JP7480503B2 - 表面保護樹脂部材形成用キット、及び表面保護樹脂部材 - Google Patents
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Description
ここで、「透明性を有する」とは、例えば、可視光透過率が85%以上であることを意味する。
<1>
水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂、及び、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオールを含む第1剤と、
多官能イソシアネートを含む第2剤と、
から構成され、
前記第1剤及び前記第2剤の少なくとも一方に、数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子を含み、
前記無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、下記式(I)におけるCが0.9以上である、表面保護樹脂部材形成用キット。
式(I) : C=A/(A+B)
前記無機粒子の数平均粒子径が5nm以上100nm以下である、<1>に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<3>
前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して0.5質量%以上60質量%以下である、<1>又は<2>に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<4>
前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して1質量%以上50質量%以下である<3>に記載の、表面保護樹脂部材形成用キット。
<5>
前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して15質量%以上45質量%以下である<3>又は<4>に記載の、表面保護樹脂部材形成用キット。
前記無機粒子が無機酸化物粒子である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<7>
前記無機酸化物粒子が、シリカ粒子、チタニア粒子、及びアルミナ粒子から選択される少なくとも1種である、<6>に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<8>
前記第1剤が、イソシアネート基に対して反応性を示す官能基を有するシリコーン樹脂を更に含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<9>
前記第1剤が、イソシアネート基に対して反応性を示す官能基を有するシリコーン樹脂を更に含み、且つ、前記無機粒子がシリカ粒子である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<10>
前記アクリル樹脂が、フッ素原子を有する<1>~<9>のいずれか1つに記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
<1>~<10>のいずれか1つに記載の表面保護樹脂部材形成用キットの、第1剤と第2剤との混合物の硬化物である表面保護樹脂部材。
<12>
水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂と、
複数のヒドロキシル基を有し且つ前記複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオールと、
多官能イソシアネートと、
数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子と、
の混合物の硬化物であり、
前記無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、下記式(I)におけるCが0.9以上である、表面保護樹脂部材。
式(I) : C=A/(A+B)
<3>、<4>、又は<5>に係る発明によれば、無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して0.5質量%未満又は60質量%超である場合に比べ、透明性を有しつつ耐回復性に優れる表面保護樹脂部材を形成しうる表面保護樹脂部材形成用キットが提供される。
<10>に係る発明によれば、第1剤におけるアクリル樹脂がフッ素原子を含まない場合に比べ、高い防汚性を有し、表面の摩擦係数が低い表面保護樹脂部材を形成しうる表面保護樹脂部材形成用キットが提供される。
本明細書において「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び「メタクリル」の双方を含む表現であり、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の双方を含む表現であり、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」及び「メタクリレート」の双方を含む表現である。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットは、水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂(以下、単に(1-1)アクリル樹脂ともいう)、及び、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオール(以下、単に(1-2)長鎖ポリオールともいう)を含む第1剤と、(2-1)多官能イソシアネートを含む第2剤と、から構成される。
また、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットは、第1剤及び第2剤の少なくとも一方に、数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子(以下、単に(3)無機粒子ともいう)を含む。そして、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キット中の(3)無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、下記式(I)におけるCが0.9以上である。
式(I) : C=A/(A+B)
以下、式(I)におけるCを、無機粒子の「一次粒子の割合」ともいう。
そして、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットは、上記の構成を有することで、低温環境下における傷回復性に優れる表面保護樹脂部材を形成しうる。
その理由は、以下のように推察される。
このように(1-1)アクリル樹脂が(1-2)長鎖ポリオール及び/又は(2-1)多官能イソシアネートを介して架橋を形成しているポリウレタン樹脂とすることで、形成された表面保護樹脂部材では自己修復性が発揮されるものと考えられる。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットは、上記のポリウレタン樹脂を合成するための原料と共に、ナノサイズである小粒径の(3)無機粒子を含む。そして、式(I)におけるCが0.9以上であることから、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットは、一次粒子の割合が高い状態で(3)無機粒子が含まれていることになる。
