KR102000413B1

KR102000413B1 - 방오 구조체 및 해당 방오 구조체를 구비하는 자동차 부품

Info

Publication number: KR102000413B1
Application number: KR1020187033214A
Authority: KR
Inventors: 유지 노구치; 료 무라카미
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2019-09-27
Also published as: MX2018013953A; JP6624534B2; BR112018073516B1; EP3459728A4; JPWO2017199423A1; BR112018073516A2; WO2017199423A1; RU2690801C1; KR20180129955A; US20190152846A1; US10464842B2; EP3459728A1; EP3459728B1; CN109195788A

Abstract

본 발명의 방오 구조체는 기재 상에 미세 다공질층과 방오액을 구비한다. 그리고, 상기 미세 다공질층이, 표면에 액체 보유부를 갖고, 내부에 상기 액체 보유부보다도 상기 방오액과의 친화성이 낮은 액체 토출부를 갖는 것이며, 상기 액체 토출부의 막 두께를 T라 했을 때, 액체 보유부의 막 두께가 1/100 내지 1/50인 것을 특징으로 한다.

Description

방오 구조체 및 해당 방오 구조체를 구비하는 자동차 부품

본 발명은 방오액을 보유하는 미세 다공질층을 구비하는 방오 구조체에 관계되고, 더 상세하게는, 상기 미세 다공질층의 방오액의 보유 능력과 방오액의 표면으로의 공급성을 양립시켜, 장기에 걸쳐 자기 수복성을 갖는 방오면이 형성되는 방오 구조체 및 해당 방오 구조체를 구비하는 자동차 부품에 관한 것이다.

종래, 방오성을 갖는 이활성 표면을 갖는 것이 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 발수 재료를 실리카졸과 불소 수지로 형성한 미세 다공질층으로 보유한 발수성 물품이 개시되어 있다. 그리고, 상기 발수성 물품은 장기간에 걸쳐 자외선의 조사를 받은 후, 혹는 표면이 마모된 후에도 활수성이 우수하다는 취지가 기재되어 있다.

국제 공개 WO2008/120505

그러나, 특허문헌 1에 기재된 것에 있어서는, 미세 다공질층 전체에 불소 수지를 포함하는 것이며, 미세 다공질층과 발수 재료의 친화성이 높고, 많은 발수 재료를 보유할 수 있는 반면, 미세 다공질층 내부의 발수 재료가 미세 다공질층 표면에 공급되기 어렵고, 발수 재료를 충분히 이용할 수 없고 발수성이 저하되는 경우가 있다.

또한, 미세 다공질층과 발수 재료의 친화성이 낮아서, 충분한 양의 발수 재료를 보유할 수 없다.

본 발명은 이러한 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 방오 구조체 표면으로의 방오액의 공급성과 방오 구조체의 방오액의 보유 능력을 양립시켜, 장기에 걸쳐 자기 수복성을 갖는 방오면이 형성되는 방오 구조체 및 해당 방오 구조체를 구비하는 자동차 부품을 제공하는 데 있다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 미세 다공질층의 두께 방향으로 방오액과의 친화성이 다른 액체 보유부와 액체 토출부를 마련하고, 상기 방오액과의 친화성이 높은 표면측의 액체 보유부의 막 두께를 적절한 두께로 함으로써 미세 다공질층의 내부의 방오액이 표면에 공급되기 쉬워진다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 방오 구조체는 기재 상에 미세 다공질층과 방오액을 구비한다.

그리고, 상기 미세 다공질층이, 표면에 액체 보유부를 갖고, 내부에 상기 액체 보유부보다도 상기 방오액과의 친화성이 낮은 액체 토출부를 갖는 것이며, 상기 액체 토출부의 막 두께를 T라 했을 때, 액체 보유부의 막 두께가 1/100 내지 1/50인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자동차 부품은 상기 방오 구조체를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 방오액을 보유하는 미세 다공질층의 내부에 방오액과의 친화성이 적절하게 낮은 액체 토출부를 마련하는 것으로 하였기 때문에, 방오 구조체 표면으로의 방오액의 공급성과 방오액의 보유 능력을 양립시킬 수 있고, 장기에 걸쳐 자기 수복성을 갖는 방오면을 형성할 수 있는 방오 구조체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방오 구조체의 일례를 도시하는 개략 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 방오 구조체의 A-Ａ'에 따른 모식적인 단면도이다.

본 발명의 방오 구조체에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 방오 구조체의 사시도를 도 1에 도시한다. 또한, 도 1 중, A-A' 선을 따른 모식적인 단면도를 도 2에 도시한다.

도 1, 도 2 중, 1은 방오 구조체, 2는 미세 다공질층, 20은 세공, 21은 액체 보유부, 22는 액체 토출부, 211은 표면 개질층, 3은 방오액, 31은 방오막이다.

본 발명의 방오 구조체는, 미세한 세공을 갖는 미세 다공질층과, 미세 다공질층의 표면을 덮는 방오액을 구비하고, 상기 방오액은 상기 미세 다공질층의 세공내에 보유되고, 상기 미세 다공질층의 표면으로 번져서 방오막을 형성한다.

<미세 다공질층>

상기 미세 다공질층(2)은 표면에 액체 보유부(21)를 갖고, 내부에 상기 액체 보유부보다도 상기 방오액(3)과의 친화성이 낮은 액체 토출부(22)를 갖는다.

상기 미세 다공질층(2)의 내부에 액체 보유부(21)보다도 상기 방오액(3)과의 친화성이 낮은 액체 토출부(22)을 가짐으로써, 상기 미세 다공질층의 세공(20)에 보유된 방오액(3)이 상기 미세 다공질층(2) 내부의 액체 토출부(22)로부터 표면의 액체 보유부(21)로 이동하기 쉬워진다.

그리고, 미세 다공질층의 표면측의 액체 보유부(21)에 방오액(3)이 공급되어, 방오액과의 친화성이 높은 상기 액체 보유부(21)에 의해 방오액(3)이 미세 다공질층(2)의 표면 전체에 젖어 퍼지기 때문에, 자기 수복성을 갖는 방오막(31)이 형성되어 방오성이 향상된다.

상기 액체 보유부의 막 두께(X)는 상기 액체 토출부의 막 두께(T)의 1/100 내지 1/50, 바꾸어 말하면, 상기 액체 보유부의 막 두께(X)가 상기 미세 다공질층의 세공 깊이(h)의 1/101 내지 1/51이다.

상기 액체 보유부의 막 두께(X)가 상기 액체 토출부의 막 두께(T)의 1/100 미만이면, 미세 다공질층의 세공(20)에 방오액(3)이 들어가기 어렵고, 미세 다공질층(2)의 방오액 보유량이 감소하여 조기에 방오액(3)이 고갈된다.

또한, 1/50을 초과하면, 액체 토출부의 막 두께가 얇고, 방오액을 기피해 세공으로부터 밀어내는 힘이 약해져서, 미세 다공질체 표면에 방오액이 공급되지 않고, 미세 다공질층 내에 보유된 방오액을 충분히 이용할 수 없다.

상기 액체 보유부는, 예를 들어 불소 관능기를 갖는 알콕시 올리고머 등의 종래 공지된 불소계의 표면 개질제 등에 의해, 미세 다공질층을 개질함으로써 액체 보유부를 형성할 수 있다. 상기 불소계의 표면 개질제로서는, 종래 공지된 불소계 실란 커플링제를 들 수 있다.

상기 액체 보유부의 막 두께는, 미세 다공질층의 개구 직경이나, 표면 개질제 중에 침지했을 때의 압력이나 천 등으로 와이프 아웃하는 등에 의해 조절할 수 있다.

통상, 금속 산화물 등의 미세 다공질 구조층은, 발수성을 갖지 않는다. 또한, 미세 다공질층은 그 표면에 요철을 갖기 때문에, 평탄한 것보다도 표면 자유 에너지가 높은 것이다.

따라서, 불소계의 표면 개질제를 포함하는 표면 개질제액에 대한 습윤성이 나쁘고, 미세 다공질층이 표면 개질제 액을 반발하기 때문에, 미세 다공질 구조층의 세공 내부는 개질되지 않고, 압력을 가함으로써 표면 개질제액이 세공 내에 침입하여, 액체 보유부를 형성할 수 있다.

