(57)【要約】  耐久性疎水性／疎油性表面を有する基板が開示されている。この耐久性疎水性／疎油性表面は、基板上に配置された、無機ナノ粒子を含む第１の層、フルオロシランを含む外層、および無機酸化物およびシルセスキオキサンの少なくとも一方を含む固定化層を含む。この耐久性表面は、例えば、布地やヒトの指での拭いなどの異物との繰返しの接触後に、ヘイズなどの光学的性質、および疎水性および／または疎油性を維持することができる。
2014500163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面部分を有する透明基板において、該耐久性表面部分が、
無機ナノ粒子を含み、前記透明基板上に堆積された第１の層、および
前記第１の層の上に堆積されたフルオロシラン被覆、
を含み、
前記耐久性表面部分が、拭い前に測定された該耐久性表面部分の初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有する、透明基板。
【請求項２】
前記第１の層と前記フルオロシラン被覆との間に配置された、無機酸化物およびシルセスキオキサンの少なくとも一方を含む固定化層をさらに含む、請求項１記載の透明基板。
【請求項３】
前記固定化層が、前記第１の層の表面的特徴に実質的に従う表面的特徴を有する、請求項２記載の透明基板。
【請求項４】
前記固定化層が、少なくとも１種類の無機酸化物を含み、前記第１の層中の無機ナノ粒子の平均凝集塊サイズまたは平均粒径の約２０％以内である厚さを有する、請求項２記載の透明基板。
【請求項５】
指の接触１回毎に前記耐久性表面部分に移行される液滴により覆われる面積が、指が接触した前記透明基板の前記耐久性表面部分の総面積の約２０％未満である、請求項１記載の透明基板。
【請求項６】
前記透明基板が、前記耐久性表面部分の１００回の拭い後に、約７０％超の透過率を有する、および／または前記透明基板が、前記耐久性表面部分の１００回の拭い後に、約８０％未満のヘイズを有する、および／または前記耐久性表面部分が、該耐久性表面部分の１００回の拭い後に、約６０％超の光沢を有する、請求項１記載の透明基板。
【請求項７】
疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面部分を有する透明基板を製造する方法において、
透明基板の表面上に、複数の無機ナノ粒子を含む第１の層を形成する工程；
前記第１の層上に、シルセスキオキサンおよび無機酸化物の少なくとも一方を含む固定化層を必要に応じて形成する工程；および
前記第１の層および前記固定化層の一方の上に、フルオロシランを含む外層を形成して、耐久性表面部分を形成する工程であって、該耐久性表面部分は、拭い前に測定された前記耐久性表面部分の初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有するものである工程、
を有してなる方法。
【請求項８】
前記第１の層を形成する工程が、回転塗り、浸漬被覆、または吹き付け塗りの１つによって、前記透明基板を前記複数のナノ粒子を含む分散体で被覆する工程を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記分散体がシルセスキオキサンをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の層上に前記固定化層を形成する工程が、該固定化層を焼き鈍しする工程を含む、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全てが引用される、２０１０年１１月１日に出願された米国特許第１２／９１６８５９号の米国法典第３５編第１２０条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、疎水性および／または疎油性である耐久性表面を有する透明基板に関する。より詳しくは、本開示は、耐久性であるそのような耐久性疎水性／疎油性表面に関する。
【背景技術】
【０００３】
工作されたナノ構造を有する表面が、防眩性および反射防止性、低ヘイズ／透明性、および「指紋付着(fingerprinting)」または水および／または皮脂性油（例えば、使用者の指から移って堆積した物質による）による濡れに対する耐性が望ましい用途に使用されている。そのような表面は、たいてい、望ましい湿潤性および光学的性質を提供するナノ粒子を含有する層を備えている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
耐久性の疎水性および／または疎油性表面を有する透明基板が提供される。この耐久性の疎水性および／または疎油性表面は、透明基板上に配置された、無機ナノ粒子を含む第１の層、フルオロシランを含む外層、および無機酸化物およびシルセスキオキサンの少なくとも一方を含む随意的な固定化層を含む。この耐久性表面は、例えば、布地やヒトの指での拭いなどの異物との繰返しの接触後に、ヘイズなどの光学的性質、および疎水性および／または疎油性を維持することができる。
【０００５】
したがって、本開示の１つの態様は、疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面を有する透明基板を提供することにある。この耐久性表面は、透明基板上に堆積された第１の層であって、平均粒径を有する無機ナノ粒子を含み、第１の層の表面的特徴(topography)を有する第１の層；および第１の層の上に堆積されたフルオロシラン被覆を含み、この耐久性表面は、拭い前に測定された初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有する。
【０００６】
本開示の第２の態様は、疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面を有する透明基板を提供することにある。この耐久性表面は、基板上に配置された、平均粒径を有する無機ナノ粒子を含む第１の層；第１の層の上に堆積された固定化層であって、少なくとも１種類の無機酸化物を含み、第１の層中の無機ナノ粒子の平均粒径の約２０％以内の厚さを有する固定化層；および固定化層上に堆積されたフルオロシラン被覆を含み、この耐久性表面は、拭い前に測定された初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有する。
【０００７】
