(57)【要約】  【課題】  優れた防汚性、撥水撥油性、耐擦傷性および低摩擦性を永続的に保持できる防汚性組成物を提供する。  【解決手段】  防汚層２が、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する防汚性組成物からなる。アルコキシシラン化合物は、無機系の材料からなる基材表面と脱アルコールによる縮合反応、所謂ゾルゲル反応を起こして強固な結合を形成する。含フッ素末端基が撥水性効果を発揮し、脂肪族炭化水素末端基が潤滑効果を発揮する。【選択図】  図１
2005048135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする防汚性組成物。
【請求項２】
下記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする請求項１記載の防汚性組成物。
【化１】
2005048135.tif 000008
（但し、式中、Ｒ1は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基、Ｒfはフルオロアルキル基、Ｒ2はＯ、ＮＨ又はＳ、Ｒ3はアルキレン鎖、Ｒ4はアルキル鎖を示す。）
【請求項３】
脂肪族炭化水素末端基および含フッ素末端基を有するアルコキシシラン化合物と、
炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒または混合溶媒と
からなることを特徴とする防汚膜形成用塗料。
【請求項４】
下記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする請求項３記載の防汚膜形成用塗料。
【化２】
2005048135.tif 000009
（但し、式中、Ｒ1は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基、Ｒfはフルオロアルキル基、Ｒ2はＯ、ＮＨ又はＳ、Ｒ3はアルキレン鎖、Ｒ4はアルキル鎖を示す。）
【請求項５】
透明性を有する基材上に、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する防汚膜が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
上記防汚膜が、下記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【化３】
2005048135.tif 000010
（但し、式中、Ｒ1は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基、Ｒfはフルオロアルキル基、Ｒ2はＯ、ＮＨ又はＳ、Ｒ3はアルキレン鎖、Ｒ4はアルキル鎖を示す。）
【請求項７】
上記基材と上記防汚膜との間に、無機系の材料からなる中間層がさらに形成されていることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項８】
透明導電性フィルム上に、無機系の材料からなる中間層、防汚膜が順次形成されているタッチパネルであって、
防汚膜が、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とするタッチパネル。
【請求項９】
上記防汚膜が、下記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする請求項８記載のタッチパネル。
【化４】
2005048135.tif 000011
（但し、式中、Ｒ1は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基、Ｒfはフルオロアルキル基、Ｒ2はＯ、ＮＨ又はＳ、Ｒ3はアルキレン鎖、Ｒ4はアルキル鎖を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、表面の汚れを防止するための防汚性組成物、防汚膜形成用塗料およびこれが塗布された表示装置ならびにタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
窓ガラスや自動車用ガラス、或いは反射防止性を持たせるためにプラスチック基材上に二酸化硅素層が形成されるような光学部品においては、雨水や汚染物が付着すると、これら付着物、特に油汚れ等を拭き取り洗浄するのに手間がかかる。
【０００３】
また、ガラスをはじめ、表面が主に二酸化硅素で形成されている基材は、高い表面硬度を有する反面、手垢、指紋、汗、ヘアーリキッド、ヘアースプレー等による汚れが目立ちやすく、またそれが除かれにくいという欠点を有している。また、表面のすべりが悪いために損傷時の傷が太くなりやすい等の問題点も有している。さらに、水に対する濡れ性が大きいために、雨滴、水の飛沫が付着すると大きく拡がり、例えば眼鏡レンズ等においては大面積にわたって物体がゆがんで見える等の問題点も有している。
