CN116133843A - 层积体和坯布涂层用组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有兼顾耐久性和防尘性的功能性膜的层积体以及用于形成该功能性膜的组合物。还提供在应用于坯布的情况下能够对粉尘污垢发挥出优异的防尘性的坯布涂层用组合物、以及具有由该坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜的功能性坯布。本发明涉及一种层积体,其是由功能性膜和基材构成的层积体,该功能性膜的算术平均高度Sa为10~50nm、最小自相关长度Sal为300~2000nm、水接触角为70~130°,其中,上述功能性膜含有硅、氧、碳以及氟。另外,本发明涉及一种坯布涂层用组合物,其含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
Description
技术领域
本发明涉及层积体和用于形成该层积体的功能性膜的组合物、以及坯布涂层用组合物、以及具有由该坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜的功能性坯布。
背景技术
涂层剂要求各种功能,用于家具、室内装饰、汽车、住宅建材、交通标识、家电产品、显示屏等各种用途中。近年来,在这些用途中,要求具有防止粉尘等污垢附着的持续性的防尘性。
专利文献1中记载了下述发明:通过在膜内部设置空孔、并且在膜表面具备凹凸结构,而藉由防止粉尘附着的功能赋予防污性。但是,尽管具有凹凸结构,但由于是亲水性膜,因此其被限于可期待由雨水带来的清洗效果的室外用途,防尘性能也并不充分。另一方面,专利文献2中记载了下述发明:通过所形成的表面凹凸来赋予拒水拒油性,由此来赋予不受限于所使用的环境的防污性,但由于利用等离子体放电进行蚀刻,因此表面构成尖锐的形状,强度弱、耐久性低。
另外,专利文献1和2中均未假定将坯布(布帛)作为基材的情况,并且也未提供在应用于坯布的情况下能够发挥出对粉尘污垢的防尘性的组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-226764号公报
专利文献2:日本特开平6-116430号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供具有兼顾防尘性和耐久性的功能性膜的层积体、以及用于形成该功能性膜的组合物。另外,本发明的目的在于提供在应用于坯布的情况下能够对粉尘污垢发挥出优异的防尘性的坯布涂层用组合物、以及具有由该坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜的功能性坯布。
用于解决课题的手段
本发明人对于降低尘埃的附着力进行了研究,结果发现,在含有硅、氧、碳和氟的功能性膜中,若形成特定的水接触角、并且以特定的规则性在表面形成特定的凹凸,则能够降低尘埃的接地面积,能够长期持续高防尘性,从而完成了本发明。
即,本发明涉及一种层积体,其是由功能性膜和基材构成的层积体,该功能性膜的算术平均高度Sa为10~50nm,最小自相关长度Sal为300~2000nm,水接触角为70~130°,其中,上述功能性膜含有硅、氧、碳和氟。
上述功能性膜优选包含无机颗粒和烷氧基硅烷的水解部分缩合物的固化物。
上述基材优选为塑料基材、玻璃基材或金属基材。
上述功能性膜在差示热分析DTA测定中优选在200~600℃具有正DTA峰。
上述功能性膜的膜厚优选为1μm以下。
另外,本发明涉及用于形成上述层积体中的功能性膜的组合物。
另外,本发明涉及含有具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物和无机颗粒的组合物。
优选进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物。
上述不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)优选为0.1~4。
上述无机颗粒优选为具有反应性基团的无机颗粒。
优选进一步包含密合性提高剂。
将上述组合物固化而得到的功能性膜在差示热分析DTA测定中优选在200~600℃具有正DTA峰。
上述无机颗粒优选为在差示热分析DTA测定中在200~600℃具有正DTA峰的无机颗粒。
此外,本发明涉及包含上述组合物的防尘涂层用组合物。
另外,本发明人发现,将含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物的组合物应用于坯布的情况下,对粉尘污垢发挥出优异的防尘性,从而完成了本发明。
即,本发明涉及一种坯布涂层用组合物,其含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
上述坯布涂层用组合物优选进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
上述不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)优选为0.1~4。
上述坯布涂层用组合物优选进一步含有无机颗粒。
上述无机颗粒优选为具有反应性基团的无机颗粒。
上述坯布涂层用组合物优选进一步包含密合性提高剂。
上述坯布涂层用组合物优选用于防尘。
另外,本发明涉及一种功能性坯布,其在坯布的表面具有由上述组合物的固化物形成的功能性膜。
将关东壤土(JIS Z 8901、8种试验用粉体1)撒在功能性膜上,倾斜90°将其除去后,残留粉尘相对于功能性膜整个区域的附着比例即粉尘附着率优选为5%以下。
上述功能性膜的水接触角优选为100~140°。
上述坯布的材质优选为选自由天然纤维、合成纤维、再生纤维、功能性纤维以及金属纤维组成的组中的一种以上。
上述功能性坯布优选在上述功能性膜与上述坯布之间具有底涂层。
发明效果
本发明的层积体中,在含有硅、氧、碳和氟的功能性膜中形成特定的水接触角、并且在表面具有特定算术平均高度Sa和最小自相关长度Sa1的凹凸,因此能够长期持续高防尘性。另外,本发明的坯布涂层用组合物含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物,因此在应用于坯布的情况下能够对粉尘污垢发挥出优异的防尘性,能够适当地用作坯布涂层用组合物。
具体实施方式
<<层积体>>
本发明的层积体的特征在于,其是由功能性膜和基材构成的层积体,该功能性膜的算术平均高度Sa为10~50nm,最小自相关长度Sal为300~2000nm,水接触角为70~130°,其中,上述功能性膜含有硅、氧、碳和氟。通过使水接触角为70~130°,粉尘不容易附着,通过以特定的规则性设置特定的凹凸,能够减少接地面积。本发明中,通过两者的合用效果,当将层积体倾斜时,粉尘污垢会因重力的作用而滚落。