開示の第３の態様は、疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面を有する透明基板を提供することにある。この耐久性表面は、複数の無機材料およびシルセスキオキサンを含む、基板上に堆積された少なくとも１つの層；および少なくとも１つの層の上に堆積されたフルオロシラン被覆を含み、この耐久性表面は、拭い前に測定された初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有する。
【０００８】
本開示の第４の態様は、疎水性および疎油性の少なくとも一方を示す耐久性表面を有する透明基板を製造する方法を提供する。この方法は、透明基板を提供する工程；この基板の表面上に、複数の無機ナノ粒子を含みかつ表面的特徴を有する第１の層を形成する工程；この第１の層上に、シルセスキオキサンおよび無機酸化物の少なくとも一方を含む固定化層を必要に応じて形成する工程；および第１の層および固定化層の一方の上に、フルオロシランを含む外層を形成して、耐久性表面を形成する工程を有してなる。耐久性表面は、拭い前に測定された初期接触角から約２０％未満しか変動しない、１００回の拭い後の油接触角および水接触角の一方を有する。
【０００９】
これらと他の態様、利点、および特徴は、以下の詳細な説明、添付図面、および付随する特許請求の範囲から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】耐久性表面を有する基板の断面図
【図２ａ】水中のシリカスートの分散液中で浸漬被覆されたガラス基板の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像
【図２ｂ】イソプロピルアルコール中の球状シリカ粒子のコロイド分散液中で浸漬被覆されたガラス基板の断面のＳＥＭ画像
【図２ｃ】コロイドシリカ粒子およびシルセスキオキサン（ＳＳＱ）を含む第１の層を有するガラス基板の断面のＳＥＭ画像
【図２ｄ】コロイドシリカ粒子およびＳＳＱを含む第１の層を有するガラス基板の平面図のＳＥＭ画像
【図３】セリアを含む第１の層およびフルオロリン酸スズ系ガラス材料を含む固定化層を有するガラス基板の断面のＳＥＭ画像
【図４ａ】アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板上に直接スパッタリングされたフルオロリン酸スズ系ガラス材料の平面図のＳＥＭ画像
【図４ｂ】セリアの第１の層上にスパッタリングされ、次いで、堆積後に焼き鈍しされたフルオロリン酸スズ系ガラス材料を含む固定化層の平面図のＳＥＭ画像
【図４ｃ】セリアの第１の層上にスパッタリングされ、次いで、堆積後に未処理のままであるフルオロリン酸スズ系ガラス材料を含む固定化層の平面図のＳＥＭ画像
【図４ｄ】セリアの第１の層上にスパッタリングされ、次いで、堆積後にエッチングされたフルオロリン酸スズ系ガラス材料を含む固定化層の平面図のＳＥＭ画像
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明において、図に示されたいくつかの図面に亘り、類似の参照文字が、類似の部品または対応する部品を指す。別記しない限り、「上」、「下」、「外方」、「内方」などの用語は、便宜上の単語であり、制限用語と考えるべきではないことも理解されよう。その上、ある群が、要素およびその組合せの群の少なくとも１つを含むと記載されている場合はいつでも、その群は、個別に、または互いとの組合せでのいずれかで、列挙されたそれらの要素のいくつを含む、から実質的になる、またはからなるであろうと理解される。同様に、ある群が、要素およびその組合せの群の少なくとも１つからなると記載されている場合はいつでも、その群は、個別に、または互いとの組合せでのいずれかで、列挙されたそれらの要素のいくつからなるであろうと理解される。別記しない限り、値の範囲が、列挙されている場合、その範囲の上限と下限の両方を含む。ここに用いたように、単数形は、別記しない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味する。
【００１２】
概して図面を特に図１を参照すると、図解は、特定の実施の形態を説明する目的のためであり、本開示または付随の特許請求の範囲をそれに限定することを意図したものではないことが理解されよう。図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、図面の特定の特徴および特定の視野は、明瞭さと簡潔さのために、縮尺と図式で誇張されて示されているかもしれない。
【００１３】
ここに用いたように、「接触角」および「ＣＡ」という用語は、液滴が基板と接触する点での接線の角度を称する。ここに用いた「基板」という用語は、以下に限られないが、窓、カバープレート、スクリーン、パネル、およびディスプレイスクリーンの外部、窓、または携帯型電子装置の構造を形成する基板を含むガラス物品を含む。基板とその基板の湿潤特性を記述するために使用される場合、「疎水性の」および「疎水性」という用語は、基板と水滴との間の接触角が９０°より大きい状態を称し、「超疎水性の」および「超疎水性」という用語は、基板と水滴との間の接触角が１５０°より大きい状態を称する。同様に、「疎油性の」および「疎油性」という用語は、基板と油滴との間の接触角が９０°より大きい状態を称し、「超疎水性の」および「超疎油性」という用語は、基板と油滴との間の接触角が１５０°より大きい状態を称する。
【００１４】
極微小工作された構造を有する表面は、その表面と、例えば、布地やヒトの指での拭いなどの異物との繰返しの接触によりナノ粒子が除去されるために、耐久性が欠如することが発見された。したがって、疎水性、疎油性、またはその両方である耐久性表面を有する透明基板が提供される。耐久性表面は、無機ナノ粒子を含む第１の層、およびこの第１の層上のフルオロシラン外側被覆を含む。基板の断面が図１に示されている。疎水性および／または疎油性基板１００は、基板１１０の表面１１２上に配置された第１の層１２０およびフルオロシランを含む外層または被覆１４０を含む耐久性表面１１５を有する。耐久性表面１１５は、基板１１０の表面１１２と反対の外面１１５を有し、この耐久性表面１１５の外面１５０は、第１の層１２０の外面１２２の表面的特徴／プロファイルに実質的に従う表面的特徴および／またはプロファイルを有する。ここに用いたように、「従う(conformal)」および「実質的に従う(substantially conforms with)」という用語は、外面１５０の表面的特徴および／またはプロファイル特徴が、大体はまたは大部分は（すなわち、約５０％超）、第１の層１２０の外面１２２と実質的に同じＲＭＳ粗さ、自己相関、周期性、およびフラクタル寸法を有する外面１５０でも分かるように、第１の層１２０の外面１２２の表面的特徴／プロファイル形状および特徴と一致する、追従する、または対応することを意味する。いくつかの実施の形態において、外面１５０は、第１の層１２０の外面１２２のものの約３０％以内にある、実質的に同じＲＭＳ粗さ、自己相関、周期性、および／またはフラクタル寸法を有する。