【０００４】
また、近年、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、ＥＬ(Electro Luminescence)等のディスプレイが発達し、多方面に使用されるようになり、それに伴って画像をより見易くするための反射防止膜をディスプレイ表面上に設けることが増えてきた。この反射防止膜は、一般的に下層よりも屈折率の低い材料を、対象とする光の波長の１／４の光学的膜厚分だけ最表面に設けて構成される。この最表面層を作製する方法としては、フッ化マグネシウムやシリカ等の材料を真空蒸着やスパッタリング法により設ける方法、アルコキシシランの加水分解物等を溶液塗工する方法、フッ素系の高分子膜を蒸着や塗工で形成する方法等が用いられている。ところが、この最表面層の屈折率が低いために、汚れ、特に指紋汚れが目立ち易いという問題がある。
【０００５】
そこで、これらの問題を解決すべく、従来ガラス表面に撥水処理を施し、汚染防止を図る試みがなされている。この汚染防止の方法としては、（１）ポリジメチルシロキサンと室温で液状の炭化水素とからなる溶液中に無機ガラスを浸漬し、ディッピング法により塗布した後２５０〜３５０℃で焼き付ける方法（例えば、特許文献１参照）、（２）ポリフルオロアルキル基含有シラン化合物を塗布する方法（例えば、特許文献２，３，４参照）、（３）フルオロアルキル基含有シラン化合物に対してアルコキシシシランを添加した混合物を塗布する方法（例えば、特許文献５参照）が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１２６２４４号公報
【特許文献２】特開平５−０２４８８５号公報
【特許文献３】特開平６−０１６４５５号公報
【特許文献４】特開平８−０２６７７４号公報
【特許文献５】特開平５−１７０４８６号公報
【０００７】
しかしながら、これまでのシリコーン系被覆剤やフッ素系被覆剤による処理膜は、一時的に撥水機能を付与するものであり、ワイパー等による機械的な作用によりその撥水効果は劣化し永続性がなく耐久性に乏しいものであった。特に、これまでのフッ素系被覆剤においては、撥水性は増すが、塗布厚が大きくなり塗布ムラを作りやすいという欠点があり、摩擦又は滑り性に対して満足にいく結果が得られなかった。
【０００８】
また、上記問題を解決すべく、本出願人は先に、低分子量のパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物の被膜を二酸化珪素からなるガラスやプラスチック基材上に被覆に形成する方法を提案した。すなわち、基材面のＳｉＯ2との強固な相互作用を持たせるため、アルコキシシラノ基を分子構造中に取り込み、耐溶剤性を向上したものである。
【０００９】
【特許文献６】特開平１１−９２１７７号公報
【００１０】
上述の被膜形成により、耐磨耗性、耐溶剤性の大幅な向上がみられたが、低摩擦性又は滑り性の面では必ずしも充分な効果を得ることができなかった。すなわち、低分子量のパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物は、高い表面エネルギーを持つため、表面の低摩擦性又は滑り性が悪いために傷が太くなるなどの問題点を有している。そこで、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有する化合物が磁気記録媒体の潤滑剤として提案されている（特許文献７参照）。
【００１１】
【特許文献７】特開２００１−３１９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、本発明者の知見によれば、上述の化合物は、二酸化硅素よりなる基材表面と脱アルコールによる縮合反応、所謂ゾルゲル反応を起こして強固な結合を形成するアルコキシシラン化合物を分子内に持たないため、機械的な作用によりその効果は劣化し永続性がなく耐久性に乏しいという問題を有している。
【００１３】
したがって、この発明の目的には、防汚性、耐擦傷性および低摩擦性又は滑り性を永続的に保持することができる防汚性組成物、防汚膜形成用塗料およびこれが塗布された表示装置ならびにタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、第１の発明は、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする防汚性組成物である。
【００１５】