<基材>
基材的材质可以举出塑料、玻璃、金属、混凝土、砖、砂岩、灰浆、水泥等。这些之中,从通用性的方面出发,优选塑料、玻璃和金属。作为塑料,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、改性聚酯等聚酯系树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚苯乙烯树脂、环状烯烃系树脂等聚烯烃类树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等乙烯基系树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚砜(PSF)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸类树脂、三乙酰纤维素(TAC)树脂等。作为金属,可以举出不锈钢、铁、铜、钢、特殊钢、铝、铝合金、银等。
<功能性膜>
功能性膜的算术平均高度Sa为10~50nm、优选为15~40nm。该算术平均高度Sa为上述范围内时,防尘性优异。此处,算术平均高度Sa可以依据作为表面性状标准的ISO25178进行测定。
功能性膜的最小自相关长度Sal为300~2000nm、优选为500~1500nm。该最小自相关长度Sal为上述范围内时,防尘性优异。此处,最小自相关长度Sal可以依据作为表面性状标准的ISO25178进行测定。若Sal小,则表面形状规则且致密;反之若Sal大,则不规则且稀疏。
功能性膜的水接触角为70~130°、优选为90~120°。该水接触角为上述范围内时,防尘性优异。此处,水接触角可以通过液滴法进行测定。
功能性膜的膜厚没有特别限定,优选为1μm以下、更优选为0.01~1μm、进一步优选为0.05~0.8μm以下、特别优选为0.1~0.5μm。该膜厚为上述范围内时,可得到充分的防尘性和耐久性,最适合于后述的用途。
层积体的全光线透过率没有特别限定,优选为80%以上、更优选为85%以上。该全光线透过率为上述范围内时,还能够适用于要求可视性的用途。
层积体的雾度值没有特别限定,优选为4%以下、更优选为3.5%以下。
功能性膜的铅笔硬度没有特别限定,优选为HB以上、更优选为F以上。该铅笔硬度为HB以上时,可适用于广泛的用途。铅笔硬度的上限没有特别限定,优选为9H以下。此处,铅笔硬度可以依据JIS-K5600-5-4进行测定。
功能性膜与基材的密合性优选为70/100以上、更优选为100/100以上。此处,密合性可以依据JIS K5600的棋盘格剥离试验进行测定。
将关东壤土(JIS Z 8901、8种试验用粉体1)撒在功能性膜上,倾斜90°将其除去后,残留粉尘相对于功能性膜整个区域的附着比例即粉尘附着率优选为5%以下、更优选为3%以下。将粉尘撒在功能性膜上的方法以及除去所附着的粉尘的方法没有特别限定,可以适当地应用各种方法。例如,将规定量的粉尘撒在功能性膜上,之后倾斜90°,自台上3cm的高度轻轻地落下3次进行敲击(轻敲),由此抖落粉尘即可。另外,关于功能性膜的图像拍摄也没有特别限定,利用可辨认功能性膜整个区域的粉尘的方法拍摄复数张图像即可。关于所拍摄的图像的二值化处理也没有特别限定,使用公知的图像处理软件等即可。
功能性膜在差示热分析DTA测定中优选在200℃~600℃具有正DTA峰、更优选在300℃~600℃具有正DTA峰。此处,DTA可以利用差示热热重计进行测定。正DTA峰是无机颗粒表面的硅烷醇基的脱水缩合反应时所产生的峰。
功能性膜含有硅、氧、碳和氟。此处,包含各元素的情况可通过原料成分或功能性膜的元素分析进行确认。另外,各元素的含量可根据原料成分的混配量而计算出,也可通过功能性膜的元素分析而求出。关于这4种元素的含量,优选硅为20~50重量%、氧为30~60重量%、碳为5~25重量%、氟为0.1~20重量%,更优选硅为25~35重量%、氧为40~55重量%、碳为10~20重量%、氟为1~15重量%。另外,该功能性膜优选包含无机颗粒和烷氧基硅烷的水解部分缩合物的固化物。
关于功能性膜,将用于形成功能性膜的组合物涂布至基材后,使组合物固化,由此得到在基材上层积有功能性膜的层积体。该组合物可以直接涂布在基材的至少一个面上,也可以预先在基材上设置底涂层等,之后将该组合物涂布于其上。作为底涂层,只要能够赋予对基材的涂布性、基材与功能性膜的密合性就没有特别限定,优选包含粘结剂。另外,也可以适宜地包含交联剂、催化剂、表面活性剂、流平剂、颜料、染料等。
用于形成功能性膜的组合物优选与无机颗粒一起含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物,更优选含有具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物,更进一步优选除了具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物以外还进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
组合物对基材的涂布可以通过通常的方法进行。固化条件没有特别限定,在加热固化的情况下,可以举出70~1000℃、1~130分钟的条件。通过曝光进行固化的情况下,可以举出5~2000mJ/cm2的光照射量。
(无机颗粒)
无机颗粒是形成特定的凹凸的成分。无机颗粒没有特别限定,例如可以举出金属氧化物微粒、氮化物、由2种以上的金属元素构成的复合氧化物、在金属氧化物中掺杂有异种元素的化合物等。作为金属氧化物微粒,具体地说,可以举出氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3、FeO、Fe3O4)、氧化铜(CuO、Cu2O)、氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y2O3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钼(MoO3)、氧化铟(In2O3、In2O)、氧化锡(SnO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化钨(WO3、W2O5)、氧化铅(PbO、PbO2)、氧化铋(Bi2O3)、氧化铈(CeO2、Ce2O3)、氧化锑(Sb2O5、Sb2O5)、氧化锗(GeO2、GeO)等。这些之中,从防尘性的方面出发,优选氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化硅(二氧化硅)。另外,还可以使用单质金属、卤化物等。作为卤化物,具体地说,可以举出氟化铜(CuF、CuF2)、氯化铜(CuCl、CuCl2)、溴化铜(CuBr、CuBr2)、碘化铜(CuI)、氟化银(Ag2F、AgF、AgF2、AgF3)、氯化银(AgCl)、溴化银(AgBr)、碘化银(AgI)等。作为单质金属,可以举出铜、银、金等。无机颗粒可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
