CN111100311A - 车载用的透明树脂部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现优异的拒水性以及优异的拒水的持续性的车载用的透明树脂部件。在表面具备以海岛状分布的多个凸部，在以电子显微镜侧视观察所述凸部时，所述凸部的底边的宽度(W1)和从所述底边到所述凸部的顶点的高度的一半的高度处的所述凸部的宽度(W2)具有0＜W2/W1≤0.90的关系。

Description

车载用的透明树脂部件

技术领域

本发明涉及车载用的透明树脂部件。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种超拒水性粘贴膜，其形成于基膜的表面上，其外表面为细微凹凸构造，且具有通过拒水剂处理过的超拒水性层。

专利文献1：日本特开2000－167955号公报

车辆用灯具为了省电化而从白炽灯泡变化为使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等发光效率良好的光源。在这些光源中，在灯具的表面温度下降，在夜晚降雪时在灯具前面落雪的情况下，担心雪溶化而流动花费时间。另外，若在被考虑搭载于自动驾驶车等的各种传感器搭载部件的车辆外侧的表面上落雪，则担心传感器的误动作。

为了防止这种落雪，正在研究设置加热器的方法、搭载拒水膜的方法。然而，若设置加热器，则会导致成本的增加，另外，出于外观设计的观点，也担心成为限制。另一方面，在搭载拒水膜的方法中，虽然能够实现一定的拒水效果，但该拒水效果的持续性存在问题。

发明内容

发明将要解决的课题

本发明的目的在于提供一种能够实现优异的拒水性以及优异的拒水的持续性的车载用的透明树脂部件。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的车载用的透明树脂部件(1)在表面具备以海岛状分布的多个凸部，

在以电子显微镜侧视观察所述凸部时，所述凸部的底边的宽度W1和从所述底边到所述凸部的顶点的高度的一半的高度处的所述凸部的宽度W2具有0＜W2/W1≤0.90的关系。

(2)另外，(1)所记载的车载用的透明树脂部件优选的是，

所述车载用的透明树脂部件是能够拆卸的树脂膜。

(3)另外，(1)或者(2)所记载的车载用的透明树脂部件优选的是，

所述凸部由硅酮系拒水剂、氟系拒水剂或者它们的组合构成。

(4)另外，(1)～(3)中任一项所记载的车载用的透明树脂部件优选的是，

所述表面相对于水的接触角为135°以上且180°以下。

(5)另外，(1)～(4)中任一项所记载的车载用的透明树脂部件优选的是，

所述表面的相对于水的滚落角为0°以上且30°以下。

发明效果

根据本发明，能够提供可实现优异的拒水性以及优异的拒水的持续性的车载用的透明树脂部件。

附图说明

图1是表示车载用的透明树脂部件的剖面构造的示意图。

图2是表示俯视观察例1的透明树脂部件的表面的情形的电子显微镜照片。

图3是表示侧视观察例1的透明树脂部件的表面的情形的电子显微镜照片。

图4是表示俯视观察例2的透明树脂部件的表面的情形的电子显微镜照片。

图5是表示侧视观察例2的透明树脂部件的表面的情形的电子显微镜照片。

附图标记说明

1：透明树脂部件，2：树脂基体，3：拒水层

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，为了方便说明，本附图所示的各部件的尺寸有时与实际的各部件的尺寸不同。

图1是表示实施方式的车载用的透明树脂部件1的剖面构造的示意图。如图1所示，透明树脂部件1具备树脂基体2和形成于树脂基体2上的拒水层3。在本说明书中，“透明”是指包含无色透明以及有色透明的词语。另外，“透明”并不仅仅是指完全透过光的词语，而是也包含能够目视确认透明树脂部件1的相反侧的程度的半透明的词语。

树脂基体2是能够由聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚苯乙烯、硅酮、环氧、氟树脂、聚甲基戊烯、PET、PVC等透明的树脂材料构成的部件，具有弯曲的板状的形态。另外，在实施方式中，例示板状的树脂基体2而进行说明，但可以根据使用用途而适当变更形状，例如也可以采用三维的形状。

拒水层3是在树脂基体2上涂覆拒水剂并干燥、固化等而形成的层。作为拒水剂，能够使用硅酮系拒水剂、氟系拒水剂或者它们的组合，优选的是在硅酮系拒水剂中混合氟系硅烷偶联剂来用作氟系拒水剂。作为硅酮系拒水剂，例如能够使用聚二甲基硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷、氨基改性、环氧变性、羧基改性、季铵盐改性、高级烷基改性、氟改性等各种改性硅酮、由甲基氢聚硅氧烷与甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷等芳香族等固化促进催化剂构成的硅酮系拒水处理剂。作为氟系拒水剂，能够使用在硅酮系拒水剂中添加了氟系硅烷偶联剂的混合物、聚十五氟辛基丙烯酸酯、聚三氟乙基丙烯酸酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物等、全氟月桂酸、聚四氟乙烯、全氟n-烷基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、十五烷丁基乙基甲基丙烯酸酯、六氟丙烯等。作为氟系硅烷偶联剂，可以举出氟代烷基硅烷、氟代芳基硅烷等。

图2是表示俯视观察后述的实施例的透明树脂部件的表面(相当于图1的附图标记A所示的拒水层3的表面)的情形的扫描式电子显微镜(SEM)照片。图3是表示侧视观察后述的实施例的透明树脂部件的表面(相当于图1的附图标记A所示的拒水层3的表面)的情形的扫描式电子显微镜(SEM)照片。实施方式以及实施例的透明树脂部件在表面(拒水层的表面)具备以海岛状分布的多个凸部(图2、图3)。这里，“海岛状”不是指凸部彼此连续地形成，而是指在凸部彼此之间设有间隔、凸部在表面分布。凸部的底部彼此由起伏较少的平坦部分连接。

多个凸部分别具有大致圆锥、圆锥台、多棱锥或者多棱锥台的形状。在以电子显微镜侧视凸部时(图3)，凸部的底边的宽度W1和从底边到凸部的顶点的高度H的一半的高度H1/2处的凸部的宽度W2具有0＜W2/W1≤0.90的关系。“凸部的底边”是指，如图3所示，以电子显微镜侧视凸部时的连结凸部的底部的端点彼此的边。另外，多个凸部的大小以及形状不需要均匀。“宽度W1”以及“宽度W2”是将以电子显微镜侧视凸部时能够确认的凸部例如选择8个以上、优选的是10个以上、更优选的是20个以上然后测定各个凸部的宽度w1与宽度w2并平均化而计算的值。另外，若以电子显微镜侧视凸部，则有时在与图3的纸面正交的方向上存在的多个凸部看起来重叠。在这种情况下，将重叠的多个凸部捕捉为一个凸部，基于该凸部的最高的顶点和底边测定宽度w1与宽度w2。“高度H”不被特别限定，但通常为10nm以上1000nm以下。

具有这种表面形状的拒水层3例如能够通过纳米压印法形成。纳米压印法是公知的方法(例如表面科学Vol.25，No.10，pp.628－634，2004、特集“微纳米加工技术的最前线”，纳米压印技术)，通过将与上述的表面形状对应的模制件向涂覆在树脂基体2上的拒水剂按压并转印图案，能够形成拒水层3。

拒水层3的表面相对于水的接触角优选的是135°以上180°以下。通过使表面相对于水的接触角为135°以上180°以下，使得拒水性提高，雪难以附着。另外，拒水层3的表面相对于水的滚落角优选的是0°以上30°以下。通过使表面相对于水的滚落角为0°以上30°以下，使得拒水性提高，雪难以附着。

