface treatment agent, a surface layer with excellent lubricity and abrasion resistance can be formed.
本表面処理剤は、2種以上の含フッ素エーテル化合物を含んでいてもよい。この場合、含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られる上記チャートは、2種以上の含フッ素エーテル化合物の混合物を測定して得られるチャートを意味する。 The present surface treatment agent may contain two or more types of fluorinated ether compounds. In this case, the above chart obtained by 19F -NMR measurement of the fluorinated ether compound means a chart obtained by measuring a mixture of two or more types of fluorinated ether compounds.
<式(A-1)>
Y>-0.0062X2+0.1343X+0.1123 ・・・(A-1)
式(A-1)中、X及びYは、内部標準として1,4-ビストリフルロメチルベンゼンを用いて、本表面処理剤に含まれる含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートに基づいて求められる値であり、
化学シフト-50.5~-51.2ppmに観測されるピークの積分値をa1、
化学シフト-52.0~-52.8ppmに観測されるピークの積分値をa2、
化学シフト-53.8~-54.5ppmに観測されるピークの積分値をa3、
化学シフト-87.0~-88.5ppmに観測されるピークの積分値をb1、
化学シフト-88.8~-90.2ppmに観測されるピークの積分値をb2とした場合、
Xは、{(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}を意味し、
Yは、(a3)/(a1+a2+a3)を意味する。
<Formula (A-1)>
Y>-0.0062X 2 +0.1343X+0.1123...(A-1)
In formula (A-1), X and Y are values determined based on a chart obtained by 19F -NMR measurement of the fluorinated ether compound contained in the surface treatment agent using 1,4-bistrifluoromethylbenzene as an internal standard,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −50.5 to −51.2 ppm is a1,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −52.0 to −52.8 ppm is a2,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −53.8 to −54.5 ppm is a3,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −87.0 to −88.5 ppm is designated as b1,
When the integral value of the peak observed at chemical shifts of −88.8 to −90.2 ppm is defined as b2,
X means {(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4},
Y means (a3)/(a1+a2+a3).
上記a1、a2、a3、b1及びb2のそれぞれに対応するピークの意味は、次の通りである。
a1に対応するピーク:含フッ素エーテル化合物におけるフルオロポリエーテル鎖を構成する各単位の配列において、-(OCF2CF2)-(OCF2)-(OCF2CF2)-で表される配列の中央に位置する(OCF2)中のフッ素原子に対応するピーク
a2に対応するピーク:フルオロポリエーテル鎖を構成する各単位の配列において、-(OCF2)-(OCF2)-(OCF2CF2)-で表される配列の中央に位置する(OCF2)中のフッ素原子に対応するピーク
a3に対応するピーク:フルオロポリエーテル鎖を構成する各単位の配列において、-(OCF2)-(OCF2)-(OCF2)-で表される配列の中央に位置する(OCF2)中のフッ素原子に対応するピーク
b1及びb2に対応するピーク:(OCF2CF2)中のフッ素原子に対応するピーク
The peaks corresponding to a1, a2, a3, b1 and b2 have the following meanings:
Peak corresponding to a1: a peak corresponding to the fluorine atom in (OCF 2 ) located at the center of the sequence represented by -(OCF 2 CF 2 )-(OCF 2 )-(OCF 2 CF 2 )- in the sequence of each unit constituting the fluoropolyether chain in the fluorine-containing ether compound. Peak corresponding to a2: a peak corresponding to the fluorine atom in (OCF 2 ) located at the center of the sequence represented by -(OCF 2 )-(OCF 2 ) -(OCF 2 CF 2 )- in the sequence of each unit constituting the fluoropolyether chain. Peak corresponding to a3: a peak corresponding to the fluorine atom in (OCF 2 ) located at the center of the sequence represented by -(OCF 2 )-(OCF 2 )-(OCF 2 )- in the sequence of each unit constituting the fluoropolyether chain. Peaks corresponding to b1 and b2: peaks corresponding to the fluorine atom in (OCF 2 CF 2 ).
Xは、{(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}を意味し、具体的には、フルオロポリエーテル鎖における(OCF2CF2)で表される単位に対する(OCF2)で表される単位の割合を示す数値である。つまり、Xが大きい場合、フルオロポリエーテル鎖中における(OCF2)で表される単位の存在割合が高いことを意味する。
ここで、(a1+a2+a3)に1/2を乗じており、(b1+b2)に1/4を乗じているのは、a1、a2及びa3が(OCF2)における2つのフッ素原子に対応する積分値であり、b1及びb2が(OCF2CF2)における4つのフッ素原子に対応する積分値であるためである。
X means {(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}, and specifically, is a numerical value indicating the ratio of units represented by (OCF 2 ) to units represented by (OCF 2 CF 2 ) in the fluoropolyether chain. In other words, when X is large, it means that the ratio of units represented by (OCF 2 ) present in the fluoropolyether chain is high.
Here, (a1+a2+a3) is multiplied by 1/2 and (b1+b2) is multiplied by 1/4 because a1, a2, and a3 are integral values corresponding to two fluorine atoms in (OCF 2 ), and b1 and b2 are integral values corresponding to four fluorine atoms in (OCF 2 CF 2 ).
Yは、(a3)/(a1+a2+a3)を意味し、具体的には、フルオロポリエーテル鎖中の(OCF2)を含む配列において、(OCF2)が3つ以上連続して配列する構造の割合を示す数値である。つまり、Yが大きい場合、フルオロポリエーテル鎖中において(OCF2)が連続して配列している部分が多いことを意味する。 Y means (a3)/(a1+a2+a3), and specifically, is a numerical value indicating the proportion of structures in which three or more ( OCF2 )s are arranged consecutively in the sequences containing ( OCF2 ) in the fluoropolyether chain. In other words, when Y is large, it means that there are many portions in the fluoropolyether chain in which ( OCF2 )s are arranged consecutively.
ここで、Yが大きい含フッ素エーテル化合物を得る方法としては、例えば、含フッ素エーテル化合物の製造時において、(OCF2CF2)で表される単位に対する(OCF2)で表される単位の割合が高い化合物M11と、(OCF2CF2)で表される単位を有する化合物M12と、を反応させて得られた原料M13を用いる方法が挙げられる。化合物M11は、(OCF2)の割合が高いので、(OCF2)が連続して配列している傾向にある。そのため、化合物M11を用いると、Yの値を高くすることが可能となる。
一方で、Yが小さい含フッ素エーテル化合物を得る方法としては、例えば、含フッ素エーテル化合物の製造時において、(OCF2CF2)で表される単位に対する(OCF2)で表される単位の割合が低い化合物M21を用いる方法が挙げられる。化合物M21は、(OCF2)の割合が低いので、(OCF2)が連続して配列しにくい傾向にある。そのため、化合物M21を用いると、Yの値を低くすることが可能となる。
Here, an example of a method for obtaining a fluorine-containing ether compound having a large Y is to use a raw material M13 obtained by reacting a compound M11 having a high ratio of units represented by (OCF 2 ) to units represented by (OCF 2 CF 2 ) with a compound M12 having units represented by (OCF 2 CF 2 ) during the production of the fluorine-containing ether compound. Since the compound M11 has a high ratio of (OCF 2 ), the (OCF 2 ) tend to be arranged continuously. Therefore, by using the compound M11, it is possible to increase the value of Y.
On the other hand, as a method for obtaining a fluorine-containing ether compound having a small Y, for example, a method of using a compound M21 having a low ratio of units represented by (OCF 2 ) to units represented by (OCF 2 CF 2 ) during the production of the fluorine-containing ether compound. Since the ratio of (OCF 2 ) in compound M21 is low, (OCF 2 ) tends to be difficult to be arranged continuously. Therefore, by using compound M21, it is possible to lower the value of Y.
19F-NMRスペクトルにおけるピークの積分値を求める際には、19F-NMRスペクトルにおいて該当するピークを挟むように優位なシグナルが無い2点を決定し、この2点を結ぶ直線をベースラインとして各積分値を算出する。 When determining the integral value of a peak in a 19 F-NMR spectrum, two points on either side of the relevant peak that have no dominant signals are determined in the 19 F-NMR spectrum, and each integral value is calculated using the line connecting these two points as the baseline.
ここで、図1は、横軸を上記X(すなわち、{(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4})の値、縦軸を上記Y(すなわち、(a3)/(a1+a2+a3))の値とする直交座標系に、後述の実施例欄で用いた各含フッ素エーテル化合物のX及びYの値から与えられる点をプロットしたグラフである。
図1にプロットした点のうち、点Aの群、及び、点Bの群は、耐摩擦性及び潤滑性に優れた表面層を形成できる含フッ素エーテル化合物を示し、点Cの群は、耐摩耗性及び潤滑性の少なくとも一方が不十分である表面層を形成する含フッ素エーテル化合物を示す。また、点Aの群、及び、点Bの群を比較した場合、点Aの群の含フッ素エーテル化合物を用いた方が、耐摩擦性及び潤滑性により優れた表面層を形成できる。
図1における曲線A-1は、グラフ上にプロットした点Bの群と点Cの群とに基づいて得られた曲線である。曲線A-1は、上記式(A-1)に対応し、Y=-0.0062X2+0.1343X+0.1123の二次関数で表される。
曲線A-1よりも縦軸の正側に存在する点(図1においては、点Aの群及び点Bの群)が、上記式(A-1)を満たす含フッ素エーテル化合物であり、曲線A-1上、及び、曲線A-1よりも縦軸の負側に存在する点(図1においては、点Cの群)が、上記式(A-1)を満たさない含フッ素エーテル化合物である。
なお、図1における曲線A-2については後述する。
Here, FIG. 1 is a graph in which points given by the values of X and Y of each fluorinated ether compound used in the Examples section described later are plotted in an orthogonal coordinate system in which the horizontal axis represents the value of X (i.e., {(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}) and the vertical axis represents the value of Y (i.e., (a3)/(a1+a2+a3)).
Among the points plotted in Fig. 1, the group of points A and the group of points B indicate fluorine-containing ether compounds capable of forming a surface layer excellent in abrasion resistance and lubricity, and the group of points C indicates fluorine-containing ether compounds that form a surface layer insufficient in at least one of abrasion resistance and lubricity. Furthermore, when the group of points A and the group of points B are compared, the use of the fluorine-containing ether compound of the group of points A enables the formation of a surface layer more excellent in abrasion resistance and lubricity.
1 is a curve obtained based on the group of points B and the group of points C plotted on the graph. The curve A-1 corresponds to the above formula (A-1) and is expressed by a quadratic function of Y=-0.0062X 2 +0.1343X+0.1123.
The points present on the positive side of the vertical axis from curve A-1 (in FIG. 1, the group of points A and the group of points B) are fluorine-containing ether compounds that satisfy the above formula (A-1), and the points present on curve A-1 and on the negative side of the vertical axis from curve A-1 (in FIG. 1, the group of points C) are fluorine-containing ether compounds that do not satisfy the above formula (A-1).
The curve A-2 in FIG. 1 will be described later.
本発明者らは、XとYというパラメータに着目して、本発明の効果との関連性を調べたところ、「曲線A-1」を境にして所定の効果が得られることを知見した。
ここで、Xは、簡潔にいえば(OCF2)で表される単位の量を表しており、Yは、簡潔いえば両端が(OCF2)で挟まれた(OCF2)の量を表している。本発明者らは、Xの値が変化すると、これに連動して所定の効果が発現するYの値が変化することに着目し、XとYのパラメータが密接な関連性があることを見出し、上記曲線A-1を導き出した。
The present inventors have focused on the parameters X and Y and investigated their relationship with the effects of the present invention, and have found that a predetermined effect can be obtained at the boundary of "Curve A-1."
Here, X simply represents the amount of a unit expressed by (OCF 2 ), and Y simply represents the amount of (OCF 2 ) sandwiched between (OCF 2 ) on both ends. The inventors noticed that when the value of X changes, the value of Y at which a predetermined effect is manifested changes in conjunction with this, and found that the parameters X and Y are closely related, leading to the above curve A-1.
式(A-1)におけるXは、表面層の耐摩擦性及び潤滑性の少なくとも一方がより優れる点から、0.9~8が好ましく、2~8がより好ましく、3~6が更に好ましい。 In formula (A-1), X is preferably 0.9 to 8, more preferably 2 to 8, and even more preferably 3 to 6, in order to provide a surface layer with superior abrasion resistance and/or lubricity.
式(A-1)におけるYは、1.0未満であり、表面層の耐摩擦性及び潤滑性の少なくとも一方がより優れる点から、0.10~0.90が好ましく、0.46~0.85がより好ましく、0.50~0.85が更に好ましい。 Y in formula (A-1) is less than 1.0, and is preferably 0.10 to 0.90, more preferably 0.46 to 0.85, and even more preferably 0.50 to 0.85, in order to provide a surface layer with superior abrasion resistance and/or lubricity.
<式(A-2)>
本表面処理剤に含まれる含フッ素エーテル化合物は、19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、下式(A-2)を満たすことが好ましい。これにより、表面層の耐摩擦性及び潤滑性の少なくとも一方がより優れる。
<Formula (A-2)>
The fluorine-containing ether compound contained in the present surface treatment agent preferably satisfies the following formula (A-2) in a chart obtained by 19 F-NMR measurement, thereby providing a surface layer with superior abrasion resistance and/or lubricity.
Y>-0.0056X2+0.1231X+0.2119 ・・・(A-2)
式(A-2)のX及びYは、上記式(A-1)のX及びYと同じである。
Y>-0.0056X 2 +0.1231X+0.2119...(A-2)
X and Y in formula (A-2) are the same as X and Y in formula (A-1) above.
ここで、図1における曲線A-2は、グラフ上にプロットした点Aの群と点Bの群とに基づいて得られた曲線である。式(A-2)は、図1における曲線A-2に対応し、曲線A-2は、Y=-0.0056X2+0.1231X+0.2119の二次関数で表される。
曲線A-2よりも縦軸の正側に存在する点(図1においては、点Aの群)が、上記式(A-2)を満たす含フッ素エーテル化合物であり、曲線A-2上、及び、曲線A-2よりも縦軸の負側に存在する点(図1においては、点Bの群)が、上記式(A-2)を満たさない含フッ素エーテル化合物である。
本発明者らは、XとYというパラメータに着目して、本発明の効果との関連性を調べたところ、「曲線A-2」を境にして、本発明の効果がより向上することを見出した。
Here, curve A-2 in Fig. 1 is a curve obtained based on the group of points A and the group of points B plotted on the graph. Equation (A-2) corresponds to curve A-2 in Fig. 1, and curve A-2 is expressed as a quadratic function of Y = -0.0056X 2 + 0.1231X + 0.2119.
Points present on the positive side of the vertical axis from curve A-2 (a group of points A in FIG. 1) are fluorine-containing ether compounds that satisfy the above formula (A-2), and points present on curve A-2 and on the negative side of the vertical axis from curve A-2 (a group of points B in FIG. 1) are fluorine-containing ether compounds that do not satisfy the above formula (A-2).
The inventors have focused on the parameters X and Y and investigated their relationship with the effects of the present invention, and have found that the effects of the present invention are further improved at the boundary of "Curve A-2."
<式(A-3)>
本表面処理剤に含まれる含フッ素エーテル化合物は、19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、上記式(A-1)を満たし、かつ、下式(A-3)を満たすことが好ましく、上記式(A-2)を満たし、かつ、下式(A-3)を満たすことがより好ましい。これにより、表面層の耐摩擦性及び潤滑性の少なくとも一方が特に優れる。
Y<-0.0045X2+0.098X+0.4645 ・・・(A-3)
式(A-3)のX及びYは、上記式(A-1)のX及びYと同じである。
式(A-3)は、図1における曲線A-3に対応し、曲線A-3は、Y=-0.0045X2+0.098X+0.4645の二次関数で表される。
<Formula (A-3)>
The fluorine-containing ether compound contained in the present surface treatment agent preferably satisfies the above formula (A-1) and the following formula (A-3) in a chart obtained by 19F -NMR measurement, and more preferably satisfies the above formula (A-2) and the following formula (A-3), thereby providing a surface layer with particularly excellent abrasion resistance and/or lubricity.
Y<-0.0045X 2 +0.098X+0.4645...(A-3)
X and Y in formula (A-3) are the same as X and Y in formula (A-1) above.
The formula (A-3) corresponds to the curve A-3 in FIG. 1, and the curve A-3 is expressed by a quadratic function of Y=-0.0045X 2 +0.098X+0.4645.
<含フッ素エーテル化合物>
本表面処理剤に含まれる含フッ素エーテル化合物は、(OCF2)で表される単位及び(OCF2CF2)で表される単位を含むフルオロポリエーテル鎖と、反応性シリル基と、を有する。
含フッ素エーテル化合物はフルオロポリエーテル鎖を有するため、含フッ素エーテル化合物を用いて得られる表面層は、撥水撥油性、指紋汚れ除去性に優れる。
含フッ素エーテル化合物は反応性シリル基を有する。当該反応性シリル基は基材と強固に化学結合するため得られる表面層は摩擦耐久性に優れる。
<Fluorine-containing ether compounds>
The fluorine-containing ether compound contained in the present surface treatment agent has a fluoropolyether chain containing a unit represented by (OCF 2 ) and a unit represented by (OCF 2 CF 2 ), and a reactive silyl group.
Since the fluorine-containing ether compound has a fluoropolyether chain, the surface layer obtained using the fluorine-containing ether compound has excellent water and oil repellency and fingerprint stain removability.
The fluorine-containing ether compound has a reactive silyl group, which forms a strong chemical bond with the substrate, and the resulting surface layer has excellent abrasion resistance.
フルオロポリエーテル鎖は、下記構造(G1)を有することが好ましい。
(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12 ・・・(G1)
ただし、
m11は、含フッ素エーテル化合物における(OCF2)の平均個数を意味し、2以上の正数であり、
m12は、含フッ素エーテル化合物における(OCF2CF2)の平均個数を意味し、2以上の正数である。
The fluoropolyether chain preferably has the following structure (G1).
(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 ...(G1)
however,
m11 means the average number of (OCF 2 ) groups in the fluorinated ether compound and is a positive number of 2 or more;
m12 means the average number of (OCF 2 CF 2 ) in the fluorine-containing ether compound and is a positive number of 2 or more.
式(G1)において、(OCF2)と(OCF2CF2)の結合順序は任意である。例えば、式(G1)において(OCF2)と(OCF2CF2)が交互に配置されてもよく、(OCF2)と(OCF2CF2)が各々ブロックに配置されてもよく、またランダムであってもよい。
m11は、2以上の正数であり、2~100の正数が好ましく、3~80の正数がより好ましく、4~60の正数が更に好ましい。
m12は、2以上の正数であり、2~100の正数が好ましく、3~80の正数がより好ましく、4~60の正数が更に好ましい。
m11/m12の値は、0.8~9が好ましく、2~8がより好ましく、3~7が更に好ましい。
In formula (G1), the bonding order of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) is arbitrary. For example, in formula (G1), (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) may be arranged alternately, or (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) may be arranged in blocks, or may be random.
m11 is a positive number of 2 or more, preferably a positive number from 2 to 100, more preferably a positive number from 3 to 80, and even more preferably a positive number from 4 to 60.
m12 is a positive number of 2 or more, preferably a positive number from 2 to 100, more preferably a positive number from 3 to 80, and even more preferably a positive number from 4 to 60.
The value of m11/m12 is preferably 0.8 to 9, more preferably 2 to 8, and even more preferably 3 to 7.
含フッ素エーテル化合物における(OCF2)の平均個数及び(OCF2CF2)の平均個数は、19F-NMRによって測定される。 The average number of (OCF 2 ) and the average number of (OCF 2 CF 2 ) in the fluorine-containing ether compound are measured by 19 F-NMR.
含フッ素エーテル化合物におけるフルオロポリエーテル鎖は、(OCF2)及び(OCF2CF2)以外のオキシフルオロアルキレン単位(以下、「他のオキシフルオロアルキレン単位」ともいう。)を含んでいてもよい。
他のオキシフルオロアルキレン単位の具体例としては、(OGf1)m1、(OGf2)m2、(OGf3)m3、(OGf4)m4、(OGf5)m5、(OGf6)m6が挙げられる。
ただし、Gf1は、炭素数1のフルオロアルキレン基であり(ただし、Gf1が-CF2-である場合を除く。)、
Gf2は、炭素数2のフルオロアルキレン基であり(ただし、Gf2が-CF2CF2-である場合を除く。)、
Gf3は、炭素数3のフルオロアルキレン基であり、
Gf4は、炭素数4のフルオロアルキレン基であり、
Gf5は、炭素数5のフルオロアルキレン基であり、
Gf6は、炭素数6のフルオロアルキレン基であり、
m1、m2、m3、m4、m5、m6は、それぞれ独立に0又は1以上の整数を表す。
なお、フルオロポリエーテル鎖が(OGf1)~(OGf6)から選択される少なくとも一種の単位を有する場合、(OGf1)~(OGf6)の結合順序は任意である。m1~m6は、それぞれ、(OGf1)~(OGf6)の平均個数を表すものであり、配置を表すものではない。例えば、(OGf5)m5は、(OGf5)の平均個数がm5個であることを表し、(OGf5)m5のブロック配置構造を表すものではない。同様に、(OGf1)~(OGf6)の記載順は、それぞれの単位の結合順序を表すものではない。
また上記炭素数3~6のフルオロアルキレン基は、直鎖フルオロアルキレン基であってもよく、分岐、又は環構造を有するフルオロアルキレン基であってもよい。
The fluoropolyether chain in the fluorine-containing ether compound may contain oxyfluoroalkylene units other than (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) (hereinafter also referred to as "other oxyfluoroalkylene units").