无机颗粒的粒径没有特别限定,优选为1~1000nm、更优选为10~100nm。该粒径为上述范围内时,防尘性优异。
无机颗粒优选具有反应性取代基(反应性基团),反应性取代基中可以包括有机反应性取代基。作为有机反应性取代基,可以举出环氧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基等。例如无机颗粒为二氧化硅的情况下,由于表面存在大量的羟基,因此可通过使羟基与硅烷偶联剂等进行反应而导入反应性的取代基。
无机颗粒在差示热分析DTA中优选在200℃~600℃具有正DTA峰、更优选在300℃~600℃具有正DTA峰。通过使该温度为上述范围内,功能性膜的耐久性优异。
无机颗粒的混配量在固体成分中优选为5~90重量%、更优选为10~80重量%、进一步优选为20~70重量%。该混配量为上述范围内时,具有防尘性和耐久性优异的倾向。
(具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物)
具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物是发挥出拒水性的成分。
具有氟基的烷氧基硅烷只要为具有氟基和烷氧基的硅烷化合物就没有特别限定。作为氟基,优选氟烷基、氟芳基、全氟烷基、全氟聚醚基等,更优选全氟烷基。另外,优选烷氧基为3个以下的物质。具体地说,可以举出三氟丙基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟十二烷基三甲氧基硅烷等。其中,从防尘性和拒水性的方面出发,优选全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷。
另外,这些具有氟基的烷氧基硅烷可以单独使用一种,也可以合用两种以上。另外,只要包含至少一种具有氟基的烷氧基硅烷,也可以合用不包含氟基的烷氧基硅烷。
作为具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物,可以举出通过利用现有方法使具有氟基的烷氧基硅烷进行水解缩合而得到的物质。作为具有氟基的烷氧基硅烷,可以使用上述化合物。这些具有氟基的烷氧基硅烷可以单独使用一种,也可以将2种以上合用来进行水解部分缩合。另外,只要包含至少一种具有氟基的烷氧基硅烷,也可以合用不包含氟基的烷氧基硅烷来进行水解部分缩合。具有氟基的烷氧基硅烷中,由于烷氧基具有亲水性、氟基具有疏水性,因此具有在组合物中形成胶束的倾向,但通过作为水解部分缩合物使用,可抑制胶束化,使氟烷基容易在膜表面取向,具有提高功能性膜的耐久性的倾向。
具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物的混配量没有特别限定,在固体成分中优选为0.5~70重量%、更优选为1~60重量%、进一步优选为3~50重量%。该混配量为上述范围内时,具有能够形成兼顾防尘性和耐久性的功能性膜的倾向。
(不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物)
不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物是赋予耐久性(耐磨耗性、硬度)的成分,可抑制防尘性经时性地降低。另外,不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物与无机颗粒牢固地结合,抑制因对功能性膜的外部刺激所致的脱落等,能够维持高水平的防尘性。作为不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物,只要为使不包含氟基的烷氧基硅烷进行水解和缩合反应而得到的水解部分缩合物就没有限定,例如可以举出使下述通式(1)所表示的不包含氟基的烷氧基硅烷进行水解和缩合反应而得到的物质。
SiR1 4(1)
通式(1)中,R1分别为氢、羟基、烷氧基、脂肪族烃基或芳香族烃基,1个以上的R1为烷氧基。烷氧基、脂肪族烃基和芳香族烃基可以分别具有取代基。
通式(1)的4个R1中,1个R1为烷氧基时为单烷氧基硅烷,2个R1为烷氧基时为二烷氧基硅烷,3个R1为烷氧基时为三烷氧基硅烷,4个R1为烷氧基时为四烷氧基硅烷,可以为它们中的任一者。另外,这些烷氧基硅烷可以单独使用一种,也可以合用两种以上。若含有三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷,则能够得到分支结构的水解部分缩合物,分支结构的水解部分缩合物在固化而制成涂膜时,膜密度高,强度、耐湿热性、耐热性优异。通过使用二烷氧基硅烷,能够调整水解部分缩合物的分子量,此外还能够赋予柔软性。通过使用单烷氧基硅烷,能够调整水解部分缩合物的分子量。
作为烷氧基,例如可以举出甲氧基、乙氧基等C1-4烷氧基。
作为脂肪族烃基,例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基等C1-20烷基。作为芳香族烃基,例如可以举出苯基、甲苯基、二甲苯基等芳基、苄基等芳烷基。
作为脂肪族烃基和芳香族烃基所具有的取代基,可以举出(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰氧基、乙烯基、环氧基等交联性官能团、伯氨基、仲氨基、巯基、以及苯乙烯基等。
