活性能量线固化性树脂组合物、防雾防污层叠体及其制造方法、物品以及防雾方法
阅读说明:本技术 活性能量线固化性树脂组合物、防雾防污层叠体及其制造方法、物品以及防雾方法 (active energy ray-curable resin composition, antifogging and antifouling laminate, method for producing antifogging and antifouling laminate, article, and antifogging method ) 是由 铃木良 水野幹久 原忍 于 2018-04-11 设计创作,主要内容包括:一种防雾防污层叠体,具有基材、底涂层和表面平滑的防雾防污层,上述底涂层的平均厚度超过0.5μm,上述防雾防污层具有10N/mm<Sup>2</Sup>以上的马氏硬度、0.40以下的动摩擦系数和10μm以上的平均厚度,上述防雾防污层是含有亲水性单体、交联剂和疏水性单体的活性能量线固化性树脂组合物的固化物,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量相对于不挥发成分为5质量%~40质量%,上述疏水性单体的含量相对于不挥发成分为0.001质量%~10质量%。(An antifogging antifouling laminate comprising a base material, an undercoat layer and an antifogging antifouling layer having a smooth surface, wherein the average thickness of the undercoat layer is more than 0.5 [ mu ] m, and the antifogging antifouling layer has a thickness of 10N/mm 2 The above March's hardness, the coefficient of dynamic friction of 0.40 or less and the average thickness of 10 [ mu ] m or more, the anti-fogging and anti-fouling layer is a cured product of an active energy ray-curable resin composition containing a hydrophilic monomer, a crosslinking agent and a hydrophobic monomer, and the crosslinking agent is contained in the active energy ray-curable resin compositionThe amount thereof is 5 to 40% by mass relative to the nonvolatile content, and the content of the hydrophobic monomer is 0.001 to 10% by mass relative to the nonvolatile content.)
技术领域
本发明涉及防雾防污层叠体及其制造方法、使用了上述防雾防污层叠体的物品、使用了上述防雾防污层叠体的物品、使用了上述防雾防污层叠体的防雾方法以及可适用于形成上述防雾防污层叠体的防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物,所述防雾防污层叠体可用于建筑用途、产业用途、汽车用途、光学用途、太阳能电池板等的广泛的范围。
背景技术
各种物品在其表面贴有树脂膜、玻璃等,以装饰和保护其表面。
然而,有时因装饰和保护物品表面的树脂膜、玻璃等起雾而导致物品的可见性和美观下降。
因此,为了防止这种物品的可见性和美观的下降,而对上述树脂膜和玻璃实施防雾处理。
例如,有人提出了具备防雾性和防污性、且具有特定组成的电子射线固化型硬涂片(例如参照专利文献1)。
通常,要求防雾性的镜子、玻璃窗、眼镜等物品有时会暴露在与常温常湿相比为高温高湿的状态下。这种情况下,若防雾防污层发生防雾性的下降或变白,则存在着物品的可见性降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3760669号公报。
发明内容
技术问题
本发明以解决上述现有的各种问题、达到以下目的为课题。即,本发明的目的在于提供一种防雾防污层叠体及其制造方法、使用了上述防雾防污层叠体的物品、使用了上述防雾防污层叠体的防雾方法以及可适用于形成上述防雾防污层叠体的防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物,所述防雾防污层叠体的外观、防污性和耐久性优异,即使在高温高湿状态下也不会发生外观的下降且防雾性优异。
解决问题的方案
作为用于解决上述课题的手段,如下所示。即:
<1>一种防雾防污层叠体,其特征在于,具有:
基材,在上述基材上具有底涂层,且在上述底涂层上具有表面平滑的防雾防污层,
上述底涂层的平均厚度超过0.5μm,
上述防雾防污层具有10N/mm2以上的马氏硬度、0.40以下的动摩擦系数和10μm以上的平均厚度,
上述防雾防污层为活性能量线固化性树脂组合物的固化物,
上述活性能量线固化性树脂组合物含有:亲水性单体、非脂环式交联剂以及疏水性单体,所述亲水性单体的烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500,非脂环式交联剂的烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400,所述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种,
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量为5质量%~40质量%,
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%。
<2>上述<1>所述的防雾防污层叠体,其中,上述防雾防污层的表面的纯水接触角为80°以上,并且十六烷接触角为35°以上。
<3>上述<1>~<2>中任一项所述的防雾防污层叠体,其中,通过下述评价方法评价防雾性时的结果为◎,
<防雾性的评价方法>
在常温环境下放置2小时后,在35℃、85%RH(高温高湿环境)下暴露15分钟。在暴露于高温高湿环境期间,通过目视观察表面,按照下述评价标准评价防雾性,
〔评价标准〕
◎:15分钟后仍起雾的面积为30%以下;
○:到达10分钟后起雾的面积为30%以下;
△:到达5分钟后起雾的面积为30%以下;
×:5分钟时起雾的面积大于30%。
<4>上述<1>~<3>中任一项所述的防雾防污层叠体,其中,相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述亲水性单体的含量为55质量%~90质量%。
<5>上述<1>~<4>中任一项所述的防雾防污层叠体,其中,上述基材为玻璃制基材。
<6>上述<1>~<5>中任一项所述的防雾防污层叠体,其中,上述防雾防污层的平均厚度为10μm~100μm。
<7>上述<1>~<6>中任一项所述的防雾防污层叠体,其中,上述底涂层的平均厚度为1μm~10μm。
<8>一种物品,其特征在于,表面具有上述<1>~<7>中任一项所述的防雾防污层叠体。
<9>一种防雾防污层叠体的制造方法,是上述<1>~<7>中任一项所述的防雾防污层叠体的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
在氧浓度不足0.1体积%的环境下对上述底涂层上的由上述活性能量线固化性树脂组合物形成的未固化层进行紫外线照射,形成上述防雾防污层。
<10>一种防雾方法,其特征在于,通过将上述<1>~<7>中任一项所述的防雾防污层叠体加热至常温以上,来提高上述防雾防污层的防雾性。
<11>一种防雾方法,其特征在于,通过清扫上述<1>~<7>中任一项所述的防雾防污层叠体的上述防雾防污层,来保持上述防雾防污层的防雾性。
<12>一种活性能量线固化性树脂组合物,其特征在于,
所述组合物是含有亲水性单体、疏水性单体、非脂环式交联剂和光聚合引发剂的活性能量线固化性树脂组合物,
上述亲水性单体的烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500,
上述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种,
上述交联剂的烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400,
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%,
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述交联剂的含量为5质量%~40质量%。
<13>上述<12>所述的活性能量线固化性树脂组合物,其中,上述活性能量线固化性树脂组合物通过活性能量线发生固化而得到的表面平滑的防雾防污层的表面的马氏硬度为10N/mm2以上、动摩擦系数为0.40以下。
<14>上述<13>所述的活性能量线固化性树脂组合物,其中,上述防雾防污层表面的纯水接触角为80°以上、且十六烷接触角为35°以上。
<15>上述<12>~<14>中任一项所述的活性能量线固化性树脂组合物,其中,相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述亲水性单体的含量为55质量%~90质量%。
<16>上述<12>~<15>中任一项所述的活性能量线固化性树脂组合物,该树脂组合物含有沸点为80℃以上的溶剂。
发明效果
根据本发明,能够解决以往的上述各种问题,达到上述目的,能提供:一种防雾防污层叠体及其制造方法、使用了上述防雾防污层叠体的物品、使用了上述防雾防污层叠体的防雾方法以及可适用于形成上述防雾防污层叠体的防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物,所述防雾防污层叠体的外观、防污性和耐久性优异,即使在高温高湿状态下也不会发生外观的下降且防雾性优异。
附图说明
图1是本发明的防雾防污层叠体的一个例子的概略截面图。
图2A是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图2B是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图2C是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图2D是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图2E是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图2F是用于说明通过模内成型制造本发明的物品的一个例子的工序图。
