JP2020066158A - 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、防曇防汚積層体、及びその製造方法、物品、並びに防曇方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、これらの提案の技術では、防汚性、防曇性、及び耐薬品性を両立することが難しいという問題があった。
<1> 基材と、前記基材上に表面が平滑な防曇防汚層とを有し、
前記防曇防汚層のヘキサデカン接触角が、10°以下であり、
前記防曇防汚層が、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であり、
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、親水性モノマーを含有することを特徴とする防曇防汚積層体である。
<2> 前記基材と、前記防曇防汚層との間に、プライマー層を有する前記<1>に記載の防曇防汚積層体である。
<3> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、撥水性モノマーを含有しない前記<1>から<2>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<4> 前記親水性モノマーの含有量が、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の不揮発分に対して、0質量%超10質量%以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<5> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有する前記<1>から<4>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<6> 前記防曇防汚層の表面自由エネルギーが、30mJ/m2以上65mJ/m2以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<7> 前記防曇防汚層の水接触角が、30°以上90°以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<8> 前記防曇防汚層のマルテンス硬度が、200N/mm2以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<9> 前記防曇防汚層の動摩擦係数が、0.90以下である前記<1>から<8>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<10> 前記基材が鏡であり、反射色相のb*値が5以下である前記<1>から<9>のいずれかに記載の防曇防汚積層体である。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の防曇防汚積層体を表面に有することを特徴とする物品である。
<12> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の防曇防汚積層体を製造する防曇防汚積層体の製造方法であって、
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成される未硬化層に対して、酸素濃度1.0体積%未満の雰囲気下で紫外線照射を行い、前記防曇防汚層を形成する工程を含む、ことを特徴とする防曇防汚積層体の製造方法である。
<13> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の防曇防汚積層体を常温以上に加温することにより、前記防曇防汚層の防曇性を向上させることを特徴とする防曇方法である。
<14> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の防曇防汚積層体の前記防曇防汚層を清掃することにより、前記防曇防汚層の防曇性を維持させることを特徴とする防曇方法である。
<15> 親水性モノマーを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、
撥水性モノマーを含有せず、
前記親水性モノマーの含有量が、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の不揮発分に対して、0質量%超10質量%以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<16> 二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有する前記<15>に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<17> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層におけるヘキサデカン接触角が、10°以下である前記<15>から<16>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<18> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における表面自由エネルギーが、30mJ/m2以上65mJ/m2以下である前記<15>から<17>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<19> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における水接触角が、30°以上90°以下である前記<15>から<18>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<20> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層におけるマルテンス硬度が、200N/mm2以上である前記<15>から<19>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<21> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における動摩擦係数が、0.90以下である前記<15>から<20>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
