TWI656206B - Antifouling sheet - Google Patents
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Abstract
本發明為提供一種抗污性薄片,其係具有含有(聚)矽氮烷系化合物之中間層(X)以及層合在中間層(X)上的抗污層(Y),抗污層(Y)係由包含特定4官能之矽烷系化合物(A)以及特定3官能之矽烷系化合物(B)之抗污層形成用組成物所形成之層,且該抗污層形成用組成物中之(B)成分的含量相對於(A)成分100莫耳%為8~90莫耳%,該抗污性薄片具備面狀態及硬化性良好的抗污層,水滴滑落加速度較大,具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性,同時層間密著性也較優異。
Description
本發明為關於一種抗污性薄片。
一般來說,對建築用窗玻璃、自動車用窗玻璃、車輛、航空機、船舶等之防風玻璃、水槽、船底窗、船底下的海中生物附著防止用薄膜、防音壁等之道路用面板、浴室等所設置的鏡子、玻璃容器、玻璃裝飾品等之成形品的表面來說,期望它不會附著水滴或污垢等之會妨礙視線的東西。
對於如此之成形品的表面,藉由以抗污性物質所形成的皮膜來被覆,或是藉由貼附抗污性薄片,來進行撥水性或抗污性的賦予。
為了對成形品賦予撥水性,已知在成形品的表面上,形成包含氟樹脂等之含有氟之化合物的層。
例如,在專利文獻1中有揭示一種撥水膜被覆物品,其係藉由積層體而被覆玻璃等之基材,該積層體具有無機化合物所形成的下地層、與被覆該下地層的表面且由含有氟之化合物所形成的撥水膜。
[專利文獻1]日本特開2010-285574號公報
然而,專利文獻1記載之撥水膜被覆物品由於具有含有氟之化合物所形成的撥水膜,故以環境保護之觀點來看較不佳。
且,一般來說有下述傾向,含有氟之化合物所形成的撥水膜,水滴的滑落加速度較小,水滴附著在撥水膜的表面上時,到水滴滑落為止很花時間。因此,專利文獻1記載之撥水膜被覆物品並不適合於要求使附著的水滴瞬間滑落之特性的用途上。
進而,對於具有撥水性或抗污性的抗污性薄片,要求賦予撥水性或抗污性的層之面狀態或硬化性要良好,或也要求層間密著性。
本發明之目的為提供一種抗污性薄片,其係具備面狀態以及硬化性良好的抗污層,且水滴之滑落加速度大,且具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的同時,層間密著性也較優異。
本發明者們發現,抗污性薄片中具有中間層與抗污層,且該中間層含有(聚)矽氮烷系化合物,該抗污層為在中間層的表面上,由包含特定比率之具有特定構造的2種矽烷系化合物之組成物所形成,藉此能夠解決上述課題,進而完成本發明。
亦即,本發明提供下述[1]~[10]。
[1]一種抗污性薄片,其係具有含有(聚)矽氮烷系化合物之中間層(X)以及層合在中間層(X)之表面上的抗污層(Y)之抗污性薄片,且抗污層(Y)係由抗污層形成用組成物所形成之層,該抗污層形成用組成物中包含下述式(a)所表示之矽烷系化合物(A)以及下述式(b)所表示之矽烷系化合物(B),當該抗污層形成用組成物中之(B)成分的含量相對於(A)成分100莫耳%為8~90莫耳%,式(a):Si(OR1)p(X1)4-p
〔式(a)中,R1表示碳數1~6之烷基,X1表示鹵原子。R1,X1存在複數個時,該複數個R1,X1亦可各自相同,亦可相異,p表示0~4之整數。〕
式(b):R2Si(OR3)q(X2)3-q
〔式(b)中,R2表示無取代或具有取代基之碳數4~14之烷基,R3表示碳數1~6之烷基,X2表示鹵原子,R3,X2存在複數個時,該複數個R3,X2亦可各自相同,亦可相異,q表示0~3之整數。〕
[2]如上述[1]之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成
用組成物中之(A)成分包含前述式(a)中之p為4之矽烷系化合物。
[3]如上述[1]或[2]之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(B)成分包含前述式(b)中之q為3之矽烷系化合物。
[4]如上述[1]~[3]中任一項之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物進一步包含酸觸媒(C)。
[5]如上述[4]之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(C)成分包含選自鹽酸、磷酸、乙酸、蟻酸、硫酸、甲磺酸、草酸、p-甲苯磺酸以及三氟乙酸所成群中之1種以上。
[6]如上述[4]或[5]之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(A)成分、(B)成分以及(C)成分之合計含量相對於該抗污層形成用組成物之全量為50~100質量%。
[7]如上述[1]~[6]中任一項之抗污性薄片,其中,中間層(X)中所包含之前述(聚)矽氮烷系化合物係具有下述式(1)所表示之重複單位的化合物,
〔式(1)中,RA、RB以及RC各自獨立表示氫原子、烷
基、環烷基、烯基、芳基或烷矽基。且,烷基、環烷基、烯基、芳基以及烷矽基亦可進一步具有取代基。〕
[8]如上述[1]~[7]中任一項之抗污性薄片,其中,具有在基材上層合中間層(X),並且進一步在中間層(X)之表面上層合抗污層(Y)而成之結構。
[9]如上述[1]~[8]中任一項之抗污性薄片,其中,中間層(X)之厚度為0.02~50μm。
[10]如上述[1]~[9]中任一項之抗污性薄片,其中,抗污層(Y)係在中間層(X)之表面上塗布前述抗污層形成用組成物形成塗膜後進行乾燥而形成之層。
本發明之抗污性薄片具備面狀態以及硬化性良好的抗污層,水滴之滑落加速度大,且具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的同時,層間密著性也較優異。
1a、1b、1c、2a、2b、2c‧‧‧抗污性薄片
11‧‧‧中間層(X)
12‧‧‧抗污層(Y)
13‧‧‧基材
13a‧‧‧底漆層
14‧‧‧黏著劑層
15、15’‧‧‧剝離材料
[圖1]表示本發明抗污性薄片的結構之一例,其係具有基材之抗污性薄片的剖面圖。
[圖2]表示本發明抗污性薄片的結構之一例,其係不具有基材之抗污性薄片的剖面圖。
本說明書之記載中,「數平均分子量(Mn)」為透膠層析術(GPC)法所測定出的標準聚苯乙烯換算之值,具體來說是依據實施例所記載之方法所測定的值。
且,在本說明書之記載中,例如「(聚)矽氮烷系化合物」意指「矽氮烷系化合物」與「聚矽氮烷系化合物」兩方之詞,其他的類似用語也是相同的。
本發明之抗污性薄片具有中間層(X)、與層合在中間層(X)之表面上的抗污層(Y)。本發明之抗污性薄片的結構中,只要具有中間層(X)與抗污層(Y)直接層合之結構即可,並無特別限制。
圖1以及2為表示本發明之抗污性薄片之結構的一示例之抗污性薄片的剖面圖。
作為本發明之抗污性薄片之結構的一示例,有舉如圖1(a)所示之抗污性薄片1a,其係具有在基材13上層合中間層(X)11,進一步在中間層(X)11之表面上層合抗污層(Y)12而成之結構。
以在保存抗污性薄片時能保護抗污層(Y)之表面的觀點來看,亦可在此抗污性薄片1a的抗污層(Y)12之外露的表面上進一步設置剝離材料。
且,如圖1(b)所示,為了提升抗污性薄片1a的基材13與中間層(X)11之間的密著性,亦可以設成抗污性薄片1b,其係使用附有底漆層的基材作為基材,且在基材13
與中間層(X)11之間有設置底漆層13a。
另外,如圖1(c)所示,亦可設成抗污性薄片1c,其係在有層合抗污性薄片1a之基材13的中間層(X)11的面之相反側表面上有設置黏著劑層14以及剝離材料15。且,在抗污性薄片1c的抗污層(Y)12之外露的表面上,亦可設置剝離材料。
且,本發明之抗污性薄片亦可不具有基材。
作為如此之不具有基材的抗污性薄片之結構的一示例,有舉例如圖2(a)所示之抗污性薄片2a,其係具有在剝離材料15上層合中間層(X)11,並且進一步在中間層(X)11之表面上層合抗污層(Y)12而成之結構。
且,如圖2(a)所示之抗污性薄片2a的結構中,雖然剝離材料15是被設置在中間層(X)11的表面上,但此剝離材料15亦可被層合在抗污層(Y)的表面上。且,如圖2(b)所示,亦可設成抗污性薄片2b,其係利用2片剝離材料15、15’來夾住中間層(X)11以及抗污層(Y)12。
另外,如圖2(c)所示亦可設成抗污性薄片2c,其係在中間層(X)11與剝離材料15之間設置黏著劑層14。且,亦可在如圖2(c)所示之抗污性薄片2c的抗污層(Y)12表面上設置剝離材料。
一般的抗污性薄片較多具有在基材上層合抗污層之結構,但如此之抗污性薄片有著抗污層之硬化性不充分的傾向。
相對於此,本發明之抗污性薄片具有直接層合抗污層
(Y)與含有(聚)矽氮烷系化合物之中間層(X)的結構,故能夠得到抗污層(Y)之硬化性被提升的抗污性薄片。
作為如此之理由,推測是因為抗污層(Y)中的2種矽烷系化合物所聚合的聚合物容易和中間層(X)中的(聚)矽氮烷系化合物鍵結。也就是說,是認為藉由抗污層(Y)中的該聚合物與中間層(X)中的(聚)矽氮烷系化合物的鍵結,在提升抗污層(Y)與中間層(X)之間的層間密著性的同時,也提升了抗污層(Y)的硬化性。
以下,針對本發明之抗污性薄片所具有的各層進行說明。
本發明之抗污性薄片所具有的中間層(X)為一含有(聚)矽氮烷系化合物之層,但在不損及本發明效果的範圍內,亦可含有其他添加劑。
作為中間層(X)的厚度,較佳為0.02~500μm,再較佳為0.05~100μm,更佳為0.1~25μm,再更佳為0.3~15μm。
中間層(X)的厚度只要在0.02μm以上,即能夠提升形成在中間層(X)上之抗污層(Y)的硬化性。且,也能夠使中間層(X)與抗污層(Y)之間的層間密著性良好。
另一方面,若中間層(X)的厚度在500μm以下,即使將抗污性薄片彎曲,也能夠抑制中間層的破裂,並能夠作為可撓式的抗污性薄片。且,能夠抑制與抗污層(Y)之間
的折射率差所造成的可視性降低。
<(聚)矽氮烷系化合物>
作為(聚)矽氮烷系化合物,只要是具有矽-氮鍵結的化合物即可,並無特別限制,但具有下述式(1)所表示之重複單位的化合物較佳。
且,該化合物亦可為具有包含下述一般式(1)所表示之重複單位的鏈狀構造之鏈狀化合物,亦可為具有包含下述一般式(1)所表示之重複單位的環狀構造之環狀化合物。
〔式(1)中,RA、RB以及RC各自獨立表示氫原子、烷基、環烷基、烯基、芳基或烷矽基。且烷基、環烷基、烯基、芳基以及烷矽基亦可進一步具有取代基。〕
作為RA、RB以及RC所能夠選擇的烷基,有舉例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、t-丁基、n-戊基、異戊基、新戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、2-乙基己基等。
此等之烷基中,以碳數1~10之烷基較佳,以碳數1
~6之烷基再較佳,以碳數1~3之烷基更佳。
作為RA、RB以及RC所能夠選擇的環烷基,有舉例如環戊基、環己基、甲基環己基等。
此等之環烷基中,以環形成碳數3~12之環烷基較佳,以環形成碳數6~10之環烷基再較佳。
作為RA、RB以及RC所能選擇的烯基,有舉例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基等。
