拒水构件和拒水构件的制造方法技术

在各种基材的外表面上设置以二氧化硅纳米粒子为主成分的特定厚度的二氧化硅层后，在该二氧化硅层的外表面上设置了以含氟有机硅化合物的固化物为主成分的特定厚度的拒水拒油层的拒水构件能够稳定且简便地对各种基材提供耐磨损性优异的拒水拒油被膜，所述拒水构件利用具有如下工序的方法等得到，在基材的外表面上湿法涂布包含二氧化硅纳米粒子和溶剂的分散液的工序；从该分散液将该溶剂干燥、除去的工序；在将该溶剂干燥、除去而形成的二氧化硅层的外表面上湿法涂布包含含氟有机硅化合物和溶剂的溶液的工序；以及从该溶液将该溶剂干燥、除去以将含氟有机硅化合物固化的工序。

Manufacturing method of water repellent component and water repellent component

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拒水构件和拒水构件的制造方法
本专利技术涉及拒水构件和拒水构件的制造方法，详细而言，涉及在基材和拒水拒油层之间设有以二氧化硅纳米粒子为主成分的二氧化硅层的拒水构件和该拒水构件的制造方法。
技术介绍
近年来，为了改善外观和视见性，对不易粘附污垢的技术和易于去除污垢的技术的需求逐年高涨，特别地，眼镜镜片，智能手机，可穿戴终端，汽车导航系统，电子设备的壳体，厨房灶台或运输设备的主体的表面易于粘附皮脂和油污，因此期望设置拒水拒油层。然而，就用作拒水拒油剂的具有氟基的化合物而言，其表面自由能非常小，对于各种基材具有非压敏粘合性和非密合性，难以将拒水拒油剂直接密合于基材。为了解决这样的问题，作为能够对玻璃等基材表面进行拒水拒油处理的处理剂，例如，日本特开2011-116947号公报(专利文献1)公开了由以下的平均组成式所示的含氟代氧化烯基的聚合物的组合物。[化学式1]A-Rf1-B(其中Rf1为包含5～100个-CdF2dO-(d为1～6的整数，对于每个重复单元可以不同)重复单元的二价的直链型氟代氧化烯基，A和B彼此独立地为选自Rf2基团或由下式[化学式2]所示的基团的基团，Rf2为F、H、其末端为-CF3基或-CF2H基的一价含氟基团，Q为二价有机基团，Z为具有硅氧烷键的2价～7价的有机聚硅氧烷残基，R为碳原子数1～4的烷基或苯基，X为水解性基团，a为2或3，b为1～6的整数，c为1～5的整数，β为0或1的整数。然而，专利文献1中提出的处理剂在玻璃等为代表的表面存在许多硅烷醇基(键合至硅原子的羟基)的基板的表面上显示出相对优异的耐久性，但对金属、金属氧化物和树脂等的表面难以获得优异的密合性。作为提高密合性的方法，公开了通过干法(蒸镀法或溅射法)设置SiO2层作为底涂层的方法(国际公开第2014/097388号：专利文献2)。已经表明，使用该方法时，可以形成耐久性优异的拒水拒油层，但是有时需要在真空中进行处理，对于涂覆大型基板，需要大型的装置，因此，在生产率和生产成本方面，应用范围受到限制。另一方面，公开了可以通过湿法设置底涂层的聚硅氮烷溶液(国际公开第2010/038648号：专利文献3)。利用了将聚硅氮烷溶液涂布到基材的表面后该聚硅氮烷溶液与水分反应而转化成二氧化硅玻璃。该方法在不使用真空工艺方面优于干法，但是存在如下问题：为了稳定拒水拒油层的密合性需要长时间的高温加热和加湿，因此在生产率和成本方面存在问题，可应用的基材也受到限制。再者，作为与本专利技术相关的现有技术，可举出上述文献以及以下的文献。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-116947号公报专利文献2：国际公开第2014/097388号专利文献3：国际公开第2010/038648号专利文献4：日本特开2007-197425号公报专利文献5：日本特开2007-297589号公报专利文献6：日本特开2007-297543号公报专利文献7：日本特开2008-088412号公报专利文献8：日本特开2008-144144号公报专利文献9：日本特开2010-031184号公报专利文献10：日本特开2010-047516号公报专利文件11：日本特开2011-178835号公报专利文件12：日本特开2014-08405号公报专利文件13：日本特开2014-105235号公报专利文献14：日本特开2013-253228号公报专利文件15：日本特开2014-218639号公报专利文献16：国际公开第2013/121984号
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术鉴于上述情况而做出，其目的在于提供耐磨损性优异的拒水构件，以及在各种基材的外表面上以湿法形成耐磨损性优异的拒水拒油层的防水构件的制造方法用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术人反复进行了深入研究，结果发现，在各种基材的外表面上设置以二氧化硅纳米粒子为主成分的特定厚度的二氧化硅层后，进而在该二氧化硅层的外表面上设置了以含氟有机硅化合物的固化物为主成分的特定厚度的拒水拒油层的拒水构件能够稳定且简便地对各种基材提供耐磨损性优异的拒水拒油被膜，从而完成了本专利技术，所述拒水构件利用具有如下工序的方法等得到，在基材的外表面上湿法涂布包含二氧化硅纳米粒子和溶剂的分散液的工序；从该分散液将该溶剂干燥、除去的工序；在将该溶剂干燥、除去而形成的二氧化硅层的外表面上湿法涂布包含含氟有机硅化合物和溶剂的溶液的工序；以及从该溶液将该溶剂干燥、除去以将含氟有机硅化合物固化的工序。即，本专利技术提供以下的拒水构件和拒水构件的制造方法。[1]拒水构件，其中，在基材的外表面上具有含有50质量％以上的二氧化硅纳米粒子的膜厚1nm～5μm的二氧化硅层，并且在该二氧化硅层的外表面上具有以含氟有机硅化合物的固化物为主成分的膜厚0.5～30nm的拒水拒油层。[2][1]所述的拒水构件，其中，含氟有机硅化合物为具有至少一个水解性基团的含氟代氧化烯基的有机硅化合物。[3][1]或[2]所述的拒水构件，含氟有机硅化合物为选自由以下通式(1)、(2)、(3)、(4)和(5)表示的含氟水解性有机硅化合物中的至少一种，(A-Rf)α-ZWβ(1)Rf-(ZWβ)2(2)Z’-(Rf-ZWβ)γ(3)[式中，Rf为-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-，p、q、r、s和t各自独立地为0～200的整数，并且，p+q+r+s+t＝3～500，这些括弧内所示的各单元可无规地结合，d独立地为0～8的整数，所述单元可以为直链状，也可以为支链状。A为氟原子、氢原子或者末端为-CF3基、-CF2H基或-CH2F基的一价含氟基团，Z、Z'独立地为单键或者可以含有氮原子、氧原子、硅原子、磷原子或硫原子、可以被氟取代的2价～8价的有机基团，W为在末端具有水解性基团的一价有机基团。α、β各自独立地为1～7的整数，并且，α+β＝2～8。γ为2～8的整数。A-Rf-Q-(Y)δ-B(4)Rf-(Q-(Y)δ-B)2(5)(式中，Rf、A基团与上述相同，Q为单键或二价有机基团，δ为1～10的整数，Y为具有水解性基团的二价有机基团，B为氢原子，碳原子数1～4的烷基或卤素原子。)[4].[3]所述的拒水构件，其中，由式(1)～(5)表示的含氟水解性有机硅化合物如下述所示。[化学式3][化学式4][化学式5][化学式6][化学式7][化学式8][化学式9][化学式10][化学式11]本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.拒水构件，其中，在基材的外表面上具有含有50质量％以上的二氧化硅纳米粒子的膜厚1nm～5μm的二氧化硅层，并且在该二氧化硅层的外表面上具有以含氟有机硅化合物的固化物为主成分的膜厚0.5～30nm的拒水拒油层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 JP 2017-1575331.拒水构件，其中，在基材的外表面上具有含有50质量％以上的二氧化硅纳米粒子的膜厚1nm～5μm的二氧化硅层，并且在该二氧化硅层的外表面上具有以含氟有机硅化合物的固化物为主成分的膜厚0.5～30nm的拒水拒油层。


2.根据权利要求1所述的拒水构件，其中，含氟有机硅化合物为具有至少一个水解性基团的含氟代氧化烯基的有机硅化合物。


3.根据权利要求1或2所述的拒水构件，含氟有机硅化合物为选自由以下通式(1)、(2)、(3)、(4)和(5)表示的含氟水解性有机硅化合物中的至少一种，
(A-Rf)α-ZWβ(1)
Rf-(ZWβ)2(2)
Z’-(Rf-ZWβ)γ(3)
式中，Rf为
-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-，p、q、r、s和t各自独立地为0～200的整数，并且，p+q+r+s+t＝3～500，这些括弧内所示的各单元可无规地结合，d独立地为0～8的整数，所述单元可以为直链状，也可以为支链状；A为氟原子、氢原子或者末端为-CF3基、-CF2H基或-CH2F基的一价含氟基团，Z、Z'独立地为单键或者可以含有氮原子、氧原子、硅原子、磷原子或硫原子、可以被氟取代的2价～8价的有机基团，W为在末端具有水解性基团的一价有机基团；α、β各自独立地为1～7的整数，并且，α+β＝2～8；γ为2～8的整数；
A-Rf-Q-(Y)δ-B(4)
Rf-(Q-(Y)δ-B)2(5)
式中，Rf、A基团与上述相同，Q为单键或二价有机基团，δ为1～10的整数，Y为具有水解性基团的二价有机基团，B为氢原子，碳原子数1～4的烷基或卤素原子。


4.根据权利要求3所述的拒水构件，其中，由式(1)～(5)表示的含氟水解性有机硅化合物如下述所示，
[化学式1]



[化学式2]



[化学式3]



[化学式4]



[化学式5...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根祐治，片山理佐，酒匈隆介，松田高至，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP