WO2019026803A1 - パターン形成用基体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a substrate for pattern formation.
- pattern substrate a substrate having a pattern
- At least one pattern forming composition containing at least one functional group forming molecule which is a perfluoropolyether thiol compound, is applied to a substrate containing an inorganic material on its main surface, and then It is described to etch and form a pattern.
- Patent Document 2 a base material provided with a fluorine-containing resin layer on the surface is prepared, and the fluorine-containing resin layer is subjected to a specific treatment to form a functional group such as a carboxy group in the fluorine-containing resin layer. After that, it is described that a dispersion of metal particles protected with a protective agent of a specific structure is further applied to form a fine metal pattern on the substrate.
- JP 2012-511635 gazette JP, 2016-48601, A
- Patent Document 1 the inorganic material on the main surface of the substrate is decomposed by etching.
- decomposition of the inorganic material may require a long time.
- preparation of a substrate provided with a fluorine-containing resin layer, treatment of a fluorine-containing resin layer, preparation of a dispersion of metal particles protected with a protective agent of a specific structure, etc. The process is complicated because steps are required. Therefore, a patterned substrate that can be formed in a simpler process is desired.
- a perfluoro (poly) ether group-containing silane compound can provide a novel pattern forming substrate that can be formed by a simple method.
- At least a substrate and a portion derived from a perfluoro (poly) ether group-containing silane compound has at least one major surface having a first region and a second region which is a patterning region adjacent to the first region, The part derived from the perfluoro (poly) ether group-containing silane compound is provided in the first region, and a substrate for pattern formation is provided.
- a patterned substrate is provided, wherein the patterned portion is disposed in the second region of the patterned substrate.
- a third aspect of the invention For forming a pattern, including forming a portion derived from a perfluoro (poly) ether group-containing silane compound and a region for pattern formation on at least one main surface of a substrate, and producing a substrate for pattern formation A method of manufacturing a substrate is provided.
- a portion derived from a perfluoro (poly) ether group-containing silane compound and a region for pattern formation are formed on at least one main surface of a substrate, and a substrate for pattern formation is formed, and a substrate for pattern formation Forming a pattern portion in a pattern formation region and producing a pattern substrate, A method of manufacturing a patterned substrate is provided.
- a new pattern forming substrate capable of forming a pattern by a simple method.
- the substrate for pattern formation of the present invention has at least a substrate and a portion derived from a perfluoro (poly) ether group (hereinafter sometimes referred to as PFPE) -containing silane compound.
- the substrate has at least one main surface having a first region and a second region which is a region for pattern formation adjacent to the first region.
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound is disposed in the first region.
- Substrates that can be used in the present invention are, for example, glass, resin (natural or synthetic resin such as general plastic material, may be plate-like, film, other form), metal (aluminum, copper) May be a simple substance of metal such as iron or a complex such as alloy), ceramics, semiconductor (silicon, germanium, etc.), fiber (textile, non-woven fabric, etc.), fur, leather, wood, ceramic, stone etc., construction member etc. , May be composed of any suitable material.
- the glass is preferably sapphire glass, soda lime glass, alkali aluminosilicate glass, borosilicate glass, non-alkali glass, crystal glass, quartz glass, chemically strengthened soda lime glass, chemically strengthened alkali aluminosilicate glass, And chemically bonded borosilicate glass are particularly preferred.
- the resin acrylic resin and polycarbonate are preferable.
- At least the surface portion may be made of a material originally having a hydroxyl group.
- a material originally having a hydroxyl group examples include glass, metals (especially base metals) having a natural oxide film or thermal oxide film formed on the surface, ceramics, semiconductors and the like.
- the substrate is subjected to some pretreatment to introduce hydroxyl groups on the surface of the substrate. Can be increased or decreased. Examples of such pretreatment include plasma treatment (eg, corona discharge) and ion beam irradiation.
- the plasma treatment can introduce or increase hydroxyl groups on the substrate surface, and can also be suitably used to clean the substrate surface (remove foreign substances and the like).
- an interfacial adsorbent having a carbon-carbon unsaturated bond group is previously coated on the surface of the substrate by the LB method (Langmuir-Blodgett method), chemical adsorption method or the like. It may be formed in a form and then the unsaturated bond may be cleaved under an atmosphere containing oxygen, nitrogen and the like.
- such a substrate may be made of a material including at least a silicone compound having one or more other reactive groups such as Si—H groups, or a material containing an alkoxysilane.
- the substrate is glass.
- the shape of the substrate is not particularly limited, and may be appropriately determined depending on the application and specific specifications of the article to be produced.
- the thickness of the substrate may be, for example, in the range of 0.1 mm to 30 mm.
- the substrate has a first region and a second region on at least one major surface.
- the one main surface may be entirely the first region and the second region, or only a part of the first region may be the first region and the second region.
- the substrate has a first region and a second region on both major surfaces.
- the substrate has a first region and a second region on any one of the major surfaces.
- the second region is a region for pattern formation which exists adjacent to the first region.
- the pattern formation area is an area for forming a pattern portion. That is, when the pattern forming substrate further has a pattern portion (that is, when the pattern substrate is formed), the pattern portion is formed in the pattern forming region.
- the substrate is preferably exposed.
- the second region may have a concavo-convex shape that exhibits capillary action with respect to the composition for forming a pattern portion described later.
- a plurality of first regions and / or a plurality of second regions are present.
- the first region and the second region can have shapes suitable for applications, specific specifications, and the like of the substrate for pattern formation (or the pattern substrate formed using the substrate for pattern formation).
- the second region may have a lattice shape, or may have a configuration (a configuration in which the first region and the second region are arranged alternately in a linear shape) arranged alternately.
- each first region and each second region exist respectively continuously.
- the line width of the grid may be in the range of 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, may be in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, and is in the range of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- the line spacing may be in the range of 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, may be in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, and may be in the range of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- first region and the second region are arranged in a stripe
- two directions orthogonal to each other in the main surface of the pattern forming substrate of the present invention are the X-axis direction and the Y-axis direction.
- first region and the second region alternately exist in the X-axis direction in the main surface of the patterning substrate
- the first region in the Y-axis direction in the main surface of the patterning substrate and The second regions may be present consecutively.
- the width of each of the first regions (the width in the X-axis direction) may be in the range of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- the width of each of the second regions (the width in the X-axis direction) may be in the range of 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
- a portion derived from the PFPE-containing silane compound may form a convex shape, and the second region may exist as a concave portion.
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound is disposed in the first region.
- the portion may have a thickness in the range of, for example, 1 nm to 50 nm, preferably 1 nm to 30 nm, more preferably 1 nm to 15 nm.
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound may be a so-called thin layer.
- the PFPE-containing silane compound is It is a compound represented by (A1), (A2), (B1), (B2), (C1), (C2), (D1) or (D2).
- di- to dodeca-valent organic group means a carbon-containing di- to 10-valent group.
- the di- to deca-valent organic group is not particularly limited, and examples thereof include di- to 10-valent groups obtained by further removing 1 to 9 hydrogen atoms from a hydrocarbon group.
- the divalent organic group is not particularly limited, and examples thereof include divalent groups in which one hydrogen atom is further eliminated from a hydrocarbon group.
- hydrocarbon group means a group containing carbon and hydrogen wherein one hydrogen atom has been eliminated from the molecule.
- a hydrocarbon group is not particularly limited, and may be a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by one or more substituents, for example, an aliphatic hydrocarbon group, Aromatic hydrocarbon groups and the like can be mentioned.
- the “aliphatic hydrocarbon group” may be linear, branched or cyclic, and may be saturated or unsaturated.
- the hydrocarbon group may also contain one or more ring structures.
- Such a hydrocarbon group may have one or more of N, O, S, Si, an amide, a sulfonyl, a siloxane, a carbonyl, a carbonyloxy and the like in the terminal or molecular chain thereof.
- the substituent of the “hydrocarbon group” is not particularly limited, and for example, a halogen atom; C 1-6 alkyl optionally substituted by one or more halogen atoms Group, C 2-6 alkenyl group, C 2-6 alkynyl group, C 3-10 cycloalkyl group, C 3-10 unsaturated cycloalkyl group, 5- to 10-membered heterocyclyl group, 5- to 10-membered unsaturated heterocyclyl Groups, one or more groups selected from C 6-10 aryl groups and 5-10 membered heteroaryl groups.
- an alkyl group and a phenyl group may be unsubstituted or substituted, unless otherwise specified.
- the substituent of such group is not particularly limited, and one or more groups selected from, for example, a halogen atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group and a C 2-6 alkynyl group are preferable. It can be mentioned.
- R f independently at each occurrence represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted by one or more fluorine atoms.
- the "C1-C16 alkyl group" in the C1-C16 alkyl group which may be substituted by one or more fluorine atoms is a branched chain even if it is a straight chain It is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
- Rf is preferably an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, which is substituted by one or more fluorine atoms, and more preferably a CF 2 H—C 1-15 fluoroalkylene group or a C 1-16 It is a perfluoroalkyl group, more preferably a C 1-16 perfluoroalkyl group.
- the perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms may be linear or branched, and preferably has 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms, in a linear or branched chain.
- PFPE is independently at each occurrence: - (OC 6 F 12) a - (OC 5 F 10) b - (OC 4 F 8) c - (OC 3 F 6) d - (OC 2 F 4) e - (OCF 2) f - Is a group represented by
- a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 200 or less, and the sum of a, b, c, d, e and f is at least 1.
- a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 100 or less.
- the sum of a, b, c, d, e and f is 5 or more, more preferably 10 or more.
- the sum of a, b, c, d, e and f is 200 or less, more preferably 100 or less, for example 10 or more and 200 or less, more specifically 10 or more and 100 or less.
- the order in which each repeating unit enclosed in parentheses with a, b, c, d, e or f is present is arbitrary in the formula.
- repeating units may be linear or branched, but are preferably linear.
- - (OC 6 F 12) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2) - And-(OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3 ))-may be used, but-(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 )-is preferable.
- - (OC 5 F 10) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF (CF 3) It may be CF 2 CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF (CF 3 ) CF 2 )-,-(OCF 2 CF 2 CF (CF 3 ))-or the like, preferably-( OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) - a.
- - (OC 4 F 8) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF (CF 3) CF 2) - , - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3)) -, - (OCF 2 CF 3) 2 CF 2) -, - (OCF 2 C (CF 3) 2) -, - (OCF (CF 3) CF ( It may be any of CF 3 )),-(OCF (C 2 F 5 ) CF 2 )-and-(OCF 2 CF (C 2 F 5 ))-, but preferably-(OCF 2 CF 2).
- - (OC 3 F 6) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2) - and - (OCF 2 CF (CF 3 )) - be any of Although preferred, preferred is-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-.
- - (OC 2 F 4) - is, - (OCF 2 CF 2) - and - (OCF (CF 3)) - but it may be any of, preferably - (OCF 2 CF 2) - in is there.
- the PFPE is — (OC 3 F 6 ) d — (wherein d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less) .
- PFPE is — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) d — (wherein d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less) or OCF (CF 3 ) CF 2 ) d — (wherein, d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less).
- PFPE is — (OCF 2 CF 2 CF 2 ) d — (wherein d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less) .
- the PFPE is — (OC 4 F 8 ) c — (OC 3 F 6 ) d — (OC 2 F 4 ) e — (OCF 2 ) f —, wherein c and d are each independently And e and f are each independently an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less, and c, d, e and The sum of f is at least 5 or more, preferably 10 or more, and the order in which each repeating unit enclosed in parentheses with the subscript c, d, e or f is given is arbitrary in the formula).
- PFPE is, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) c - (OCF 2 CF 2 CF 2) d - (OCF 2 CF 2) e - (OCF 2) f - a.
- PFPE is — (OC 2 F 4 ) e — (OCF 2 ) f — (wherein e and f are each independently 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably Is an integer of 10 or more and 200 or less, and the order in which each repeating unit enclosed in parentheses with the subscript e or f is attached may be arbitrary in the formula).
- PFPE is a group represented by-(R 6 -R 7 ) j- .
- R 6 is OCF 2 or OC 2 F 4 , preferably OC 2 F 4 .
- R 7 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 or selected independently from these groups A combination of two or three groups.
- R 7 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 or from OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 It is a selected group, or a combination of 2 or 3 groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- the j is an integer of 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and 100 or less, preferably 50 or less.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 may be linear or branched, preferably linear .
- PFPE is preferably, - (OC 2 F 4 -OC 3 F 6) j - or - (OC 2 F 4 -OC 4 F 8) j - is.
- the ratio of e to f (hereinafter referred to as “e / f ratio”) is 0.1 or more and 10 or less, preferably 0.2 or more and 5 or less, and more preferably 0.2 or more and 2 or less More preferably, it is 0.2 or more and 1.5 or less, and still more preferably 0.2 or more and 0.85 or less.
- e / f ratio 10 or less, the slipperiness, friction durability and chemical resistance (for example, durability against artificial sweat) of the layer obtained from this compound are further improved.
- the smaller the e / f ratio the better the slip and friction durability of the layer.
- the stability of the compound can be further enhanced. The higher the e / f ratio, the better the stability of the compound.
- PFPE is independently at each occurrence: - (OC 6 F 12) a - (OC 5 F 10) b - (OC 4 F 8) c - (OC 3 F 6) d - (OC 2 F 4) e - (OCF 2) f - And at least one branched structure in PFPE. That is, in the present embodiment, the PFPE has at least one CF 3 terminal (specifically, -CF 3 , -C 2 F 5 etc., more specifically -CF 3 ).
- PFPE PFPE of such a structure
- ultraviolet light durability water repellency, oil repellency, stain resistance (for example, adhesion of stains such as fingerprints are prevented), chemical resistance, and water resistance of portions derived from the above compounds
- Degradability, friction durability, heat resistance, moisture resistance, etc. may be better.
- a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 200 or less, and the sum of a, b, c, d, e and f is at least 1.
- a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 100 or less.
- the sum of a, b, c, d, e and f is 5 or more, more preferably 10 or more.
- the sum of a, b, c, d, e and f is 200 or less, more preferably 100 or less, for example 10 or more and 200 or less, more specifically 10 or more and 100 or less.
- the order in which each repeating unit enclosed in parentheses with a, b, c, d, e or f is present is arbitrary in the formula.
- the PFPE preferably has at least 5 branched structures, more preferably 10, and particularly preferably 20.
- the number of repeating units having a branched structure is 40 or more in the PFPE structure with respect to the total number of repeating units (for example, the sum of the above a, b, c, d, e and f) 100. Is preferably 60 or more, more preferably 80 or more. In the PFPE structure, the number of repeating units having a branched structure may be 100 or less, for example, 90 or less, with respect to the total number 100 of the number of repeating units.
- the number of repeating units having a branched structure is preferably in the range of 40 to 100, more preferably in the range of 60 to 100, relative to the total number 100 of repeating units in the PFPE structure.
- the range of 80 to 100 is particularly preferred.
- the repeating unit having a branched structure for example, - (OC 6 F 12) - As, - (OCF (CF 3) CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF ( CF 3) CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3) CF 2) -, - ( OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF (CF 3)) - , and the like.
- the PFPE may include a linear repeating unit together with the repeating unit having a branched structure.
- the repeating unit of linear, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF 2) - can be exemplified.
- repeating unit - (OC 6 F 12) - , - (OC 5 F 10) -, - (OC 4 F 8) -, and - (OC 3 F 6) - is It has a branched structure.
- the PFPE consists of repeating units OC 6 F 12 , OC 5 F 10 , OC 4 F 8 , and OC 3 F 6 of branched structure.
- the above-mentioned PFPE is — (OC 3 F 6 ) d — (wherein d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less) , At least one branch structure in the PFPE.
- the PFPE may further contain a linear repeating unit-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-.
- the PFPE preferably comprises a repeating unit OC 3 F 6 having a branched structure.
- the PFPE is more preferably represented by the formula:-(OCF 2 CF (CF 3 )) d .
- d is an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, and more preferably 10 or more and 200 or less.
- the PFPE is — (OC 4 F 8 ) c — (OC 3 F 6 ) d — (OC 2 F 4 ) e — (OCF 2 ) f —, wherein c and d are each independently And e and f are each independently an integer of 1 or more and 200 or less, preferably 5 or more and 200 or less, more preferably 10 or more and 200 or less, and c, d, e and The sum of f is at least 5 or more, preferably 10 or more, and the order of existence of the respective repeating units enclosed in parentheses with the subscript c, d, e or f is arbitrary in the formula), It has at least one branched structure in PFPE.
- PFPE is a group represented by-(R 6 -R 7 ) j- and has at least one branched structure in PFPE.
- R 6 is OCF 2 or OC 2 F 4 , preferably OC 2 F 4 .
- R 7 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 or selected independently from these groups A combination of two or three groups.
- R 7 is a group selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 or from OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 It is a selected group, or a combination of 2 or 3 groups independently selected from these groups.
- the combination of 2 or 3 groups independently selected from OC 2 F 4 , OC 3 F 6 and OC 4 F 8 is not particularly limited.
- the j is an integer of 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and 100 or less, preferably 50 or less.
- OC 2 F 4 , OC 3 F 6 , OC 4 F 8 , OC 5 F 10 and OC 6 F 12 preferably have a branched structure.
- the PFPE consists of repeating units OC 6 F 12 , OC 5 F 10 , OC 4 F 8 , and OC 3 F 6 of branched structure.
- the number average molecular weight of -PFPE- moiety is not particularly limited, but for example, 500 to 30,000, preferably 1,500 to 30,000, more preferably 2,000 to It is 10,000.
- the above-mentioned number average molecular weight is a value measured by 19 F-NMR.
- the number average molecular weight of -PFPE- moiety is 500 to 30,000, preferably 1,000 to 20,000, more preferably 2,000 to 15,000, still more preferably 2,000 to It may be 10,000, for example 3,000 to 6,000.
- the number average molecular weight of the -PFPE- moiety may be 4,000 to 30,000, preferably 5,000 to 10,000, more preferably 6,000 to 10,000.
- R 13 independently at each occurrence represents a hydroxyl group or a hydrolysable group.
- hydrolyzable group means a group capable of undergoing a hydrolysis reaction, that is, a group capable of leaving a main skeleton of a compound by a hydrolysis reaction.
- R examples include unsubstituted alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl and isobutyl; and substituted alkyl groups such as chloromethyl.
- an alkyl group, particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- the hydroxyl group is not particularly limited, but may be formed by hydrolysis of a hydrolyzable group.
- R 14 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- each occurrence of R 11 independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
- the halogen atom is preferably an iodine atom, a chlorine atom or a fluorine atom, and more preferably a fluorine atom.
- each occurrence of R 12 independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group and a propyl group.
- n1 is independently an integer of 0 to 3, preferably 1 to 3, and more preferably 3 for each (-SiR 13 n1 R 14 3-n1 ) unit.
- at least one n1 is an integer of 1 to 3, that is, all n1 are never 0 simultaneously. In other words, at least one R 13 exists in the formula.
- At least two Si bonded to a hydroxyl group or a hydrolyzable group are present. That is, in the formulas (A1) and (A2), at least two —SiR 13 n1 R 14 3-n1 structures (ie, —SiR 13 moieties) in which n is 1 or more exist.
- each X 1 independently represents a single bond or a di- to 10-valent organic group.
- the said X 1 is a perfluoropolyether part (namely, Rf-PFPE part or -PFPE- part) which mainly provides water repellency, surface slip property, etc. in the compound represented by Formula (A1) and (A2) And a silane moiety that provides the ability to bind to a substrate (ie, a group that is bracketed with .alpha.1).
- X 1 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (A1) and (A2) can stably exist.
- X 1 can be X e .
- X e represents a single bond or 2-10 divalent organic group, preferably a single bond or -C 6 H 4 -, (i.e. - - phenylene.
- Each R 4 independently represents a hydrogen atom, a phenyl group, or a C 1-6 alkyl group (preferably a methyl group), preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- the —C 6 H 4 —, —CO—, —NR 4 — or —SO 2 — is preferably contained in the molecular main chain of the PFPE-containing silane compound.
- the molecular main chain represents the relatively longest linking chain in the molecule of the PFPE-containing silane compound.
- X e is more preferably a single bond or -C 6 H 4 -, - CONR 4 -, - CONR 4 -C 6 H 4 -, - CO -, - CO-C 6 H 4 -, - SO 2 NR 4 -, - SO 2 NR 4 -C 6 H 4 -, - SO 2 -, and -SO 2 -C 6 H 4 - represents a 2-10 monovalent organic group having at least one selected from the group consisting of .
- Additional -C 6 H 4 -, - CONR 4 -, - CONR 4 -C 6 H 4 -, - CO -, - CO-C 6 H 4 -, - SO 2 NR 4 -, - SO 2 NR 4 - C 6 H 4 -, - SO 2 -, or -SO 2 -C 6 H 4 - is preferably contained in the molecular backbone of the PFPE-containing silane compound.
- ⁇ 1 is an integer of 1 to 9
- ⁇ 1 ′ is an integer of 1 to 9.
- These ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ can change according to the valence of X 1 .
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is the same as the valence of X 1 .
- [alpha] 1 and [alpha] 1 'sum is 10, for example, [alpha] 1 is 9 and [alpha] 1' is 1, [alpha] 1 is 5 and [alpha] 1 'is 5 or [alpha] 1 is 1 and [alpha] 1, 'Can be nine.
- ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ are 1.
- [alpha] 1 is the value obtained by subtracting 1 from the valence of X 1.
- the above X 1 is preferably a divalent to heptavalent, more preferably a divalent to tetravalent, and still more preferably a divalent organic group.
- X 1 is a divalent to tetravalent organic group
- ⁇ 1 is 1 to 3
- ⁇ 1 ′ is 1.
- X 1 is a divalent organic group
- ⁇ 1 is 1
- ⁇ 1 ′ is 1.
- the formulas (A1) and (A2) are represented by the following formulas (A1 ′) and (A2 ′).
- R 31 represents a single bond,-(CH 2 ) s ' -or o-, m- or p-phenylene group, preferably-(CH 2 ) s'- s ′ is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 6, more preferably an integer of 1 to 3, and still more preferably 1 or 2.
- X a represents-(X b ) l ' - X b is independently at each occurrence -O-, -S-, o-, m- or p-phenylene, -C (O) O-, -Si (R 33 ) 2 -,-( Si (R 33) 2 O) m '-Si (R 33) 2 -, - CONR 34 -, - O-CONR 34 -, - NR 34 - and - (CH 2)
- n' - is selected from the group consisting of Represents a group R 33 each independently represents a phenyl group, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group, preferably a phenyl group or a C 1-6 alkyl group, more preferably a methyl group
- R 34 independently at each occurrence represents a hydrogen atom, a phenyl group or a C 1-6 alkyl group (preferably a methyl group),
- R 31 and X a are one or more selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group and a C 1-3 fluoroalkyl group It may be substituted by the substituent of
- X 1 is- (R 31 ) p ' -(X a ) q' -R 32- .
- R 32 represents a single bond,-(CH 2 ) t ' -or o-, m- or p-phenylene group, preferably-(CH 2 ) t'- .
- t ′ is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 6, more preferably an integer of 2 to 3.
- R 32 (typically a hydrogen atom in R 32 ) is substituted by one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group and a C 1-3 fluoroalkyl group It may be done.
- said X 1 is Single bond, C 1-20 alkylene group, -R 31 -X c -R 32- or -X d -R 32- [Wherein, R 31 and R 32 are as defined above. ] It can be.
- the alkylene group, - (C ⁇ H 2 ⁇ ) - a group having the structure, may be substituted or unsubstituted, may be linear or branched.
- X 1 is Single bond, C 1-20 alkylene group, -(CH 2 ) s' -X c- , -(CH 2 ) s ' -X c- (CH 2 ) t'- -X d- or -X d- (CH 2 ) t ' - [Wherein, s ′ and t ′ are as defined above. ] It is.
- X c is -O-, -S-, -C (O) O-, -CONR 34 -, -O-CONR 34 -, -Si (R 33 ) 2- , - (Si (R 33) 2 O) m '-Si (R 33) 2 -, -O- (CH 2) u '- (Si (R 33) 2 O) m' -Si (R 33) 2 -, -O- (CH 2) u '-Si (R 33) 2 -O-Si (R 33) 2 -CH 2 CH 2 -Si (R 33) 2 -O-Si (R 33) 2 -, -O- (CH 2) u '-Si (OCH 3) 2 OSi (OCH 3) 2 -, -CONR 34 - (CH 2) u '- (Si (R 33) 2 O) m' -Si (R 33) 2 -, -CONR 34
- X d is -S-, -C (O) O-, -CONR 34 -, -CONR 34 - (CH 2) u '- (Si (R 33) 2 O) m' -Si (R 33) 2 -, -CONR 34 - (CH 2) u '-N (R 34) -, or -CONR 34 - (o-, m- or p- phenylene) -Si (R 33) 2 - [Wherein each symbol is as defined above. ] Represents
- X 1 is Single bond, C 1-20 alkylene group, -(CH 2 ) s' -X c- (CH 2 ) t ' -or -X d- (CH 2 ) t'- [Wherein each symbol is as defined above. ] It can be.
- X 1 is Single bond, C 1-20 alkylene group, -(CH 2 ) s ' -O- (CH 2 ) t'- , -(CH 2 ) s' -(Si (R 33 ) 2 O) m ' -Si (R 33 ) 2- (CH 2 ) t'- , - (CH 2) s '-O- (CH 2) u' - (Si (R 33) 2 O) m '-Si (R 33) 2 - (CH 2) t' -, or - (CH 2) s' -O- (CH 2) t '-Si (R 33) 2 - (CH 2) u' -Si (R 33) 2 - (C v H 2v) - [Wherein, R 33 , m ′, s ′, t ′ and u ′ are as defined above, and v is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 6, more
- -(C v H 2v ) - may be linear or branched, and for example, -CH 2- , -CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3 ) -, - CH (CH 3) CH 2 - may be.
- the X 1 group is substituted by one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-3 alkyl group and a C 1-3 fluoroalkyl group (preferably a C 1-3 perfluoroalkyl group) It may be done.
- the X 1 group may be other than an —O—C 1-6 alkylene group.
- the X 1 group includes, for example, the following groups: [Wherein each R 41 independently represents a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group; D is -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CF 2 O (CH 2 ) 3- , -(CH 2 ) 2- , -(CH 2 ) 3- , - (CH 2) 4 -, -CONH- (CH 2 ) 3- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , -CON (Ph)-(CH 2 ) 3- (wherein, Ph means phenyl), and (Wherein, each R 42 independently represents a hydrogen atom, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group or a methoxy group, more preferably a a methyl
- X 1 include, for example: Single bond -CH 2 OCH 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CH 2 O (CH 2 ) 6- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 O (Si (CH 3) 2 O) 2 Si (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH
- X 1 represents X e ′ .
- X e ′ is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, -R 51 -C 6 H 4 -R 52- , -R 51 -CONR 4 -R 52- , -R 51 -CONR 4 -C 6 H 4 -R 52- , -R 51 -CO-R 52- , -R 51 -CO-C 6 H 4 -R 52- , -R 51 -SO 2 NR 4 -R 52- , -R 51 -SO 2 NR 4 -C 6 H 4 -R 52- , -R 51 -SO 2 -R 52- , or -R 51 -SO 2 -C 6 H 4 -R 52- .
- R 51 and R 52 each independently represent a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
- R 4 is as defined above.
- the alkylene group is substituted or unsubstituted, preferably unsubstituted.
- a halogen atom Preferably a fluorine atom can be mentioned, for example.
- the alkylene group is linear or branched, and is preferably linear.
- X e ′ is Single bond, Alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, -C 6 H 4 -R 52 ′ -, -CONR 4 '-R 52' -, -CONR 4 '-C 6 H 4 -R 52' -, -CO-R 52 ' -, -CO-C 6 H 4 -R 52 ' -, -SO 2 NR 4 '-R 52' -, -SO 2 NR 4 '-C 6 H 4 -R 52' -, -SO 2 -R 52 ' -, -SO 2 -C 6 H 4 -R 52 ' -, -R 51 '-C 6 H 4 - , -R 51 '-CONR 4' -, -R 51 '-CONR 4' -C 6 H 4 -, -R 51 '-CO-, -R 51 '-CO-, -R 51
- X e ′ include, for example, Single bond, An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, -CONH-, -CONH-CH 2- , -CONH- (CH 2 ) 2- , -CONH- (CH 2 ) 3- , -CON (CH 3 )-, -CON (CH 3 ) -CH 2- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 2- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , -CH 2 -CONH-, -CH 2 -CONH-CH 2- , -CH 2 -CONH- (CH 2 ) 2- , -CH 2 -CONH- (CH 2 ) 3- , -CONH-C 6 H 4 -, -CON (CH 3) -C 6 H 4 -, -CH 2 -CON (CH 3 ) -CH 2- , -CH 2 -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , -CON
- X e ′ is a single bond.
- a group capable of binding PFPE to a substrate that is, a group enclosed in parentheses with ⁇ 1 in (A1) and (A2) is directly bonded.
- X 1 is a group represented by the formula:-(R 16 ) x- (CFR 17 ) y- (CH 2 ) z- .
- x, y and z are each independently an integer of 0 to 10, the sum of x, y and z is 1 or more, and the order of existence of each parenthesized parenthesis is in the formula Is optional.
- R 16 are each independently at each occurrence, an oxygen atom, a phenylene, carbazolylene, -NR 18 - (wherein, R 18 represents a hydrogen atom or an organic group) or a divalent organic group is there.
- R 16 is an oxygen atom or a divalent polar group.
- the “lower alkyl group” is, for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group or an n-propyl group, which may be substituted by one or more fluorine atoms Good.
- R 17 in each occurrence is independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a lower fluoroalkyl group, preferably a fluorine atom.
- the “lower fluoroalkyl group” is, for example, a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms, preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a trifluoromethyl group, It is a pentafluoroethyl group, more preferably a trifluoromethyl group.
- X 1 is preferably of the formula: — (O) x — (CF 2 ) y — (CH 2 ) z —, wherein x, y and z are as defined above, in parentheses The order of existence of each repeating unit enclosed is arbitrary group in the formula).
- Examples of the group represented by the above formula:-(O) x- (CF 2 ) y- (CH 2 ) z- include, for example,-(O) x ' -(CH 2 ) z " -O-[(CH 2 ) 2) z '''-O-] z "", and - (O) x' - ( CF 2) y "- (CH 2) z” -O - [(CH 2) z '''-O- Z ′ ′ ′ ′ ′ (wherein, x ′ is 0 or 1, y ′ ′, z ′ ′ and z ′ ′ ′ are each independently an integer of 1 to 10, and z ′ ′ ′ is 0 or 1 The left end of these groups is bonded to the PFPE side.
- X 1 is —O—CFR 20 — (CF 2 ) e ′ —.
- the above R 20 each independently represents a fluorine atom or a lower fluoroalkyl group.
- the lower fluoroalkyl group is, for example, a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, still more preferably trifluoro. It is a methyl group.
- the above e's are each independently 0 or 1.
- R 20 is a fluorine atom and e ′ is 1.
- examples of X 1 groups include: [In the formula, Each R 41 independently represents a hydrogen atom, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a C 1-6 alkoxy group, preferably a methyl group; In each X 1 group, any part of T is attached to PFPE of the molecular backbone: -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CF 2 O (CH 2 ) 3- , -CH 2- , -(CH 2 ) 2- , -(CH 2 ) 3- , - (CH 2) 4 -, -CONH- (CH 2 ) 3- , -CON (CH 3 )-(CH 2 ) 3- , -CON (Ph)-(CH 2 ) 3- (wherein Ph means phenyl), or [Wherein, R 42 each independently represents a hydrogen atom, a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkyl group or
- T's are — (CH 2 ) n ′ ′ (n ′ ′ is an integer from 2 to 6) attached to the group opposite to the PFPE of the molecular main chain, and, if present, the remaining T may be each independently a methyl group, a phenyl group, a C 1-6 alkoxy group or a radical scavenging group or an ultraviolet absorbing group.
- the radical scavenging group is not particularly limited as long as it can scavenge a radical generated upon irradiation with light, for example, benzophenones, benzotriazoles, benzoates, phenyl salicylates, crotonic acids, malonic esters, organoacrylates And residues of hindered amines, hindered phenols, or triazines.
- the ultraviolet absorbing group is not particularly limited as long as it can absorb ultraviolet light, and examples thereof include benzotriazoles, hydroxybenzophenones, esters of substituted and unsubstituted benzoic acid or salicylic acid compounds, acrylates or alkoxycinnamates, oxamides, The residue includes oxanilides, benzoxazinones and benzoxazoles.
- preferred radical scavenging groups or ultraviolet absorbing groups are Can be mentioned.
- X 1 (and X 3 , X 5 and X 7 described below) may be a trivalent to dodecavalent organic group.
- X 2 each independently represents a single bond or a divalent organic group at each occurrence.
- X 2 is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably — (CH 2 ) u — (wherein u is an integer of 0 to 2).
- t is each independently an integer of 1 to 10. In a preferred embodiment, t is an integer of 1 to 6. In another preferred embodiment, t is an integer of 2 to 10, preferably an integer of 2 to 6.
- Preferred compounds represented by the formulas (A1) and (A2) have the following formulas (A1 ′) and (A2 ′): [In the formula: Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) a - (OC 5 F 10) b - (OC 4 F 8) c - (OC 3 F 6) d - (OC 2 F 4) e - (OCF 2) f - (Wherein, a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 200 or less, and the sum of a, b, c, d, e and f is at least 1).
- a group represented by R f independently at each occurrence represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted by one or more fluorine atoms;
- R 13 independently at each occurrence independently represents a hydroxyl group or a hydrolysable group;
- R 14 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence;
- R 11 independently represents at each occurrence a hydrogen atom or a halogen atom;
- R 12 independently at each occurrence represents a hydrogen atom or a lower alkyl group;
- n1 is an integer of 1 to 3, preferably 3;
- X 1 is independently at each occurrence, -O-CFR 20 - (CF 2) e '- a and;
- R 20 each independently at each occurrence is a fluorine atom or a lower fluoroalkyl group; e
- the compounds represented by the above formulas (A1) and (A2) can be obtained, for example, by introducing iodine into the terminal using a perfluoropolyether derivative corresponding to the Rf-PFPE- moiety as a raw material, and then introducing —CH 2 CR 12 (X It can be obtained by reacting a vinyl monomer corresponding to 2 -SiR 13 n1 R 14 3-n1 )-.
- Rf, PFPE, R 13 , R 14 and n 1 are as defined for the above formulas (A1) and (A2).
- each X 3 independently represents a single bond or a di- to 10-valent organic group.
- the said X 3 is a perfluoropolyether part (namely, Rf-PFPE part or -PFPE- part) which mainly provides water repellency, surface slip property, etc. in the compound represented by Formula (B1) and (B2) And a silane moiety (specifically, -SiR 13 n 1 R 14 3-n 1 ) that provides the ability to bind to a substrate.
- X 3 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (B1) and (B2) can stably exist.
- X 3 represents X e .
- X e is as defined above.
- ⁇ 1 is an integer of 1 to 9
- ⁇ 1 ′ is an integer of 1 to 9.
- These ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ can change according to the valence of X 3 .
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is the same as the valence of X 3 .
- X 3 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is 10, for example, ⁇ 1 is 9 and ⁇ 1 ′ is 1, ⁇ 1 is 5 and ⁇ 1 ′ is 5, or ⁇ 1 is 1 and ⁇ 1 'Can be nine.
- ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ are 1.
- ⁇ 1 is a value obtained by subtracting 1 from the value of the valence of X 3 .
- the above X 3 is preferably a divalent to heptavalent, more preferably a divalent to tetravalent, more preferably a divalent organic group.
- X 3 is a divalent to tetravalent organic group
- ⁇ 1 is 1 to 3
- ⁇ 1 ′ is 1.
- X 3 is a divalent organic group
- ⁇ 1 is 1
- ⁇ 1 ′ is 1.
- the formulas (B1) and (B2) are represented by the following formulas (B1 ′) and (B2 ′).
- Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) a - (OC 5 F 10) b - (OC 4 F 8) c - (OC 3 F 6) d - (OC 2 F 4) e - (OCF 2) f - (Wherein, a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 200 or less, and the sum of a, b, c, d, e and f is at least 1).
- R f independently at each occurrence represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted by one or more fluorine atoms
- R 13 independently at each occurrence independently represents a hydroxyl group or a hydrolysable group
- R 14 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence
- n1 is an integer of 1 to 3, preferably 3
- X 3 is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 — or —CH 2 O (CH 2 ) 6 — It is a compound represented by
- Examples of the X 3, is not particularly limited, examples thereof include the same as described for X 1.
- preferred specific X 3 is -CH 2 OCH 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CH 2 O (CH 2 ) 6- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 O (Si (CH 3) 2 O) 2 Si (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2
- X 3 represents X e ′ .
- X e ′ is as defined above.
- X e ′ is a single bond.
- a group having a binding ability between PFPE and a substrate that is, a group enclosed in parentheses with ⁇ 1 in (B1) and (B2) is directly bonded.
- At least two Si bonded to a hydroxyl group or a hydrolyzable group are present. That is, in the formulas (B1) and (B2), at least two structures of SiR 13 exist.
- Preferred compounds represented by the formulas (B1) and (B2) have the following formulas (B1 ′) and (B2 ′): [In the formula: Each PFPE is independently of the formula: - (OC 6 F 12) a - (OC 5 F 10) b - (OC 4 F 8) c - (OC 3 F 6) d - (OC 2 F 4) e - (OCF 2) f - (Wherein, a, b, c, d, e and f are each independently an integer of 0 or more and 200 or less, and the sum of a, b, c, d, e and f is at least 1).
- a group represented by R f independently at each occurrence represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted by one or more fluorine atoms;
- R 13 independently at each occurrence independently represents a hydroxyl group or a hydrolysable group;
- R 14 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms at each occurrence;
- n1 is an integer of 1 to 3, preferably 3;
- X 3 is —CH 2 O (CH 2 ) 2 —, —CH 2 O (CH 2 ) 3 — or —CH 2 O (CH 2 ) 6 —.
- the compounds represented by the above formulas (B1) and (B2) can be produced by a known method, for example, the method described in JP 2013-117012 A or its improved method.
- Rf and PFPE are as defined for the above formulas (A1) and (A2).
- each X 5 independently represents a single bond or a di- to 10-valent organic group.
- the X 5 has the formula (C1) and in the compounds represented by (C2), perfluoropolyether portion which mainly provide water repellency and surface slipperiness, etc. (i.e., Rf-PFPE unit or -PFPE- parts)
- Rf-PFPE unit or -PFPE- parts perfluoropolyether portion which mainly provide water repellency and surface slipperiness, etc.
- silane unit that provides a binding capability to a substrate is understood as a linker linking.
- X 5 may be any organic group as long as the compounds represented by formulas (C1) and (C2) can stably exist.
- X 5 represents X e .
- X e is as defined above.
- ⁇ 1 is an integer of 1 to 9
- ⁇ 1 ′ is an integer of 1 to 9.
- These ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ may change according to the valence of X 5 .
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is the same as the valence of X 5 .
- X 5 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is 10, for example, ⁇ 1 is 9 and ⁇ 1 ′ is 1, ⁇ 1 is 5 and ⁇ 1 ′ is 5, or ⁇ 1 is 1 and ⁇ 1 'Can be nine.
- ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ are 1.
- ⁇ 1 is a value obtained by subtracting 1 from the value of the valence of X 5 .
- the above X 5 is preferably a divalent to heptavalent, more preferably a divalent to tetravalent, more preferably a divalent organic group.
- X 5 is a divalent to tetravalent organic group
- ⁇ 1 is 1 to 3 and ⁇ 1 ′ is 1.
- X 5 is a divalent organic group
- ⁇ 1 is 1
- ⁇ 1 ′ is 1.
- the formulas (C1) and (C2) are represented by the following formulas (C1 ′) and (C2 ′).
- Examples of X 5 include, but are not particularly limited to, the same ones as described for X 1 .
- preferred specific X 5 is -CH 2 OCH 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CH 2 O (CH 2 ) 6- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 O (Si (CH 3) 2 O) 2 Si (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2
- X 5 represents X e ′ .
- X e ′ is as defined above.
- X e ′ is a single bond.
- a group capable of binding PFPE to a substrate that is, a group which is attached with ⁇ 1 and bracketed in (C1) and (C2) is directly bonded.
- R a independently represents -Z 3 -SiR 71 p 1 R 72 q 1 R 73 r 1 at each occurrence.
- each Z 3 independently represents an oxygen atom or a divalent organic group.
- the above Z 3 is preferably a divalent organic group, and forms a siloxane bond with the Si atom at the end of the molecular main chain in the formula (C1) or the formula (C2) (Si atom to which R a is bonded) Do not include what you do.
- the above Z 3 is preferably a C 1-6 alkylene group,-(CH 2 ) g -O- (CH 2 ) h- (wherein, g is an integer of 1 to 6 and h is 1 to 6) Or -phenylene- (CH 2 ) i- (wherein i is an integer of 0 to 6), and more preferably a C 1-3 alkylene group.
- These groups may be substituted, for example, by one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- the above Z 3 is more preferably a linear or branched alkylene group, and still more preferably a linear alkylene group.
- the number of carbon atoms constituting the above-mentioned alkylene group of Z 3 is preferably in the range of 1 to 6, and more preferably in the range of 1 to 3.
- the alkylene group is as described above.
- R 71 independently represents Ra ' at each occurrence.
- R a ′ is as defined in R a .
- the maximum number of Sis linked in a linear fashion via a Z 3 group is five. That is, in the above R a , when at least one R 71 is present, two or more Si atoms linearly linked through the Z 3 group are present in R a , but through such Z 3 group Thus, the number of Si atoms linked in a linear manner is at most five. Note that the "through Z 3 group in R a number of Si atoms linearly linked" is equal to -Z 3 -Si- repetition number of which is connected to a linear during R a become.
- * means a site to be bonded to Si in the main chain, ... indicates that a predetermined group other than Z 3 Si is bonded, that is, all three bonds of Si atoms are ... In this case, it means the end of the repetition of Z 3 Si.
- the number on the right of Si means the appearance number of Si linearly linked via Z 3 group counted from *. That is, the chain in which the Z 3 Si repeat is completed in Si 2 is “the number of Si atoms linearly linked via the Z 3 group in R a ” is 2, similarly, Si 3 , And Si 4 and Si 5 in which the Z 3 Si repeat ends are “number of Si atoms linearly linked via Z 3 group in R a ” of 3, 4 and 5, respectively Is one.
- a plurality of Z 3 Si chains are present in R a , but they do not have to have the same length, and may have any length.
- the number of Si atoms linearly linked via the Z 3 group in R a is 1 (left equation) or 2 (all the chains) in all chains. Right).
- the number of Si atoms linearly linked via the Z 3 group in R a is one or two, preferably one.
- each R 72 independently at each occurrence represents a hydroxyl group or a hydrolysable group.
- the "hydrolyzable group” is as defined above.
- R 72 is —OR, wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably a methyl group.
- R 73 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- '(if R a' is absent, R a) terminal of R a in R a in the above q1 is preferably 2 or more, for example 2 or 3, more preferably 3.
- At least one of the terminal parts of R a is -Si (-Z 3 -SiR 72 q1 R 73 r1 ) 2 or -Si (-Z 3 -SiR 72 q1 R 73 r1 ) 3 , preferably- It may be Si (-Z 3 -SiR 72 q1 R 73 r1 ) 3 .
- (- Z 3 -SiR 72 q1 R 73 r1) units is preferably (-Z 3 -SiR 72 3).
- all the terminal parts of R a may be -Si (-Z 3 -SiR 72 q1 R 73 r1 ) 3 , preferably -Si (-Z 3 -SiR 72 3 ) 3 .
- At least one q1 is an integer of 1 to 3, that is, at least one R 72 is present.
- At least two Si bonded to a hydroxyl group or a hydrolyzable group are present. That is, there are at least two structures of SiR 72 and / or SiR b .
- each R b independently represents a hydroxyl group or a hydrolysable group.
- R includes an unsubstituted alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group; and a substituted alkyl group such as a chloromethyl group.
- an alkyl group particularly an unsubstituted alkyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- the hydroxyl group is not particularly limited, but may be formed by hydrolysis of a hydrolyzable group. More preferably, R b is —OR, wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably a methyl group.
- R c independently at each occurrence represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- k1 is each independently an integer of 0 to 3 at each occurrence; 11 is each independently an integer of 0 to 3 at each occurrence; m1 is each independently at each occurrence Is an integer of 0 to 3.
- SiR a k1 R b l1 R c m1 each, the sum of k1, l1 and m1 is 3.
- k1 is preferably 1 to 3, and more preferably 3.
- the compounds represented by the above formulas (C1) and (C2) have, for example, an unsaturated bond at the end after introducing a hydroxyl group at the end using a perfluoropolyether derivative corresponding to the Rf-PFPE- moiety as a raw material A group is introduced, a group having this unsaturated bond is reacted with a silyl derivative having a halogen atom, and further a hydroxyl group at the end of the silyl group is introduced followed by a group having an unsaturated bond, and the last introduced unsaturated It can be obtained by reacting a group having a bond with a silyl derivative. For example, it can be synthesized as described in WO 2014/069592.
- Rf and PFPE are as defined in the above formulas (A1) and (A2).
- each X 7 independently represents a single bond or a di- to 10-valent organic group.
- the said X 7 is a perfluoropolyether part (namely, Rf-PFPE part or -PFPE- part) which mainly provides water repellency, surface slip property, etc. in the compound represented by Formula (D1) and (D2) And a portion that provides the ability to bind to a substrate (ie, a group that is enclosed in parentheses with a ⁇ 1 attached thereto).
- the X 7 may be any organic group as long as the compounds represented by the formulas (D1) and (D2) can stably exist.
- X 7 represents X e .
- X e is as defined above.
- ⁇ 1 is an integer of 1 to 9
- ⁇ 1 ′ is an integer of 1 to 9.
- These ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ can change according to the valence of X 7 .
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is the same as the valence of X 7 .
- X 7 is a 10-valent organic group
- the sum of ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ is 10, for example, ⁇ 1 is 9 and ⁇ 1 ′ is 1, ⁇ 1 is 5 and ⁇ 1 ′ is 5, or ⁇ 1 is 1 and ⁇ 1 'Can be nine.
- ⁇ 1 and ⁇ 1 ′ are 1.
- ⁇ 1 is the value obtained by subtracting 1 from the valence of X 7.
- the above-mentioned X 7 is preferably a divalent to heptavalent, more preferably a divalent to tetravalent, more preferably a divalent organic group.
- X 7 is a divalent to tetravalent organic group, ⁇ 1 is 1 to 3 and ⁇ 1 ′ is 1.
- X 7 is a divalent organic group
- ⁇ 1 is 1
- ⁇ 1 ′ is 1.
- the formulas (D1) and (D2) are represented by the following formulas (D1 ′) and (D2 ′).
- Examples of X 7 include, but are not particularly limited to, the same ones as those described for X 1 .
- preferred specific X 7 is -CH 2 OCH 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3- , -CH 2 O (CH 2 ) 6- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2) 3 Si (CH 3) 2 O (Si (CH 3) 2 O) 2 Si (CH 3) 2 (CH 2) 2 -, -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 2- , -CH 2 O (CH 2 ) 3 Si (CH 3 ) 2 O (Si (CH 3 ) 2 O) 3 Si (CH 3 ) 2
- X 7 represents X e ′ .
- X e ′ is as defined above.
- X e ′ is a single bond.
- a group capable of binding PFPE to a substrate that is, a group enclosed in parentheses with ⁇ 1 in (D1) and (D2)
- a bonding strength between PFPE and a group enclosed in parentheses with ⁇ 1 becomes stronger.
- carbon atoms directly bonded to PFPE that is, carbon atoms bonded to R d , R e and R f in the parenthesized group attached with ⁇ 1 have less charge bias, and as a result, the above carbon Nucleophilic reactions and the like are unlikely to occur at atoms, and the compound is considered to be stably bound to the substrate.
- Such a structure is advantageous because it can further improve the friction durability of the layer formed by the PFPE silane compound.
- R d independently represents -Z 4 -CR 81 p 2 R 82 q 2 R 83 r 2 at each occurrence.
- Z 4 independently represents an oxygen atom or a divalent organic group at each occurrence.
- the above Z 4 is preferably a C 1-6 alkylene group, — (CH 2 ) g —O— (CH 2 ) h — (wherein, g is an integer of 0 to 6, for example, an integer of 1 to 6) H is an integer of 0 to 6, for example, an integer of 1 to 6) or -phenylene- (CH 2 ) i- (wherein i is an integer of 0 to 6), and Preferably, it is a C 1-3 alkylene group. These groups may be substituted, for example, by one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- R 81 independently represents R d ′ at each occurrence.
- R d ′ is as defined the R d .
- Cs linked in a linear fashion via a Z 4 group are at most 5 pieces. That is, in the above Rd , when at least one R 81 is present, two or more C atoms linked in a straight line via the Z 4 group are present in R d , and such a C 4 group is intervened.
- the maximum number of C atoms linked in a straight chain is five. Note that the "through Z 4 group in R d number of C atoms linearly linked" is equal to the number of repetitions of -Z 4 -C- being linearly linked in a R d Become.
- the number of C atoms linearly linked via the Z 4 group in R d is 1 (left) or 2 (the left expression) in all chains. Right).
- the number of C atoms to be linked via Z 4 groups R d linearized is one or two, preferably one.
- R 82 independently represents -Y-SiR 85 n 2 R 86 3- n 2 at each occurrence.
- Y's each independently represent a divalent organic group at each occurrence.
- Y C 1-6 alkylene group, - (CH 2) g ' -O- (CH 2) h' - (wherein, g 'is from 0 to 6 integer, for example from 1 to 6 H is an integer of 0 to 6, for example, an integer of 1 to 6, or -phenylene- (CH 2 ) i ' -(wherein i' is an integer of 0 to 6) ).
- These groups may be substituted, for example, by one or more substituents selected from a fluorine atom, a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, and a C 2-6 alkynyl group. .
- Y can be a C 1-6 alkylene group or -phenylene- (CH 2 ) i ' -.
- the light resistance in particular the UV resistance, may be higher.
- R 85 each independently represents a hydroxyl group or a hydrolyzable group at each occurrence.
- hydrolyzable group examples include those similar to formulas (C1) and (C2).
- R 85 is —OR, wherein R represents a substituted or unsubstituted C 1-3 alkyl group, more preferably an ethyl group or a methyl group, in particular a methyl group.
- R 86 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- n2 independently represents an integer of 0 to 3, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 2 or 3, and particularly preferably 3 for each (-Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2 ) unit It is.
- the above R 83 each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group at each occurrence.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- the sum of p2, q2 and r2 is 3 for each (-Z 4 -CR 81 p2 R 82 q2 R 83 r 2 ).
- '(if R d' is absent, R d) end of R d in R d in the above q2 is preferably 2 or more, for example 2 or 3, more preferably 3.
- At least one of the terminal parts of R d is preferably —C (—Y—SiR 85 n 2 R 86 3- n 2 ) 2 or —C (—Y—SiR 85 n 2 R 86 3- n 2 ) 3 , preferably May be -C (-Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2 ) 3 .
- (- Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2) units is preferably (-Y-SiR 85 3).
- the distal end of the R d1 are all -C (-Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2) 3, may be preferably -C (-Y-SiR 85 3) 3.
- R e independently represents -Y-SiR 85 n 2 R 86 3- n 2 at each occurrence.
- Y, R 85 , R 86 and n 2 are as defined in R 82 above.
- R f independently at each occurrence represents a hydrogen atom or a lower alkyl group.
- the lower alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
- k2 is independently an integer of 0 to 3 at each occurrence; 12 is an integer of 0 to 3 independently at each occurrence; m2 is independently at each occurrence Is an integer of 0 to 3. However, the sum of k2, l2 and m2 is 3.
- At least one k2 is 2 or 3, preferably 3.
- k2 is 2 or 3, preferably 3.
- l2 is 2 or 3, preferably 3.
- two or more groups represented by -Y-SiR 85 are present. More preferably, one or more carbon atoms bonded to two or more -Y-SiR 85 are present. That is, it is preferable that one or more groups represented by —C— (Y—SiR 85 n 2 R 86 3- n 2 ) 2 exist (in the formula, n 2 is an integer of 1 to 3).
- n2 is an integer of 1 to 3, and at least one q2 is 2 or 3, or at least one 12 is 2 or 3. That is, there are at least two -Y-SiR 85 n2 R 86 3-n2 groups in the formula.
- the PFPE-containing silane compound represented by Formula (D1) or Formula (D2) can be produced by combining known methods.
- the compound represented by the formula (D1 ′) in which X 7 is divalent can be produced as follows, but not limited thereto.
- the above-mentioned PFPE-containing silane compound is not particularly limited, but may have a number average molecular weight of 5 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 5 . Within this range, having a number average molecular weight of 2,000 to 30,000, more preferably 2,500 to 12,000, still more preferably 3,000 to 6,000 is from the viewpoint of friction durability. preferable. In the present invention, the number average molecular weight is a value measured by 19 F-NMR.
- the substrate for pattern formation of the present invention will be described using an example of a method particularly suitable for the production of a substrate for pattern formation, but the substrate for pattern formation of the present invention and its production method are not limited to the following description. Needless to say.
- description may be abbreviate
- the method for producing a pattern forming substrate of the present embodiment is Forming a portion derived from the PFPE-containing silane compound and a region for pattern formation on at least one of the main surfaces of the substrate to produce a substrate for pattern formation (hereinafter may be referred to as step (I)) ,including.
- step (I) for example, Applying a treatment containing a PFPE-containing silane compound (hereinafter sometimes referred to as “treatment agent”) to at least one major surface of a substrate to form a layer derived from the PFPE-containing silane compound, Forming a pattern forming region by removing the formed layer, thereby producing a pattern forming substrate having a portion derived from the PFPE-containing silane compound and the pattern forming region (hereinafter referred to as “step Sometimes referred to as IA)), Pretreatment (for example, masking treatment etc.) is performed on at least one of the main surfaces of the substrate so that a layer derived from the PFPE-containing silane compound is not formed in a portion corresponding to the pattern formation region, and then the PFPE-containing silane compound By forming a layer (or a portion) derived from the PFPE-containing silane compound by applying a processing agent containing the following, to prepare a substrate for pattern formation having a portion derived from the PFPE
- step (IA) will be described.
- the treating agent contains the PFPE-containing silane compound.
- the PFPE-containing silane compound is preferably contained in an amount of 0.01 to 100 parts by mass, more preferably 0.1 to 30 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the treating agent.
- the treatment agent may be diluted with a solvent.
- the water content contained in the said solvent is 20 mass ppm or less.
- the water content can be measured using the Karl Fischer method. Such a water content can improve the storage stability of the treatment agent.
- the treatment agent may contain other components in addition to the PFPE-containing silane compound.
- Such other components are not particularly limited, but for example, (non-reactive) fluoropolyether compounds which can be understood as fluorine-containing oils, preferably perfluoro (poly) ether compounds (hereinafter referred to as “containing” "Fluorine oil”), silicone compound (non-reactive) which may be understood as silicone oil (hereinafter referred to as "silicone oil”), catalyst, lower alcohol, transition metal, halide ion, non-covalently in molecular structure Examples thereof include compounds containing an atom having an electron pair.
- R f 5 represents a C 1-16 alkyl group (preferably a C 1-16 perfluoroalkyl group) which may be substituted by one or more fluorine atoms
- R f 6 represents Rf 5 and Rf 6 each represents a C 1-16 alkyl group (preferably a C 1-16 perfluoroalkyl group) which may be substituted by one or more fluorine atoms, a fluorine atom or a hydrogen atom; And more preferably each independently a C 1-3 perfluoroalkyl group.
- a ′, b ′, c ′ and d ′ each represent the number of repeating units of four types of perfluoro (poly) ethers constituting the main skeleton of the polymer, and are each independently an integer of 0 or more and 300 or less;
- the sum of a ′, b ′, c ′ and d ′ is at least 1, preferably 1 to 300, more preferably 20 to 300.
- the order in which each repeating unit enclosed in parentheses with a subscript a ', b', c 'or d' is given is arbitrary in the formula.
- - (OC 4 F 8) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2 CF 2) -, - (OCF 2 CF (CF 3) CF 2) -, - (OCF 2 CF 2 CF (CF 3)) -, - (OCF 2 C (CF 3) 2) -, - (OCF (CF 3 ) CF (CF 3 ) —, — (OCF (C 2 F 5 ) CF 2 ) — and — (OCF 2 CF (C 2 F 5 )) —, which may be any of - (OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2) - a.
- - (OC 3 F 6) - is, - (OCF 2 CF 2 CF 2) -, - (OCF (CF 3) CF 2) - and - (OCF 2 CF (CF 3 )) - be any of Well, preferably-(OCF 2 CF 2 CF 2 )-.
- -(OC 2 F 4 )- may be either-(OCF 2 CF 2 )-or-(OCF (CF 3 ))-, but is preferably-(OCF 2 CF 2 )-.
- Examples of the perfluoro (poly) ether compound represented by the above general formula (1) include a compound represented by any one of the following general formulas (1a) and (1b) (one or a mixture of two or more) May be mentioned.
- Rf 5 and Rf 6 are as described above; in formula (1a), b ′ ′ is an integer of 1 or more and 100 or less; in formula (1b), a ′ ′ and b ′ ′ are Each is independently an integer of 1 or more and 30 or less, and c ′ ′ and d ′ ′ are each independently an
- the fluorine-containing oil may have a number average molecular weight of 1,000 to 30,000.
- the number average molecular weight of the compound represented by the formula (1a) is preferably 2,000 to 8,000. By having such a number average molecular weight, high surface slipperiness can be obtained.
- the number average molecular weight of the compound represented by formula (1b) is 3,000 to 8,000. In another embodiment, the number average molecular weight of the compound represented by formula (1b) is 8,000 to 30,000.
- the fluorine-containing oil is, for example, 0 to 500 parts by mass, preferably 0 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, further preferably 1 with respect to 100 parts by mass of the PFPE-containing silane compound. It can be contained in 5 parts by mass.
- the fluorine-containing oil may be a compound represented by the general formula Rf′-F (wherein Rf ′ is a C 5-16 perfluoroalkyl group). Moreover, a chloro trifluoro ethylene oligomer may be sufficient.
- the compound represented by Rf′-F and the chlorotrifluoroethylene oligomer are preferable in that high affinity is obtained with the above-mentioned PFPE-containing silane compound in which Rf is a C 1-16 perfluoroalkyl group.
- the fluorine-containing oil contributes to the improvement of the surface slip of the layer formed by the treatment agent.
- silicone oil for example, a linear or cyclic silicone oil having a siloxane bond of 2,000 or less can be used.
- Linear silicone oils may be so-called straight silicone oils and modified silicone oils.
- Straight silicone oils include dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil and methyl hydrogen silicone oil.
- modified silicone oil include those obtained by modifying a straight silicone oil with alkyl, aralkyl, polyether, higher fatty acid ester, fluoroalkyl, amino, epoxy, carboxyl, alcohol and the like.
- the cyclic silicone oil may, for example, be a cyclic dimethylsiloxane oil.
- the silicone oil is, for example, 0 to 50 parts by mass, preferably 0 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the PFPE-containing silane compound (the total of two or more of them, the same applies hereinafter). It may be included in parts by mass.
- the silicone oil contributes to the improvement of the surface slip of the layer formed by the treatment agent.
- the catalyst examples include acids (eg, acetic acid, trifluoroacetic acid etc.), bases (eg, ammonia, triethylamine, diethylamine etc.), transition metals (eg, Ti, Ni, Sn etc.) and the like.
- acids eg, acetic acid, trifluoroacetic acid etc.
- bases eg, ammonia, triethylamine, diethylamine etc.
- transition metals eg, Ti, Ni, Sn etc.
- the catalyst promotes the hydrolysis and dehydration condensation of the PFPE-containing silane compound and promotes the formation of the layer formed by the treatment agent.
- Examples of the lower alcohol as the other component include alcohol compounds having 1 to 6 carbon atoms.
- Chloride ion etc. are mentioned as said halide ion.
- Compounds containing an atom having a noncovalent electron pair in the above molecular structure include diethylamine, triethylamine, aniline, pyridine, hexamethylphosphoramide, N, N-diethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N Dimethylacetamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, dimethylsulfoxide (DMSO), tetramethylene sulfoxide, methylphenyl sulfoxide, diphenyl sulfoxide and the like. Of these compounds, dimethyl sulfoxide or tetramethylene sulfoxide is preferably used.
- tetraethoxysilane methyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, methyltriacetoxysilane and the like can also be mentioned.
- the above-mentioned processing agent contains the above-mentioned other component fluorine-containing oil, silicone oil, catalyst, lower alcohol, transition metal, halide ion, a compound containing an atom having an unshared electron pair in the molecular structure Not included.
- the treatment agent may be impregnated into a porous material, such as a porous ceramic material, metal fibers, such as steel wool, to form a pellet.
- a porous material such as a porous ceramic material, metal fibers, such as steel wool
- the said pellet can be used for vacuum evaporation, for example.
- the layer derived from the PFPE-containing silane compound is formed by applying the treatment agent to at least one major surface of the substrate.
- the formation of the layer derived from the PFPE-containing silane compound may be formed by forming a film of the above-mentioned treating agent on a substrate and post-treating this film as required.
- said base material you may use what was protected partially by masking etc. as needed.
- the formation of the film of the treatment agent can be carried out by applying the treatment agent to the main surface of the substrate so as to cover the main surface.
- the coating method is not particularly limited. For example, wet coating and dry coating can be used.
- wet coating methods include dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, roll coating, gravure coating and similar methods.
- dry coating methods include vapor deposition (usually vacuum evaporation), sputtering, chemical vapor deposition (CVD) and similar methods.
- specific examples of the deposition method include resistance heating, high frequency heating using an electron beam, microwave and the like, an ion beam, and similar methods.
- Specific examples of the CVD method include plasma-CVD, optical CVD, thermal CVD and similar methods.
- the membrane is then post-treated if necessary.
- this post-treatment is not particularly limited, for example, water supply and drying and heating may be performed sequentially or simultaneously.
- a layer derived from the PFPE-containing silane compound is formed on the main surface of the substrate.
- the layer obtained thereby has low chargeability.
- the layer formed by this treatment agent depends on the composition of the treatment agent to be used, but water repellency, oil repellency, stain resistance (eg, adhesion of stains such as fingerprints) Water resistance (prevents water ingress to electronic parts etc.), surface slipperiness (or lubricity, for example, the wipeability of stains such as fingerprints, excellent touch feeling against fingers), friction durability, It can be a functional thin film having transparency and the like.
- a pattern formation region is formed by removing a part of the layer of the processing agent formed.
- Laser, plasma, ultraviolet (UV) radiation, vacuum ultraviolet (VUV) radiation or the like is preferably used to form the region for pattern formation.
- UV irradiation and the like for example, an exposure process using a photomask (for example, a reticle) can be performed.
- the treatment using the above photomask can be performed, for example, by bringing a photomask having a pattern into close contact with the layer derived from the PFPE-containing silane compound, and irradiating the layer with UV.
- the exposure process can be performed using a non-contact exposure method (proximity exposure, projection exposure) and a contact exposure method (contact exposure).
- proximity exposure the distance between the mask and the layer formed using the processing agent containing the PFPE-containing silane compound is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less.
- a layer (layer derived from the PFPE-containing silane compound) formed by the treatment agent containing the PFPE-containing silane compound is decomposed and removed.
- the layer derived from the PFPE-containing silane compound is a layer made of an organic material, and thus can be easily decomposed (for example, compared to an inorganic material) by laser irradiation or the like. Therefore, in the present invention, the formation of a pattern may be easier and patterning may be possible in a short time.
- the substrate for pattern formation of the present invention and the method for producing the same can contribute to the improvement of production efficiency.
- the formation of the pattern formation region in the present invention can be performed by a simpler process. Therefore, the formation of the pattern formation region in the present invention can also contribute to cost reduction.
- step (IB) will be described.
- step (IB) first, at least one main surface of the substrate is pretreated (for example, masking treatment) so that a layer derived from the PFPE-containing silane compound is not formed in a portion corresponding to the pattern forming region. Apply.
- a commonly used method can be used as the masking process.
- a metal mask can be used.
- a treatment agent containing a PFPE-containing silane compound is applied to form a layer (or portion) derived from the PFPE-containing silane compound.
- a treatment agent containing a PFPE-containing silane compound is applied to form a layer (or portion) derived from the PFPE-containing silane compound.
- the same method as the method for forming the layer derived from the PFPE-containing silane compound described in the above step (IA) can be used.
- a masking process is performed using a metal mask, and then the substrate which has been subjected to the masking process is a PFPE-containing silane compound using an evaporation method (usually a vacuum evaporation method)
- an evaporation method usually a vacuum evaporation method
- the material used for masking may be removed as necessary to prepare a substrate for pattern formation.
- decomposition and removal of the layer derived from the PFPE-containing silane compound may be performed, if necessary.
- the decomposition and removal of the layer derived from the PFPE-containing silane compound can be carried out in the same manner as the method described in step (IA).
- a treatment agent containing a PFPE-containing silane compound is selectively applied to at least one main surface of the substrate to form a layer (or part) derived from the PFPE-containing silane compound, A substrate for pattern formation having a portion derived from the PFPE-containing silane compound and a region for pattern formation is produced.
- An inkjet method etc. can be used as a method of selectively applying the processing agent containing a PFPE containing silane compound.
- a method which can be usually used can be used, but for example, a treatment agent containing a PFPE-containing silane compound can be discharged by a nozzle to selectively form a pattern portion on a substrate.
- decomposition and removal of the layer derived from the PFPE-containing silane compound may be carried out, if necessary.
- the decomposition and removal of the layer derived from the PFPE-containing silane compound can be carried out in the same manner as the method described in step (IA).
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound and the pattern portion can be provided in a simpler method on at least one main surface of the substrate.
- the patterned substrate of the present invention has the patterned substrate of the present invention and a patterned portion, and the patterned portion is disposed in the second region of the patterned substrate.
- the patterned substrate of the present invention is At least a substrate, a portion derived from a PFPE-containing silane compound, and a pattern portion,
- the substrate has at least one major surface having a first region and a second region adjacent to the first region, The portion derived from the PFPE-containing silane compound is disposed in the first region, The pattern portion is disposed in the second area.
- the pattern portion is provided directly in the second region (i.e., without intervening other layers or portions). Therefore, in the present invention, no particular processing step is required to bond the pattern portion to another layer or portion.
- the thickness of the pattern portion may be, for example, in the range of 1 nm to 10 ⁇ m.
- the pattern portion substantially consists only of a metal or an oxide thereof.
- a portion derived from a plurality of PFPE-containing silane compounds and a pattern portion are present.
- the pattern portion may include at least one selected from the group consisting of metals and oxides thereof.
- Examples of the metal include silver, gold, platinum, palladium, copper, indium, tin, aluminum, zinc, titanium, magnesium, and their alloys.
- Examples of the oxide include indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), aluminum-doped zinc oxide (AZO (Al 2 O 3 , ZnO)), fluorine-doped tin oxide (FTO), and tin oxide (SnO 2 ) Gallium-doped zinc oxide (GZO), indium zinc oxide (IZO (In 2 O 3 , ZnO)), and the like can be given.
- the pattern portion is a group consisting of silver, gold, platinum, palladium, copper, indium, tin, aluminum, zinc, titanium, magnesium, and alloys thereof, and oxides of these metals and alloys. It is preferable to include at least one selected from more.
- the pattern portion more preferably includes at least one selected from the group consisting of silver, gold, copper, and indium tin oxide. Such a pattern portion is particularly useful as an electrode material or the like because of its excellent conductivity.
- the pattern portion forms a transparent electrode or an electrode wiring.
- the pattern portion preferably has a continuous structure so as to function as an electrode or a wiring.
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound can function as an insulating portion. Therefore, it is preferable that the portion derived from the PFPE-containing silane compound is disposed so as to insulate between the electrodes or the wirings.
- the transparent electrode is formed of, for example, an inorganic transparent conductor mainly composed of a transparent oxide semiconductor, or an organic transparent conductor mainly composed of a conductive polymer.
- transparent oxide semiconductor examples include indium tin oxide, zinc oxide, aluminum-doped zinc oxide, fluorine-doped tin oxide, tin oxide, gallium-doped zinc oxide (GZO), indium zinc oxide and the like.
- Examples of the conductive polymer include conductive polymer materials such as polythiophenes, polyanilines and polypyrroles, and it is preferable to use polythiophene conductive polymers.
- Examples of the polythiophene-based conductive polymer material include PEDOT / PSS-based materials in which polyethylenedioxythiophene (PEDOT) is doped with polystyrene sulfonic acid (PSS).
- metal which comprises electrode wiring what was described as a metal which forms a pattern part, its alloy, or its oxide can be used, Preferably, gold
- the pattern substrate of the present invention will be described using an example of a method particularly suitable for producing a pattern substrate, but it goes without saying that the pattern substrate of the present invention and the method of producing the same are not limited to the following methods.
- a patterned portion is formed in the pattern forming region of the patterned substrate obtained in step (I) to produce a patterned substrate (hereinafter referred to as step (II)).
- step (II) a patterned substrate
- a portion derived from the PFPE-containing silane compound and a region for pattern formation are formed on at least one main surface of the substrate, and a substrate for pattern formation is formed (step (I)), and the substrate for pattern formation Forming a pattern portion in the pattern formation region and producing a pattern substrate (step (II)).
- Step (I) can be performed in the same manner as described above.
- step (II) will be described below.
- the pattern portion may be formed by either a dry method or a wet method.
- the wet method can be carried out by applying the composition for forming a pattern portion (so-called conductive ink) to the pattern forming area of the pattern forming substrate.
- Application methods may specifically include application, immersion, etc., and more specifically include dip coating, spin coating, flow coating, spray coating, roll coating, gravure coating and similar methods. .
- the composition for forming a pattern portion contains a conductive material, and may contain a binder and a solvent, as needed.
- the composition for forming a pattern portion may further contain an additive such as a dispersion aid, a curing accelerator, a leveling agent, an anti-settling agent, a coating material of a conductive material, a coupling agent or an antifoaming agent.
- a pattern portion formed by such a composition for forming a pattern portion can function as a wiring pattern (conductive pattern portion) or an electrode.
- the composition for forming a pattern portion contains a binder such as a resin material.
- a binder such as a resin material.
- the conductive materials be fixed such that the conductive materials are in contact with each other.
- a resin material can be used as the binder.
- a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an energy ray irradiation type resin can be used.
- an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a polyurethane resin, a melamine resin, Urea resin, polyvinylidene fluoride (PVDF), alkali resin, etc. can be mentioned.
- These resin materials may be used alone or in combination of two or more.
- the energy beam include electron beams, ultraviolet rays, visible rays, gamma rays, and electron beams. From the viewpoint of production equipment, it is preferable to use ultraviolet rays.
- the solvent that can be contained in the composition for forming a pattern portion is not particularly limited as long as the conductive material and the binder can be dispersed.
- volatile solvents can be used as the solvent.
- alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene and the like Hydrocarbon compounds of the following: ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxy
- the composition for forming a pattern portion After the composition for forming a pattern portion is applied to the region for forming a pattern of the substrate for pattern formation, the composition for forming a pattern portion can be solidified by drying, heating, firing or the like as required.
- the solidification method laser irradiation, plasma treatment, energy ray irradiation, etc. may be used.
- the thickness of the pattern portion formed using a wet method may be, for example, in the range of 10 nm to 10 ⁇ m.
- dry method for example, sputtering, vapor deposition (usually, vacuum vapor deposition), CVD and similar methods can be used.
- deposition method usually, vacuum deposition method
- CVD method include plasma-CVD, optical CVD, thermal CVD and similar methods.
- the above-mentioned dry method is advantageous from the viewpoint that it is difficult to mix impurities such as an organic substance, since only a compound which forms a pattern part can be used (dilution with an organic solvent etc. is not particularly required). According to the dry method, it is possible to form a pattern portion substantially consisting only of metal or its oxide. The above dry method is also advantageous in the formation of fine pattern portions.
- a dry method in particular, vapor deposition, preferably vacuum vapor deposition.
- the thickness of the pattern portion formed using the dry method may be, for example, in the range of 1 nm to 1000 nm.
- the substrate on which the pattern portion is formed is post-treated.
- this post-treatment is not particularly limited, for example, water supply and drying and heating may be performed sequentially or simultaneously.
- a layer derived from the PFPE-containing silane compound may be further removed from the main surface of the substrate.
- the layer derived from the PFPE-containing silane compound is not removed from the major surface of the substrate.
- the pattern substrate of the present invention can be used as a circuit substrate.
- the portion derived from the PFPE-containing silane compound can function as an insulating region.
- the pattern portion may be formed discontinuously in the portion derived from the PFPE-containing silane compound.
- Metal patterning was applied to the substrate for pattern formation obtained above as follows. Platinum having a purity of 99.9% was sputtered onto the pattern forming substrate by a magnetron sputtering method. In the magnetron sputtering method, the pressure in the chamber at the time of sputtering was 0.1 Pa, and sputtering deposition was performed using argon gas so as to obtain a film thickness of 10 nm. The platinum-treated substrate was obtained as described above.
- Example 2 A platinum-treated substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the following PFPE-containing silane compound 2 was used instead of the PFPE-containing silane compound 1.
- Example 3 A silver-treated substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that silver was used instead of platinum.
- Example 1 A platinum-treated substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that trimethoxypropylsilane was used instead of the PFPE-containing silane compound 1.
- the substrate for pattern formation of the present invention is used for the formation of a patterned substrate.
- the patterned substrate of the present invention can be used in various fields.
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Abstract
少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分とを有し、基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている、パターン形成用基体。
Description
本発明は、パターン形成用基体に関する。
基材の表面にパターンを形成し、パターンを有する基体(以下、「パターン基体」ともいう)を製造する方法については様々な検討が行われてきた。
例えば、特許文献1には、主表面に無機材料を含む基材に、ペルフルオロポリエーテルチオール化合物である、少なくとも1つの官能基形成性分子を含む少なくとも1つのパターン形成性組成物を塗布し、その後エッチングし、パターンを形成することが記載されている。
特許文献2には、表面にフッ素含有樹脂層が設けられた基材を準備し、このフッ素含有樹脂層に特定の処理を行ってカルボキシ基などの官能基を該フッ素含有樹脂層に形成させた後、特定の構造の保護剤で保護された金属粒子の分散液をさらに適用し、基材上に微細な金属パターンを形成することが記載されている。
特許文献1では、基材の主表面の無機材料がエッチングにより分解される。しかしながら、無機材料の分解には長時間が必要になり得る。特許文献2に記載された方法では、フッ素含有樹脂層が設けられた基材の準備、フッ素含有樹脂層の処理、および特定の構造の保護剤で保護された金属粒子の分散液の調製等の工程が必要となるため、該方法は煩雑である。
従って、より簡易な工程で形成し得るパターン基体が望まれる。
従って、より簡易な工程で形成し得るパターン基体が望まれる。
本発明者は、鋭意検討の結果、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物を用いることによって、簡易な方法で形成し得る新たなパターン形成用基体を提供できることを見いだした。
即ち、本発明の第1の要旨によれば、
少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分とを有し、
基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、
パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている、パターン形成用基体、が提供される。
少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分とを有し、
基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、
パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている、パターン形成用基体、が提供される。
本発明の第2の要旨によれば、
上記本発明のパターン形成用基体、および、パターン部分を有し、
パターン部分が、パターン形成用基体の第2の領域に配置されている、パターン基体、が提供される。
上記本発明のパターン形成用基体、および、パターン部分を有し、
パターン部分が、パターン形成用基体の第2の領域に配置されている、パターン基体、が提供される。
本発明の第3の要旨によれば、
基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、を含む、パターン形成用基体の製造方法、が提供される。
基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、を含む、パターン形成用基体の製造方法、が提供される。
本発明の第4の要旨によれば、
基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、および
パターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること、
を含む、パターン基体の製造方法、が提供される。
基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、および
パターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること、
を含む、パターン基体の製造方法、が提供される。
本発明によれば、簡易な方法でパターンを形成し得る新たなパターン形成用基体が提供される。
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
(パターン形成用基体)
本発明のパターン形成用基体は、少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基(以下、PFPEと称することがある)含有シラン化合物に由来する部分とを有する。上記基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有する。上記PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている。
本発明のパターン形成用基体は、少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基(以下、PFPEと称することがある)含有シラン化合物に由来する部分とを有する。上記基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有する。上記PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている。
本発明に使用可能な基材は、例えばガラス、樹脂(天然または合成樹脂、例えば一般的なプラスチック材料であってよく、板状、フィルム、その他の形態であってよい)、金属(アルミニウム、銅、鉄等の金属単体または合金等の複合体であってよい)、セラミックス、半導体(シリコン、ゲルマニウム等)、繊維(織物、不織布等)、毛皮、皮革、木材、陶磁器、石材等、建築部材等、任意の適切な材料で構成され得る。
上記ガラスとしては、サファイアガラス、ソーダライムガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、クリスタルガラス、石英ガラスが好ましく、化学強化したソーダライムガラス、化学強化したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス、および化学結合したホウ珪酸ガラスが特に好ましい。
樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネートが好ましい。
樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネートが好ましい。
かかる基材としては、少なくともその表面部分が、水酸基を元々有する材料から成るものであってよい。かかる材料としては、ガラス、表面に自然酸化膜または熱酸化膜が形成される金属(特に卑金属)、セラミックス、半導体等が挙げられる。あるいは、樹脂等のように、水酸基を有していても十分でない場合や、水酸基を元々有していない場合には、基材に何らかの前処理を施すことにより、基材の表面に水酸基を導入したり、増加させたりすることができる。かかる前処理の例としては、プラズマ処理(例えばコロナ放電)や、イオンビーム照射が挙げられる。プラズマ処理は、基材表面に水酸基を導入または増加させ得ると共に、基材表面を清浄化する(異物等を除去する)ためにも好適に利用され得る。また、かかる前処理の別の例としては、炭素-炭素不飽和結合基を有する界面吸着剤をLB法(ラングミュア-ブロジェット法)や化学吸着法等によって、基材表面に予め単分子膜の形態で形成し、その後、酸素や窒素等を含む雰囲気下にて不飽和結合を開裂する方法が挙げられる。
またあるいは、かかる基材としては、少なくともその表面部分が、別の反応性基、例えばSi-H基を1つ以上有するシリコーン化合物や、アルコキシシランを含む材料から成るものであってもよい。
好ましい態様において、上記基材はガラスである。
上記基材の形状は特に限定されず、製造すべき物品の用途および具体的仕様等に応じて適宜決定され得る。
上記基材の厚みは、例えば、0.1mm~30mmの範囲にあってもよい。
上記基材は、少なくとも1の主面に第1の領域、および、第2の領域を有する。該1の主面は、全体が第1の領域および第2の領域であってもよく、一部のみが第1の領域および第2の領域であってもよい。
一の態様において、上記基材は、その両主面に、第1の領域、および、第2の領域を有する。
別の態様において、上記基材は、いずれか一方の主面に、第1の領域、および、第2の領域を有する。
上記第2の領域は、上記第1の領域に隣接して存在する、パターン形成用領域である。パターン形成用領域とは、パターン部分を形成するための領域である。すなわち、パターン形成用基体がさらにパターン部分を有するとき(すなわち、パターン基体が形成されるとき)には、該パターン部分は上記パターン形成用領域に形成される。
上記第2の領域において、基材が露出していることが好ましい。
上記第2の領域は、後述するパターン部分形成用組成物に対して、毛管現象を発現する凹凸形状を有していてもよい。
好ましい態様において、本発明のパターン形成用基体において、複数の第1の領域および/または複数の第2の領域が存在する。
第1の領域および第2の領域は、パターン形成用基体(あるいは、パターン形成用基体を用いて形成されるパターン基体)の用途および具体的仕様等に適した形状とすることができる。例えば、第2の領域が格子形状であってもよく、直線形状の第1の領域および第2の領域が交互に存在した構成(ストライプ状に配置された構成)であってもよい。
上記態様において、各第1の領域、および各第2の領域は、それぞれ連続して存在することが好ましい。
例えば、第2の領域が格子形状にあるとき、格子の線幅は、0.1μm~100μmの範囲にあってもよく、1μm~50μmの範囲にあってもよく、1μm~10μmの範囲にあってもよい。線間隔は、0.1μm~100μmの範囲にあってもよく、1μm~50μmの範囲にあってもよく、1μm~10μmの範囲にあってもよい。
例えば、上記第1の領域および上記第2の領域がストライプ状に配置されているとき、本発明のパターン形成用基体の主面内において、互いに直交する2方向をX軸方向およびY軸方向としたときに、パターン形成用基体の主面内のX軸方向に第1の領域および第2の領域が交互に存在し、パターン形成用基体の主面内のY軸方向に第1の領域および第2の領域が連続して存在し得る。上記第1の領域のそれぞれの幅(上記X軸方向の幅)は、0.1μm~10μmの範囲にあってもよい。上記第2の領域のそれぞれの幅(上記X軸方向の幅)は、0.1μm~10μmの範囲にあってもよい。
上記基材の主面において、PFPE含有シラン化合物に由来する部分が凸形状を形成し、第2の領域が凹部として存在してもよい。
PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、上記第1の領域に配置される。該部分は、その厚みが、例えば、1nm~50nm、好ましくは1nm~30nm、より好ましくは1nm~15nmの範囲にあってもよい。上記PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、いわゆる薄層であってもよい。
以下、上記式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)および(D2)で表されるPFPE含有シラン化合物について説明する。
本明細書において用いられる場合、「2~10価の有機基」とは、炭素を含有する2~10価の基を意味する。かかる2~10価の有機基としては、特に限定されないが、炭化水素基からさらに1~9個の水素原子を脱離させた2~10価の基が挙げられる。2価の有機基としては、特に限定されるものではないが、炭化水素基からさらに1個の水素原子を脱離させた2価の基が挙げられる。
本明細書において用いられる場合、「炭化水素基」とは、炭素および水素を含む基であって、分子から1個の水素原子を脱離させた基を意味する。かかる炭化水素基としては、特に限定されるものではないが、1つまたはそれ以上の置換基により置換されていてもよい、炭素数1~20の炭化水素基、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。上記「脂肪族炭化水素基」は、直鎖状、分枝鎖状または環状のいずれであってもよく、飽和または不飽和のいずれであってもよい。また、炭化水素基は、1つまたはそれ以上の環構造を含んでいてもよい。尚、かかる炭化水素基は、その末端または分子鎖中に、1つまたはそれ以上のN、O、S、Si、アミド、スルホニル、シロキサン、カルボニル、カルボニルオキシ等を有していてもよい。
本明細書において用いられる場合、「炭化水素基」の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン原子;1個またはそれ以上のハロゲン原子により置換されていてもよい、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、C2-6アルキニル基、C3-10シクロアルキル基、C3-10不飽和シクロアルキル基、5~10員のヘテロシクリル基、5~10員の不飽和ヘテロシクリル基、C6-10アリール基および5~10員のヘテロアリール基から選択される1個またはそれ以上の基が挙げられる。
本明細書において、アルキル基およびフェニル基は、特記しない限り、非置換であっても、置換されていてもよい。かかる基の置換基としては、特に限定されないが、例えば、ハロゲン原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の基が挙げられる。
上記式中、Rfは、各出現において独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表す。
上記1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基における「炭素数1~16のアルキル基」は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数1~6、特に炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数1~3のアルキル基である。
上記Rfは、好ましくは、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されている炭素数1~16のアルキル基であり、より好ましくはCF2H-C1-15フルオロアルキレン基またはC1-16パーフルオロアルキル基であり、さらに好ましくはC1-16パーフルオロアルキル基である。
該炭素数1~16のパーフルオロアルキル基は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、好ましくは、直鎖または分枝鎖の炭素数1~6、特に炭素数1~3のパーフルオロアルキル基であり、より好ましくは直鎖の炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、具体的には-CF3、-CF2CF3、または-CF2CF2CF3である。
上記式中、PFPEは、各出現において独立して、
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
で表される基である。式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して、0以上100以下の整数である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は5以上であり、より好ましくは10以上である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は200以下であり、より好ましくは100以下であり、例えば10以上200以下であり、より具体的には10以上100以下である。また、a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
で表される基である。式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して、0以上100以下の整数である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は5以上であり、より好ましくは10以上である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は200以下であり、より好ましくは100以下であり、例えば10以上200以下であり、より具体的には10以上100以下である。また、a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
これら繰り返し単位は、直鎖状であっても、分枝鎖状であってもよいが、好ましくは直鎖状である。例えば、-(OC6F12)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC5F10)-は、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等であってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-である。-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。また、-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
一の態様において、上記PFPEは、-(OC3F6)d-(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。好ましくは、PFPEは、-(OCF2CF2CF2)d-(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)または-(OCF(CF3)CF2)d-(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。より好ましくは、PFPEは、-(OCF2CF2CF2)d-(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)である。
別の態様において、PFPEは、-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(式中、cおよびdは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、eおよびfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、c、d、eおよびfの和は少なくとも5以上、好ましくは10以上であり、添字c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)である。好ましくは、PFPEは、-(OCF2CF2CF2CF2)c-(OCF2CF2CF2)d-(OCF2CF2)e-(OCF2)f-である。一の態様において、PFPEは、-(OC2F4)e-(OCF2)f-(式中、eおよびfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、添字eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)であってもよい。
さらに別の態様において、PFPEは、-(R6-R7)j-で表される基である。式中、R6は、OCF2またはOC2F4であり、好ましくはOC2F4である。式中、R7は、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。好ましくは、R7は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記jは、2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、100以下、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12は、直鎖または分枝鎖のいずれであってもよく、好ましくは直鎖である。この態様において、PFPEは、好ましくは、-(OC2F4-OC3F6)j-または-(OC2F4-OC4F8)j-である。
PFPEにおいて、fに対するeの比(以下、「e/f比」という)は、0.1以上10以下であり、好ましくは0.2以上5以下であり、より好ましくは0.2以上2以下であり、さらに好ましくは0.2以上1.5以下であり、さらにより好ましくは0.2以上0.85以下である。e/f比を10以下にすることにより、この化合物から得られる層の滑り性、摩擦耐久性および耐ケミカル性(例えば、人工汗に対する耐久性)がより向上する。e/f比がより小さいほど、上記層の滑り性および摩擦耐久性はより向上する。一方、e/f比を0.1以上にすることにより、化合物の安定性をより高めることができる。e/f比がより大きいほど、化合物の安定性はより向上する。
一の態様において、上記式中、PFPEは、各出現において独立して、
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
で表される基であり、かつ、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。すなわち、本態様において、上記PFPEは、少なくとも1のCF3末端(具体的には、-CF3、-C2F5等、より具体的には-CF3)を有する。このような構造のPFPEを有することにより、上記化合物に由来する部分の紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防汚性(例えば指紋等の汚れの付着を防止する)、耐ケミカル性、耐加水分解性、摩擦耐久性、耐熱性、防湿性等がより良好になり得る。
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
で表される基であり、かつ、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。すなわち、本態様において、上記PFPEは、少なくとも1のCF3末端(具体的には、-CF3、-C2F5等、より具体的には-CF3)を有する。このような構造のPFPEを有することにより、上記化合物に由来する部分の紫外線耐久性、撥水性、撥油性、防汚性(例えば指紋等の汚れの付着を防止する)、耐ケミカル性、耐加水分解性、摩擦耐久性、耐熱性、防湿性等がより良好になり得る。
上記態様において、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して、0以上100以下の整数である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は5以上であり、より好ましくは10以上である。好ましくは、a、b、c、d、eおよびfの和は200以下であり、より好ましくは100以下であり、例えば10以上200以下であり、より具体的には10以上100以下である。また、a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
上記態様において、PFPEは、分岐構造を少なくとも5有することが好ましく、10有することがより好ましく、20有することが特に好ましい。
上記態様において、PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数(例えば、上記a、b、c、d、eおよびfの和)100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は40以上であることが好ましく、60以上であることがより好ましく、80以上であることが特に好ましい。PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は100以下であってもよく、例えば90以下であってもよい。
上記態様において、PFPE構造中、繰り返し単位数の合計数100に対して、分岐構造を有する繰り返し単位の数は、40~100の範囲にあることが好ましく、60~100の範囲にあることがより好ましく、80~100の範囲にあることが特に好ましい。
上記態様において、上記分岐構造における分岐鎖としては、例えばCF3を挙げることができる。
上記態様において、分岐構造を有する繰り返し単位としては、例えば、-(OC6F12)-としては、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等を挙げることができる。-(OC5F10)-としては、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等を挙げることができる。-(OC4F8)-としては、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-を挙げることができる。-(OC3F6)-としては、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-を挙げることができる。-(OC2F4)-としては、-(OCF(CF3))-を挙げることができる。
上記態様において、上記PFPEは、分岐構造を有する繰り返し単位とともに、直鎖状の繰り返し単位を含み得る。直鎖状の繰り返し単位としては、-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2)-を挙げることができる。
上記態様において、好ましくは、上記PFPE中、繰り返し単位-(OC6F12)-、-(OC5F10)-、-(OC4F8)-、および-(OC3F6)-が分岐構造を有する。
上記態様において、より好ましくは、PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OC6F12、OC5F10、OC4F8、およびOC3F6からなる。
一の態様において、上記PFPEは、-(OC3F6)d-(式中、dは1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である)であり、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。
上記態様において、PFPEは、さらに、直鎖状の繰り返し単位-(OCF2CF2CF2)-を含んでいてもよい。
上記態様において、上記PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OC3F6からなることが好ましい。上記PFPEは、式:-(OCF2CF(CF3))dで表されることがより好ましい。上記式中、dは1以上200以下であり、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数である。
別の態様において、PFPEは、-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(式中、cおよびdは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、eおよびfは、それぞれ独立して1以上200以下、好ましくは5以上200以下、より好ましくは10以上200以下の整数であり、c、d、eおよびfの和は少なくとも5以上、好ましくは10以上であり、添字c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である)であり、PFPE中に少なくとも1の分岐構造を有する。
さらに別の態様において、PFPEは、-(R6-R7)j-で表される基であり、PFPE中少なくとも1の分岐構造を有する。式中、R6は、OCF2またはOC2F4であり、好ましくはOC2F4である。式中、R7は、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。好ましくは、R7は、OC2F4、OC3F6およびOC4F8から選択される基であるか、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12から選択される基であるか、あるいは、これらの基から独立して選択される2または3つの基の組み合わせである。OC2F4、OC3F6およびOC4F8から独立して選択される2または3つの基の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-、および-OC4F8OC2F4OC2F4-等が挙げられる。上記jは、2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、100以下、好ましくは50以下の整数である。上記式中、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10およびOC6F12は、分岐構造を有することが好ましい。
より好ましくは、上記態様において、PFPEは、分岐構造の繰り返し単位OC6F12、OC5F10、OC4F8、およびOC3F6からなる。
上記PFPE含有シラン化合物において、-PFPE-部分の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、例えば500~30,000、好ましくは1,500~30,000、より好ましくは2,000~10,000である。上記数平均分子量は、19F-NMRにより測定される値とする。
別の態様において、-PFPE-部分の数平均分子量は、500~30,000、好ましくは1,000~20,000、より好ましくは2,000~15,000、さらにより好ましくは2,000~10,000、例えば3,000~6,000であり得る。
別の態様において、-PFPE-部分の数平均分子量は、4,000~30,000、好ましくは5,000~10,000、より好ましくは6,000~10,000であり得る。
上記式中、R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表す。
上記「加水分解可能な基」とは、本明細書において用いられる場合、加水分解反応を受け得る基を意味し、すなわち、加水分解反応により、化合物の主骨格から脱離し得る基を意味する。加水分解可能な基の例としては、-OR、-OCOR、-O-N=CR2、-NR2、-NHR、ハロゲン原子(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)などが挙げられ、好ましくは-OR(即ち、アルコキシ基)である。Rの例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。水酸基は、特に限定されないが、加水分解可能な基が加水分解して生じたものであってよい。
上記式中、R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基、好ましくは炭素数1~4のアルキル基を表す。
上記式中、R11は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表す。ハロゲン原子は、好ましくはヨウ素原子、塩素原子またはフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
上記式中、R12は、各出現において、それぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。
上記式中、n1は、(-SiR13
n1R14
3-n1)単位毎に独立して、0~3の整数であり、好ましくは1~3であり、より好ましくは3である。式中、少なくとも1つのn1が1~3の整数であり、即ち、すべてのn1が同時に0になることはない。換言すれば、式中、少なくとも1つはR13が存在する。
一の態様において、式(A1)および(A2)において、水酸基または加水分解可能な基に結合したSiが少なくとも2つ存在する。即ち、式(A1)および(A2)において、nが1以上である-SiR13
n1R14
3-n1構造(即ち、-SiR13部分)が少なくとも2つ存在する。
上記式中、X1は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X1は、式(A1)および(A2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(即ち、α1を付して括弧でくくられた基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X1は、式(A1)および(A2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
別の態様において、X1は、Xeであり得る。Xeは、単結合または2~10価の有機基を表し、好ましくは、単結合または-C6H4-(すなわち-フェニレン-。以下、フェニレン基を示す。)、-CO-(カルボニル基)、-NR4-および-SO2-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する2~10価の有機基を表す。上記R4は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、またはC1~6アルキル基(好ましくはメチル基)を表し、好ましくは水素原子、またはメチル基である。上記の-C6H4-、-CO-、-NR4-または-SO2-は、PFPE含有シラン化合物の分子主鎖中に含まれることが好ましい。ここで、分子主鎖とは、PFPE含有シラン化合物の分子中で相対的に最も長い結合鎖を表す。
Xeは、より好ましくは、単結合または-C6H4-、-CONR4-、-CONR4-C6H4-、-CO-、-CO-C6H4-、-SO2NR4-、-SO2NR4-C6H4-、-SO2-、および-SO2-C6H4-からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する2~10価の有機基を表す。上記の-C6H4-、-CONR4-、-CONR4-C6H4-、-CO-、-CO-C6H4-、-SO2NR4-、-SO2NR4-C6H4-、-SO2-、または-SO2-C6H4-は、PFPE含有シラン化合物の分子主鎖中に含まれることが好ましい。
上記式中、α1は1~9の整数であり、α1’は1~9の整数である。これらα1およびα1’は、X1の価数に応じて変化し得る。式(A1)においては、α1およびα1’の和は、X1の価数と同じである。例えば、X1が10価の有機基である場合、α1およびα1’の和は10であり、例えばα1が9かつα1’が1、α1が5かつα1’が5、またはα1が1かつα1’が9となり得る。また、X1が2価の有機基である場合、α1およびα1’は1である。式(A2)においては、α1はX1の価数から1を引いた値である。
上記X1は、好ましくは2~7価であり、より好ましくは2~4価であり、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X1は2~4価の有機基であり、α1は1~3であり、α1’は1である。
上記X1の例としては、特に限定するものではないが、例えば、下記式:
-(R31)p’-(Xa)q’-
[式中:
R31は、単結合、-(CH2)s’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)s’-であり、
s’は、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数、さらにより好ましくは1または2であり、
Xaは、-(Xb)l’-を表し、
Xbは、各出現においてそれぞれ独立して、-O-、-S-、o-、m-もしくはp-フェニレン基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CONR34-、-O-CONR34-、-NR34-および-(CH2)n’-からなる群から選択される基を表し、
R33は、各出現においてそれぞれ独立して、フェニル基、C1-6アルキル基またはC1-6アルコキシ基を表し、好ましくはフェニル基またはC1-6アルキル基であり、より好ましくはメチル基であり、
R34は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フェニル基またはC1-6アルキル基(好ましくはメチル基)を表し、
m’は、各出現において、それぞれ独立して、1~100の整数、好ましくは1~20の整数であり、
n’は、各出現において、それぞれ独立して、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
l’は、1~10の整数、好ましくは1~5の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
p’は、0または1であり、
q’は、0または1であり、
ここに、p’およびq’の少なくとも一方は1であり、p’またはq’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は任意である]
で表される2価の基が挙げられる。ここに、R31およびXa(典型的にはR31およびXaの水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
-(R31)p’-(Xa)q’-
[式中:
R31は、単結合、-(CH2)s’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)s’-であり、
s’は、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数、さらにより好ましくは1または2であり、
Xaは、-(Xb)l’-を表し、
Xbは、各出現においてそれぞれ独立して、-O-、-S-、o-、m-もしくはp-フェニレン基、-C(O)O-、-Si(R33)2-、-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、-CONR34-、-O-CONR34-、-NR34-および-(CH2)n’-からなる群から選択される基を表し、
R33は、各出現においてそれぞれ独立して、フェニル基、C1-6アルキル基またはC1-6アルコキシ基を表し、好ましくはフェニル基またはC1-6アルキル基であり、より好ましくはメチル基であり、
R34は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フェニル基またはC1-6アルキル基(好ましくはメチル基)を表し、
m’は、各出現において、それぞれ独立して、1~100の整数、好ましくは1~20の整数であり、
n’は、各出現において、それぞれ独立して、1~20の整数、好ましくは1~6の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
l’は、1~10の整数、好ましくは1~5の整数、より好ましくは1~3の整数であり、
p’は、0または1であり、
q’は、0または1であり、
ここに、p’およびq’の少なくとも一方は1であり、p’またはq’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は任意である]
で表される2価の基が挙げられる。ここに、R31およびXa(典型的にはR31およびXaの水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
好ましくは、上記X1は、-(R31)p’-(Xa)q’-R32-である。R32は、単結合、-(CH2)t’-またはo-、m-もしくはp-フェニレン基を表し、好ましくは-(CH2)t’-である。t’は、1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。ここに、R32(典型的にはR32中の水素原子)は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
好ましくは、上記X1は、
単結合、
C1-20アルキレン基、
-R31-Xc-R32-、または
-Xd-R32-
[式中、R31およびR32は、上記と同意義である。]
であり得る。なお、アルキレン基とは、-(CδH2δ)-構造を有する基であり、置換または非置換であってよく、直鎖状または分枝鎖状であってもよい。
単結合、
C1-20アルキレン基、
-R31-Xc-R32-、または
-Xd-R32-
[式中、R31およびR32は、上記と同意義である。]
であり得る。なお、アルキレン基とは、-(CδH2δ)-構造を有する基であり、置換または非置換であってよく、直鎖状または分枝鎖状であってもよい。
より好ましくは、上記X1は、
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-
-Xd-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、s’およびt’は、上記と同意義である。]
である。
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-
-Xd-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、s’およびt’は、上記と同意義である。]
である。
上記式中、Xcは、
-O-、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-O-CONR34-、
-Si(R33)2-、
-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si(R33)2-O-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、R33、R34およびm’は、上記と同意義であり、
u’は1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]を表す。Xcは、好ましくは-O-である。
-O-、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-O-CONR34-、
-Si(R33)2-、
-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(R33)2-O-Si(R33)2-CH2CH2-Si(R33)2-O-Si(R33)2-、
-O-(CH2)u’-Si(OCH3)2OSi(OCH3)2-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、R33、R34およびm’は、上記と同意義であり、
u’は1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]を表す。Xcは、好ましくは-O-である。
上記式中、Xdは、
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
を表す。
-S-、
-C(O)O-、
-CONR34-、
-CONR34-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-、
-CONR34-(CH2)u’-N(R34)-、または
-CONR34-(o-、m-またはp-フェニレン)-Si(R33)2-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
を表す。
より好ましくは、上記X1は、
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
であり得る。
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-Xc-(CH2)t’-、または
-Xd-(CH2)t’-
[式中、各記号は、上記と同意義である。]
であり得る。
さらにより好ましくは、上記X1は、
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、または
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-Si(R33)2 -(CH2)u’-Si(R33)2-(CvH2v)-
[式中、R33、m’、s’、t’およびu’は、上記と同意義であり、vは1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]
である。
単結合、
C1-20アルキレン基、
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、
-(CH2)s’-O-(CH2)u’-(Si(R33)2O)m’-Si(R33)2-(CH2)t’-、または
-(CH2)s’-O-(CH2)t’-Si(R33)2 -(CH2)u’-Si(R33)2-(CvH2v)-
[式中、R33、m’、s’、t’およびu’は、上記と同意義であり、vは1~20の整数、好ましくは2~6の整数、より好ましくは2~3の整数である。]
である。
上記式中、-(CvH2v)-は、直鎖であっても、分枝鎖であってもよく、例えば、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH(CH3)-、-CH(CH3)CH2-であり得る。
上記X1基は、フッ素原子、C1-3アルキル基およびC1-3フルオロアルキル基(好ましくは、C1-3パーフルオロアルキル基)から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
一の態様において、X1基は、-O-C1-6アルキレン基以外であり得る。
別の態様において、X1基としては、例えば下記の基が挙げられる:
[式中、R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
Dは、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、および
(式中、R42は、それぞれ独立して、水素原子、C1-6のアルキル基またはC1-6のアルコキシ基、好ましくはメチル基またはメトキシ基、より好ましくはメチル基を表す。)
から選択される基であり、
Eは、-(CH2)ne-(neは2~6の整数)であり、
Dは、分子主鎖のPFPEに結合し、Eは、PFPEと反対の基に結合する。]
Dは、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、および
から選択される基であり、
Eは、-(CH2)ne-(neは2~6の整数)であり、
Dは、分子主鎖のPFPEに結合し、Eは、PFPEと反対の基に結合する。]
上記X1の具体的な例としては、例えば:
単結合
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
などが挙げられる。
単結合
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
より好ましい態様において、X1は、Xe’を表す。Xe’は、単結合、炭素数1~6のアルキレン基、-R51-C6H4-R52-、-R51-CONR4-R52-、-R51-CONR4-C6H4-R52-、-R51-CO-R52-、-R51-CO-C6H4-R52-、-R51-SO2NR4-R52-、-R51-SO2NR4-C6H4-R52-、-R51-SO2-R52-、または-R51-SO2-C6H4-R52-である。R51およびR52は、それぞれ独立して、単結合または炭素数1~6のアルキレン基を表し、好ましくは単結合または炭素数1~3のアルキレン基である。R4は上記と同意義である。上記アルキレン基は、置換または非置換であり、好ましくは非置換である。上記アルキレン基の置換基としては、例えばハロゲン原子、好ましくはフッ素原子を挙げることができる。上記アルキレン基は、直鎖状または分枝鎖状であり、直鎖状であることが好ましい。
さらに好ましい態様において、Xe’は、
単結合、
炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基
-C6H4-R52’-、
-CONR4’-R52’-、
-CONR4’-C6H4-R52’-、
-CO-R52’-、
-CO-C6H4-R52’-、
-SO2NR4’-R52’-、
-SO2NR4’-C6H4-R52’-、
-SO2-R52’-、
-SO2-C6H4-R52’-、
-R51’-C6H4-、
-R51’-CONR4’-、
-R51’-CONR4’-C6H4-、
-R51’-CO-、
-R51’-CO-C6H4-、
-R51’-SO2NR4’-、
-R51’-SO2NR4’-C6H4-、
-R51’-SO2-、
-R51’-SO2-C6H4-、
-C6H4-、
-CONR4’-、
-CONR4’-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-SO2NR4’-、
-SO2NR4’-C6H4-、
-SO2-、または
-SO2-C6H4-
(式中、R51’およびR52’は、それぞれ独立して、炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3の直鎖のアルキレン基であり、
R4’は、水素原子またはメチルである。)
であり得る。
単結合、
炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基
-C6H4-R52’-、
-CONR4’-R52’-、
-CONR4’-C6H4-R52’-、
-CO-R52’-、
-CO-C6H4-R52’-、
-SO2NR4’-R52’-、
-SO2NR4’-C6H4-R52’-、
-SO2-R52’-、
-SO2-C6H4-R52’-、
-R51’-C6H4-、
-R51’-CONR4’-、
-R51’-CONR4’-C6H4-、
-R51’-CO-、
-R51’-CO-C6H4-、
-R51’-SO2NR4’-、
-R51’-SO2NR4’-C6H4-、
-R51’-SO2-、
-R51’-SO2-C6H4-、
-C6H4-、
-CONR4’-、
-CONR4’-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-SO2NR4’-、
-SO2NR4’-C6H4-、
-SO2-、または
-SO2-C6H4-
(式中、R51’およびR52’は、それぞれ独立して、炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3の直鎖のアルキレン基であり、
R4’は、水素原子またはメチルである。)
であり得る。
本態様において、Xe’の具体例としては、例えば、
単結合、
炭素数1~6のアルキレン基、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-、
-CON(CH3)-CH2-、
-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CH2-CONH-、
-CH2-CONH-CH2-、
-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CH2-CONH-(CH2)3-、
-CONH-C6H4-、
-CON(CH3)-C6H4-、
-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(CH3)-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-C6H4-、
-SO2NH-、
-SO2NH-CH2-、
-SO2NH-(CH2)2-、
-SO2NH-(CH2)3-、
-SO2NH-C6H4-、
-SO2N(CH3)-、
-SO2N(CH3)-CH2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)3-、
-SO2N(CH3)-C6H4-、
-SO2-、
-SO2-CH2-、
-SO2-(CH2)2-、
-SO2-(CH2)3-、または
-SO2-C6H4-
などが挙げられる。
単結合、
炭素数1~6のアルキレン基、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-、
-CON(CH3)-CH2-、
-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CH2-CONH-、
-CH2-CONH-CH2-、
-CH2-CONH-(CH2)2-、
-CH2-CONH-(CH2)3-、
-CONH-C6H4-、
-CON(CH3)-C6H4-、
-CH2-CON(CH3)-CH2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)2-、
-CH2-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(CH3)-C6H4-、
-CO-、
-CO-C6H4-、
-C6H4-、
-SO2NH-、
-SO2NH-CH2-、
-SO2NH-(CH2)2-、
-SO2NH-(CH2)3-、
-SO2NH-C6H4-、
-SO2N(CH3)-、
-SO2N(CH3)-CH2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)2-、
-SO2N(CH3)-(CH2)3-、
-SO2N(CH3)-C6H4-、
-SO2-、
-SO2-CH2-、
-SO2-(CH2)2-、
-SO2-(CH2)3-、または
-SO2-C6H4-
などが挙げられる。
一の態様において、Xe’は、単結合である。本態様において、PFPEと基材との結合能を有する基(即ち、(A1)および(A2)においては、α1を付して括弧でくくられた基)とが直接結合している。
さらに別の態様において、X1は、式:-(R16)x-(CFR17)y-(CH2)z-で表される基である。式中、x、yおよびzは、それぞれ独立して、0~10の整数であり、x、yおよびzの和は1以上であり、括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。
上記式中、R16は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子、フェニレン、カルバゾリレン、-NR18-(式中、R18は、水素原子または有機基を表す)または2価の有機基である。好ましくは、R16は、酸素原子または2価の極性基である。
上記「2価の極性基」としては、特に限定されないが、-C(O)-、-C(=NR19)-、および-C(O)NR19-(これらの式中、R19は、水素原子または低級アルキル基を表す)が挙げられる。当該「低級アルキル基」は、例えば、炭素数1~6のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基であり、これらは、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい。
上記式中、R17は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり、好ましくはフッ素原子である。当該「低級フルオロアルキル基」は、例えば、炭素数1~6、好ましくは炭素数1~3のフルオロアルキル基、好ましくは炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、より好ましくはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、さらに好ましくはトリフルオロメチル基である。
この態様において、X1は、好ましくは、式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-(式中、x、yおよびzは、上記と同意義であり、括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である)で表される基である。
上記式:-(O)x-(CF2)y-(CH2)z-で表される基としては、例えば、-(O)x’-(CH2)z”-O-[(CH2)z’’’-O-]z””、および-(O)x’-(CF2)y”-(CH2)z”-O-[(CH2)z’’’-O-]z””(式中、x’は0または1であり、y”、z”およびz’’’は、それぞれ独立して、1~10の整数であり、z””は、0または1である)で表される基が挙げられる。なお、これらの基は左端がPFPE側に結合する。
別の好ましい態様において、X1は、-O-CFR20-(CF2)e’-である。
上記R20は、それぞれ独立して、フッ素原子または低級フルオロアルキル基を表す。ここで低級フルオロアルキル基は、例えば炭素数1~3のフルオロアルキル基、好ましくは炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、より好ましくはトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、更に好ましくはトリフルオロメチル基である。
上記e’は、それぞれ独立して、0または1である。
一の具体例において、R20はフッ素原子であり、e’は1である。
さらに別の態様において、X1基の例として、下記の基が挙げられる:
[式中、
R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
各X1基において、Tのうち任意のいくつかは、分子主鎖のPFPEに結合する以下の基:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、または
[式中、R42は、それぞれ独立して、水素原子、C1-6のアルキル基またはC1-6のアルコキシ基、好ましくはメチル基またはメトキシ基、より好ましくはメチル基を表す。]
であり、別のTのいくつかは、分子主鎖のPFPEと反対の基に結合する-(CH2)n”-(n”は2~6の整数)であり、存在する場合、残りのTは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基、C1-6アルコキシ基またはラジカル捕捉基もしくは紫外線吸収基であり得る。
R41は、それぞれ独立して、水素原子、フェニル基、炭素数1~6のアルキル基、またはC1-6アルコキシ基、好ましくはメチル基であり;
各X1基において、Tのうち任意のいくつかは、分子主鎖のPFPEに結合する以下の基:
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CF2O(CH2)3-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、または
であり、別のTのいくつかは、分子主鎖のPFPEと反対の基に結合する-(CH2)n”-(n”は2~6の整数)であり、存在する場合、残りのTは、それぞれ独立して、メチル基、フェニル基、C1-6アルコキシ基またはラジカル捕捉基もしくは紫外線吸収基であり得る。
ラジカル捕捉基は、光照射で生じるラジカルを捕捉できるものであれば特に限定されないが、例えばベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、安息香酸エステル類、サリチル酸フェニル類、クロトン酸類、マロン酸エステル類、オルガノアクリレート類、ヒンダードアミン類、ヒンダードフェノール類、またはトリアジン類の残基が挙げられる。
紫外線吸収基は、紫外線を吸収できるものであれば特に限定されないが、例えばベンゾトリアゾール類、ヒドロキシベンゾフェノン類、置換および未置換安息香酸もしくはサリチル酸化合物のエステル類、アクリレートまたはアルコキシシンナメート類、オキサミド類、オキサニリド類、ベンゾキサジノン類、ベンゾキサゾール類の残基が挙げられる。
この態様において、X1(および、下記するX3、X5およびX7)は、3~10価の有機基であり得る。
上記式中、X2は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2価の有機基を表す。X2は、好ましくは、炭素数1~20のアルキレン基であり、より好ましくは、-(CH2)u-(式中、uは、0~2の整数である)である。
上記式中、tは、それぞれ独立して、1~10の整数である。好ましい態様において、tは1~6の整数である。別の好ましい態様において、tは2~10の整数であり、好ましくは2~6の整数である。
好ましい式(A1)および(A2)で示される化合物は、下記式(A1’)および(A2’):
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X1は、各出現においてそれぞれ独立して、-O-CFR20-(CF2)e’-であり;
R20は、各出現においてそれぞれ独立して、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり;
e’は、各出現においてそれぞれ独立して、0または1であり;
X2は、-(CH2)u-であり;
uは、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
tは、各出現においてそれぞれ独立して、2~10の整数である。]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X1は、各出現においてそれぞれ独立して、-O-CFR20-(CF2)e’-であり;
R20は、各出現においてそれぞれ独立して、フッ素原子または低級フルオロアルキル基であり;
e’は、各出現においてそれぞれ独立して、0または1であり;
X2は、-(CH2)u-であり;
uは、各出現においてそれぞれ独立して、0~2の整数であり;
tは、各出現においてそれぞれ独立して、2~10の整数である。]
で表される化合物である。
上記式(A1)および(A2)で表される化合物は、例えば、Rf-PFPE-部分に対応するパーフルオロポリエーテル誘導体を原料として、末端にヨウ素を導入した後、-CH2CR12(X2-SiR13
n1R14
3-n1)-に対応するビニルモノマーを反応させることにより得ることができる。
上記式(B1)および(B2)中、Rf、PFPE、R13、R14およびn1は、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X3は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X3は、式(B1)および(B2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(具体的には、-SiR13
n1R14
3-n1)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X3は、式(B1)および(B2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
別の態様において、X3は、Xeを表す。Xeは、上記と同意義である。
上記式中のβ1は、1~9の整数であり、β1’は、1~9の整数である。これらβ1およびβ1’は、X3の価数に応じて変化し得る。式(B1)において、β1およびβ1’の和は、X3の価数と同じである。例えば、X3が10価の有機基である場合、β1およびβ1’の和は10であり、例えばβ1が9かつβ1’が1、β1が5かつβ1’が5、またはβ1が1かつβ1’が9となり得る。また、X3が2価の有機基である場合、β1およびβ1’は1である。式(B2)において、β1はX3の価数の値から1を引いた値である。
上記X3は、好ましくは2~7価、より好ましくは2~4価、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X3は2~4価の有機基であり、β1は1~3であり、β1’は1である。
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。添字a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X3は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。添字a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X3は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である]
で表される化合物である。
上記X3の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX3は、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
などが挙げられる。
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
別の好ましい態様において、X3は、Xe’を表す。Xe’は、上記と同意義である。
一の態様において、Xe’は、単結合である。本態様において、PFPEと基材との結合能を有する基(即ち、(B1)および(B2)においては、β1を付して括弧でくくられた基)とが直接結合している。
一の態様において、式(B1)および(B2)において、水酸基または加水分解可能な基に結合したSiが少なくとも2つ存在する。即ち、式(B1)および(B2)において、SiR13の構造が少なくとも2つ存在する。
好ましい式(B1)および(B2)で示される化合物は、下記式(B1’)および(B2’):
[式中:
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。添字a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X3は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である。]
で表される化合物である。
PFPEは、それぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1である。添字a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
n1は、1~3の整数であり、好ましくは3であり;
X3は、-CH2O(CH2)2-、-CH2O(CH2)3-または-CH2O(CH2)6-である。]
で表される化合物である。
上記式(B1)および(B2)で表される化合物は、公知の方法、例えば特開2013-117012号公報に記載の方法またはその改良方法により製造することができる。
上記式(C1)および(C2)中、RfおよびPFPEは、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X5は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X5は、式(C1)および(C2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供するシラン部(具体的には、-SiRa
k1Rb
l1Rc
m1基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X5は、式(C1)および(C2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
別の態様において、X5は、Xeを表す。Xeは、上記と同意義である。
上記式中のγ1は、1~9の整数であり、γ1’は、1~9の整数である。これらγ1およびγ1’は、X5の価数に応じて変化し得る。式(C1)において、γ1およびγ1’の和は、X5の価数と同じである。例えば、X5が10価の有機基である場合、γ1およびγ1’の和は10であり、例えばγ1が9かつγ1’が1、γ1が5かつγ1’が5、またはγ1が1かつγ1’が9となり得る。また、X5が2価の有機基である場合、γ1およびγ1’は1である。式(C2)において、γ1はX5の価数の値から1を引いた値である。
上記X5は、好ましくは2~7価、より好ましくは2~4価、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X5は2~4価の有機基であり、γ1は1~3であり、γ1’は1である。
上記X5の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX5は、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
などが挙げられる。
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-CH2-、
-CONH-(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
別の好ましい態様において、X5は、Xe’を表す。Xe’は、上記と同意義である。
一の態様において、Xe’は、単結合である。本態様において、PFPEと基材との結合能を有する基(即ち、(C1)および(C2)においては、γ1を付して括弧でくくられた基)とが直接結合している。
上記式中、Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z3-SiR71
p1R72
q1R73
r1を表す。
式中、Z3は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表す。
上記Z3は、好ましくは、2価の有機基であり、式(C1)または式(C2)における分子主鎖の末端のSi原子(Raが結合しているSi原子)とシロキサン結合を形成するものを含まない。
上記Z3は、好ましくは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中、gは、1~6の整数であり、hは、1~6の整数である)または、-フェニレン-(CH2)i-(式中、iは、0~6の整数である)であり、より好ましくはC1-3アルキレン基である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。紫外線耐久性が特に良好な観点からは、上記Z3は、より好ましくは、直鎖状または分枝鎖状のアルキレン基であり、さらに好ましくは直鎖状のアルキレン基である。上記Z3のアルキレン基を構成する炭素数は、好ましくは1~6の範囲にあり、より好ましくは1~3の範囲にある。なお、アルキレン基については上記のとおりである。
式中、R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表す。Ra’は、Raと同意義である。
Ra中、Z3基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個である。即ち、上記Raにおいて、R71が少なくとも1つ存在する場合、Ra中にZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子が2個以上存在するが、かかるZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数は最大で5個である。なお、「Ra中のZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」とは、Ra中において直鎖状に連結される-Z3-Si-の繰り返し数と等しくなる。
上記式において、*は、主鎖のSiに結合する部位を意味し、…は、Z3Si以外の所定の基が結合していること、即ち、Si原子の3本の結合手がすべて…である場合、Z3Siの繰り返しの終了箇所を意味する。また、Siの右肩の数字は、*から数えたZ3基を介して直鎖状に連結されたSiの出現数を意味する。即ち、Si2でZ3Si繰り返しが終了している鎖は「Ra中のZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」が2個であり、同様に、Si3、Si4およびSi5でZ3Si繰り返しが終了している鎖は、それぞれ、「Ra中のZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数」が3、4および5個である。なお、上記の式から明らかなように、Ra中には、Z3Si鎖が複数存在するが、これらはすべて同じ長さである必要はなく、それぞれ任意の長さであってもよい。
一の態様において、Ra中のZ3基を介して直鎖状に連結されるSi原子の数は1個または2個、好ましくは1個である。
式中、R72は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表す。「加水分解可能な基」は、上記と同意義である。
好ましくは、R72は、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはメチル基を表す)である。
式中、R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;q1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、(-Z3-SiR71
p1R72
q1R73
r1)毎において、p1、q1およびr1の和は3である。
好ましい態様において、Ra中の末端のRa’(Ra’が存在しない場合、Ra)において、上記q1は、好ましくは2以上、例えば2または3であり、より好ましくは3である。
好ましい態様において、Raの末端部の少なくとも1つは、-Si(-Z3-SiR72
q1R73
r1)2または-Si(-Z3-SiR72
q1R73
r1)3、好ましくは-Si(-Z3-SiR72
q1R73
r1)3であり得る。式中、(-Z3-SiR72
q1R73
r1)の単位は、好ましくは(-Z3-SiR72
3)である。さらに好ましい態様において、Raの末端部は、すべて-Si(-Z3-SiR72
q1R73
r1)3、好ましくは-Si(-Z3-SiR72
3)3であり得る。
上記式(C1)および(C2)においては、少なくとも1つのq1が1~3の整数であり、すなわち、少なくとも1つのR72が存在する。
一の態様において、式(C1)および(C2)においては、水酸基または加水分解可能な基に結合したSiが少なくとも2つ存在する。即ち、SiR72および/またはSiRbの構造が少なくとも2つ存在する。
上記式中、Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表す。
上記Rbは、好ましくは、水酸基、-OR、-OCOR、-O-N=C(R)2、-N(R)2、-NHR、ハロゲン(これら式中、Rは、置換または非置換の炭素数1~4のアルキル基を示す)であり、より好ましくは-ORである。Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基などの非置換アルキル基;クロロメチル基などの置換アルキル基が含まれる。それらの中でも、アルキル基、特に非置換アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。水酸基は、特に限定されないが、加水分解可能な基が加水分解して生じたものであってよい。より好ましくは、Rbは、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはメチル基を表す)である。
上記式中、Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、k1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;l1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;m1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、(SiRa
k1Rb
l1Rc
m1)毎において、k1、l1およびm1の和は、3である。
一の態様において、k1は、1~3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
上記式(C1)および(C2)で表される化合物は、例えば、Rf-PFPE-部分に対応するパーフルオロポリエーテル誘導体を原料として、末端に水酸基を導入した後、末端に不飽和結合を有する基を導入し、この不飽和結合を有する基とハロゲン原子を有するシリル誘導体とを反応させ、さらにこのシリル基に末端に水酸基、次いで不飽和結合を有する基を導入し、最後に導入した不飽和結合を有する基とシリル誘導体とを反応させることにより得ることができる。例えば、国際公開第2014/069592号に記載のように合成することができる。
上記式(D1)および(D2)中、RfおよびPFPEは、上記式(A1)および(A2)に関する記載と同意義である。
上記式中、X7は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表す。当該X7は、式(D1)および(D2)で表される化合物において、主に撥水性および表面滑り性等を提供するパーフルオロポリエーテル部(即ち、Rf-PFPE部または-PFPE-部)と、基材との結合能を提供する部(即ち、δ1を付して括弧でくくられた基)とを連結するリンカーと解される。従って、当該X7は、式(D1)および(D2)で表される化合物が安定に存在し得るものであれば、いずれの有機基であってもよい。
別の態様において、X7は、Xeを表す。Xeは、上記と同意義である。
上記式中、δ1は1~9の整数であり、δ1’は1~9の整数である。これらδ1およびδ1’は、X7の価数に応じて変化し得る。式(D1)においては、δ1およびδ1’の和は、X7の価数と同じである。例えば、X7が10価の有機基である場合、δ1およびδ1’の和は10であり、例えばδ1が9かつδ1’が1、δ1が5かつδ1’が5、またはδ1が1かつδ1’が9となり得る。また、X7が2価の有機基である場合、δ1およびδ1’は1である。式(D2)においては、δ1はX7の価数から1を引いた値である。
上記X7は、好ましくは2~7価、より好ましくは2~4価、さらに好ましくは2価の有機基である。
一の態様において、X7は2~4価の有機基であり、δ1は1~3であり、δ1’は1である。
上記X7の例としては、特に限定するものではないが、例えば、X1に関して記載したものと同様のものが挙げられる。
中でも、好ましい具体的なX7は、
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
などが挙げられる。
-CH2OCH2-、
-CH2O(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3-、
-CH2O(CH2)6-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2O(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-CH2OCF2CHFOCF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、
-CH2OCH2CHFCF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CF2-、
-CH2OCF2CHFOCF2CF2CF2-C(O)NH-CH2-、
-CH2OCH2(CH2)7CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)3-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)2OSi(OCH3)2(CH2)2-、
-CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)2OSi(OCH2CH3)2(CH2)2-、
-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-、
-(CH2)2-、
-(CH2)3-、
-(CH2)4-、
-(CH2)5-、
-(CH2)6-、
-CO-、
-CONH-、
-CONH-(CH2)3-、
-CON(CH3)-(CH2)3-、
-CON(Ph)-(CH2)3-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)6-、
-CON(CH3)-(CH2)6-、
-CON(Ph)-(CH2)6-(式中、Phはフェニルを意味する)、
-CONH-(CH2)2NH(CH2)3-、
-CONH-(CH2)6NH(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)3-、
-CH2O-CONH-(CH2)6-、
-S-(CH2)3-、
-(CH2)2S(CH2)3-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)2Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)3Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)10Si(CH3)2(CH2)2-、
-CONH-(CH2)3Si(CH3)2O(Si(CH3)2O)20Si(CH3)2(CH2)2-、
-C(O)O-(CH2)3-、
-C(O)O-(CH2)6-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)2-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-(CH2)3-、
-CH2-O-(CH2)3-Si(CH3)2-(CH2)2-Si(CH3)2-CH(CH3)-CH2-、
-OCH2-、
-O(CH2)3-、
-OCFHCF2-、
より好ましい態様において、X7は、Xe’を表す。Xe’は、上記と同意義である。
一の態様において、Xe’は、単結合である。本態様において、PFPEと基材との結合能を有する基(即ち、(D1)および(D2)においては、δ1を付して括弧でくくられた基)とが直接結合している。このような構造を有することによって、PFPEとδ1を付して括弧でくくられた基との結合力がより強くなると考えられる。また、PFPEと直接結合する炭素原子(即ち、δ1を付して括弧でくくられた基においてRd
、ReおよびRfと結合する炭素原子)は電荷の偏りが少なく、その結果、上記炭素原子において求核反応等が生じにくく、当該化合物は基材と安定に結合すると考えられる。このような構造は、PFPEシラン化合物により形成される層の摩擦耐久性をより向上させることができrので、有利である。
上記式中、Rdは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z4-CR81
p2R82
q2R83
r2を表す。
式中、Z4は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表す。
上記Z4は、好ましくは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g-O-(CH2)h-(式中、gは、0~6の整数、例えば1~6の整数であり、hは、0~6の整数、例えば1~6の整数である)または、-フェニレン-(CH2)i-(式中、iは、0~6の整数である)であり、より好ましくはC1-3アルキレン基である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
式中、R81は、各出現においてそれぞれ独立して、Rd’を表す。Rd’は、Rdと同意義である。
Rd中、Z4基を介して直鎖状に連結されるCは最大で5個である。即ち、上記Rdにおいて、R81が少なくとも1つ存在する場合、Rd中にZ4基を介して直鎖状に連結されるC原子が2個以上存在するが、かかるZ4基を介して直鎖状に連結されるC原子の数は最大で5個である。なお、「Rd中のZ4基を介して直鎖状に連結されるC原子の数」とは、Rd中において直鎖状に連結される-Z4-C-の繰り返し数と等しくなる。
一の態様において、RdのZ4基を介して直鎖状に連結されるC原子の数は1個または2個、好ましくは1個である。
式中、R82は、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85
n2R86
3-n2を表す。
Yは、各出現においてそれぞれ独立して、2価の有機基を表す。
好ましい態様において、Yは、C1-6アルキレン基、-(CH2)g’-O-(CH2)h’-(式中、g’は、0~6の整数、例えば1~6の整数であり、h’は、0~6の整数、例えば1~6の整数である)または、-フェニレン-(CH2)i’-(式中、i’は、0~6の整数である)である。これらの基は、例えば、フッ素原子、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、およびC2-6アルキニル基から選択される1個またはそれ以上の置換基により置換されていてもよい。
一の態様において、Yは、C1-6アルキレン基または-フェニレン-(CH2)i’-であり得る。Yが上記の基である場合、光耐性、特に紫外線耐性がより高くなり得る。
上記R85は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表す。
上記「加水分解可能な基」とは、式(C1)および(C2)と同様のものが挙げられる。
好ましくは、R85は、-OR(式中、Rは、置換または非置換のC1-3アルキル基、より好ましくはエチル基またはメチル基、特にメチル基を表す)である。
上記R86は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
n2は、(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)単位毎に独立して、0~3の整数を表し、好ましくは1~3の整数、より好ましくは2または3、特に好ましくは3である。
上記R83は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、p2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;q2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;r2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、(-Z4-CR81
p2R82
q2R83
r2)毎において、p2、q2およびr2の和は3である。
好ましい態様において、Rd中の末端のRd’(Rd’が存在しない場合、Rd)において、上記q2は、好ましくは2以上、例えば2または3であり、より好ましくは3である。
好ましい態様において、Rdの末端部の少なくとも1つは、-C(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)2または-C(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)3、好ましくは-C(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)3であり得る。式中、(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)の単位は、好ましくは(-Y-SiR85
3)である。さらに好ましい態様において、Rd1の末端部は、すべて-C(-Y-SiR85
n2R86
3-n2)3、好ましくは-C(-Y-SiR85
3)3であり得る。
上記式中、Reは、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85
n2R86
3-n2を表す。ここに、Y、R85、R86およびn2は、上記R82における記載と同意義である。
上記式中、Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表す。該低級アルキル基は、好ましくは炭素数1~20のアルキル基、より好ましくは炭素数1~6のアルキル基、さらに好ましくはメチル基である。
式中、k2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;l2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;m2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数である。ただし、k2、l2およびm2の和は3である。
一の態様において、少なくとも1つのk2は2または3であり、好ましくは3である。
一の態様において、k2は2または3であり、好ましくは3である。
一の態様において、l2は2または3であり、好ましくは3である。
上記式(D1)および(D2)において、-Y-SiR85で表される基が2以上存在する。より好ましくは、2以上の-Y-SiR85に結合した炭素原子が1以上存在する。即ち、-C-(Y-SiR85
n2R86
3-n2)2で表される基が1以上存在することが好ましい(式中、n2は1~3の整数である。)。
上記式(D1)および(D2)中、n2は1~3の整数であり、および、少なくとも1つのq2は2または3であるか、あるいは、少なくとも1つのl2は2または3である。即ち、式中、少なくとも2つの-Y-SiR85
n2R86
3-n2基が存在する。
式(D1)または式(D2)で表されるPFPE含有シラン化合物は、公知の方法を組み合わせることにより製造することができる。例えば、X7が2価である式(D1’)で表される化合物は、限定するものではないが、以下のようにして製造することができる。
HO-X7-C(YOH)3(式中、X7およびYは、それぞれ独立して、2価の有機基である。)で表される多価アルコールに、二重結合を含有する基(好ましくはアリル)、およびハロゲン(好ましくはブロモ)を導入して、Hal-X7-C(Y-O-R-CH=CH2)3(式中、Halはハロゲン、例えばBrであり、Rは二価の有機基、例えばアルキレン基である。)で表される二重結合含有ハロゲン化物を得る。次いで、末端のハロゲンと、RPFPE-OH(式中、RPFPEは、パーフルオロポリエーテル基含有基である。)で表されるパーフルオロポリエーテル基含有アルコールとを反応させて、RPFPE-O-X7-C(Y-O-R-CH=CH2)3を得る。次いで、末端の-CH=CH2と、HSiCl3およびアルコールまたはHSiR85
3と反応させて、RPFPE-O-X7-C(Y-O-R-CH2-CH2-SiR85
3)3を得ることができる。
上記したPFPE含有シラン化合物は、特に限定されるものではないが、5×102~1×105の数平均分子量を有し得る。かかる範囲のなかでも、2,000~30,000、より好ましくは2,500~12,000、さらに好ましくは3,000~6,000の数平均分子量を有することが、摩擦耐久性の観点から好ましい。なお、本発明において、数平均分子量は、19F-NMRにより測定される値とする。
以下、パターン形成用基体の製造に特に適した方法の例を用いて、本発明のパターン形成用基体について説明するが、本発明のパターン形成用基体およびその製造方法が、以下の記載に限定されないことは言うまでもない。なお、上記してきた内容と記載が重複する場合については、説明を省略することがある(以下においても同様である)。
本態様のパターン形成用基体の製造方法は、
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること(以下、工程(I)と称することがある)、を含む。
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること(以下、工程(I)と称することがある)、を含む。
上記工程(I)は、例えば、
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤(以下、「処理剤」と称することがある)を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層を形成すること、および、形成された層を除去することによりパターン形成用領域を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IA)と称することがある)、
基材の少なくとも1の主面に、パターン形成用領域に対応する部分にPFPE含有シラン化合物に由来する層が形成されないように前処理(例えば、マスキング処理等)を施し、その後、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IB)と称することがある)、または
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を選択的に適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IC)と称することがある)、の少なくともいずれか1を含む。
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤(以下、「処理剤」と称することがある)を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層を形成すること、および、形成された層を除去することによりパターン形成用領域を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IA)と称することがある)、
基材の少なくとも1の主面に、パターン形成用領域に対応する部分にPFPE含有シラン化合物に由来する層が形成されないように前処理(例えば、マスキング処理等)を施し、その後、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IB)と称することがある)、または
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を選択的に適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製すること(以下、工程(IC)と称することがある)、の少なくともいずれか1を含む。
以下、工程(IA)について説明する。
上記処理剤は、上記PFPE含有シラン化合物を含む。該処理剤において、上記PFPE含有シラン化合物は、処理剤100質量部に対して、好ましくは0.01~100質量部、より好ましくは0.1~30質量部含まれる。
上記処理剤は、溶媒で希釈されていてもよい。このような溶媒としては、特に限定するものではないが、例えば:
パーフルオロヘキサン、CF3CF2CHCl2、CF3CH2CF2CH3、CF3CHFCHFC2F5、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン((ゼオローラH(商品名)等)、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、CF3CH2OCF2CHF2、C6F13CH=CH2、キシレンヘキサフルオリド、パーフルオロベンゼン、メチルペンタデカフルオロヘプチルケトン、トリフルオロエタノール、ペンタフルオロプロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、HCF2CF2CH2OH、メチルトリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロ酢酸およびCF3O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CF3[式中、m1およびn1は、それぞれ独立して0以上1000以下の整数であり、m1またはn1を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意であり、但しm1およびn1の和は1以上である。]、1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、1,2-ジクロロ-1,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、1,2-ジクロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1-ジクロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1,2-トリクロロ―3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択されるフッ素原子含有溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で、または、2種以上の混合物として用いることができる。
パーフルオロヘキサン、CF3CF2CHCl2、CF3CH2CF2CH3、CF3CHFCHFC2F5、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタン、1,1,2,2,3,3,4-ヘプタフルオロシクロペンタン((ゼオローラH(商品名)等)、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、CF3CH2OCF2CHF2、C6F13CH=CH2、キシレンヘキサフルオリド、パーフルオロベンゼン、メチルペンタデカフルオロヘプチルケトン、トリフルオロエタノール、ペンタフルオロプロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、HCF2CF2CH2OH、メチルトリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロ酢酸およびCF3O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CF3[式中、m1およびn1は、それぞれ独立して0以上1000以下の整数であり、m1またはn1を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意であり、但しm1およびn1の和は1以上である。]、1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、1,2-ジクロロ-1,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、1,2-ジクロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1-ジクロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1,2-トリクロロ―3,3,3-トリフルオロ-1-プロペン、1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択されるフッ素原子含有溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で、または、2種以上の混合物として用いることができる。
上記溶媒中に含まれる水分含有量は、20質量ppm以下であることが好ましい。上記水分含有量は、カールフィッシャー法を用いて測定することができる。このような水分含有量であることによって、処理剤の保存安定性が向上し得る。
上記処理剤は、上記PFPE含有シラン化合物に加え、他の成分を含んでいてもよい。かかる他の成分としては、特に限定されるものではないが、例えば、含フッ素オイルとして理解され得る(非反応性の)フルオロポリエーテル化合物、好ましくはパーフルオロ(ポリ)エーテル化合物(以下、「含フッ素オイル」と言う)、シリコーンオイルとして理解され得る(非反応性の)シリコーン化合物(以下、「シリコーンオイル」と言う)、触媒、低級アルコール、遷移金属、ハロゲン化物イオン、分子構造内に非共有電子対を有する原子を含む化合物などが挙げられる。
上記含フッ素オイルとしては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の一般式(1)で表される化合物(パーフルオロ(ポリ)エーテル化合物)が挙げられる。
Rf5-(OC4F8)a’-(OC3F6)b’-(OC2F4)c’-(OCF2)d’-Rf6 ・・・(1)
式中、Rf5は、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16アルキル基(好ましくは、C1―16のパーフルオロアルキル基)を表し、Rf6は、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16アルキル基(好ましくは、C1-16パーフルオロアルキル基)、フッ素原子または水素原子を表し、Rf5およびRf6は、より好ましくは、それぞれ独立して、C1-3パーフルオロアルキル基である。
a’、b’、c’およびd’は、ポリマーの主骨格を構成するパーフルオロ(ポリ)エーテルの4種の繰り返し単位数をそれぞれ表し、互いに独立して0以上300以下の整数であって、a’、b’、c’およびd’の和は少なくとも1、好ましくは1~300、より好ましくは20~300である。添字a’、b’、c’またはd’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。これら繰り返し単位のうち、-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよく、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
Rf5-(OC4F8)a’-(OC3F6)b’-(OC2F4)c’-(OCF2)d’-Rf6 ・・・(1)
式中、Rf5は、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16アルキル基(好ましくは、C1―16のパーフルオロアルキル基)を表し、Rf6は、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16アルキル基(好ましくは、C1-16パーフルオロアルキル基)、フッ素原子または水素原子を表し、Rf5およびRf6は、より好ましくは、それぞれ独立して、C1-3パーフルオロアルキル基である。
a’、b’、c’およびd’は、ポリマーの主骨格を構成するパーフルオロ(ポリ)エーテルの4種の繰り返し単位数をそれぞれ表し、互いに独立して0以上300以下の整数であって、a’、b’、c’およびd’の和は少なくとも1、好ましくは1~300、より好ましくは20~300である。添字a’、b’、c’またはd’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。これら繰り返し単位のうち、-(OC4F8)-は、-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-および-(OCF2CF(C2F5))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2CF2CF2)-である。-(OC3F6)-は、-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-および-(OCF2CF(CF3))-のいずれであってもよく、好ましくは-(OCF2CF2CF2)-である。-(OC2F4)-は、-(OCF2CF2)-および-(OCF(CF3))-のいずれであってもよいが、好ましくは-(OCF2CF2)-である。
上記一般式(1)で表されるパーフルオロ(ポリ)エーテル化合物の例として、以下の一般式(1a)および(1b)のいずれかで示される化合物(1種または2種以上の混合物であってよい)が挙げられる。
Rf5-(OCF2CF2CF2)b’’-Rf6 ・・・(1a)
Rf5-(OCF2CF2CF2CF2)a’’-(OCF2CF2CF2)b’’-(OCF2CF2)c’’-(OCF2)d’’-Rf6 ・・・(1b)
これら式中、Rf5およびRf6は上記の通りであり;式(1a)において、b’’は1以上100以下の整数であり;式(1b)において、a’’およびb’’は、それぞれ独立して1以上30以下の整数であり、c’’およびd’’はそれぞれ独立して1以上300以下の整数である。添字a’’、b’’、c’’、d’’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。
Rf5-(OCF2CF2CF2)b’’-Rf6 ・・・(1a)
Rf5-(OCF2CF2CF2CF2)a’’-(OCF2CF2CF2)b’’-(OCF2CF2)c’’-(OCF2)d’’-Rf6 ・・・(1b)
これら式中、Rf5およびRf6は上記の通りであり;式(1a)において、b’’は1以上100以下の整数であり;式(1b)において、a’’およびb’’は、それぞれ独立して1以上30以下の整数であり、c’’およびd’’はそれぞれ独立して1以上300以下の整数である。添字a’’、b’’、c’’、d’’を付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は、式中において任意である。
上記含フッ素オイルは、1,000~30,000の数平均分子量を有していてよい。特に、式(1a)で表される化合物の数平均分子量は、2,000~8,000であることが好ましい。かかる数平均分子量を有することにより、高い表面滑り性を得ることができる。一の態様において、式(1b)で表される化合物の数平均分子量は、3,000~8,000である。別の態様において、式(1b)で表される化合物の数平均分子量は、8,000~30,000である。
上記処理剤中、含フッ素オイルは、上記PFPE含有シラン化合物100質量部に対して、例えば0~500質量部、好ましくは0~100質量部、より好ましくは1~50質量部、さらに好ましくは1~5質量部で含まれ得る。
また、別の観点から、含フッ素オイルは、一般式Rf’-F(式中、Rf’はC5-16パーフルオロアルキル基である。)で表される化合物であってよい。また、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーであってもよい。Rf’-Fで表される化合物およびクロロトリフルオロエチレンオリゴマーは、RfがC1-16パーフルオロアルキル基である上記PFPE含有シラン化合物と高い親和性が得られる点で好ましい。
含フッ素オイルは、処理剤により形成された層の表面滑り性を向上させるのに寄与する。
上記シリコーンオイルとしては、例えばシロキサン結合が2,000以下の直鎖状または環状のシリコーンオイルを用い得る。直鎖状のシリコーンオイルは、いわゆるストレートシリコーンオイルおよび変性シリコーンオイルであってよい。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルが挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、ストレートシリコーンオイルを、アルキル、アラルキル、ポリエーテル、高級脂肪酸エステル、フルオロアルキル、アミノ、エポキシ、カルボキシル、アルコールなどにより変性したものが挙げられる。環状のシリコーンオイルは、例えば環状ジメチルシロキサンオイルなどが挙げられる。
上記処理剤中、かかるシリコーンオイルは、上記PFPE含有シラン化合物100質量部(2種以上の場合にはこれらの合計、以下も同様)に対して、例えば0~50質量部、好ましくは0~5質量部で含まれ得る。
シリコーンオイルは、上記処理剤により形成される層の表面滑り性を向上させるのに寄与する。
上記触媒としては、酸(例えば酢酸、トリフルオロ酢酸等)、塩基(例えばアンモニア、トリエチルアミン、ジエチルアミン等)、遷移金属(例えばTi、Ni、Sn等)等が挙げられる。
触媒は、上記PFPE含有シラン化合物の加水分解および脱水縮合を促進し、上記処理剤により形成される層の形成を促進する。
上記他の成分としての低級アルコールとしては、炭素数1~6のアルコール化合物が挙げられる。
上記遷移金属としては、白金、ルテニウム、ロジウム等が挙げられる。
上記ハロゲン化物イオンとしては、塩化物イオン等が挙げられる。
上記分子構造内に非共有電子対を有する原子を含む化合物しては、ジエチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピリジン、ヘキサメチルホスホルアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、テトラメチル尿素、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチレンスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド等を挙げられる。これらの化合物の中で、ジメチルスルホキシド、またはテトラメチレンスルホキシドを用いることが好ましい。
他の成分としては、上記以外に、例えば、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等も挙げられる。
一の態様において、上記処理剤は、上記他の成分である含フッ素オイル、シリコーンオイル、触媒、低級アルコール、遷移金属、ハロゲン化物イオン、分子構造内に非共有電子対を有する原子を含む化合物を含まない。
上記処理剤は、多孔質物質、例えば多孔質のセラミック材料、金属繊維、例えばスチールウールを綿状に固めたものに含浸させて、ペレットとすることができる。当該ペレットは、例えば、真空蒸着に用いることができる。
基材の少なくとも1の主面に、上記処理剤を適用することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する層が形成される。PFPE含有シラン化合物に由来する層の形成は、基材上に上記処理剤の膜を形成し、この膜を必要に応じて後処理することによって形成されてもよい。上記基材としては、必要に応じて、マスキング等によって部分的に保護されたものを用いてもよい。
上記処理剤の膜の形成は、上記処理剤を基材の主面に対して、該主面を被覆するように適用することによって実施できる。被覆方法は、特に限定されない。例えば、湿潤被覆法および乾燥被覆法を使用できる。
湿潤被覆法の例としては、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティングおよび類似の方法が挙げられる。
乾燥被覆法の例としては、蒸着(通常、真空蒸着)、スパッタリング、化学蒸着(CVD)および類似の方法が挙げられる。蒸着法(通常、真空蒸着法)の具体例としては、抵抗加熱、電子ビーム、マイクロ波等を用いた高周波加熱、イオンビームおよび類似の方法が挙げられる。CVD方法の具体例としては、プラズマ-CVD、光学CVD、熱CVDおよび類似の方法が挙げられる。
更に、常圧プラズマ法による被覆も可能である。
次に、必要に応じて、膜を後処理する。この後処理は、特に限定されないが、例えば、水分供給および乾燥加熱を逐次的に、または同時に実施するものであってよい。
上記のようにして、基材の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する層が形成される。これにより得られる層は、帯電性が低い。また、この処理剤により形成された層は、低帯電性であることに加えて、使用する処理剤の組成にもよるが、撥水性、撥油性、防汚性(例えば指紋等の汚れの付着を防止する)、防水性(電子部品等への水の浸入を防止する)、表面滑り性(または潤滑性、例えば指紋等の汚れの拭き取り性や、指に対する優れた触感)、摩擦耐久性、透明性などを有する機能性薄膜となり得る。
次いで、形成された処理剤の層の一部を除去することにより、パターン形成用領域を形成する。
パターン形成用領域の形成には、レーザー、プラズマ、紫外線(UV)、真空紫外線(VUV)照射等を用いることが好ましい。
UV照射等においては、例えば、フォトマスク(例えば、レチクル)を用いた露光処理を行い得る。上記フォトマスクを用いた処理としては、例えば、パターンを有するフォトマスクを、PFPE含有シラン化合物に由来する層に密着させ、ここにUVを照射することによって行い得る。
上記方法においては、非接触の露光方式(プロキシミティ露光、プロジェクション露光)、および、接触の露光方式(コンタクト露光)を用いて露光処理を行い得る。プロキシミティ露光においては、マスクとPFPE含有シラン化合物を含む処理剤を用いて形成された層との間隔を、10μm以下とすることが好ましく、3μm以下とすることがより好ましい。
本発明の上記のパターン形成用領域の形成において、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤により形成された層(PFPE含有シラン化合物に由来する層)が分解および除去される。PFPE含有シラン化合物に由来する層は、有機材料からなる層であるため、レーザー照射等によって(例えば、無機材料よりも)容易に分解され得る。従って、本発明においては、パターンの形成がより容易になり得、短時間でのパターニングが可能になり得る。本発明のパターン形成用基材およびその製造方法は、生産効率の向上に寄与し得る。
従来、基材の主面にパターンを形成する方法として、フォトレジストを用いてパターンを形成することが行われてきた。このようなフォトレジストを用いた方法では、通常、煩雑な工程が必要になる。これに対して、本発明における上記パターン形成用領域の形成は、より簡易な工程によって行い得る。従って、本発明における上記パターン形成用領域の形成は、コストの低減にも寄与し得る。
以下、工程(IB)について説明する。
工程(IB)では、まず、基材の少なくとも1の主面に、パターン形成用領域に対応する部分にPFPE含有シラン化合物に由来する層が形成されないように前処理(例えば、マスキング処理等)を施す。
上記マスキング処理としては、通常行われる方法を用いることができる。例えば、メタルマスクを用い得る。
その後、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)が形成される。該層(または部分)の形成については、上記工程(IA)に記載した、PFPE含有シラン化合物に由来する層の形成方法と同様の方法を用いることができる。
より具体的な態様においては、工程(IB)では、メタルマスクを用いてマスキング処理を施し、その後、マスキング処理を施した基材に蒸着法(通常、真空蒸着法)を用いてPFPE含有シラン化合物を含む処理剤を適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製し得る。
PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を用いて層を形成した後、必要に応じて、マスキングに用いた材料の除去を行い、パターン形成用基体を作製し得る。
PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を用いて層を形成した後、必要に応じて、PFPE含有シラン化合物に由来する層の分解および除去を行ってもよい。PFPE含有シラン化合物に由来する層の分解および除去は、工程(IA)に記載した方法と同様に行い得る。
以下、工程(IC)について説明する。
工程(IC)では、基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を選択的に適用して、PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成することによって、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を有するパターン形成用基体を作製する。
PFPE含有シラン化合物を含む処理剤を選択的に適用する方法としては、インクジェット方式等を用い得る。インクジェット方式は、通常行い得る方法を用いることができるが、例えば、PFPE含有シラン化合物を含む処理剤をノズルにて吐出し、基材上に選択的にパターン部分を形成し得る。
PFPE含有シラン化合物に由来する層(または部分)を形成した後、必要に応じて、PFPE含有シラン化合物に由来する層の分解および除去を行ってもよい。PFPE含有シラン化合物に由来する層の分解および除去は、工程(IA)に記載した方法と同様に行い得る。
上記工程(IA)、(IB)および(IC)によれば、基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン部分を、より簡易な方法で設け得る。
(パターン基体)
本発明のパターン基体においては、本発明のパターン形成用基体、およびパターン部分を有し、該パターン部分が、パターン形成用基体の第2の領域に配置されている。
本発明のパターン基体においては、本発明のパターン形成用基体、およびパターン部分を有し、該パターン部分が、パターン形成用基体の第2の領域に配置されている。
すなわち、本発明のパターン基体は、
少なくとも、基材、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン部分を有し、
基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接する第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、
PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置され、
パターン部分が、第2の領域に配置されている。
少なくとも、基材、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン部分を有し、
基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接する第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、
PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置され、
パターン部分が、第2の領域に配置されている。
本発明において、上記パターン部分は、第2の領域に直接(即ち、他の層または部分を介することなく)設けられる。従って、本発明においては、パターン部分と他の層または部分とを結合するための加工工程は特に必要とされない。
上記パターン部分の厚みは、例えば、1nm~10μmの範囲にあってもよい。
一の態様において、上記パターン部分は、実質的に金属またはその酸化物のみからなる。
好ましい態様において、本発明のパターン基体において、複数のPFPE含有シラン化合物に由来する部分およびパターン部分が存在する。
上記パターン部分は、金属、およびその酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1を含み得る。
上記金属としては、例えば、銀、金、白金、パラジウム、銅、インジウム、錫、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、およびそれらの合金を挙げることができる。上記酸化物としては、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミドープ酸化亜鉛(AZO(Al2O3、ZnO))、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、酸化錫(SnO2)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化インジウム亜鉛(IZO(In2O3、ZnO))等を挙げることができる。
好ましい態様において、上記パターン部分は、銀、金、白金、パラジウム、銅、インジウム、錫、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、および、これらの合金、並びに、これらの金属および合金の酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1を含むことが好ましい。上記パターン部分は、より好ましくは、銀、金、銅、およびインジウム錫酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1を含む。このようなパターン部分は、導電性に優れ電極材料等として特に有用である。
一の態様において、上記パターン部分は、透明電極、または電極配線を形成する。
本態様において、上記パターン部分は、電極または配線として機能し得るように、連続した構造を有することが好ましい。本態様において、PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、絶縁部分として機能し得る。従って、PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、電極または配線間を絶縁し得るように配置されていることが好ましい。
上記透明電極は、例えば、透明酸化物半導体を主成分とする無機透明導電体、または、導電性高分子を主成分とする有機透明導電体から形成される。
上記透明酸化物半導体としては、例えば、インジウム錫酸化物、酸化亜鉛、アルミドープ酸化亜鉛、フッ素ドープ酸化錫、酸化錫、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、酸化インジウム亜鉛等を挙げることができる。
上記導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン系、ポリアニリン系、ポリピロール系等の導電性高分子材料を挙げることができ、ポリチオフェン系の導電性高分子材料を用いることが好ましい。ポリチオフェン系の導電性高分子材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)にポリスチレンスルホン酸(PSS)をドーピングしたPEDOT/PSS系の材料を挙げることができる。
電極配線を構成する金属としては、パターン部分を形成する金属、その合金、またはその酸化物として記載したものを用いるとができ、好ましくは、金、銀、銅等を用いることができる。
以下、パターン基体の製造に特に適した方法の例を用いて、本発明のパターン基体について説明するが、本発明のパターン基体およびその製造方法が、以下の方法に限定されないことは言うまでもない。
本態様のパターン基体の製造方法は、工程(I)で得られたパターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること(以下、工程(II)と称することがある)、を含む。
即ち、本態様のパターン基体の製造方法は、
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること(工程(I))、および
パターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること(工程(II))、を含む。
基材の少なくとも1の主面に、PFPE含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること(工程(I))、および
パターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること(工程(II))、を含む。
工程(I)は、上記と同様に行うことができる。
以下、工程(II)について説明する。
上記パターン部分は、乾式法または湿式法のいずれで形成してもよい。
上記湿式法は、パターン部分形成用組成物(いわゆる、導電性インク)を、該組成物をパターン形成用基体のパターン形成用領域に適用することによって行い得る。適用方法としては、具体的には、塗布、浸漬などを挙げることができ、より具体的には、浸漬コーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティングおよび類似の方法が挙げられる。
上記パターン部分形成用組成物は、導電性材料を含有し、必要に応じて、バインダ、溶媒を含有し得る。上記パターン部分形成用組成物は、分散助剤、硬化促進剤、レベリング剤、沈降防止剤、導電性材料の被覆材、カップリング剤または消泡剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。このようなパターン部分形成用組成物により形成されたパターン部分は、配線パターン(導電パターン部)または電極として機能し得る。
一の態様において、上記パターン部分形成用組成物は、樹脂材料等のバインダを含有する。本態様においては、導電性材料間が互いに接触するようにして導電性材料が固定されることが好ましい。
上記バインダとしては、樹脂材料を用いることができる。上記樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはエネルギー線照射型樹脂を用いることができ、具体的には、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂やポリフッ化ビニリデン(PVDF)、アルカリ樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。上記エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、可視光線、ガンマ線、電子線など挙げることができ、生産設備の観点からは紫外線を用いることが好ましい。
上記パターン部分形成用組成物に含まれ得る溶媒としては、導電性材料およびバインダを分散し得るものであれば特に限定されない。例えば、溶媒として、揮発性の溶剤を用いることができる。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;n-ヘプタン、n-オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼン等の炭化水素系化合物;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、ビス(2-メトキシエチル)エーテル、p-ジオキサン等のエーテル系化合物;プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン等の極性化合物を挙げることができる。これらのうち、導電性材料の分散性と分散液の安定性が良好な観点から、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物を用いることが好ましい。そのほか、溶媒として水を用いてもよい。
上記パターン部分形成用組成物を、パターン形成用基体のパターン形成用領域に適用後、必要に応じて、乾燥、加熱、焼成などにより上記パターン部分形成用組成物を固化し得る。固化方法としては、レーザー照射、プラズマ処理、エネルギー線照射等を用いてもよい。
湿式法を用いて形成されるパターン部分の厚みは、例えば、10nm~10μmの範囲にあってもよい。
上記乾式法としては、例えばスパッタリング、蒸着(通常、真空蒸着)、CVD、および類似の方法を用いることができる。蒸着法(通常、真空蒸着法)の具体例としては、抵抗加熱、電子ビーム、マイクロ波等を用いた高周波加熱、イオンビームおよび類似の方法が挙げられる。CVD方法の具体例としては、プラズマ-CVD、光学CVD、熱CVDおよび類似の方法が挙げられる。
更に、常圧プラズマ法による被覆も可能である。
上記乾式法は、パターン部分を形成する化合物のみを使用し得る(有機溶剤などを用いた希釈を特に必要としない)ため、有機物などの不純物が混合しにくいという観点から、有利である。乾式法によれば、実質的に金属またはその酸化物のみからなるパターン部分を形成し得る。上記乾式法は、細かいパターン部分の形成においても有利である。
上記パターン形成用領域の形成において、乾式法、特に蒸着、好ましくは真空蒸着を用いることが、好ましい。
乾式法を用いて形成されるパターン部分の厚みは、例えば、1nm~1000nmの範囲にあってもよい。
次に、必要に応じて、上記パターン部分の形成された基体を後処理する。この後処理は、特に限定されないが、例えば、水分供給および乾燥加熱を逐次的に、または同時に実施するものであってよい。
必要に応じて、PFPE含有シラン化合物に由来する層を、基材の主面から除去する工程をさらに行ってもよい。
一の態様においては、PFPE含有シラン化合物に由来する層は、基材の主面から、除去されない。
上記パターン部分が、導電性材料を含むとき、本発明のパターン基体は、回路用基体として用いることができる。この場合、上記PFPE含有シラン化合物に由来する部分は、絶縁領域として機能し得る。PFPE含有シラン化合物に由来する部分が絶縁層として機能し得る範囲であれば、PFPE含有シラン化合物に由来する部分にパターン部分が不連続的に形成されてもよい。
(実施例1)
以下のように、PFPE含有シラン化合物を用いてパターンを形成した。
ガラス基材上にメタルマスクを施し、その後、真空蒸着法により下記構造を有するPFPE含有シラン化合物1を基材上に処理した。真空蒸着は、チャンバー内圧力10-3Paで、PFPEシラン化合物1をチャンバー内にセットし300℃に加熱することで行った。処理後の基材を室温24時間静置し、PFPE含有シラン化合物で処理されたパターン形成用基体を作製した。
・PFPE含有シラン化合物1
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2(CH2CH[Si(OCH3)3])3H (n=25)
以下のように、PFPE含有シラン化合物を用いてパターンを形成した。
ガラス基材上にメタルマスクを施し、その後、真空蒸着法により下記構造を有するPFPE含有シラン化合物1を基材上に処理した。真空蒸着は、チャンバー内圧力10-3Paで、PFPEシラン化合物1をチャンバー内にセットし300℃に加熱することで行った。処理後の基材を室温24時間静置し、PFPE含有シラン化合物で処理されたパターン形成用基体を作製した。
・PFPE含有シラン化合物1
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)nCF2(CH2CH[Si(OCH3)3])3H (n=25)
上記で得られたパターン形成用基体に、以下のように、金属パターニングを施した。
マグネトロンスパッタ法により純度99.9%の白金を、上記パターン形成用基体上にスパッタ処理した。上記マグネトロンスパッタ法において、スパッタ時のチャンバー内圧力を0.1Paとし、アルゴンガスを用いて10nmの膜厚になるようにスパッタ蒸着を実施した。上記のようにして、白金で処理された基体を得た。
マグネトロンスパッタ法により純度99.9%の白金を、上記パターン形成用基体上にスパッタ処理した。上記マグネトロンスパッタ法において、スパッタ時のチャンバー内圧力を0.1Paとし、アルゴンガスを用いて10nmの膜厚になるようにスパッタ蒸着を実施した。上記のようにして、白金で処理された基体を得た。
(実施例2)
PFPE含有シラン化合物1の代わりに、以下のPFPE含有シラン化合物2を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、白金で処理された基体を得た。
・PFPE含有シラン化合物2
CF3O(CF2CF2O)m(CF2O)lCF2(CH2CH[Si(OCH3)3])3H (m=23、l=18)
PFPE含有シラン化合物1の代わりに、以下のPFPE含有シラン化合物2を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、白金で処理された基体を得た。
・PFPE含有シラン化合物2
CF3O(CF2CF2O)m(CF2O)lCF2(CH2CH[Si(OCH3)3])3H (m=23、l=18)
(実施例3)
白金の代わりに銀を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、銀で処理された基体を得た。
白金の代わりに銀を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、銀で処理された基体を得た。
(比較例1)
PFPE含有シラン化合物1の代わりに、トリメトキシプロピルシランを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、白金で処理された基体を得た。
PFPE含有シラン化合物1の代わりに、トリメトキシプロピルシランを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、白金で処理された基体を得た。
(パターニング性の評価)
得られた各基体において、X線光電子分光法(XPS)を用いて、PFPE含有シラン化合物に由来する部分[A]および金属を含むパターン部分[B]に含まれる金属元素(実施例1、2および比較例1では白金元素、実施例3では銀元素)の強度測定を実施した。XPS測定の結果から、AおよびBの各領域で得られた金属元素の強度の比率(B/A)を計算し、パターニング性の評価とした。表1に結果を示す。なお、表1において、B/Aの値が1に近い程パターニング性が低く、1から離れる程パターニング性が優れることを示す。
得られた各基体において、X線光電子分光法(XPS)を用いて、PFPE含有シラン化合物に由来する部分[A]および金属を含むパターン部分[B]に含まれる金属元素(実施例1、2および比較例1では白金元素、実施例3では銀元素)の強度測定を実施した。XPS測定の結果から、AおよびBの各領域で得られた金属元素の強度の比率(B/A)を計算し、パターニング性の評価とした。表1に結果を示す。なお、表1において、B/Aの値が1に近い程パターニング性が低く、1から離れる程パターニング性が優れることを示す。
本発明のパターン形成用基体は、パターン基体の形成に用いられる。本発明のパターン基体は、様々な分野において使用できる。
Claims (10)
- 少なくとも、基材と、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分とを有し、
基材は、第1の領域、および、該第1の領域と隣接するパターン形成用領域である第2の領域を有する少なくとも1の主面を有し、
パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分は、第1の領域に配置されている、パターン形成用基体。 - パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物が、式(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2)、(D1)または(D2):
[式中:
PFPEは、各出現においてそれぞれ独立して、式:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
(式中、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立して0以上200以下の整数であって、a、b、c、d、eおよびfの和は少なくとも1であり、a、b、c、d、eまたはfを付して括弧でくくられた各繰り返し単位の存在順序は式中において任意である。)
で表される基であり;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、1個またはそれ以上のフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキル基を表し;
R13は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R14は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~22のアルキル基を表し;
R11は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子またはハロゲン原子を表し;
R12は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n1は、(-SiR13 n1R14 3-n1)単位毎に独立して、0~3の整数であり;
ただし、式(A1)、(A2)、(B1)および(B2)において、少なくとも1つのn1が、1~3の整数であり;
X1は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
X2は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2価の有機基を表し;
tは、各出現においてそれぞれ独立して、1~10の整数であり;
α1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~9の整数であり;
α1’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X3は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
β1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~9の整数であり;
β1’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
X5は、各出現においてそれぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
γ1は、各出現においてそれぞれ独立して、1~9の整数であり;
γ1’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Raは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1を表し;
Z3は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R71は、各出現においてそれぞれ独立して、Ra’を表し;
Ra’は、Raと同意義であり;
Ra中、Z3基を介して直鎖状に連結されるSiは最大で5個であり;
R72は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R73は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、(-Z3-SiR71 p1R72 q1R73 r1)毎において、p1、q1およびr1の和は3であり、式(C1)および(C2)において、少なくとも1つのq1が1~3の整数であり;
Rbは、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
Rcは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
l1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
m1は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、(SiRa k1Rb l1Rc m1)毎において、k1、l1およびm1の和は3であり;
X7は、それぞれ独立して、単結合または2~10価の有機基を表し;
δ1は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
δ1’は、それぞれ独立して、1~9の整数であり;
Rdは、各出現においてそれぞれ独立して、-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2を表し;
Z4は、各出現においてそれぞれ独立して、酸素原子または2価の有機基を表し;
R81は、各出現においてそれぞれ独立して、Rd’を表し;
Rd’は、Rdと同意義であり;
Rd中、Z4基を介して直鎖状に連結されるCは最大で5個であり;
R82は、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Yは、各出現においてそれぞれ独立して、2価の有機基を表し;
R85は、各出現においてそれぞれ独立して、水酸基または加水分解可能な基を表し;
R86は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
n2は、(-Y-SiR85 n2R86 3-n2)単位毎に独立して、0~3の整数を表し;
R83は、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
p2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
q2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
r2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、(-Z4-CR81 p2R82 q2R83 r2)毎において、p2、q2およびr2の和は3であり;
Reは、各出現においてそれぞれ独立して、-Y-SiR85 n2R86 3-n2を表し;
Rfは、各出現においてそれぞれ独立して、水素原子または低級アルキル基を表し;
k2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
l2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
m2は、各出現においてそれぞれ独立して、0~3の整数であり;
ただし、(CRd k2Re l2Rf m2)毎において、k2、l2およびm2の和は3であり、式(D1)および(D2)において、n2が1以上である-Y-SiR85 n2R86 3-n2で表される基が2以上存在する。]
で表される少なくとも1種のパーフルオロポリエーテル基含有シラン化合物である、請求項1に記載のパターン形成用基体。 - 請求項1または2に記載のパターン形成用基体、およびパターン部分を有し、
パターン部分が、パターン形成用基体の第2の領域に配置されている、パターン基体。 - パターン部分が、金属、およびその酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1を含む、請求項3に記載のパターン基体。
- 金属が、銀、金、白金、パラジウム、銅、インジウム、錫、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、およびそれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも1を含む、請求項4に記載のパターン基体。
- 基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、を含む、パターン形成用基体の製造方法。
- 基材の少なくとも1の主面に、パーフルオロ(ポリ)エーテル基含有シラン化合物に由来する部分、および、パターン形成用領域を形成し、パターン形成用基体を作製すること、および
パターン形成用基体のパターン形成用領域に、パターン部分を形成し、パターン基体を作製すること、
を含む、パターン基体の製造方法。 - パターン部分が、金属、およびその酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1を含む、請求項7に記載のパターン基体の製造方法。
- 金属が、銀、金、白金、パラジウム、銅、インジウム、錫、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、およびそれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも1を含む、請求項8に記載のパターン基体の製造方法。
- パターン部分が、蒸着法により形成される、請求項7~9のいずれか1項に記載のパターン基体の製造方法。
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