此等之烯基中,以碳數2~10之烯基較佳,以碳數2~5之烯基再較佳。
作為RA、RB以及RC所能選擇之芳基,有舉例如苯基、聯苯基、三苯基、萘基、蒽基等。
此等之芳基中,以碳數6~12之芳基較佳,以苯基再較佳。
作為RA、RB以及RC所能選擇之烷矽基,有舉例如三甲矽烷基、三乙矽烷基、三n-丙矽烷基、三異丙矽烷基、三t-丁矽烷基、甲基二乙矽烷基、二甲矽烷基、二乙矽烷基、甲矽烷基、乙矽烷基等。
此等之烷矽基中,以碳數1~10之烷矽基較佳,以碳數1~6之烷矽基再較佳,以碳數1~3之烷矽基更佳。
能夠選擇作為RA、RB以及RC之烷基、環烷基、烯基、芳基以及烷矽基亦可進一步具有取代基。
作為該取代基,有舉例如選自氟原子、氯原子、溴原子、碘原子之鹵原子;羥基;硝基;胺基;氰基;硫醇
基;環氧基;環氧丙基;(甲基)丙烯醯氧基;碳數1~6(較佳為碳數1~3)之烷基;環形成碳數3~12(較佳為環形成碳數6~10)之環烷基;環形成碳數6~12之芳基;環形成原子數6~12之雜芳基;碳數1~6(較佳為碳數1~3)之烷氧基;環形成碳數6~12之芳氧基等。且,此等之取代基亦可進一步被其他取代基所取代。
惟,能夠選擇作為RA、RB以及RC之烷基、環烷基、烯基、芳基以及烷矽基為無取代較佳。
作為具有前述一般式(1)所表示之重複單位的化合物,亦可為由矽原子、氮原子以及氫原子所構成的無機(聚)矽氮烷系化合物,亦可為與矽原子、氮原子以及氫原子一起包含碳原子之有機(聚)矽氮烷系化合物。
作為無機(聚)矽氮烷系化合物,有舉例如以下(i)~(iii)之化合物。
(i)具有前述一般式(1)中的RA、RB以及RC全部為氫原子之重複單位之化合物(有舉例如特公昭63-16325號公報中記載之化合物等)。
(ii)具有下述一般式(2)所表示之重複單位的化合物。
〔式(2)中,a、b各自獨立為1以上之整數。Y1表示氫原子或下述一般式(2a)所表示之基。〕
〔式(2a)中,c為1以上之整數。*表示鍵結位置,Y2表示氫原子或上述式(2a)所表示之基。〕
(iii)具有下述式(3)所表示之構造的化合物。
作為有機(聚)矽氮烷系化合物,有舉例如以下(iv)~(viii)之化合物。
(iv)具有後述環狀構造之化合物(聚合度為3~5較佳),環狀構造係具有前述一般式(1)中之RA為氫原子以外之上述基,且RB以及RC為氫原子之重複單位。
(v)具有後述環狀構造之化合物(聚合度為3~5較
佳),環狀構造係具有前述一般式(1)中之RA以及RC為氫原子以外之上述基,且RB為氫原子之重複單位。
(vi)具有後述環狀構造之化合物(聚合度為3~5較佳),環狀構造係具有前述一般式(1)中之RA以及RB為氫原子以外之上述基,且RC為氫原子之重複單位。
(vii)具有下述一般式(4)所表示之構造的化合物。
〔式(4)中,R為碳數1~6之烷基,較佳為甲基。〕
(viii)具有下述一般式(5)所表示之重複單位的化合物。
〔式(5)中,RA、RB與前述一般式(1)中之RA、RB相
同。d、e各自獨立為1以上之整數。Y3表示氫原子或下述一般式(5a)所表示之基。〕
〔式(5a)中,f為1以上之整數。*表示鍵結位置,Y4表示氫原子或上述一般式(5a)所表示之基。〕
作為具有前述一般式(1)所表示之重複單位的化合物以外之(聚)矽氮烷系化合物,有舉例如1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷、1,3-雙(氯甲基)四甲基二矽氮烷、1,3-雙(3,3,3-三氟丙基)-1,1,3,3-四甲基二矽氮烷、1,3-二苯四甲基二矽氮烷、1,3-二乙烯-1,1,3,3-四甲基二矽氮烷、1,1,3,3-四甲基二矽氮烷等。
且,作為本發明中所使用之(聚)矽氮烷系化合物,也能夠使用聚矽氮烷改質物。
此等之(聚)矽氮烷系化合物中,以無機(聚)矽氮烷系化合物較佳,以具有前述一般式(1)中之RA~RC全部為氫原子之重複單位的無機(聚)矽氮烷系化合物再較佳。
且,本發明中所使用之(聚)矽氮烷系化合物能夠直接使用作為玻璃包覆材料等市售的市售品。
且,(聚)矽氮烷系化合物亦可單獨或組合2種以上來使用。
(聚)矽氮烷系化合物之數平均分子量(Mn)較佳為100~50000,再較佳為300~10000,更佳為500~5000。
<其他添加劑>
中間層(X)中,與上述(聚)矽氮烷系化合物一起,在不損及本發明效果的範圍下,亦可含有其他添加劑。
作為其他添加劑,有舉例如不相當於(聚)矽氮烷系化合物之樹脂成分、硬化劑、聚合起始劑、觸媒、抗老化劑、光安定劑、難燃劑、導電劑等。
作為該樹脂成分,有舉出不相當於上述(聚)矽氮烷系化合物之數平均分子量為1000以上之聚合物,作為該聚合物,有舉例如丙烯酸系樹脂、氨基甲酸乙酯系樹脂、聚酯系樹脂、矽氧系樹脂、橡膠系樹脂等。
且,作為該樹脂成分,聚合性化合物亦包含藉由熱或能量照射聚合而形成之聚合物。
作為該聚合性化合物,有舉出具有(甲基)丙烯醯基之化合物,具體來說有舉出具有會藉由紫外線、電子線等之能量線照射而進行聚合反應之性質的(甲基)丙烯酸酯系化合物等。
作為該(甲基)丙烯酸酯系化合物,有舉例如三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊
四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
中間層(X)中之(聚)矽氮烷系化合物的含量,以提升抗污層(Y)之硬化性的觀點來看,以及以提升中間層(X)與抗污層(Y)之層間密著性的觀點來看,相對於中間層(X)之全量(100質量%),較佳為5~100質量%,再較佳為10~100質量%,更佳為50~100質量%。