第２の発明は、脂肪族炭化水素末端基および含フッ素末端基を有するアルコキシシラン化合物と、
炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒または混合溶媒と
からなることを特徴とする防汚膜形成用塗料である。
【００１６】
第３の発明は、透明性を有する基材上に、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する防汚膜が形成されていることを特徴とする表示装置である。
【００１７】
第４の発明は、透明導電性フィルム上に、無機系の材料からなる中間層、防汚膜が順次形成されているタッチパネルであって、
防汚膜が、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有することを特徴とするタッチパネルである。
【００１８】
この発明によれば、アルコキシシラン化合物は、無機系の材料からなる基材表面と脱アルコールによる縮合反応、所謂ゾルゲル反応を起こして強固な結合を形成し、分子中にフッ素化合物を含むことにより撥水性効果を発揮し、脂肪族炭化水素末端基を含むことにより潤滑効果を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、アルコキシシラン化合物は、無機系の材料からなる基材表面と脱アルコールによる縮合反応、所謂ゾルゲル反応を起こして強固な結合を形成し、分子中にフッ素化合物を含むことにより撥水性効果を発揮し、脂肪族炭化水素末端基を含むことにより潤滑効果を発揮することができ、これにより、優れた防汚性、撥水撥油性、耐擦傷性および低摩擦性を永続的に保持することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００２１】
図１に、この発明の一実施形態による防汚性組成物からなる防汚膜が形成された基材の断面を示す。基材１は、ガラスなどの無機系の材料から構成される。ガラスとしては、例えばソーダガラス、鉛ガラス、硬質ガラス、石英ガラス、液晶化ガラスなどが挙げられる。また、例えばブラウン管などの光学用品としては、一般的にストロンチウム（Ｓｔ）やバリウム（Ｂａ）を含むケイ酸ガラスが好ましく用いられ、液晶表示装置などの光学用品としては、無アルカリガラスが好ましく用いられている。
【００２２】
防汚性組成物は、下記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する。
【００２３】
【化５】
2005048135.tif 000003
（但し、式中、Ｒ1は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基、Ｒfはフルオロアルキル基、Ｒ2はＯ、ＮＨ又はＳ、Ｒ3はアルキレン鎖、Ｒ4はアルキル鎖を示す。）
【００２４】
上記一般式（１）又は（２）で示されるアルコキシシラン化合物は、基本的に脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラノ基を有すればよく、これ以外の分子構造についての制限は本質的にはない。しかし、実際にはある程度の合成のし易さ、つまり実現性の観点から好ましい各構造部分の範囲はある。以下、その観点から、各構造部分を説明する。
【００２５】
上記一般式（１）又は（２）において、Ｒ1は、例えばアルキル基またはアルケニル基である。Ｒ1の炭素数は６〜３０であることが好ましく、１０〜２４であることがより好ましい。炭素数が６未満である場合、当該化合物が呈する潤滑性能が低下する傾向があり、一方、炭素数が３０より大きい場合、当該化合物が呈する防汚特性が低下する傾向がある。
【００２６】
上記一般式（１）又は（２）において、Ｒfは、例えばフルオロアルキル基またはフルオロエーテル基もしくはフルオロポリエーテル基である。Ｒfがフルオロアルキル基である場合、その炭素数は１〜１２であることが好ましく、６〜１０であることがより好ましい。フルオロアルキル基はパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
【００２７】
上記一般式（１）又は（２）において、Ｒ2は、例えば２価の原子又は基を示し、Ｒ3とパーフルオロポリエーテル基との結合基であり、特に制限はないが、合成上、炭素以外のＯ、ＮＨ、Ｓ等の原子あるいは原子団が好ましい。Ｒ3は、例えば炭化水素基であり、炭素数は２〜１０の範囲が好ましい。Ｒ3としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、フェニレン基などが挙げられる。
【００２８】
上記一般式（１）又は（２）において、Ｒ4は、例えばアルコキシ基を構成するアルキル基であり、通常は炭素数が３以下、つまりイソプロピル基、プロピル基、エチル基、メチル基を例示することができるが、炭素数はこれ以上でもよい。
