JP2022085127A - ナノメッシュシート - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、高い表面追従性を有し、長期間安定的に使用可能なものとして、開口部を有する基材と、開口部の周囲を外枠として懸架された繊維網を有する電子機能部材が提案されている(特許文献1参照)。
本発明は、網目状の基体層上に、水溶性樹脂のナノメッシュ層と、導電性物質層と、を有するナノメッシュシートを被着体に貼着した際に初めて生じる、上記課題を解決するものである。
本発明の別の課題は、このような局所的な日焼け跡のムラを緩和することである。
[1]水溶性樹脂のナノメッシュ層と、導電性物質層と、が積層されたナノメッシュシートであって、
前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層のヘイズ値が12以下である、ナノメッシュシート。
[2]前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層の可視光透過率が95.0%以上99.9%以下である、[1]に記載のナノメッシュシート。
[3]前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層のUV光透過率が95.0%以上99.9%以下である、[1]又は[2]に記載のナノメッシュシート。
[4]前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層の、UV光透過率/可視光透過率の値が0.95以上1.0以下である、[1]~[3]のいずれかに記載のナノメッシュシート。
[5]水溶性樹脂のナノメッシュ層と、導電性物質層と、が積層されたナノメッシュシートであって、
前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層の、UV光透過率/可視光透過率の値が0.95以上1.00以下である、ナノメッシュシート。
ナノメッシュシート100は、網目状の基体層10上に、水溶性樹脂のナノメッシュ層11と、導電性物質層12が積層された構成を有する。
網目状の基体層10は、水溶性樹脂のナノメッシュ層11及び導電性物質層12が積層された積層体を支持する。水溶性樹脂のナノメッシュ層11及び導電性物質層12が積層された積層体は非常に薄いため、網目状の基体層10上に積層されることが、貼着の容易性の観点から好ましい。網目状の基体層10としては、難溶性であり、網目から液体を透過できるものであれば特に限定されない。
網目状の基体層10の厚さは、水溶性樹脂のナノメッシュ層11及び導電性物質層12を支持できれば特段限定されず、通常10μm以上、好ましくは50μm以上であり、また通常5000μm以下、好ましくは1000μm以下である。
網目状の基体層10の材質は特段限定されないが、被着体上へ貼付ける際の取り扱いが容易である観点から適度な弾性率を有する熱可塑性樹脂が挙げられ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、などの汎用プラスチックを用いることができる。
網目状の基体層10は、多孔質フィルムなどの市販品を用いてもよく、既知の方法で製造してもよい。
水溶性樹脂は、可溶性であれば特に限定されないが、通常溶解性が10%以上であり、20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。ここでの溶解性とは、22±1℃の純水に1h浸漬した際の可溶性高分子重量の、浸漬前の可溶性高分子重量に対する減少割合のことである。
維径は、例えばエレクトロスピニング法でいえば水溶液濃度、液供給速度、等により制御することができる。繊維径を細くしたい場合は、水溶液濃度を薄める、および/または、液供給速度を少なくすることで制御できる。一方で、繊維径を太くしたい場合は、水溶液濃度を濃くする、および/または、液供給速度を多くすることで制御できる。
導電性物質層の形成方法は特に限定されず、ドライプロセス又は塗布法により形成される。ドライプロセスとしては、蒸着、スパッタリング、CVDなどが用いられる。このうち、蒸着により導電性物質層を形成することが最も簡単である。塗布法に特段の制限はないが、具体的には、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ダイコート法、スリットダイコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、パイプドクター法、含浸・コート法、カーテンコート法、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット等が挙げられる。
導電性物質層12の厚みは特段限定されないが、通常5nm以上であり、10nm以上であってよく、また通常2μm以下であり、1μm以下であってよく、500nm以下であってよい。
目付量が上記範囲内であることで、ナノメッシュ層11の溶解性が適切な範囲となる傾向にあり、積層体を被着体へ貼り付けた際の通気性を十分なものとすることができる。ナノメッシュ層の目付量は、例えばエレクトロスピニング法でいえば印加電圧、紡糸時間、等により制御することができる。目付量を低減させたい場合は、印可電圧を低くする、および/または、紡糸時間を短くすることで制御できる。一方で、目付量を増加させたい場合は、印加電圧を高くする、および/または、紡糸時間を長くすることで制御できる。
なり、水溶性樹脂の種類や皮膜の厚みによっては、非常に目立つ存在になる場合があったところ、本実施形態のナノメッシュシートにより、被着体に貼着させた後であっても、目立たなくすることができる。上記ヘイズ値は、10以下であることが好ましく、5以下であることがより好ましく、2以下であることがさらに好ましく、小さい値であるほどよいが、通常0.1以上である。
上記ヘイズ値及び可視光透過率は、水溶性樹脂のナノメッシュ層を構成する樹脂材料、繊維径、目付量、空隙率などを適宜調整することで、所望の値とすることができる。ヘイズ値は水溶性樹脂の皮膜における膜厚、繊維残存率と大きく関係しており、ヘイズ値を低減させたい場合は皮膜の膜厚を小さくする、および/または、皮膜中の繊維残存率を小さくすることで制御できる。一方、ヘイズ値を増加させたい場合は皮膜の膜厚を厚くする、および/または、皮膜中の繊維残存率を高くすることで制御できる。
上記UV光透過率/可視光透過率の値は、0.98以上1.0以下であることが、より好ましい。この範囲とすることにより、広い波長範囲における波長毎の光線透過率の差を小さくすることができ、特に屋外での使用時などUV波長領域に比較的高い入射エネルギーを持つ光源に対して効果的である。
11に金属微粒子や紫外線吸収剤を添加する場合、添加量を多くするとナノメッシュ層11のヘイズ値が高くなる傾向にあることから、添加量を適宜調整する必要がある。
UV光線透過率は水溶性樹脂の皮膜における繊維径、繊維残存率と大きく関係しており、通常のmmオーダーからμmオーダーの繊維集合体に比べて繊維が密に存在するため、nmオーダーの光を透過させずに拡散、散乱することが可能となる。そのため、UV光透過率を低くしたい場合は皮膜中の繊維残存率を多くすることで制御できる。一方、UV光透過率を高くしたい場合は皮膜中の繊維残存率を少なくすることで制御できる。
この時、水を使用してもよいが、水ではなくアルコール水溶液を用いてもよい。アルコール水溶液を用いることで、液体の乾燥速度が向上し、水溶性樹脂のナノメッシュの丸まりなどが起こりにくく、位置ずれが抑制されるため、好ましい。
水溶性樹脂皮膜のヘイズ値、全光線透過率の測定は、図2に示すように、ナノメッシュシートをガラスプレート20に設置し、網目状基体層(図示せず)側から水を滴下することで導電性物質層22をガラスプレート20に水溶性樹脂の皮膜21を介して貼着し、乾燥後網目状基体層を除去し、ガラスプレート20上の水溶性樹脂皮膜21のみが存在する箇所で、ガラスプレート20に対し法線方向(図中上方から)から日本電色工業社製ヘイズメーターNDH7000を用いて測定した。ヘイズ値、全光線透過率の算出方法については、JIS K 7136に準拠して算出した。また、水溶性樹脂皮膜のみのヘイズ値、全光線透過率は、得られた測定値をガラスプレートのみのヘイズ値、全光線透過率でそれぞれ除して求めた。
水溶性樹脂皮膜の可視光透過率、UV光透過率の測定は、図2に示すように、ナノメッシュシートをガラスプレート20に設置し、網目状基体層(図示せず)側から水を滴下す
ることで導電性物質層22をガラスプレート20に水溶性樹脂の皮膜21を介して貼着し、乾燥後網目状基体層を除去し、ガラスプレート20上の水溶性樹脂皮膜21のみが存在する箇所で、ガラスプレート20に対し法線方向(図中上方から)から日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計U4100を用いて測定した。波長領域毎の光線透過率の算出方法については、JIS R 3106に準拠して算出した。また、水溶性樹脂皮膜のみの光線透過率は、得られた測定値をガラスプレートのみの光線透過率で除して求めた。
ナノメッシュシートを前腕の皮膚上に置き、網目状基体層側から水もしくはアルコール水溶液を滴下して皮膚上に水溶性樹脂を貼着し、乾燥後に網目状基体層を除去した。水溶性樹脂皮膜形成後に、明室下において30cm離れた位置から水溶性樹脂皮膜の貼付け部を観察し、皮膜が視認できるかを確認した。以下が評価基準である。
○:貼付け部とそれ以外の箇所の境界がほとんど区別できない。
△:貼付け部が部分的に視認可能である。
×:貼付け部が全体的に視認可能である。
ナノメッシュシートを前腕の皮膚上に置き、網目状基体層側から水もしくはアルコール水溶液を滴下して皮膚上に水溶性樹脂を貼着し、乾燥後に網目状基体層を除去した。水溶性樹脂皮膜形成後に、AM1.5G条件で1000W/cm2の照射強度で3時間照射した。照射後すぐに水溶性樹脂皮膜を完全に除去し、明室下において30cm離れた位置から水溶性樹脂皮膜の貼付け部を観察し、日焼け跡の状態を観察した。以下が評価基準である。
○:貼付け部とそれ以外の箇所の境界が全く区別できない。
△:貼付け部とそれ以外の箇所の境界がぼんやりと確認できる。
×:貼付け部とそれ以外の箇所の境界が鮮明に確認できる。
〔網状基材の準備〕
網状基材(開孔率26%、角穴並列型網、ポリプロピレン製、厚さ240μm)をカトーテック社製ドラム型エレクトロスピニング装置のナノメッシュ形成部(ドラム上)に装着した。
PVA(未変性、ケン化度88モル%、20重量%水溶液粘度1052mPa・s)を純水に溶解させ、20重量%粘度5mPa・sのPVA水溶液を作製し、紡糸液とした。
上記で準備した網状基材を設置したエレクトロスピニング装置に、かかる紡糸液を4ml、シリンジ中に投入し、シリンジ先端のノンベベル針18G(テルモ社製)に電極を取り付けて、エレクトロスピニングによりナノメッシュ層を製造し、繊維径300nm、目付量1.2g/m2のナノメッシュシートを得た。エレクトロスピニング装置の設定は以下の通りである。
本実施例においては、導電性物質による回路が形成されたセンサー層の代わりに、回路形成がないナノメッシュシートを用いた。
<設定条件>
Target speed:5m/min
Traverse speed:10cm/min
シリンジ speed:0.050~0.080mm/min
電圧:15~20kV
成膜時間:15min
加湿器の噴霧を実施しないこと以外は、実施例1と同様の方法により水溶性樹脂皮膜を貼着し、同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。
脱脂綿に染み込ませた液体をアルコール水溶液(エチルアルコール80%、水20%)とし、押し当てた時間を3分間に変更したこと以外は、実施例2と同様の方法により水溶性樹脂皮膜を貼着し、同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。
押し当てた時間を1分間に変更したこと以外は、実施例3と同様の方法により水溶性樹脂皮膜を貼着し、同様の評価を行なった。得られた結果を表1に示す。
10 網目状基体層
11 水溶性樹脂のナノメッシュシート
12 導電性物質層
20 ガラスプレート
21 水溶性樹脂の皮膜
22 導電性物質層
Claims (4)
- 水溶性樹脂のナノメッシュ層と、導電性物質層と、が積層されたナノメッシュシートであって、
前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層のヘイズ値が12以下である、ナノメッシュシート。 - 前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層の可視光透過率が95.0%以上99.9%以下である、請求項1に記載のナノメッシュシート。
- 前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層のUV光透過率が95.0%以上99.9%以下である、請求項1又は2に記載のナノメッシュシート。
- 前記ナノメッシュシートの導電性物質層と被着体とを対向させて該ナノメッシュシートを被着体上に設置し、前記ナノメッシュ層側から水を滴下することで導電性物質層を被着体上に貼着した後の水溶性樹脂のナノメッシュ層の、UV光透過率/可視光透過率の値が0.95以上1.0以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のナノメッシュシート。
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