Other specific examples of oxyfluoroalkylene units include (OG f1 ) m1 , (OG f2 ) m2 , (OG f3 ) m3 , (OG f4 ) m4 , (OG f5 ) m5 , and (OG f6 ) m6 .
Here, G f1 is a fluoroalkylene group having 1 carbon atom (excluding the case where G f1 is —CF 2 —).
G f2 is a fluoroalkylene group having 2 carbon atoms (excluding the case where G f2 is —CF 2 CF 2 —).
G f3 is a fluoroalkylene group having 3 carbon atoms,
G f4 is a fluoroalkylene group having 4 carbon atoms,
G f5 is a fluoroalkylene group having 5 carbon atoms,
G f6 is a fluoroalkylene group having 6 carbon atoms,
m1, m2, m3, m4, m5, and m6 each independently represent an integer of 0 or 1 or more.
When the fluoropolyether chain has at least one unit selected from (OG f1 ) to (OG f6 ), the bonding order of (OG f1 ) to (OG f6 ) is arbitrary. m1 to m6 represent the average number of (OG f1 ) to (OG f6 ), respectively, and do not represent the arrangement. For example, (OG f5 ) m5 represents that the average number of (OG f5 ) units is m5, and does not represent a block arrangement structure of (OG f5 ) m5 . Similarly, the order of (OG f1 ) to (OG f6 ) does not represent the bonding order of the respective units.
The fluoroalkylene group having 3 to 6 carbon atoms may be a straight-chain fluoroalkylene group, or may be a fluoroalkylene group having a branched or cyclic structure.
Gf1の具体例としては、-CHF-が挙げられる。
Gf2の具体例としては、-CHFCF2-、-CHFCHF-、-CH2CF2-、-CH2CHF-等が挙げられる。
Gf3の具体例としては、-CF2CF2CF2-、-CF2CHFCF2-、-CF2CH2CF2-、-CHFCF2CF2-、-CHFCHFCF2-、-CHFCHFCHF-、-CHFCH2CF2-、-CH2CF2CF2-、-CH2CHFCF2-、-CH2CH2CF2-、-CH2CF2CHF-、-CH2CHFCHF-、-CH2CH2CHF-、-CF(CF3)-CF2-、-CF(CHF2)-CF2-、-CF(CH2F)-CF2-、-CF(CH3)-CF2-、-CF(CF3)-CHF-、-CF(CHF2)-CHF-、-CF(CH2F)-CHF-、-CF(CH3)-CHF-、-CF(CF3)-CH2-、-CF(CHF2)-CH2-、-CF(CH2F)-CH2-、-CF(CH3)-CH2-、-CH(CF3)-CF2-、-CH(CHF2)-CF2-、-CH(CH2F)-CF2-、-CH(CH3)-CF2-、-CH(CF3)-CHF-、-CH(CHF2)-CHF-、-CH(CH2F)-CHF-、-CH(CH3)-CHF-、-CH(CF3)-CH2-、-CH(CHF2)-CH2-、-CH(CH2F)-CH2-等が挙げられる。
Gf4の具体例としては、-CF2CF2CF2CF2-、-CHFCF2CF2CF2-、-CH2CF2CF2CF2-、-CF2CHFCF2CF2-、-CHFCHFCF2CF2-、-CH2CHFCF2CF2-、-CF2CH2CF2CF2-、-CHFCH2CF2CF2-、-CH2CH2CF2CF2-、-CHFCF2CHFCF2-、-CH2CF2CHFCF2-、-CF2CHFCHFCF2-、-CHFCHFCHFCF2-、-CH2CHFCHFCF2-、-CF2CH2CHFCF2-、-CHFCH2CHFCF2-、-CH2CH2CHFCF2-、-CF2CH2CH2CF2-、-CHFCH2CH2CF2-、-CH2CH2CH2CF2-、-CHFCH2CH2CHF-、-CH2CH2CH2CHF-、-cycloC4F6-等が挙げられる。
Gf5の具体例としては、-CF2CF2CF2CF2CF2-、-CHFCF2CF2CF2CF2-、-CH2CHFCF2CF2CF2-、-CF2CHFCF2CF2CF2-、-CHFCHFCF2CF2CF2-、-CF2CH2CF2CF2CF2-、-CHFCH2CF2CF2CF2-、-CH2CH2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CHFCF2CF2-、-CHFCF2CHFCF2CF2-、-CH2CF2CHFCF2CF2-、-CH2CF2CF2CF2CH2-、-cycloC5F8-等が挙げられる。
Gf6の具体例としては、-CF2CF2CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CHFCHFCF2CF2-、-CHFCF2CF2CF2CF2CF2-、-CHFCHFCHFCHFCHFCHF-、-CHFCF2CF2CF2CF2CH2-、-CH2CF2CF2CF2CF2CH2-、-cycloC6F10-等が挙げられる。
ここで、-cycloC4F6-は、ペルフルオロシクロブタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロブタン-1,2-ジイル基、ペルフルオロシクロブタン-1,3-ジイル基が挙げられる。-cycloC5F8-は、ペルフルオロシクロペンタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロペンタン-1,3-ジイル基が挙げられる。-cycloC6F10-は、ペルフルオロシクロヘキサンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロヘキサン-1,4-ジイル基が挙げられる。
A specific example of Gf1 is -CHF-.
Specific examples of G f2 include —CHFCF 2 —, —CHFCHF—, —CH 2 CF 2 —, —CH 2 CHF—, and the like.
Specific examples of G f3 include -CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 -, -CF 2 CH 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 -, -CHFCHFCF 2 -, -CHFCHFCHF-, -CHFCH 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CHFCF 2 -, -CH 2 CH 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CHF-, -CH 2 CHFCHF-, -CH 2 CH 2 CHF-, -CF(CF 3 )-CF 2 -, -CF( CHF2 ) -CF2- , -CF( CH2F ) -CF2 -, -CF(CH 3 )-CF 2 -, -CF(CF 3 )-CHF-, -CF(CHF 2 )-CHF-, -CF(CH 2 F)-CHF-, -CF(CH 3 )-CHF-, -CF(CF 3 )-CH 2 -, -CF(CHF 2 )-CH 2 -, -CF(CH 2 F)-CH 2 -, -CF(CH 3 )-CH 2 -, -CH(CF 3 )-CF 2 -, -CH(CHF 2 )-CF 2 -, -CH(CH 2 F)-CF 2 -, -CH(CH 3 )-CF 2 -, -CH(CF 3 )-CHF-, -CH(CHF 2 )-CHF-, -CH(CH 2 F)-CHF-, -CH(CH 3 )-CHF-, -CH(CF 3 )-CH 2 -, -CH(CHF 2 )-CH 2 -, -CH(CH 2 F)-CH 2 - and the like.
Specific examples of G f4 include -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 CF 2 -, -CHFCHF 2 CF 2 -, -CH 2 CHFCF 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCH 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CHFCF 2 -, -CH 2 CF 2 CHFCF 2 -, -CF 2 CHFCHF 2 -, -CHFCHFCHFCF 2 -, -CH 2 CHFCHF 2 -, -CF 2 CH 2 CHFCF 2 -, -CHFCH 2 CHFCF 2 -, -CH 2 CH 2 CHFCF 2 -, -CF 2 CH 2 CH 2 Examples include CF 2 -, -CHFCH 2 CH 2 CF 2 -, -CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, -CHFCH 2 CH 2 CHF-, -CH 2 CH 2 CH 2 CHF-, -cycloC 4 F 6 -, and the like.
Specific examples of G f5 include -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, -CH 2 CHFCF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CHFCF 2 CF 2 CF 2 - , -CHFCHFCF2CF2CF2- , -CF2CH2CF2CF2CF2- , -CHFCH2CF2CF2CF2- , -CH2CH2CF2CF2CF2- , -CF2CF 2 CHFCF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 Examples thereof include CHFCF 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CHFCF 2 CF 2 -, -CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 CH 2 -, -cycloC 5 F 8 -, and the like.
Specific examples of Gf6 include -CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2- , -CF2CF2CHFCHFCF2CF2- , -CHFCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2- , -CHFCHFCHFCHFCHFCHFCHF- , -CHFCF2CF2CF2CF2CF2CH2- , -CH2CF2CF2CF2CF2CF2CH2- , -cycloC6F10- , and the like .
Here, -cycloC 4 F 6 - means a perfluorocyclobutanediyl group, specific examples of which include a perfluorocyclobutane-1,2-diyl group and a perfluorocyclobutane-1,3-diyl group. -cycloC 5 F 8 - means a perfluorocyclopentanediyl group, specific examples of which include a perfluorocyclopentane-1,3-diyl group. -cycloC 6 F 10 - means a perfluorocyclohexanediyl group, specific examples of which include a perfluorocyclohexane-1,4-diyl group.
フルオロポリエーテル鎖中のフッ素原子の割合[{フッ素原子数/(フッ素原子数+水素原子数)}×100(%)]は、撥水撥油性及び指紋除去性に優れる点から、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましい。
また、フルオロポリエーテル鎖部分の分子量は、耐摩擦性の点から、2,000~20,000が好ましく、2,500~15,000がより好ましく、3,000~10,000が更に好ましい。
The proportion of fluorine atoms in the fluoropolyether chain [{number of fluorine atoms/(number of fluorine atoms+number of hydrogen atoms)}×100(%)] is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more, from the viewpoint of excellent water and oil repellency and fingerprint removability.
The molecular weight of the fluoropolyether chain portion is preferably from 2,000 to 20,000, more preferably from 2,500 to 15,000, and even more preferably from 3,000 to 10,000, from the viewpoint of abrasion resistance.
フルオロポリエーテル鎖を構成する全単位の合計個数に対して、他のオキシフルオロアルキレン単位の合計個数の割合は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。 The ratio of the total number of other oxyfluoroalkylene units to the total number of all units constituting the fluoropolyether chain is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
反応性シリル基は、基(g1)が好ましい。
-SiRa1
z1Ra2
3-z1 ・・・(g1)
ただし、
Ra1は水酸基又は加水分解性基であって、Ra1が複数ある場合、複数あるRa1は互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ra2は非加水分解性基であり、Ra2が複数ある場合、複数あるRa2は互いに同一であっても異なっていてもよく、
z1は1~3の整数である。
The reactive silyl group is preferably the group (g1).
-SiR a1 z1 R a2 3-z1 ...(g1)
however,
R a1 represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a1 's, the plurality of R a1 's may be the same or different from each other;
R a2 represents a non-hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a2 's, the plurality of R a2 's may be the same or different from each other;
z1 is an integer of 1 to 3.
Ra1が水酸基の場合、Si原子と共にシラノール(Si-OH)基を構成する。また、加水分解性基は加水分解反応によって水酸基(すなわちシラノール基)となる基である。シラノール基は、更に分子間で反応してSi-O-Si結合を形成する。また、シラノール基は、基材(又は下地層)の表面の水酸基(基材(又は下地層)-OH)と脱水縮合反応して、化学結合(基材(又は下地層)-O-Si)を形成する。含フッ素エーテル化合物は、基(g1)を1以上有することにより、表面層形成後の耐摩擦性に優れる。 When R a1 is a hydroxyl group, it forms a silanol (Si—OH) group together with the Si atom. Furthermore, the hydrolyzable group is a group that becomes a hydroxyl group (i.e., a silanol group) through a hydrolysis reaction. The silanol group further reacts with other molecules to form a Si—O—Si bond. Furthermore, the silanol group undergoes a dehydration condensation reaction with a hydroxyl group (substrate (or underlayer)-OH) on the surface of the substrate (or underlayer) to form a chemical bond (substrate (or underlayer)-O—Si). By having one or more groups (g1), the fluorine-containing ether compound has excellent abrasion resistance after the formation of the surface layer.
Ra1の加水分解性基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イソシアナート基(-NCO)等が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましい。アシル基としては、炭素数1~6のアシル基が好ましい。アシルオキシ基としては、炭素数1~6のアシルオキシ基が好ましい。 Examples of the hydrolyzable group for R a1 include an alkoxy group, an aryloxy group, a halogen atom, an acyl group, an acyloxy group, and an isocyanate group (-NCO). The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The acyl group is preferably an acyl group having 1 to 6 carbon atoms. The acyloxy group is preferably an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms.
Ra1は、含フッ素エーテル化合物の製造のしやすさの点から、中でも、炭素数1~4のアルコキシ基又はハロゲン原子が好ましい。Ra1におけるアルコキシ基は、含フッ素エーテル化合物の保存安定性に優れ、反応時のアウトガスが抑制される点から、中でも、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、長期の保存安定性の点からはエトキシ基がより好ましく、加水分解反応委時間を短時間にする点からはメトキシ基がより好ましい。ハロゲン原子としては、中でも塩素原子が好ましい。 From the viewpoint of ease of production of the fluorinated ether compound, R a1 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom. The alkoxy group in R a1 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of excellent storage stability of the fluorinated ether compound and suppression of outgassing during the reaction, more preferably an ethoxy group from the viewpoint of long-term storage stability, and more preferably a methoxy group from the viewpoint of shortening the hydrolysis reaction time. Of these, a chlorine atom is preferred as the halogen atom.
Ra2の非加水分解性基としては、水素原子又は1価の炭化水素基等が挙げられる。炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリル基等が挙げられ、製造の容易性等の点から、アルキル基が好ましい。また、製造の容易性等の点から、炭化水素基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。 Examples of the non-hydrolyzable group for R a2 include a hydrogen atom and a monovalent hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, and an allyl group. From the viewpoint of ease of production, an alkyl group is preferred. From the viewpoint of ease of production, the number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
z1は1~3の整数であればよく、基材(又は下地層)との密着性の点から、2又は3が好ましく、3がより好ましい。
基(g1)の具体例としては、-Si(OCH3)3、-SiCH3(OCH3)2、-Si(OCH2CH3)3、-SiCl3、-Si(OCOCH3)3、-Si(NCO)3等が挙げられる。製造における取扱いやすさの点から、-Si(OCH3)3が好ましい。
なお、1分子中に基(g1)が複数ある場合、当該複数ある基(g1)は同一であっても異なっていてもよい。
z1 may be an integer of 1 to 3, and is preferably 2 or 3, more preferably 3, from the viewpoint of adhesion to the substrate (or undercoat layer).
Specific examples of the group (g1) include -Si(OCH3)3, -SiCH3(OCH3)2, -Si(OCH2CH3)3 , -SiCl3 , -Si ( OCOCH3 ) 3 , and -Si(NCO) 3 . From the viewpoint of ease of handling in production, -Si( OCH3 ) 3 is preferred.
When there are a plurality of groups (g1) in one molecule, the plurality of groups (g1) may be the same or different.
含フッ素エーテル化合物は、上記フルオロポリエーテル鎖と、上記基(g1)が直接又は連結基を介して結合している。当該連結基としては2価以上の有機基が挙げられる。
含フッ素エーテル化合物1分子中のフルオロポリエーテル鎖の数は1個であっても2個以上であってもよい。合成の容易性等の点から、1分子中のフルオロポリエーテル鎖の数は1~20個が好ましく、1~10個がより好ましく、1~4個が更に好ましい。
また、含フッ素エーテル化合物1分子中の基(g1)の数は1個であっても2個以上であってもよい。耐摩擦性と撥水撥油性等を両立する点から、基(g1)の数は1~32個が好ましく、1~18個がより好ましく、2~12個が更に好ましい。
なお、フルオロポリエーテル鎖が複数ある場合、複数あるフルオロポリエーテル鎖は同一であっても異なっていてもよい。また、基(g1)が複数ある場合、複数ある基(g1)は同一であっても異なっていてもよい。
In the fluorine-containing ether compound, the fluoropolyether chain and the group (g1) are bonded directly or via a linking group, which may be a divalent or higher organic group.
The number of fluoropolyether chains in one molecule of the fluorinated ether compound may be 1 or 2 or more. From the viewpoint of ease of synthesis, the number of fluoropolyether chains in one molecule is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 4.
The number of groups (g1) in one molecule of the fluorinated ether compound may be 1 or 2 or more. From the viewpoint of achieving both abrasion resistance and water and oil repellency, the number of groups (g1) is preferably 1 to 32, more preferably 1 to 18, and even more preferably 2 to 12.
When there are a plurality of fluoropolyether chains, the plurality of fluoropolyether chains may be the same or different, and when there are a plurality of groups (g1), the plurality of groups (g1) may be the same or different.
含フッ素エーテル化合物の含有量は、本表面処理剤の全質量に対して、0.01~100質量%が好ましく、0.10~99.99質量%がより好ましく、1.00~99.00質量%が更に好ましい。含フッ素エーテル化合物の含有量が上記範囲にあれば、表面層の撥水撥油性、耐摩擦性、指紋汚れ除去性、潤滑性、外観により優れる。 The content of the fluorine-containing ether compound is preferably 0.01 to 100% by mass, more preferably 0.10 to 99.99% by mass, and even more preferably 1.00 to 99.00% by mass, relative to the total mass of the surface treatment agent. When the content of the fluorine-containing ether compound is within the above range, the surface layer will have better water and oil repellency, abrasion resistance, fingerprint stain removability, lubricity, and appearance.
含フッ素エーテル化合物は、上記の構成を満たすものであればよい。合成の容易性、化合物の取り扱いの容易性等の点からは、中でも下式(1-1)、下式(1-2)又は下式(1-3)で表される化合物であることが好ましい。
[Rf1-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R1]j-L1-(R11-T11)x1 ・・・(1-1)
(T31-R31)x3-L3-R3-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R2-L2-(R21-T21)x2 ・・・(1-2)
Q1[-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R4-L4-(R41-T41)x4]r1 ・・・(1-3)
ただし、
Rf1は、炭素数1~20のフルオロアルキル基であり、Rf1が複数ある場合、複数あるRf1は互いに同一であっても異なっていてもよく、
(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12は、上述の通りであり、
R1は、アルキレン基又はフルオロアルキレン基であり、R1が複数ある場合、複数あるR1は互いに同一であっても異なっていてもよく(ただし、R1がフルオロアルキレン基である場合、R1は-CF2-及び-CF2CF2-以外のフルオロアルキレン基である。)、
L1は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよいj+x1価の有機基であって、R1及びR11に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子であり、
R11は、L1に結合する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基であり、
T11は、-SiRa11
z11Ra12
3-z11であり、
Ra11は水酸基又は加水分解性基であって、Ra11が複数ある場合、複数あるRa11は互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ra12は非加水分解性基であり、Ra12が複数ある場合、複数あるRa12は互いに同一であっても異なっていてもよく、
jは1以上の整数であり、
z11は1~3の整数であり、
x1は1以上の整数であり、
R2及びR3は、各々独立に、アルキレン基又はフルオロアルキレン基であり(ただし、R1がフルオロアルキレン基である場合、R1は-CF2-及び-CF2CF2-以外のフルオロアルキレン基である。)、
L2は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよい1+x2価の有機基であって、R2及びR21に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子であり、
R21は、L2に隣接する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基であり、
L3は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよい1+x3価の有機基であって、R3及びR31に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子であり、
R31は、L3に隣接する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基であり、
T21及びT31は、各々独立に、-SiRa21
z21Ra22
3-z21であり、
Ra21は水酸基又は加水分解性基であって、Ra21が複数ある場合、複数あるRa21は互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ra22は非加水分解性基であり、Ra22が複数ある場合、複数あるRa22は互いに同一であっても異なっていてもよく、
z21は1~3の整数であり、
x2及びx3は各々独立に1以上の整数であり、
Q1は分岐点を有するr1価の基であり、
R4は、各々独立に、アルキレン基又はフルオロアルキレン基であり(ただし、R1がフルオロアルキレン基である場合、R1は-CF2-及び-CF2CF2-以外のフルオロアルキレン基である。)、
L4は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよい1+x4価の有機基であって、R4及びR41に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子であり、
R41は、L4に隣接する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基であり、
T41は、-SiRa41
z41Ra42
3-z41であり、
Ra41は水酸基又は加水分解性基であって、Ra41が複数ある場合、複数あるRa41は互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ra42は非加水分解性基であり、Ra42が複数ある場合、複数あるRa42は互いに同一であっても異なっていてもよく、
z41は1~3の整数であり、
x4は1以上の整数であり、
r1は3又は4である。
以下、各化合物の構成について説明するが、同様の構造を有する符号についてはそのことを示し、適宜読み替えて参照できるものとする。
The fluorine-containing ether compound may be any compound as long as it satisfies the above-mentioned constitution. In terms of ease of synthesis, ease of handling of the compound, etc., it is particularly preferred to be a compound represented by the following formula (1-1), (1-2), or (1-3):
[R f1 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 1 ] j -L 1 -(R 11 -T 11 ) x1 ...(1-1)
(T 31 -R 31 ) x3 -L 3 -R 3 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 2 -L 2 -(R 21 -T 21 ) x2 ...(1-2)
Q 1 [-(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 4 -L 4 -(R 41 -T 41 ) x4 ] r1 ...(1-3)
however,
R f1 is a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and when there are a plurality of R f1s , the plurality of R f1s may be the same or different from each other,
(OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 are as defined above,
R 1 is an alkylene group or a fluoroalkylene group, and when there are a plurality of R 1s , the plurality of R 1s may be the same or different (however, when R 1 is a fluoroalkylene group, R 1 is a fluoroalkylene group other than —CF 2 — and —CF 2 CF 2 —).
L1 is a single bond or a j+x monovalent organic group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and atoms bonding to R1 and R11 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O);
R 11 is an alkylene group in which the atom bonded to L 1 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms,
T 11 is —SiR a11 z11 R a12 3-z11 ,
R a11 represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a11 's, the plurality of R a11 's may be the same or different from each other;
R a12 represents a non-hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a12 's, the plurality of R a12 's may be the same or different from each other,
j is an integer of 1 or greater,
z11 is an integer of 1 to 3,
x1 is an integer of 1 or more,
R 2 and R 3 each independently represent an alkylene group or a fluoroalkylene group (provided that when R 1 is a fluoroalkylene group, R 1 is a fluoroalkylene group other than —CF 2 — and —CF 2 CF 2 —);
L2 is a single bond or a (1+x) divalent organic group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and atoms bonding to R2 and R21 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O);
R21 is an alkylene group in which the atom adjacent to L2 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms,
L3 is a single bond or a (1+x) trivalent organic group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and atoms bonding to R3 and R31 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O);
R 31 is an alkylene group in which the atom adjacent to L 3 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms,
T 21 and T 31 are each independently —SiR a21 z21 R a22 3-z21 ;
R a21 represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a21 , the plurality of R a21 may be the same or different from each other,
R a22 represents a non-hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a22 , the plurality of R a22 may be the same or different from each other,
z21 is an integer of 1 to 3,
x2 and x3 each independently represent an integer of 1 or more,
Q1 is an r1-valent group having a branch point;
R 4 's each independently represent an alkylene group or a fluoroalkylene group (provided that when R 1 is a fluoroalkylene group, R 1 is a fluoroalkylene group other than —CF 2 — and —CF 2 CF 2 —);
L4 is a single bond or a 1+x tetravalent organic group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and atoms bonding to R4 and R41 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O);
R 41 is an alkylene group in which the atom adjacent to L 4 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms,
T 41 is —SiR a41 z41 R a42 3-z41 ,
R a41 represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a41 , the plurality of R a41 may be the same or different from each other,
R a42 represents a non-hydrolyzable group, and when there are a plurality of R a42 , the plurality of R a42 may be the same or different from each other,
z41 is an integer of 1 to 3,
x4 is an integer of 1 or greater,
r1 is 3 or 4.
The structure of each compound will be explained below, and symbols having similar structures will be indicated as such and can be read interchangeably for reference as appropriate.
(化合物(1-1))
化合物(1-1)は、下記式(1-1)で表される構造を有する。
[Rf1-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R1]j-L1-(R11-T11)x1 ・・・(1-1)
ただし、式(1-1)中の各符号は上述の通りである。
(Compound (1-1))
The compound (1-1) has a structure represented by the following formula (1-1).
[R f1 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 1 ] j -L 1 -(R 11 -T 11 ) x1 ...(1-1)
However, each symbol in the formula (1-1) is as described above.
Rf1は、炭素数1~20のフルオロアルキル基である。当該フルオロアルキル基は、直鎖であってもよく、分岐及び/又は環構造を有していてもよい。耐摩擦性の点から直鎖フルオロアルキル基が好ましく、合成の容易性等の点から、フルオロアルキル基の炭素数は1~6が好ましく、1~3がより好ましい。 R f1 is a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. The fluoroalkyl group may be linear or may have a branched and/or cyclic structure. From the viewpoint of abrasion resistance, a linear fluoroalkyl group is preferred, and from the viewpoint of ease of synthesis, the fluoroalkyl group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12は、上述の通りである。 (OCF 2 ) m11 and (OCF 2 CF 2 ) m12 are as described above.
R1は、アルキレン基又はフルオロアルキレン基である。ただし、R1がフルオロアルキレン基である場合、R1は-CF2-及び-CF2CF2-以外のフルオロアルキレン基である。
R1におけるアルキレン基及びフルオロアルキレン基は直鎖であってもよく、分岐及び/又は環構造を有していてもよい。合成の容易性等の点から直鎖又は分岐を有するアルキレン基又はフルオロアルキレン基が好ましく、直鎖もしくは分岐としてメチル基又はフルオロメチル基を有するアルキレン基又はフルオロアルキレン基がより好ましい。R1における炭素数は1~6が好ましく、1~3がより好ましい。なお、R1は、L1が単結合の場合、R11に結合する。この場合、R1中のR11に結合する炭素原子が少なくとも1個のフッ素原子又はフルオロアルキル基と結合しているものとする。
R 1 is an alkylene group or a fluoroalkylene group, provided that when R 1 is a fluoroalkylene group, R 1 is a fluoroalkylene group other than —CF 2 — and —CF 2 CF 2 —.
The alkylene group and fluoroalkylene group in R1 may be linear or may have a branched and/or cyclic structure. From the viewpoint of ease of synthesis, linear or branched alkylene groups or fluoroalkylene groups are preferred, and linear or branched alkylene groups or fluoroalkylene groups having a methyl group or a fluoromethyl group are more preferred. The number of carbon atoms in R1 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3. When L1 is a single bond, R1 is bonded to R11 . In this case, the carbon atom bonded to R11 in R1 is bonded to at least one fluorine atom or fluoroalkyl group.
jは1分子中の[Rf1-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R1]の数を表し、1以上の整数であればよく、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~4が更に好ましい。 j represents the number of [R f1 -(OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 -O—R 1 ] in one molecule, and may be an integer of 1 or more, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 4.
R11は、L1に結合する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基である。
R11におけるアルキレン基は、直鎖であってもよく、分岐及び/又は環構造を有していてもよい。本表面処理剤が表面層を形成する際に密に配置されやすい点からは、直鎖又は分岐としてメチル基を有するアルキレン基が好ましく、直鎖アルキレン基がより好ましい。
R11は、具体的には下式(g2)で表すことができる。
*-(O)a1-(Rg2O)a2-Rg2-** ・・・(g2)
ただし、
Rg2は、炭素数1以上のアルキレン基であり、複数あるRg2は互いに同一であっても異なっていてもよく、
a1は0又は1であり、
a2は0以上の整数であり、
*はL1に結合する結合手であり、
**はT11に結合する結合手である。
R 11 is an alkylene group in which the atom bonded to L 1 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms.
The alkylene group for R 11 may be linear or may have a branched and/or cyclic structure. In view of the ease with which the present surface treatment agent is densely arranged when forming a surface layer, an alkylene group having a methyl group as a linear or branched chain is preferred, and a linear alkylene group is more preferred.
Specifically, R 11 can be represented by the following formula (g2).
*-(O) a1 -(R g2 O) a2 -R g2 -** ...(g2)
however,
R g2 is an alkylene group having 1 or more carbon atoms, and a plurality of R g2 may be the same or different from each other.
a1 is 0 or 1,
a2 is an integer of 0 or more,
* is a bond bonded to L1 ,
** is a bond bonded to T11 .
a1が0の場合は結合手*を有する原子が炭素原子となり、a1が1の場合は結合手*を有する原子が酸素原子となる。化合物(1-1)においてa1は0又は1のいずれでもよく、合成等の点から適宜選択すればよい。
a2はRg2Oの繰り返し数であり、表面層としての耐久性等の点から、0~6が好ましく、0~3がより好ましく、0~1が更に好ましい。
When a1 is 0, the atom having the bond * is a carbon atom, and when a1 is 1, the atom having the bond * is an oxygen atom. In compound (1-1), a1 may be either 0 or 1, and may be appropriately selected from the viewpoint of synthesis, etc.
a2 is the number of repetitions of R g2 O, and is preferably 0 to 6, more preferably 0 to 3, and even more preferably 0 to 1, from the viewpoint of durability as a surface layer.
R11は、表面層として撥水撥油性、指紋汚れ除去性により優れ、耐摩擦性等の耐久性にも優れる点から、下式(g3)で表される基であることが更に好ましい。
*-(O)a1-Rg3-** ・・・(g3)
ただし、
Rg3はアルキレン基であり、
a1、*及び**は式(g2)と同様である。
R 11 is more preferably a group represented by the following formula (g3) in that the surface layer has better water and oil repellency, better fingerprint stain removability, and better durability such as abrasion resistance.
*-(O) a1 -R g3 -** ...(g3)
however,
R g3 is an alkylene group;
a1, *, and ** are the same as in formula (g2).
Rg3におけるアルキレン基は、直鎖であってもよく、分岐及び/又は環構造を有していてもよい。化合物(1-1)が表面層を形成する際に密に配置されやすい点からは直鎖アルキレン基が好ましい。 The alkylene group for R g3 may be linear or may have a branched and/or cyclic structure, and is preferably a linear alkylene group because the compound (1-1) is likely to be densely arranged when forming a surface layer.
T11は-SiRa11 z11Ra12 3-z11であり、Ra11、Ra12、z11は、それぞれ上記基(g1)を構成するRa1、Ra2、z1と同様であり、好ましい態様も同様である。 T 11 is —SiR a11 z11 R a12 3-z11 , and R a11 , R a12 and z11 are the same as R a1 , R a2 and z1 constituting the group (g1), respectively, and preferred embodiments are also the same.
x1は1分子中の-R11-T11の数を表し、1以上の整数であればよく、1~32が好ましく、1~18がより好ましく、2~12が更に好ましい。 x1 represents the number of —R 11 -T 11 in one molecule, and may be an integer of 1 or more, preferably 1 to 32, more preferably 1 to 18, and even more preferably 2 to 12.
L1は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよいj+x1価の基であって、R1及びR11に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子である。なおR1及びR11に結合する原子は同一原子であってもよく、異なる原子であってもよい。 L1 is a single bond or a j+x monovalent group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and the atoms bonding to R1 and R11 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O). The atoms bonding to R1 and R11 may be the same atom or different atoms.
L1が単結合の場合、式(1-1)のR1とR11は直接結合し、化合物(1-1)は下式(1-1’)で表される。
Rf1-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R1-R11-T11 ・・・(1-1’)
ただし、式(1-1’)中の各符号は、式(1-1)と同様である。
When L 1 is a single bond, R 1 and R 11 in formula (1-1) are directly bonded, and compound (1-1) is represented by the following formula (1-1′).
R f1 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 1 -R 11 -T 11 ...(1-1')
However, each symbol in the formula (1-1') is the same as in the formula (1-1).
L1が3価以上の基の場合、L1はC、N、Si、環構造及び(j+x1)価のオルガノポリシロキサン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の分岐点(以下、「分岐点P1」ともいう。)を有する。 When L1 is a trivalent or higher valent group, L1 has at least one branch point (hereinafter also referred to as "branch point P1 ") selected from the group consisting of C, N, Si, a ring structure, and a (j+x1)-valent organopolysiloxane residue.
Nが分岐点P1となる場合、分岐点P1は、例えば*-N(-**)2又は(*-)2N-**で表される。ただし、*はR1側の結合手であり、**はR11側の結合手である。
Cが分岐点P1となる場合、分岐点P1は、例えば*-C(-**)3、(*-)2C(-**)2、(*-)3C-**、*-CR29(-**)2、又は(*-)2CR29-**で表される。ただし、*はR1側の結合手であり、**はR11側の結合手であり、R29は1価の基であり、例えば、水素原子、水酸基、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
Siが分岐点P1となる場合、分岐点P1は、例えば*-Si(-**)3、(*-)2Si(-**)2、(*-)3Si-**、*-SiR29(-**)2、又は(*-)2SiR29-**で表される。ただし、*はR1側の結合手であり、**はR11側の結合手であり、R29は1価の基であり、例えば、水素原子、水酸基、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
When N is the branch point P1 , the branch point P1 is represented by, for example, *-N(-**) 2 or (*-) 2N -**, where * is a bond on the R1 side and ** is a bond on the R11 side.
When C is the branch point P1 , the branch point P1 is represented by, for example, *-C(-**) 3 , (*-) 2 C(-**) 2 , (*-) 3 C-**, *-CR 29 (-**) 2 , or (*-) 2 CR 29 -**, where * is a bond on the R 1 side, ** is a bond on the R 11 side, and R 29 is a monovalent group such as a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group.
When Si is the branch point P1 , the branch point P1 is represented, for example, by *-Si(-**) 3 , (*-) 2 Si(-**) 2 , (*-) 3 Si-**, *-SiR 29 (-**) 2 , or (*-) 2 SiR 29 -**, where * represents a bond on the R 1 side, ** represents a bond on the R 11 side, and R 29 represents a monovalent group such as a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group.
分岐点P1を構成する環構造としては、化合物(1-1)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性、耐光性及び耐薬品性が更に優れる点から、3~8員環の脂肪族環、3~8員環の芳香族環、3~8員環のヘテロ環、及びこれらの環のうちの2つ以上からなる縮合環からなる群から選ばれる1種が好ましく、下式に挙げられる環構造がより好ましい。環構造は、ハロゲン原子、アルキル基(炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を含んでいてもよい。)、シクロアルキル基、アルケニル基、アリル基、アルコキシ基、オキソ基(=O)等の置換基を有してもよい。 As the ring structure constituting branch point P1 , from the viewpoints of ease of production of compound (1-1) and of further improving the abrasion resistance, light resistance, and chemical resistance of the surface layer, one type selected from the group consisting of a 3- to 8-membered aliphatic ring, a 3- to 8-membered aromatic ring, a 3- to 8-membered heterocycle, and a fused ring consisting of two or more of these rings is preferred, and a ring structure shown in the following formula is more preferred. The ring structure may have a substituent such as a halogen atom, an alkyl group (which may contain an ethereal oxygen atom between the carbon atoms), a cycloalkyl group, an alkenyl group, an allyl group, an alkoxy group, or an oxo group (═O).
分岐点P1を構成するオルガノポリシロキサン残基としては、例えば、下記の基が挙げられる。ただし、下式におけるR25は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はフェニル基である。R25のアルキル基及びアルコキシ基の炭素数は、1~10が好ましく、1がより好ましい。 Examples of organopolysiloxane residues constituting branch point P1 include the following groups: In the following formula, R25 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group. The alkyl group and alkoxy group of R25 preferably have 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 carbon atom.
2価以上のL1は、-C(O)N(R26)-、-N(R26)C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)-、-O-、-N(R26)-、-S-、-OC(O)O-、-NHC(O)O-、-OC(O)NH-、-NHC(O)N(R26)-、-SO2N(R26)-、-N(R26)SO2-、-Si(R26)2-、-OSi(R26)2-、-Si(CH3)2-Ph-Si(CH3)2-及び2価のオルガノポリシロキサン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合(以下、「結合B1」ともいう。)を有していてもよい。
ただし、R26は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基であり、Phは、フェニレン基である。R26のアルキル基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
The divalent or higher valent L 1 is at least one bond selected from the group consisting of —C(O)N(R 26 )—, —N(R 26 )C(O)—, —C(O)O—, —OC(O)—, —C(O)—, —O—, —N(R 26 )—, —S—, —OC(O)O—, —NHC(O)O—, —OC(O)NH—, —NHC(O)N(R 26 )—, —SO 2 N(R 26 )—, —N(R 26 )SO 2 —, —Si(R 26 ) 2 —, —OSi(R 26 ) 2 —, —Si(CH 3 ) 2 —Ph-Si(CH 3 ) 2 —, and a divalent organopolysiloxane residue (hereinafter referred to as “bond B 1 ").
wherein R 26 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group, and Ph is a phenylene group. The number of carbon atoms in the alkyl group of R 26 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, from the viewpoint of ease of production of compound (1-1).
2価のオルガノポリシロキサン残基としては、例えば、下式の基が挙げられる。ただし、下式におけるR27は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はフェニル基である。R27のアルキル基及びアルコキシ基の炭素数は、1~10が好ましく、1がより好ましい。 Examples of divalent organopolysiloxane residues include groups represented by the following formula: In the formula, R 27 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a phenyl group. The alkyl group and alkoxy group represented by R 27 preferably have 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1.
結合B1としては、化合物(1-1)を製造しやすい点から、-C(O)NR26-、-N(R26)C(O)-、-C(O)-、及び-NR26-からなる群から選ばれる少なくとも1種の結合が好ましく、表面層の耐光性及び耐薬品性が更に優れる点から、-C(O)NR26-、-N(R26)C(O)-又は-C(O)-がより好ましい。 As the bond B1 , from the viewpoint of ease of production of compound (1-1), at least one bond selected from the group consisting of —C(O)NR 26 —, —N(R 26 )C(O)—, —C(O)—, and —NR 26 — is preferred, and from the viewpoint of further improving the light resistance and chemical resistance of the surface layer, —C(O)NR 26 —, —N(R 26 )C(O)—, or —C(O)— is more preferred.
2価のL1としては、R1及びR11に結合する原子が、各々独立に、N、O、S、Si又はオキソ基(=O)を有する炭素原子である。すなわち、R1及びR11に隣接する原子が各々結合B1の構成元素である。2価のL1の具体例としては、単結合、1個以上の結合B1(例えば、*-B1-**、*-B1-R28-B1-**)等が挙げられる。ただし、R28は単結合又は2価の有機基であり、*はR1側の結合手であり、**はR11側の結合手である。 In the divalent L1 , the atoms bonded to R1 and R11 are each independently N, O, S, Si, or a carbon atom having an oxo group (=O). That is, the atoms adjacent to R1 and R11 are each constituent elements of the bond B1 . Specific examples of the divalent L1 include a single bond and one or more bonds B1 (for example, * -B1 -**, * -B1 - R28 - B1 -**). However, R28 is a single bond or a divalent organic group, * is a bond on the R1 side, and ** is a bond on the R11 side.
3価以上のL1は、R1及びR11に結合する原子が、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子である。すなわち、R1及びR11に隣接する原子が各々結合B1又は分岐点P1の構成元素である。3価以上のL1の具体例としては、1個以上の分岐点P1(例えば{(*-)jP1(-**)x1}、{(*-)jP1-R28-P1(-**)x1}等)、1個以上の分岐点P1と1個以上の結合B1との組み合わせ(例えば、{*-B1-R28-P1(-**)x1}、{*-B1-R28-P1(-R28-B1-**)x1}等が挙げられる。ただし、R28は単結合又は2価の有機基であり、*はR1側の結合手であり、**はR11側の結合手である。 In the trivalent or higher valent L1 , the atoms bonded to R1 and R11 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (═O). That is, the atoms adjacent to R1 and R11 are each a constituent element of the bond B1 or the branch point P1 . Specific examples of trivalent or higher valent L 1 include one or more branch points P 1 (for example, {(*-) j P 1 (-**) x1 }, {(*-) j P 1 -R 28 -P 1 (-**) x1 }, etc.), and combinations of one or more branch points P 1 and one or more bonds B 1 (for example, {*-B 1 -R 28 -P 1 (-**) x1 }, {*-B 1 -R 28 -P 1 (-R 28 -B 1 -**) x1 }, etc., where R 28 is a single bond or a divalent organic group, * is a bond on the R 1 side, and ** is a bond on the R 11 side.
上記R28における2価の有機基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基(アルキレン基、シクロアルキレン基等)、2価の芳香族炭化水素基(フェニレン基等)等の炭化水素基が挙げられ、当該炭化水素基の炭素-炭素原子間に結合B1を有していてもよい。2価の有機基の炭素数は1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が更に好ましい。 Examples of the divalent organic group for R 28 include hydrocarbon groups such as divalent aliphatic hydrocarbon groups (such as alkylene groups and cycloalkylene groups) and divalent aromatic hydrocarbon groups (such as phenylene groups), and the hydrocarbon groups may have a bond B1 between carbon atoms. The divalent organic group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 4 carbon atoms.
上記L1としては、化合物(1-1)を製造しやすい点から、下式(L1)~(L7)のいずれかで表される基が好ましい。 As the above L1 , a group represented by any one of the following formulae (L1) to (L7) is preferred in terms of ease of production of the compound (1-1).