作为不包含氟基的烷氧基硅烷,例如可以举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等四烷氧基硅烷;甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基)甲烷、双(三甲氧基甲硅烷基)甲烷、双(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、双(三乙氧基甲硅烷基)丙烷、双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、双(三乙氧基甲硅烷基)己烷、双(三甲氧基甲硅烷基)辛烷、双(三乙氧基甲硅烷基)辛烷、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烯、双(三甲氧基甲硅烷基甲基)乙烯、1-(三乙氧基甲硅烷基)-2-(二乙氧基甲基甲硅烷基)乙烷等具有脂肪族烃基的硅烷化合物;苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷等具有芳香族烃基的硅烷化合物;双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]胺、双-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等具有仲氨基的硅烷化合物;3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-氨基苯基三甲氧基硅烷、3-氨基苯基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷等具有伯氨基的硅烷化合物;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等具有(甲基)丙烯酰基的硅烷化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等具有乙烯基的硅烷化合物;β-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、β-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等具有环氧基的硅烷化合物;3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等具有异氰酸酯基的硅烷化合物;1,3,5-三(甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(甲基二乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(三甲氧基甲硅烷基乙基)异氰脲酸酯、1,3-(二-2-丙烯-1-基)-5-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1-(2-丙烯-1-基)-3,5-双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3-双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1-缩水甘油基甲基-3,5-双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3-双(缩水甘油基甲基)-5-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1-缩水甘油基甲基-3-(2-丙烯-1-基)-5-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、1,3-二甲基-5-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯等具有异氰脲酸酯基的硅烷化合物等。这些之中,从耐久性、基材适用性的方面出发,优选四烷氧基硅烷、具有脂肪族烃基的硅烷化合物、具有芳香族烃基的硅烷化合物,更优选四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷。
不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)优选为0.1~4、更优选为0.15~3.0、进一步优选为0.2~2.0。该比值为上述范围内时,具有功能性膜的防尘性、耐久性、基材适用性优异的倾向。此处,硅原子数和碳原子数分别为原料烷氧基硅烷的水解物1分子中所包含的硅原子和碳原子的数目。将不包含氟基的烷氧基硅烷合用2种以上的情况下,若以各化合物的分子数为基础计算出碳原子的总数和硅原子的总数,则可推导出比值。
不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物的混配量没有特别限定,在固体成分中优选为1~90重量%、更优选为5~80重量%、进一步优选为10~70重量%。该混配量为上述范围内时,具有能够形成兼顾防尘性和耐久性的功能性膜的倾向。
具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物、不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物例如可通过在酸性条件下使烷氧基硅烷水解部分缩合来制作。水解部分缩合通过基于烷氧基硅烷的烷氧基的水解的羟基的形成以及所形成的羟基彼此的缩合反应来进行。这些反应可以以一个阶段来进行。在水解部分缩合物中也可以残留有一部分的烷氧基经水解而成的羟基。
反应时的温度条件没有特别限定,优选为25~200℃、更优选为30~150℃、进一步优选为40~120℃。时间条件没有特别限定,优选为0.1~72小时、更优选为0.1~48小时、进一步优选为0.1~36小时。
在烷氧基硅烷的水解部分缩合反应中,优选添加烷氧基硅烷的烷氧基的当量数以上的水。相对于烷氧基硅烷的烷氧基100摩尔,水的添加量优选为100~500,000摩尔、更优选为500~100,000摩尔、进一步优选为1,000~50,000摩尔。
水解部分缩合反应中,可以根据所使用的烷氧基硅烷的反应性而使用催化剂。作为催化剂,可以举出酸性催化剂,具体地说,可以举出甲酸、乙酸、冰乙酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、聚苯乙烯磺酸等有机酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、硼酸、氯化铝、溴化铝等卤化铝、硝酸铝等无机酸、酸性硅胶、酸性硅溶胶。这些之中,优选在成膜后催化剂不会残留在膜内的挥发性的酸,更优选沸点200℃以下的有机酸,进一步优选甲酸、乙酸。通过使用酸性催化剂,可得到促进水解部分缩合反应、使水解部分缩合物稳定等效果。
水解部分缩合反应时的pH优选为1~7、更优选为2~7、进一步优选为3~4。通过使该pH处于该范围,可得到经时稳定性高的水解部分缩合物,在混配于组合物中时,可确保组合物中的水解缩合物的分散性和组合物的液稳定性。