【００１５】
無機ナノ粒子を含む第１の層１２０は、基板の表面の疎水性および／または疎油性を向上させる表面粗さおよび表面的特徴を基板に提供する外面１２２を有する。表面粗さおよび／または表面的特徴（例えば、凸部、凹部、溝、細孔、窪み、空隙など）の存在は、所定の流体（または流体の液滴）と平らな基板との間の接触を変えることができ、しばしば、「ハスの葉(lotus leaf)」効果または「ハス」効果と称される。粗くされた固体表面上の液体の湿潤挙動は、ウェルゼル(Wenzel)（低接触角）モデルまたはカシー・バクスター(Cassie-Baxter)（高接触角）モデルいずれかにより記述することができる。ウェルゼルモデルにおいて、粗くされた固体表面上の流体液滴は、粗くされた固体表面上の窪み、孔、溝、細孔、空隙などの自由空間を貫通し、液滴が粗面上で「ピン留め(pinned)」される。ウェルゼルモデルは、滑らかな表面に対する粗くされた固体表面の界面の面積の増加を考慮し、滑らかな表面が疎水性または疎油性である場合、そのような表面を粗くすることによって、疎水性および／または疎油性がさらに増加すると予測する。反対に、滑らかな表面が親水性または親油性である場合、ウェルゼルモデルは、そのような表面を粗くすると、親水性および／または親油性の挙動がさらに増加すると予測する。ウェルゼルモデルとは対照的に、カシー・バクスターモデルは、表面を粗くすると、滑らかな固体表面が親水性または疎水性であるか否かにかかわらず、流体液滴の接触角θYが常に増加すると予測する。カシー・バクスターモデルは、粗くされた固体表面の自由空間にガスポケットが形成され、それが流体液滴の下に捕捉され、それゆえ、接触角θYの減少と、流体液滴のその表面上（または内）のピン留めを防ぐ場合を記述する。ヒトの指により印加される圧力などの圧力が流体液滴に印加されると、その流体液滴は、粗面内の自由空間に浸透し、ピン留めされ始める、すなわち、流体液滴がカシーバクスター状態からウェンゼル状態に移行し始める。疎水性および／または疎油性である、もしくは指紋耐性である基板は、ハスの葉効果を提供し、それゆえ、流体液滴をカシーバクスター状態；すなわち、粗くされた固体表面上の流体液滴の下にガスポケットが捕捉され、流体液滴のピン留めが避けられる状態；に維持するはずである。その上、そのような表面は、ある程度は、流体液滴に圧力が印加された場合、接触角θYの減少およびウェルゼル状態への移行を防ぐまたは遅らせるはずである。
【００１６】
第１の層１２０の無機ナノ粒子は、いくつかの実施の形態において、以下に限られないが、セリア（ＣｅＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリカ（ＳｉＯ2）スート、コロイドシリカ球体または球状粒子などの無機酸化物を含む。あるいは、無機ナノ粒子は無機硫化物およびセレン化物を含んでもよい。第１の層１２０は、耐久性表面１１５の疎水性および／または疎油性を向上させる表面的特徴および／または粗さを有する表面１２２を有する。第１の層１２０は、基板１１０の表面１１２にナノ粒子を含む分散液またはスラリーを、この基板１１０に分散液またはスラリーを回転塗布、吹き付け塗り、または浸漬被覆することの少なくとも１つによって施すことにより形成できる。所望の厚さの第１の層１２０を得るために、そのような被覆プロセスを多数回繰り返してもよい。図２ａおよび２ｂは、それぞれ、シリカ（ＳｉＯ2）スートおよび球状シリカ粒子の第１の層１２０を有するアルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板１１０の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図２ａに示されたガラス基板は、水中の５質量％のシリカスートの分散液中で浸漬被覆した。平均のＳｉＯ2スート凝集体サイズは、１５０ｎｍから２５０ｎｍまでばらつき、不均一な厚さを有する空隙率の高い浸漬被覆された第１の層１２０を生成した。図２ｂに示されたガラス基板は、イソプロピルアルコール中の５質量％の球状シリカ粒子のコロイド分散液中で浸漬被覆した。コロイド粒子は、７０ｎｍから１００ｎｍに及ぶ平均サイズを有し、均一な厚さの単層または複層の第１の層１２０を形成した。図２ａ〜ｂの第１の層１２０の断面図は、側面で見て第１の層１２０の粗い不規則の外面１２２を示している。
【００１７】
１つの実施の形態において、第１の層１２０は、ケージ状構造を有する樹脂結合剤をさらに含んで差し支えない。そのような樹脂の非限定的例としては、シルセスキオキサン（ＳＳＱ）などが挙げられる。ここに用いたように、「シルセスキオキサン」という用語は、実験化学式ＲＳｉＯ1.5を有する化合物を称し、式中、Ｒは、水素、もしくはアルキル基、アルケン基、アリール基またはアリーレン基のいずれかである。そのような場合、樹脂結合剤は、無機ナノ粒子を含む分散液またはスラリー中に混ぜられ、次いで、これが、上述した基板１１０に施される。次いで、第１の層／被覆１２０は熱処理されて、無機ナノ粒子の周りに樹脂を架橋させる。１つの実施の形態において、第１の層／被覆１２０は、約３００℃の温度で、いくつかの実施の形態において、約２５０℃から約３５０℃の範囲の温度で熱処理され、ここで、樹脂ケージ構造は網目構造に転化される。別の実施の形態において、第１の層／被覆１２０は、少なくとも約３５０℃の温度で加熱または焼き鈍しされ、ここで、ＳＳＱ樹脂構造は、ＳｉＯ2ナノ粒子に影響を与えないＳｉ−Ｈの熱解離によりシリカに転化される。コロイドシリカ球状粒子およびＳＳＱを含む第１の層１２０を有する、割られたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板の断面図および平面図のＳＥＭ画像が、それぞれ、図２ｃおよび２ｄに示されている。図２ｃおよび２ｄに示された第１の層１２０を得るために、５質量％のコロイドシリカ粒子および１７質量％のＳＳＱを含む混合物を基板１１０上に回転塗布し、１時間に亘り３００℃で焼き鈍しした。第１の層１２０のある程度の厚さのばらつきがサンプルに亘り観察されるが、浸漬被覆された混合物は、シリカ粒子間、およびＳＳＱ樹脂を通じてのシリカ粒子とガラス表面との間で、良好な付着を示した。図２ｃにおける第１の層１２０の断面図は、側面から見た、第１の層１２０の粗く不規則な外面１２２を示している。第１の層１２０の平面図（図２ｄ）は、表面１２２の不規則で粗い表面的特徴を示している。