(-A1-)d5C(Re2)4-d5―d6(-Q22-)d6 ・・・(L2)
(-A2-)d7N(-Q23-)3-d7 ・・・(L3)
(-A3-)d8Z1(-Q24-)d9 ・・・(L4)
(-A2-)d10Si(Re3)4-d10-d11(-Q25-)d11 ・・・(L5)
-A1-Q26- ・・・(L6)
-A1-CH(-Q22-)-Si(Re3)3-d12(-Q25-)d12 ・・・(L7)
(-A 1 -) d5 C(R e2 ) 4-d5-d6 (-Q 22 -) d6 ...(L2)
(-A 2 -) d7 N (-Q 23 -) 3-d7 ...(L3)
(-A 3 -) d8 Z 1 (-Q 24 -) d9 ...(L4)
(-A 2 -) d10 Si(R e3 ) 4-d10-d11 (-Q 25 -) d11 ...(L5)
-A 1 -Q 26 - ... (L6)
-A 1 -CH(-Q 22 -)-Si(R e3 ) 3-d12 (-Q 25 -) d12 ...(L7)
ただし、式(L1)~式(L7)においては、A1、A2又はA3側が式(1-1)のR1と接続し、Q22、Q23、Q24、Q25又はQ26側がR11に接続する。
ここで、A1は、単結合、-B3-、-B3-R30-、又は-B3-R30-B2-であって、R30はアルキレン基、又は炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NRe6-、-C(O)-、-NRe6-又は-O-を有する基であり、B2は、-C(O)NRe6-、-C(O)-、-NRe6-又は-O-であり、B3は-C(O)NRe6-、-C(O)-、又は-NRe6-であり、
A2は、単結合又は-B3-R30-であり、
A3は、A3が結合するZ1における原子が炭素原子の場合はA1であり、A3が結合するZ1における原子が窒素原子の場合はA2であり、
Q11は、単結合、-O-、アルキレン基、又は炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NRe6-、-C(O)-、-NRe6-又は-O-を有する基であり、
Q22は、単結合、-B3-、-R30-B3-又は-B2-R30-B3-であり、
Q23は、単結合又は-R30-B3-であり、
Q24は、Q24が結合するZ1における原子が炭素原子の場合、Q22であり、Q24が結合するZ1における原子が窒素原子の場合、Q23であり、
Q25は、単結合又は-R30-B3-であり、
Q26は、単結合又は-R30-B3-であり、
Z1は、A3が直接結合する炭素原子又は窒素原子を有しかつQ24が直接結合する炭素原子又は窒素原子を有する(d8+d9)価の環構造を有する基であり、
Re1は、水素原子又はアルキル基であり、
Re2は、水素原子、水酸基、アルキル基又はアシルオキシ基であり、
Re3は、アルキル基であり、
Re6は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基であり、
d1は0~3の整数であり、d2は0~3の整数であって、d1+d2は1~3の整数であり、
d3は0~3の整数であり、d4は0~3の整数であって、d3+d4は1~3の整数であり、
d1+d3は1~5の整数であり、
d2+d4は1~5の整数であり、
d5は1~3の整数であり、d6は1~3の整数であって、d5+d6は2~4の整数であり、
d7は1又は2であり、
d8は1以上の整数であり、
d9は1以上の整数であり、
d10は1~3の整数であり、d11は1~3の整数であって、d10+d11は2~4の整数であり、
d12は1~3の整数である。
なお、A1が複数ある場合、当該複数あるA1は互いに同一であっても異なっていてもよい。A2、A3、Q22、Q23、Q24、Q25、Re1、Re2、Re3についても同様である。
また、d1+d3、d5、d7、d8、d10がjであり、d2+d4、d6、3-d7、d9、d11、1+d12がx1である。
In formula (L1) to formula (L7), A 1 , A 2 or A 3 side is connected to R 1 in formula (1-1), and Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 or Q 26 side is connected to R 11 .
wherein A 1 is a single bond, -B 3 -, -B 3 -R 30 -, or -B 3 -R 30 -B 2 -, R 30 is an alkylene group or a group having -C(O)NR e6 -, -C(O)-, -NR e6 -, or -O- between carbon atoms in an alkylene group having 2 or more carbon atoms, B 2 is -C(O)NR e6 -, -C(O)-, -NR e6 -, or -O-, and B 3 is -C(O)NR e6 -, -C(O)-, or -NR e6 -;
A 2 is a single bond or —B 3 —R 30 —;
A3 is A1 when the atom in Z1 to which A3 is bonded is a carbon atom, and A2 when the atom in Z1 to which A3 is bonded is a nitrogen atom;
Q 11 is a single bond, —O—, an alkylene group, or an alkylene group having 2 or more carbon atoms and having —C(O)NR e6 —, —C(O)—, —NR e6 — or —O— between carbon atoms;
Q 22 is a single bond, —B 3 —, —R 30 —B 3 — or —B 2 —R 30 —B 3 —;
Q 23 is a single bond or —R 30 —B 3 —;
Q 24 is Q 22 when the atom in Z 1 to which Q 24 is bonded is a carbon atom, and Q 23 when the atom in Z 1 to which Q 24 is bonded is a nitrogen atom;
Q 25 is a single bond or —R 30 —B 3 —;
Q 26 is a single bond or —R 30 —B 3 —;
Z1 is a group having a (d8+d9)-valent ring structure having a carbon atom or nitrogen atom to which A3 is directly bonded and a carbon atom or nitrogen atom to which Q24 is directly bonded,
R e1 is a hydrogen atom or an alkyl group,
R e2 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or an acyloxy group;
R e3 is an alkyl group;
R e6 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group;
d1 is an integer of 0 to 3, d2 is an integer of 0 to 3, and d1+d2 is an integer of 1 to 3;
d3 is an integer of 0 to 3, d4 is an integer of 0 to 3, and d3+d4 is an integer of 1 to 3;
d1+d3 is an integer from 1 to 5,
d2+d4 is an integer from 1 to 5,
d5 is an integer of 1 to 3, d6 is an integer of 1 to 3, and d5+d6 is an integer of 2 to 4;
d7 is 1 or 2,
d8 is an integer of 1 or more,
d9 is an integer of 1 or more,
d10 is an integer of 1 to 3, d11 is an integer of 1 to 3, and d10+d11 is an integer of 2 to 4;
d12 is an integer of 1 to 3.
When there are a plurality of A 1 's, the A 1 's may be the same or different from one another. The same applies to A 2 , A 3 , Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 , R e1 , R e2 , and R e3 .
Also, d1+d3, d5, d7, d8, and d10 are j, and d2+d4, d6, 3-d7, d9, d11, and 1+d12 are x1.
R30のアルキレン基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性、耐光性及び耐薬品性が更に優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が更に好ましい。ただし、炭素-炭素原子間に特定の結合を有する場合のアルキレン基の炭素数の下限値は2である。
Z1における環構造としては、上述した環構造が挙げられ、好ましい形態も同様である。
The number of carbon atoms in the alkylene group of R 30 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4, from the viewpoints of ease of production of compound (1-1) and further excellent abrasion resistance, light resistance, and chemical resistance of the surface layer. However, when a specific bond is present between carbon atoms, the lower limit of the number of carbon atoms in the alkylene group is 2.
Examples of the ring structure in Z1 include the ring structures described above, and the preferred embodiments are also the same.
Re1、Re2又はRe3のアルキル基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
Re2のアシルオキシ基のアルキル基部分の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
d9は、化合物(1-1)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性及び指紋汚れ除去性が更に優れる点から、2~6が好ましく、2~4がより好ましく、2又は3が更に好ましい。
The alkyl group of R e1 , R e2 or R e3 preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms, in view of ease of production of the compound (1-1).
The number of carbon atoms in the alkyl group moiety of the acyloxy group of R e2 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, from the viewpoint of ease of production of the compound (1-1).
d9 is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 or 3, from the viewpoint of ease of production of compound (1-1) and further excellent abrasion resistance and fingerprint stain removability of the surface layer.
上記L1の他の形態としては、下式(L11)~(L17)のいずれかで表される基が挙げられる。 Other examples of L1 include groups represented by any of the following formulae (L11) to (L17).
(-A1-)d5C(Re2)4-d5―d6(-Q22-G)d6 ・・・(L12)
(-A2-)d7N(-Q23-G)3-d7 ・・・(L13)
(-A3-)d8Z1(-Q24-G)d9 ・・・(L14)
(-A2-)d10Si(Re3)4-d10-d11(-Q25-G)d11 ・・・(L15)
-A1-Q26-G ・・・(L16)
-A1-CH(-Q22-)-Si(Re3)3-d12(-Q25-G)d12 ・・・(L17)
(-A 1 -) d5 C(R e2 ) 4-d5-d6 (-Q 22 -G) d6 ...(L12)
(-A 2 -) d7 N (-Q 23 -G) 3-d7 ...(L13)
(-A 3 -) d8 Z 1 (-Q 24 -G) d9 ...(L14)
(-A 2 -) d10 Si(R e3 ) 4-d10-d11 (-Q 25 -G) d11 ...(L15)
-A 1 -Q 26 -G...(L16)
-A 1 -CH(-Q 22 -)-Si(R e3 ) 3-d12 (-Q 25 -G) d12 ...(L17)
ただし、式(L11)~式(L17)において、A1、A2又はA3側が式(1-1)のR1と接続し、Q22、Q23、Q24、Q25又はQ26側がR11に接続する。Gは、下記の基(G21)であり、L1が有する2以上のGは同一であっても異なっていてもよい。G以外の符号は、式(L1)~式(L7)における符号と同じである。
-Si(R21)3-k(-Q3-)k ・・・(G21)
ただし、式(G21)において、Si側がQ22、Q23、Q24、Q25又はQ26に接続し、Q3側がR11に接続する。R21は、アルキル基である。Q3は、単結合、又は-R31-B3-であって、R31は、アルキレン基、又は炭素数2以上のアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NR32-、-C(O)-、-NR32-又は-O-を有する基、又は-(OSi(R22)2)p11-O-であり、2以上のQ3は同一であっても異なっていてもよい。kは、2又は3である。R32は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基である。R22は、アルキル基、フェニル基又はアルコキシ基であり、2個のR22は同一であっても異なっていてもよい。p11は、0~5の整数であり、p11が2以上の場合、2以上の(OSi(R22)2)は同一であっても異なっていてもよい。
In formulas (L11) to (L17), A 1 , A 2 or A 3 is connected to R 1 in formula (1-1), and Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 or Q 26 is connected to R 11. G is the following group (G21), and two or more Gs in L 1 may be the same or different. The symbols other than G are the same as the symbols in formulas (L1) to (L7).
-Si(R 21 ) 3-k (-Q 3 -) k ...(G21)
In formula (G21), the Si side is connected to Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 or Q 26 , and the Q 3 side is connected to R 11. R 21 is an alkyl group. Q 3 is a single bond or -R 31 -B 3 -, where R 31 is an alkylene group, or a group having -C(O)NR 32 -, -C(O)-, -NR 32 - or -O- between carbon atoms in an alkylene group having 2 or more carbon atoms, or -(OSi(R 22 ) 2 ) p11 -O-, and two or more Q 3s may be the same or different. k is 2 or 3. R 32 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. R 22 is an alkyl group, a phenyl group or an alkoxy group, and two R 22s may be the same or different. p11 is an integer of 0 to 5, and when p11 is 2 or more, the two or more (OSi(R 22 ) 2 ) groups may be the same or different.
Q3のアルキレン基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性、耐光性及び耐薬品性が更に優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が更に好ましい。ただし、炭素-炭素原子間に特定の結合を有する場合のアルキレン基の炭素数の下限値は2である。
R21のアルキル基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
R22のアルキル基の炭素数は、化合物(1-1)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
R22のアルコキシ基の炭素数は、化合物(1-1)の保存安定性に優れる点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。
p11は、0又は1が好ましい。
The number of carbon atoms in the alkylene group of Q3 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 4, from the viewpoints of ease of production of compound (1-1) and further improved abrasion resistance, light resistance, and chemical resistance of the surface layer. However, when a specific bond is present between carbon atoms, the lower limit of the number of carbon atoms in the alkylene group is 2.
The number of carbon atoms in the alkyl group of R 21 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, in terms of ease of production of the compound (1-1).
The number of carbon atoms in the alkyl group of R 22 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, in terms of ease of production of the compound (1-1).
The number of carbon atoms in the alkoxy group of R 22 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, in view of excellent storage stability of the compound (1-1).
p11 is preferably 0 or 1.
化合物(1-1)としては、例えば、下記のものが挙げられる。ただしRfは[Rf1-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R1]である。 Examples of the compound (1-1) include the following: wherein R f is [R f1 -(OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 -O—R 1 ].
(化合物(1-2))
化合物(1-2)は、下記式(1-2)で表される構造を有する。
(T31-R31)x3-L3-R3-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R2-L2-(R21-T21)x2 ・・・(1-2)
ただし、式(1-2)中の各符号は上述の通りである。
(Compound (1-2))
The compound (1-2) has a structure represented by the following formula (1-2).
(T 31 -R 31 ) x3 -L 3 -R 3 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 2 -L 2 -(R 21 -T 21 ) x2 ...(1-2)
However, each symbol in the formula (1-2) is as described above.
(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12は、上述の通りである。 (OCF 2 ) m11 and (OCF 2 CF 2 ) m12 are as described above.
R2及びR3は各々独立に上記R1と同様であり、好ましい態様も同様である。 R2 and R3 are each independently the same as R1 above, and preferred embodiments are also the same.
R21及びR31は上記R11と同様であり、好ましい態様も同様である。ただし、「L1に結合する」は、R21の場合は「L2に結合する」に読み替え、R31の場合は「L3に結合する」と読み替えるものとする。また、「T11に結合する」は、R21の場合は「T21に結合する」に読み替え、R31の場合は「T31に結合する」と読み替えるものとする。なお、L2が単結合の場合、R21はR2に直接結合する。また、L3が単結合の場合、R31はR3に直接結合する。 R21 and R31 are the same as R11 above, and preferred embodiments are also the same. However, "bonded to L1 " is to be read as "bonded to L2 " in the case of R21 , and as "bonded to L3 " in the case of R31 . Furthermore, "bonded to T11 " is to be read as "bonded to T21 " in the case of R21 , and as "bonded to T31 " in the case of R31 . When L2 is a single bond, R21 is directly bonded to R2 . When L3 is a single bond, R31 is directly bonded to R3 .
T21及びT31は各々独立に-SiRa21 z21Ra22 3-z21であり、Ra21、Ra22、z21は、それぞれ上記基(g1)を構成するRa1、Ra2、z1と同様であり、好ましい態様も同様である。 T 21 and T 31 are each independently —SiR a21 z21 R a22 3-z21 , and R a21 , R a22 , and z21 are the same as R a1 , R a2 , and z1 constituting the group (g1), respectively, and preferred embodiments are also the same.
x2及びx3は各々独立にx1と同様であり、好ましい態様も同様である。 x2 and x3 each independently represent the same as x1, and the preferred embodiments are also the same.
L2及びL3は各々独立に上記L1のうちjが1の場合と同様である。
例えばL2及びL3が単結合の場合は、化合物(1-2)は、下式(1-2’)で表される。
T31-R31-R3-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R2-L2-R21-T21 ・・・(1-2’)
ただし、式(1-2’)中の各符号は、式(1-2)と同様である。
L2 and L3 each independently represent the same as L1 when j is 1.
For example, when L 2 and L 3 are single bonds, the compound (1-2) is represented by the following formula (1-2′).
T 31 -R 31 -R 3 -(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 2 -L 2 -R 21 -T 21 ...(1-2')
However, the symbols in formula (1-2') are the same as those in formula (1-2).
L2又はL3が3価以上の基の場合、当該L2又はL3はC、N、Si、環構造及び(1+x2)価又は(1+x3)価のオルガノポリシロキサン残基からなる群から選ばれる少なくとも1種の分岐点(以下、「分岐点P2」ともいう。)を有する。 When L2 or L3 is a trivalent or higher valent group, L2 or L3 has at least one branch point (hereinafter also referred to as "branch point P2 ") selected from the group consisting of C, N, Si, a ring structure, and a (1+x2)- or (1+x3)-valent organopolysiloxane residue.
Nが分岐点P2となる場合、分岐点P2は、例えば*-N(-**)2で表される。ただし、*はR2又はR3側の結合手であり、**はR21又はR31側の結合手である。
Cが分岐点P2となる場合、分岐点P2は、例えば*-C(-**)3、又は*-CR29(-**)2で表される。ただし、*はR2又はR3側の結合手であり、**はR21又はR31側の結合手であり、R29は1価の基であり、例えば、水素原子、水酸基、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
Siが分岐点P2となる場合、分岐点P2は、例えば*-Si(-**)3、又は*-SiR29(-**)2で表される。ただし、*はR2又はR3側の結合手であり、**はR21又はR31側の結合手であり、R29は1価の基であり、例えば、水素原子、水酸基、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
When N is the branch point P2 , the branch point P2 is represented, for example, by *-N(-**) 2 , where * is a bond on the R2 or R3 side, and ** is a bond on the R21 or R31 side.
When C is the branch point P2 , the branch point P2 is represented, for example, by *-C(-**) 3 or *-CR 29 (-**) 2. In this regard, * represents a bond on the R 2 or R 3 side, ** represents a bond on the R 21 or R 31 side, and R 29 represents a monovalent group such as a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group.
When Si is the branch point P2 , the branch point P2 is represented, for example, by *-Si(-**) 3 or *-SiR 29 (-**) 2. In this regard, * represents a bond on the R 2 or R 3 side, ** represents a bond on the R 21 or R 31 side, and R 29 represents a monovalent group such as a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group.
分岐点P2を構成する環構造、オルガノポリシロキサン残基は、上記分岐点P1と同様であり好ましい態様も同様である。
また、2価以上のL2又はL3は各々独立に上記結合B1を有していてもよい。結合B1の態様は前述の通りであり、好ましい態様も同様である。
The ring structure and organopolysiloxane residue constituting branch point P2 are the same as those for branch point P1 , and preferred embodiments are also the same.
Furthermore, L2 or L3 which is divalent or more may each independently have the bond B1 . The embodiments of the bond B1 are as described above, and the preferred embodiments are also the same.
2価のL2又はL3は、R2及びR21、もしくは、R3及びR31に結合する原子が、各々独立に、N、O、S、Si又はオキソ基(=O)を有する炭素原子である。すなわち、R2及びR21、もしくは、R3及びR31に隣接する原子が各々結合B1の構成元素である。2価のL2又はL3の具体例としては、単結合、1個以上の結合B1(例えば、*-B1-**、*-B1-R28-B1-**)等が挙げられる。ただし、R28は単結合又は2価の有機基であり、*はR2又はR3側の結合手であり、**はR21又はR31側の結合手である。 In divalent L2 or L3 , the atoms bonding to R2 and R21 , or R3 and R31 , are each independently N, O, S, Si, or a carbon atom having an oxo group (=O). That is, the atoms adjacent to R2 and R21 , or R3 and R31 , are each constituent elements of bond B1 . Specific examples of divalent L2 or L3 include a single bond and one or more bonds B1 (for example, * -B1 -**, * -B1 - R28 - B1 -**). However, R28 is a single bond or a divalent organic group, * is a bond on the R2 or R3 side, and ** is a bond on the R21 or R31 side.
3価以上のL2又はL3は、R2及びR21、もしくは、R3及びR31に結合する原子が、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子である。すなわち、R2及びR21、もしくは、R3及びR31に隣接する原子が各々結合B1又は分岐点P2の構成元素である。3価以上のL2又はL3の具体例としては、1個以上の分岐点P2(例えば{*-P2(-**)x}、{*-P1-R28-P1-**x1等)、1個以上の分岐点P2と1個以上の結合B1との組み合わせ(例えば、{*-B1-R28-P1(-**)x}、{*-B1-R28-P1(-R28-B1-**)x}等が挙げられる。ただし、xは、L2の場合はx2であり、L3の場合はx3である。R28は単結合又は2価の有機基であり、*はR2又はR3側の結合手であり、**はR21又はR31側の結合手である。
上記R28の態様は前述の通りであり、好ましい態様も同様である。
In trivalent or higher valent L2 or L3 , the atoms bonded to R2 and R21 , or R3 and R31 , are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O). That is, the atoms adjacent to R2 and R21 , or R3 and R31 , are each a constituent element of bond B1 or branch point P2 . Specific examples of trivalent or higher L2 or L3 include one or more branch points P2 (for example , {*-P2(-**)x}, {*-P1-R28-P1 - ** x1 , etc. ), and combinations of one or more branch points P2 and one or more bonds B1 (for example, {* -B1 - R28 - P1 (-**) x }, {* -B1 - R28 - P1 ( -R28 - B1 -**) x }, etc., where x is x2 in the case of L2 and x3 in the case of L3 . R28 is a single bond or a divalent organic group, * is a bond on the R2 or R3 side, and ** is a bond on the R21 or R31 side.
The embodiments of R 28 are as described above, and the preferred embodiments are also the same.
上記L2又はL3としては、化合物(1-2)を製造しやすい点から、各々独立に下式(L21)~(L27)のいずれかで表される基が好ましい。 As the above L2 or L3 , it is preferable that each independently be a group represented by any one of the following formulae (L21) to (L27), in view of ease of production of the compound (1-2).
-A1-C(Re2)4-d6(-Q22-)d6 ・・・(L22)
-A2-N(-Q23-)2 ・・・(L23)
-A3-Z1(-Q24-)d9 ・・・(L24)
-A2-Si(Re3)4-d11(-Q25-)d11 ・・・(L25)
-A1-Q26- ・・・(L26)
-A1-CH(-Q22-)-Si(Re3)3-d12(-Q25-)d12 ・・・(L27)
-A 1 -C(R e2 ) 4-d6 (-Q 22 -) d6 ...(L22)
-A 2 -N(-Q 23 -) 2 ...(L23)
-A 3 -Z 1 (-Q 24 -) d9 ...(L24)
-A 2 -Si(R e3 ) 4-d11 (-Q 25 -) d11 ...(L25)
-A 1 -Q 26 - ... (L26)
-A 1 -CH(-Q 22 -)-Si(R e3 ) 3-d12 (-Q 25 -) d12 ...(L27)
ただし、式(L21)~式(L27)においては、A1、A2又はA3側が式R2又はR3と接続し、Q22、Q23、Q24、Q25又はQ26側がR21又はR31に接続する。
ここで、A1、A2、A3、Q11、Q22、Q23、Q24、Q25、Q26、Re1、Re2、Re3、Re6は上記L1で説明したものと同様であり、好ましい態様も同様である。
Z1は、A3が直接結合する炭素原子又は窒素原子を有しかつQ24が直接結合する炭素原子又は窒素原子を有する(1+d9)価の環構造を有する基であり、
d2は0~3の整数であり、d4は0~3の整数であって、d2+d4は1~5の整数であり、
d6は1~3の整数あり、
d9は1以上の整数であり、
d11は1~3の整数であり
d12は1~3の整数である。
なお、d2+d4、d6、d9、d11、1+d12がx2又はx3である。
d9は、化合物(1-2)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性及び指紋汚れ除去性が更に優れる点から、2~6が好ましく、2~4がより好ましく、2又は3が更に好ましい。
In formula (L21) to formula (L27), A 1 , A 2 or A 3 side is connected to R 2 or R 3 , and Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 or Q 26 side is connected to R 21 or R 31 .
Here, A 1 , A 2 , A 3 , Q 11 , Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 , Q 26 , R e1 , R e2 , R e3 , and R e6 are the same as those explained in L 1 above, and preferred embodiments are also the same.