图3是本发明的物品的一个例子的概略截面图(其1)。
图4是本发明的物品的一个例子的概略截面图(其2)。
图5是本发明的物品的一个例子的概略截面图(其3)。
图6是本发明的物品的一个例子的概略截面图(其4)。
图7A是用于说明源于蒸汽的起雾性试验的方法的示意图。
图7B是用于说明源于蒸汽的起雾性试验的方法的示意图。
具体实施方式
(防雾防污层叠体)
本发明的防雾防污层叠体至少具有基材、底涂层和防雾防污层,根据需要进一步具有其他部件。
<防雾防污层叠体的特征>
上述防雾防污层叠体兼具以下特征。
上述底涂层的平均厚度超过0.5μm。
上述防雾防污层的动摩擦系数为0.40以下。
上述防雾防污层的平均厚度为10μm以上。
上述防雾防污层的马氏硬度为10N/mm2以上。
上述防雾防污层为活性能量线固化性树脂组合物的固化物。
上述活性能量线固化性树脂组合物含有:亲水性单体、非脂环式交联剂以及疏水性单体,所述亲水性单体的烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500,所述非脂环式交联剂的烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400,所述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量为5质量%~40质量%。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%。
上述防雾防污层叠体因兼具上述特征,故外观、防污性和耐久性优异,即使在高温高湿状态下也不会发生外观的下降且防雾性优异。
这里,“耐久性”是指耐擦伤性、耐化学性、涂层密合性和铅笔硬度的总称,“耐久性优异”是指在后述的实施例所记载的耐擦伤性、耐化学性、涂层密合性和铅笔硬度的各评价中均显示出良好的结果。
<基材>
作为上述基材,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:树脂制基材、无机制基材等。
<<无机制基材>>
作为上述无机制基材,例如可以列举:玻璃制基材、石英制基材、蓝宝石制基材等。
作为上述玻璃制基材,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:硅酸玻璃(硅酸盐玻璃)、碱石灰玻璃、钾玻璃等。
另外,上述玻璃制基材可以是强化玻璃、夹层玻璃、耐热玻璃等。
上述玻璃制基材可以是在汽车用的窗玻璃、建筑用的窗玻璃、镜头、镜子、泳镜等任一种用途中使用的基材。
上述玻璃制基材的形状通常为板状,但也可以是片状、弯曲状等任何形状。
<<树脂制基材>>
作为上述树脂制基材的材质,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:三乙酸纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳香族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、二乙酸纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、PC/PMMA层叠体、添加了橡胶的PMMA等。
上述基材优选具有透明性。
作为上述基材的形状,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选为膜状。
当上述基材为膜状时,作为上述基材的平均厚度,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选5μm~1,000μm,更优选50μm~500μm。
在上述基材的表面可以印刷有文字、花纹、图像等。
在上述基材的表面,为了在上述防雾防污层叠体的成型加工时提高上述基材与成型材料的密合性、或者为了保护上述文字、上述花纹和上述图像免受成型加工时的成型材料的流动压力,可以设置粘合剂层。作为上述粘合剂层的材质,除了使用丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类、乙烯丁醇类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类等各种粘合剂以外,还可以使用各种粘接剂。此外,上述粘合剂层可以设置两层以上。使用的粘合剂可以选择具有适合于成型材料的热敏性、压敏性的粘合剂。
上述防雾防污层侧的相反侧的上述基材的表面可以具有褶皱花纹。通过如此操作,可防止在重叠上述多个防雾防污层叠体时的粘连,后续工序中的操作性提高,可以高效率地制造物品。
上述褶皱花纹例如可以通过压纹加工(emboss processing)来形成。
这里,粘连是指在重叠多个薄片时各薄片难以拉开。
<底涂层>
上述防雾防污层与上述基材的密合性不充分。因此,在上述防雾防污层叠体中,可以在上述基材与上述防雾防污层之间设置底涂层,以提高上述防雾防污层与上述基材的密合性。
若上述底涂层薄,则提高密合性的效果不充分,因此上述底涂层的平均厚度超过0.5μm。
作为上述底涂层的平均厚度,只要超过0.5μm即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,但优选1μm~20μm,更优选1μm~10μm,特别优选2μm~5μm。