그리고, 표면에 두껍게 얹힌 표면 개질제막을 천 등으로 닦아냄으로써 액체 보유부의 막 두께를 조정할 수 있다.

또한, 미세 다공질 구조층의 세공을 모세관으로 간주한 경우, 세공 내에 침입하는 액체의 깊이(H)는 다음 식 (1)로 표현된다.

H=2Tcosθ/ρgr… 식 (1)

단, 식 (1) 중, H: 액체가 침입하는 깊이, T: 표면 장력, θ: 접촉각, ρ: 액체의 밀도, g: 중력 가속도, r: 구멍의 내경(반경)을 나타낸다.

θ≥90°이면, 액체는 모세관 내에 침입할 수 없지만, 압력을 가함으로써 액체가 모세관 내에 침입한다.

상기 액체 보유부의 막 두께는, 미세 다공질층을 원소 분석함으로써 알 수 있다.

예를 들어, 방오액과의 친화성을 높이는 원소, 예를 들어 방오액이 불소계 오일인 경우에는 미세 다공질층 중에 존재하는 불소 원소를 X선 광전자 분광법(XPS)에 의해 원소 분석(대상 원소: 탄소, 산소, 불소, 규소)을 행함으로써 검출 할 수 있다.

구체적으로는, 미세 다공질층을 아르곤 가스에 의해 에칭을 하면서, X선 광전자 분광법에 의해 원소 분석을 행하여, 층 두께(깊이) 방향에 있어서의 불소 원소의 농도 분포를 산출하고, 층의 두께(깊이) 방향에 있어서의 어느 위치의 불소 원소의 농도가 3mol％ 이상인 범위까지 액체 보유부가 형성되어 있다고 할 수 있다.

또한, 미세 다공질층의 세공이 불소계의 표면 개질제, 예를 들어 플루오로알킬기 등의 불소 관능기에 의해 개질되어, 액체 보유부를 형성하고 있는 것은, 예를 들어 비행 시간 2차 이온 질량 분석법을 사용함으로써 확인할 수 있다.

상기 액체 보유부의 표면 자유 에너지는, 상기 방오액의 표면 자유 에너지와의 차가 10mJ/m² 이하인 것이 바람직하다.

방오액의 표면 자유 에너지와의 차가 10mJ/m² 이하임으로써, 방오액과의 친화성이 향상되고, 방오액을 미세 다공질층의 표면 전체에 젖어 퍼지게 하는 것이 가능하게 되고, 미세 다공질층의 방오액의 보유량을 향상시킬 수 있다.

따라서, 장기에 걸쳐 방오막이 자기 수복되어서 내구성이 우수하게 된다.

또한, 상기 액체 토출부의 표면 자유 에너지는, 상기 방오액의 표면 자유 에너지와의 차가 30mJ/m² 이상 200mJ/m² 이하인 것이 바람직하다.

방오액의 표면 자유 에너지와의 차가 30mJ/m² 이상임으로써, 방오액을 적절하게 기피하고, 상기 액체 보유부에 밀어내어, 미세 다공질층의 표면에 방오액이 공급되기 쉬워진다. 또한, 200mJ/m²를 초과하면 방오액이 액체 보유부까지 침투하기 어려워져, 방오액의 보유량이 저하되는 경우가 있다.

(표면 자유 에너지의 측정)

미세 다공질층의 세공 내부의 표면 자유 에너지는 직접 측정할 수 없기 때문에, 동일 조성 재료의 평활한 표면에 표면 자유 에너지가 기지인 액체를 적하하여, 그 접촉각으로부터 계측할 수 있다.

본 발명에서는 오웬스웬츠법에 의해, 물 및 디요오도메탄을 평활 기재 상에 적하하여, 그 접촉각으로부터 표면 자유 에너지를 구하였다.

상기 미세 다공질층의 세공 용적은, 5％ 내지 60％인 것이 바람직하다. 세공 용적이 5％ 미만이면 방오액의 보유량이 적고, 방오액이 고갈되기 쉽기 때문에 장기간 방오막을 형성할 수 없는 경우가 있고, 60％를 초과하면 미세 다공질층의 강도가 저하되어서 미세 다공질층의 내마모성이 저하되는 경우가 있다.