以上のことから、(3)無機粒子は、その多くが一次粒子の状態で、表面保護樹脂部材中に分散して存在することとなる。このように(3)無機粒子が分散した表面保護樹脂部材は、(3)無機粒子が小粒径であることで透明性を損なわず、且つ、(3)無機粒子による補強効果が付与されて、応力がかかったときに傷が入りにくくなる。その結果、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットにより得られる表面保護樹脂部材は、透明性を有しつつ耐回復性を高めることができるものと考えられる。
更に、小粒径の(3)無機粒子は表面保護樹脂部材から脱落しにくいため、応力がかかる頻度が高くなっても、良好な傷回復性が維持されるものと考えられる。
[(1-1)アクリル樹脂]
本実施形態における第1剤は、水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂(即ち、(1-1)アクリル樹脂)を含む。
本開示において、「アクリル樹脂」とは、(メタ)アクリル化合物(後述するモノマー)に由来する構成単位を有する樹脂を指し、当該構成単位の含有量が、樹脂の全質量に対し、50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
ここで、(メタ)アクリル化合物とは、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を指す。
ヒドロキシル基を有するアクリル樹脂としては、分子内にヒドロキシル基を有するものに加えて、カルボキシ基を有するものも含まれる。
ヒドロキシル基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、及びN-メチロールアクリルアミン等の、(1)ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル化合物等が挙げられる。
また、カルボキシ基を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、及びマレイン酸等の、(2)カルボキシ基を有する(メタ)アクリル化合物を用いてもよい。
ヒドロキシル基を有しないモノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、及び(メタ)アクリル酸n-ドデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルなど、前記(メタ)アクリル化合物(1)及び(2)と共重合し得る(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
(1-1)アクリル樹脂は、分子構造中にフッ素原子を有することが好ましい。(1-1)アクリル樹脂中にフッ素原子が含まれることで、防汚性を高め、表面の摩擦係数が低い表面保護樹脂部材を形成し易くなる。
フッ素原子は、例えば、(1-1)アクリル樹脂の原料となるモノマーとして、フッ素原子を有するモノマーを用いることで導入される。
フッ素原子を有するモノマーとしては、2-(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、(パーフルオロヘキシル)エチレン、ヘキサフルオロプロペン、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)等が挙げられる。
なお、フッ素原子を含む側鎖の炭素数としては、例えば、2以上20以下のものが挙げられる。また、フッ素原子を含む側鎖における炭素鎖は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。
フッ素原子を有するモノマー1分子に含まれるフッ素原子数は特に限定されないが、例えば、1以上25以下が好ましく、3以上17以下がより好ましい。
(1-1)アクリル樹脂は、分子構造中にシランカップリング剤に由来する構造を有することが好ましい。(1-1)アクリル樹脂中にシランカップリング剤に由来する構造が含まれることで、基材への密着性が高くなり、また、表面の摩擦係数が低い表面保護樹脂部材を形成し易くなる。
これにより、このケイ素原子を有する部分が表面保護樹脂部材において表面に表出し易くなり基材密着性を向上させ、また、表面保護樹脂部材の摩擦係数がより低減され易くなる。
R11としては、水素原子又はメチル基が好ましい。
R12としては、-O-、-C(=O)-、及び-C(=O)-O-のいずれか1つの基(より好ましくは-C(=O)-O-)と、ヘテロ原子を有していてもよい2価の炭化水素基(より好ましくはアルキレン基、更に好ましくは炭素数2以上4以下のアルキレン基)と、を組み合わせてなる基が好ましい。これらの中でも、-COO-(CH2)3-、又は-COO-(CH2)2-がより好ましい。
また、nは1であることが好ましい。
R13、R14、及びR15としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピルが好ましい。
(1-1)アクリル樹脂が有するヒドロキシル基に対しヒドロキシル基反応性シランカップリング剤を反応させることで、シランカップリング剤中のケイ素原子を有する部分が(1-1)アクリル樹脂の側鎖に導入される。これにより、このケイ素原子を有する部分が表面保護樹脂部材において表面に表出し易くなり、基材への密着性が向上し、表面保護樹脂部材の摩擦係数がより低減され易くなる。
R22としては、ヘテロ原子を有していてもよい2価の炭化水素基(より好ましくはアルキレン基、更に好ましくは炭素数1以上10以下のアルキレン基)が好ましい。これらの中でも、エチレン基、n-プロピレン基がより好ましい。
また、nは1であることが好ましい。
R23、R24、及びR25としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
これらの中でも、イソシアン酸トリメトキシシリルプロピル、又はイソシアン酸トリエトキシシリルプロピルが好ましい。
(1-1)アクリル樹脂の水酸基価は40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下であり、70mgKOH/g以上200mgKOH/g以下がより好ましい。
水酸基価が40mgKOH/g以上であることにより架橋密度が高いポリウレタン樹脂が重合され、一方、水酸基価が280mgKOH/g以下であることにより適度な柔軟性をもつポリウレタン樹脂が得られる。
(1-1)アクリル樹脂の水酸基価は、(1-1)アクリル樹脂を合成する全モノマー中における、ヒドロキシル基を有するモノマーの割合等によって調整される。また、ヒドロキシル基反応性シランカップリング剤の少なくとも一方を用いて、(1-1)アクリル樹脂にシランカップリング剤に由来する構造を導入する場合には、(1-1)アクリル樹脂の水酸基価は、ヒドロキシル基反応性シランカップリング剤の導入量にて調整される。
本実施形態における第1剤は、複数のヒドロキシル基を有し且つ複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオール(即ち、(1-2)長鎖ポリオール)を含む。
ここで、炭素数6以上の炭素鎖とは、ヒドロキシル基同士を結ぶ鎖状部分における炭素数が6以上である炭素鎖を指す。
(1-2)長鎖ポリオールは、分子内の全てのヒドロキシル基同士が炭素数(ヒドロキシル基同士を結ぶ鎖状部分における炭素数)が6以上の炭素鎖によって連結されるポリオールである。
(1-2)長鎖ポリオールは、具体的には、-[CO(CH2)n1O]n2-H(n1は1以上10以下(好ましくは3以上6以下、より好ましくは5)を表し、n2は1以上50以下(好ましくは1以上35以下、より好ましくは1以上10以下、更に好ましくは2以上6以下)を表す)で表される構造を含むことが好ましい。
Rで表される2価の基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数2以上5以下)の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキレン基が好ましく、又は、炭素数1以上5以下(好ましくは炭素数1以上3以下)の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキレン基2つが-O-若しくは-C(=O)-(好ましくは-O-)で連結されてなる基が好ましい。これらの中でも、R1としては、-C2H4-、-C2H4OC2H4-、又は、-C(CH3)2-(CH2)2-がより好ましい。
m及びnはそれぞれ独立に1以上35以下の整数を表し、2以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。
また、R2は、上記に示すアルキレン基から水素原子を1つ除いた3価の基と、アルキレン基(例えば炭素数1以上10以下のアルキレン基)、-O-、及び-C(=O)-からなる群より選択される1つ以上の基と、を組み合わせてなる3価の基であってもよい。
Rで表される3価の基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下)の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキレン基から水素原子を1つ除いた3価の基が好ましい。これらの中でも、*-CH2-CH(-*)-CH2-*、CH3-C(-*)(-*)-(CH2)2-*、CH3CH2C(-*)(-*)(CH2)3-*で表される3価の基がより好ましい。なお、上記に列挙した3価の基は、それぞれ「*」部分で結合する。
l、m、及びnはそれぞれ独立に1以上28以下の整数を表し、2以上10以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。l+m+nは3以上30以下であり、6以上30以下であることが好ましく、6以上20以下であることがより好ましい。
フッ素原子を含む長鎖ポリオールとしては、炭素数6以上12以下のジオール(例えば2つのヒドロキシル基が炭素数6以上12以下のアルキレン基で結合されたジオール)においてC原子に結合するH原子の一部又は全てがF原子に置き換えられた長鎖ジオール、炭素数6以上12以下のポリオレフィングリコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のオレフィングリコールが複数重合してなる、炭素数6以上12以下のポリオレフィングリコール)においてC原子に結合するH原子の一部又は全てがF原子に置き換えられた長鎖グリコール等が挙げられる。
具体的には、1H,1H,9H,9H-Perfluoro-1,9-nonanediol、Fluorinated tetraethylene glycol、1H,1H,8H,8H-Perfluoro-1,8-octanediol等が挙げられる。
(1-2)長鎖ポリオールの水酸基価が30mgKOH/g以上であることにより、架橋密度が高いウレタン樹脂が重合され、一方、水酸基価が320mgKOH/g以下であることにより、適度な柔軟性をもつウレタン樹脂が得られるものと推察される。
本実施形態における第1剤は、イソシアネート基に対して反応性を示す官能基を有するシリコーン樹脂(以下、(1-3)シリコーン樹脂ともいう)を更に含むことが好ましい。
なお、(1-1)アクリル樹脂に、(2-1)多官能イソシアネートを介して(1-3)シリコーン樹脂を反応させることで、(1-1)アクリル樹脂の側鎖にシロキサン結合が導入され、形成された表面保護樹脂部材の摩擦係数が低減される。
これらの中でも、ヒドロキシアルキル基、又はヒドロキシル基が好ましい。
なお、(1-3)シリコーン樹脂は、前記官能基を1つの分子構造中に1種のみ有していてもよいし、2種以上有していてもよい。
1つの分子構造中に前記官能基を2つ有する場合、表面保護樹脂部材の摩擦係数をより低減し易くする観点から、前記官能基を有する位置はシリコーン樹脂の主鎖の末端(両末端)であることがより好ましい。
また、(1-3)シリコーン樹脂としては、前記官能基をシリコーン樹脂の側鎖の一部に有する化合物が挙げられ、具体的には、下記一般式(P2)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
なお、(1-3)シリコーン樹脂としては、下記一般式(P1)で表される構造を有する化合物がより好ましい。
なお、一般式(P1)中に複数存在するR31はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
アルキル基の炭素数は、1以上8以下が好ましく、1以上3以下がより好ましい。アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
一般式(P1)中に複数存在するR31は、全て同一であることが好ましい。
なお、一般式(P2)中に複数存在するR33はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
R33としては、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、又はイソシアネート基に対して反応性を示す官能基であることが好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、又はフェニル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。一般式(P2)中に複数存在するR33は全て同一であることが好ましい。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットにおいて、第1剤に(1-3)シリコーン樹脂を含み、且つ、(1-1)アクリル樹脂が、分子構造中にシランカップリング剤に由来する構造(例えばヒドロキシル基に対して反応性を示す官能基を有するシランカップリング剤が側鎖に結合した構造、及びビニル基を有するシランカップリング剤がモノマーとして重合された構造の少なくとも一方の構造)と、フッ素原子と、を有する態様が好ましい態様の1つである。
この態様の場合、(1-1)アクリル樹脂中に含まれるフッ素原子の量[F1]と、(1-1)アクリル樹脂中に含まれるケイ素原子の量[Si2]と、(1-3)シリコーン樹脂中に含まれるケイ素原子の量[Si3]と、の総量に対して[F1]及び[Si3]のそれぞれの比率(質量比)は、以下の範囲であることが好ましい。
質量比[F1/(F1+Si2+Si3)]は、0.1以上0.95以下が好ましく、0.6以上0.95以下がより好ましい。
質量比[F1/(F1+Si2+Si3)]が上記範囲であることで、基材への密着性、表面のすべり性、及び防汚性が高い表面保護樹脂部材を形成し得る。
質量比[Si3/(F1+Si2+Si3)]が上記範囲であることで、基材への密着性、表面のすべり性、及び防汚性が高い表面保護樹脂部材を形成し得る。
本実施形態における第2剤は、少なくとも、(2-1)多官能イソシアネートを含む。
本実施形態における第2剤は、(2-1)多官能イソシアネートを含む。
(2-1)多官能イソシアネートは、イソシアネート基(-NCO)を複数有する化合物であり、例えば、(1-1)アクリル樹脂が有するヒドロキシル基、(1-2)長鎖ポリオールが有するヒドロキシル基、(1-3)シリコーン樹脂が有するイソシアネート基に対して反応性を示す官能基等と反応する。そして、(1-1)アクリル樹脂、(1-2)長鎖ポリオール、及び(1-3)シリコーン樹脂等を、種々の組み合わせにて架橋する架橋剤として機能する。
また、(2-1)多官能イソシアネートとしては、ヘキサメチレンポリイソシアネートの多量体で、ビウレット構造、イソシアヌレート構造、アダクト構造、弾性型構造などをもつ多官能イソシアネート等も好ましく用いられる。
(2-1)多官能イソシアネートの市販品として、具体的には、例えば、旭化成(株)の、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)系ポリイソシアネートである、デュラネート(登録商標)シリーズ等が挙げられる。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットでは、第1剤及び第2剤の少なくとも一方に、数平均粒子径が5nm以上200nm以下の無機粒子(即ち、(3)無機粒子)を含む。
(3)無機粒子は、無機化合物による粒子を指し、例えば、金属(アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属等)の粒子、半金属(ケイ素等)の粒子、又はこれらの化合物(酸化物、水酸化物等)の粒子などが挙げられる。
中でも、入手容易性、化学的安定性、塗膜中への分散性の観点から、無機酸化物粒子であることが好ましい。
中でも、無機酸化物粒子としては、既述の(1-3)シリコーン樹脂との親和性の観点等から、シリカ粒子であることが好ましい。
また、シリカ粒子は、水ガラス、アルコキシシラン等のケイ素化合物を原料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい。
具体的には、シリカ粒子としては、例えば、ゾルゲルシリカ粒子、水性コロイダルシリカ粒子、アルコール性シリカ粒子、気相法により得られるフェームドシリカ粒子、溶融シリカ粒子が挙げられ、いずれのシリカ粒子も(3)無機粒子として用いられる。
表面保護樹脂部材形成用キット中の無機粒子の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡((株)日立ハイテクノロジーズ、H-9000型)を用いて測定される。測定には100個の無機粒子の円相当径による粒度分布を用い、個数について小粒径側から累積分布を引き、累積50%となる粒子径を、無機粒子の数平均粒子径とする。
具体的には、表面保護樹脂部材形成用キットを、90μm厚のポリイミドフィルム上にキャストして膜状物を形成し、85℃で1時間、更に130℃で30分、膜状物を硬化して、35μmの膜厚の硬化物を作製する。
得られた硬化物の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)(例えば、(株)日立製作所、S-4100型)を用いて観察し、100個の無機粒子の円相当径を測定する。測定により得られた、100個の無機粒子の円相当径による粒度分布を用い、個数について小粒径側から累積分布を引き、累積50%となる粒子径を、無機粒子の数平均粒子径とする。
つまり、表面保護樹脂部材形成用キット中には、(3)無機粒子のその多くが一次粒子の状態で存在することとなる。
このように一次粒子の存在割合を高くするためには、第1剤及び/又は第2剤に(3)無機粒子に含める際、(3)無機粒子が分散した分散液を用い、この分散液を攪拌しながら、分散液中に(1-1)アクリル樹脂等の成分を添加しつつ混合する方法を用いることが好ましい。
本実施形態において、好ましい態様の1つとしては、第1剤に(3)無機粒子に含める態様である。この態様の場合、(3)無機粒子が分散した分散液を用い、この分散液を攪拌しながら、分散液中に、(1-1)アクリル樹脂溶液及び(1-2)長鎖ポリオール等の成分を添加しつつ混合する方法を用いることで、本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キット中の(3)無機粒子の一次粒子の存在割合を高くしうる。
また、無機粒子分散液中の無機粒子の含有量としては、無機粒子分散液の全質量に対して、10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上40質量%以下であることが更に好ましい。
式(I)におけるA(一次粒子数)及びB(二次粒子数)は、透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、H-9000型)を用いて測定される。測定は100個の無機粒子の凝集状態を観察し、A(一次粒子数)及びB(二次粒子数)を算出する。
また、式(I)におけるA(一次粒子数)及びB(二次粒子数)は、表面保護樹脂部材形成用キットを用いて硬化物を形成し、硬化物中の無機粒子の凝集状態を観察して求めてもよい。
具体的には、表面保護樹脂部材形成用キットを90μm厚のポリイミドフィルム上にキャストして膜状物を形成し、85℃で1時間、更に130℃で30分、膜状物を硬化して、35μmの膜厚の硬化物を作製する。
得られた硬化物の断面を、走査型電子顕微鏡(SEM)(例えば、(株)日立製作所、S-4100型)を用いて観察し、100個の無機粒子の凝集状態から、A(一次粒子数)及びB(二次粒子数)を算出する。
(3)無機粒子のうちシリカ粒子の市販品として、具体的には、日産化学(株)のオルガノシリカゾル(より具体的には、MEK-ST-40、MEK-ST-L等)、(株)日本触媒のシーホスター(登録商標) KEシリーズ(具体的には、KE-P10等)、エボニック社のAEROSIL(登録商標)シリーズ(具体的には、AEROSIL(登録商標) 380等)が好ましいものとして挙げられる。
また、無機粒子の市販品としては、堺化学工業(株)の酸化チタン粒子(具体的には、STR-100N等)、ビックケミージャパン(株)のアルミナ粒子(具体的には、NANOBYK-3610等)等が挙げられる。
本実施形態では、第1剤及び/又は第2剤に、その他の成分が含まれていてもよい。
例えば、その他の成分としては、帯電防止剤、反応促進剤、溶剤等が挙げられる。
帯電防止剤の具体例としては、カチオン系の界面活性化合物(例えば、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルアミンの塩酸塩、イミダゾリウム塩等)、アニオン系の界面活性化合物(例えば、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフォスフェート等)、非イオン系の界面活性化合物(例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、N,N-ビス-2-ヒドロキシエチルアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル等)、両性の界面活性化合物(例えば、アルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン等)等が挙げられる。
4級アンモニウムを含有する化合物として具体的には、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパラトルエンスルフォネート、トリブチルベンジルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、オクタン酸アミドプロピルベタイン、ポリオキシエチレンステアリルアミンの塩酸塩等が挙げられる。これらの中でも、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミドが好ましい。
高分子量の帯電防止剤としては、例えば、4級アンモニウム塩基含有アクリレートを重合した高分子化合物、ポリスチレンスルホン酸型高分子化合物、ポリカルボン酸型高分子化合物、ポリエーテルエステル型高分子化合物、エチレンオキシド-エピクロルヒドリン型高分子化合物、ポリエーテルエステルアミド型高分子化合物等が挙げられる。
高分子量の帯電防止剤は、同じモノマーからなる高分子化合物のみを用いてもよいし、異なるモノマーからなる2種以上の高分子化合物を併用してもよい。
(1-1)アクリル樹脂、(1-2)長鎖ポリオール、及び(2-1)多官能イソシアネート、必要に応じて、(1-3)シリコーン樹脂における反応を促進させる反応促進剤としては、例えば、スズ、ビスマス等を含む金属触媒がある。
反応促進剤として具体的には、例えば、日東化成(株)の無機スズ(ネオスタン U-28、ネオスタン U-50)無機ビスマス(ネオスタン U-600)、ステアリン酸スズ(II)が挙げられる。また、楠本化成(株)のカルボン酸ビスマス(XC-C277、XK-640)等も反応促進剤として用いられる。
第1剤及び/又は第2剤は、溶剤を含んでいてもよい。
溶剤としては、例えば、既述の、(1-1)アクリル樹脂等の合成時に用いた溶剤であってもよいし、第1剤及び/又は第2剤の取り扱い性等を考慮して添加された溶剤であってもよい。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材は、既述の本実施形態に係る表面保護樹脂部材形成用キットの、第1剤と第2剤との混合物の硬化物である。
具体的には、本実施形態に係る表面保護樹脂部材は、水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂(即ち、(1-1)アクリル樹脂)と、複数のヒドロキシル基を有し且つ複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオール(即ち、(1-2)長鎖ポリオール)と、多官能イソシアネート(即ち、(2-1)多官能イソシアネート)と、数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子と、の混合物の硬化物であり、無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、式(I)におけるCが0.9以上である、表面保護樹脂部材である。
ここで、無機粒子の数平均粒子径と、一次粒子数及び二次粒子数の測定方法としては、既述の、硬化物中の無機粒子の、粒子径、一次粒子数、及び二次粒子数の測定方法を用いることができる。
例えば、(1-1)アクリル樹脂と(1-2)長鎖ポリオールと(1-3)シリコーン樹脂と(3)無機粒子を含有する第1剤と、(2-1)多官能イソシアネートを含有する第2剤と、をそれぞれ準備する。
この第1剤及び第2剤を混合し、減圧下で脱泡した後、基材(例えば、ポリイミドのフィルム、アルミニウム板、ガラス板等)上にキャストして膜状物を形成する。次いで、加熱(例えば、85℃で60分、次いで160℃で0.5時間)して、膜状物を硬化させることで、樹脂層(即ち、表面保護樹脂部材)が形成される。
ただし、本実施形態では表面保護樹脂部材の形成方法は上記の方法には限られない。また、減圧脱泡の代わりに、超音波を用いて脱泡する、混合液を放置して脱泡する等の方法を用いてもよい。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材は、23℃でのマルテンス硬度が0.5N/mm2以上220N/mm2以下であることが好ましく、1N/mm2以上80N/mm2以下であることがより好ましく、1N/mm2以上70N/mm2以下であることが更に好ましく、1N/mm2以上5N/mm2以下であることが更に好ましい。マルテンス硬度(23℃)が0.5N/mm2以上であることにより、樹脂部材として求められる形状を保持し易くなる。一方、220N/mm2以下であることにより、傷の修復のし易さ(つまり自己修復性)が向上し易くなる。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材は、23℃での戻り率が70%以上100%以下であることが好ましく、80%以上100%以下であることがより好ましく、90%以上100%以下であることが更に好ましい。戻り率は、樹脂材料の自己修復性(応力によってできた歪を応力の除荷後1分以内に復元する性質、即ち傷の修復の度合い)を示す指標である。つまり、戻り率(23℃)が70%以上であることで傷の修復のし易さ(つまり自己修復性)が向上する。
本実施形態に係る表面保護樹脂部材は、例えば、異物との接触により表面に擦り傷が発生する可能性のある物品などに対する表面保護部材として、用いることができる。
具体的には、ポータブル機器(例えば、携帯電話、ポータブルゲーム機等)における画面、画面以外のボディ、タッチパネルの画面、建材(例えば、床材、タイル、壁材、壁紙等)、自動車用部材(例えば、車の内装、車のボディ、ドアの取っ手等)、収納容器(例えばスーツケース等)、化粧品の容器、メガネ(例えば、フレーム、レンズ等)、スポーツ用品(例えば、ゴルフクラブ、ラケット等)、筆記用具(例えば、万年筆等)、楽器(例えば、ピアノの外装等)、衣類収納道具(例えば、ハンガー等)、複写機等の画像形成装置用の部材(例えば、転写ベルトなどの転写部材等)、皮製品(例えば、バッグ、ランドセル等)、装飾フィルム、フィルムミラーなどが挙げられる。
<アクリル樹脂(A)の合成>
n-ブチルメタクリレート(nBMA)と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、フッ素原子含有アクリルモノマー(FAMAC6、ユニマテック(株))と、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、KBM-503、信越化学工業(株))との各モノマーを、2.5:3:0.5:0.3のモル比で混合した。更に、対モノマー比2質量%の重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN))及び対モノマー比40質量%のメチルエチルケトン(MEK)を添加してモノマー溶液を調製した。
このモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で80℃に昇温した対モノマー比50質量%のMEK中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。更に対モノマー比10質量%のMEKと対モノマー比0.5質量%のAIBNとからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。なお、反応中は80℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーAを合成し、アクリル樹脂(A)溶液を得た。
得られたアクリル樹脂(A)の水酸基価を、JIS K 0070:1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて測定したところ、水酸基価165mgKOH/gであった。
下記の無機粒子分散液をマグネチックスターラー(回転数200rpm)により攪拌し、撹拌中の無機粒子分散液へ、下記のアクリル樹脂(A)溶液及び長鎖ポリオールを混合し、第1剤(1)を調製した。
・アクリル樹脂(A)溶液(固形分50質量%):4.2部
・長鎖ポリオール(ポリカプロラクトントリオール、プラクセル 308、(株)ダイセル、分子量850、水酸基価190mgKOH/g~200mgKOH/g):3.5部
・無機粒子分散液(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-40、数平均粒子径12nm、固形分40質量%、日産化学(株)):10.6部
多官能イソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体、デュラネート(登録商標) TPA-100、旭化成(株))を第2剤(1)として用意した。
上記の方法で得られた第1剤(1):18.3部に対し、上記の方法で得られた第2剤(1):4.3部を加え、10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルム上にキャストして膜状物を形成し、85℃で1時間、更に130℃で30分、膜状物を硬化して、35μmの膜厚の樹脂層(1-1)を得た。
第1剤(1)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(AEROSIL(登録商標) 380、数平均粒子径7nm、エボニック社をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-2)を得た。
第1剤(1)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(シーホスター(登録商標) KE-P10、数平均粒子径100nm、(株)日本触媒をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-3)を得た。
第1剤(1)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-L、数平均粒子径45nm、固形分30質量%、日産化学(株))に代え、且つ、この無機粒子分散液を、無機粒子(コロイダルシリカ)が第1剤及び第2剤の総固形分に対して30質量%となる量で用いた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-4)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して3質量%となる量で用いた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-5)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して45質量%となる量で用いた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-6)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して15質量%となる量で用いた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-7)を得た。
第1剤(1)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(酸化チタン粒子、STR―100N、数平均粒子径16nm、堺化学工業(株)をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-8)を得た。
<アクリル樹脂(B)の合成>
n-ブチルメタクリレート(nBMA)と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、KBM-503、信越化学工業(株))との各モノマーを、3:3:0.3のモル比で混合した。更に、対モノマー比2質量%の重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN))及び対モノマー比40質量%のメチルエチルケトン(MEK)を添加してモノマー溶液を調製した。
このモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で80℃に昇温した対モノマー比50質量%のMEK中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。更に対モノマー比10質量%のMEKと対モノマー比0.5質量%のAIBNとからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。なお、反応中は80℃に保持して攪拌し続けた。
こうしてアクリル樹脂(B)を合成し、アクリル樹脂(B)溶液を得た。
得られたアクリル樹脂(B)の水酸基価を、JIS K 0070:1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて測定したところ、水酸基価165mgKOH/gであった。
<アクリル樹脂(C)の合成>
n-ブチルメタクリレート(nBMA)と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、フッ素原子含有アクリルモノマー(FAMAC6、ユニマテック(株))と、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、KBM-503、信越化学工業(株))との各モノマーを、4.5:1:0.5:0.3のモル比で混合した。更に、対モノマー比2質量%の重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN))及び対モノマー比40質量%のメチルエチルケトン(MEK)を添加してモノマー溶液を調製した。
このモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で80℃に昇温した対モノマー比50質量%のMEK中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。更に対モノマー比10質量%のMEKと対モノマー比0.5質量%のAIBNとからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。なお、反応中は80℃に保持して攪拌し続けた。
こうしてアクリル樹脂(C)を合成し、アクリル樹脂(C)溶液を得た。
得られたアクリル樹脂(C)の水酸基価を、JIS K 0070:1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて測定したところ、水酸基価67mgKOH/gであった。
<アクリル樹脂(D)の合成>
n-ブチルメタクリレート(nBMA)と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、フッ素原子含有アクリルモノマー(FAMAC6、ユニマテック(株))と、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、KBM-503、信越化学工業(株))との各モノマーを、1.5:4:0.5:0.3のモル比で混合した。更に、対モノマー比2質量%の重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN))及び対モノマー比40質量%のメチルエチルケトン(MEK)を添加してモノマー溶液を調製した。
このモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で80℃に昇温した対モノマー比50質量%のMEK中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。更に対モノマー比10質量%のMEKと対モノマー比0.5質量%のAIBNとからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。なお、反応中は80℃に保持して攪拌し続けた。
こうしてアクリル樹脂(D)を合成し、アクリル樹脂(D)溶液を得た。
得られたアクリル樹脂(D)の水酸基価を、JIS K 0070:1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて測定したところ、水酸基価237mgKOH/gであった。
第1剤(1)中の長鎖ポリオール(プラクセル 308)を、長鎖ポリオール(ポリカプロラクトントリオール、プラクセル 312、(株)ダイセル、分子量1250、水酸基価130mgKOH/g~140mgKOH/g))に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-12)を得た。