因上述底涂层的平均厚度在优选范围内,故即使暴露在高温蒸汽(例如60℃以上)、热冲击(例如从-20℃到80℃的急剧变化)、碱性洗涤剂中,密合性也不易降低,可以防止上述防雾防污层的剥离。
平均厚度通过下述方法来计算。
关于防雾防污层的厚度,通过使用电场发射型扫描电子显微镜S-4700(商品名;株式会社日立High-Technologies制造)观察防雾防污层叠体的截面即可测定。在任意的10个位置进行测定,以其平均值作为平均厚度。
另外,还可以利用Filmetrics株式会社制造的F20膜厚测定系统进行测定。
上述底涂层例如通过涂布活性能量线固化性树脂组合物即可形成。即,上述底涂层例如是活性能量线固化性树脂组合物通过活性能量线固化得到的固化物。作为上述活性能量线固化性树脂组合物,例如可以列举:至少含有聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和光聚合引发剂、且根据需要进一步含有溶剂等其他成分的活性能量线固化性树脂组合物等。
作为上述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:脂肪族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选脂肪族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
作为上述光聚合引发剂的具体例子,例如可以在后述的上述防雾防污层的说明中举出例示的上述光聚合引发剂的具体例子。
作为上述溶剂的具体例子,例如可以在后述的上述防雾防污层的说明中举出例示的上述溶剂的具体例子。
上述活性能量线固化性树脂组合物优选进一步含有具有环氧乙烷结构的(甲基)丙烯酸酯。作为上述具有环氧乙烷结构的(甲基)丙烯酸酯,例如可以列举:季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述涂布的方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:线棒涂布、刮刀涂布、旋涂、逆辊涂布、口模涂布、喷涂、辊涂、凹版涂布、微凹版涂布、唇形涂布、气刀涂布、幕帘涂布、逗点式涂布法、浸涂法等。
<防雾防污层>
上述防雾防污层的动摩擦系数为0.40以下。
上述防雾防污层的平均厚度为10μm以上。
上述防雾防污层的马氏硬度为10N/mm2以上。
上述防雾防污层为活性能量线固化性树脂组合物的固化物。
上述活性能量线固化性树脂组合物含有:亲水性单体、非脂环式交联剂以及疏水性单体,所述亲水性单体的烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500;所述非脂环式交联剂的烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400的;所述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量为5质量%~40质量%。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%。
上述防雾防污层表面的纯水接触角优选80°以上。
上述防雾防污层表面的十六烷接触角优选35°以上。
上述防雾防污层设在上述底涂层上。
上述防雾防污层的表面平滑。这里,表面平滑是指表面不具有有意形成的凸部或凹部。例如,上述防雾防污层叠体中,在形成上述防雾防污层时(形成上述固化物时),表面没有形成源于物理加工的微细的凸部或凹部。
因上述防雾防污层的表面不具有微细的凸部或凹部,故不易附着万能笔墨水、指纹、汗、化妆品(粉底、UV防护剂等)等水性污渍和/或油性污渍。另外,即使是附着有这些污渍的情形,也可易于使用纸巾等将其除去。
<<马氏硬度>>
上述防雾防污层的马氏硬度可以使用PICODENTOR HM500(商品名;FischerInstruments公司制造)进行测定。此时,载荷设为1mN/20秒,使用金刚石锥体作为针,在面角136°下进行测定。
上述防雾防污层的马氏硬度为10N/mm2以上,优选20N/mm2以上。若上述马氏硬度不足10N/mm2,则上述防雾防污层容易损伤。
作为上述防雾防污层的马氏硬度的上限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,上述防雾防污层的马氏硬度例如可以列举:40N/mm2以下、50N/mm2以下、100N/mm2以下等。
<<动摩擦系数>>
动摩擦系数通过下述方法来计算。
动摩擦系数使用Triboster TS501(商品名;协和界面科学株式会社制造)进行测定。使用双面胶将BEMCOT(注册商标)M-3II(商品名;旭化成株式会社制造)贴在面接合器上,测定载荷设为50g/cm2、测定速度设为1.7mm/秒、测定距离设为20mm,在任意的12个位置进行测定,以其平均值作为动摩擦系数。
上述防雾防污层的动摩擦系数为0.40以下,优选0.37以下,更优选0.30以下。因上述动摩擦系数为0.40以下,故擦拭材料的滑动性良好,即使有污渍附着也容易擦掉。另外,还会产生力释放的效果,上述防雾防污层不易损伤。
作为上述防雾防污层的动摩擦系数的下限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,上述防雾防污层的动摩擦系数例如优选0.10以上。
<<平均厚度>>
平均厚度通过下述方法来计算。