상기 세공 용적은 미세 다공질층 형성 시의 상분리제의 양이나 촉매의 양에 의해 조절할 수 있다.

상기 미세 다공질층의 두께는, 50 내지 400nm인 것이 바람직하다. 미세 다공질층의 두께가 50nm 미만이면 방오액의 보유량이 적어지고, 방오 구조체의 내구성이 저하되는 경우가 있고, 400nm을 초과하면 크랙이 발생하기 쉬워지는 경우가 있고, 또한, 헤이즈값이 높지 않은 경우가 있다.

상기 미세 다공질층의 두께는, 예를 들어 미세 다공질층 코팅 용액의 희석 배율(점도)이나, 코팅 스피드 등에 의해 조절할 수 있다.

상기 미세 다공질층의 평균 개구 직경(D)은 10nm 이상 400nm/n 이하인 것이 바람직하다. 상기 n은 미세 다공질층을 구성하는 재료의 굴절률을 나타낸다.

평균 개구 직경이 10nm 미만이면 예를 들어 불소계의 표면 개질제를 세공 내에 들어가게 하는 것이 곤란해지고, 불소계 오일과 같은 방오액을 보유시키는 것이 어려워지는 일이 있다.

또한, 400nm/n을 초과하면, 레일리 산란 등에 의해 헤이즈값이 커지거나, 전체 광선 투과율이 저하되거나 하는 경우가 있다.

상기 평균 개구 직경(D)은 미세 다공질층의 상면으로부터 표면의 개구부를 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 화상 해석에 의해, 각 개구부를 동일 면적의 원으로 환산했을 때의 그 원의 각 직경(도 2 중, 예를 들어 부호 d1 내지 d3로 나타냄)의 평균값을 적용할 수 있다.

미세 다공질층을 구성하는 재료의 굴절률(n)로서는, 예를 들어 아베 굴절계에 의해 계측되는 동일한 조성의 구성 재료로 이루어지는 막의 굴절률을 적용할 수 있다.

또한, 표면 개질된 미세 다공질층은, 예를 들어 아베 굴절계에 의해 계측되는 동일한 조성의 구성 재료의 막에 마찬가지의 표면 처리를 하여 이루어지는 막의 굴절률을 적용할 수 있다.

상기 미세 다공질층의 평균 개구 직경(D)은, 예를 들어 미세 다공질 구조층을 제작할 때, 미세 다공질 구조체의 구성 재료의 원료를 기재에 코팅한 직후부터 가열 건조시킬 때까지의 시간이나, 미세 다공질 구조층 제작 시의 도포막 두께에 의해 조정할 수 있다.

구체적으로는, 코팅한 후, 가열 건조시킬 때까지의 시간을 길게 하거나, 다공층 제작 시의 도포막 두께를 두껍게 함으로써, 미세 다공질 구조체의 평균 개구 직경(D)을 보다 크게 할 수 있다.

상기 미세 다공질층의 세공 형상은, 방오액을 보유할 수 있으면 되고, 복수의 공극이 3차원 방향으로 랜덤하게 배치되고, 상기 공극끼리가 연통된 것 외에, 미세 다공질층 표면에 개구되는 통형 등이어도 되지만, 복수의 공극이 3차원 방향으로 랜덤하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 세공 형상이, 공극이 3차원 방향으로 랜덤하게 배치된 것이면 기계적 강도가 강해진다.

상기 미세 다공질층을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 미세 다공질층의 내미끄럼 이동성을 향상시켜, 방오 구조체의 내구성을 향상시킨다는 관점으로부터 무기물을 적용하는 것이 바람직하다.

상기 무기물로서는, 예를 들어 산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화세륨, 산화니오븀, 산화지르코늄, 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화하프늄 등의 단순 산화물이나 티타늄산 바륨 등의 복합 산화물, 질화규소나 불소 마그네슘 등 비산화물 외에, 유리 등을 적용할 수 있다.

이들은, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 복수 종을 조합하여 사용해도 된다.

그 중에서도, 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄은, 광투과성이 우수하다는 관점에서 바람직하다.

<방오액>

상기 방오액은, 상기 미세 다공질층의 표면에 방오막을 형성하고, 물, 기름, 모래, 먼지 등의 이물을 반발하고, 이물의 부착을 저감하는 것이며, 발수성 및/또는 발유성을 갖는 것이며, 예를 들어 불소계 오일 등을 들 수 있다.

상기 불소계 오일로서는, 플루오로폴리에테르 오일, 퍼플루오로폴리에테르 오일 등을 들 수 있다.

또한, 상기 방오액은, 20℃에서의 점도가, 160mm²/s 이하인 것이 바람직하고, 8 내지 80mm²/s인 것이 보다 바람직하다.

방오액의 점도가 160mm²/s를 초과하면 내열성(내유출성)이 높아지는 반면 발수성·방오성이 저하되는 경우가 있고, 점도가 8mm²/s 미만이면 고온 하에서의 점도가 저하되어서 내열성이 저하되는 경우가 있다.

또한, 방오액의 점도는, 120℃에서 24시간 보유후의 증발 감량이, 35질량％ 미만인 것이 바람직하다. 증발 감량이 35질량％임으로써, 우수한 내구성을 갖는 방오 구조체로 하는 것이 가능하다.

예를 들어, 자동차 용도에 적용한 경우에 있어서도, 방오액이 자연 증발하여 성능 열화하기 어려워져, 상온(5 내지 35℃) 부근에 있어서, 장기간 방오성을 발휘 할 수 있다.

상기 증발 감량은, 30g의 방오액을 40φ의 샤알레에 펴고, 120℃에서 24시간 가열하여 계측하여 산출할 수 있다.

<기재>

본 발명의 방오 구조체는, 미세 다공질층의 액체 보유부와는 반대측 면에 기재를 마련할 수 있다.

상기 기재로서는, 유리나 강판 등의 무기 재료 외에, 수지 성형품이나 도막 등 유기 재료를 포함하는 기재를 사용할 수 있다.

<방오 구조체의 제조 방법>

본 발명의 방오 구조체의 제조 방법으로서는, 먼저, 졸겔법에 의해 미세 다공질층을 형성한다. 구체적으로는, 미세 다공질층의 구성 재료를 포함하는 용액을, 가수분해와 중합 반응에 의해 졸로 바꾸어서 기재 등에 도포하고, 추가로 반응을 진행시켜서 겔로 하여 건조·소성함으로써 미세 다공질층을 형성할 수 있다.

상기 졸의 도포 방법으로서는, 예를 들어, 스핀 코팅, 스프레이 도포, 롤 코터, 플로우 코팅, 딥 코팅 등 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 미세 다공질층의 세공을 표면 개질 처리제로 개질하고, 불소 오일 등의 방오액을 함침시킴으로써 제작할 수 있다.

<자동차 부품>

본 발명의 자동차 부품은 상기 본 발명의 방오 구조체를 구비하여 이루어진다. 자동차 부품이 상기 방오 구조체를 구비함으로써, 장기에 걸쳐 방오 성능이 우수한 것으로 할 수 있고, 세차나 청소의 횟수를 저감시키거나, 우천이나 나쁜 길에 있어서 양호한 시계를 확보할 수 있다.

상기 자동차 부품으로서는, 카메라 렌즈, 미러, 글래스 윈도우, 바디 등의 도장면, 각종 라이트의 커버, 도어 노브, 미터 패널, 윈도우 패널, 라디에이터 핀, 증발기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

(코팅액의 제작)

물 50mmol, 트리에틸렌글리콜 11mmol, 이소프로판올 13mmol을 균일하게 혼합하고, 32N 황산을 0.2g 첨가한 용액 A를 제작하였다.

이어서, 테트라에톡시실란 54mmol과 이소프로판올 13mmol을 혼합하여, 용액 B를 조정하였다.

상기 용액 A와 상기 용액 B를 혼합하여, 교반기로 15분 교반하고, 졸액을 조정하였다. 이 졸액을 에탄올로 5배 희석하여 코팅 용액을 제작하였다.