且,(聚)矽氮烷系化合物為中間層(X)中的主成分時,中間層(X)中的(聚)矽氮烷系化合物含量,以上述觀點來看,相對於中間層(X)之全量(100質量%),較佳為50~100質量%,再較佳為65~100質量%,更佳為80~100質量%,再更佳為90~100質量%。
且,不相當於(聚)矽氮烷系化合物之樹脂成分為中間層(X)中的主成分時,中間層(X)中的(聚)矽氮烷系化合物含量,較佳為5~50質量%,再較佳為5~45質量%。
且,中間層(X)中的含有氟之化合物含量,以環境面的觀點來看,相對於中間層(X)之全質量(100質量%),較佳為未滿10質量%,再較佳為未滿5質量%,更佳為未滿1質量%,再更佳為未滿0.01質量%。
本發明之抗污性薄片所具有的抗污層(Y)是由包含前
述式(a)所表示之矽烷系化合物(A)以及前述式(b)所表示之矽烷系化合物(B)的抗污層形成用組成物所形成之層。
該抗污層形成用組成物中與(A)成分以及(B)成分一起包含酸觸媒(C)較佳,且在不損及本發明效果之範圍下,亦可含有(A)~(C)成分以外之其他添加劑。
本發明之抗污性薄片的抗污層(Y)是由以特定比例包含具有特定構造的(A)成分以及(B)成分之抗污層形成用組成物所形成之層,故該抗污層(Y)會成為硬化性優異,水滴的滑落加速度大,且具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的抗污性薄片。
作為其理由,本發明者們認為,從該抗污層形成用組成物形成至抗污層(Y)的過程中,(A)成分與(B)成分進行縮聚合反應後所得之聚合物的構造是主要原因。
也就是說,本發明者們認為,在該聚合物的構造中,藉由來自(B)成分之單位中的烷基(式(b)中之R2)的存在,會對所形成之抗污層的撥水性提升帶來貢獻,但如果來自(B)成分之單位過密,反應性會降低,並且會有抗污層之硬化性降低的傾向。
基於這個想法,本發明者們認為,藉由在來自(B)成分之單位之間,導入擔任間隔物角色的來自(A)成分之單位,並以來自(B)成分之單位間的距離被控制的聚合物來形成抗污層,能夠調整來自(B)成分之單位中的烷基之運動性,並能夠一起提升撥水性與抗污層之硬化性,進而完成本發明。
因此,本發明之抗污性薄片所具有的抗污層(Y)主要是使用以特定比例包含(A)成分以及(B)成分之抗污層形成用組成物所形成之層。
作為抗污層(Y)的厚度,以能夠得到抗污性優異,且水滴之滑落加速度也較大,並具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的抗污性薄片之觀點來看,較佳為0.01~40μm,再較佳為0.05~25μm,更佳為0.10~15μm,再更佳為0.30~5μm。
<(A)成分:式(a)所表示之矽烷系化合物>
抗污層(Y)的形成材料之抗污層形成用組成物包含下述式(a)所表示之矽烷系化合物。
式(a):Si(OR1)p(X1)4-p
〔式(a)中,R1表示碳數1~6之烷基,X1表示鹵原子。R1、X1存在複數個時,該複數個R1、X1亦可各自相同,亦可相異,p表示0~4之整數。〕
作為R1所能夠選擇的烷基,有舉例如甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、新戊基、甲戊基等。
作為R1所能夠選擇的烷基,亦可為直鏈以及支鏈中任一者,為直鏈較佳。
作為X1所能選擇之鹵原子,有舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,但以氯原子較佳。
且,上述之式(a)所表示之矽烷系化合物亦可單獨或組
合2種以上來使用。
且,作為(A)成分,包含前述式(a)中的p為4之矽烷系化合物較佳。
<(B)成分:式(b)所表示之矽烷系化合物>
抗污層(Y)的形成材料之抗污層形成用組成物中與(A)成分之矽烷系化合物一起包含下述式(b)所表示之矽烷系化合物。
式(b):R2Si(OR3)q(X2)3-q
〔式(b)中,R2表示無取代或具有取代基之碳數4~14之烷基,R3表示碳數1~6之烷基,X2表示鹵原子。R3、X2存在複數個時,該複數個R3、X2亦可各自相同,亦可相異。q表示0~3之整數。〕
作為R2所能夠選擇的烷基之碳數,以提升所形成之抗污層(Y)的面狀態以及硬化性之觀點來看,為4~14,較佳為5~13,再較佳為6~12,更佳為6~10。
且,該碳數中並不包含作為R2所能夠選擇的烷基亦可具有的取代基之碳數。
作為R2所能夠選擇的烷基之碳數若未滿4,則將所得之抗污層形成用組成物塗布於中間層(X)之表面上時,會發生排斥,由該組成物所形成之抗污層(Y)的面狀態會變差。
且,作為R2所能夠選擇的烷基之碳數若超過14,則由所得之抗污層形成用組成物形成的抗污層(Y)之硬化性
會變差。且,該烷基之碳數越增加,所得之抗污層形成用組成物越容易膠化,由該組成物所形成之抗污層(Y)的面狀態也有下降的傾向。
作為R2所能夠選擇的烷基,有舉例如n-丁基、s-丁基、異丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一基、n-十二基、n-十三基、n-十四基、甲戊基、戊己基、丁戊基、2-乙基己基等。
作為R2所能夠選擇的烷基,亦可為直鏈烷基以及支鏈烷基之任一者,但以形成面狀態以及硬化性良好的抗污層(Y)之觀點來看,為直鏈烷基較佳。
作為R2所能夠選擇的烷基,亦可進一步具有取代基。
作為該取代基,有舉例如選自氟原子、氯原子、溴原子、碘原子之鹵原子;羥基;硝基;胺基;環形成碳數3~10之環烷基;環形成碳數6~12之芳基等。且,此等之取代基亦可進一步被其他取代基所取代。
惟,作為R2所能夠選擇的烷基為無取代較佳。
作為R3所能夠選擇的烷基,有舉出與作為上述之式(a)中的R1所能夠選擇的烷基相同者。
且,作為X2所能夠選擇的鹵原子,有舉出與作為上述之式(a)中的X1所能夠選擇的鹵原子相同者。
且,上述之式(b)所表示之矽烷系化合物亦可單獨或組合2種以上來使用。
且,作為(B)成分,包含前述式(b)中的q為3之矽烷系化合物較佳。
本發明中,抗污層形成用組成物中之(B)成分的含量,相對於(A)成分100莫耳%,為8~90莫耳%。
(B)成分的含量若未滿8莫耳%,則形成的抗污層(Y)其水滴之滑落加速度較小,至水滴滑落為止較花時間,且撥水性較差。且,將所得之抗污層形成用組成物塗布在中間層(X)之表面上時,較容易發生排斥,由該組成物所形成的抗污層(Y)之面狀態有變差的傾向。
且,若(B)成分的含量超過90莫耳%,由所得之抗污層形成用組成物形成的抗污層(Y)之硬化性會變差。
以形成水滴的滑落加速度變大,並具有使水滴瞬間滑落之優異撥水性的抗污層(Y)之觀點來看以及以形成後之抗污層(Y)的面狀態良好之觀點來看,相對於抗污層形成用組成物中之(A)成分100莫耳%,(B)成分的含量較佳為10莫耳%以上,再較佳為12莫耳%以上,再較佳為16莫耳%以上,更佳為20莫耳%以上,更佳為25莫耳%以上,再更佳為30莫耳%以上。
另一方面,以提升形成後之抗污層(Y)的硬化性之觀點來看,相對於抗污層形成用組成物中之(A)成分100莫耳%,(B)成分之含量較佳為80莫耳%以下,再較佳為70莫耳%以下,再較佳為60莫耳%以下,更佳為55莫耳%以下,更佳為50莫耳%以下,再更佳為45莫耳%以下。
<(C)成分:酸觸媒>
抗污層(Y)的形成材料之抗污層形成用組成物,以提升形成後之抗污層(Y)的硬化性之觀點來看,進一步包含酸觸媒(C)較佳。
藉由在抗污層形成用組成物中包含酸觸媒(C),會促進(A)成分以及(B)成分所具有的反應性官能基之水解,並進行(A)成分與(B)成分之縮聚合反應,來形成硬化性優異之抗污層(Y)。
作為酸觸媒(C),只要是具有促進(A)成分以及(B)成分所具有之反應性官能基水解之作用的成分即可,並無特別限制,但以形成硬化性優異之抗污層(Y)的觀點來看,包含選自鹽酸、磷酸、乙酸、蟻酸、硫酸、甲磺酸、草酸、p-甲苯磺酸以及三氟乙酸所成群中之1種以上較佳,包含鹽酸再較佳。
抗污層形成用組成物中之(C)成分的含量,以提升形成後之抗污層(Y)的硬化性之觀點來看,相對於(A)成分以及(B)成分之合計100莫耳%,較佳為0.001~1.000莫耳%,再較佳為0.005~0.500莫耳%,更佳為0.010~0.100莫耳%,再更佳為0.020~0.070莫耳%。
<其他添加劑>
抗污層形成用組成物中,除了上述(A)~(C)成分以外,在不損及本發明效果之範圍下,亦可含有其他添加劑。
作為其他添加劑,有舉例如樹脂成分、硬化劑、抗老化劑、光安定劑、難燃劑、導電劑、抗靜電劑、可塑劑等。
且,抗污層形成用組成物中之(A)成分、(B)成分以及(C)成分的合計含量,相對於該抗污層形成用組成物之全量(100質量%),較佳為50~100質量%,再較佳為65~100質量%,更佳為80~100質量%,再更佳為90~100質量%。
且,抗污層形成用組成物中之含有氟之化合物的含量,以環境面之觀點來看,相對於該抗污層形成用組成物之全量(100質量%),較佳為未滿10質量%,再較佳為未滿5質量%,更佳為未滿1質量%,再更佳為未滿0.01質量%。
抗污層(Y)為在中間層(X)之表面上塗布上述之抗污層形成用組成物形成塗膜後進行乾燥而形成之層較佳。
藉由在中間層(X)之表面上,使用抗污層形成用組成物形成塗膜後,將該塗膜進行乾燥而形成抗污層(Y),在進行該抗污層形成用組成物中之(A)成分與(B)成分之縮聚合反應的同時,也進行該縮聚合反應所得之聚合物與中間層(X)中之(聚)矽氮烷系化合物之反應。其結果,在提升抗污層(Y)與中間層(X)之層間密著性的同時,也能夠得到形成後的抗污層(Y)之硬化性更加被提升之抗污性薄片。
作為本發明所使用之基材,有舉例如紙基材、樹脂薄膜或板、將紙基材以樹脂貼合之基材等,能夠因應抗污性薄片之用途進行適當地選擇。
作為構成紙基材之紙,有舉例如紗紙、中質紙、上質紙、含浸紙、塗料紙、銅版紙、硫酸紙、玻璃紙等。
作為構成樹脂薄膜或板之樹脂,有舉例如聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴樹脂;聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯乙酸酯共聚合物、乙烯-乙烯醇共聚合物等之乙烯系樹脂;聚乙烯對苯二甲酯、聚丁烯對苯二甲酯、聚乙烯萘二甲酯等之聚酯系樹脂;聚苯乙烯;丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物;三乙酸纖維素;聚碳酸酯;聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸改質聚氨基甲酸乙酯等之氨基甲酸乙酯樹脂等。
作為將紙基材以樹脂貼合之基材,有舉出將上述之紙基材以聚乙烯等熱可塑性樹脂貼合之貼合紙等。
此等之基材中,以樹脂薄膜或板較佳,以由聚酯系樹脂所形成之薄膜或板再較佳,以由聚乙烯對苯二甲酯(PET)所形成之薄膜或板更佳。
且,作為本發明所使用之基材,以提升中間層(X)之密著性的觀點來看,使用於選自上述之紙基材、樹脂薄膜或板以及將紙基材以樹脂貼合之基材等之基材的面上設置底漆層之附有底漆層之基材較佳。
作為構成底漆層之成分,有舉例如聚酯系樹脂、氨基
甲酸乙酯系樹脂、聚酯氨基甲酸乙酯系樹脂、丙烯酸系樹脂等。且,此等之成分亦可單獨或組合2種以上來使用。
基材的厚度,是因應抗污性薄片的用途來作適當的設定,但以操作性以及經濟性之觀點來看,較佳為10~250μm,再較佳為15~200μm,更佳為20~150μm。
且,將附有底漆層之基材作為基材使用時,上述範圍表示包含底漆層的厚度之附有底漆層之基材的總厚度範圍。
