JPWO2018066046A1 - 防汚構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1の日本国特表2014−509959号公報には、多孔質構造を有する基質に防汚剤を固定化させ、基質表面に撥水面を形成することで異物を撥ね、異物の付着を低減することが提案されている。
そして、上記特許文献1には、基質表面の防汚剤が失われたとしても多孔質構造の毛細管ネットワークにより基質内部から防汚剤が補充され、撥水面が自己修復される旨が開示されている。
そして、上記表面改質層が、シランカップリング剤由来の改質層であり、
上記防汚液が下記式(1)を満たす第1の防汚液と、下記式(2)を満たす第2の防汚液とを含み、第1の防汚液と上記第2の防汚液との体積比(第1の防汚液/第2の防汚液)が、1/2〜100/1であることを特徴とする;
Y>3X+2000・・・式(2)
但し、式(1)、式(2)中、Yは防汚液の平均分子量、Xは20℃における動粘度(cSt)を表わす。
上記防汚構造体は、酸化物層と、該酸化物層の表面を改質する表面改質層と、該表面改質層に保持された防汚液とを備え、上記表面改質層が、上記防汚液との親和性を有するものであり、上記防汚液が分子量と動粘度との関係が異なる2種以上の防汚液を含有するものである。
上記防汚液は、防汚構造体の表面に平滑な撥水面を形成して、水、油、砂、埃等の異物を撥ね、上記異物の付着を低減するものである。
Y>3X+2000・・・式(2)
但し、式(1)、式(2)中、Yは防汚液の平均分子量、Xは20℃における動粘度(cSt)を表わす。
また、防汚構造体の表面側に偏在し、防汚性に大きな影響を及ぼす上記第2の防汚液の平均分子量が上記範囲であることで優れた防汚性を発現すると共に揮発による防汚液の減耗を抑制できる。
本発明においては、以下の条件で平均分子量を測定した。
カラム:PLgel 10μm MIXED−B + PLgel 5μm MIXED−C
カラム温度:23℃
移動相:アサヒクリン AK−225(旭硝子)
流量:0.5ml/min
注入量:200μl
スタンダード:単分散ポリメチルメタクリレート
検出器:示差屈折率検出器 RI (東ソー製 RI−8020 型)
前処理:試料 5 mg に溶媒 5 mL を加え、室温で緩やかに攪拌した(溶解を視認)。
上記範囲内であることで、防汚性と耐久性とを両立させることができる。
まず、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、分子量分布から異なる分子量ピークを持つ混合物かどうかを判断する。
そして、例えば、蒸発損失の差を利用して防汚液を分離する。具体的には、200℃前後で長時間加熱して2種類の防汚液を分離する。
その後、蒸留側と残留側、それぞれの防汚液について粘度計で測定する。
本発明においては、回転式粘度計のせん断速度をトルク値が約50%となるように設定して行った。
用いた装置名称および測定条件を以下に示す。
装置名 :BROOKFIELD LVDV−II+Pro CP
測定法 :コーン/プレート型 回転式粘度測定
スピンドル:CPA−52Z
測定温度 :20℃
X1>X2・・・式(3)
但し、X1は第1の防汚液の動粘度(cSt)を表わし、X2は第2の防汚液の動粘度(cSt)を表わす。
上記表面改質層は、後述する酸化物層の表面を改質して防汚液との親和性を高め、上記防汚液が酸化物層の表面に濡れ広がって平滑な撥水面を形成し易くすると共に、上記防汚液を保持して、流失による防汚液の減耗を防止して防汚構造体の耐久性を向上させるものである。
そして、酸化物層の表面の水酸基と脱水縮合して高分子化したシランカップリング剤が酸化物層の表面を改質する。
上記酸化物層は、 無機酸化物で形成されたものであり、表面に水酸基を有するものである。上記無機酸化物としては、セラミック、ガラス等の金属酸化物等を挙げることができる。
なかでも、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ジルコニウムは、光透過性が優れるという観点から好ましい。
セラミックス粒子の20wt%分散液(ゾル)50μL、メチル系アルコキシオリゴマー50μL、2−プロパノール20mLを混合し、超音波洗浄機を用いて1分間撹拌して、[塗工液組成物1]を得た。
ウレタン系樹脂を主成分とするクリア層にアルミナゾルをコーティングした基材に上記酸化物層塗工液をフローコート法によって塗布し、乾燥させて表面に微細凹凸を有する多孔質の酸化物層を形成した。