相对于烷氧基硅烷100重量份,催化剂的添加量优选为0.0001~20重量份、更优选为0.0001~10重量份。通过使该添加量处于该范围,可使水解部分缩合反应迅速地进行,而且容易通过加热除去。
水解部分缩合反应可在不使用溶剂的情况下进行,也可以根据需要使用溶剂。作为这样的溶剂,例如可以举出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类;乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇等二醇类;甘油、1,2,4-丁三醇、1,2,3-丁三醇等三醇类;四氢呋喃(THF)等醚类;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单丁醚等二醇醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、3-甲氧基丁基-1-乙酸酯等烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;甲基乙基酮、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基戊基酮、环己酮等酮类。这些之中,出于能够有效地形成水解部分缩合物的原因,优选醇类、二醇类、三醇类等水溶性有机溶剂,特别优选醇类、二醇类。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。另外,溶剂可以使用与上述水的混合液,作为混合液使用的情况下,优选水与水溶性有机溶剂的混合液,更优选水与醇的混合液。
作为溶剂的混配量,相对于烷氧基硅烷100重量份优选为1~50000重量份、更优选为10~5000重量份、进一步优选为20~1000重量份。
水解部分缩合物在水或水溶性有机溶剂中不产生沉淀的情况下,可判断为得到了水解部分缩合物。缩合反应过度进行的情况下,水溶性降低,在水或水溶性有机溶剂中产生凝胶化或悬浊。
(密合性提高剂)
从提高功能性膜与基材的密合性的方面出发,用于形成功能性膜的组合物优选包含密合性提高剂。
作为密合性提高剂没有特别限定,例如可以举出环氧硅烷类、氨基硅烷类、丙烯酸硅烷类、乙烯基硅烷类、苯乙烯基硅烷类等硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、丙烯酰异氰酸酯、封端异氰酸酯等异氰酸酯等。它们可以单独使用,也可以合用两种以上。作为密合性提高剂的混配量,在固体成分中优选为0.1~40重量%、更优选为0.5~30重量%、进一步优选为1~20重量%。该混配量为上述范围内时,具有功能性膜与基材的密合性优异的倾向。
在用于形成功能性膜的组合物中也可以任选地含有其他成分。作为其他成分,例如可以举出环氧树脂、丙烯酸酯、三聚氰胺等固化性树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂等热塑性树脂、导电性高分子、碳材料、聚合引发剂、流平剂、表面活性剂、光敏剂、消泡剂、中和剂、抗氧化剂、离型剂、紫外线吸收剂、增稠剂、溶剂等。
作为流平剂没有特别限定,例如可以举出聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、聚醚酯改性含羟基的聚二甲基硅氧烷、聚醚改性含丙烯酰基的聚二甲基硅氧烷、聚酯改性含丙烯酰基的聚二甲基硅氧烷、全氟聚二甲基硅氧烷、全氟聚醚改性聚二甲基硅氧烷、全氟聚酯改性聚二甲基硅氧烷等硅氧烷系化合物;全氟烷基羧酸、全氟烷基聚氧乙烯乙醇等氟系化合物;聚氧乙烯烷基苯基醚、环氧丙烷聚合物、环氧乙烷聚合物等聚醚系化合物;椰子油脂肪酸胺盐、脂松香等羧酸;蓖麻油硫酸酯类、磷酸酯、烷基醚硫酸盐、山梨聚糖脂肪酸酯、磺酸酯、琥珀酸酯等酯系化合物;烷基芳基磺酸胺盐、磺化琥珀酸二辛酯钠盐等磺酸盐化合物;月桂基磷酸钠等磷酸盐化合物;椰子油脂肪酸乙醇酰胺等酰胺化合物;丙烯酸系化合物等。
组合物的固体成分中,流平剂的混配量优选为0.001~5重量%、更优选为0.01~1重量%、进一步优选为0.05~0.5重量%。
作为溶剂没有特别限定,例如可以举出水;甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇等醇类;四氢呋喃等醚类;乙二醇单甲醚(甲基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇单乙醚(乙基溶纤剂)等乙二醇醚类;甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类;二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇乙基甲基醚等二乙二醇二烷基醚类;二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚等二乙二醇单烷基醚类;丙二醇单甲醚等丙二醇单烷基醚类;丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、3-甲氧基丁基-1-乙酸酯等烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;丙酮、甲基乙基酮、甲基戊基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等酮类;2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、己二酸二乙酯、丙二酸二乙酯、草酸二丁酯等酯类等。这些之中,优选乙二醇醚类、烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类、二乙二醇二烷基醚类、酮类及酯类,更优选3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、二乙二醇单乙醚乙酸酯和甲基戊基酮。这些溶剂可以单独使用,也可以合用两种以上。
组合物的固体成分率没有特别限定,优选为0.1~10重量%、更优选为1~8重量%、进一步优选为3~5重量%。该固体成分率为上述范围内时,具有液稳定性良好的倾向。
本发明的层积体在基材上具有功能性膜,该功能性膜具有高耐久性和防尘性,因此可适当地用于汽车、住宅建材、家具、室内装饰、家电产品、交通标识、医疗用器具、招牌、百叶窗等中的要求耐久性和防尘性的部分的用途中。
<<组合物>>