【００２９】
また、上記一般式（１）又は（２）で示される脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する防汚性組成物は、溶媒に希釈されて防汚膜形成用塗料として用いられる。すなわち、上述の防汚膜２は、まず、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を溶媒に希釈して防汚膜形成用塗料をつくり、この防汚膜形成用塗料を基材１上に塗布し、乾燥させて形成される。
【００３０】
溶媒は、特に限定されるものではないが、組成物の安定性、被塗布面である最表面層（例えば、二酸化珪素膜）に対する濡れ性、揮発性などを考慮して選択することが好ましい。この溶媒としては、例えば炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、混合有機溶媒などが挙げられる。炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、キシレンおよびケトン等が挙げられる。アルコール系溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコールおよびブチルアルコール等の低級アルコールが挙げられる。混合有機溶媒としては、例えば、トルエンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒またはヘキサンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒が挙げられる。なお、この一実施形態による防汚性組成物を希釈する塗料は、これらの例に限られるものではなく、種々の溶媒を用いることができる。
【００３１】
脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物からなる防汚膜２の膜厚は、特に限定されるものではないが、撥水性、耐汚染性、塗布性とのバランス及び表面硬度の観点から、０．５〜１００ｎｍが好ましく、０．５〜５０ｎｍがより好ましい。膜厚が厚く成りすぎた場合には、表面を溶剤により払拭して余分な有機層を取り除いて適当な厚みに調整してもよい。
【００３２】
脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物は、硬化性物質であるため、揮発性溶媒に希釈して塗布することが好ましい。また、アルコキシシラン化合物の濃度は、塗布性の観点から、０．０１〜１０重量％が好ましい。濃度が０．０１重量％未満であると、有機層の膜厚が薄いために所望の効果を得ることができず、一方、濃度が１０重量％より大きいと、有機層の膜厚が厚すぎるため、塗布ムラが発生して所望の効果を得ることができない。
【００３３】
一般式（１）又は（２）で表されるアルコキシシラン化合物と溶媒とからなる防汚膜形成用塗料に対して、必要に応じて反応触媒としての酸あるいは塩基を添加することが好ましい。酸触媒としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酸性白土、酸化鉄、硼酸、トリフルオロ酢酸などが挙げられ、また塩基触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物などが挙げられる。これらの触媒の添加量は、０．００１〜１ｍｍｏｌ／Ｌ程度が好ましい。これらの酸、塩基に加えてリン酸ジラウリルエステル、リン酸のパーフルオロポリエーテルエステルなどの燐酸エステル系の触媒、あるいはアセチルアセトンのようなβ−ジケトンを添加してその触媒効果を高めることが可能である。このように触媒が添加されることによって一般式（１）又は（２）で表される化合物のシラノ基と、ガラス表面のＳｉＯ2との結合反応を伴う相互作用が、低温であるいは加熱を行なわずとも良好に進行する。このため、成膜した表面改質膜に変形などの悪影響を及ぼさずに反応させることができ、例えばＳｉＯ2からなる基材１上の薄膜材料においては、その膜厚から耐久性への要求が厳しいものであるにもかかわらず、良好な耐久性を得ることができる。このようなリン酸エステルやカルボニル化合物の添加量は、０．１〜１００ｍｍｏｌ／Ｌ程度とすることができる。このような触媒を添加した防汚膜形成用塗料の乾燥温度は、２０〜１７０℃程度とすることが好ましい。
【００３４】
また、防汚膜形成用塗料を基材１の一主面上に塗布する方法としては、従来より公知の方法が採用でき、均一性および反射干渉色を制御するという観点からスピン塗布、ディッピング塗布、カーテンフロー塗布などが好ましい。また、作業性の観点から紙、布などの材料に液を含浸させて塗布流延させる方法も好ましい。