防雾防污层的厚度可以通过使用电场发射型扫描电子显微镜S-4700(商品名;株式会社日立High-Technologies制造)观察防雾防污层叠体的截面来进行测定。在任意10个位置进行测定,以其平均值作为平均厚度。
另外,还可以利用Filmetrics株式会社制造的F20膜厚测定系统进行测定。
为了在高温高湿(例如35℃、85%RH)的环境下抑制起雾达一定时间以上(例如10分钟以上),将防雾防污层的厚度设为一定以上是有效的。
从这个角度考虑,上述防雾防污层的平均厚度为10μm以上,优选20μm以上,更优选26μm以上。
由于上述防雾防污层的平均厚度为较厚程度时对因擦拭时施加的压力导致防雾防污层发生变形时的高复原性没有不良影响,所以没有特别限定,可以根据目的而适当选择。作为上述防雾防污层的平均厚度的上限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如上述平均厚度可以列举30μm以下、40μm以下、100μm以下等。
<<纯水接触角>>
上述防雾防污层表面的纯水接触角优选80°以上,更优选90°以上,特别优选100°以上。作为上述纯水接触角的上限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,上述纯水接触角例如可以列举130°以下、150°以下、170°以下等。
上述纯水接触角使用作为接触角计的PCA-1(协和界面化学株式会社制造)在下述条件下进行测定。将蒸馏水装入塑料注射器中,在其前端安装不锈钢制的针,向评价面(防雾防污层表面)滴加蒸馏水。
水的滴加量:2μL;
测定温度:25℃。
在防雾防污层表面的任意10个位置测定滴加水后经过5秒后的接触角,以其平均值作为纯水接触角。
<<十六烷接触角>>
上述防雾防污层表面的十六烷接触角优选35°以上,更优选40°以上,特别优选60°以上。作为上述十六烷接触角的上限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,上述纯水接触角例如可以列举100°以下、120°以下、150°以下等。
上述十六烷接触角使用作为接触角计的PCA-1(协和界面化学株式会社制造)在下述条件下进行测定。将十六烷装入塑料注射器中,在其前端安装涂有特氟龙的不锈钢制的针,向评价面(防雾防污层表面)滴加十六烷。
十六烷的滴加量:1μL;
测定温度:25℃。
在防雾防污层表面的任意10个位置测定滴加十六烷后经过20秒后的接触角,以其平均值作为十六烷接触角。
若纯水接触角在上述优选范围内、且十六烷接触角在上述优选范围内,则即使是附着了万能笔墨水、指纹、汗、化妆品(粉底、UV防护剂等)等水性污渍和/或油性污渍的情形,也能够防止这些污渍渗透到整体的下层,不仅防雾性、防污性也优异。
<<活性能量线固化性树脂组合物>>
上述防雾防污层为活性能量线固化性树脂组合物的固化物。
上述活性能量线固化性树脂组合物含有亲水性单体、交联剂和疏水性单体,根据需要进一步含有光聚合引发剂、溶剂等其他成分。
-亲水性单体-
上述亲水性单体的烯化氧当量不足100、且丙烯酸当量为200~500。
这里,烯化氧当量是指每1mol烯化氧基的单体质量,用单体的分子量除以每1分子该单体的烯化氧数而求得。
丙烯酸当量是指每1mol(甲基)丙烯酸酯基的单体质量,用单体的分子量除以每1分子该单体的(甲基)丙烯酸酯基〔还称作(甲基)丙烯酰基〕数而求得。
作为上述烯化氧中的亚烷基的碳数,优选1~12,更优选1~4。
作为上述烯化氧,例如可以列举:甲醛(碳数为1)、1,2-环氧乙烷(碳数为2)、1,3-环氧丙烷(碳数为3)、1,2-环氧丙烷(碳数为3)、1,4-环氧丁烷(碳数为4)等。
作为上述亲水性单体中的上述烯化氧当量的下限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,作为上述烯化氧当量,例如可以列举30以上、40以上等。
上述亲水性单体具有(甲基)丙烯酰基。作为上述亲水性单体中的上述(甲基)丙烯酰基的数量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选2~6,更优选2~4。
上述(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
作为上述亲水性单体,只要其烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:烷氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述亲水性单体的分子量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选300~2,500,更优选400~2,000,特别优选600~1,500。
作为上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述亲水性单体的含量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,优选55质量%~90质量%。若上述含量在优选范围内,则上述防雾防污层更不易起雾,更不易受损伤,更不易被化学品侵袭。
-交联剂-
上述交联剂不同于上述亲水性单体,其烯化氧当量为100以上。而且,上述交联剂的丙烯酸当量不足400。
在本发明中,上述交联剂还包括不具有烯化氧的交联剂。
上述交联剂为非脂环式。即,上述交联剂不具有脂环式结构。脂环式结构是指由3个以上的碳构成的环结构。