本发明的组合物的特征在于,其含有具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物以及无机颗粒。此外优选含有不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。关于具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物、无机颗粒、不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物如上所述。本发明的组合物优选为酸性。本发明的组合物能够长期持续高防尘性,因此能够适当地用作防尘涂层用途。
<<坯布涂层用组合物>>
本发明的坯布涂层用组合物含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。本发明的坯布涂层用组合物在应用于坯布的情况下对粉尘污垢发挥出优异的防尘性。
(具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物)
将坯布涂层用组合物应用于坯布的情况下,具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物是发挥出对粉尘污垢的防尘性和拒水性的成分。坯布涂层用组合物优选包含具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物。
关于具有氟基的烷氧基硅烷的具体例、具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物的制作方法(水解部分缩合反应),与本发明的层积体相同。
具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物的混配量没有特别限定,在固体成分中优选为0.5~70重量%、更优选为1~60重量%、进一步优选为3~50重量%、特别优选为7~15重量%。另外,作为包含溶剂的坯布涂层用组合物中的混配量,优选为0.1~10重量%、更优选为0.2~5重量%、进一步优选为0.25~3重量%。该混配量为上述范围内时,具有能够形成兼顾对粉尘污垢的防尘性和耐久性的功能性膜的倾向。
(不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物)
本发明的坯布涂层用组合物优选进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物是赋予耐久性(耐磨耗性、硬度)的成分,其抑制对于粉尘污垢的防尘性的经时性降低。
关于不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物的具体例、C/Si比、混配量、制作方法(包括水解部分缩合反应的反应条件、反应中使用的催化剂、溶剂等)等,与本发明的层积体相同。
(无机颗粒)
本发明的坯布涂层用组合物优选进一步含有无机颗粒。通过含有无机颗粒,能够在功能性膜的表面形成凹凸、降低粉尘污垢的接地面积,能够制成防尘性更为优异的功能性膜。关于无机颗粒的具体例、粒径、反应性取代基、DTA峰、混合量等,与本发明的层积体相同。
本发明的坯布涂层用组合物也可以任选地含有其他成分。作为其他成分,例如可以举出密合性提高剂、环氧树脂、丙烯酸酯、三聚氰胺等固化性树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂等热塑性树脂、导电性高分子、碳材料、聚合引发剂、流平剂、表面活性剂、光敏剂、消泡剂、中和剂、抗氧化剂、离型剂、紫外线吸收剂、增稠剂、溶剂等。从提高坯布与功能性膜的密合性的方面出发,本发明的坯布涂层用组合物优选包含密合性提高剂。关于密合性提高剂、流平剂、溶剂的具体例、混配量等,与本发明的层积体相同。
本发明的坯布涂层用组合物的固体成分率没有特别限定,优选为0.1~10重量%、更优选为1~8重量%、进一步优选为3~5重量%。该固体成分率为上述范围内时,具有液稳定性良好的倾向。
<<功能性坯布>>
本发明的功能性坯布具有坯布、以及由本发明的坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜,因此对粉尘污垢发挥出优异的防尘性。
<坯布>
作为坯布的形态没有特别限定,可以举出织物、无纺布、网状物、编物等。作为坯布的材质没有特别限定,可以举出天然纤维、合成纤维、再生纤维、功能性纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维等。这些之中,从实用性的方面出发,优选为选自由天然纤维、合成纤维、再生纤维、功能性纤维以及金属纤维组成的组中的一种以上。作为天然纤维,可以举出棉、麻、丝绸、羊毛等。作为合成纤维,可以举出聚酯、尼龙、丙烯腈、聚氨酯、聚酰胺等。作为再生纤维,可以举出人造丝、铜氨人造丝等。作为功能性纤维,可以举出被赋予了紫外线屏蔽、蓄热保温、吸湿、吸水/吸汗、拒水、防水、防火、导电、抗菌防臭等功能的纤维等。作为金属纤维,除了钢、不锈钢、铜、铝、金或银等以外,还可以举出将铝等金属蒸镀在合成纤维等上而成的纤维。坯布的材质可以为单独一种,也可以为2种以上的组合。
<功能性膜>
功能性膜由本发明的坯布涂层用组合物的固化物形成。
功能性膜是通过将坯布涂层用组合物涂布至坯布后、或者将坯布浸渗在坯布涂层用组合物中之后使坯布涂层用组合物固化而得到的。在涂布坯布涂层用组合物的情况下,可以在坯布的至少一面上直接涂布,可以进行转印,也可以预先在基材上设置底涂层等,之后在其上进行涂布。作为底涂层,只要能够赋予对坯布的涂布性、坯布与功能性膜的密合性就没有特别限定。底涂层优选包含粘结剂,可以举出聚氨酯树脂、聚丙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂或者聚氯乙烯树脂等热塑性树脂。另外,也可以适宜地包含交联剂、催化剂、表面活性剂、流平剂、颜料、染料等。本发明的功能性坯布中,从防水性、坯布涂层用组合物对坯布的涂布性、功能性膜与坯布的密合性的方面出发,优选在功能性膜与坯布之间具有底涂层。
坯布涂层用组合物在坯布上的涂布、坯布在坯布涂层用组合物中的浸渗可以通过通常的方法进行。固化条件没有特别限定,在加热固化的情况下,可以举出70~1000℃、0.5~130分钟的条件。通过曝光进行固化的情况下,可以举出5~2000mJ/cm2的光照射量。
功能性膜的水接触角优选为100~140°、更优选为100~135°。该水接触角为上述范围内时,对粉尘污垢的防尘性优异。此处,水接触角可以通过液滴法进行测定。
将关东壤土(JIS Z 8901、8种试验用粉体1)撒在功能性膜上,倾斜90°将其除去后,残留粉尘相对于功能性膜整个区域的附着比例即粉尘附着率优选为5%以下、更优选为3%以下。
