JP7262324B2 - 成形体、成形体の製造方法、組成物、及び組成物の製造方法 - Google Patents
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本開示の一態様は、優れた着雪防止性を有する成形体を提供することを課題とする。
本開示の他の一態様は、優れた着雪防止性を有する成形体の製造方法を提供することを課題とする。
本開示の他の一態様は、優れた着雪防止性を有する成形体を形成可能な組成物を提供することを課題とする。
本開示の他の一態様は、優れた着雪防止性を有する成形体を形成可能な組成物の製造方法を提供することを課題とする。
<1> アクリレート化合物に由来の構成単位、及びメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む多孔質層を有する成形体。
<2> 上記多孔質層の平均厚さが、1μm~150μmである<1>に記載の成形体。
<3> 上記多孔質層の少なくとも一方の面に、接着層、又は基材を有する<1>又は<2>に記載の成形体。
<4> 上記接着層の破断伸度が、50%以上である<3>に記載の成形体。
<5> 上記基材が、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリプロピレン、又はポリエチレンである<3>又は<4>に記載の成形体。
<6> 上記フッ素含有化合物が、フッ素含有オイルである<1>~<5>のいずれか1つに記載の成形体。
<7> 上記フッ素含有化合物が、パーフルオロポリエーテルである<1>~<6>のいずれか1つに記載の成形体。
<8> 上記フッ素含有化合物の分子量が、1,000以上である<1>~<7>のいずれか1つに記載の成形体。
<9> 上記フッ素含有化合物の含有量が、上記多孔質層の全質量に対して、0.1質量%~10質量%である<1>~<8>のいずれか1つに記載の成形体。
<10> 上記フッ素含有重合体の含有量に対する上記フッ素含有化合物の含有量の比が、質量基準で、0.05~0.1である<1>~<9>のいずれか1つに記載の成形体。
<11> 着雪防止シートである、<1>~<10>のいずれか1つに記載の成形体。
<12> フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、上記光硬化性化合物とは相溶しない溶剤と、相溶化剤と、を含む組成物に対して紫外線を照射することによって多孔質層を形成する工程と、上記多孔質層とアルコールとを接触させる工程と、上記多孔質層を乾燥させる工程と、上記多孔質層の表面を摩耗させる工程と、をこの順で含む成形体の製造方法。
<13> フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、上記光硬化性化合物とは相溶しない溶剤と、相溶化剤と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む組成物。
<14> 上記フッ素含有化合物が、フッ素含有オイルである<13>に記載の組成物。
<15> 上記フッ素含有化合物が、パーフルオロポリエーテルである<13>又は<14>に記載の組成物。
<16> 上記フッ素含有化合物の分子量が、1,000以上である<13>~<15>のいずれか1つに記載の組成物。
<17> 上記フッ素含有化合物の含有量が、組成物の全質量に対して、0.5質量%~5質量%である<13>~<16>のいずれか1つに記載の組成物。
<18> 上記光硬化性化合物の含有量に対する上記フッ素含有化合物の含有量の比が、質量基準で、0.05~0.1である<13>~<17>のいずれか1つに記載の組成物。
<19> フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、上記光硬化性化合物とは相溶しない溶剤と、相溶化剤と、を混合する工程を含む組成物の製造方法。
本開示の他の一態様によれば、優れた着雪防止性を有する成形体の製造方法を提供することができる。
本開示の他の一態様によれば、優れた着雪防止性を有する成形体を形成可能な組成物を提供することができる。
本開示の他の一態様によれば、優れた着雪防止性を有する成形体を形成可能な組成物の製造方法を提供することができる。
本開示において、「工程」との用語には、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示に係る成形体は、アクリレート化合物に由来の構成単位、及びメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体(以下、単に「フッ素含有重合体」ともいう。)と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物(以下、単に「フッ素含有化合物」ともいう。)と、を含む多孔質層を有する。本開示に係る成形体は、上記構成を備えることで、優れた着雪防止性を示すことができる。本開示において、「着雪防止性」とは、雪の付着を抑制する性質を意味する。
多孔質層は、アクリレート化合物に由来の構成単位、及びメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む。多孔質層は、上記構成を備えることで、雪との親和性が低くなり、そして、成形体の表面に付着した雪を容易に滑落させることができる。
多孔質層は、アクリレート化合物に由来の構成単位、及びメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体を含む。フッ素含有重合体は、多孔質層に含まれるフッ素含有化合物との親和性が高いため、着雪防止性を向上させることができる。また、多孔質層がフッ素含有重合体を含むことで、多孔質層の耐摩耗性を向上させることもできる。以下、アクリレート化合物、及びメタクリレート化合物を総称して「(メタ)アクリル化合物」ということがある。
多孔質層は、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物を含む。多孔質層が、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物を含むことで、雪の滑落性を向上させることができるため、着雪防止性を向上させることができる。融点が2℃以下であるフッ素含有化合物は、上記したフッ素含有重合体(成分A)を含まない。
多孔質層は、上記した成分以外の成分(以下、「他の成分」ともいう。)を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、下記「組成物」の項において説明する光硬化性化合物、光硬化性化合物とは相溶しない溶剤、相溶化剤、光重合開始剤、及び溶剤が挙げられる。
多孔質層の平均厚さは、耐摩耗性の向上の観点から、1μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましい。多孔質層の平均厚さが1μm以上であることで、多孔質層の耐摩耗性を向上させることができる。
多孔質層は、多孔質構造を有する層である。ここで、「多孔質構造」とは、複数の細孔を有する構造を意味する。複数の細孔の一部又は全部は、互いに連通することによって、連続的な空隙(連通孔ともいう。)を形成していてもよい。層が多孔質構造を有することは、断面観察によって確認することができる。断面観察は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて行うことができる。
多孔質層以外の層(以下、「他の層」という。)を有していてもよい。他の層としては、例えば、接着層、及び基材が挙げられる。
本開示に係る成形体は、多孔質層に加えて、接着層を有することが好ましい。本開示に係る成形体が接着層を有することで、多孔質層に加わる外力を軽減できるため、多孔質層の耐摩耗性を向上させることができる。また、本開示に係る成形体を被着体(例えば、信号機)の表面に設ける場合、成形体と被着体との密着性を向上させることもできる。
式(1)中、D1は、チャック間の距離(mm)を表し、D2は、破断時のチャック間の距離(mm)を表す。
本開示に係る成形体は、多孔質層に加えて、基材を有することが好ましい。本開示に係る成形体が基材を有することで、耐久性を向上できる。
本開示に係る成形体は、単層構造を有していてもよく、複層構造を有していてもよい。
本開示に係る成形体のヘイズは、視認性の向上の観点から、90%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましく、50%以下であることが特に好ましい。例えば、本開示に係る成形体を高い視認性が要求される被着体(例えば、標識、看板、及び電光掲示板)の表面に設ける場合、被着体の視認性を向上させることができる。
本開示において、「成形体」とは、所定の形状を有する物品を意味する。本開示に係る成形体の形状は、制限されず、目的に応じて適宜決定すればよい。本開示に係る成形体の形状は、平板状であることが好ましい。
本開示に係る成形体は、優れた着雪防止性を有するため、例えば、種々の構造物(例えば、信号機、標識、看板、監視カメラ、デジタルサイネージ、屋根、太陽電池のフロント部、及び電光掲示板)の表面に設けられることで、上記構造物に雪が付着することを抑制できる。具体的に、本開示に係る成形体は、シートであることが好ましく、着雪防止シートであることがより好ましい。ここで、「シート」とは、平板状の物品を意味する。
本開示に係る成形体の製造方法としては、例えば、フッ素含有重合体の原材料(例えば、モノマー、及びオリゴマー)と、フッ素含有化合物と、を含む組成物を硬化させる方法が挙げられる。
本開示に係る成形体の製造方法は、フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、上記光硬化性化合物とは相溶しない溶剤と、相溶化剤と、を含む組成物に対して紫外線を照射することによって多孔質層を形成する工程(硬化工程)を含むことが好ましい。
本開示に係る成形体の製造方法は、多孔質層とアルコールとを接触させる工程(溶剤交換工程)を含むことが好ましい。多孔質層とアルコールとを接触させることで、多孔質層(特に細孔領域)に残存する原材料(例えば、光硬化性化合物とは相溶しない溶剤、及び相溶化剤)をアルコールで置換することができる。アルコールによる溶剤交換によって、多孔質層に残存する原材料を容易に除去することができる。
本開示に係る成形体の製造方法は、多孔質層を乾燥させる工程(乾燥工程)を含むことが好ましい。多孔質層を乾燥させることで、多孔質層(特に細孔領域)に残存するアルコール等を除去することができる。
本開示に係る成形体の製造方法は、多孔質層の表面を摩耗させる工程(摩耗工程)を含むことが好ましい。多孔質層の表面を摩耗させることで、多孔質層の表面に凹凸構造を露出させることができるため、着雪防止性を向上させることができる。
本開示に係る成形体の製造方法は、摩耗工程後に、多孔質層の少なくとも一方の面に他の層を配置する工程を含んでいてもよい。本開示に係る成形体の製造方法が上記工程を含むことによって、多孔質層、及び他の層を有する成形体を製造することができる。他の層については、上記「成形体」の項において説明したとおりである。
本開示に係る組成物は、フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、上記光硬化性化合物とは相溶しない溶剤と、相溶化剤と、を含む。本開示に係る組成物は、上記構成を備えることで、優れた着雪防止性を有する物品(例えば、シート)を形成することができる。