<22> 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を基材である鏡上に活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における反射色相のb*値が、5以下である前記<15>から<21>のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である。
本発明の防曇防汚積層体は、基材と、防曇防汚層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、プライマー層などのその他の部材を有する。
前記防曇防汚積層体は、以下の特徴を兼ね備える。
前記防曇防汚積層体は、表面が平滑な防曇防汚層を有する。
前記防曇防汚層のヘキサデカン接触角は、10°以下である。
前記防曇防汚層が、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物である。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、親水性モノマーを含有する。
前記防曇防汚積層体は、これらを兼ね備えることで、防汚性、防曇性、及び耐薬品性の全てに優れる。
前記基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂製基材、無機製基材などが挙げられる。
前記基材は、例えば、水廻りに使用される基材である。そのような基材が使用される水廻り用機器としては、給水機能、排水機能、給排水機能などを備え、衛生に保たれることが求められている機器であって、例えば、水洗便器、食器洗浄機、洗濯機、キッチンシンク、手洗器、洗面器、浴槽などが挙げられる。
前記無機製基材としては、例えば、金属製基材、ガラス製基材、セラミックス製基材、などが挙げられる。
また、前記ガラス製基材は、強化ガラス、合せガラス、耐熱ガラスなどであってもよい。
前記ガラス製基材の形状は、通常、板状であるが、シート状、湾曲状等のどのような形状であってもよい。
前記樹脂製基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、PC/ABSアロイなどが挙げられる。
また、前記基材の表面には、梨地模様、ヘアライン、スピン、ダイアカットが施されていてもよい。
また、前記基材の表面には、メッキが施されていてもよい。前記メッキとしては、例えば、ニッケルメッキ、クロムメッキ、スズメッキ、スズ合金メッキ、亜鉛メッキ、銅メッキ、金メッキ、銀メッキなどが挙げられる。これらは、単層で設けてもよいし、複数層を組み合わせて設けてもよい。
前記防曇防汚層と前記基材との密着性を向上させるために、前記プライマー層を前記基材と前記防曇防汚層との間に設けてもよい。
前記プライマー層の平均厚みが、前記好ましい範囲内であることで、高温蒸気(例えば60℃以上)、熱衝撃(例えば−20℃から80℃への急激な変化)、アルカリ性洗剤に曝されても密着性が低下しにくく防曇防汚層の剥離を防止できる。
プライマー層の厚みは、フィルメトリクス株式会社製F20膜厚測定システムで任意の10箇所で測定する。その平均値を平均膜厚とする。
前記光重合開始剤の具体例としては、例えば、後述する前記防曇防汚層の説明において例示する前記光重合開始剤の具体例が挙げられる。
前記溶剤の具体例としては、例えば、後述する前記防曇防汚層の説明において例示する前記溶剤の具体例が挙げられる。
ここで、アルコキシとしては、例えば、エトキシ、プロポキシなどが挙げられる。
前記防曇防汚層のヘキサデカン接触角は、10°以下である。
前記防曇防汚層は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物である。
前記防曇防汚層は、表面が平滑である。ここで、表面が平滑であるとは、意図的に形成された凸部又は凹部を表面に有さないことを意味する。例えば、前記防曇防汚積層体においては、前記防曇防汚層を形成する際(前記硬化物を形成する際)に、物理的な加工による微細な凸部又は凹部が表面に形成されていない。
前記防曇防汚層が表面に微細な凸部又は凹部を有さないことで、マジックインキ、指紋、汗、化粧品(ファンデーション、UVプロテクターなど)等の水性汚れ及び/又は油性汚れが付着し難い。また、例えそれらの汚れが付着した場合でもティッシュなどで容易に除去できる。
前記防曇防汚層の水接触角は、30°以上90°以下が好ましい。
前記防曇防汚層のマルテンス硬度は、200N/mm2以上が好ましい。
前記防曇防汚層の動摩擦係数は、0.90以下が好ましい。
前記ヘキサデカン接触角は、10°以下であり、9°以下がより好ましく、8°以下が特に好ましい。前記ヘキサデカン接触角の下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ヘキサデカン接触角は、1°以上が好ましく、3°以上がより好ましい。
ヘキサデカンの滴下量=1μL
測定温度=25℃
ヘキサデカンを滴下して20秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値をヘキサデカン接触角とする。
前記防曇防汚層の表面エネルギーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30mJ/m2以上65mJ/m2以下が好ましく、30mJ/m2以上55mJ/m2以下がより好ましく、35J/m2以上45mJ/m2以下が特に好ましい。
前記表面エネルギーは協和界面化学株式会社製自動接触角計DM−501を用いて水とヘキサデカンの接触角を測定しKaelble−Uyの方法で算出する。
<<<水接触角>>>
水接触角は下記の条件で測定する。
蒸留水の滴下量=2μL
測定温度=25℃
水を滴下して5秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値を水接触角とする。
<<<ヘキサデカン接触角>>>
ヘキサデカン接触角は下記の条件で測定する。
ヘキサデカンの滴下量=1μL
測定温度=25℃
ヘキサデカンを滴下して20秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値をヘキサデカン接触角とする。
γ=γd+γp ・・・式(1)
γL(1+cosθ)=2√γS dγL d+2√γS pγL p ・・・式(2)
前記水接触角としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、30°以上90°以下が好ましく、45°以上85°以下がより好ましく、60°以上75°以下が特に好ましい。
蒸留水の滴下量=2μL
測定温度=25℃
水を滴下して5秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値を水接触角とする。
前記防曇防汚層のマルテンス硬度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、200N/mm2以上が好ましく、例えば、200N/mm2以上300N/mm2以下である。
前記防曇防汚積層体における前記防曇防汚層のマルテンス硬度はフィッシャー・インストルメンツ社製PICODENTOR HM500を用いて下記の条件で測定する。
荷重=1mN/20s
針=面角136°のダイアモンド錐体
任意の10か所で測定しその平均値をマルテンス硬度とする。
前記防曇防汚層の動摩擦係数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.90以下が好ましく、例えば、0.10以上0.40以下、0.15以上0.30以下などが挙げられる。
協和界面科学株式会社製Triboster TS501を用いて測定する。面接触子に旭化成株式会社製BEMCOT(登録商標) M−3IIを両面テープで貼り付け測定荷重50g/cm2、測定速度1.7mm/s、測定距離20mmとして12回測定しその平均値を動摩擦係数とする。
前記防曇防汚層は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物である。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、親水性モノマーを含有する。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、撥水性モノマーを含有しないことが好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有することが好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、架橋剤を含有することが好ましい。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、重合開始剤、溶剤などを含有していてもよい。
前記親水性モノマーは、親水性基と、(メタ)アクリロイル基とを有する。
前記親水性基としては、例えば、ポリエーテル基、水酸基、アミド基などが挙げられる。前記アミド基とは、−CO−NH−基を指す。そのため、モノマー中に、−O−CO−NH−基を有している場合も、親水性モノマーに該当する。
前記ポリエーテルにおけるアルキレン基の炭素数としては、1以上12以下が好ましく、1以上6以下がより好ましい。具体的にはたとえばメチレン(炭素数1)、1,2−エチレン(炭素数2)、1,3−プロピレン(炭素数3)、1,2−プロピレン(炭素数3)、1,4−ブチレン(炭素数4)などが挙げられ、前記ポリエーテルにおけるアルキレン基は、これらの2種類以上で構成されてもよい。
なお、株式会社ネオス製フタージェント681は、水酸基、及びアミド基を有し、一般的に、含フッ素基、親水性基/親油性基、及びUV反応性基含有オリゴマーと説明される。
前記二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、ポリシロキサン由来の構造を有さない。
前記イソシアネートとしては、例えば、ポリイソシアネートが挙げられる。
前記芳香族ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、少なくとも2つの(メタ)アクリロイル基を有するヒドロキシ化合物と芳香族イソシアネートとの反応によって得られる。前記芳香族イソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、芳香族トリイソシアネートなどが挙げられる。
前記架橋剤は、二官能以上の(メタ)アクリレートである。
前記架橋剤は、アクリル当量が400未満である。
前記架橋剤は、前記親水性モノマー、前記二官能以上のウレタン(メタ)アクリレート、及び前記撥水性モノマーとは異なる。
前記架橋剤は、フッ素及びケイ素を有しない。
アクリル当量とは、(メタ)アクリル基1molあたりのモノマー質量であり、モノマーの分子量を、当該モノマー1分子当りの(メタ)アクリル基〔(メタ)アクリロイル基ともいう〕の数で除して得られる。
・A−TMM−3:ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル37%)、新中村化学工業株式会社製
・A−TMPT:トリメチロールプロパントリアクリレート、新中村化学工業株式会社製
・A−TMMT:ンタエリスリトールテトラアクリレート、新中村化学工業株式会社製
・A−DPH:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、新中村化学工業株式会社製
・A−GLY−9E:エトキシ化グリセリントリアクリレート(EO9mol)、新中村化学工業株式会社製
・EBECRYL40:ダイセルオルネクス株式会社製、ペンタエリスリトールアルコキシテトラアクリレート
・A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業株式会社製
ただし、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中のモノマー全量は100質量%を超えない。
前記撥水性モノマーは、撥水性分子構造を有する。本発明における撥水性分子構造としては、フッ素又はケイ素を有する構造が挙げられ、例えば、フルオロアルキル構造、パーフルオロポリエーテル構造、ジメチルシロキサン構造などが挙げられる。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が前記撥水性モノマーを含有すると、前記防曇防汚層のヘキサデカン接触角を10°以下にすることが困難になる。
なお、ポリシロキサン由来の構造を有する二官能以上のウレタン(メタ)アクレートは、前記二官能以上のウレタン(メタ)アクリレート及び前記撥水性モノマーのうち、前記撥水性モノマーに属する。
例えば、フタージェント681(株式会社ネオス製、含フッ素基、親水性基/親油性基、及びUV反応性基含有オリゴマー)は、本発明においては、前記撥水性モノマーではなく、前記親水性モノマーに属する。
前記光重合開始剤としては、例えば、光ラジカル重合開始剤、光酸発生剤、ビスアジド化合物、ヘキサメトキシメチルメラミン、テトラメトキシグリコユリルなどが挙げられる。
前記光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の化合物が挙げられる。
・1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
・2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン
・2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン
・2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン
・1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン
・オキシフェニル酢酸、2−[2−オキソ−2−フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルと、オキシフェニル酢酸、2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物
・2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
・2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン
・エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)
他方、前記光重合開始剤は、外観における黄変を防止する点から、C、H、及びOのみを構成元素とするか、又はC、H、P、及びOのみを構成元素とすることが好ましい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機溶剤が挙げられる。
前記有機溶剤としては、例えば、芳香族系溶媒、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、グリコールエーテル系溶媒、グリコールエーテルエステル系溶媒、塩素系溶媒、エーテル系溶媒、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。
沸点が80℃以上の溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。
前記防曇防汚層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1μm以上が好ましく、1μm以上15μm以下がより好ましい。
防曇防汚層の厚みは、フィルメトリクス株式会社製F20膜厚測定システムで任意の10箇所で測定する。その平均値を平均膜厚とする。
5°正反射率スペクトルを株式会社日立ハイテクサイエンス製紫外可視近赤外分光光度計UH4150で340nmから800nmの範囲で測定し、反射b*値を算出する。
図1は、本発明の防曇防汚積層体の一例の概略断面図である。
図1の防曇防汚積層体は、基材1と、防曇防汚層3とを有する。
図2は、本発明の防曇防汚積層体の他の一例の概略断面図である。
図2の防曇防汚積層体は、基材1と、プライマー層2と、防曇防汚層3とを有する。
本発明の防曇防汚積層体の製造方法は、防曇防汚層形成工程を少なくとも含み、好ましくは、プライマー層形成工程を含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記プライマー層形成工程としては、前記プライマー層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材上に、プライマー層形成用活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布し、紫外線照射を行って前記プライマー層を形成する工程などが挙げられる。
前記防曇防汚層形成工程としては、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成される未硬化層に対して、酸素濃度0.1体積%未満の雰囲気下で紫外線照射を行い、前記防曇防汚層を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記防曇防汚層を形成する際に、酸素濃度0.1体積%未満の雰囲気下で紫外線照射を行うことで、硬化性が優れる結果、低い動摩擦係数の防曇防汚層が得られる。
前記酸素濃度0.1体積%未満の雰囲気としては、例えば、窒素雰囲気などの不活性ガス雰囲気が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、親水性モノマーを少なくとも含有し、好ましくは二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有し、更に必要に応じて、架橋剤、重合開始剤、溶剤などのその他の成分を含有する。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、撥水性モノマーを含有しない。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物における前記親水性モノマーの含有量は、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の不揮発分に対して、0質量%超10質量%以下である。
前記ヘキサデカン接触角の詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記ヘキサデカン接触角の詳細、及び好ましい態様と同じである。
前記表面自由エネルギーの詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記表面自由エネルギーの詳細、及び好ましい態様と同じである。
前記水接触角の詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記水接触角の詳細、及び好ましい態様と同じである。
前記マルテンス硬度の詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記マルテンス硬度の詳細、及び好ましい態様と同じである。
前記動摩擦係数の詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記動摩擦係数の詳細、及び好ましい態様と同じである。
前記反射色相のb*値の詳細、及び好ましい態様は、本発明の前記防曇防汚積層体の前記防曇防汚層の前記反射色相のb*値の詳細、及び好ましい態様と同じである。
本発明の物品は、本発明の前記防曇防汚積層体を有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記物品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、本発明の前記防曇防汚積層体がその効果を発揮できる水廻り機器であることが好ましい。前記水廻り機器としては、給水機能、排水機能、給排水機能などを備え、衛生に保たれることが求められている機器であって、例えば、水洗便器、食器洗浄機、洗濯機、キッチンシンク、手洗器、洗面器、浴槽などが挙げられる。
<防曇方法(その1)>
本発明の防曇方法の一態様は、本発明の前記防曇防汚積層体を常温以上に加温することにより、前記防曇防汚層の防曇性を向上させる防曇方法である。
加温することにより防曇性が向上する理由は、加温により防曇防汚層表面への結露が抑制され水分が効率的に繰り返し吸収放出されるためと考えられる。
本発明の防曇方法の他の一態様は、本発明の防曇防汚積層体の前記防曇防汚層を清掃することにより、前記防曇防汚層の防曇性を維持させる防曇方法である。
防曇防汚層、及びプライマー層それぞれの膜厚を、フィルメトリクス株式会社製F20膜厚測定システムで任意の10箇所で測定した。その平均値をそれぞれの平均膜厚とした。
JIS K5400に準拠してクロスカット試験を行った。100マス中剥がれずに残った数を数えた。
剥がれない(100マス中100マス残る)場合を、「100/100」と表し、すべて剥がれる(100マス中1マスも残らない)場合を、「0/100」と表す。
表面エネルギーは協和界面化学株式会社製自動接触角計DM−501を用いて水とヘキサデカンの接触角を測定しKaelble−Uyの方法で算出した。
<<水接触角>>
水接触角は下記の条件で測定した。
蒸留水の滴下量=2μL
測定温度=25℃
水を滴下して5秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値を水接触角とした。
<<ヘキサデカン接触角>>
ヘキサデカン接触角は下記の条件で測定した。
ヘキサデカンの滴下量=1μL
測定温度=25℃
ヘキサデカンを滴下して20秒経過後の接触角を試験片の任意の10か所で測定しその平均値をヘキサデカン接触角とした。
試験片のマルテンス硬度はフィッシャー・インストルメンツ社製PICODENTOR HM500を用いて下記の条件で測定した。
荷重=1mN/20s
針=面角136°のダイアモンド錐体
任意の10か所で測定しその平均値をマルテンス硬度とした。
協和界面科学株式会社製Triboster TS501を用いて測定した。面接触子に旭化成株式会社製BEMCOT(登録商標) M−3IIを両面テープで貼り付け測定荷重50g/cm2、測定速度1.7mm/s、測定距離20mmとして12回測定しその平均値を動摩擦係数とした。
鏡の場合においては立てかけた試験片にシャワーのお湯を3秒間かけてのち目視で観察して下記の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
○:視認性は良好であった。
×:水滴がたくさん残り視認性を邪魔した。
試験片に水道水を噴霧して50℃で乾燥させる工程を60回繰り返した。水で湿らせたウレタンスポンジ(3M社製スコッチ・ブライト抗菌ウレタンスポンジたわしS−21KSの黄色側)で乾拭きしたのち目視で観察して下記の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
○:水垢をきれいに除去できた。傷もなかった。
×:水垢が残っていたり傷がついていた。
試験片を水で湿らせたウレタンスポンジ(3M社製スコッチ・ブライト抗菌ウレタンスポンジたわしS−21KSの黄色側)で荷重300gf/cm2、15,000往復払拭後目視で観察して下記の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
○:異常がなかった。
×:傷ついてしまった。
試験片にカビ取り剤(ジョンソン株式会社製カビキラー)を塗布して24時間放置した。水洗いした後、きれいな布で拭き表面自由エネルギー、動摩擦係数を評価した。また外観、水垢の除去性を下記の評価基準で評価した。
〔外観の評価基準〕
○:異常なかった。
×:傷ついたり膜がはがれた。
〔水垢の除去性の評価基準〕
○:水垢をきれいに除去できた。傷もなかった。
×:水垢が残っていたり傷がついていた。
試験片にホーユー株式会社製メンズビゲンスピーディーIISを塗布して24時間放置した。水洗いした後、きれいな布で拭き目視で観察して下記の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
○:異常がなかった。
×:色が染まってしまった。
鏡の場合においては試験片の5°正反射率スペクトルを株式会社日立ハイテクサイエンス製紫外可視近赤外分光光度計UH4150で340nmから800nmの範囲で測定し、反射a*と反射b*を算出した。
<水廻り用基材>
水廻り用基材には、浴室に使う鏡(フロート板ガラスに銀を成膜した鏡、平均厚み5mm、基材No.A)を用いた。
表2−1に示した組成の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を乾燥及び硬化後の平均厚みが4μmとなるように水廻り用基材上に塗布した。塗布後、80℃のオーブンで2分間乾燥させた。メタルハライドランプを用いて、空気雰囲気下、照射量500mJ/cm2で紫外線を照射してプライマー樹脂層を形成した。
表2−1に示した組成の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を乾燥及び硬化後の平均厚みが4μmとなるようにプライマー樹脂層上に塗布した。塗布後、80℃のオーブンで2分間乾燥させた。メタルハライドランプを用いて、窒素雰囲気(酸素濃度1.0体積%未満)下、照射量500mJ/cm2で紫外線を照射して防曇防汚層を硬化させ防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成と、各層の膜厚とを表2−1に示したとおりにした以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、水廻り用基材を、水洗金具に使うニッケルクロムメッキ処理したABS板(厚み=3mm)(基材No.B)に変えた。
更に、実施例1において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成を表2−1に示したとおりに変更した。
上記以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、水廻り用基材を、浴室ドア面材に使うPMMA板(厚み=3mm)(基材No.C)に変えた。
更に、実施例1において、プライマー樹脂層を形成せず、かつ防曇防汚層形成のための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成、及び防曇防汚層の膜厚を表2−1に示したとおりに変更した。
上記以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、水廻り用基材を、便座部材に使うm−PPE板(厚み=3mm)(基材No.D)に変えた。
更に、実施例1において、プライマー樹脂層を形成せず、かつ防曇防汚層形成のための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成、及び防曇防汚層の膜厚を表2−1に示したとおりに変更した。
上記以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、水廻り用基材を、便座部材に使うm−PPE板(厚み=3mm)(基材No.E)に変えた。
更に、実施例1において、プライマー樹脂層を形成せず、かつ防曇防汚層形成のための活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成、及び防曇防汚層の膜厚を表2−1に示したとおりに変更した。
上記以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1において、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の組成を表2−2に示したとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、防曇防汚積層体を得た。
実施例1で使用した浴室に使う鏡(フロート板ガラスに銀を成膜した鏡、平均厚み5mm)(基材No.A)をプライマー層及び防曇防汚層を形成せずに評価した。結果を表2−2に示した。
浴室で使うDLCがコートされた鏡(厚み=5mm)(No.F)を評価した。結果を表2−3に示した。
浴室で使うフッ素含有シランカップリング剤がコートされた鏡(厚み=5mm)(No.G)を評価した。結果を表2−3に示した。
浴室で使う金属酸化物フィラーがコートされた鏡(厚み=5mm)(No.H)を評価した。結果を表2−3に示した。
実施例2で使用した水洗金具のニッケルクロムメッキ処理したABS板(厚み=3mm)(基材No.B)をプライマー層及び防曇防汚層を形成せずに評価した。結果を表2−3に示した。
洗面もしくは浴室で使う親水性樹脂がコートされたPETフィルム(No.I)を評価した。結果を表2−3に示した。
洗面もしくは浴室で使う吸水性樹脂がコートされたPETフィルム(No.J)を評価した。結果を表2−3に示した。
・水廻り用基材No.A:フロート板ガラスに銀を成膜した鏡、平均厚み5mm
・水廻り用基材No.B:水洗金具に使うニッケルクロムメッキ処理したABS板(厚み=3mm)
(ABS:アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)
・水廻り用基材No.C:浴室ドア面材に使うPMMA板(厚み=3mm)
(PMMA:ポリメチルメタクリレート)
・水廻り用基材No.D:便座部材に使うm−PPE板(厚み=3mm)
(m−PPE:変性ポリフェニレンエーテル)
・水廻り用基材No.E:便座部材に使うABS板(厚み=3mm)
・No.F:浴室で使うDLCがコートされた鏡(厚み=5mm)
・No.G:浴室で使うフッ素含有シランカップリング剤がコートされた鏡(厚み=5mm)
・No.H:浴室で使う金属酸化物フィラーがコートされた鏡(厚み=5mm)
・No.I:洗面もしくは浴室で使う親水性樹脂がコートされたPETフィルム
・No.J:洗面もしくは浴室で使う吸水性樹脂がコートされたPETフィルム
<<親水性モノマー>>
・BYK−UV3535:UV反応性基含有変性ポリエーテル、シリコンフリー、BYK社製
・フタージェント681:含フッ素基、親水性基/親油性基、及びUV反応性基含有オリゴマー、株式会社ネオス製
<<撥水性モノマー>>
・エフクリアKD3510UV:含フッ素基、UV反応性基含有化合物、関東電化工業株式会社製
・EBECRYL 8110:含フッ素基、UV反応性基含有化合物、ダイセル・オルネクス株式会社製
<<二官能以上のウレタンアクリレート>>
・KRM8200:脂肪族ウレタンアクリレート、ダイセル・オルネクス株式会社製
・MU9500:脂肪族ウレタンアクリレート、Miwon Specialty Chemical社製
・Miramer PU610:脂肪族ウレタンアクリレート、Miwon Specialty Chemical社製
・CN975:芳香族ウレタンアクリレート、サートマー社製
<<架橋剤>>
・A−DPH:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、新中村化学工業株式会社製
・A−TMM−3:ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル37%)、新中村化学工業株式会社製
・A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業株式会社製
<<光開始剤>>
・Irgacure 184:BASF社製
<<溶媒>>
・PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
<<ウレタンアクリレート>>
・UT5181:日本合成株式会社製
<<PETA>>
・A−TMM−3L:新中村化学工業株式会社製、ペンタエリスリトールトリアクリレート(トリエステル約55%)
比較例3では、防汚性(水垢の除去性)、耐薬品性(耐アルカリ性)が劣っていた。
比較例4では、耐薬品性(耐アルカリ性)が劣っていた。
比較例5では、防曇性(シャワー後の視認性)、耐薬品性(耐アルカリ性)が劣っていた。
比較例6〜8では、防汚性(水垢の除去性)、耐薬品性(耐アルカリ性)が劣っていた。
比較例9では、防汚性(水垢の除去性)、耐薬品性(耐アルカリ性、耐毛染め剤性)が劣っていた。
2 プライマー層
3 防曇防汚層
Claims (22)
- 基材と、前記基材上に表面が平滑な防曇防汚層とを有し、
前記防曇防汚層のヘキサデカン接触角が、10°以下であり、
前記防曇防汚層が、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であり、
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、親水性モノマーを含有することを特徴とする防曇防汚積層体。 - 前記基材と、前記防曇防汚層との間に、プライマー層を有する請求項1に記載の防曇防汚積層体。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、撥水性モノマーを含有しない請求項1から2のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記親水性モノマーの含有量が、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の不揮発分に対して、0質量%超10質量%以下である請求項1から3のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が、二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有する請求項1から4のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記防曇防汚層の表面自由エネルギーが、30mJ/m2以上65mJ/m2以下である請求項1から5のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記防曇防汚層の水接触角が、30°以上90°以下である請求項1から6のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記防曇防汚層のマルテンス硬度が、200N/mm2以上である請求項1から7のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記防曇防汚層の動摩擦係数が、0.90以下である請求項1から8のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 前記基材が鏡であり、反射色相のb*値が5以下である請求項1から9のいずれかに記載の防曇防汚積層体。
- 請求項1から10のいずれかに記載の防曇防汚積層体を表面に有することを特徴とする物品。
- 請求項1から10のいずれかに記載の防曇防汚積層体を製造する防曇防汚積層体の製造方法であって、
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から形成される未硬化層に対して、酸素濃度1.0体積%未満の雰囲気下で紫外線照射を行い、前記防曇防汚層を形成する工程を含む、ことを特徴とする防曇防汚積層体の製造方法。 - 請求項1から10のいずれかに記載の防曇防汚積層体を常温以上に加温することにより、前記防曇防汚層の防曇性を向上させることを特徴とする防曇方法。
- 請求項1から10のいずれかに記載の防曇防汚積層体の前記防曇防汚層を清掃することにより、前記防曇防汚層の防曇性を維持させることを特徴とする防曇方法。
- 親水性モノマーを含有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であって、
撥水性モノマーを含有せず、
前記親水性モノマーの含有量が、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の不揮発分に対して、0質量%超10質量%以下であることを特徴とする活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。 - 二官能以上のウレタン(メタ)アクリレートを含有する請求項15に記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層におけるヘキサデカン接触角が、10°以下である請求項15から16のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における表面自由エネルギーが、30mJ/m2以上65mJ/m2以下である請求項15から17のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における水接触角が、30°以上90°以下である請求項15から18のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層におけるマルテンス硬度が、200N/mm2以上である請求項15から19のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における動摩擦係数が、0.90以下である請求項15から20のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を基材である鏡上に活性エネルギー線により硬化して得られる表面が平滑な防曇防汚層における反射色相のb*値が、5以下である請求項15から21のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物。
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