且,基材中,亦可進一步含有紫外線吸收劑、光安定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、助滑劑,抗阻斷劑、著色劑等。
作為本發明所使用之剝離材料,有使用經兩面剝離處理的剝離板或經單面剝離處理的剝離板等,且有舉出在剝離材料用之基材上塗布剝離劑者等。
作為剝離材料用之基材,有舉例如能夠用來作為本發明之抗污性薄片所具有之基材的紙基材、樹脂薄膜或板、將紙基材以樹脂貼合之基材等。
作為剝離劑,有舉例如矽氧系樹脂、烯烴系樹脂、異戊二烯系樹脂、丁二烯系樹脂等之橡膠系彈性體、長鏈烷系樹脂、醇酸系樹脂、氟系樹脂等。
剝離材料的厚度並無特別限制,較佳為10~200μm,再較佳為25~150μm。
作為構成黏著劑層之黏著劑,有舉例如丙烯酸系黏著劑、氨基甲酸乙酯系黏著劑、矽氧系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚酯系黏著劑、紫外線硬化型黏著劑等,能夠因應抗污性薄片之用途進行適當的選擇。
且,此等之黏著劑,亦可單獨或組合2種以上來使用。
黏著劑層之厚度並無特別限制,較佳為1~100μm,再較佳為5~80μm。
作為本發明之抗污性薄片之製造方法,具有下述步驟(1)~(3)較佳。
步驟(1):形成中間層(X)之步驟
步驟(2):在步驟(1)所形成之中間層(X)的表面上,塗布上述抗污層形成用組成物形成塗膜之步驟
步驟(3):將步驟(2)所形成之塗膜乾燥並硬化,形成抗污層(Y)之步驟
<步驟(1)>
步驟(1)中有形成中間層(X)之步驟,具體來說,在基材上或剝離材料的經剝離處理面上形成中間層(X)。
步驟(1)中,在包含(聚)矽氮烷系化合物、或因應必要
所使用的其他添加劑之中間層形成用組成物中添加溶劑,作為溶液之形態,將該溶液塗布於基材或剝離材料的經剝離處理面上形成塗膜,並使該塗膜乾燥,再形成中間層(X)較佳。
作為該溶劑,有舉例如二丁醚、甲乙酮、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、環戊基甲醚、丙二醇甲醚丙酸酯、甲苯、二甲苯、二乙醚、礦油精等。且,此等之溶劑亦可單獨或組合2種以上來使用。
作為包含該(聚)矽氮烷系化合物之中間層形成用組成物的溶液之塗布方法,有舉例如旋塗法、噴塗法、桿塗法、刀塗布法、滾軸刀塗布法、滾軸塗布法、刮刀塗布法、模具塗布法、凹板塗模法等。
<步驟(2)>
步驟(2)中,在步驟(1)所形成的中間層(X)之表面上,塗布上述之抗污層形成用組成物形成塗膜。
在步驟(2)中,在抗污層形成用組成物中添加溶劑,作為溶液之形態,並塗布在中間層(X)之表面上較佳。
作為該溶劑,有舉例如甲醇、乙醇、n-丙醇、異乙基甲醇、丁醇等碳數1~4之醇;乙酸乙酯;甲乙酮;甲基異丁基酮;甲苯;二甲苯等。且,此等之溶劑亦可單獨或組合2種以上來使用。
作為該溶液之塗布方法,有舉出與步驟(1)之形成中間層(X)時所使用之方法相同的方法。
<步驟(3)>
步驟(3)中,將步驟(2)所形成之塗膜進行乾燥並使其硬化,形成抗污層(Y)。
針對乾燥溫度以及乾燥時間,並無特別限制,能夠適當地設定。
且,作為本發明之抗污性薄片之製造方法,除了具有上述步驟(1)~(3)的製造方法之外,也有貼合分別形成的中間層(X)與抗污層(Y)來製作積層體之方法。
具體來說也能夠貼合基材或剝離材料上所形成的中間層(X)、與在剝離材料上塗布抗污層形成用組成物後形成塗膜,再將該塗膜乾燥所形成之抗污層(Y),製作積層體,以此來製造本發明之抗污性薄片。
中間層(X)與抗污層(Y)之貼合,亦可在常溫下進行,亦可將加熱後的中間層(X)以及抗污層(Y)貼合,但在常溫下貼合中間層(X)以及抗污層(Y)形成積層體後,有經過將該積層體加熱處理之步驟較佳。
本發明之抗污性薄片具備面狀態以及硬化性良好的抗污層(Y),其水滴之滑落加速度大,且具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的同時,層間密著性也較優異。
作為水滴在本發明之抗污性薄片的抗污層(Y)表面滴下時的該水滴之滑落加速度,較佳為180mm/s2以上,再
較佳為190mm/s2以上,更佳為230mm/s2以上,再更佳為450mm/s2以上。
且,該水滴的滑落加速度之值意指由實施例中所記載之方法所算出的值。
以下之實施例中所使用的成分之數平均分子量(Mn)為由以下之記載方法所測定之值。
<數平均分子量(Mn)>
使用凝膠透過層析儀裝置(TOSOH CORPORATION公司製,製品名「HLC-8020」),在下述條件下進行測定,並使用以標準聚苯乙烯換算所測定之值。
(測定條件)
.管柱:依序連結「TSK guard column HXL-H」「TSK gel GMHXL(×2)」「TSK gel G2000HXL」(皆為TOSOH CORPORATION公司製)者
.管柱溫度:40℃
.展開溶劑:四氫呋喃
.流速:1.0mL/min
(1)抗污層形成用組成物之調製
調配表1所示之種類以及調配量(有效成分比)之各成分,添加乙醇進行稀釋,調製有效成分濃度1.8M的抗污層形成用組成物之溶液。
調製該抗污層形成用組成物時,表示在表1中所使用的各成分如以下所述。
<(A)成分>
.「TEOS」:四乙氧矽烷,前述式(a)中,p=4,R1=乙基之4官能矽烷系化合物。
<(B)成分>