【００３５】
また、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を塗布するに際しては、塗布されるべき基材１（例えばＳｉＯ2）の表面が清浄化されていることが好ましい。清浄化の手段としては、例えば、界面活性剤による汚れ除去、有機溶剤による脱脂、フレオンによる蒸気洗浄等が挙げられる。さらに、密着性、耐久性の向上を目的として各種の前処理を施すことも有効な手段であり、とくに好ましく用いられる方法としては活性化ガス処理、酸、アルカリなどによる薬品処理などが挙げられる。
【００３６】
図２は、この発明の一実施形態による表示装置の一例を示す断面図である。この表示装置１０は、ＣＲＴ(Cathode-Ray Tube)ディスプレイである。図２に示すように、表示装置１０の基材１１上には防汚膜２が形成されている。ここで、基材１は、具体的にはフェイスガラスである。防汚膜２は、上述の防汚膜形成用塗料を基材１１上に塗布し、硬化することにより形成される。防汚膜形成用塗料の塗布の方法としては、上述した塗布方法を用いることができる。なお、防汚膜形成用塗料を塗布する前段において、基材１１の表面を洗浄する前処理などを施すことが好ましい。
【００３７】
図３は、この発明の一実施形態による表示装置の他の例を示す断面図である。この表示装置１０１は、液晶表示装置である。図３に示すように、この一実施形態による表示装置１０１は、対向基板１０２、アクティブマトリクス基板１０３、液晶層１０４およびスペーサ１０５からなる。
【００３８】
対向基板１０２は、基材１２１と、基材１２１の一主面に順次形成された画素電極１２２および配向膜１２３と、基材１２１の他主面に順次形成された変更フィルム１２４、中間層１２５および防汚膜２とからなる。基材１２１は、例えばガラス基板である。基材１２１上に設けられた画素電極１２２は、例えばインジウムと錫の合金の酸化物（ＩＴＯ）からなる。画素電極１２２上に設けられた配向膜１２３は、例えばポリイミド配向膜である。中間層１２５は、無機系の材料からなり、この材料としては、例えば酸化ケイ素、無機酸化物、無機窒化物などが挙げられる。
【００３９】
防汚膜２は、上述したように、上述の防汚膜形成用塗料を中間層１２５上に塗布し、硬化することにより形成される。防汚膜形成用塗料の塗布の方法としては、上述した塗布方法を用いることができる。なお、防汚膜形成用塗料を塗布する前段において、中間層１２５の表面を洗浄する前処理などを施すことが好ましい。
【００４０】
アクティブマトリクス基板１０３は、基材１３１、画素電極１３２および配向膜１３３からなる。基材１３１は、例えばシリコン基板である。基材１３１上に設けられた画素電極１３２は、例えば反射型画素電極である。画素電極１３２上に設けられた配向膜１３３は、例えばポリイミド配向膜である。スペーサ１０５は、対向基板１０２とアクティブマトリクス基板１０３との間の隙間、すなわち液晶層１０４の厚みを一定に保つためのものであり、例えば球形状を有するガラスである。
【００４１】
図４は、この発明の一実施形態によるタッチパネルの一例を示す断面図である。このタッチパネル２０１は、図４に示すように、第１の透明導電性基材２０２と第２の透明導電性基材２０３とがスペーサ２１４を介して対向された構成を有する。第１の透明導電性基材２０２は、透明性を有する第１の基材２２１と、第１の基材２２１の一主面に形成された透明導電膜２２２と、第１の基材２２１の他面上に順次形成された中間層１２５および防汚膜２とからなる。一方、第２の透明導電性基材２０３は、透明性を有する第２の基材２３１と、この第２の基材２３１の第１の透明導電性基材２０２と対向する側の面に形成された透明導電膜２３２とからなる。
【００４２】
第１の基材２２１としては、軽量性、耐久性、透明性を考慮して、例えば高分子フィルムが用いられている。また、透明導電膜２２２，２３２の材料としては、例えば導電性を有するＩＴＯ（Indium−Tin−Oxide）が用いられている。防汚膜２は、上述したように、防汚膜形成用塗料を中間層１２５上に塗布し、硬化することにより形成される。表面処理剤の塗布の方法としては、上述した塗布方法を用いることができる。なお、防汚膜形成用塗料を塗布する前段において、中間層１２５の表面を洗浄する前処理などを施すことが好ましい。このような構成を有するタッチパネル２０１は、図４に示すように、例えば液晶表示素子などの表示装置２１５上に配置されている。
【００４３】
この発明の一実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