Z1 is a group having a (1+d9)-valent ring structure having a carbon atom or nitrogen atom to which A3 is directly bonded and a carbon atom or nitrogen atom to which Q24 is directly bonded,
d2 is an integer of 0 to 3, d4 is an integer of 0 to 3, and d2+d4 is an integer of 1 to 5;
d6 is an integer between 1 and 3,
d9 is an integer of 1 or more,
d11 is an integer of 1 to 3, and d12 is an integer of 1 to 3.
Note that d2+d4, d6, d9, d11, and 1+d12 are x2 or x3.
d9 is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 or 3, from the viewpoint of ease of production of compound (1-2) and further excellent abrasion resistance and fingerprint stain removability of the surface layer.
上記L2又はL3の他の形態としては、下式(L31)~(L37)のいずれかで表される基が挙げられる。 Other examples of L2 or L3 include groups represented by any of the following formulae (L31) to (L37).
-A1-C(Re2)4-d6(-Q22-G)d6 ・・・(L32)
-A2-N(-Q23-G)2 ・・・(L33)
-A3-Z1(-Q24-G)d9 ・・・(L34)
-A2-Si(Re3)4-d11(-Q25-G)d11 ・・・(L35)
-A1-Q26-G ・・・(L36)
-A1-CH(-Q22-)-Si(Re3)3-d12(-Q25-G)d12 ・・・(L37)
-A 1 -C(R e2 ) 4-d6 (-Q 22 -G) d6 ...(L32)
-A 2 -N(-Q 23 -G) 2 ...(L33)
-A 3 -Z 1 (-Q 24 -G) d9 ...(L34)
-A 2 -Si(R e3 ) 4-d11 (-Q 25 -G) d11 ...(L35)
-A 1 -Q 26 -G...(L36)
-A 1 -CH(-Q 22 -)-Si(R e3 ) 3-d12 (-Q 25 -G) d12 ...(L37)
ただし、式(L31)~式(L37)において、A1、A2又はA3側が式のR2又はR3と接続し、Q22、Q23、Q24、Q25又はQ26側がR21又はR31に接続する。Gは、上記基(G21)であり、好ましい態様も同様である。G以外の符号は、式(L21)~式(L27)における符号と同じであり、好ましい態様も同様である。 In formulas (L31) to (L37), A 1 , A 2 or A 3 is connected to R 2 or R 3 , and Q 22 , Q 23 , Q 24 , Q 25 or Q 26 is connected to R 21 or R 31. G is the group (G21) above, and preferred embodiments are also the same. The symbols other than G are the same as the symbols in formulas (L21) to (L27), and preferred embodiments are also the same.
化合物(1-2)としては、例えば、下記のものが挙げられる。ただしQfは-R3-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R2-である。 Examples of the compound (1-2) include the following: wherein Q f is —R 3 —(OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 —O—R 2 —.
(化合物(1-3))
化合物(1-3)は、下記式(1-3)で表される構造を有する。
Q1[-(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R4-L4-(R41-T41)x4]r1 ・・・(1-3)
ただし、式(1-3)中の各符号は上述の通りである。
(Compound (1-3))
The compound (1-3) has a structure represented by the following formula (1-3).
Q 1 [-(OCF 2 ) m11・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 4 -L 4 -(R 41 -T 41 ) x4 ] r1 ...(1-3)
However, each symbol in the formula (1-3) is as described above.
(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12は、上述の通りである。 (OCF 2 ) m11 and (OCF 2 CF 2 ) m12 are as described above.
R4は上記R1と同様であり、好ましい態様も同様である。 R4 is the same as R1 above, and the preferred embodiments are also the same.
R41は上記R11と同様であり、好ましい態様も同様である。ただし、「L1に結合する」は、「L4に結合する」と読み替えるものとする。また、「T11に結合する」は、「T41に結合する」と読み替えるものとする。なお、L4が単結合の場合、R41はR4に直接結合する。 R 41 is the same as R 11 above, and preferred embodiments are also the same. However, "bonded to L 1 " should be read as "bonded to L 4 ". Furthermore, "bonded to T 11 " should be read as "bonded to T 41 ". When L 4 is a single bond, R 41 is directly bonded to R 4 .
T41は、-SiRa41 z41Ra42 3-z41であり、Ra41、Ra42、z41は、それぞれ上記基(g1)を構成するRa1、Ra2、z1と同様であり、好ましい態様も同様である。 T 41 is —SiR a41 z41 R a42 3-z41 , and R a41 , R a42 and z41 are the same as R a1 , R a2 and z1 constituting the group (g1), respectively, and preferred embodiments are also the same.
x4はx1と同様であり、好ましい態様も同様である。
L4は、L2又はL3と同様であり、好ましい態様も同様である。
x4 is the same as x1, and the preferred embodiments are also the same.
L4 is the same as L2 or L3 , and the preferred embodiments are also the same.
Q1は分岐点を有するr1価の基であり、r1は3又は4である。 Q 1 is an r1-valent group having a branch point, and r1 is 3 or 4.
Q1を構成する分岐点P3としては、N、C、Si又は環構造が挙げられる。分岐点P3は1個であってもよく、2個以上有していてもよい。 Examples of the branch point P3 constituting Q1 include N, C, Si, or a ring structure. The number of branch points P3 may be one or two or more.
Nが分岐点P3となる場合、分岐点P1は、例えば、N(-*)3、NR29(-*)2で表される。
Cが分岐点P3となる場合、分岐点P3は、例えばC(-*)4、CR29(-*)3、C(R29)2(-*)2等が挙げられる。
Siが分岐点P3となる場合、分岐点P3は、例えばSi(-*)4、SiR29(-*)3、Si(R29)2(-*)2等が挙げられる。
ただし、*は(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12側の結合手であり、R29は1価の基である。R29としては、例えば、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、フルオロアルキル基、R41-T41を有しないフルオロポリエーテル鎖等が挙げられる。
When N is the branch point P3 , the branch point P1 is expressed as N(-*) 3 , NR29 (-*) 2 , for example.
When C is the branch point P3 , examples of the branch point P3 include C(-*) 4 , CR 29 (-*) 3 , and C(R 29 ) 2 (-*) 2 .
When Si is the branch point P3 , examples of the branch point P3 include Si(-*) 4 , SiR 29 (-*) 3 , and Si(R 29 ) 2 (-*) 2 .
where * represents a bond on the (OCF 2 ) m11 /(OCF 2 CF 2 ) m12 side, and R 29 is a monovalent group. Examples of R 29 include a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a fluoroalkyl group, and a fluoropolyether chain not having R 41 -T 41 .
分岐点P3を構成する環構造としては、分岐点P1と同様のものが挙げられ、環構造の置換基として、上述の置換基のほか、更にフッ素原子、フルオロアルキル基、R41-T41を有しないフルオロポリエーテル鎖を有していてもよい。 Examples of the ring structure constituting the branch point P3 include the same as those constituting the branch point P1 , and the ring structure may further have, as a substituent, a fluorine atom, a fluoroalkyl group, or a fluoropolyether chain not having R 41 -T 41 , in addition to the above-mentioned substituents.
上記Q1としては、化合物(1-3)を製造しやすい点から、下式(Q1)~(Q8)のいずれかで表される基が好ましい。 As the above Q1 , a group represented by any one of the following formulae (Q1) to (Q8) is preferred in terms of ease of production of the compound (1-3).
C(-A11-)d23(Re12)4-d23 ・・・(Q2)
N(-A12-)3 ・・・(Q3)
Z1(-A13-)d24 ・・・(Q4)
Si(-A12-)d25(Re13)4-d25 ・・・(Q5)
CH(-A11-)2-Si(Re13)3-d26(-A11-)d26 ・・・(Q6)
C(-A 11 -) d23 (R e12 ) 4-d23 ...(Q2)
N(-A 12- ) 3 ...(Q3)
Z 1 (-A 13 -) d24 ...(Q4)
Si(-A 12 -) d25 (R e13 ) 4-d25 ...(Q5)
CH(-A 11 -) 2 -Si(R e13 ) 3-d26 (-A 11 -) d26 ...(Q6)
ただし、式(Q1)~式(Q8)においては、A11、A12又はA13が(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12と接続する。
ここで、A11は、単結合、-R40-、-B13-R40-であって、R40はアルキレン基、フルオロアルキレン基、もしくは炭素数2以上のアルキレン基又はフルオロアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NRe17-、-C(O)-、-NRe17-又は-O-を有する基であり、B13は、-C(O)NRe6-、-C(O)-、-NRe6-又は-O-であり、
A12は、単結合、又は-R40-であり、
A13は、A13が結合するZ1における原子が炭素原子の場合はA11であり、A13が結合するZ1における原子が窒素原子の場合はA12であり、
Z1は、A13が直接結合する炭素原子又は窒素原子を有するr1価の環構造を有する基であり、
Q52は、単結合、-O-、アルキレン基、フルオロアルキレン基、もしくは炭素数2以上のアルキレン基又はフルオロアルキレン基の炭素-炭素原子間に-C(O)NRe17-、-C(O)-、-NRe17-又は-O-を有する基であり、
Re11は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、フルオロアルキル基、R41-T41を有しないフルオロポリエーテル鎖、又はr1が3~4となる範囲で-Q52-C(Re11)3-d21(-A11-)d21の繰り返し構造を有する基であり、
Re12は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、フルオロアルキル基、又はR41-T41を有しないフルオロポリエーテル鎖であり、
Re13は、アルキル基又はフルオロアルキル基であり、
Re14、Re15、及び、Re16はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
Re17は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、フルオロアルキル基又はフッ素置換されていてもよいフェニル基であり、
d21は0~3の整数であり、d22は0~3の整数であって、d21+d22は3~4の整数であり、
d23は3又は4であり、
d24は3又は4であり、
d25は3又は4であり、
d26は1又は2であり、
d27は1~3の整数であり、
d28は1又は2であり、
d29は1~3の整数であり、
d30は1~3の整数であり、
d31は1又は2であり、
d32は1又は2であり、
d33は1~3の整数である。
なお、A11が複数ある場合、当該複数あるA1は互いに同一であっても異なっていてもよい。A12、A13、Re11、Re12、Re13についても同様である。
However, in the formulae (Q1) to (Q8), A 11 , A 12 or A 13 is connected to (OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 .
wherein A 11 is a single bond, —R 40 —, or —B 13 —R 40 —, in which R 40 is an alkylene group, a fluoroalkylene group, or a group having —C(O)NR e17 —, —C(O)—, —NR e17 —, or —O— between carbon atoms in an alkylene group or fluoroalkylene group having 2 or more carbon atoms; and B 13 is —C(O)NR e6 —, —C(O)—, —NR e6 —, or —O—;
A 12 is a single bond or —R 40 —;
A 13 is A 11 when the atom in Z 1 to which A 13 is bonded is a carbon atom, and A 12 when the atom in Z 1 to which A 13 is bonded is a nitrogen atom;
Z 1 is a group having an r1-valent ring structure containing a carbon atom or nitrogen atom to which A 13 is directly bonded,
Q 52 is a single bond, —O—, an alkylene group, a fluoroalkylene group, or a group having —C(O)NR e17 —, —C(O)—, —NR e17 — or —O— between carbon atoms in an alkylene group or fluoroalkylene group having 2 or more carbon atoms;
R e11 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, a fluoropolyether chain not having R 41 -T 41 , or a group having a repeating structure of -Q 52 -C(R e11 ) 3-d21 (-A 11 -) d21 in which r1 is 3 to 4;
R e12 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a fluoroalkyl group, or a fluoropolyether chain having no R 41 -T 41 ;
R e13 is an alkyl group or a fluoroalkyl group,
R e14 , R e15 , and R e16 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a fluoroalkyl group;
R e17 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a fluoroalkyl group, or a phenyl group which may be substituted with fluorine;
d21 is an integer of 0 to 3, d22 is an integer of 0 to 3, and d21+d22 is an integer of 3 to 4;
d23 is 3 or 4,
d24 is 3 or 4,
d25 is 3 or 4,
d26 is 1 or 2,
d27 is an integer from 1 to 3,
d28 is 1 or 2,
d29 is an integer from 1 to 3,
d30 is an integer from 1 to 3,
d31 is 1 or 2,
d32 is 1 or 2,
d33 is an integer of 1 to 3.
When there are a plurality of A 11 , the plurality of A 1 may be the same or different from each other. The same applies to A 12 , A 13 , R e11 , R e12 and R e13 .
R40のアルキレン基又はフルオロアルキレン基の炭素数は、化合物(1-3)を製造しやすい点、及び表面層の耐摩擦性、耐光性及び耐薬品性が更に優れる点から、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~4が更に好ましい。ただし、炭素-炭素原子間に特定の結合を有する場合のアルキレン基の炭素数の下限値は2である。
Z1における環構造としては、上述した環構造が挙げられ、好ましい形態も同様である。
The number of carbon atoms in the alkylene group or fluoroalkylene group for R 40 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 4, from the viewpoints of ease of production of compound (1-3) and further excellent abrasion resistance, light resistance, and chemical resistance of the surface layer. However, when a specific bond is present between carbon atoms, the lower limit of the number of carbon atoms in the alkylene group is 2.
Examples of the ring structure in Z1 include the ring structures described above, and the preferred embodiments are also the same.
Re11、Re12、Re13、Re14、Re15及びRe16において、アルキル基又はフルオロアルキレン基の炭素数は、化合物(1-3)を製造しやすい点から、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましい。 In R e11 , R e12 , R e13 , R e14 , R e15 and R e16 , the number of carbon atoms in the alkyl group or fluoroalkylene group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2, from the viewpoint of ease of production of compound (1-3).
化合物(1-3)としては、例えば、下記のものが挙げられる。ただしRf3は(OCF2)m11・(OCF2CF2)m12-O-R4である。 Examples of the compound (1-3) include the following: wherein R f3 is (OCF 2 ) m11 ·(OCF 2 CF 2 ) m12 —O—R 4 .
<その他の成分>
本表面処理剤は、上記含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素化合物、及び、下記不純物の少なくとも一方を含んでいてもよい。不純物としては、上記含フッ素エーテル化合物及び他の含フッ素化合物の製造上不可避の化合物等が挙げられる。なお、本表面処理剤は、後述する液状媒体を含まない。
<Other ingredients>
The present surface treatment agent may contain at least one of a fluorine-containing compound other than the above-mentioned fluorine-containing ether compound and the following impurities. Examples of the impurities include compounds that are unavoidable in the production of the above-mentioned fluorine-containing ether compound and other fluorine-containing compounds. Note that the present surface treatment agent does not contain a liquid medium described below.
他の含フッ素化合物としては、上記含フッ素エーテル化合物の製造過程で副生する含フッ素化合物(以下、「副生含フッ素化合物」ともいう。)、上記含フッ素エーテル化合物と同様の用途に用いられる公知の含フッ素化合物等が挙げられる。
他の含フッ素化合物としては、上記含フッ素エーテル化合物の特性を低下させるおそれが少ない化合物が好ましい。
Examples of other fluorine-containing compounds include fluorine-containing compounds produced as by-products in the production process of the above-mentioned fluorine-containing ether compounds (hereinafter also referred to as "by-product fluorine-containing compounds"), and known fluorine-containing compounds used for the same applications as the above-mentioned fluorine-containing ether compounds.
As the other fluorine-containing compound, a compound which is unlikely to deteriorate the properties of the above-mentioned fluorine-containing ether compound is preferred.
副生含フッ素化合物としては、上記含フッ素エーテル化合物の合成時における未反応の含フッ素化合物等が挙げられる。本表面処理剤が副生含フッ素化合物を含む場合、該副生含フッ素化合物を除去、もしくは該副生含フッ素化合物量を低減させるための精製工程を簡略化することができる。 By-product fluorine-containing compounds include unreacted fluorine-containing compounds during the synthesis of the above-mentioned fluorine-containing ether compound. When the surface treatment agent contains by-product fluorine-containing compounds, the purification step for removing the by-product fluorine-containing compounds or reducing the amount of the by-product fluorine-containing compounds can be simplified.
公知の含フッ素化合物としては、例えば、下記の文献に記載の化合物が挙げられる。
日本特開平11-029585号公報に記載のパーフルオロポリエーテル変性アミノシラン、
日本特許第2874715号公報に記載のケイ素含有有機含フッ素ポリマー、
日本特開2000-144097号公報に記載の有機ケイ素化合物、
日本特開2000-327772号公報に記載のパーフルオロポリエーテル変性アミノシラン、
日本特表2002-506887号公報に記載のフッ素化シロキサン、
日本特表2008-534696号公報に記載の有機シリコーン化合物、
日本特許第4138936号公報に記載のフッ素化変性水素含有重合体、
米国特許出願公開第2010/0129672号明細書、国際公開第2014/126064号、日本特開2014-070163号公報に記載の化合物、
国際公開第2011/060047号、国際公開第2011/059430号に記載のオルガノシリコン化合物、
国際公開第2012/064649号に記載の含フッ素オルガノシラン化合物、
日本特開2012-72272号公報に記載のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー、
国際公開第2013/042732号、国際公開第2013/121984号、国際公開第2013/121985号、国際公開第2013/121986号、国際公開第2014/163004号、日本特開2014-080473号公報、国際公開第2015/087902号、国際公開第2017/038830号、国際公開第2017/038832号、国際公開第2017/187775号に記載の含フッ素エーテル化合物、
日本特開2014-218639号公報、国際公開第2017/022437号、国際公開第2018/079743号、国際公開第2018/143433号に記載のパーフルオロ(ポリ)エーテル含有シラン化合物、
日本特開2015-199906号公報、日本特開2016-204656号公報、日本特開2016-210854号公報、日本特開2016-222859号公報に記載のフルオロポリエーテル基含有ポリマー変性シラン
国際公開第2018/216630号、国際公開第2019/039226号、国際公開第2019/039341号、国際公開第2019/039186号、国際公開第2019/044479号、日本特開2019-44158号公報、国際公開第2019/044479号、国際公開第2019/163282号に記載の含フッ素エーテル化合物。
また、含フッ素化合物の市販品としては、信越化学工業社製のKY-100シリーズ(KY-178、KY-185、KY-195等)、AGC社製のSURECO(登録商標) 2101S等のSURECO AFシリーズ、ダイキン工業社製のオプツール(登録商標)DSX、オプツール(登録商標)AES、オプツール(登録商標)UF503、オプツール(登録商標)UD509等が挙げられる。
Examples of known fluorine-containing compounds include compounds described in the following documents:
perfluoropolyether-modified aminosilanes described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-029585;
Silicon-containing organic fluorine-containing polymers described in Japanese Patent No. 2874715;
Organosilicon compounds described in JP-A-2000-144097,
perfluoropolyether-modified aminosilanes described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-327772;
Fluorinated siloxanes described in Japanese Patent Publication No. 2002-506887;
Organosilicon compounds described in Japanese Patent Publication No. 2008-534696;
Fluorinated modified hydrogen-containing polymers described in Japanese Patent No. 4138936;
Compounds described in U.S. Patent Application Publication No. 2010/0129672, WO 2014/126064, and JP 2014-070163 A;
Organosilicon compounds described in WO 2011/060047 and WO 2011/059430;
fluorine-containing organosilane compounds described in WO 2012/064649;
Fluorooxyalkylene group-containing polymers described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-72272;
fluorine-containing ether compounds described in WO 2013/042732, WO 2013/121984, WO 2013/121985, WO 2013/121986, WO 2014/163004, JP 2014-080473 A, WO 2015/087902, WO 2017/038830, WO 2017/038832, and WO 2017/187775;
perfluoro(poly)ether-containing silane compounds described in JP 2014-218639 A, WO 2017/022437 A, WO 2018/079743 A, and WO 2018/143433 A;
Fluoropolyether group-containing polymer-modified silanes described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-199906, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-204656, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-210854, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-222859 WO 2018/216630, WO 2019/039226, WO 2019/039341, WO 2019/039186, WO 2019/044479, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-44158, WO 2019/044479, and WO 2019/163282 Fluorine-containing ether compounds described in.
Commercially available fluorine-containing compounds include the KY-100 series (KY-178, KY-185, KY-195, etc.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., the SURECO AF series such as SURECO (registered trademark) 2101S manufactured by AGC Inc., and OPTOOL (registered trademark) DSX, OPTOOL (registered trademark) AES, OPTOOL (registered trademark) UF503, and OPTOOL (registered trademark) UD509 manufactured by Daikin Industries, Ltd.
本表面処理剤が上述の他の含フッ素化合物を含む場合、他の含フッ素化合物の含有量は、本表面処理剤の全質量に対して、上記含フッ素エーテル化合物の特性を充分に発揮できる点から、50質量%未満が好ましく、30質量%未満がより好ましく、10質量%未満が更に好ましい。 When the surface treatment agent contains the other fluorine-containing compounds described above, the content of the other fluorine-containing compounds is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 30% by mass, and even more preferably less than 10% by mass, relative to the total mass of the surface treatment agent, in order to fully exhibit the properties of the fluorine-containing ether compound.
[コーティング液]
本発明のコーティング液(以下、「本コーティング液」ともいう。)は、本表面処理剤と液状媒体とを含む。本コーティング液は、液状であればよく、溶液であってもよく、分散液であってもよい。
本コーティング液は、本表面処理剤を含んでいればよく、含フッ素エーテル化合物の製造工程で生成した副生物等の不純物を含んでもよい。
[Coating liquid]
The coating liquid of the present invention (hereinafter also referred to as "the present coating liquid") contains the present surface treatment agent and a liquid medium. The present coating liquid may be in any liquid form, and may be a solution or a dispersion.
The present coating liquid is only required to contain the present surface treatment agent, and may contain impurities such as by-products produced in the production process of the fluorinated ether compound.
本表面処理剤の含有量は、本コーティング液の全質量に対して、0.001~40質量%が好ましく、0.01~20質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましい。 The content of the surface treatment agent is preferably 0.001 to 40% by mass, more preferably 0.01 to 20% by mass, and more preferably 0.1 to 10% by mass, relative to the total mass of the coating liquid.
液状媒体としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒は、フッ素系有機溶媒であってもよく、非フッ素系有機溶媒であってもよく、両溶媒を含んでもよい。 The liquid medium is preferably an organic solvent. The organic solvent may be a fluorine-based organic solvent, a non-fluorine-based organic solvent, or a mixture of both.
フッ素系有機溶媒の具体例としては、フッ素化アルカン、フッ素化芳香族化合物、フルオロアルキルエーテル、フッ素化アルキルアミン、フルオロアルコールが挙げられる。
フッ素化アルカンの具体例としては、炭素数4~8の化合物が好ましい。市販品としては、C6F13H(AGC社製、アサヒクリン(登録商標)AC-2000)、C6F13C2H5(AGC社製、アサヒクリン(登録商標)AC-6000)、C2F5CHFCHFCF3(ケマーズ社製、バートレル(登録商標)XF)等が挙げられる。
フッ素化芳香族化合物の具体例としては、ヘキサフルオロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン、ペルフルオロトルエン、ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンが挙げられる。
フルオロアルキルエーテルとしては、炭素数4~12の化合物が好ましい。市販品としては、CF3CH2OCF2CF2H(AGC社製、アサヒクリン(登録商標)AE-3000)、C4F9OCH3(3M社製、ノベック(登録商標)7100)、C4F9OC2H5(3M社製、ノベック(登録商標)7200)、C2F5CF(OCH3)C3F7(3M社製、ノベック(登録商標)7300)等が挙げられる。
フッ素化アルキルアミンの具体例としては、ペルフルオロトリプロピルアミン、ペルフルオロトリブチルアミンが挙げられる。
フルオロアルコールの具体例としては、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノール、2,2,2-トリフルオロエタノール、ヘキサフルオロイソプロパノールが挙げられる。
非フッ素系有機溶媒としては、水素原子及び炭素原子のみからなる化合物、水素原子、炭素原子及び酸素原子のみからなる化合物が好ましく、炭化水素系有機溶媒、アルコール系有機溶媒、ケトン系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、エステル系有機溶媒が挙げられる。
Specific examples of the fluorine-based organic solvent include fluorinated alkanes, fluorinated aromatic compounds, fluoroalkyl ethers, fluorinated alkylamines, and fluoroalcohols.
Specific examples of fluorinated alkanes are preferably compounds having 4 to 8 carbon atoms. Commercially available products include C 6 F 13 H (manufactured by AGC, Asahiklin (registered trademark) AC-2000), C 6 F 13 C 2 H 5 (manufactured by AGC, Asahiklin (registered trademark) AC-6000), and C 2 F 5 CHFCHFCF 3 (manufactured by Chemours, Vertrel (registered trademark) XF).
Specific examples of the fluorinated aromatic compound include hexafluorobenzene, trifluoromethylbenzene, perfluorotoluene, and bis(trifluoromethyl)benzene.
The fluoroalkyl ether is preferably a compound having 4 to 12 carbon atoms. Commercially available products include CF3CH2OCF2CF2H (manufactured by AGC, Asahiklin (registered trademark) AE-3000), C4F9OCH3 (manufactured by 3M, Novec (registered trademark) 7100), C4F9OC2H5 ( manufactured by 3M , Novec (registered trademark) 7200), and C2F5CF ( OCH3 ) C3F7 (manufactured by 3M , Novec (registered trademark) 7300 ) .
Specific examples of fluorinated alkylamines include perfluorotripropylamine and perfluorotributylamine.
Specific examples of fluoroalcohols include 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 2,2,2-trifluoroethanol, and hexafluoroisopropanol.
The non-fluorinated organic solvent is preferably a compound consisting only of hydrogen atoms and carbon atoms, or a compound consisting only of hydrogen atoms, carbon atoms, and oxygen atoms, and examples thereof include hydrocarbon organic solvents, alcohol organic solvents, ketone organic solvents, ether organic solvents, and ester organic solvents.
本コーティング液は、液状媒体を60~99.999質量%含むことが好ましく、85~99.99質量%含むことが好ましく、90~99.9質量%含むことがより好ましい。 The coating liquid preferably contains 60 to 99.999% by mass of the liquid medium, more preferably 85 to 99.99% by mass, and even more preferably 90 to 99.9% by mass.
本コーティング液は、本表面処理剤と液状媒体の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、それら以外の他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば、加水分解性シリル基の加水分解と縮合反応を促進する酸触媒や塩基性触媒等の公知の添加剤が挙げられる。
本コーティング液における、他の成分の含有量は、10質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。
The present coating liquid may contain, in addition to the present surface treatment agent and the liquid medium, other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of other components include known additives such as acid catalysts and base catalysts that promote the hydrolysis and condensation reaction of hydrolyzable silyl groups.
The content of other components in the present coating liquid is preferably 10% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
本表面処理剤と他の成分の合計の濃度(以下、「固形分濃度」ともいう。)は、0.001~40質量%が好ましく、0.01~20質量%がより好ましく、0.01~10質量%が更に好ましく、0.01~1質量%が特に好ましい。コーティング液の固形分濃度は、加熱前のコーティング液の質量と、120℃の対流式乾燥機にて4時間加熱した後の質量とから算出する値である。 The total concentration of the surface treatment agent and other components (hereinafter also referred to as "solids concentration") is preferably 0.001 to 40% by mass, more preferably 0.01 to 20% by mass, even more preferably 0.01 to 10% by mass, and particularly preferably 0.01 to 1% by mass. The solids concentration of the coating liquid is a value calculated from the mass of the coating liquid before heating and the mass after heating for 4 hours in a convection dryer at 120°C.
[物品]
本発明の物品(以下、「本物品」ともいう。)は、基材と、基材上に配置された表面層と、を有し、基材と表面層との間に下地層を有することが好ましい。
表面層は、本表面処理剤又は本コーティング液から形成される層であり、上記含フッ素エーテル化合物の縮合体を含む。
[Goods]
The article of the present invention (hereinafter also referred to as "the article") has a substrate and a surface layer disposed on the substrate, and preferably has a primer layer between the substrate and the surface layer.
The surface layer is a layer formed from the present surface treatment agent or the present coating liquid, and contains a condensate of the above-mentioned fluorine-containing ether compound.
基材の材質及び形状は、本物品の用途等に応じて適宜選択すればよい。基材の材質としては、ガラス、樹脂、サファイア、金属、セラミック、石、これらの複合材料が挙げられる。ガラスは化学強化されていてもよい。特に、撥水撥油性が求められる基材として、タッチパネル用基材、ディスプレイ用基材、電子機器の筐体を構成する基材等が挙げられる。タッチパネル用基材、ディスプレイ用基材は、透光性を有する。「透光性を有する」とは、JIS R3106:1998(ISO 9050:1990)に準じた垂直入射型可視光透過率が25%以上であることを意味する。タッチパネル用基材の材料としては、ガラス又は透明樹脂が好ましい。 The material and shape of the substrate may be selected appropriately depending on the intended use of the article. Examples of substrate materials include glass, resin, sapphire, metal, ceramic, stone, and composites thereof. Glass may be chemically strengthened. Substrates that require water and oil repellency in particular include touch panel substrates, display substrates, and substrates that form the housings of electronic devices. Touch panel substrates and display substrates are translucent. "Translucent" means that the normal incidence visible light transmittance in accordance with JIS R3106:1998 (ISO 9050:1990) is 25% or greater. Glass or transparent resin is preferred as the material for touch panel substrates.
基材は、下地層が設けられる面に、コロナ放電処理、プラズマ処理、プラズマグラフト重合処理等の表面処理を施したものであってもよい。表面処理を施した表面は、基材と下地層の接着性が更に優れ、その結果、表面層の耐摩擦性が更に向上する。表面処理としては、表面層の耐摩擦性が更に優れる点から、コロナ放電処理又はプラズマ処理が好ましい。 The substrate may be subjected to a surface treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, or plasma graft polymerization treatment on the surface on which the undercoat layer is to be formed. A surface that has been subjected to a surface treatment provides even better adhesion between the substrate and the undercoat layer, thereby further improving the abrasion resistance of the surface layer. Corona discharge treatment or plasma treatment is preferred as the surface treatment, as it provides even better abrasion resistance to the surface layer.
下地層はケイ素を含む酸化物(好ましくは、酸化ケイ素)を含む層が好ましく、更に他の元素を有していてもよい。下地層が酸化ケイ素を含むことで、上記含フッ素エーテル化合物の反応性シリル基が脱水縮合し、下地層との間でSi-O-Si結合が形成され耐摩擦性に優れた表面層が形成される。 The underlayer is preferably a layer containing a silicon-containing oxide (preferably silicon oxide), and may further contain other elements. When the underlayer contains silicon oxide, the reactive silyl groups of the fluorine-containing ether compound undergo dehydration condensation, forming Si-O-Si bonds with the underlayer, resulting in a surface layer with excellent abrasion resistance.
下地層中の酸化ケイ素の含有量は、65質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、85質量%以上が更に好ましく、90質量%以上が特に好ましい。酸化ケイ素の含有量が下限値以上であれば、下地層においてSi-O-Si結合が充分に形成され、下地層の機械特性が充分に確保される。酸化ケイ素の含有量は、他の元素の合計の含有量(酸化物の場合は酸化物換算した量)の合計を下地層の質量から除いた残部である。 The silicon oxide content in the underlayer is preferably 65% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 85% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. When the silicon oxide content is at or above the lower limit, sufficient Si-O-Si bonds are formed in the underlayer, ensuring sufficient mechanical properties of the underlayer. The silicon oxide content is the remainder obtained by subtracting the total content of other elements (in the case of oxides, the amount converted into oxide) from the mass of the underlayer.
表面層の耐久性の点から、下地層中の酸化物は、更に、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、白金族元素、ホウ素、アルミニウム、リン、チタン、ジルコニウム、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、及びタングステンより選択される1種以上の元素を含むことが好ましい。これらの元素を含むことで、下地層と含フッ素エーテル化合物との結合が強くなり耐摩擦性が向上する。 From the standpoint of durability of the surface layer, it is preferable that the oxide in the underlayer further contains one or more elements selected from alkali metal elements, alkaline earth metal elements, platinum group elements, boron, aluminum, phosphorus, titanium, zirconium, iron, nickel, chromium, molybdenum, and tungsten. The inclusion of these elements strengthens the bond between the underlayer and the fluorine-containing ether compound, improving abrasion resistance.
下地層の厚さは、1~200nmが好ましく、2~20nmがより好ましい。下地層の厚さが下限値以上であれば、下地層による接着性の向上効果が充分に得られやすい。下地層の厚さが上限値以下であれば、下地層自体の耐摩擦性が高くなる。下地層の厚さを測定する方法としては、電子顕微鏡(SEM、TEM等)による下地層の断面観察による方法や、光干渉膜厚計、分光エリプソメータ、段差計等を用いる方法が挙げられる。 The thickness of the underlayer is preferably 1 to 200 nm, more preferably 2 to 20 nm. If the thickness of the underlayer is equal to or greater than the lower limit, the underlayer's adhesiveness-improving effect is likely to be fully achieved. If the thickness of the underlayer is equal to or less than the upper limit, the abrasion resistance of the underlayer itself is enhanced. Methods for measuring the thickness of the underlayer include cross-sectional observation of the underlayer using an electron microscope (SEM, TEM, etc.), or methods using an optical interference film thickness meter, spectroscopic ellipsometer, step gauge, etc.
下地層の形成方法は、例えば、基材の表面に、所望の下地層の組成を有する蒸着材料を蒸着する方法等が挙げられる。
蒸着法は一例として、真空蒸着法が挙げられる。真空蒸着法は、蒸着材料を真空槽内で蒸発させ、基材の表面に付着させる方法である。
蒸着時の温度(例えば、真空蒸着装置を用いる際には、蒸着材料を設置するボートの温度)は、100~3000℃が好ましく、250~3000℃がより好ましい。
蒸着時の圧力(例えば、真空蒸着装置を用いる際には、蒸着材料を設置する槽内の絶対圧は、1Pa以下が好ましく、0.1Pa以下がより好ましい。
蒸着材料を用いて下地層を形成する場合、1つの蒸着材料を用いてもよいし、異なる元素を含む2つ以上の蒸着材料を用いてもよい。
蒸着材料の蒸発方法としては、高融点金属製の抵抗加熱用ボート上で蒸着材料を溶融し、蒸発させる抵抗加熱法、電子ビームを蒸着材料に照射し、蒸着材料を直接加熱して表面を溶融し、蒸発させる電子銃法等が挙げられる。蒸着材料の蒸発方法としては、局所的に加熱できるため高融点物質も蒸発できる点、電子ビームが当たっていないところは低温であるため容器との反応や不純物の混入のおそれがない点から、電子銃法が好ましい。電子銃法に用いる蒸着材料としては、気流が生じても飛散しにくい点から、溶融粒状体又は焼結体が好ましい。
The underlayer can be formed, for example, by depositing a deposition material having a desired composition for the underlayer on the surface of the substrate.
An example of the vapor deposition method is vacuum deposition, in which a deposition material is evaporated in a vacuum chamber and attached to the surface of a substrate.
The temperature during deposition (for example, the temperature of the boat in which the deposition material is placed when a vacuum deposition apparatus is used) is preferably 100 to 3000°C, more preferably 250 to 3000°C.
The pressure during deposition (for example, when using a vacuum deposition apparatus, the absolute pressure in a tank in which the deposition material is placed is preferably 1 Pa or less, more preferably 0.1 Pa or less.
When the underlayer is formed using a deposition material, one deposition material may be used, or two or more deposition materials containing different elements may be used.
Examples of methods for evaporating the deposition material include a resistance heating method in which the deposition material is melted and evaporated on a resistance heating boat made of a high-melting-point metal, and an electron gun method in which the deposition material is irradiated with an electron beam to directly heat the deposition material, melting and evaporating the surface. The electron gun method is preferred as a method for evaporating the deposition material because it can evaporate high-melting-point substances due to its ability to heat locally, and because areas not irradiated by the electron beam are at low temperatures, there is no risk of reaction with the container or contamination with impurities. The deposition material used in the electron gun method is preferably a molten granular or sintered material because it is less likely to scatter even when an air current is generated.
表面層は、上記含フッ素エーテル化合物の縮合体を含む。含フッ素エーテル化合物の縮合体は、含フッ素エーテル化合物中の加水分解性シリル基が加水分解反応することによってシラノール基(Si-OH)が形成され、シラノール基が分子間で縮合反応してSi-O-Si結合が形成された構造、及び、含フッ素エーテル化合物中のシラノール基が基材又は下地層の表面のシラノール基又はSi-OM基(ただし、Mはアルカリ金属元素である。)と縮合反応してSi-O-Si結合が形成された構造を含む。また、表面層は含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素化合物の縮合体を含んでいてもよい。すなわち、表面層は、反応性シリル基を有する含フッ素化合物を、含フッ素化合物の反応性シリル基の一部又は全部が縮合反応した状態で含む。 The surface layer contains a condensate of the above-mentioned fluorine-containing ether compound. The condensate of the fluorine-containing ether compound includes a structure in which silanol groups (Si-OH) are formed by hydrolysis of hydrolyzable silyl groups in the fluorine-containing ether compound, and the silanol groups undergo an intermolecular condensation reaction to form Si-O-Si bonds, and a structure in which silanol groups in the fluorine-containing ether compound undergo a condensation reaction with silanol groups or Si-OM groups (where M is an alkali metal element) on the surface of the substrate or underlayer to form Si-O-Si bonds. The surface layer may also contain a condensate of a fluorine-containing compound other than a fluorine-containing ether compound. That is, the surface layer contains a fluorine-containing compound having reactive silyl groups in a state in which some or all of the reactive silyl groups of the fluorine-containing compound have undergone condensation reaction.
表面層の厚さは、1~100nmが好ましく、1~50nmがより好ましい。表面層の厚さが下限値以上であれば、表面層による効果が充分に得られる。表面層の厚さが上限値以下であれば、利用効率が高い。
表面層の厚さは、薄膜解析用X線回折計で得られた厚さである。表面層の厚さは、薄膜解析用X線回折計を用いて、X線反射率法によって反射X線の干渉パターンを得て、干渉パターンの振動周期から算出できる。
The thickness of the surface layer is preferably 1 to 100 nm, more preferably 1 to 50 nm. When the thickness of the surface layer is equal to or greater than the lower limit, the effect of the surface layer can be sufficiently obtained. When the thickness of the surface layer is equal to or less than the upper limit, the utilization efficiency is high.
The thickness of the surface layer is the thickness obtained by an X-ray diffractometer for thin film analysis. The thickness of the surface layer can be calculated from the oscillation period of the interference pattern obtained by X-ray reflectivity analysis using the X-ray diffractometer for thin film analysis.
本物品はタッチパネルであることが好ましい。この場合、表面層はタッチパネルの指で触れる面を構成する部材の表面に形成されていることが好ましい。 The article is preferably a touch panel. In this case, the surface layer is preferably formed on the surface of a member that constitutes the surface of the touch panel that is touched by a finger.
[物品の製造方法]
本物品の製造方法は、本表面処理剤又は本コーティング液を用いて、ドライコーティング法又はウェットコーティング法により、基材上に表面層を形成する方法である。
[Production method for articles]
The method for producing the present article is a method for forming a surface layer on a substrate by a dry coating method or a wet coating method using the present surface treatment agent or the present coating liquid.
本表面処理剤は、ドライコーティング法にそのまま用いることができる。本表面処理剤は、ドライコーティング法によって密着性に優れた表面層を形成するのに好適である。ドライコーティング法としては、真空蒸着、CVD、スパッタリング等の手法が挙げられる。含フッ素エーテル化合物の分解を抑える点、及び装置の簡便さの点から、真空蒸着法が好適に利用できる。
真空蒸着には、鉄や鋼等の金属材料からなる金属多孔体に本表面処理剤を担持させたペレット状物質を使用してもよい。本表面処理剤を担持させたペレット状物質は、金属多孔体に本表面処理剤の溶液を含浸し、乾燥して液状媒体を除去することにより製造できる。本表面処理剤の溶液としては、本コーティング液を用いることができる。
The present surface treatment agent can be used as is in a dry coating method. The present surface treatment agent is suitable for forming a surface layer with excellent adhesion by a dry coating method. Examples of dry coating methods include vacuum deposition, CVD, and sputtering. The vacuum deposition method is preferably used from the viewpoints of suppressing decomposition of the fluorinated ether compound and simplicity of the equipment.
For vacuum deposition, a pellet-shaped material in which the present surface treatment agent is supported on a porous metal body made of a metal material such as iron or steel may be used. The pellet-shaped material supporting the present surface treatment agent can be produced by impregnating a porous metal body with a solution of the present surface treatment agent and then drying it to remove the liquid medium. The present coating liquid can be used as the solution of the present surface treatment agent.
本コーティング液は、ウェットコーティング法に好適に用いることができる。ウェットコーティング法としては、スピンコート法、ワイプコート法、スプレーコート法、スキージーコート法、ディップコート法、ダイコート法、インクジェット法、フローコート法、ロールコート法、キャスト法、ラングミュア・ブロジェット法、グラビアコート法等が挙げられる。 This coating liquid can be suitably used in wet coating methods. Wet coating methods include spin coating, wipe coating, spray coating, squeegee coating, dip coating, die coating, inkjet coating, flow coating, roll coating, casting, Langmuir-Blodgett coating, and gravure coating.
表面層の耐摩擦性を向上させるために、必要に応じて、含フッ素エーテル化合物と基材(又は下地層)との反応を促進するための操作を行ってもよい。該操作としては、加熱、加湿、光照射等が挙げられる。例えば、水分を有する大気中で表面層が形成された基材を加熱して、加水分解性基の加水分解反応、基材の表面の水酸基等とシラノール基との反応、シラノール基の縮合反応によるシロキサン結合の生成、等の反応を促進できる。
表面処理後、表面層中の化合物であって他の化合物や基材と化学結合していない化合物は、必要に応じて除去してもよい。具体的な方法としては、表面層に溶媒をかけ流す方法、溶媒をしみ込ませた布でふき取る方法等が挙げられる。
In order to improve the abrasion resistance of the surface layer, an operation for promoting the reaction between the fluorine-containing ether compound and the substrate (or undercoat layer) may be carried out as necessary. Examples of such an operation include heating, humidification, and light irradiation. For example, the substrate on which the surface layer has been formed can be heated in a moist atmosphere to promote reactions such as the hydrolysis reaction of hydrolyzable groups, the reaction between hydroxyl groups on the surface of the substrate and silanol groups, and the formation of siloxane bonds through the condensation reaction of silanol groups.
After the surface treatment, compounds in the surface layer that are not chemically bonded to other compounds or the substrate may be removed as needed, for example, by pouring a solvent over the surface layer or wiping it off with a cloth soaked in the solvent.