フッ素系溶剤(3M社製;NOVEC;7100)中に、改質剤(パーフルオロポリエーテル;フロロテクノロジー社製、フロロサーフ FG5020−TH0.1)を0.1wt%含む表面改質剤を、フローコート法によって上記酸化物層に塗布し、45℃70%RHの環境下で1時間保持して酸化物層の表面を改質した。
下記表1に示す第1の防汚液、第2の防汚液を下記表2に示す処方で混合し、混合した防汚液を、上記表面改質層を形成した酸化物層に0.25cc滴下し、表面をベンコットンでなじませてから5分間放置して防汚液を含浸させた。
その後、ベンコットンで虹ムラがなくなる程度に防汚液を拭き取り、防汚構造体を得た。
上記防汚構造体を転落角により評価した。
転落角の測定は、自動接触計DSA100を用いて純水20μLを防汚構造体に滴下して行い、作製直後の初期の転落角と、90℃で4時間加熱した後の転落角を測定した。
評価結果を表2に示す。
M03、M07は、パーフルオロエーテルオイル(ソルベイ社製FomblinM03、M07)である。
2 表面改質層
31 第1の防汚液
32 第2の防汚液
課題を解決するための手段
[0006]
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、分子量と動粘度との関係が異なる2種以上の防汚液を混合して用いることにより、上記2種以上の防汚液が互いに補完し合い、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0007]
即ち、本発明の防汚構造体は、酸化物層と、該酸化物層の表面を改質する表面改質層と、該表面改質層に保持された防汚液と、を備える。
そして、上記表面改質層が、シランカップリング剤由来の改質層であり、
上記防汚液が下記式(1)を満たす第1の防汚液と、下記式(2)を満たす第2の防汚液とを含み、上記第1の防汚液と上記第2の防汚液とが官能基を有さない分子構造であり、上記第1の防汚液と上記第2の防汚液との体積比(第1の防汚液/第2の防汚液)が、1/2〜100/1であることを特徴とする;
[0008]
Y≦3X+2000・・・式(1)
Y>3X+2000・・・式(2)
但し、式(1)、式(2)中、Yは防汚液の平均分子量、Xは20℃における動粘度(cSt)を表わす。
発明の効果
[0009]
本発明によれば、分子量と動粘度との関係が異なる2種以上の防汚液を混合して用いることとしたため、防汚液の耐揮発性や耐流出性等の耐減耗性が向上し、防汚性が優れる高耐久な防汚構造体を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0010]
[図1]本発明の防汚構造体の一例を示す概略断面図である。
発明を実施するための形態
[0011]
本発明の防汚構造体について詳細に説明する。
上記防汚構造体は、酸化物層と、該酸化物層の表面を改質する表面改質層と、該表面改質層に保持された防汚液とを備え、上記表面改質層が、上記防汚液との親和性を有するものであり、上記防汚液が分子量と動粘度との関係
下記表1に示す第1の防汚液、第2の防汚液を下記表2に示す処方で混合し、混合した防汚液を、上記表面改質層を形成した酸化物層に0.25cc滴下し、表面をBEMCOT(OZU Corporation)でなじませてから5分間放置して防汚液を含浸させた。
その後、BEMCOTで虹ムラがなくなる程度に防汚液を拭き取り、防汚構造体を得た。
Claims (4)
- 酸化物層と、
該酸化物層の表面を改質した表面改質層と、
該表面改質層に保持された防汚液と、を備える防汚構造体であって、
上記表面改質層が、シランカップリング剤由来の改質層であり、
上記防汚液が下記式(1)を満たす第1の防汚液と、下記式(2)を満たす第2の防汚液とを含むものであり、
上記防汚液中の第1の防汚液と上記第2の防汚液との体積比(第1の防汚液/第2の防汚液)が、1/2〜100/1であることを特徴とする防汚構造体。
Y≦3X+2000・・・式(1)
Y>3X+2000・・・式(2)
但し、式(1)、式(2)中、Yは防汚液の平均分子量、Xは20℃における動粘度(cSt)を表わす。 - 上記第2の防汚液防汚液の平均分子量が3000〜5000であることを特徴とする請求項1に記載の防汚構造体。
- 上記第1の防汚液の20℃における動粘度X1(cSt)と、第2の防汚液の20℃における動粘度X2(cSt)とが、下記式(3)の関係を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の防汚構造体。
X1>X2・・・式(3) - 上記酸化物層が、表面凹凸を有するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の防汚構造体。
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