本開示に係る組成物は、フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物を含む。
本開示に係る組成物は、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物を含む。本開示に係る組成物が、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物を含むことで、雪の滑落性を向上させることができるため、優れた着雪防止性を有する物品を形成することができる。
本開示に係る組成物は、光硬化性化合物とは相溶しない溶剤(以下、「非相溶性溶剤」ともいう。)を含む。本開示に係る組成物が非相溶性溶剤を含むことで、多孔質構造を形成することができる。
本開示に係る組成物は、上記した各成分に加えて、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、光重合開始剤、及び溶剤(光硬化性化合物とは相溶しない溶剤を除く。)が挙げられる
本開示に係る組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。本開示に係る組成物が光重合開始剤を含むことで、光硬化性化合物の硬化反応を促進することができる。
本開示に係る組成物は、光硬化性化合物とは相溶しない溶剤以外の溶剤(以下、単に「溶剤」ともいう。)を含んでいてもよい。
本開示に係る組成物の製造方法は、制限されず、例えば、上記各成分を混合する方法が挙げられる。
フルオロリンクMD700(PFPE(パーフルオロポリエーテル)ジウレタンメタクリレート、分子量2,000、ソルベイ社製)50質量部に、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)30質量部を混合し、次いで、シクロヘキサノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)20質量部を混合することによって、液(A)を作製した。
シクロヘキサノールを添加しないこと以外は、比較例1と同様の手順によって、比較例2の成形体を作製した。
1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノールを添加しないこと以外は、比較例1と同様の手順によって、比較例3の成形体を作製した。
シクロヘキサノール、及び1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノールを添加しないこと以外は、比較例1と同様の手順によって、比較例4の成形体を作製した。
フルオロリンクMD700(PFPEジウレタンメタクリレート、分子量2,000、ソルベイ製)50質量部に、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)30質量部を混合し、次いで、シクロヘキサノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)20質量部を混合した後、デムナムS-20(パーフルオロポリエーテル油、融点:≦2℃、ダイキン工業株式会社製)0.5質量部を混合することによって、液(C)を作製した。
デムナムS-20の添加量を変えたこと以外は、実施例1と同様の手順によって、実施例2~4の成形体をそれぞれ作製した。
2つのテンパックスガラスの間に配置されたアルミ金属板の厚さを150μmに変更したこと以外は、実施例3と同様の手順によって、実施例5の成形体を作製した。
2つのテンパックスガラスの間に配置されたアルミ金属板の厚さを100μmに変更したこと以外は、実施例3と同様の手順によって、実施例6の成形体を作製した。
2つのテンパックスガラスの間に配置されたアルミ金属板の厚さを50μmに変更したこと以外は、実施例3と同様の手順によって、実施例7の成形体を作製した。
パナクリーンPD-S1の他方の面に配置された軽剥離フィルムを剥離した後、テクノロイ(登録商標)S001G(アクリルフィルム、住友アクリル販売株式会社製、厚さ125μm)を積層したこと以外は、実施例7と同様の手順によって、実施例8の成形体(層構成:多孔質層/粘着層(PD-S1)/基材(アクリルフィルム))を作製した。
実施例1~8、及び比較例1~4の各成形体を用いて、着雪防止性、及び耐摩耗性について評価した。評価方法を以下に示す。
テンパックスガラス(10cm×10cm、厚さ1.1m)に成形体(10cm×10cm)を貼り付ける。実施例1~7、及び比較例1~4の各成形体については、軽剥離フィルムを剥がした後、テンパックスガラスに貼り付けた。実施例8の成形体については、基材(アクリルフィルム)上にパナクリーンPD-S1を貼り付けた後、パナクリーンPD-S1を介して基材とテンパックスガラスとを貼り付けた。
5:5分<t≦6分
4:4分<t≦5分
3:3分<t≦4分
2:2分<t≦3分
1:t≦2分
以下の条件で、成形体の多孔質面に対して往復運動の摩擦を繰り返すことによって、摩耗試験を行った。
・装置:摩擦摩耗試験機(TYPE:40、新東科学株式会社製)
・移動速度:3000mm/秒
・測定荷重:200gf
・測定移動距離:100mm
・測定布:カナキン3号
5:1000往復摩擦しても、多孔質層が無くならない。
4:900往復を超え、1000往復摩擦するまでに、多孔質層が無くなる。
3:800往復を超え、900往復摩擦するまでに、多孔質層が無くなる。
2:700往復を超え、800往復摩擦するまでに、多孔質層が無くなる。
1:700往復摩擦するまでに、多孔質層が無くなる。
20:接着層
30:多孔質層
100:成形体
Claims (20)