以下、例を挙げて本発明を詳細に説明する。例2、3、5、6、8、9、11、12、14、15、17、18は実施例であり、例1、4、7、10、13、16は比較例である。ただし本発明はこれらの例に限定されない。 The present invention will be described in detail below using examples. Examples 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17, and 18 are working examples, and Examples 1, 4, 7, 10, 13, and 16 are comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[含フッ素エーテル化合物X1-1の合成]
<化合物a-2の合成>
500mLの3つ口フラスコに、20%のKOH水溶液の2.9g、tert-ブチルアルコールの33g、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの110g、化合物a-1を220g、パーフルオロプロピルビニルエーテルの14.6gを加えた。次いで、窒素雰囲気下、40℃で20時間攪拌した。攪拌後、希塩酸水溶液で1回洗浄し、有機層をエバポレータで濃縮することによって、粗生成物の233gを得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィに展開して分離精製を行い、化合物a-2の100gを得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X1-1]
<Synthesis of Compound a-2>
A 500 mL three-neck flask was charged with 2.9 g of 20% aqueous KOH solution, 33 g of tert-butyl alcohol, 110 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, 220 g of compound a-1, and 14.6 g of perfluoropropyl vinyl ether. The mixture was then stirred at 40°C for 20 hours under a nitrogen atmosphere. After stirring, the mixture was washed once with a dilute aqueous hydrochloric acid solution, and the organic layer was concentrated using an evaporator to obtain 233 g of a crude product. The obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography to obtain 100 g of compound a-2.
HO-CH2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}-OCF2CH2-OH ・・・(a-1)
m≒14、n≒13
HO-CH 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }-OCF 2 CH 2 -OH ... (a-1)
m ≒ 14, n ≒ 13
CF3CF2CF2OCHFCF2OCH2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}-OCF2CH2-OH ・・・(a-2)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 OCH 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }-OCF 2 CH 2 -OH...(a-2)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-3の合成>
100mLのナスフラスコに、化合物a-2の30.0g、フッ化ナトリウム粉末の0.9g、ジクロロペンタフルオロプロパン(AGC社製、アサヒクリン(登録商標)AK-225)の30gを取り入れ、CF3CF2CF2OCF(CF3)COFの3.5gを加えた。次いで、窒素雰囲気下、50℃で24時間撹拌した。加圧ろ過器でフッ化ナトリウム粉末を除去した後、減圧留去した。得られた粗生成物をAC-2000(AGC社製、アサヒクリン(登録商標)AC-2000)で希釈し、シリカゲルカラムに通し、回収した溶液をエバポレータで濃縮し、化合物a-3の31.8gを得た。
<Synthesis of Compound a-3>
In a 100 mL recovery flask, 30.0 g of compound a-2, 0.9 g of sodium fluoride powder, and 30 g of dichloropentafluoropropane (manufactured by AGC, Asahiklin (registered trademark) AK-225) were placed, and 3.5 g of CF 3 CF 2 CF 2 OCF(CF 3 )COF was added. Next, the mixture was stirred at 50°C for 24 hours under a nitrogen atmosphere. The sodium fluoride powder was removed using a pressure filter, and then the mixture was distilled off under reduced pressure. The obtained crude product was diluted with AC-2000 (manufactured by AGC, Asahiklin (registered trademark) AC-2000) and passed through a silica gel column. The recovered solution was concentrated using an evaporator to obtain 31.8 g of compound a-3.
CF3CF2CF2OCHFCF2OCH2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2CH2OC(=O)CF(CF3)OCF2CF2CF3 ・・・(a-3)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 OCH 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 CH 2 OC(=O)CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 CF 3 ...(a-3)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-4の合成>
オートクレーブ(ニッケル製、内容積1L)を用意し、オートクレーブのガス出口に、20℃に保持した冷却器、NaFペレット充填層、及び0℃に保持した冷却器を直列に設置した。また、0℃に保持した冷却器から凝集した液をオートクレーブに戻す液体返送ラインを設置した。
オートクレーブにClCF2CFClCF2OCF2CF2Cl(以下、「CFE-419」ともいう。)の750gを投入し、25℃に保持しながら撹拌した。オートクレーブに窒素ガスを25℃で1時間吹き込んだ後、20%フッ素ガスを、25℃、流速2.0L/時間で1時間吹き込んだ。次いで、20%フッ素ガスを同じ流速で吹き込みながら、オートクレーブに、化合物a-3の31.0gをCFE-419の124gに溶解した溶液を、4.3時間かけて注入した。
次いで、20%フッ素ガスを同じ流速で吹き込みながら、オートクレーブの内圧を0.15MPa(ゲージ圧)まで加圧した。オートクレーブ内に、CFE-419中に0.05g/mLのベンゼンを含むベンゼン溶液の4mLを、25℃から40℃にまで加熱しながら注入し、オートクレーブのベンゼン溶液注入口を閉めた。15分撹拌した後、再びベンゼン溶液の4mLを、40℃を保持しながら注入し、注入口を閉めた。同様の操作をさらに3回繰り返した。ベンゼンの注入総量は0.17gであった。
さらに、20%フッ素ガスを同じ流速で吹き込みながら、1時間撹拌を続けた。次いで、オートクレーブ内の圧力を大気圧にして、窒素ガスを1時間吹き込んだ。オートクレーブの内容物をエバポレータで濃縮し、化合物a-4の31.1gを得た。
<Synthesis of Compound a-4>
An autoclave (made of nickel, internal volume 1 L) was prepared, and a condenser maintained at 20° C., a NaF pellet packed bed, and another condenser maintained at 0° C. were installed in series at the gas outlet of the autoclave. In addition, a liquid return line was installed to return the coagulated liquid from the condenser maintained at 0° C. to the autoclave.
750 g of ClCF 2 CFClCF 2 OCF 2 CF 2 Cl (hereinafter also referred to as "CFE-419") was charged into an autoclave and stirred while maintaining the temperature at 25° C. Nitrogen gas was blown into the autoclave at 25° C. for 1 hour, and then 20% fluorine gas was blown into it at a flow rate of 2.0 L/hour at 25° C. for 1 hour. Next, while blowing in 20% fluorine gas at the same flow rate, a solution prepared by dissolving 31.0 g of compound a-3 in 124 g of CFE-419 was injected into the autoclave over 4.3 hours.
Next, while blowing in 20% fluorine gas at the same flow rate, the internal pressure of the autoclave was increased to 0.15 MPa (gauge pressure). 4 mL of a benzene solution containing 0.05 g/mL of benzene in CFE-419 was injected into the autoclave while heating from 25°C to 40°C, and the benzene solution inlet of the autoclave was closed. After stirring for 15 minutes, 4 mL of the benzene solution was again injected while maintaining the temperature at 40°C, and the inlet was closed. The same operation was repeated three more times. The total amount of benzene injected was 0.17 g.
Stirring was continued for another hour while blowing in 20% fluorine gas at the same flow rate. Then, the pressure inside the autoclave was adjusted to atmospheric pressure, and nitrogen gas was blown in for one hour. The contents of the autoclave were concentrated using an evaporator, yielding 31.1 g of compound a-4.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2O{(CF2O)m(CF2CF2O)n}CF2CF2OC(=O)CF(CF3)OCF2CF2CF3 ・・・(a-4)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 O {(CF 2 O) m (CF 2 CF 2 O) n } CF 2 CF 2 OC (=O) CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 3 ... (a-4)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-5の合成>
PFA製丸底フラスコに、化合物a-4の30.0g及びAK-225の60gを入れた。氷浴で冷却しながら撹拌し、窒素雰囲気下、メタノールの2.0gを滴下漏斗からゆっくり滴下した。窒素でバブリングしながら12時間撹拌した。反応混合物をエバポレータで濃縮し、化合物a-5の27.6gを得た。
<Synthesis of Compound a-5>
30.0 g of compound a-4 and 60 g of AK-225 were placed in a PFA round-bottom flask. The mixture was stirred while cooled in an ice bath, and 2.0 g of methanol was slowly added dropwise from the dropping funnel under a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred for 12 hours while bubbling with nitrogen. The reaction mixture was concentrated using an evaporator to obtain 27.6 g of compound a-5.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2C(=O)OCH3 ・・・(a-5)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 C(=O)OCH 3 ...(a-5)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-6の合成>
100mLの3つ口ナスフラスコ中にて、塩化リチウムの0.18gをエタノールの18.3gに溶解させた。これに、化合物a-5の25.0gを加えて氷浴で冷却しながら、水素化ホウ素ナトリウムの0.75gをエタノールの22.5gに溶解した溶液をゆっくり滴下した。その後、氷浴を取り外し、室温(23℃)までゆっくり昇温しながら撹拌を続けた。室温(23℃)で12時間撹拌後、液性が酸性になるまで塩酸水溶液を滴下した。塩酸水溶液を滴下した溶液に、AC-2000の20mLを添加し、水で1回、飽和食塩水で1回洗浄し、有機相を回収した。回収した有機相をエバポレータで濃縮して、カラム精製を行い、化合物a-6の24.6gを得た。
<Synthesis of Compound a-6>
In a 100 mL three-necked recovery flask, 0.18 g of lithium chloride was dissolved in 18.3 g of ethanol. 25.0 g of compound a-5 was added to this, and while cooling in an ice bath, a solution of 0.75 g of sodium borohydride dissolved in 22.5 g of ethanol was slowly added dropwise. The ice bath was then removed, and stirring was continued while slowly raising the temperature to room temperature (23 ° C). After stirring at room temperature (23 ° C) for 12 hours, aqueous hydrochloric acid was added dropwise until the solution became acidic. 20 mL of AC-2000 was added to the solution into which aqueous hydrochloric acid had been added dropwise, and the mixture was washed once with water and once with saturated saline, and the organic phase was recovered. The recovered organic phase was concentrated using an evaporator and subjected to column purification, yielding 24.6 g of compound a-6.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2CH2OH ・・・(a-6)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 CH 2 OH ... (a-6)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-7の合成>
100mLの2つ口ナスフラスコ内に、化合物a-6の20.0g、硫酸水素テトラブチルアンモニウムの0.21g、臭化アリルの1.76g、及び30%水酸化ナトリウム水溶液の2.6gを加え、60℃で8時間撹拌した。反応終了後、AC-2000の20gを加え、希塩酸水溶液で1回洗浄し、有機相を回収した。回収した有機相をシリカゲルカラムに通し、回収した溶液をエバポレータで濃縮し、化合物a-7の19.8gを得た。
<Synthesis of Compound a-7>
Into a 100 mL two-necked recovery flask, 20.0 g of compound a-6, 0.21 g of tetrabutylammonium hydrogen sulfate, 1.76 g of allyl bromide, and 2.6 g of 30% aqueous sodium hydroxide solution were added and stirred at 60°C for 8 hours. After completion of the reaction, 20 g of AC-2000 was added, and the mixture was washed once with a dilute aqueous hydrochloric acid solution, and the organic phase was recovered. The recovered organic phase was passed through a silica gel column, and the recovered solution was concentrated using an evaporator to obtain 19.8 g of compound a-7.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2CH2-OCH2CH=CH2 ・・・(a-7)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 CH 2 -OCH 2 CH=CH 2... (a-7)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-8の合成>
還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付けた30mLの4つ口フラスコに化合物a-7の6g、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの6g、トリアセトキシメチルシランの0.018g及びトリクロロシランの0.41gを仕込み、窒素気流下、5℃で30分間撹拌した。続いて、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンのPt錯体を2%含むキシレン溶液(0.028ml)を加えた後、60℃まで昇温させ、この温度にて5時間撹拌した。その後、揮発分を留去してカラム精製を行い、化合物a-8の5.7gを得た。
<Synthesis of Compound a-8>
A 30 mL four-neck flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer was charged with 6 g of compound a-7, 6 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, 0.018 g of triacetoxymethylsilane, and 0.41 g of trichlorosilane, and the mixture was stirred at 5°C for 30 minutes under a nitrogen stream. Subsequently, a xylene solution (0.028 ml) containing 2% of a Pt complex of 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane was added, and the mixture was heated to 60°C and stirred at this temperature for 5 hours. Thereafter, the volatiles were distilled off, and the mixture was subjected to column purification, yielding 5.7 g of compound a-8.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2CH2-OCH2CH2CH2SiCl3 ・・・(a-8)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 CH 2 -OCH 2 CH 2 CH 2 SiCl 3 ...(a-8)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物a-9の合成>
還流冷却器、温度計及び撹拌機を取り付けた30mlの4つ口フラスコに化合物a-8の5g、及び1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの5gを仕込み、窒素気流下、5℃で30分間撹拌した。続いて、アリルマグネシウムブロマイドを0.9mol/L含むジエチルエーテル溶液(6.91ml)を加えた後、室温(23℃)まで昇温させ、この温度にて10時間撹拌した。その後、5℃まで冷却し、メタノール(2ml)を加えた後、室温(23℃)まで昇温させて不溶物をろ過した。続いて、揮発分を留去した後、不揮発分をパーフルオロヘキサンで希釈し、分液ロートでメタノールによる洗浄操作を行った。続いて、揮発分を留去することにより、化合物a-9の5gを得た。
<Synthesis of Compound a-9>
5 g of compound a-8 and 5 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene were charged into a 30 ml four-neck flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer, and the mixture was stirred at 5°C for 30 minutes under a nitrogen stream. Subsequently, a diethyl ether solution (6.91 ml) containing 0.9 mol/L of allyl magnesium bromide was added, and the mixture was heated to room temperature (23°C) and stirred at this temperature for 10 hours. Thereafter, the mixture was cooled to 5°C, and methanol (2 ml) was added. The mixture was then heated to room temperature (23°C), and insoluble matter was filtered. Subsequently, the volatile matter was distilled off, and the nonvolatile matter was diluted with perfluorohexane and washed with methanol in a separatory funnel. Subsequently, the volatile matter was distilled off to obtain 5 g of compound a-9.
CF3CF2CF2OCF2CF2OCF2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH=CH2)3 ・・・(a-9)
m≒14、n≒13
CF 3 CF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }OCF 2 CH 2 -OCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 2 CH=CH 2 ) 3 ...(a-9)
m ≒ 14, n ≒ 13
<化合物X1-1の合成>
化合物a-9の5.0g、白金/1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液(白金含有量:2質量%)の0.03g、トリメトキシシランの0.36g、アニリンの0.01g及び1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの2.0gを入れ、室温(23℃)で8時間撹拌した。溶媒等を減圧留去し、孔径0.5μmのメンブランフィルタでろ過し、化合物X1-1の5.2gを得た。
<Synthesis of Compound X1-1>
5.0 g of compound a-9, 0.03 g of a xylene solution of platinum/1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (platinum content: 2% by mass), 0.36 g of trimethoxysilane, 0.01 g of aniline, and 2.0 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene were added and stirred at room temperature (23° C.) for 8 hours. The solvent and other components were distilled off under reduced pressure, and the resulting mixture was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.5 μm to obtain 5.2 g of compound X1-1.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 ・・・(X1-1)
m11の平均個数:13.9、m12の平均個数:15.4
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 (OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 ...(X1-1)
Average number of m11: 13.9, average number of m12: 15.4
化合物X1-1における(OCF2)及び(OCF2CF2)の平均個数は、19F-NMRによって求めた。また、後述の各フッ素エーテル化合物の(OCF2)及び(OCF2CF2)の平均個数についても、化合物X1-1と同様にして求めた。 The average numbers of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) in compound X1-1 were determined by 19 F-NMR. The average numbers of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ) in each of the fluorinated ether compounds described below were also determined in the same manner as for compound X1-1.
[含フッ素エーテル化合物X1-2の合成]
<化合物b-1の合成>
100mlの4つ口フラスコにエチレングリコールの5g、48%KOH水溶液の7.5g、水の6g、tert-ブチルアルコールを混合し、滴下ロートからパーフルオロプロピルビニルエーテルの5gを滴下した。次いで、窒素雰囲気下、40℃で20時間攪拌した。攪拌後、希塩酸水溶液で1回洗浄し有機層をエバポレータで濃縮した後、カラム精製を行い、化合物b-1の22gを得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X1-2]
<Synthesis of Compound b-1>
5 g of ethylene glycol, 7.5 g of 48% KOH aqueous solution, 6 g of water, and tert-butyl alcohol were mixed in a 100 ml four-neck flask, and 5 g of perfluoropropyl vinyl ether was added dropwise from a dropping funnel. Next, the mixture was stirred at 40°C for 20 hours under a nitrogen atmosphere. After stirring, the mixture was washed once with a dilute hydrochloric acid aqueous solution, and the organic layer was concentrated using an evaporator, followed by column purification to obtain 22 g of compound b-1.
CF3CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2OH ・・・(b-1) CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 OCH 2 CH 2 OH (b-1)
<化合物b-2の合成>
100mlの4つ口フラスコに化合物b-1の20g、トリエチルアミンの10g、AC-2000の200gを加えた混合液に、トシルクロライドの15gを加えた。40℃で8時間混合を行い、濾過、濃縮、カラム精製を行い、化合物b-2の18gを得た。
<Synthesis of Compound b-2>
A 100 ml four-neck flask was charged with 20 g of compound b-1, 10 g of triethylamine, and 200 g of AC-2000, to which 15 g of tosyl chloride was added. The mixture was mixed at 40°C for 8 hours, filtered, concentrated, and purified by column chromatography to obtain 18 g of compound b-2.
CF3CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2O-Ts ・・・(b-2) CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 OCH 2 CH 2 O-Ts...(b-2)
<化合物b-4の合成>
100mlの4つ口フラスコに下記化合物b-3の23g、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンの23g、炭酸セシウムの2g、b-2の3gを加えた。窒素雰囲気下、70℃で20時間攪拌した。希塩酸水溶液で洗浄、水で3回洗浄して濃縮、カラム精製を行い、化合物b-4の24gを得た。
<Synthesis of Compound b-4>
A 100 ml four-neck flask was charged with 23 g of the following compound b-3, 23 g of 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, 2 g of cesium carbonate, and 3 g of b-2. The mixture was stirred at 70°C for 20 hours under a nitrogen atmosphere. The mixture was washed with a dilute aqueous hydrochloric acid solution, washed three times with water, concentrated, and purified with a column to obtain 24 g of compound b-4.
HO-CH2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}-OCF2CH2-OH ・・・b-3
m≒14、n≒12
HO-CH 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }-OCF 2 CH 2 -OH...b-3
m ≒ 14, n ≒ 12
CF3CF2CF2OCHFCF2OCH2CH2O-CH2CF2{(OCF2)m(OCF2CF2)n}-OCF2CH2-OH ・・・(b-4)
m≒14、n≒12
CF 3 CF 2 CF 2 OCHFCF 2 OCH 2 CH 2 O-CH 2 CF 2 {(OCF 2 ) m (OCF 2 CF 2 ) n }-OCF 2 CH 2 -OH...(b-4)
m ≒ 14, n ≒ 12
<含フッ素エーテル化合物X1-2の合成>
化合物a-2の代わりに化合物b-4を用いる以外は、含フッ素エーテル化合物X1-1の合成と同様にして含フッ素エーテル化合物X1-2を合成した。
なお、含フッ素エーテル化合物X1-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X1-1と異なっている。
<Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X1-2>
Fluorine-containing ether compound X1-2 was synthesized in the same manner as in the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, except that compound b-4 was used instead of compound a-2.
The fluorine-containing ether compound X1-2 differs from the fluorine-containing ether compound X1-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X1-2)
m11の平均個数:13.9、m12の平均個数:15.4
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X1-2)
Average number of m11: 13.9, average number of m12: 15.4
[含フッ素エーテル化合物X2-1の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-1の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X2-1を得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X2-1]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, fluorine-containing ether compound X2-1 was obtained.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X2-1)
m11の平均個数:22.3、m12の平均個数:10.6
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X2-1)
Average number of m11: 22.3, average number of m12: 10.6
[含フッ素エーテル化合物X2-2の合成]
化合物b-1の合成においてエチレングリコールの代わりにジエチレングリコールを用いて得られた化合物を用いた以外は、含フッ素エーテル化合物X1-2の合成と同様にして、含フッ素エーテル化合物X2-2を得た。
なお、含フッ素エーテル化合物X2-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X2-1と異なっている。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X2-2]
A fluorine-containing ether compound X2-2 was obtained in the same manner as in the synthesis of the fluorine-containing ether compound X1-2, except that a compound obtained by using diethylene glycol instead of ethylene glycol in the synthesis of the compound b-1 was used.
The fluorine-containing ether compound X2-2 differs from the fluorine-containing ether compound X2-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X2-2)
m11の平均個数:22.3、m12の平均個数:10.6
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X2-2)
Average number of m11: 22.3, average number of m12: 10.6
[含フッ素エーテル化合物X3-1の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-1の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X3-1を得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X3-1]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, fluorine-containing ether compound X3-1 was obtained.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X3-1)
m11の平均個数:25.9、m12の平均個数:8.6
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X3-1)
Average number of m11: 25.9, average number of m12: 8.6
[含フッ素エーテル化合物X3-2の合成]
化合物b-1の合成においてエチレングリコールの代わりにジエチレングリコールを用いて得られた化合物を用いた以外は、含フッ素エーテル化合物X1-2の合成と同様にして、含フッ素エーテル化合物X3-2を得た。
なお、含フッ素エーテル化合物X3-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X3-1と異なっている。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X3-2]
A fluorine-containing ether compound X3-2 was obtained in the same manner as in the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-2, except that a compound obtained by using diethylene glycol instead of ethylene glycol in the synthesis of compound b-1 was used.