第2剤(1)中の多官能イソシアネート(デュラネート TPA-100)を、多官能イソシアネート(デュラネート(登録商標) TKA-100、旭化成(株))に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-13)を得た。
第1剤(1)中の無機粒子(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(シーホスター(登録商標) KE-S30、数平均粒子径300nm、(株)日本触媒をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-C1)を得た。
第1剤(1)の調製時に、アクリル樹脂(A)溶液と長鎖ポリオールとを混合後、無機粒子分散液を後添加して混合した以外は、実施例1-1と同様にして、35μmの膜厚の樹脂層(1-C2)を得た。
<第1剤(2)の調製>
無機粒子分散液をマグネチックスターラー(回転数200rpm)により攪拌し、撹拌中の無機粒子分散液へ、下記のアクリル樹脂(A)溶液、長鎖ポリオール、及びシリコーン樹脂を混合し、第1剤(2)を調製した。
・アクリル樹脂(A)溶液(固形分50質量%):4.2部
・長鎖ポリオール(ポリカプロラクトントリオール、プラクセル 308、(株)ダイセル、分子量850、水酸基価190mgKOH/g~200mgKOH/g):3.5部
・シリコーン樹脂(片末端型カルビノール変性シリコーンオイル、X-22-170BX、信越化学工業(株)):0.2部
・無機粒子分散液(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-40、数平均粒子径12nm、固形分40質量%、日産化学(株)):10.6部
多官能イソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体、デュラネート(登録商標) TPA-100、旭化成(株))を第2剤(1)として用意した。
上記の方法で得られた第1剤(2):18.5部に対し、上記の方法で得られた第2剤(2):4.3部を加え、10分間減圧下で脱泡した。それを90μm厚のポリイミドフィルム上にキャストして膜状物を形成し、85℃で1時間、更に130℃で30分、膜状物を硬化して、40μmの膜厚の樹脂層(2-1)を得た。
第1剤(2)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-L、数平均粒子径45nm、日産化学(株))に代え、且つ、この無機粒子分散液を、無機粒子(コロイダルシリカ)が第1剤及び第2剤の総固形分に対して30質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-2)を得た。
第1剤(2)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(シーホスター(登録商標) KE-P10、数平均粒子径100nm、(株)日本触媒メチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-3)を得た。
第1剤(2)中の無機粒子(コロイダルシリカ、オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(親水性フュームドシリカ、AEROSIL(登録商標) 380、数平均粒子径7nm、エボニック社をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-4)を得た。
第1剤(2)中のシリコーン樹脂(片末端型カルビノール変性シリコーンオイル、X-22-170BX)を、シリコーン樹脂(両末端型シラノール変性シリコーンオイル、KF-9701、信越化学工業(株))に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-5)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して60質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-6)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して50質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-7)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して15質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-8)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して1質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-9)を得た。
無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子(コロイダルシリカ)の量が第1剤及び第2剤の総固形分に対して0.5質量%となる量で用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-10)を得た。
第1剤(2)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(酸化チタン粒子、STR―100N、数平均粒子径16nm、堺化学工業(株)をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-11)を得た。
第1剤(2)において、アクリル樹脂(A)溶液の代わりに、上記で得られたアクリル樹脂(B)溶液(固形分50質量%)を用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-12)を得た。
第1剤(2)において、アクリル樹脂(A)溶液の代わりに、上記で得られたアクリル樹脂(C)溶液(固形分50質量%)を用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-13)を得た。
第1剤(2)において、アクリル樹脂(A)溶液の代わりに、上記で得られたアクリル樹脂(D)溶液(固形分50質量%)を用いた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-14)を得た。
第1剤(2)中の長鎖ポリオール(プラクセル 308)を、長鎖ポリオール(ポリカプロラクトントリオール、プラクセル 312、(株)ダイセル、分子量1250、水酸基価130mgKOH/g~140mgKOH/g))に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-15)を得た。
第2剤(2)中の多官能イソシアネート(デュラネート TPA-100)を、多官能イソシアネート(デュラネート(登録商標) TKA-100、旭化成(株))に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-16)を得た。
第1剤(2)中の無機粒子分散液(オルガノシリカゾル MEK-ST-40)を、無機粒子分散液(シーホスター(登録商標) KE-S30、数平均粒子径300nm、(株)日本触媒をメチルエチルケトンに分散した分散液、固形分40質量%)に代えた以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-C1)を得た。
第1剤(2)の調製時に、アクリル樹脂(A)溶液、長鎖ポリオール、及びシリコーン樹脂を混合後、無機粒子分散液を後添加して混合した以外は、実施例2-1と同様にして、40μmの膜厚の樹脂層(2-C2)を得た。