【００１８】
いくつかの実施の形態において、耐久性表面１１５は、第１の層１２０とフルオロシラン外層１４０または被覆との間に配置された固定化層１３０または被覆をさらに含む。固定化層１３０は、第１の層１２０の表面的特徴を「固定化し」−すなわち、固定し保存し−、第１の層１２０の外面１２２の表面的特徴の耐久性を提供する。固定化層１３０は、以下に限られないが、ジルコニア（ＺｒＯ2）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、ＳｉＯ、およびＳｉＯ2などの少なくとも１種類の無機酸化物を含む。１つの実施の形態において、固定化層１３０は、例えば、いくつかの実施の形態において、その後、焼き鈍しされてもエッチングされてもよいフルオロリン酸スズ系ガラス材料などの、スパッタリングされた無機酸化物層を含む。第１の層１２０および固定化層１３０を有するアルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板の断面図のＳＥＭ画像（１００倍の倍率）が図３に示されている。図３に示された基板１１０は、１６０ｎｍの平均凝集塊径を有する凝集したＣｅＯ2ナノ粒子の５質量％水性分散液で浸漬被覆され、空気乾燥されて、第１の層１２０を形成した。フルオロリン酸スズ系ガラス材料を含む固定化層１３０は、スパッタリングにより形成され、１７７ｎｍの厚さを有した。固定化層１３０は、第１の層１２０の表面１２２に実質的に従うまたは対応する表面的特徴および／またはプロファイルを有する外面１３２を有する。ここに用いたように、「実質的に従う」は、固定化層１３０の外面１３２の表面的特徴および／またはプロファイル特徴が、大体はまたは大部分は（すなわち、約５０％超）、第１の層１２０の外面１２２と実質的に同じＲＭＳ粗さ、自己相関、周期性、およびフラクタル寸法を有する外面１３２でも分かるように、第１の層１２０の外面１２２の表面的特徴／プロファイル特徴と従う、適合する、および／または対応することを意味する。いくつかの実施の形態において、固定化層１３０の外面１３２は、第１の層１２０の外面１２２のものの約３０％以内である、ＲＭＳ粗さ、自己相関、周期性、および／またはフラクタル寸法を実質的に有する。図３に示されるように、中間層１３０の外面１３２のプロファイルは、第１の層１２０の厚さの増減にしがって、第１の層１２０の外面１２２のものに実質的に従う。
【００１９】
いくつかの実施の形態において、スパッタリングされた無機酸化物固定化層１３０は、第１の層１２０中の複数のナノ粒子の平均凝集塊径または粒径の約２０％以内である厚さを有する。ここで、固定化層１３０は、付着を促進するために十分に厚いが、第１の層１２０の外面１２２の表面的特徴の湿潤挙動に与える影響を最小にするように十分に薄いように「調整される」（すなわち、選択されたまたは所定の厚さを達成するように、堆積される、またはエッチング、研削、研磨になどによって、他の様式で調節される）。吸着された原子または分子が合体して固定化層１３０を形成する場合、または固定化層１３０が約５０ｎｍの厚さを有する場合、第１の層１２０を完全に封止することができる。しかしながら、堆積された固定化層１３０が、第１の層１２０の湿潤特性、表面的特徴、および／またはプロファイルを覆い隠さず、それゆえ、耐久性表面１１５の全体の湿潤特性を特色付けるように、固定化層１３０の厚さを十分に調節すべきである。
【００２０】
図４ｂ〜ｄは、第１の層１２０中のＣｅＯ2ナノ粒子の平均凝集塊サイズまたは平均粒径に近いまたはそれに類似の厚さを有する固定化層１３０を有するアルミノケイ酸塩ガラス基板のＳＥＭ画像である。図４ａは、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板の表面上に直接スパッタリングされたフルオロリン酸スズ系ガラス材料の平面図のＳＥＭ画像である。第１の層１２０により提供される表面的特徴がない場合、固定化層１３０の表面１３２の表面的特徴は比較的滑らかである。図４ｂ〜４ｄに示されたサンプルにおいて、固定化層１３０は、堆積後に、焼き鈍しされたか（図４ｂ）、未処理であるか（すなわち、スパッタリングされた表面は、後に、焼き鈍しもエッチングもされていない）（図４ｃ）、またはエッチングされたか（図４ｄ）のいずれかである、スパッタリングされたフルオロリン酸スズ系ガラス材料からなる。フルオロリン酸スズ系ガラス材料が直接上にスパッタリングされた（図４ａ）ガラス基板の表面と比べた場合、固定化層１３０の表面１３２の粗い表面的特徴が、図４ｂ〜ｄにおいて明白である。表面１３２の粗い表面的特徴は、下にある第１の層１２０の浸漬被覆された外面１２２の表面的特徴に従う。固定化層１３０の焼き鈍しされた表面（図４ｂ）は、未処理の表面（図４ｃ）ほど粗くないが、未処理の第２の表面（図４ａ）の耐久性と類似の耐久性を示す。固定化層１３０の表面１３２のエッチングされた表面（図４ｄ）は、あばたのようになっており、したがって、構造的に弱化されている。
【００２１】
他の実施の形態において、固定化層１３０は、第１の層１２０の塗布、乾燥および／または硬化後に、基板１１０をＳＳＱ溶液で回転塗り、吹き付け塗り、または浸漬被覆することによって施せるシルセスキオキサン被覆を含む。基板１１０に、第１の層１２０を充填し完全に覆う固定化層１３０を形成するのに十分な量のＳＳＱを提供するために、多数回の被覆工程を行うことができる。固定化層１３０の塗布後、次いで、表面を約３００℃から約５５０℃までの範囲の温度で熱処理する。１つの実施の形態において、その温度は、ＳＳＱ樹脂を架橋させるのに十分であり、約３００℃から約３５０℃までの範囲にある。別の実施の形態において、表面は、シルセスキオキサンをシリカに転化させるのに十分な温度（一般に、約５５０℃）で加熱される。
【００２２】
ここに記載した固定化層１３０および／または第１の層１２０へのシルセスキオキサンの添加により、第１の層１２０の表面的特徴により与えられる疎水性および／または疎油性を、ここに記載された１００回の拭いのクロックメーター試験におけるような、布地により拭われたときに維持することができる。
【００２３】