この発明の一実施形態による防汚膜２は、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を主成分とするため、基材１は表面処理を施さない通常のガラスなどに比べて汚れにくく、さらに汚れが付着した場合にも容易に汚れを除去でき、撥水性に優れ、表面の滑りが良好なために傷つきにくい等の効果を得ることができる。さらに、摩耗に対しても優れた耐久性を有し、溶剤等に対しても優れた化学安定性を有するという効果も得ることができる。
【００４４】
すなわち、この発明の一実施形態による防汚性組成物からなる防汚膜２では、具体的には、下記のような優れた効果を得ることができる。
（１）指紋、手垢等による汚れがつきにくく、また目立ちにくい。また、これらの効果が永続的に持続される。
（２）水垢等が付着し、乾燥されても容易に除去することが可能である。
（３）表面滑り性が良好である。
（４）ほこり等の汚れがつきにくく、使用性がよい。
（５）摩耗に対する耐久性がある。
【００４５】
脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物より形成される防汚膜２は、アルコキシシラノ基を分子構造中に含むので、例えば二酸化硅素よりなる基材１の表面と所謂ゾルゲル反応を起こして強固な結合を形成することができる。これにより、例えば、有機溶剤による払拭や洗浄による特性劣化等の問題が克服され、従来不足とされていた化学安定性が向上し、防汚性、耐久性および低摩擦性などの効果を永続的に保持することができる。
【００４６】
従来使用されているパーフルオロアルキル基含有シラン化合物でも、撥水性を得ることができるが、この場合、分子が剛直であるために膜構造が安定化しにくく、結果的に表面滑り性や耐摩耗性に不満が残る。本発明では、分子がフレキビリティであり、潤滑特性に優れた脂肪族炭化水素末端基を分子構造中にもつアルコキシシラン化合物を用いることにより、耐摩耗性や摩擦特性を解決することができる。
【００４７】
また、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基のみでも潤滑特性を得ることができるが、この場合、上述したように、基材との結合が弱く化学安定性に欠ける。本発明では、脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基を有するアルコキシシラン化合物を用いることにより、化学安定性と表面滑り性向上による耐摩耗性の両立を図ることができる。
【００４８】
上記脂肪族炭化水素末端基と含フッ素末端基とを有するアルコキシシラン化合物を含有する防汚性組成物を、炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒または混合溶媒に希釈し濃度を調整して、０．０１〜１０重量％なる濃度の防汚膜形成用塗料を得た後、この防汚膜形成用塗料を少なくとも表面が二酸化硅素からなる基材１上に塗布乾燥して、防汚膜２を形成することにより、防汚膜２の膜厚を制御して最適な表面状態にすることができ、耐汚水性、撥水性に優れ、表面滑り性が良好で、摩耗に対する耐久性や溶剤に対する優れた化学安定性を得ることができる。
【００４９】
防汚膜２が形成された基材１は、表面処理を施さない通常のガラスより汚れにくく、さらに汚れが付着した場合にもとれやすく、撥水性に優れ、低摩擦力を有し表面の滑りが良好なために傷つきにくい等の利点を有し、さらに、摩耗に対しても優れた耐久性を有し、溶剤等に対しても優れた化学安定性を有する。
【００５０】
また、この発明の一実施形態による防汚性組成物は、炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒または混合有機溶媒など様々な溶媒に溶解可能である。したがって、優れた耐汚染性、表面すべり性、耐摩耗性、撥水撥油性、耐溶剤性および動摩擦性を有するのみならず、優れた溶解性も有するという顕著の効果を得ることとができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を合成例、実施例および比較例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお実施例中において「部」は重量部を表すものである。
【００５２】
[合成例１]
オクタデシルこはく酸無水物１６．８ｇ(４７．６ｍｍｏｌ)と２−パーフルオロオクチルエタノール２０．１ｇ(４３．３ｍｍｏｌ)を１１０℃で６時間反応させる。反応終了後、酸・アルカリ洗浄、カラム精製によって白色固体３１．７ｇ(収率；９０％)を得た。得られた化合物のフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ；Fourier transform infrared absorption spectroscopy）のデータを図５に示す。得られた化合物の1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲのデータを以下に示す。