将粉尘撒在功能性膜上的方法以及除去所附着的粉尘的方法没有特别限定,可以适当地应用各种方法。例如,将规定量的粉尘撒在功能性膜上,之后倾斜90°,自台上3cm的高度轻轻地落下3次进行敲击(轻敲),由此抖落粉尘即可。另外,关于功能性膜的图像拍摄也没有特别限定,利用可辨认功能性膜整个区域的粉尘的方法拍摄复数张图像即可。关于所拍摄的图像的二值化处理也没有特别限定,使用公知的图像处理软件等即可。
功能性膜含有硅、氧、碳和氟。此处,包含各元素的情况可以通过原料成分或功能性膜的元素分析进行确认。另外,各元素的含量可根据原料成分的混配量而计算出,也可通过功能性膜的元素分析而求出。关于这4种元素的含量,优选硅为20~50重量%、氧为30~60重量%、碳为5~25重量%、氟为0.1~20重量%,更优选硅为25~35重量%、氧为40~55重量%、碳为10~20重量%、氟为1~15重量%。另外,该功能性膜优选包含无机颗粒和烷氧基硅烷的水解部分缩合物的固化物。
本发明的功能性坯布具有坯布、以及由本发明的坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜,因此对粉尘污垢的防尘性优异,可适当地用于遮阳篷等帐篷类、脚穿物、包、皮革产品、工作服、防护服、户外服装、车身罩、睡袋、野餐垫、遮光帘、窗帘、地毯、汽车、列车、船舶、飞机、婴儿车等运输设备的座椅、天花板材料、壁材等建造物的内饰材料、或床、沙发等的面料等布制品。
实施例
以下举出实施例说明本发明,但本发明并不限定于以下的实施例。下文中,只要没有特别说明,“份”或“%”分别是指“重量份”或“重量%”。
以下对于实施例和比较例中使用的各种化学药品进行总结说明。
(1)烷氧基硅烷
四乙氧基硅烷(TEOS)(多摩化学工业株式会社制造)
甲基三乙氧基硅烷(MTES)(Toray DOW株式会社制造、OFS-6383)
苯基三乙氧基硅烷(PTES)(东京化成工业株式会社制造)
十七氟癸基三甲氧基硅烷(HDFDTMOS)(东京化成工业株式会社制造)
(2)无机颗粒
无机颗粒1(日产化学株式会社制造、ST-O、粒径:12nm、反应性基团:硅烷醇基、DTA峰600℃以上)
无机颗粒2(在合成例7中制造、二氧化硅分散体、粒径:100nm、反应性基团:硅烷醇基、DTA峰:340℃)
无机颗粒3(在合成例8中制造)
无机颗粒4(日产化学株式会社制造、Snowtex(注册商标)ST-OL、粒径:45nm)
(3)密合性提高剂
封端异氰酸酯(旭化成化学株式会社制造、WM44-L70G)
(4)溶剂
乙醇(AP-7)(Japan Alcohol Trading株式会社制造)
纯水(PW)
(5)基材
塑料膜(东丽株式会社制造、Lumiror)
玻璃白板(太佑机材株式会社制造)
金属铝板(太佑机材株式会社制造、A-1050P)
(6)坯布
坯布1(株式会社色染社制造,涤塔夫(聚酯))
坯布2(Teijin Frontier株式会社制造、Shagarl(聚酯))
(合成例1~5)
在室温下向500mL可拆式烧瓶中投入水、乙酸和乙醇、以及以表1中记载的重量比计的TEOS、MTES和PTES,升温至60℃后,熟化36小时,得到不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物。乙酸的混配量为成为pH3~4的量,水和乙醇的混配量为使水和乙醇的重量比为50:50、反应液的固体成分浓度成为15重量%的量。所得到的不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)一并被示于表1。
(合成例6)
除了使用十七氟癸基三甲氧基硅烷(HDFDTMOS)来代替TEOS、MTES和PTES以外,利用上述方法合成出具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物。
(合成例7)
在500mL可拆式烧瓶中投入水35mL、28重量%氨水10mL和乙醇120mL,升温至45℃后,用时30分钟滴加TEOS 15g与乙醇20mL的混合液,搅拌20分钟。接下来进行减压蒸馏而除去氨,由此得到硅溶胶液。向该硅溶胶液中添加3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(TorayDow株式会社制造、OFS-6040)1g,搅拌24小时,由此得到无机颗粒2。使用Microtrac BEL株式会社制造的Micro trac Nanotrac Wave UT151,通过动态光散射法测定粒径。通过上述方法测定DTA峰(粒径:100nm、反应性基团:硅烷醇基、DTA峰:340℃)。
(合成例8)
在500mL可拆式烧瓶中投入水35mL、28重量%氨水10mL和乙醇120mL,升温至40℃后,用时30分钟滴加TEOS 15g与乙醇20mL的混合液,搅拌20分钟。接下来进行减压蒸馏而除去氨,由此得到硅溶胶液。向该硅溶胶液中添加3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(TorayDow株式会社制造、OFS-6040)1g,搅拌24小时,由此得到无机颗粒3。使用Microtrac BEL株式会社制造的Micro trac Nanotrac Wave UT151,通过动态光散射法测定粒径。通过上述方法测定DTA峰(粒径:130nm、反应性基团:硅烷醇基、DTA峰:330℃)。
[表1]
<<层积体>>
(实施例1~21和比较例1~4)
将合成例中制作的烷氧基硅烷的水解部分缩合物以及无机颗粒等各成分按照表1中记载的固体成分比进行混配,利用水:乙醇=30:70(重量比)的溶液稀释至表2~4所述的固体成分,由此制作树脂组合物。另外,这些组合物为pH3~4。将该组合物利用棒涂机涂布在表2所述的基材上。以表2~4所述的温度、时间使其固化,得到层积体。对功能性膜的各物性进行评价。将其结果示于表2~4。
实施例中制作的层积体利用下述方法进行评价。
<膜厚>
利用触针式表面形状测定器(ULVAC株式会社制造、DEKTAK)对膜厚进行测定。
<算术平均高度(Sa)和最小自相关长度(Sal)>
依据ISO25178,利用形状解析激光显微镜(基恩士株式会社制造、VK-X1000)进行测定。
<透过率(Tt)>
使用SUGATEST INSTRUMENTS株式会社制造的雾度计HZ-2进行测定。
<雾度(Haze)>
使用SUGATEST INSTRUMENTS株式会社制造的雾度计HZ-2进行测定。
<水接触角>
依据液滴法,使用协和界面化学株式会社制造的DM-501Hi进行测定。
<附着率>