フルオロシラン外側被覆１４０は、以下に限られないが、テフロン（登録商標）またはダウコーニング２６０４、２６２４、２６３４、ＤＫ  Ｏｐｔｏｏｌ  ＤＳＸ、シンエツＯＰＴＲＯＮ、ヘプタデカフルオロシラン（Gelest）、ＦｌｕｏｒｏＳｙｌ（Cytonix）等の他の市販のフルオロポリマーまたはフルオロシランなどの低表面エネルギーポリマーまたはオリゴマーを含む。フルオロシラン被覆は、回転塗り、吹き付け塗り、または浸漬被覆の内の１つにより施される。あるいは、フルオロシラン被覆は、スパッタリングまたは他の物理的または化学的気相成長法によって堆積させても差し支えない。
【００２４】
シルセスキオキサン樹脂が第１の層１２０に含まれる実施の形態、および第１の層１２０の表面的特徴が、ここに記載されたようにＳＳＱ含有固定化層１３０と組み合わされる実施の形態は、疎水性および／または疎油性基板１００の耐久性表面１１５に、例えば、ヒトの指などの布地や他の器具で擦られた場合、または酸や塩基による攻撃などの化学的研磨に曝露された場合に向上した耐久性を提供する。被覆耐久性（クロック耐性(Crock Rsistance)とも称される）は、疎水性および／または疎油性基板１００の、布地による繰り返しの擦りに耐える能力を称する。クロック耐性試験は、衣服または布地とタッチスクリーン装置との間の物理的接触を模倣すること、およびそのような処理後の基板上に堆積された被覆の耐久性を決定することが意図される。
【００２５】
クロックメーターは、そのような擦りに曝された表面のクロック耐性を決定するために使用される標準的な器具である。クロックメーターは、ガラススライドに、加重アームの端部に取り付けられた擦り先端すなわち「指」との直接の接触を施す。クロックメーターに設けられた標準的な指は、直径１５ｍｍの中実のアクリル棒材である。標準的なクロッキング用の清浄な布きれがこのアクリル製の指に取り付けられる。次いで、指は９００ｇの圧力でサンプル上に置かれ、耐久性／クロック耐性の変化を観察するために、アームがサンプルに亘り繰り返し前後に機械的に動かされる。ここに記載された試験に使用されるクロックメーターは、毎分６０回の一定のストローク速度を提供する電動式モデルである。クロックメーター試験は、その内容をここに全て引用する、「Standard Test Method fo rDetermination of Abrasion and Sudge Resistance of Images Produced from Business Copy Products」と題するＡＳＴＭ試験法Ｆ１３１９−９４に記載されている。
【００２６】
ここに記載された被覆、表面、および基板のクロック耐性または耐久性は、ＡＳＴＭ試験法Ｆ１３１９−９４により定義された規定の数の拭い後の光学的測定（例えば、ヘイズまたは透過率）または化学的測定（例えば、水接触角および／または油接触角）により決定される。１回の「拭い(wipe)」は、擦り先端すなわち指の２ストロークまたは１周期と定義される。１つの実施の形態において、１００回の拭い後、ここに記載された疎水性および／または疎油性基板１００の耐久性表面１１５上の油の接触角は、拭い前に測定された表面上の油の初期接触角の値から約２０％未満しか変動しない。いくつかの実施の形態において、１０００回の拭い後、耐久性表面１１５上の油の接触角は、初期接触角の値から約２０％未満しか変動しない。同様に、１００回の拭い後、ここに記載された疎水性および／または疎油性基板１００上の水の接触角は、拭い前に測定された、表面上の水の初期接触角の値から約２０％未満しか変動しない。他の実施の形態において、１０００回の拭い後、基板１００の耐久性表面１１５上の水の接触角は、初期接触角の値から約２０％未満しか変動せず、他の実施の形態において、５０００回の拭い後、初期接触角の値から約２０％未満しか変動しない。
【００２７】
ここに記載された耐久性表面１１５および透明な疎水性および／または疎油性ガラス基板１００も、そのような繰り返しの拭い後に低レベルのヘイズを維持する。１つの実施の形態において、ここに記載された耐久性表面１１５および透明な疎水性および／または疎油性ガラス基板１００。ここに記載された疎水性および／または疎油性基板１００の耐久性表面１１５は、約８０％未満の、他の実施の形態において、５０％未満の、さらに他の実施の形態において、約１０％未満の、ＡＳＴＭ試験法Ｆ１３１９−９４により定義されたヘイズを有する。
【００２８】
疎水性および／または疎油性ガラス基板１００および特にここに記載された耐久性表面１１５は、指紋耐性でもある。ここに用いたように、「抗指紋」、「抗指紋付着」および「指紋耐性」という用語は、ヒトの指紋に見つけられる流体および他の物質の移行に対する表面の耐性；そのような流体および物質に対する表面の非湿潤性；表面上のヒトの指紋の最小化、隠蔽、またはぼかし；およびそのような要因の組合せを称する。指紋は、皮脂性油（例えば、分泌された皮膚の油、脂肪、および蝋）、死んだ脂肪産生細胞の残骸、および水性成分の両方を含む。そのような物質の組合せおよび／または混合物も、ここでは、「指紋物質」と称される。したがって、抗脂肪付着表面は、使用者の指が触れたときに、水と油の移行の両方に対して耐性でなければならない。したがって、そのような表面の湿潤特徴は、表面が疎水性および疎油性の両方であるようなものである。
【００２９】
１つの実施の形態において、ヒトの指から、ここに記載された疎水性および／または疎油性基板１００の指紋耐性である耐久性表面１１５に移行する指紋物質の量は、ヒトの指の接触１回当たり約０．０２ｍｇ未満である。別の実施の形態において、そのような物質は、接触１回当たり０．０１ｍｇ未満しか移行されない。さらに別の実施の形態において、そのような物質は、接触１回当たり０．００５ｍｇ未満しか移行されない。指の接触１回当たり移行される液滴により被覆される耐久性表面１１５の面積は、ヒトの指が接触した疎水性および／または疎油性基板１００の耐久性表面１１５の総面積の約２０％未満、１つの実施の形態において、約１０％未満である。
【００３０】
ここに用いたように、「ヘイズ」および「透過ヘイズ」という用語は、その内容をここに全て引用する、ＡＳＴＭ法Ｄ１００３に従う±４．０°の角度の円錐の外側に散乱する透過光の百分率を称する。光学的に滑らかな表面について、透過ヘイズは一般にゼロに近い。ここに記載された疎水性および／または疎油性透明基板１００の耐久性表面１１５は、耐久性表面１１５の１００回の拭い後に約８０％未満のヘイズを有する。第２の実施の形態において、疎水性および／または疎油性透明基板１００の耐久性表面１１５は、耐久性表面１１５の１００回の拭い後に約５０％未満のヘイズを有し、第３の実施の形態において、その表面の透過ヘイズは、耐久性表面１１５の１００回の拭い後に約１０％未満である。いくつかの実施の形態において、透明基板の透過率は、耐久性表面１１５の１００回の拭い後に約７０％超である。
【００３１】
ここに用いたように、「光沢(gloss)」という用語は、その内容をここに全て引用する、ＡＳＴＭ法Ｄ５２３に従う基準（例えば、認定された黒色ガラス基準）に対して校正された正反射の測定を称する。ここに記載された疎水性および／または疎油性基板１００の耐久性表面１１５は、約６０％超の光沢（すなわち、６０°で基準に対してサンプルから正反射した光の量）を有する。
【００３２】
いくつかの実施の形態において、透明な疎水性および／または疎油性基板１００はガラスからなる。そのガラスは、例えば、ソーダ石灰ガラスもしくは、以下に限られないが、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスなどの、ダウンドローできる任意のガラスであってよい。１つの実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、アルミナ、少なくとも１種類のアルカリ金属、およびいくつかの実施の形態において、５０モル％超のＳｉＯ2、他の実施の形態において、少なくとも５８モル％の、さらに他の実施の形態において、少なくとも６０モル％のＳｉＯ2を含み、ここで、
2014500163.tif 000003
式中、改質剤はアルカリ金属酸化物である。このカラスは、特別な実施の形態において、約５８モル％から約７２モル％のＳｉＯ2、約９モル％から約１７モル％のＡｌ2Ｏ3、約２モル％から約１２モル％のＢ2Ｏ3、約８モル％から約１６モル％のＮａ2Ｏ、および０モル％から約４モル％のＫ2Ｏを含み、から実質的になり、またはからなり、ここで、
2014500163.tif 000004
式中、改質剤はアルカリ金属酸化物である。別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約６１モル％から約７５モル％のＳｉＯ2、約７モル％から約１５モル％のＡｌ2Ｏ3、０モル％から約１２モル％のＢ2Ｏ3、約９モル％から約２１モル％のＮａ2Ｏ、０モル％から約４モル％のＫ2Ｏ、０モル％から約７モル％のＭｇＯ、および０モル％から約３モル％のＣａＯを含む、から実質的になる、またはからなる。さらに別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ2、約６モル％から約１４モル％のＡｌ2Ｏ3、０モル％から約１５モル％のＢ2Ｏ3、０モル％から約１５モル％のＬｉ2Ｏ、０モル％から約２０モル％のＮａ2Ｏ、０モル％から約１０モル％のＫ2Ｏ、０モル％から約８モル％のＭｇＯ、０モル％から約１０モル％のＣａＯ、０モル％から約５モル％のＺｒＯ2、０モル％から約１モル％のＳｎＯ2、０モル％から約１モル％のＣｅＯ2、５０ｐｐｍ未満のＡｓ2Ｏ3、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ2Ｏ3を含み、から実質的になり、またはからなり、１２モル％≦Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ≦２０モル％、および０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％。さらに別の実施の形態において、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約６４モル％から約６８モル％のＳｉＯ2、約１２モル％から約１６モル％のＮａ2Ｏ、約８モル％から約１２モル％のＡｌ2Ｏ3、０モル％から約３モル％のＢ2Ｏ3、約２モル％から約５モル％のＫ2Ｏ、約４モル％から約６モル％のＭｇＯ、および０モル％から約５モル％のＣａＯを含み、から実質的になり、またはからなり、ここで、６６モル％≦ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋ＣａＯ≦６９モル％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ＋Ｂ2Ｏ3＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％、５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％、（Ｎａ2Ｏ＋Ｂ2Ｏ3）−Ａｌ2Ｏ3≦２モル％、２モル％≦Ｎａ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3≦６モル％、および４モル％≦（Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）−Ａｌ2Ｏ3≦１０モル％。
【００３３】
いくつかの実施の形態において、前記ガラスはリチウムを含まないのに対し、他の実施の形態において、そのようなガラスは、ヒ素、アンチモン、およびバリウムの内の少なくとも１つを含まない。いくつかの実施の形態において、基板は、以下に限られないが、フュージョンドロー、スロットドロー、リドローなどの方法を使用して、ダウンドローされる。
【００３４】
透明な疎水性および／または疎油性基板１００は、いくつかの実施の形態において、ここに記載された耐久性表面１１５を形成する前に、化学的または熱的に強化されている。強化された基板は、ある表面から、その表面下にある層の深さまで延在する強化表面層を少なくとも１つ有する。その強化表面層は圧縮圧力下にあるのに対し、ガラス基板の中央領域は、ガラス内の力を釣り合わせるように、張力下、または引張応力下にある。熱的強化（ここでは、「熱的焼き戻し(thermal tempering)」とも称される）において、基板は、ガラスの歪み点より高いが、ガラスの軟化点より低い温度に加熱され、歪み点より低い温度まで急冷されて、第１の層１２０、随意的な固定化層１３０、および外側のフルオロシラン被覆１４０の形成前に、ガラス基板の表面に強化層が形成される。別の実施の形態において、ガラス基板は、イオン交換として知られているプロセスによって化学的に強化できる。このプロセスにおいて、ガラスの表面層中のイオンは、同じ原子価または酸化状態を有するより大きいイオンにより置き換えられる、すなわち交換される。透明な疎水性および／または疎油性基板１００がアルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスを含む、それらの実施の形態において、ガラスの表面層中のイオンおよびより大きいイオンは、Ｌｉ+（ガラス中に存在する場合）、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+およびＣｓ+などの一価のアルカリ金属陽イオンである。あるいは、表面層中の一価の陽イオンは、Ａｇ+、Ｔｌ+、Ｃｕ+などの、アルカリ金属陽イオン以外の一価の陽イオンにより置き換えられてもよい。