【００５３】
1Ｈ-ＮＭＲ(ＴＭＳ基準、ｐｐｍ)
ＣＨ3（ＣＨ2）17ＣＨ−              １．００−１．０５
―ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｈ17            ２．０５−２．１３
―ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯ―      ２．２８−２．３２
―ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯ―      ２．６８−２．９３
―ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2―            ４．１１−４．２３
【００５４】
13Ｃ-ＮＭＲ(ｐｐｍ)
Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｈ17    １７０
Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｈ17）ＣＨ2ＣＯＯＨ    １７３
Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｈ17）ＣＨ2ＣＯＯＨ    １７８
Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｈ17    １８１
【００５５】
以上の結果から、得られた化合物の構造式は下記式（３）と（４）であることがわかった。
【００５６】
【化６】
2005048135.tif 000004
【００５７】
[合成例２]
化合物（３）と（４）の混合物１０ｇに過量の塩化チオニルを添加して５０℃で２時間攪拌し、真空乾燥後、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン１.８ｇを滴下して室温で２時間攪拌し、図６に示すＦＴ-ＩＲでエステルのカルボニル基の吸収帯が１７０８ｃｍ-1から第一級アミドのカルボニル基に由来する１６４５ｃｍ-1への変化と２個のＮ−Ｈ伸縮吸収帯(３３７８ｃｍ-1、３３０１ｃｍ-1；第一級アミド)の消滅と伴う１個のＮ−Ｈ伸縮吸収帯(３２９０ｃｍ-1；第一級アミド)の生成したことから反応の完結を確認した後、無色透明の液体１１.６ｇ（収率；９５％以上）を得た。得られた化合物の1Ｈ−ＮＭＲのデータを以下に示す。
【００５８】
1Ｈ-ＮＭＲ(ＴＭＳ基準、ｐｐｍ)
―ＣＨ2ＣＨ2Ｓi≡          ０.５４-０.５８
―ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−        １.６０-１.６６
―ＣＯＮＨＣＨ2ＣＨ2−      ３.２６-３.３０
―ＣＯＮＨＣＨ2ＣＨ2−      ７.０５
―Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3      ３.７１-３.７６
―Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）3      １.１０-１.１５
【００５９】
以上の結果から、得られた化合物の構造式は下記式（５）と（６）の混合物であることが分かった。
【化７】
2005048135.tif 000005
【００６０】
表１に、本合成例に用いた化合物を示す。
【表１】
2005048135.tif 000006
【００６１】
[実施例１]
（１）基材１の作製
厚さ２ｍｍのスライドガラス板１を用い、このスライドガラス板を予めピラニア水（濃硫酸と過酸化水素水の混合溶液）中８０℃で２０分加熱した後、蒸留水、エタノールの順で洗浄し乾燥させた。
（２）防汚膜形成用塗料の調製
上述のように合成したアルコキシシラン化合物（表１中の化合物１と２の混合物）２部を、沸点が５５℃のトルエン２００部に溶解し、メンブランフィルターで瀘過を行なって防汚膜形成用組成物を得た。
（３）塗布及び乾燥
スライドガラス板１の表面に、上述のように調整した防汚膜形成用塗料を５ｃｍ／分の引き上げ速度でディップコーティングした後、室温で２４時間乾燥させ、膜厚２ｎｍ程度の防汚膜２を成膜した。
（４）性能評価
得られた防汚膜２の性能は下記の方法に従い試験を行なうことにより評価した。表２に、性能評価結果を示す。なお、表２において、「前」、「後」の項目は、それぞれ、スライドガラス板１上に形成された防汚膜２の表面をエタノール洗浄する前の評価結果、エタノール洗浄した後の評価結果を示す。
