JP2020056921A - 湿度応答性可逆変形構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、実施の形態に係る湿度応答性可逆変形構造体の一例を示した断面模式図である。図1及び図2に示すように、湿度応答性可逆変形構造体1は、基材フィルム12と、基材フィルム12上に密着して形成された、水分の吸着及び脱離により体積が変化する材料からなるマトリックス11とを有する。図1の湿度応答性可逆変形構造体1は、マトリックス11が水分を吸着していない状態(水分を吸着する前の状態)を示す断面模式図である。図2の湿度応答性可逆変形構造体1は、マトリックス11が水分を吸着した状態(水分を吸着した後の状態)を示す断面模式図である。尚、マトリックス11は、基材フィルム12の両面に形成されていてもよい。
次に、実施の形態に係る湿度応答性可逆変形構造体の製造方法について説明する。
実施例及び比較例で得られた湿度応答性可逆変形構造体について、二乗平均平方根うねり、ヘイズ値、全光線透過率、平行線透過率、散乱透過率、及び像鮮明度を以下の方法で測定した。
湿度応答性可逆変形構造体を50mm×50mmに切り出し、JIS B0601:2001に則り、OLIMPUS製OLS5000を用いて、マトリックス表面の、うねり成分とそれより長い波長成分との境界を定義するカットオフ値λf0.8mm、粗さ成分とうねり成分との境界を定義するカットオフ値λc0.08mmの輪郭曲線フィルタにより得られるうねり曲線要素の二乗平均平方根うねりを測定した。
湿度応答性可逆変形構造体を50mm×50mmに切り出し、JIS−K7136に則り、日本電色工業NDH 2000を用いて、ヘイズ値、全光線透過率、平行線透過率、散乱透過率を測定した。測定は、マトリックスが水分を吸着していない状態(水分を吸着する前の状態。以下、「湿潤前」ということがある)、湿度応答性可逆変形構造体に直接水をかけ1分後にマトリックスの表面に付着した水をふき取り、マトリックスが水分を吸着した状態(水分を吸着した後の状態。以下、「湿潤中」ということがある)、及び、その後室温に10分ほど湿度応答性可逆変形構造体を放置しマトリックスが十分に水分を脱離した状態(水分を脱離した後の状態。以下、「乾燥後」ということがある)、の各状態において測定した。測定はいずれも気温23℃、相対湿度50%の環境下で行った。
湿度応答性可逆変形構造体を50mm×50mmに切り出し、JIS K7374:2007に則り、スガ試験機株式会社製ICM−1DPを用いて、光学くしの幅2mmの透過の写像性(像鮮明度)を測定した。
まず、マトリックス形成用塗液を調製した。親水性UV硬化性樹脂UA−W2A(新中村化学工業社製、12重量部)、親水性UV硬化性モノマーHEAA(KJケミカルズ社製、82重量部)、水膨潤性層状粘土鉱物LAPONITE RDS(BYK社製、6重量部)、光重合開始剤Irgacure2959(BASF社製、0.2重量部)、溶媒として純水を混合した塗液を調製した。
塗布したマトリックス形成用塗液の乾燥膜厚を20μmとする以外は実施例1と同じ条件で湿度応答性可逆変形構造体を作製した。
マトリックス形成用塗液として、親水性UV硬化性樹脂UA−W2A(新中村化学工業社製、24重量部)、親水性UV硬化性モノマーHEAA(KJケミカルズ社製、70重量部)、水膨潤性層状粘土鉱物LAPONITERDS(BYK社製、6重量部)、光重合開始剤Irgacure2959(BASF社製、0.2重量部)、溶媒として純水を混合した塗液を調製した。それ以外は実施例1と同じ条件で湿度応答性可逆変形構造体を作製した。
塗布したマトリックス形成用塗液の乾燥膜厚を20μmとする以外は実施例3と同じ条件で湿度応答性可逆変形構造体を作製した。
比較例として、PETフィルム(ルミラーT60、厚さ75μm、東レ社製)を準備した。次に、このPETフィルムの湿潤前、湿潤中、乾燥後の二乗平均平方根うねり、像鮮明度、ヘイズ、全光線透過率、拡散透過率、平行透過率を測定した。測定結果を表1に示す。いずれの測定結果においても、水分の吸着及び脱離に伴う変化は見られなかった。
11…マトリックス
12…基材フィルム
Claims (7)
- 湿度応答性可逆変形構造体であって、
基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも片面側に形成されたマトリックスとを有し、
前記マトリックスは、水分を吸着及び脱離する特性を有する樹脂により構成され、
前記マトリックスの水分の吸着に伴う体積膨張によって、前記基材フィルムから見て遠い側にある前記マトリックスの表面に凹凸形状が形成され、前記マトリックスの水分の脱離に伴う体積収縮によって、前記マトリックスの前記表面が平滑となり、
前記マトリックスの前記表面の、うねり成分とそれより長い波長成分との境界を定義するカットオフ値λfが0.8mm、粗さ成分とうねり成分との境界を定義するカットオフ値λcが0.08mmの輪郭曲線フィルタにより得られるうねり曲線要素の二乗平均平方根うねりが、前記マトリックスが水分を吸着していない状態では1.5μm以下であり、前記マトリックスが水分を吸着した状態では2μm以上となり、前記マトリックスが水分を脱離した状態では1.5μm以下に戻ることを特徴とする、湿度応答性可逆変形構造体。 - 前記湿度応答性可逆変形構造体は、
前記マトリックスが水分を吸着した状態では、前記マトリックスが水分を吸着していない状態よりも、ヘイズ値が20%以上上昇し、拡散透過率が20%以上上昇し、平行光線透過率が20%以上低下し、
前記マトリックスが水分を脱離した状態では、ヘイズ値、拡散透過率、及び平行光線透過率が、前記マトリックスが水分を吸着していない状態に戻ることを特徴とする、請求項1に記載の湿度応答性可逆変形構造体。 - 前記湿度応答性可逆変形構造体は、JIS K7374に則って測定した光学くしの幅2mmの像鮮明度の透過測定において、前記マトリックスが水分を吸着していない状態では90%以上であり、前記マトリックスが水分を吸着した状態では40%以下となり、前記マトリックスが水分を脱離した状態では90%以上に戻ることを特徴とする、請求項1または2に記載の湿度応答性可逆変形構造体。
- 前記樹脂が、硬化性樹脂材料の重合体あるいは共重合体であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の湿度応答性可逆変形構造体。
- 前記硬化性樹脂材料が、電離放射線硬化性あるいは熱硬化性を有することを特徴とする、請求項4に記載の湿度応答性可逆変形構造体。
- 前記マトリックスの内部の水分の吸着及び脱離に伴う体積変化が、前記マトリックスの組成、硬化度、架橋密度、重合度のいずれかによって制御されていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の湿度応答性可逆変形構造体。
- 請求項1〜6にいずれか1項に記載の湿度応答性可逆変形構造体の製造方法において、
硬化性樹脂材料を含む塗液を調製する塗液調製工程と、
前記塗液を基材フィルム上に塗布する塗布工程と、
前記基材フィルム上に塗布した前記塗液を熱処理して塗膜を形成する熱処理工程と、
前記塗膜に電離放射線を照射して硬化させて、前記基材フィルム上に硬化膜からなるマトリックスを形成する電離放射線照射工程とを有することを特徴とする、湿度応答性可逆変形構造体の製造方法。
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JP2018187704A JP2020056921A (ja) | 2018-10-02 | 2018-10-02 | 湿度応答性可逆変形構造体及びその製造方法 |
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