按照完全落入10cm×10cm的面积内的方式以功能性膜朝上来设置层积体,相对于该面积整体,将关东壤土(JIS Z 8901、8种试验用粉体1)1g撒在功能性膜上(功能性膜的每1cm2面积中试验尘土的用量为10mg)。将功能性坯布倾斜90°,自台上3cm的高度轻轻地落下3次进行敲击(轻敲),由此除去粉尘后,拍摄照片。将拍摄的照片利用图像软件进行二值化处理,计算出残留粉尘相对于功能性膜整个区域的附着比例,将其作为附着率。
<铅笔硬度>
依据JIS-K5600-5-4的试验法,使用安田精机制作所公司制造的铅笔刮痕硬度试验机进行测定。
<密合性>
通过JIS K5600的棋盘格剥离试验测定基材与涂膜的密合性。
<耐擦伤性>
利用学振形染色摩擦坚牢度试验机(株式会社安田精机制作所制造,平面型)进行功能性膜的耐擦伤性试验,测定试验后的水接触角和附着率。在学振形染色摩擦坚牢度试验机的摩擦子上安装无纺布(旭化成株式会社制造、Bemcot),一边施加500g的负荷一边往返10次进行摩擦,由此进行试验,对于试验后的层积体,利用上述方法测定水接触角和附着率。
<DTA测定>
使用差示热热重计(Seiko Instruments公司制造、TG/DTA6200)进行差示热分析DTA测定。测定条件为空气气氛下、升温速度10℃/分钟、40℃~600℃的温度范围。关于实施例、比较例的功能性膜的DTA测定,利用刮勺等刮取功能性膜,将所得到的粉末供于测定。关于无机颗粒的DTA测定,利用减压干燥机干燥后供于测定。
<<坯布涂层用组合物>>
(实施例22~36和比较例5~8)
将合成例1~6中制作的烷氧基硅烷的水解部分缩合物、以及无机颗粒等各成分按表5中记载的固体成分比进行混配,利用水:乙醇=30:70(重量比)的溶液稀释至表5中记载的固体成分,由此制作坯布涂层用组合物。另外,这些坯布涂层用组合物为pH3~4。
实施例22~36和比较例7中,将所得到的坯布涂层用组合物利用棒涂机或浸渍涂布在表5中记载的坯布上,在150℃加热3分钟使其固化,得到功能性坯布。需要说明的是,实施例24和比较例6、8中,作为坯布,使用如下得到的坯布:利用棒涂机在表5中记载的坯布上涂布丙烯酸类树脂(Nippon Carbide Industries株式会社制造、Nikasol FX-3750、Tg:-45℃),之后在150℃加热干燥3分钟,由此形成了底涂层。在比较例8中,在底涂层上进一步利用棒涂机涂布氟系树脂(旭硝子株式会社制造、AG-E082),在150℃下加热干燥3分钟。
对于实施例中制作的功能性坯布利用下述方法进行评价。需要说明的是,比较例5、6和8中,由于未形成功能性膜,因此在比较例5中对坯布本身的各物性进行评价,在比较例6中对底涂层的各物性进行评价,在比较例8中对氟系树脂层的各物性进行评价。将结果示于表5。
<水接触角、DTA测定>
利用与上述实施例1~21(层积体)相同的方法进行测定。
<粉尘附着率>
利用与上述实施例1~21(层积体)中的<附着率>相同的方法进行测定。
Claims (26)
1.一种层积体,其是由功能性膜和基材构成的层积体,该功能性膜的算术平均高度Sa为10nm~50nm,最小自相关长度Sal为300nm~2000nm,水接触角为70°~130°,其中,
所述功能性膜含有硅、氧、碳和氟。
2.如权利要求1所述的层积体,其中,所述功能性膜包含无机颗粒以及烷氧基硅烷的水解部分缩合物的固化物。
3.如权利要求1或2所述的层积体,其中,所述基材为塑料基材、玻璃基材或金属基材。
4.如权利要求1~3中任一项所述的层积体,其中,所述功能性膜在差示热分析DTA测定中在200℃~600℃具有正DTA峰。
5.如权利要求1~4中任一项所述的层积体,其中,所述功能性膜的膜厚为1μm以下。
6.一种组合物,其用于形成权利要求1~5中任一项所述的层积体中的功能性膜。
7.一种组合物,其含有具有氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物和无机颗粒。
8.如权利要求7所述的组合物,其进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物。
9.如权利要求8所述的组合物,其中,所述不包含氟基的烷氧基硅烷的水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)为0.1~4。
10.如权利要求7~9中任一项所述的组合物,其中,所述无机颗粒为具有反应性基团的无机颗粒。
11.如权利要求7~10中任一项所述的组合物,其进一步包含密合性提高剂。
12.如权利要求6~11中任一项所述的组合物,其中,将所述组合物固化而得到的功能性膜在差示热分析DTA测定中在200℃~600℃具有正DTA峰。
13.如权利要求6~12中任一项所述的组合物,其中,所述无机颗粒是在差示热分析DTA测定中在200℃~600℃具有正DTA峰的无机颗粒。
14.一种防尘涂层用组合物,其包含权利要求6~13中任一项所述的组合物。
15.一种坯布涂层用组合物,其含有具有氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
16.如权利要求15所述的坯布涂层用组合物,其进一步含有不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物。
17.如权利要求16所述的坯布涂层用组合物,其中,所述不包含氟基的烷氧基硅烷或其水解部分缩合物中,分子中的碳原子数相对于硅原子数之比(C/Si比)为0.1~4。
18.如权利要求15~17中任一项所述的坯布涂层用组合物,其进一步含有无机颗粒。
19.如权利要求18所述的坯布涂层用组合物,其中,所述无机颗粒为具有反应性基团的无机颗粒。
20.如权利要求15~19中任一项所述的坯布涂层用组合物,其进一步包含密合性提高剂。
21.如权利要求15~20中任一项所述的坯布涂层用组合物,其用于防尘。
22.一种功能性坯布,其在坯布的表面具有由权利要求15~21中任一项所述的坯布涂层用组合物的固化物形成的功能性膜。
23.如权利要求22所述的功能性坯布,其中,将关东壤土(JIS Z 8901、8种试验用粉体1)撒在功能性膜上,倾斜90°将其除去后,残留粉尘相对于整个区域的比例即粉尘附着率为5%以下。
24.如权利要求22或23所述的功能性坯布,其中,所述功能性膜的水接触角为100°~140°。
25.如权利要求22~24中任一项所述的功能性坯布,其中,所述坯布的材质为选自由天然纤维、合成纤维、再生纤维、功能性纤维以及金属纤维组成的组中的一种以上。
26.如权利要求22~25中任一项所述的功能性坯布,其中,在所述功能性膜与所述坯布之间具有底涂层。
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