【００３５】
イオン交換プロセスは、一般に、ガラス物品を、例えば、ガラス中のより小さいイオンと交換すべきより大きいイオンを含有する溶融塩浴などのイオン交換浴中に浸漬する工程を含む。以下に限られないが、浴の組成と温度、浸漬時間、塩浴（または複数の浴）中のガラスの浸漬回数、多数の塩浴の使用、アニールや洗浄などの追加の工程を含むイオン交換プロセスに関するパラメータは、一般に、ガラスの組成および強化操作により達成すべきガラスの所望の層の深さと圧縮応力により決定される。一例として、アルカリ金属含有ガラスのイオン交換は、以下に限られないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融塩浴中の浸漬により行われるであろう。溶融塩浴の温度は、一般に、約３８０℃から約４５０℃の範囲にあり、一方で、浸漬時間は約１５分間から約１６時間までに及ぶ。しかしながら、ここに記載されたものと異なる温度および浸漬時間を使用してもよい。そのようなイオン交換処理により、一般に、約２００ＭＰａから約８００ＭＰａに及ぶ圧縮応力および約１００ＭＰａ未満の中央張力を有する、約１０μｍから少なくとも５０μｍに及ぶ層の深さを有する強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスが得られる。
【００３６】
ここに記載されたガラス基板は、以下に限られないが、電話、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤなどの手持ち式またはポータブル通信およびエンターテイメント装置のような、ディスプレイおよびタッチ用途のための保護カバーガラスまたは窓として、また情報関連端末（ＩＴ）（例えば、ポータブルまたはラップトップコンピュータ）装置のためのディスプレイスクリーンまたはタッチセンサ装置として、並びに他の用途において、使用されるであろう。
【実施例】
【００３７】
以下の実施例は、本開示の様々な特徴および利点を示しており、その開示または付随の特許請求の範囲をそれに制限することを決して意図していない。
【００３８】
実施例１
以下の実施例は、セリアナノ粒子を含む第１の層、スパッタリングされたガラス固定化層、およびフルオロシラン外層を有する基板の形成を説明する。アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板を、１６０ｎｍの平均粒径を有するＣｅＯ2ナノ粒子の５質量％水性分散液で浸漬被覆し、空気乾燥して、基板上に第１の層を形成した。フルオロリン酸スズ系ガラス材料からなる固定化層をスパッタリングによって第１の層上に形成した。次いで、全てのサンプルをダウコーニングＤＣ２６３４フルオロシランで被覆した。
【００３９】
スパッタリングされたガラス膜は３つの異なる範囲の厚さを有した：５０〜６０ｎｍ；１７０〜１８０ｎｍ；および２７０〜２８０ｎｍ。第１の厚さ範囲（５０〜６０ｎｍ）は、群集と粒子の成長または島に近い凝集が堆積された膜に生じる条件とほぼ同じである。第２の厚さ範囲（１７０〜１８０ｎｍ）は、耐久性表面１１５の表面的特徴を提供する第１の浸漬被覆された層中のＣｅＯ2粒子の平均粒径にほぼ等しい。第３の厚さ範囲（２７０〜２８０ｎｍ）は、ＣｅＯ2粒子の平均粒径の２倍にほぼ等しい。
【００４０】
同じ厚さを有する浸漬被覆されたサンプルとスパッタリングされたサンプルを、未処理のまま（「そのまま」）にしたか、１分間に亘り３ＭのＨＣｌ中でエッチングしたか、または１５分間に亘り１８０℃で焼き鈍しした。次いで、全てのサンプルの処理（浸漬被覆、スパッタリング、およびフルオロシラン被覆）された表面について、油と水の接触角を測定した。次いで、サンプルに１００回のクロックメーターによる拭いを行い、水の接触角を再度測定した。様々な組のサンプルについて得た接触角の測定値の結果が表１に列挙されている。表１に報告された接触角は、±２〜３°の測定誤差で、５つの独立した接触角の測定値の平均値である。
【表１】
2014500163.tif 000005
【００４１】
１００回のクロックメーターによる拭い後の１７０〜１８０ｎｍの範囲と２７０〜２８０ｎｍの範囲のスパッタリングされたガラス膜厚を有するサンプルについて水の接触角は高いままであり、浸漬被覆された膜中のＣｅＯ2粒子の平均粒径に最も近い厚さのものの接触角は、１００回のクロックメーターによる拭い後に高いままである。１７０〜１８０ｎｍ範囲のスパッタリングされた膜厚を有するサンプルは、焼き鈍しされたサンプルと未処理のサンプル（サンプル４および５）の繰り返しの拭いから生じた４％〜５％の接触角の損失を示した。エッチングされたサンプルは、クロックメーターによる拭い前に明らかに優れた接触角（サンプル６、１０４°の油の接触角）を示したが、その表面は、１００回の拭い後のＨ2Ｏの接触角における３２％の減少に反映されるように、より容易に損なわれた。島に近い凝集に似た（サンプル１〜３）第１の範囲の薄膜の厚さ（５０〜６０ｎｍ）は、最初に高い接触角を示したが、クロックメーターの拭い後に３０％の接触角の損失を経験した。最大の膜厚を有するサンプル（第３の範囲、２７０〜２８０ｎｍ、サンプル７、８、９）は、スパッタリングされたガラス膜のみを有するガラス基板とは区別できない結果を生じ、これらのサンプルにおけるスパッタリングされた膜厚が、下にある浸漬被覆されたＣｅＯ2層の表面的特徴を分かりにくくし、それゆえ、セリア層により提供される湿潤特性の利点をなくすのに十分であることを示した。
【００４２】
実施例２
この実験は、シルセスキオキサンのない様々なシリカナノ粒子／分散体を含む第１の層、およびシリカナノ粒子からなる下層がないシルセスキオキサン層を含む第１の層の接触角および耐久性を実証する。アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板の表面にシリカ粒子を付加するために使用したプロセスが以下に記載されている。３種類の異なるシリカ分散体を調製し、シリカ粒子を含む表面をフルオロシラン被覆で処理した後に水と油の接触角を測定した。シリカ分散体、シリカの粒径、シリカ分散体の浸漬速度、浸漬後の熱処理、水の接触角（ＣＡ）、油のＣＡ、および膜厚または被覆厚を含む実験パラメータが表２に列挙されている。