透明树脂部件1可以构成车辆用灯具、将搭载于车辆的传感器包覆于内的部件、车辆用车窗、由一体的部件构成后组合大灯与车辆用车窗的复合模块等部件的一部分(特别是在车辆外侧露出的部分)或者全部。另外，透明树脂部件1也能够通过使与具备多个凸部的表面不同的部分(例如该表面的相反侧的面)具有粘合性而形成膜形状，从而形成为能够拆卸的部件。通过形成能够拆卸的树脂膜，即使在使用一定期间而拒水性变差的情况下，也能够容易地更换。另外，使用者能够在积雪、降雨较多的季节中短期使用等根据期望来使用该树脂膜。

实施方式的透明树脂部件1通过在表面具备以海岛状分布的多个凸部，从而在凸部彼此之间夹设间隔，能够在凸部彼此之间保持更多的空气(层)。由此，可实现多个方向的优异的拒水性。其中，若凸部彼此的间隔打开，则担心因摩擦等而容易对各凸部施加应力，凸部剥离而拒水性减少。另外，在凸部的形状为圆筒状(W2/W1＝1)的情况下，也担心容易因摩擦等而对各凸部施加应力，凸部容易剥离。实施方式的透明树脂部件1通过具备0＜W2/W1≤0.90的凸部，能够抑制凸部的剥离。由此，凸部在维持表面上，能够持续拒水。另外，W2/W1出于拒水性的持续性的观点，优选的是0＜W2/W1≤0.88，更优选的是0＜W2/W1≤0.85，进一步优选的是0＜W2/W1≤0.80，特别优选的是0＜W2/W1≤0.70。

【实施例】

接着，通过实施例具体说明本发明。另外，本实施例只是例示，并不限定本发明。

(例1)

在信越化学工业制硅酮系拒水剂(以主剂SIM－360：固化剂CAT－360＝10：1(重量比)配合出的聚二甲基硅氧烷剂)中，以相对于混合物整体的重量为1重量％的方式添加東京化成工业制氟系硅烷偶联剂(T2750)，调制出氟系拒水剂。接着，在厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的单面上，将调制出的氟系拒水剂以涂覆膜厚成为1μm的方式进行辊涂。接着，将形成有与在上述的实施方式中说明的凸部的形状对应的凹部的图案的硅模按压于氟系拒水剂，以120℃加热1小时，使氟系拒水剂固化。在固化后，使硅模脱模而得到例1的透明树脂部件。

(例2)

将在例1中调制出的氟系拒水剂以涂覆膜厚成为1μm的方式辊涂于厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的单面。接着，将形成有与直径100nM、高度100nm的圆柱形状的凸部对应的凹部的图案的硅模按压于氟系拒水剂，以120℃加热1小时，使氟系拒水剂固化。在固化后，使硅模脱模而得到例2的透明树脂部件。

(利用电子显微镜进行的表面观察)

利用日本电子公司制的扫描式电子显微镜(JSM－7100F)观察例1以及例2的透明树脂部件的表面。图2表示俯视例1的透明树脂部件的表面的情形，图3表示侧视例1的透明树脂部件的表面的情形。另外，图4表示俯视例2的透明树脂部件的表面的情形，图5表示侧视例2的透明树脂部件的表面的情形。

如图2以及图4所观察，在例1以及例2的透明树脂部件的表面形成有以海岛状分布的多个凸部。另外，在图3以及图5中，对观察到的凸部标注编号，示出宽度w1、宽度w2、高度H、高度H1/2。测定这些数值，并将平均化后的结果表示在表1中。另外，关于表中的宽度w1、宽度w2、宽度W1、宽度W2的数值的单位是nm。

【表1】

表1

根据表1，能够确认例1的透明树脂部件具备0＜W2/W1≤0.90的凸部。另一方面，能够确认例2的透明树脂部件不具备0＜W2/W1≤0.90的凸部。

(物理性质评价)

利用粘合剂将例1以及例2的未形成有透明树脂部件的凸部的面贴附于100×100×3mm的聚碳酸酯平板，制作出评价用样品。关于该评价用样品，评价了全光线透过率、雾度、相对于水的接触角、相对于水的滚落角以及相对于十六烷的接触角。另外，使用该评价用样品，实施落雪试验，评价了落雪试验后的相对于水的接触角以及相对于水的滚落角。而且，再次实施了落雪试验。

使用D65灯光源的浊度计算机测定了全光线透过率以及雾度。接触角是向例1以及例2的评价用样品的形成有凸部是表面滴下液滴(水、十六烷)并测定与表面相接的液滴的角度而求出的。关于滚落角，在使评价用样品倾斜时测定了液滴开始移动时的角度。将这些评价结果表示在表2中。

在落雪试验中，将评价用样品以形成有凸部的面朝向车辆的前方方向的方式配置于乘用车的车顶，在降雪的过程中行驶30分钟，评价了落雪的程度。出于若在车辆用灯具的聚碳酸酯制的罩等上存在落雪、则担心灯具的光被遮挡而视野变得不良这一观点，将落雪试验后的评价用样品中的落雪面积比例小于5％的情况设为A评价，将5％以上且小于50％的情况设为B评价，将50％以上的情况设为C评价。另外，在落雪试验后，对评价用样品的表面进行水洗，洗掉雪、砂、尘埃等后以与上述相同的方法评价了相对于水的接触角以及相对于水的滚落角。而且，在与第一次的落雪试验相同的条件下再次实施落雪试验，以相同的基准评价了落雪面积比例。将这些评价结果表示在表2中。

[表2]

若比较例1与例2，则虽然在初始物理性质中没有观察到较大的差异，但在第一次落雪试验后的物理性质中观察到差异。具体而言，在例2的评价样品中，第一次落雪试验后的水的接触角以及滚落角比试验前更加恶化，另外，落雪面积比例也增加，因此确认了落雪防止性能下降。另一方面，在例1的评价样品中，落雪试验后的水的接触角以及滚落角和落雪面积比例也未发现恶化，确认到维持了良好的落雪防止性能。

(能够拆卸的树脂膜的评价)

利用粘接剂将例1的透明树脂部件的未形成有凸部的面贴附于100×100×3mm的聚碳酸酯平板，以能够拆卸的树脂膜的方式进行了与上述相同的物理性质评价。即使是能够拆卸的树脂膜的方式，也可确认到与用粘合剂以聚碳酸酯粘合的情况下的表2所示的物理性质相同的物理性质。

另外，本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，可以自由地进行适当的变形、改进等。此外，上述实施方式中的各构成要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、数量、配置场所等只要能够实现本发明即可，并不被限定。

例如，在上述的实施方式以及实施例中，说明了透明树脂部件1具备拒水层3、在拒水层3的表面形成有凸部的方式，但本发明并不限定于此。也可以不具备由上述的拒水剂形成的拒水层3，而在树脂基体2的表面直接形成以海岛状分布的、具有0＜W2/W1≤0.90的关系的多个凸部。但是，通过用拒水剂、特别是硅酮系拒水剂或者硅酮系拒水剂或者氟系拒水剂的混合物构成凸部，从而对凸部自身赋予拒水性。由此，能够提高透明树脂部件1的表面的拒水性，因此优选。另外，若在硅酮系拒水剂中混合氟系硅烷偶联剂而用作氟系拒水剂，则拒水性进一步提高，因此优选。

Claims (5)

1.一种车载用的透明树脂部件，其特征在于，在表面具备以海岛状分布的多个凸部，

在以电子显微镜侧视观察所述凸部时，所述凸部的底边的宽度W1和从所述底边到所述凸部的顶点的高度的一半的高度处的所述凸部的宽度W2具有0＜W2/W1≤0.90的关系。

2.根据权利要求1所述的车载用的透明树脂部件，其特征在于，

所述车载用的透明树脂部件是能够拆卸的树脂膜。

3.根据权利要求1或2所述的车载用的透明树脂部件，其特征在于，

所述凸部由硅酮系拒水剂、氟系拒水剂或者它们的组合构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载用的透明树脂部件，其特征在于，

所述表面的相对于水的接触角为135°以上且180°以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车载用的透明树脂部件，其特征在于，

所述表面的相对于水的滚落角为0°以上且30°以下。

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