各例において、第1剤及び第2剤から構成される表面保護樹脂部材用形成キット中の無機粒子の一次粒子の割合、並びに、得られた樹脂層(1)中の無機粒子における一次粒子の割合、即ち、式(I)におけるCを、既述の方法で算出した。
結果を表1及び表2に示す。
各例で得られた樹脂層について、以下のような評価を行った。
結果を表1及び表2に示す。
下記の方法により傷回復性を評価した。
各例で得られた樹脂層の表面を、エリクセン社のペンシル型引っ掻き硬度計(モデル318、テストバー(ボールチップ式)))にて2Nの荷重をかけて擦り、5cmほどの直線状の傷をつけ、傷の回復具合を目視で観察し、傷の消失時間を測定した。
評価指標は、以下の通りである。
-評価指標-
A(◎):1分以内に傷が消失する
B(〇):1分超30分以内に傷が消失する
C(△):30分超60分以内に傷が消失する
D(×):60分経っても傷が修復しない
1.傷回復性を評価した後の樹脂層に対し、以下の方法で傷回復維持性を評価した。
上記の方法で1.傷回復性を評価した後の樹脂層の表面(具体的には、傷回復性を評価した表面)を、スチールウールを用い荷重300gをかけて10回擦った。その後、擦った表面を、更に、エリクセン社のペンシル型引っ掻き硬度計(モデル318、テストバー(ボールチップ式)))にて2Nの荷重をかけて擦り、5cmほどの直線状の傷をつけ、傷の回復具合を目視で観察し、傷の消失時間を測定した。
測定された傷の消失時間と、1.傷回復性を評価で測定された傷の消失時間と、の変化率を求め、傷回復維持性の評価を行った。
評価指標は、以下の通りである。
-評価指標-
A(〇):傷の消失時間の変化率が5%以下である
B(△):傷の消失時間の変化率が5%超10%未満である
C(×):傷の消失時間の変化率が10%超である
100μm厚のPETフィルム上に、40μmの膜厚の樹脂層を形成した以外は、各例と同様にして、樹脂層付PETフィルムを得た。
得られた樹脂層付PETフィルムについて、分光光度計((株)日立製作所、U-3310)を用い、可視光透過率を測定し、透明性を評価した。
評価指標は、以下の通りである。
-評価指標-
A:可視光透過率が90%以上である
B:可視光透過率が85%以上90%未満である
C:可視光透過率が85%未満である
下記の方法により摩擦係数を測定した。
荷重変動型摩擦磨耗試験システムHEIDONトライボギアHHS2000(新東科学(株))の加減重往復摩擦測定モードを用い、引掻針(サファイア製、先端半径r=0.1mm)を用いて、垂直荷重10g~30gをかけながら樹脂層の表面を10mm/1secの速度で30mm往復した際に、前記引掻針にかかる走査方向の動摩擦抵抗を測定し、これにより動摩擦係数(μk1)を算出した。
評価指標は、以下の通りである。
-評価指標-
A:動摩擦係数(μk1)が0.5以下である
B:動摩擦係数(μk1)が0.5超1.0以下である
C:動摩擦係数(μk1)が1.0超である
下記の方法により摩擦係数維持性を評価した。
トルエンを染み込ませたベンコットを用い、荷重500gf/cm2×500回の条件で樹脂層表面をラビングした。その後、乾燥した樹脂層の表面の動摩擦係数(μk2)を、4.摩擦係数の測定と同様にして算出した。
算出された動摩擦係数(μk2)と、4.摩擦係数を測定で算出された動摩擦係数(μk1)と、の比[動摩擦係数(μk2)/動摩擦係数(μk1)]を求め、摩擦係数維持性の評価を行った。
評価指標は、以下の通りである。
-評価指標-
A:動摩擦係数(μk2)/動摩擦係数(μk1)が1.2以下である
B:動摩擦係数(μk2)/動摩擦係数(μk1)が1.2超1.5以下である
C:動摩擦係数(μk2)/動摩擦係数(μk1)が1.5超である
また、実施例2-1~2-16の表面保護樹脂部材形成用キットは、更に、摩擦係数が小さく、摩擦係数維持性にも優れる表面保護樹脂部材を形成しうることが分かる。
Claims (12)
- ビニル基を有するシランカップリング剤に由来する構成単位を有し且つ水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂、及び、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオールを含む第1剤と、
多官能イソシアネートを含む第2剤と、
から構成され、
前記第1剤及び前記第2剤の少なくとも一方に、数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子を含み、
前記無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、下記式(I)におけるCが0.9以上である、表面保護樹脂部材形成用キット。
式(I) : C=A/(A+B) - 前記無機粒子の数平均粒子径が5nm以上100nm以下である、請求項1に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して0.5質量%以上60質量%以下である、請求項1又は請求項2に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して1質量%以上50質量%以下である請求項3に記載の、表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記無機粒子の含有量がキットの全固形分に対して15質量%以上45質量%以下である請求項3又は請求項4に記載の、表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記無機粒子が無機酸化物粒子である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記無機酸化物粒子が、シリカ粒子、チタニア粒子、及びアルミナ粒子から選択される少なくとも1種である、請求項6に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記第1剤が、イソシアネート基に対して反応性を示す官能基を有するシリコーン樹脂を更に含む、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記第1剤が、イソシアネート基に対して反応性を示す官能基を有するシリコーン樹脂を更に含み、且つ、前記無機粒子がシリカ粒子である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 前記アクリル樹脂が、フッ素原子を有する請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の表面保護樹脂部材形成用キット。
- 請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の表面保護樹脂部材形成用キットの、第1剤と第2剤との混合物の硬化物である表面保護樹脂部材。
- ビニル基を有するシランカップリング剤に由来する構成単位を有し且つ水酸基価が40mgKOH/g以上280mgKOH/g以下のアクリル樹脂と、
複数のヒドロキシル基を有し且つ前記複数のヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介して結合しているポリオールと、
多官能イソシアネートと、
数平均粒子径が5nm以上200nm以下である無機粒子と、
の混合物の硬化物であり、
前記無機粒子の、一次粒子数をA[個]とし、二次粒子数をB[個]としたとき、下記式(I)におけるCが0.9以上である、表面保護樹脂部材。
式(I) : C=A/(A+B)
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