The fluorine-containing ether compound X3-2 differs from the fluorine-containing ether compound X3-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X3-2)
m11の平均個数:25.9、m12の平均個数:8.6
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X3-2)
Average number of m11: 25.9, average number of m12: 8.6
[含フッ素エーテル化合物X4-1の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-1の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X4-1を得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X4-1]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, fluorine-containing ether compound X4-1 was obtained.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X4-1)
m11の平均個数:28.5、m12の平均個数:7.1
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X4-1)
Average number of m11: 28.5, average number of m12: 7.1
[含フッ素エーテル化合物X4-2の合成]
化合物b-1の合成においてエチレングリコールの代わりにジエチレングリコールを用いて得られた化合物を用いた以外は、含フッ素エーテル化合物X1-2の合成と同様にして、含フッ素エーテル化合物X4-2を得た。
なお、含フッ素エーテル化合物X4-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X4-1と異なっている。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X4-2]
A fluorine-containing ether compound X4-2 was obtained in the same manner as in the synthesis of the fluorine-containing ether compound X1-2, except that a compound obtained by using diethylene glycol instead of ethylene glycol in the synthesis of the compound b-1 was used.
The fluorine-containing ether compound X4-2 differs from the fluorine-containing ether compound X4-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X4-2)
m11の平均個数:28.5、m12の平均個数:7.1
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X4-2)
Average number of m11: 28.5, average number of m12: 7.1
[含フッ素エーテル化合物X5-1の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-1の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X5-1を得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X5-1]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, fluorine-containing ether compound X5-1 was obtained.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X5-1)
m11の平均個数:31.6、m12の平均個数:5.4
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X5-1)
Average number of m11: 31.6, average number of m12: 5.4
[含フッ素エーテル化合物X5-2の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-2の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X5-2を得た。
なお、含フッ素エーテル化合物X5-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X5-1と異なっている。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X5-2]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-2, fluorine-containing ether compound X5-2 was obtained.
The fluorine-containing ether compound X5-2 differs from the fluorine-containing ether compound X5-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X5-2)
m11の平均個数:31.6、m12の平均個数:5.4
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X5-2)
Average number of m11: 31.6, average number of m12: 5.4
[含フッ素エーテル化合物X6-1の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-1の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X6-1を得た。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X6-1]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-1, fluorine-containing ether compound X6-1 was obtained.
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X6-1)
m11の平均個数:33.6、m12の平均個数:4.2
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X6-1)
Average number of m11: 33.6, average number of m12: 4.2
[含フッ素エーテル化合物X6-2の合成]
含フッ素エーテル化合物X1-2の合成を参考にして、含フッ素エーテル化合物X6-2を得た。
なお、含フッ素エーテル化合物X6-2は、(OCF2)及び(OCF2CF2)の配列が含フッ素エーテル化合物X6-1と異なっている。
[Synthesis of Fluorine-Containing Ether Compound X6-2]
With reference to the synthesis of fluorine-containing ether compound X1-2, fluorine-containing ether compound X6-2 was obtained.
The fluorine-containing ether compound X6-2 differs from the fluorine-containing ether compound X6-1 in the arrangement of (OCF 2 ) and (OCF 2 CF 2 ).
CF3CF2CF2-{(OCF2)m11(OCF2CF2)m12}-OCF2CH2-OCH2CH2CH2Si(CH2CH2CH2Si(OCH3)3)3 (X6-2)
m11の平均個数:33.6、m12の平均個数:4.2
CF3CF2CF2 - { ( OCF2 ) m11 ( OCF2CF2 ) m12 } -OCF2CH2 - OCH2CH2CH2CH2Si ( CH2CH2CH2Si ( OCH3 ) 3 ) 3 (X6-2)
Average number of m11: 33.6, average number of m12: 4.2
[混合物の調製]
表1に記載の含フッ素エーテル化合物を混合して、混合物1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2、4-1、4-2、5-1、5-2、6-1、6-2を得た。なお、各混合物の調製にあたって、式(A-1)におけるYの値が表1の値になるような割合で各含フッ素エーテル化合物を混合した。
[Preparation of the mixture]
Mixtures 1-1, 1-2, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 6-1, and 6-2 were obtained by mixing the fluorinated ether compounds shown in Table 1. In preparing each mixture, the fluorinated ether compounds were mixed in such a ratio that the value of Y in formula (A-1) was the value shown in Table 1.
[式(A-1)のX及びYの値]
得られた含フッ素エーテル化合物又は混合物を用いて、400MHzの19F-NMR測定によって得られるチャートに基づいて、式(A-1)のX及びYの値を算出した。また、X及びYの値に基づいて、式(A-1)及び式(A-2)の充足性を判定し、式を満たす場合を「○」、満たさない場合を「×」とした。結果を表1に示す。
19F-NMR測定は、以下の測定条件で実施した。
測定装置:JEOL社製「JNM-ECZ 400」
内部標準:1,4-ビストリフルロメチルベンゼン
[Values of X and Y in Formula (A-1)]
Using the obtained fluorine-containing ether compound or mixture, the values of X and Y in formula (A-1) were calculated based on a chart obtained by 400 MHz 19F -NMR measurement. Furthermore, based on the values of X and Y, the sufficiency of formula (A-1) and formula (A-2) was judged, and cases where the formula was satisfied were marked with "○" and cases where it was not satisfied were marked with "×". The results are shown in Table 1.
The 19 F-NMR measurement was carried out under the following measurement conditions.
Measuring device: “JNM-ECZ 400” manufactured by JEOL
Internal standard: 1,4-bistrifluoromethylbenzene
19F-NMR測定によって得られた代表的なチャートを図2に示す。
図2は、混合物5-1を用いて、400MHzの19F-NMR測定によって得られたチャートである。
図2に示すように、化学シフト-50.5~-51.2ppm、-52.0~-52.8ppm、-53.8~-54.5ppm、-87.0~-88.5ppm、-88.8~-90.2ppmのそれぞれにピークが観測された。なお、図2における化学シフト-63.5ppmのピークは、1,4-ビストリフルロメチルベンゼンに対応するピークである。
なお、チャートは示していないが、他の含フッ素エーテル化合物及び混合物についても、上記化学シフトの範囲にピークが観測された。
A typical chart obtained by 19 F-NMR measurement is shown in FIG.
FIG. 2 is a chart obtained by 400 MHz 19 F-NMR measurement using the mixture 5-1.
As shown in Figure 2, peaks were observed at chemical shifts of -50.5 to -51.2 ppm, -52.0 to -52.8 ppm, -53.8 to -54.5 ppm, -87.0 to -88.5 ppm, and -88.8 to -90.2 ppm. The peak at chemical shift -63.5 ppm in Figure 2 corresponds to 1,4-bistrifluoromethylbenzene.
Although not shown in the chart, peaks were observed in the above chemical shift range for other fluorine-containing ether compounds and mixtures.
[例1~例18]
真空蒸着装置内に、基材(無アルカリガラス(イーグルXG:製品名、コーニング社製、50mm×50mm、厚さ0.5mm))を配置し、真空蒸着装置内を5×10-3Pa以下の圧力になるまで排気した。基材の一方の主面に対向するように距離1000mmの位置に、表1に記載の各例の各含フッ素エーテル化合物又は混合物を収容した蒸着用容器を抵抗加熱によって300℃に加熱し、含フッ素エーテル化合物又は混合物を真空蒸着させて、基材上の含フッ素エーテル化合物又は混合物の厚さが10nmとなった時点で製膜を終了した。その後、含フッ素エーテル化合物又は混合物が堆積した基材を、温度200℃で30分間加熱(後処理)して、表面層付き基材(物品)を得た。
[Examples 1 to 18]
A substrate (alkali-free glass (Eagle XG: product name, manufactured by Corning Incorporated, 50 mm x 50 mm, thickness 0.5 mm)) was placed in a vacuum deposition apparatus, and the inside of the vacuum deposition apparatus was evacuated to a pressure of 5 x 10 -3 Pa or less. A deposition vessel containing each fluorine-containing ether compound or mixture of each example listed in Table 1 was heated to 300°C by resistance heating, positioned 1000 mm away from one main surface of the substrate, and the fluorine-containing ether compound or mixture was vacuum-deposited. Film formation was terminated when the thickness of the fluorine-containing ether compound or mixture on the substrate reached 10 nm. Thereafter, the substrate on which the fluorine-containing ether compound or mixture had been deposited was heated at a temperature of 200°C for 30 minutes (post-treatment) to obtain a substrate (article) with a surface layer.
[評価試験]
例1~18の表面層付き基材を用いて、以下の評価試験を実施した。
[Evaluation test]
The substrates with surface layers of Examples 1 to 18 were subjected to the following evaluation tests.
<耐摩擦性(スチールウール)>
表面層について、JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001)に準拠して往復式トラバース試験機(ケイエヌテー社製)を用い、スチールウールボンスター(♯0000)を圧力:98.07kPa、速度:320cm/分で往復させて、水接触角が100度未満になる往復回数を測定した。往復回数が多いほど摩擦による性能の低下が小さく、耐摩擦性に優れる。評価基準は下記の通りである。
A(優良):往復回数が7001回以上
B(良):往復回数が6001回以上7000回以下
C(可):往復回数が4001回以上6000回以下
D(不可):往復回数が4000回以下
(水接触角の測定方法)
表面層の表面に置いた約2μLの蒸留水の接触角を、接触角測定装置(協和界面科学社製、DM-500)を用いて測定した。表面層の表面における異なる5箇所で測定を行い、その平均値を算出して、水接触角とした。接触角の算出には2θ法を用いた。
<Abrasion resistance (steel wool)>
For the surface layer, a reciprocating traverse tester (manufactured by KNT Corporation) was used in accordance with JIS L0849:2013 (ISO 105-X12:2001) to measure the number of reciprocating strokes at which the water contact angle became less than 100 degrees by reciprocating steel wool Bonstar (#0000) at a pressure of 98.07 kPa and a speed of 320 cm/min. The greater the number of reciprocating strokes, the smaller the deterioration in performance due to friction, and the more excellent the abrasion resistance. The evaluation criteria are as follows:
A (Excellent): 7001 or more reciprocating cycles B (Good): 6001 to 7000 reciprocating cycles C (Acceptable): 4001 to 6000 reciprocating cycles D (Unacceptable): 4000 or less reciprocating cycles (Water contact angle measurement method)
The contact angle of approximately 2 μL of distilled water placed on the surface of the surface layer was measured using a contact angle measuring device (DM-500, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Measurements were taken at five different points on the surface of the surface layer, and the average value was calculated to determine the water contact angle. The 2θ method was used to calculate the contact angle.
<潤滑性>
人工皮膚(出光テクノファイン社製、PBZ13001)に対する表面層の動摩擦係数を、荷重変動型摩擦摩耗試験システム(新東科学社製、HHS2000)を用い、接触面積:3cm×3cm、荷重:0.98Nの条件で測定した。動摩擦係数が小さいほど潤滑性に優れる。評価基準は下記の通りである。
A(優良):動摩擦係数が0.02未満
B(良):動摩擦係数が0.02以上0.03未満
C(可):動摩擦係数が0.03以上0.04未満
D(不可):動摩擦係数が0.04以上
<Lubricity>
The dynamic friction coefficient of the surface layer against artificial skin (PBZ13001, manufactured by Idemitsu Technofine Co., Ltd.) was measured using a load-varying friction and wear testing system (HHS2000, manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.) under conditions of a contact area of 3 cm x 3 cm and a load of 0.98 N. The smaller the dynamic friction coefficient, the better the lubricity. The evaluation criteria are as follows:
A (Excellent): Coefficient of dynamic friction is less than 0.02 B (Good): Coefficient of dynamic friction is 0.02 or more and less than 0.03 C (Acceptable): Coefficient of dynamic friction is 0.03 or more and less than 0.04 D (Unacceptable): Coefficient of dynamic friction is 0.04 or more
表1に示す通り、式(A-1)を満たす含フッ素エーテル化合物を用いれば、潤滑性及び耐摩擦性に優れた表面層を形成できるのが確認された(例2、3、5、6、8、9、11、12、14、15、17、18)。
また、表1に示す通り、式(A-2)を満たす含フッ素エーテル化合物を用いれば、潤滑性及び耐摩擦性の少なくとも一方がより優れた表面層を形成できるのが確認された(例3、6、9、12、15、18)。
As shown in Table 1, it was confirmed that a surface layer excellent in lubricity and abrasion resistance could be formed by using a fluorine-containing ether compound satisfying formula (A-1) (Examples 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17, and 18).
Furthermore, as shown in Table 1, it was confirmed that by using a fluorine-containing ether compound satisfying formula (A-2), a surface layer having superior at least one of lubricity and abrasion resistance could be formed (Examples 3, 6, 9, 12, 15, and 18).
Claims (7)
前記含フッ素エーテル化合物が下式(1-1)で表される構造を有し、
前記含フッ素エーテル化合物の混合物の19F-NMR測定によって得られるチャートにおいて、下式(A-1)を満たすことを特徴とする、表面処理剤。
Y>-0.0062X2+0.1343X+0.1123 ・・・(A-1)
ただし、X及びYは、内部標準として1,4-ビストリフルロメチルベンゼンを用いて、前記含フッ素エーテル化合物の19F-NMR測定によって得られるチャートに基づいて求められる値であり、
化学シフト -50.5~-51.2ppmに観測されるピークの積分値をa1、
化学シフト -52.0~-52.8ppmに観測されるピークの積分値をa2、
化学シフト -53.8~-54.5ppmに観測されるピークの積分値をa3、
化学シフト -87.0~-88.5ppmに観測されるピークの積分値をb1、
化学シフト -88.8~-90.2ppmに観測されるピークの積分値をb2とした場合、
Xは、{(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4}を意味し、
Yは、(a3)/(a1+a2+a3)を意味する。
[R f1 -(OCF 2 ) m11 ・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 1 ] j -L 1 -(R 11 -T 11 ) x1 ・・・(1-1)
ただし、
R f1 は、炭素数1~20のフルオロアルキル基であり、R f1 が複数ある場合、複数あるR f1 は互いに同一であっても異なっていてもよく、
m11は、2以上の正数であり、
m12は、2以上の正数であり、
R 1 は、アルキレン基又はフルオロアルキレン基であり、R 1 が複数ある場合、複数あるR 1 は互いに同一であっても異なっていてもよく(ただし、R 1 がフルオロアルキレン基である場合、R 1 は-CF 2 -及び-CF 2 CF 2 -以外のフルオロアルキレン基である。)、
jは1以上の整数であり、
L 1 は、単結合又は、N、O、S、Siを有していてもよく、分岐点を有していてもよいj+x1価の有機基であって、R 1 及びR 11 に結合する原子は、各々独立に、N、O、S、Si、分岐点を構成する炭素原子、又はオキソ基(=O)を有する炭素原子であり、
R 11 は、L 1 に結合する原子がエーテル性酸素原子でもよく、炭素-炭素原子間にエーテル性酸素原子を有してもよいアルキレン基であり、
T 11 は、-SiR a11 z11 R a12 3-z11 であり、R a11 は水酸基又は加水分解性基であって、R a11 が複数ある場合、複数あるR a11 は互いに同一であっても異なっていてもよく、R a12 は非加水分解性基であり、R a12 が複数ある場合、複数あるR a12 は互いに同一であっても異なっていてもよく、z11は1~3の整数であり、
x1は1以上の整数である。 A surface treatment agent comprising a mixture of fluorine-containing ether compounds having a fluoropolyether chain containing a unit represented by (OCF 2 ) and a unit represented by (OCF 2 CF 2 ), and a reactive silyl group,
The fluorine-containing ether compound has a structure represented by the following formula (1-1):
The surface treatment agent is characterized in that the following formula (A-1) is satisfied in a chart obtained by 19 F-NMR measurement of the mixture of fluorinated ether compounds:
Y>-0.0062X 2 +0.1343X+0.1123...(A-1)
where X and Y are values determined based on a chart obtained by F -NMR measurement of the fluorinated ether compound using 1,4-bistrifluoromethylbenzene as an internal standard,
Chemical shift: a1, the integral value of the peak observed at −50.5 to −51.2 ppm
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −52.0 to −52.8 ppm is a2,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −53.8 to −54.5 ppm is a3,
The integral value of the peak observed at chemical shifts of −87.0 to −88.5 ppm is designated as b1,
When the integral value of the peak observed at chemical shifts of −88.8 to −90.2 ppm is defined as b2,
X means {(a1+a2+a3)/2}/{(b1+b2)/4},
Y means (a3)/(a1+a2+a3).
[R f1 -(OCF 2 ) m11 ・(OCF 2 CF 2 ) m12 -O-R 1 ] j -L 1 -(R 11 -T 11 ) x1 ...(1-1)
however,
R f1 is a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and when there are a plurality of R f1s , the plurality of R f1s may be the same or different from each other,
m11 is a positive number equal to or greater than 2,
m12 is a positive number equal to or greater than 2,
R 1 is an alkylene group or a fluoroalkylene group, and when there are a plurality of R 1s , the plurality of R 1s may be the same or different (however, when R 1 is a fluoroalkylene group, R 1 is a fluoroalkylene group other than —CF 2 — and —CF 2 CF 2 —).
j is an integer of 1 or greater,
L1 is a single bond or a j+x monovalent organic group which may have N, O, S, or Si and which may have a branch point, and atoms bonding to R1 and R11 are each independently N, O, S, Si, a carbon atom constituting a branch point, or a carbon atom having an oxo group (=O);
R 11 is an alkylene group in which the atom bonded to L 1 may be an ethereal oxygen atom or which may have an ethereal oxygen atom between carbon atoms,
T 11 is -SiR a11 z11 R a12 3-z11 , R a11 is a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and when there are multiple R a11 , the multiple R a11s may be the same or different, R a12 is a non-hydrolyzable group, and when there are multiple R a12s , the multiple R a12s may be the same or different, and z11 is an integer of 1 to 3,
x1 is an integer of 1 or more.
Y>-0.0056X2+0.1231X+0.2119 ・・・(A-2)
ただし、式(A-2)のX及びYは、前記式(A-1)のX及びYと同じである。 3. The surface treatment agent according to claim 1, wherein the fluorine-containing ether compound satisfies the following formula (A-2) in a chart obtained by 19 F-NMR measurement:
Y>-0.0056X 2 +0.1231X+0.2119...(A-2)
However, X and Y in formula (A-2) are the same as X and Y in formula (A-1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022016230A JP7790182B2 (en) | 2022-02-04 | 2022-02-04 | Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022016230A JP7790182B2 (en) | 2022-02-04 | 2022-02-04 | Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023114103A JP2023114103A (en) | 2023-08-17 |
| JP7790182B2 true JP7790182B2 (en) | 2025-12-23 |
Family
ID=87569156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022016230A Active JP7790182B2 (en) | 2022-02-04 | 2022-02-04 | Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7790182B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014105235A (en) | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Perfluoropolyether modified polysilazane and its manufacturing method, surface treatment agent and article treated by the same |
| JP2019089332A (en) | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ダイキン工業株式会社 | Base material |
| JP2021063232A (en) | 2019-05-29 | 2021-04-22 | ダイキン工業株式会社 | Surface preparation agent |
-
2022
- 2022-02-04 JP JP2022016230A patent/JP7790182B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014105235A (en) | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Perfluoropolyether modified polysilazane and its manufacturing method, surface treatment agent and article treated by the same |
| JP2019089332A (en) | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ダイキン工業株式会社 | Base material |
| JP2021063232A (en) | 2019-05-29 | 2021-04-22 | ダイキン工業株式会社 | Surface preparation agent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023114103A (en) | 2023-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6969599B2 (en) | Fluorine-containing ether compositions, coating liquids and articles | |
| CN103797071B (en) | Fluorine-containing ether composition, its manufacture method, coating liquid and there is the manufacture method of base material of surface-treated layer | |
| JP7031689B2 (en) | Fluorine-containing ether compositions, coating liquids and articles | |
| JP7764892B2 (en) | Fluorinated ether compound, surface treatment agent, fluorinated ether composition, coating liquid, article, method for producing article, and compound | |
| CN114867730A (en) | Fluorine-containing ether compound, surface treatment agent, fluorine-containing ether composition, coating liquid, article, and method for producing article | |
| KR20240090997A (en) | Compounds, compositions, surface treatments, coating solutions, articles, and methods for producing articles | |
| WO2023095806A1 (en) | Compound, composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article | |
| JP7472794B2 (en) | Substrate with water- and oil-repellent layer, deposition material, and method for producing substrate with water- and oil-repellent layer | |
| JP7790182B2 (en) | Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for manufacturing article | |
| US20240392069A1 (en) | Surface treatment agent, article, and method for manufacturing article | |
| WO2023149340A1 (en) | Surface treatment agent, article, and production method for article | |
| KR20240134334A (en) | Surface treatment agent, article, method of manufacturing article | |
| WO2020137992A1 (en) | Substrate with water and oil-repellent layer, vapor deposition material, and method for producing substrate with water and oil-repellent layer | |
| JP7428142B2 (en) | Vapor deposition material, and method for producing a base material with a base layer and a base material with a water- and oil-repellent layer using the same | |
| WO2023132276A1 (en) | Composition, method for producing composition, coating liquid, article, and method for producing article | |
| US20240327653A1 (en) | Composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article | |
| WO2024038865A1 (en) | Compound, composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and article manufacturing method | |
| WO2024080312A1 (en) | Surface treatment agent, article, and production method for article | |
| KR20240134335A (en) | Surface treatment agent, article, method of manufacturing article | |
| WO2024038873A1 (en) | Compound, composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article | |
| WO2024038870A1 (en) | Compound, composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article | |
| WO2023153450A1 (en) | Surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article | |
| WO2024038866A1 (en) | Compound, composition, surface treatment agent, coating liquid, article, and method for producing article |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240820 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250526 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250603 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250804 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251111 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251124 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7790182 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |