JP2005146272A - 防汚膜被覆樹脂物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 透明樹脂基材の表面に設けた、少なくとも表面がシリカ質の樹脂または無機化合物の下地層の上に、ケイ素アルコキシド、フルオロアルキル基含有シラン化合物および酸を含有する塗布液を塗布し、乾燥することにより防汚層が形成された防汚膜被覆樹脂物品が得られる。
【選択図】 なし
Description
[下地層1]
少なくとも表面がシリカ質の樹脂の下地層としてはシリカ質のハードコート層を挙げることができる。このハードコート層は、下記式(1)
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
ここで、R1は炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜12のエポキシ基、炭素原子数6〜12のアリル基またはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基、メルカプトアルキレン基であり、R2は炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリール基であり、R3は水素原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基、アルキルアシル基であり、aは1,2または3であり、bは0,1または2である、
で表される化合物、
およびコロイダルシリカを含有するコーティング液を塗布、50〜130℃で数秒〜5時間加熱することにより硬化して得られる。このハードコート層は1〜10μmの厚みを有することが好ましい。上記式(1)の化合物の中で、有機シラン化合物としては、例えばトリメチルメトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメチルメトキシシランのような単官能性シラン;ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメトキシジエトキシシランおよびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシランのような二官能性シラン:メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、およびβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランのような三官能性シランを挙げることができる。これらの中で、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシランのようなアルキルトリアルコキシシランが特に好ましく用いられる。
前記シリカ質のハードコート層は、(A)多官能(メタ)アクリレート、(B)アミノシランおよび(C)コロイダルシリカを含有するハードコート液を塗布、紫外線照射により得られる。このハードコート層は1〜10μmの厚みを有することが好ましい。
上記ハードコート液の各成分について説明する。
(A)成分である多官能(メタ)アクリレートとは、分子内に少なくとも2個の水酸基およびすくなくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートである。なお本明細書において、アクリロイル基又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリル酸又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸という。多官能(メタ)アクリレートとしては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコーリジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ポリ(ブタンジオール)ジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリイソプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート及びビスフェノールAジメタクリレートの如きジアクリレート類;トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリアクリレート及びトリメチロールプロパントリエトキシトリアクリレートのようなトリアクリレート類;ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びジ−トリメチロールプロパンテトラアクリレートの如きテトラアクリレート類;並びにペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタアクリレートのようなペンタアクリレート類を挙げることができる。多官能(メタ)アクリレートは1種または2種類以上一緒に用いられる。
XaSi(R4(NHR5)bNR6H)4-a (2)
ここで、Xは炭素数1〜6のアルコキシル基であり、R4、R5は同一もしくは異なる2価の炭化水素基であり、R6は水素原子または1価の炭化水素基であり、aは1〜3の整数であり、bは0または1〜6の整数で表される、
アミノ有機官能性シランである。式(2)中、aは2または3であることが好ましく、そしてbは0または1であることが好ましい。
式(2)で表されるアミノシランとしては、例えばnー(2−アミノエチルー3−アミノプロピル)トリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン塩酸塩及びγ−アニリノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。
(C)成分であるコロイダルシリカとしては前述のものを使用することができる。
本発明において、少なくとも表面がシリカ質の無機化合物の下地層としては反射防止膜を挙げることができる。この反射防止膜としては、少なくとも1層の無機化合物膜層(1層の場合は酸化ケイ素膜、2層以上の場合は最上層は酸化ケイ素膜)を20nm〜50μmの膜厚(2層以上の場合は合計膜厚)で形成させることができる。無機化合物としては、酸化珪素(二酸化珪素、一酸化珪素等)、金属酸化物[酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化トリウム、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化亜鉛、ITO(インジウムースズ酸化物)等]、金属ハロゲン化物(フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、フッ化リチウム、フッ化トリウム等)等をあげることができる。反射防止膜の被覆法としては、化学的気相成長法(CVD法)、物理的気相成長法(PVD法)が挙げられる。CVD法としては、プラズマCVD法、PVD法としては真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
真空蒸着法、スパッタリング法またはプラズマCVD法によるTiO2/SiO2の積層膜の成膜(TiO2層の上にSiO2層を積層。2層反射防止膜)
真空蒸着法、スパッタリング法またはプラズマCVD法によるTiO2/SiO2/TiO2/SiO2の積層膜の成膜(4層反射防止膜)
真空蒸着法、スパッタリング法またはプラズマCVD法によるSiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2の積層膜の成膜(5層反射防止膜)
プラズマCVD法によるSiOx膜の成膜(単層反射防止膜)
少なくとも表面がシリカ質の無機化合物の下地層として、シリカ微粒子からなる単層の反射防止層を挙げることができる。この単層反射防止層は次の低反射層液を塗布、加熱することにより厚み70〜350nmに形成させることができる。
R7 aR8 bSi(OR9)4-a-b (3)
ここで、R7は炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数6〜12のアリル基もしくはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、グリシジルオキシ基で置換されたアルキル基で片末端にアルキル基を有するアルキレングリコール基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基またはメルカプトアルキレン基であり、R8は炭素原子数1〜6のアルキル基、アリ-ル基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリ-ル基であり、R9は水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基またはアルキルアシル基であり、a=1,2または3であり、b=0,1または2で表される。そしてa+bは1,2または3である。
ここでR10は炭素原子数1〜4のアルキル基であり、n=1〜20であり、縮合体の構造としては鎖状構造、分岐状構造、環状構造を含む。
少なくとも表面がシリカ質の樹脂の下地層としてはケイ素樹脂のハードコート層を挙げることができる。このハードコート層は、下記式(5)
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (5)
ここで、R1は炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜12のエポキシ基、炭素原子数6〜12のアリル基またはハロゲン化アルキル基、炭素原子数5〜8のメタクリロキシアルキル基、炭素原子数2〜10のウレイドアルキレン基、芳香族ウレイドアルキレン基、芳香族アルキレン基、メルカプトアルキレン基であり、R2は炭素原子数1〜6のアルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン化アルキル基またはハロゲン化アリール基であり、R3は水素原子もしくは炭素原子数1〜4のアルキル基、アシル基、アルキルアシル基であり、aは1,2または3であり、bは0,1または2である、
で表される化合物、
およびテトラアルコキシシランを含有するコーティング液を塗布、50〜130℃で数秒〜5時間加熱することにより硬化して得られる。このハードコート層は1〜10μmの厚みを有することが好ましい。上記式(5)の化合物については上記下地層1における式(1)についての説明がそのまま適用することができる。テトラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、もしくはその重合体(好ましくは19量体以下)またはそれらの加水分解物を挙げるができる。
界面活性剤としては、「エレクトロストリッパーQN」(陰イオン性)、「エレクトロストリッパーACz」(両性)、「エレクトロストリッパーF」、「エレクトロストリッパーEA」(非イオン性)、「アミート302」(非イオン性)、「ホモゲノールL-18」(特殊高分子)、「ホモゲノールL1820」(特殊高分子)(いずれも花王(株)製)や日本ユニカー(株)製の「FZ-2105」、「L-7604」、「L-77」、「L-7001」、「FZ-2123」、「FZ-2162」(全て非イオン系)が挙げられる。添加量は膜の有効成分100重量部に対し0.05〜50重量部が好ましい。
導電性微粒子としては、1〜100nmの粒子径を持つATO(アンチモン−スズ酸化物)やITOの金属酸化物や銀等の金属が挙げられ、一般的に分散液の形になっている。添加量は膜の有効成分100重量部に対して1〜80重量部が好ましい。微粒子の形状は、球形、楕円形、繊維状、鱗片状のものが使われる。導電効率を上げるには、繊維状、鱗片状のものが好ましい。
電荷移動錯体としては、(株)ボロンインターナショナル製のホウ素系帯電防止剤であるハイボロン等が挙げられる。添加量は膜の有効成分100重量部に対して1〜20重量部が好ましい。
(ここで、nは0から12の整数、好ましくは3から12の整数、R11は炭素原子数1〜10の二価の有機基(例えばメチレン基、エチレン基)、または珪素原子および酸素原子を含む基、Xは炭素原子数1〜4の一価炭化水素基(例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリル基)もしくはこれらの誘導体から選ばれる置換基、または水素、pは0、1または2、Yは炭素原子数が1〜4のアルコキシ基又はアシロキシ基)
(ここで、nは0から12の整数、好ましくは3から12の整数、R12はメチレン基、エチレン基、または珪素原子および酸素原子を含む基、XはHまたはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基またはこれらの誘導体から選ばれる置換基、pは、0、1または2)
(A)シリコンアルコキシドまたはその加水分解物
(シリカ換算) 0.01〜2重量%、
(B)フルオロアルキル基含有シラン化合物
(シリカ換算) 0.00001〜0.15重量%、
(C)酸 0.001〜3規定、
および
(D)水 0〜5重量%
を含有する。更に好ましくは
(A)シリコンアルコキシドまたはその加水分解物
(シリカ換算) 0.01〜2重量%、
(B)フルオロアルキル基含有シラン化合物
(シリカ換算) 0.00001〜0.15重量%、
(C)ハロゲン化水素酸 0.001〜3規定、
および
(D)水 0〜5重量%、
ただし、酸/水の重量比が0.002以上、好ましくは0.02以上である、
を含有する。
このプライマー層としては、特に限定しないが、一般的に、ウレタン系、アクリル系、ウレタンアクリレート系、あるいは一部シラン化したものを主成分とし、有機溶媒で濃度調整したものが用いられる。市販品、例えばシリコンアクリル系プライマー液(CP710、日本エーアールシー(株)製)、ウレタン系プライマー液(CP620、日本エーアールシー(株)製)を用いることができる。
処理方法としては、プライマー層用処理液を、透明樹脂基材表面に塗布し、乾燥することにより得られる。このプライマー層の好ましい厚みは0.5〜5μmである。プライマー層用処理液の溶媒としてはアルコール等の有機溶媒が用いられるが、水でもよい。
(1)透明樹脂基材/プライマー/ハードコート/透明導電膜/反射防止膜/防汚膜
(2)透明樹脂基材/ハードコート/透明導電膜/反射防止膜/防汚膜
(3)透明樹脂基材/ハードコート/反射防止膜/防汚膜
(4)透明樹脂基材/反射防止膜/防汚膜
(5)透明樹脂基材/プライマー/反射防止膜/防汚膜
(6)透明樹脂基材/ハードコート/防汚膜
(7)透明樹脂基材/プライマー/ハードコート/防汚膜
(8)透明樹脂基材/ハードコート/反射防止(帯電防止)/防汚膜
(9)透明樹脂基材/ハードコート(導電性)/反射防止/防汚膜
樹脂基材
(1)ポリカーボネート(PC)(商品名:ポリカエース 品番:ECK−100 筒中プラスチック工業(株)製 )シート厚み2mm。
(2)ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)(商品名:コスモシャイン A4300、東洋紡(株)製、フィルム厚さ188μm。
(3)シクロオレフィンポリマー(COP)(商品名:ZEONOR 品番:1600 日本ゼオン(株)製 )、フィルム厚さ188μm。
(4)ポリメチルメタクリレート(PMMA)(商品名:アクリライト 三菱レイヨン(株)製)、シート厚さ2mm。
SiO2は、高周波マグネトロンスパッタ法で、スパッタガスをArガスとし、1.2μm/hrとし成膜した。SiO2膜の屈折率は1.46であった。また、TiO2は直流マグネトロンスパッタ法でスパッタガスをArとO2の混合ガスとし、1.4μm/hrの速度で成膜した。TiO2膜の屈折率は2.30であった。
第1層から順に、TiO2(nd=60nm)/SiO2(nd=40nm)/TiO2(nd=110nm)/SiO2(nd=140nm)の4層構造とした。なおカッコ内は光学膜厚(屈折率n×物理膜厚d)の値を示している。
上記反射防止層1の形成と同様にして、第1層から順に、SiO2(40nm)/TiO2(20nm)/SiO2(40nm)/TiO2(300nm)/SiO2(90nm)の5層構造とした。なおカッコ内は光学膜厚である。
シリカ微粒子分散液(平均粒子径110nm、粒径の標準偏差1.3、長軸長さと短軸長さの比の平均値1.03、固形分15%、日本触媒(株)製 シーホスターKE−W10)50gを撹拌しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテル20g、濃塩酸1gを添加し、次いで、エチルシリケート48(平均重合度n=8、コルコート(株)製)5.3gを添加し、2時間撹拌させたあと、24時間静置し反応させた。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル164gを添加し、更に硬化触媒として酢酸ナトリウムを添加し、撹拌し均一にする。その後、導電性界面活性剤としてFZ−2105(日本ユニカー(株)製)4gを添加し、低反射層液を得た。
スピンコートによりこの低反射層液を塗布し室温で乾燥して膜厚を110nmとした。
鎖状凝集シリカ微粒子分散液(平均一次粒子径25nm、平均長さ100nm、固形分15%、日産化学(株)製 スノーテックスOUP)56gを撹拌しながら、エタノール20g、濃塩酸1gを添加し、次いで、テトラエトキシシラン5.2gを添加し、2時間撹拌させたあと、その後24時間静置し反応させた。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテル164gを添加し、更に硬化触媒としてアルミニウムアセチルアセトンを添加し、撹拌し均一にする。その後、ペインタッド19(ダウ・コーニング・アジア製)4gを添加し、低反射層液を得た。スピンコートによりこの低反射層液を塗布し室温で乾燥して膜厚を110nmとした。
シリコンアクリル系プライマー液として耐候性プライマー(CP710、日本エーアールシー(株)製)を使用した。このプライマー液をスピンコート法により、硬化後の膜厚が約2μmとなるように塗布し、110℃で約30分間加熱することによりプライマー層1を作製した。
[プライマー層2の形成]
ウレタン系プライマー液として一般プライマー(CP620、日本エーアールシー(株)製)を使用した。このプライマー液をスピンコート法により、硬化後の膜厚が約2μmとなるように塗布し、50℃で30分間加熱することによりプライマー層2を作製した。
平均粒子径20nmのコロイリダルシリカとして「スノーテックス O-40」(日産化学(株)製: 不揮発分40%)150g,メチルトリメトキシシラン183gを反応させた後、イソプロピルアルコール648g、酢酸18g、酢酸ナトリウム1gおよびフローコントロール剤として「ペイントアディティブ19」(ダウコーニング社製)0.1gを加え、撹拌して耐擦傷性を付与するためのハードコートコート液1を得た。
ハードコートコート液1をスピンコート法で、硬化後の膜厚が3μmとなるように塗布し、120℃の温度で30分間加熱しハードコート層1を作製した。
多官能(メタ)アクリレートとして1,6−ヘキサンジオールジアクリレート12.4g、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン1.6g、2−メトキシプロパノール6.3g、酢酸4.0g、光重合開始剤としてベンゾフェノン0.8g、コロイダルシリカとして「NPC−ST−30」(日産化学、n−プロピルセロソルブ中に平均粒20nmのシリカ微粒子を分散。シリカ含有量30重量%)26.0g、膜に可撓性を与えかつ膜の硬度を高めるためのエポキシアクリレートとして「エポキシエステル3002M」(共栄社化学(株))5.0g、および酢酸ブチル14.5gをそれぞれ添加する。次に、フローコントロール剤[ペインタッド19ダウコーニングアジア(株)製]0.1gを添加する。その後、2−メトキシプロパノール100gを添加し、撹拌し均質に分散させて、耐擦傷性を付与するためのハードコート液2が得られた。
ハードコート液2をスピンコート法で硬化後の膜厚が5μmとなるように塗布し、の後に出力120W/cmの紫外線ランプにより総紫外線照射エネルギーが1000(mJ/cm2)になるように1秒〜30秒間照射して塗布膜を硬化してハードコート層2が得られた。なおこの総紫外線照射エネルギー値は積算光量計(型式:UIT-102 ウシオ電機株式会社製)で測定した。
高周波(RF)-マグネトロンスパッタ装置で、ターゲットとしてITOを使用し、スパッタガスとしてAr+O2 を使用し、基材温度を130℃として、膜形成速度:約1μm/hrでITO膜を形成した。
エタノール 100g(含有水分率0.35重量%)に、3−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン(CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、信越シリコーン製)0.02gを添加し、30分間撹拌し、次いでテトラクロロシラン(SiCl4、 信越シリコーン製)1.0gを攪拌しながら添加し、撥水防汚性被膜形成用溶液を得た。この溶液は、重量比で表して、テトラクロロシランから由来するSiが100に対し、3−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランから由来するSiが0.6の比率で含有し、約0.2規定の塩酸濃度、0.35重量%の水分濃度を有しており、約0.7のpHを有していた。そしてこの溶液中のテトラエトキシランの重合体の重合度は1〜3であった。この溶液を湿度30%、室温下でフローコート法にて塗布し、室温で約1分乾燥させて、約60nmの厚みの防汚層1が被覆された防汚膜被覆樹脂物品を得た。
エタノール 100g(含有水分率0.35重量%)に、3−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン(CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3、信越シリコーン製)0.02gを添加し、30分間撹拌し、次いでテトラエトキシシラン(Si(OCH2CH3)4)1.2gを攪拌しながら添加し、次いで濃塩酸(35重量%、関東化学製)2gを撹拌しながら添加し、撥水防汚性被膜形成用溶液を得た。この溶液は、テトラエトキシシランから由来するSiが100に対し、3−ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランから由来するSiが0.6の比率で含有し、約0.2規定の塩酸濃度、1.6重量%の水分濃度を有しており、約0.7のpHを有していた。そしてこの溶液中のテトラエトキシランの重合体の重合度は1〜3であった。
この溶液を湿度30%、室温下でフローコート法にて塗布し、室温で約1分乾燥させて、約60nmの厚みの防汚層2が被覆された防汚膜被覆樹脂物品を得た。
以下に示す各実施例で得られた防汚膜被覆樹脂物品について、油性インク耐性、指紋耐性、耐摩耗性、接触角、転落角、反射率および表面粗さの評価方法は次の通りである。
1.油性インク耐性
(a)油性インキペンの付着性
拭き取り回数基材表面に油性インキペン(ZEBRA/マッキー極細)を用いて、長さ1cmの直線を書き、その付き易さあるいは目立ち易さの目視判定を行った。判定基準を以下に示す。
○:油性インキペンが球状にはじいている。
×:油性インキペンがはじかず、書ける。
(b)油性インキペンの拭き取り性
基材表面に付着した油性ペンをセルロース製不織布〔ベンコットM−3:旭化成(株)製〕で拭き取り、その取れ易さの目視判定を行った。判定基準を以下に示す。また、拭き取れるまでの回数を測定した。
○:油性インキペンを完全に拭き取ることができる。
△:油性インキペンの拭き取り跡が残る。
×:油性インキペンを拭き取ることができない。
基材表面に付着した指紋をセルロース製不織布〔ベンコットM−3:旭化成(株)製〕で拭き取り、その取れ易さの目視判定を行った。判定基準を以下に示す。また、拭き取れるまでの回数を測定した。
○:指紋を完全に拭き取ることができる。
△:指紋の拭き取り跡が残る。
×:指紋の拭き取り跡が拡がり、拭き取ることができない。
3.耐摩耗性
得られた防汚膜被覆樹脂物品の表面をセルロース製不織布〔ベンコットM−3:旭化成(株)製〕で荷重250g/cm2 で往復50回擦る耐摩耗性試験を行い、その後に傷の有無の目視判定を行った。判定基準を以下に示す。
○:傷無し。
△:若干傷がついている。
×:著しく傷がついている。
また耐摩耗性試験後の接触角を測定した。
得られた防汚膜被覆樹脂物品について、水の接触角を接触角計(CA−DT、協和界面科学(株)製)を用いて、2mgの重量の水滴による静的接触角(以下、CAと記す場合あり)として測定した。なおこの接触角の値が大きいほど、静的な撥水性すなわち防汚性(汚れの付きにくさ)が優れていることを表している。
また水平に配置した防汚膜被覆樹脂物品の表面に直径5mmの水滴を置き、防汚膜被覆樹脂物品を徐々に傾斜させて、その表面に置かれた水滴が転がり始めるときの傾斜角度(臨界傾斜角、転落角)を測定した。転落角が小さい程、動的な撥水性すなわち防汚性(汚れの落ちやすさ)が優れている。
5.反射率
光学特性測定:JIS R3212に準拠して可視光線反射率(%)を測定した。この値が小さいほど反射防止性能が高いことを示す。
本発明で得られた防汚膜被覆樹脂物品の防汚膜被膜は、その表面の平滑性が非常に優れているという特徴を有する。防汚膜被覆樹脂物品の表面粗さを、算術平均粗さ(Ra)および十点平均粗さ(Rz)により測定する。表面粗さ特性Ra、Rzは、二次元で定義されるJIS B 0601−1982を三次元に拡張した方法により測定することができる。
7.表面フッ素濃度
本発明で得られた防汚膜被覆樹脂物品の防汚膜表面のフッ素濃度を、FとSiの原子比(F/Si)として、X線光電子分光法(ESCA)により測定した。X線光電子分光法(ESCA)の試験条件は、X線源として、モノクロ化したアルミニウムのKα線を用いて、アノードエネルギー;1486.6eV、アノード出力;150W、加速電圧;14kV、試料に対するX線入射角;45度、分析面積;直径800μmの円、測定厚み;数nmである。
前記ポリカーボネートシート基材にプライマー層1を形成し、ついでその上にハードコート層1を形成し、更にその上に防汚層2を形成して、PCシート/プライマー層1/ハードコート層1/防汚層2からなる防汚膜被覆樹脂物品を製造した。この物品について初期接触角(度)、転落角(度)、表面フッ素濃度(F/Si)、可視光線反射率(%)、油性インク耐性(拭き取り性(カッコ内は拭き取り回数)および付着性)、指紋耐性(拭き取り性)、表面粗さ(算術平均粗さRa(nm)および十点平均粗さRz(nm))および耐摩耗性(傷付き性および摩耗試験後接触角)を測定し、その結果を表1に示す。
表1に示す樹脂基材に、表1に示すようにプライマー層、ハードコート層、機能膜(透明導電層)、反射防止層、防汚層をその順に形成して、防汚膜被覆樹脂物品を製造し、実施例1と同様に各種性能を測定し、その結果を表1に示す。
また実施例5での反射防止層4の形成において使用した低反射層液に代えて、この低反射層液の調製で添加した「ペインタッド19」4gに代えて界面活性剤「FZ−2105」(日本ユニカー製)5gを添加した反射防止(帯電防止)液を使用した他は実施例5と同様にして防汚膜被覆樹脂物品を製造し。帯電防止性能は、1012〜1013Ω/□を示した。その他の性能は、帯電防止を付与しない実施例5とほぼ同じ性能を示した。
実施例2において形成した防汚層1に代えて、パーフルオロ基を含有した〔RfSi(OEt)3 :Rfはパーフルオロ基、Etはエチル基〕で示されるシリコン系材料0.2重量%およびパーフルオロ基を含有した〔(H2 RfPO4 ):Rfはパーフルオロ基〕で示されるリン酸エステル7.0重量%を含有するアルコール溶液からなる塗布液を塗布し、66℃で乾燥して防汚層を形成した他は実施例2と同様にして防汚膜被覆樹脂物品を製造し、実施例2と同様に各種性能を測定し、その結果を表1に示す。
実施例8において形成したハードコート層2に代えて、ハードコート層を形成させずに、表面を予め酸素を含むプラズマで処理して親水性化した樹脂基材を使用した他は実施例8と同様にして防汚膜被覆樹脂物品を製造し、実施例8と同様に各種性能を測定し、その結果を表1に示す。
Claims (10)
- 透明樹脂基材の表面に設けた、少なくとも表面がシリカ質の樹脂または無機化合物の下地層の上に、ケイ素アルコキシド、フルオロアルキル基含有シラン化合物および酸を含有する塗布液を塗布し、乾燥して防汚層を形成する防汚膜被覆樹脂物品の製造方法。
- 前記塗布液は、クロロシリル基含有化合物とフルオロアルキル基含有シラン化合物を、アルコールおよび/または水を含む溶媒に溶解し、前記クロロシリル基含有化合物のクロロ基をアルコキシル基または水酸基に置換したものである請求項1記載の製造方法。
- 前記塗布液は、テトラアルコキシシランもしくはその重合体またはそれらの加水分解物、フルオロアルキル基含有シラン化合物および酸をアルコール溶媒に溶解したものである請求項1記載の製造方法。
- 前記無機化合物の下地層は最表層がシリカである反射防止膜である請求項1記載の製造方法。
- 前記無機化合物の下地層はシリカ微粒子からなる反射防止膜である請求項1記載の製造方法。
- 前記樹脂の下地層はコロイダルシリカを含有するハードコート膜である請求項1記載の製造方法。
- 前記樹脂の下地層はケイ素樹脂からなるハードコート膜である請求項1記載の製造方法。
- 前記透明樹脂基材と前記下地層の間にプライマー層を設ける請求項1記載の製造方法。
- 前記透明樹脂基材と前記反射防止膜の間にハードコート層を設ける請求項4または5に記載の製造方法。
- 前記ハードコート層と前記反射防止膜の間に透明導電膜を設ける請求項9記載の製造方法。
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