- 分子内にパーフルオロポリエーテル基を有するアクリレート化合物に由来の構成単位、及び分子内にパーフルオロポリエーテル基を有するメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む多孔質層を有する成形体。
- 前記多孔質層の平均厚さが、1μm~150μmである請求項1に記載の成形体。
- 前記多孔質層の少なくとも一方の面に、接着層、又は基材を有する請求項1又は請求項2に記載の成形体。
- 前記接着層の破断伸度が、50%以上である請求項3に記載の成形体。
- 前記基材が、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリプロピレン、又はポリエチレンである請求項3又は請求項4に記載の成形体。
- 前記フッ素含有化合物が、フッ素含有オイルである請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記フッ素含有化合物が、パーフルオロポリエーテルである請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記フッ素含有化合物の分子量が、1,000以上である請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記フッ素含有化合物の含有量が、前記多孔質層の全質量に対して、0.1質量%~10質量%である請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の成形体。
- 前記フッ素含有重合体の含有量に対する前記フッ素含有化合物の含有量の比が、質量基準で、0.05~0.1である請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の成形体。
- 着雪防止シートである、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の成形体。
- フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、パーフルオロポリエーテル、クロロトリフルオロエチレン、及びポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも1種である、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、脂環式アルコールと、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノール及びN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種である化合物と、を含む組成物に対して紫外線を照射することによって多孔質層を形成する工程と、
前記多孔質層とアルコールとを接触させる工程と、
前記多孔質層を乾燥させる工程と、
前記多孔質層の表面を摩耗させる工程と、
をこの順で含む成形体の製造方法。 - フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、脂環式アルコールと、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノール及びN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種である化合物と、パーフルオロポリエーテル、クロロトリフルオロエチレン、及びポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも1種である、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む組成物。
- 前記フッ素含有化合物が、フッ素含有オイルである請求項13に記載の組成物。
- 前記フッ素含有化合物が、パーフルオロポリエーテルである請求項13又は請求項14に記載の組成物。
- 前記フッ素含有化合物の分子量が、1,000以上である請求項13~請求項15のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記フッ素含有化合物の含有量が、組成物の全質量に対して、0.5質量%~5質量%である請求項13~請求項16のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記光硬化性化合物の含有量に対する前記フッ素含有化合物の含有量の比が、質量基準で、0.05~0.1である請求項13~請求項17のいずれか1項に記載の組成物。
- フッ素含有アクリレート化合物、及びフッ素含有メタクリレート化合物からなる群より選択される少なくとも1種の光硬化性化合物と、パーフルオロポリエーテル、クロロトリフルオロエチレン、及びポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも1種である、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、脂環式アルコールと、1H,1H,2H,2H-パーフルオロ-1-オクタノール及びN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種である化合物と、を混合する工程を含む組成物の製造方法。
- アクリレート化合物に由来の構成単位、及びメタクリレート化合物に由来の構成単位からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位を有するフッ素含有重合体と、融点が2℃以下であるフッ素含有化合物と、を含む多孔質層を有し、
着雪防止シートである、成形体。
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