(코트)

상기 코팅액을 스핀 코팅(회전 속도: 2000rpm, 회전 시간: 20초간, 습도 60％)으로 소다석회 유리 상에 코팅하였다.

(가소성)

코트 후 1분 이내에, 코팅된 유리판을 150℃까지 가열해 둔 드라이 오븐에 투입해서 1시간 건조시킨 후, 상기 드라이 오븐 내에 방치해 실온(25℃)까지 냉각하여 가경화시켰다.

(소성)

그 후, 가경화 후의 샘플을 500℃까지 가열해 둔 머플로 내에서 1시간 소성하고, 상기 머플로 내에서 실온(25℃)까지 냉각하여 복수의 연통된 공극이 3차원 방향으로 랜덤하게 배치된 미세 요철 구조를 갖는 미세 다공질층을 형성하였다.

(액체 보유부의 형성)

상기 미세 다공질층을 형성한 소다석회 유리를 불소계 실란 커플링제(플루오로 테크놀로지제: 플루오로 서프 FG-5020) 내에 48시간 침지하고, 꺼내어 150℃까지 가열해 둔 드라이 오븐 내에서 1시간 건조하여 미세 다공질층의 표면에 액체 보유부를 형성하였다.

(오일 도포)

오일 막 두께가 500nm로 되도록 불소계 오일(퍼플루오로폴리에테르 오일: 듀퐁사제, KrytoxGLP103, 표면 자유 에너지: 17mJ/m²)의 중량을 계측하여 벤 코튼에 배어들게 해, 상기 액체 보유부를 형성한 미세 다공질층에 도포하여 방오 구조체를 제작하였다.

[실시예 2]

스핀 코팅의 조건을 회전 속도: 1500rpm으로 바꾸는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

[실시예 3]

스핀 코팅의 조건을 회전 속도: 700rpm으로 바꾸는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

[실시예 4]

하기의 코팅 용액으로 바꾸고, 스핀 코팅의 조건을 회전 속도: 500rpm으로 바꾸는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

(코팅 용액)

물 50mmol, 트리에틸렌글리콜 11mmol, 이소프로판올 13mmol을 균일하게 혼합하고, 32N 황산을 1.0g 첨가한 용액 A를 제작하였다.

이어서, 테트라에톡시실란 54mmol과 이소프로판올 13mmol을 혼합하고, 용액 B를 조정하였다.

[실시예 5]

하기의 코팅 용액으로 바꾸는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

(코팅 용액)

물 50mmol, 트리에틸렌글리콜 20mmol, 이소프로판올 13mmol을 균일하게 혼합하고, 32N 황산을 0.2g 첨가한 용액 A를 제작하였다.

[비교예 1]

미세 다공질층을 마이크로 포러스 필름(3M사제)으로 바꾸는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

[비교예 2]

액체 보유부가 형성되지 않는 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

[비교예 3]

액체 보유부의 형성에 있어서의 표면 개질 시간을 48hr에서 72hr으로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 방오 구조체를 제작하였다.

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 방오 구조체의 구성을 표 1에 나타내었다.

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 방오 구조체를 이하의 하기의 방법으로 평가하였다.

평가 결과를 표 2에 나타내었다.

<내마모성>

전자동 접촉각계(Drop Master: 교와 가이멘 가가꾸 가부시키가이샤 제조)를 사용하고, 캔버스 천으로 소정 횟수 왕복 미끄럼 이동 후의 수적 전락각을 측정하였다.

◎: 20 [μL]의 수적 전락각이 10° 이하

○: 20 [μL]의 수적 전락각이 10°를 초과 20° 이하

△: 20 [μL]의 수적 전락각이 20°를 초과 30° 이하

×: 20 [μL]의 수적이 30°를 초과한다.

<내열성>

상기 적층체를 유리 꽂이에 꽂아 80°로 기울인 상태에서, 90℃의 오븐에 4시간 방치한 후, 상온에 1시간 방치한 후, 수적(5 [μL])의 전락각을 측정하였다.

◎: 20 [μL]의 수적 전락각이 10° 이하

○: 20 [μL]의 수적 전락각이 10°를 초과 20° 이하

△: 20 [μL]의 수적 전락각이 20°를 초과 30° 이하

×: 20 [μL]의 수적이 30°를 초과한다.

<광학 특성>

헤이즈·투과율계를 사용하여 JIS K 7136에 준거하여, 헤이즈 미터(가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여 헤이즈값 및 전체 광선 투과율을 측정하였다.

표 1, 표 2로부터, 본 발명의 방오 구조체는 내마모성, 내열성이 우수한 것을 알 수 있다. 비교예 1의 방오 구조체는, 세공 용적이 크고, 다량의 방오액을 보유할 수 있는 것이지만, 미세 다공질층과 방오액의 친화성이 높기 때문에, 방오액이 세공 내에서 번지지 않고, 내마모성이 낮은 것이었다.

또한, 비교예 2는, 액체 보유층을 갖지 않기 때문에, 미세 다공질 층 내에 방오액이 침입하지 않고, 방오액의 보유량이 적어 내마모성이 낮은 것이었다. 상기 비교예 2와 실시예 1의 비교로부터, 액체 보유층을 형성함으로써 방오액의 보유량이 불어나는 것을 알 수 있다.

추가로, 비교예 3은, 액체 보유부를 갖는 것이며, 내마모성에 있어서 상기 비교예 1, 비교예 2보다도 양호한 결과가 얻어졌지만, 액체 보유부의 막 두께가 두껍기 때문에, 액체 토출부에 의한 방오액의 압출이 약하고, 5000회 후의 내마모성이 저하되었다.

이상, 본 발명을 실시예에 의해 설명했지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서, 방오 구조체를 적용하는 것으로서, 자동차 부품을 예시했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 바이크 부품, 휴대 전화나 전자 수첩 등의 모바일 기기, 간판, 시계 등에 적용하는 것도 가능하다.

1: 방오 구조체
2: 미세 다공질층
20: 세공
21: 액체 보유부
211: 표면 개질층
22: 액체 토출부
3: 방오액
31: 방오막
d1 내지 d3: 개구 직경
h: 세공 깊이
T: 액체 토출부 막 두께
X: 액체 보유부 막 두께

Claims

미세 다공질층과, 상기 미세 다공질층의 표면 및 내부에 방오액을 구비하는 방오 구조체이며,
상기 미세 다공질층은, 표면에 상기 방오액을 보유하는 액체 보유부와, 내부에 상기 액체 보유부보다도 상기 방오액과의 친화성이 낮은 액체 토출부를 갖고,
상기 액체 보유부의 막 두께가 상기 액체 토출부의 막 두께의 1/100 내지 1/50인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
미세 다공질층과, 상기 미세 다공질층의 표면 및 내부에 방오액을 구비하는 방오 구조체이며,
상기 미세 다공질층이, 표면에 상기 방오액을 보유하는 액체 보유부와, 내부에 상기 액체 보유부보다도 상기 방오액과의 친화성이 낮은 액체 토출부를 갖고,
상기 액체 보유부의 막 두께가 상기 미세 다공질층의 세공 깊이의 1/101 내지 1/51인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
제1항에 있어서,
상기 액체 보유부와 상기 방오액의 표면 자유 에너지 차가 10mJ/m² 이하이고, 상기 액체 토출부와 상기 방오액의 표면 자유 에너지 차가 30mJ/m² 이상인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
제1항에 있어서,
상기 미세 다공질층의 세공 용적이 5％ 내지 60％인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
제1항에 있어서,
상기 미세 다공질층의 막 두께가, 50 내지 400nm인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
제1항에 있어서,
상기 미세 다공질층의 평균 개구 직경(D)이, 10nm 이상 400nm/n 이하인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
단, 상기 n은 미세 다공질층의 굴절률을 나타낸다.
제1항에 있어서,
상기 방오액의 0℃에서의 점도가, 160mm²/s 이하인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
제1항에 있어서,
120℃에서 24시간 보유했을 때의 상기 방오액의 증발 감량이, 35 질량％ 미만인 것을 특징으로 하는, 방오 구조체.
방오 구조체를 갖는 자동차 부품이며,
상기 방오 구조체가, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 방오 구조체인 것을 특징으로 하는, 자동차 부품.