（ａ）耐汚染性試験
水道水５ｍｌを防汚膜２上にしたたらせ、室温雰囲気下で４８時間放置後、布で拭いた時の水垢の残存状態を観察した。水垢が除去できた時を○とし、除去できなかった時を×とした。
（ｂ）表面すべり性
鉛筆で表面を引っかいた時の引っかかり具合を評価した。判定方法は次の通りである。全く引っかからない時を○とし、強くすると引っかかる時を△とし、弱くしても引っかかる時を×とした。
（ｃ）耐摩耗性
サンプル表面をスチールウール＃００００、２００ｇ荷重下で３０回擦った後、傷が付いたかどうかで評価した。判定方法は、まったく傷が付かない時を○、細かく傷が付く時を△、著しく傷が付く時を×とした。
（ｄ）撥水撥油性
防汚膜２における純水及びヨウ化メチレンの接触角を測定した。測定は、協和界面化学社製ＣＡ−ＸＥ型を用いて行なった。水或いは油に対する耐汚染性の目安として表面エネルギーを求めた。表面エネルギーは、水とヨウ化メチレンの接触角を測定した後に、Ｋａｅｌｂｌｅの方法を用いて分散項成分（γd）と極性項成分（γp）を計算して求めた。一般に、表面エネルギーの極性項成分γpが３．０（ｅｒｇ／ｃｍ2）以下であれば耐汚染性が良好であるとされる。
（ｅ）耐溶剤性
エタノール洗浄を行った後に、上述の（ｄ）撥水撥油性におけると同様に、接触角の測定および表面エネルギーの計算を行った。
（ｆ）動摩擦力
摩擦抵抗力の試験方法は、(株)新東科学製連続加重式表面測定機ＴＹＰＥ２２Ｈを用い、ダイヤモンド針Ｒ０．１５に加重(１００ｇ)をかけて防汚膜２に当て、速度３８０ｍｍ／ｍｉｎで試料を移動させて、針にかかる摩擦抵抗力を測定した。摩擦抵抗力は、移動開始後１秒〜４秒間の平均値とする。測定は３回行い、その平均値をその試料の摩擦抵抗力とした。
【００６２】
[比較例１]
実施例１における防汚膜形成用塗料において、表１中の化合物１と２の混合物の代わりに低分子量のパーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン化合物３を用いた以外は、実施例１とすべて同様にして防汚膜２が一主面に形成されたスライドガラス板１を得た。そして、実施例１と同様の性能評価を行った。得られた評価結果を同様に表２に示す。
【００６３】
[比較例２]
実施例１における防汚膜形成用塗料において、表１中の化合物１と２の混合物の代わりに化合物４と５の混合物を用いた以外は、実施例１とすべて同様にして実施例１とすべて同様にして防汚膜２が一主面に形成されたスライドガラス板１を得た。そして、実施例１と同様の性能評価を行った。得られた評価結果を同様に表２に示す。
[比較例３]
スライドガラス板１の表面に防汚膜２を形成することなく、実施例１と同様な性能評価を行った。得られた評価結果を同様に表２に示す。
【００６４】
【表２】
2005048135.tif 000007
【００６５】
表２から、実施例１では、耐汚染性、表面すべり性、耐摩耗性、撥水撥油性、耐溶剤性および動摩擦性が良好であることが分かる。すなわち、化合物１および２をトルエンに溶解して防汚膜形成用塗料をつくり、この防汚膜形成用塗料をスライドガラス板１に塗布硬化することにより、優れた防汚膜２をスライドガラス板１上に形成できることが分かる。
【００６６】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００６７】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の一実施形態による防汚膜が形成された基材の断面図である。
【図２】この発明の一実施形態による表示装置の一例を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施形態による表示装置の他の例を示す断面図である。
【図４】この発明の一実施形態によるタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図５】合成例１により得られた化合物のＦＴ−ＩＲの測定結果を示すグラフである。
【図６】合成例２により得られた化合物のＦＴ−ＩＲの測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・基材、２・・・防汚膜、１０，１０１・・・表示装置、２０１・・・タッチパネル
【図１】
2005048135.tif 000012
【図２】
2005048135.tif 000013
【図３】
2005048135.tif 000014
【図４】
2005048135.tif 000015
【図５】
2005048135.tif 000016
【図６】
2005048135.tif 000017