.「己基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-己基(碳數:6),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「辛基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-辛基(碳數:8),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「癸基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-癸基(碳數:10),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「十二基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-十二基(碳數:12),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
<(B)成分之類似成分>
.「甲基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=甲基(碳數:1),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「乙基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=乙基
(碳數:2),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「丙基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-丙基(碳數:3),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「十六基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-十六基(碳數:16),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
.「十八基三乙氧矽烷」:前述式(b)中之q=3,R2=n-十八基(碳數:18),R3=乙基之3官能矽烷系化合物。
<(C)成分>
.「鹽酸」:0.01M鹽酸。
(2)抗污性薄片之製作
作為基材,使用單面設置有底漆層之聚乙烯對苯二甲酯(PET)薄膜(東洋紡股份公司製,製品名「Cosmo ShineA-4100」,厚度50μm)。
在此PET薄膜之底漆層上,以線錠塗布「AQUAMICA NL110A-20」(含有MERCK公司製,聚矽氮烷系化合物之「全氫化聚矽氮烷」(前述一般式(1)中之RA、RB、RC=氫原子,且數平均分子量(Mn)為2000之聚矽氮烷系化合物)20質量%之中間層形成用溶液)形成塗膜。接著,將該塗膜於110℃下乾燥2分鐘,形成厚度1.5μm之含有(聚)矽氮烷系化合物的中間層(X)。
之後,在23℃,50%RH(相對濕度)之環境下靜置之後,使用線錠將上述抗污層形成用組成物之溶液塗布於該
中間層(X)上,形成塗膜。接著,將該塗膜在80℃下乾燥2分鐘,形成厚度0.7μm之抗污層(Y),製作抗污性薄片。
除了如下述所示形成中間層(X)之外,與實施例1同樣地製作抗污性薄片。
相對於聚合性化合物之二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)100質量份(有效成分),摻混聚合起始劑之「Irgacure 184」(BASF公司製)3質量份(有效成分比)以及矽氮烷系化合物之2,2,4,4,6,6-六甲基環三矽氮烷10.3質量份(有效成分比),添加甲基異丁基酮(MIBK)與丙二醇甲醚丙酸酯(PGM)之混合溶劑(MIBK/PGM=4:1(質量比)),調製有效成分濃度為40質量%之中間層形成用組成物之溶液。
且,與實施例1所使用者相同,使用在單面有設置底漆層之PET薄膜,以線錠將上述中間層形成用組成物之溶液塗布在該PET薄膜之底漆層上,形成塗膜。接著,將該塗膜於70℃下乾燥1分鐘後,從塗膜側照設紫外線使塗膜硬化至硬化後的膜厚成為厚度1.5μm,形成含有矽氮烷系化合物之中間層(X)。
且,紫外線之照射中,作為紫外線照射裝置,使用帶式運送式紫外線照射裝置(製品名「CV-110Q-G」,FUSION UV SYSTEMS JAPAN股份公司製),作為紫外線
源,使用高壓水銀燈泡,作為照射條件,是在光波長365nm之照度896mW/cm2,光量86mJ/cm2(以Eye Graphics股份公司製之紫外線光量計「UVPF-A1」來測定)之條件下來進行。
除了摻混作為矽氮烷系化合物之1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷10.3質量份(有效成分比),調製有效成分濃度為40質量%之中間層形成用組成物之溶液之外,與實施例11同樣地製作抗污性薄片。
除了摻混作為矽氮烷系化合物之1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷20.6質量份(有效成分比),調製有效成分濃度為45質量%之中間層形成用組成物之溶液之外,與實施例11同樣地製作抗污性薄片。
針對如以上所調製以及製作的抗污層形成用組成物以及抗污性薄片之特性,由以下之方法來評估。其結果表示於表1。
<抗污層(Y)之面狀態>
在抗污性薄片之製作過程中,在中間層(X)上塗布上述之抗污層形成用組成物之溶液,以目測觀察形成後的塗膜以及該塗膜乾燥後所得之抗污層(Y),再由以下之基
準,評估抗污層(Y)的面狀態。
A:不見排斥,形成良好的塗膜。且,將該塗膜乾燥所得之抗污層(Y)的面狀態也良好。
B:在所形成之塗膜中有見到直徑為5mm以下之點狀排斥,但在可容許之程度。且,將該塗膜乾燥所得之抗污層(Y)的面狀態也比較良好。
C:在所形成之塗膜中有見到直徑為5mm以上之排斥,故將該塗膜乾燥所得之抗污層(Y)的面狀態差,並不能夠耐得起使用。
D:會見到形成後之塗膜的一部分有膠化之處,將該塗膜乾燥所得之抗污層(Y)的面狀態差,並不能夠耐得起使用。
且,針對上述「C」以及「D」之評估的抗污性薄片,由於不能夠耐得起使用,故不進行以下「滑落加速度」以及「密著性」之評估。
<抗污層(Y)之硬化性>
以目測觀察用手指擦過抗污性薄片之抗污層(Y)的表面20次後的抗污層(Y),由以下之基準,評估抗污層(Y)的硬化性。且,原本就無法使抗污層形成用組成物所形成之塗膜硬化且無法形成抗污層(Y)者,評估為「D」。
A:與用手指擦過之前相比,不見變化。
B:些許變色成白色,但在可容許之程度。
C:變成白色。
D:抗污層形成用組成物所形成之塗膜無法硬化,無法形成抗污層(Y)。
且,針對上述「C」以及「D」之評估的抗污性薄片,由於不能夠耐得起使用,故不進行以下「滑落加速度」以及「密著性」之評估。
<滑落加速度之測定>
將實施例以及比較例所製作的抗污性薄片以充填水之方式裝載在傾斜角35度的試料台上使抗污層(Y)露出,在抗污性薄片之抗污層(Y)上,滴下純水30μl,測定該純水之滑落距離與滑落時間的關係。
由所得之滑落距離與滑落時間的關係,將每單位時間的滑落距離進行微分,算出每單位時間的速度變化,進一步將每單位時間的速度變化進行微分,由所得之回歸直線算出加速度(滑落加速度)。表1中,表示此算出的滑落加速度之值。若此滑落加速度為180mm/s2以上,則可以說是抗污性薄片的抗污性良好。
<層間密著性之測定>
針對實施例以及比較例所製作之抗污性薄片,以JIS K5400為基準,並以基盤目密著法,評估層間密著性。且,表1中表示基盤目100篩目中之未見到剝離之篩目目數。
由表1得知,實施例1~13中所調製之抗污層形成用組成物的塗布性良好,且所製作之抗污性薄片的抗污層(Y)其面狀態以及硬化性良好。且,此等之抗污性薄片,其水滴的滑落加速度之值較大,並具有能夠使水滴瞬間滑落的優異撥水性,層間密著性也較良好。
另一方面,比較例1~3、6~13中所製作之抗污性薄
片的抗污層(Y),其結果惟面狀態以及硬化性較差。因此,此等之抗污性薄片判斷為不能耐得起使用,並且沒有進行滑落加速度以及密著性之評估。
並且認為,比較例4、5中所製作之抗污性薄片,由於其滑落加速度之值較小,故抗污性差。
本發明之抗污性薄片具備面狀態以及硬化性良好的抗污層,水滴之滑落加速度大,且具有能夠使水滴瞬間滑落之優異撥水性的同時,層間密著性也較優異。
因此,本發明之抗污性薄片是合作為例如建築用窗玻璃、汽車用窗玻璃、車輛、航空機、船舶等之防風玻璃、水槽、船底窗、船底下的海中生物附著防止用薄膜、隔音壁等之道路用面板、浴室等所設置之鏡子、在玻璃容器、玻璃裝飾品等成形品之表面用來防止水滴或污垢等會妨礙視線的附著之抗污性薄片,並更適合於汽車用窗玻璃、車輛、航空機、船舶等防風玻璃等之要求能夠使水滴瞬間滑落之撥水性的用途上。
Claims (10)
- 一種抗污性薄片,其係具有含有(聚)矽氮烷系化合物之中間層(X)以及層合在中間層(X)之表面上的抗污層(Y)之抗污性薄片,其特徵為抗污層(Y)係由抗污層形成用組成物所形成之層,該抗污層形成用組成物中包含下述式(a)所表示之矽烷系化合物(A)以及下述式(b)所表示之矽烷系化合物(B),且該抗污層形成用組成物中之(B)成分的含量相對於(A)成分100莫耳%為8~90莫耳%,式(a):Si(OR1)p(X1)4-p〔式(a)中,R1表示碳數1~6之烷基,X1表示鹵原子,R1,X1存在複數個時,該複數個R1,X1亦可各自相同,亦可相異,p表示0~4之整數〕,式(b):R2Si(OR3)q(X2)3-q〔式(b)中,R2表示無取代或具有取代基之碳數4~14之烷基,R3表示碳數1~6之烷基,X2表示鹵原子,R3、X2存在複數個時,該複數個R3、X2亦可各自相同,亦可相異,q表示0~3之整數〕。
- 如請求項1之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(A)成分包含前述式(a)中之p為4之矽烷系化合物。
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(B)成分包含前述式(b)中之q為3之矽烷系化合物。
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,前述抗污層 形成用組成物進一步包含酸觸媒(C)。
- 如請求項4之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(C)成分包含選自鹽酸、磷酸、乙酸、蟻酸、硫酸、甲磺酸、草酸、p-甲苯磺酸以及三氟乙酸所成群中之1種以上。
- 請求項4之抗污性薄片,其中,前述抗污層形成用組成物中之(A)成分,(B)成分以及(C)成分之合計含量相對於該抗污層形成用組成物之全量為50~100質量%。
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,中間層(X)中所包含之前述(聚)矽氮烷系化合物係具有下述式(1)所表示之重複單位的化合物,
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,具有在基材上層合中間層(X),並且進一步在中間層(X)之表面上層合抗污層(Y)而成之結構。
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,中間層(X)之厚度為0.02~50μm。
- 如請求項1或2之抗污性薄片,其中,抗污層(Y)係在中間層(X)之表面上塗布前述抗污層形成用組成物形成塗膜後進行乾燥後而形成之層。
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