【００４３】
あるプロセスにおいて、シリカスート（ＳｉＯ2、ｏｘ−４０、Degussa Chemical）をアルカリ性溶液中に分散させた。２．５、５、および１０質量％のシリカスートの分散体を２５および１００ｍｍ／分の速度でガラス基板上に浸漬被覆した。その被覆のＳＥＭ画像が図２ａに示されている。サンプルについて測定した水の接触角は１５０°から１７０°まで様々であり、様々な分散体について、油の接触角は１１０°から１２２°まで様々であった。被覆のヘイズ値は６％から９％までに及び、透過率は９３％から９４％に及んだ。
【００４４】
別のプロセスにおいて、シリカスート（ＳｉＯ2−ｃａｔｐｏｌｙ、degussa）を、カチオンポリマーを使用して分散させ、ガラス基板上に浸漬被覆した。これらの膜は、それぞれ、１４０°超および１２０°超の水と油の接触角を示した。ヘイズレベルは５％未満であり、透過率は９３％から９４％に及んだ。
【００４５】
第３のプロセスにおいて、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中に４０〜５０ｎｍ（３０％  ＳＴ−Ｌ、日産化学工業）および７０〜１２０ｎｍ（３０％、ＳＴ−ＺＬ、日産化学工業）の平均径を有する球状シリカ粒子のコロイド分散体をガラス基板上に浸漬被覆することによって、コロイドシリカ被覆を調製した。表２に示されたデータは、５および３０質量％の４０〜５０ｎｍおよび７０〜１２０ｎｍのコロイドシリカ系（それぞれ、（ＳＴ−Ｌ）および（ＳＴ−ＺＬ））についてである。５％のＳＴ−ＺＬ被覆のＳＥＭ画像が図２ｂに示されている。
【００４６】
表２は、Ｆｏｘ−２５シルセスキオキサン（ＳＳＱ）溶液およびフルオロシラン被覆を浸漬被覆したガラス基板について測定した、水と油の接触角、および実験パラメータも列挙している。基板を浸漬被覆するのに使用したＳＳＱ溶液は以下であった：Ｆｏｘ−２５（固体：１５〜４０％の水素−シルセスキオキサン（Ｈ−ＳＳＱ）、溶媒：４０〜７０％のオクタメチルトリシロキサン、１５〜４０％のヘキサメチルジシロキサン、および１〜５％のトルエン；ダウコーニング社により供給）；Ｆｏｘ−２４（固体：１５〜４０％の水素−シルセスキオキサン（Ｈ−ＳＳＱ）、溶媒：４０〜７０％のオクタメチルトリシロキサン、１５〜４０％のヘキサメチルジシロキサン、および１〜５％のトルエン；ダウコーニング社により供給）；およびＦｏｘ−１４（固体：１０〜３０％の水素−シルセスキオキサン（Ｈ−ＳＳＱ）、溶媒：６０％超のメチルイソブチルケトン、および１％未満のトルエン；ダウコーニング社により供給）。
【表２】
2014500163.tif 000006
【００４７】
表２に列挙されたサンプル上に堆積された全ての浸漬被覆した被覆は、クロックメーターによる拭いにより除去された。
【００４８】
実施例３
以下の実施例は、シルセスキオキサンを添加したシリカ粒子またはシリカスートの第１の層の表面的特徴を固定させるための２つのプロセスを説明する。第１のプロセスにおいて、アルカリ性溶液中の５質量％のＳｉＯ2スートの分散体を２５ｍｍ／分の速度でアルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板上に浸漬被覆した。次いで、被覆した基板を空気乾燥した。ＳＳＱの希釈（５０〜７０質量％）溶液（すなわち、Ｆｏｘ−２４）を、トルエンを使用して調製し、浸漬被覆によりＳｉＯ2スートが被覆された基板に施した。ＳＳＱ溶液による基板の浸漬被覆を繰り返して、スート層中の空隙を充填するのに十分な被覆を提供した。ＳＳＱ浸漬被覆を様々な速度で行った。次いで、被覆表面を３００℃、３５０℃または５５０℃で熱処理して、ＳＳＱ樹脂を架橋させたか（３００℃または３５０℃で）、ＳＳＱをシリカに転化させた（５５０℃で）。次いで、全てのサンプルにフルオロシラン（ＤＣ２６３４）を被覆した。シリカ分散体、シリカの粒径、シリカ分散体の浸漬速度、ＳＳＱ濃度、ＳＳＱ溶液の浸漬速度、およびＳＳＱ浸漬後の熱処理温度を含む実験パラメータが表３ａに列挙されている。次いで、１００回と１０００回のクロックメーターによる拭いの前後に、油と水の接触角（ＣＡ）の両方を測定した。１００回の拭い後の水と油の両方に関する、接触角の測定値と接触角の損失の結果が表３ｂに列挙されている。
【００４９】
表３から分かるように、いくつかのサンプル（サンプルＡ、Ｃ、およびＧ）は、クロックメーターによる拭い試験後に、ほぼ超疎水性および超疎油性のままであった。例えば、サンプルＳＦＸ４７について、たった１２〜１５％の水の接触角の損失しか観察されなかった。クロックメーターによる拭い試験の結果は、高い接触角の維持に関する最良の性能は、ＳＳＱ充填層の厚さが、浸漬被覆したシリカスート膜の平均厚に近い場合に得られることを示唆している。反対に、浸漬被覆溶液が７０％のＳＳＱを含む場合、または浸漬被覆がより速い速度（５０ｍｍ／分）で行われた場合に得られた、より厚いＳＳＱ膜が、対照のＳＳＱ被覆基板（表２）と区別できない接触角を生じた。
【表３ａ】
2014500163.tif 000007
【表３ｂ】
2014500163.tif 000008
【００５０】
一般的な実施の形態を説明目的で述べてきたが、先の説明は、本開示または付随の特許請求の範囲に対する制限と考えるべきではない。したがって、本開示または付随の特許請求の範囲から逸脱せずに、様々な改変、適用、および変更が当業者に想起されるであろう。
【符号の説明】
【００５１】
１００    疎水性および／または疎油性基板
１１０    基板
１１５    耐久性表面
１２０    第１の層
１２２    第１の層の外面
１３０    固定化層
１３２    固定化層の外面
１４０    外層または被覆
１５０    耐久性表面の外面
【図１】
2014500163.tif 000009
【図２（ａ）】
2014500163.tif 000010
【図２（ｂ）】
2014500163.tif 000011
【図２（ｃ）】
2014500163.tif 000012
【図２（ｄ）】
2014500163.tif 000013
【図３】
2014500163.tif 000014
【図４（ａ）】
2014500163.tif 000015
【図４（ｂ）】
2014500163.tif 000016
【図４（ｃ）】
2014500163.tif 000017
【図４（ｄ）】
2014500163.tif 000018
【国際調査報告】
2014500163.tif 000019
2014500163.tif 000020
2014500163.tif 000021