作为上述烯化氧,可以列举:环氧乙烷、1,2-环氧丙烷等。
作为上述交联剂中的上述丙烯酸当量的下限值,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,作为上述丙烯酸当量,例如可以列举100以上等。
上述交联剂具有(甲基)丙烯酰基。作为上述交联剂中的上述(甲基)丙烯酰基的数量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选2~6。
作为上述交联剂,只要烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:季戊四醇烷氧基四(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯(聚氨酯)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯等。
作为上述交联剂的分子量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选300~2,500,更优选400~2,000,特别优选500~1,900。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量为5质量%~40质量%,优选20质量%~35质量%,特别优选20质量%~30质量%。若上述含量不足5质量%,则耐擦伤性、耐化学性下降。若上述含量超过40质量%,则防雾性下降。
这里,以下列举上述亲水性单体和上述交联剂的一个例子、它们的烯化氧当量和丙烯酸当量。
[表1]
表1中,“AO”表示烯化氧。
表1所记载的单体的详情如下。
〔亲水性单体〕
·SR9035:Sartomer公司制造、乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;
此外,(15)表示每1摩尔中所含的环氧乙烷基的平均数为15。
·ATM-35E:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯;
·A-GLY-20E:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化甘油三丙烯酸酯;
·A-600:新中村化学工业株式会社制造、聚乙二醇二丙烯酸酯;
·A-GLY-9E:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化甘油三丙烯酸酯;
·A-400:新中村化学工业株式会社制造、聚乙二醇二丙烯酸酯。
〔交联剂〕
·EBECRYL40:Daicel-Allnex株式会社制造、季戊四醇烷氧基四丙烯酸酯;
·PU610:Miwon公司制造、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(丙烯酸酯基数为6、分子量:1800);
·ABE-300:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯。
〔其他〕
·A-1000:新中村化学工业株式会社制造、聚乙二醇二丙烯酸酯;
·A-DCP:新中村化学工业株式会社制造、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
-疏水性单体-
上述疏水性单体不同于上述亲水性单体和上述交联剂,具有氟和硅中的至少任一种。
换言之,上述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种,另一方面,上述亲水性单体和上述交联剂不具有氟和硅。
上述疏水性单体例如具有氟烷基、氟烷基醚基、二甲基硅氧烷基等。
上述疏水性单体具有(甲基)丙烯酰基。作为上述疏水性单体中的上述(甲基)丙烯酰基的数量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选2~6。
作为上述疏水性单体,例如可以列举:具有氟烷基或氟烷基醚基的氟化(甲基)丙烯酸酯、具有二甲基硅氧烷基的有机硅(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述氟化(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以列举:信越化学工业株式会社制造的KY-1200系列、DIC株式会社制造的MEGAFACE RS系列、DAIKIN工业株式会社制造的OPTOOL DAC等。
作为上述有机硅(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以列举:信越化学工业株式会社制造的X-22-164系列、Evonik公司制造的TEGO Rad系列等。
作为上述疏水性单体的分子量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%,优选0.001质量%~5.0质量%,更优选0.01质量%~5.0质量%,特别优选0.01质量%~4.0质量%。若上述含量不足0.001质量%,则防污性差。若上述含量超过10质量%,则上述防雾防污层会发生外观的下降(变白、起雾)。
-光聚合引发剂-
作为上述光聚合引发剂,例如可以列举:光自由基聚合引发剂、光酸产生剂、双叠氮化合物、六甲氧基甲基蜜胺、四甲氧基甘脲等。
作为上述光自由基聚合引发剂,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举以下的化合物。
·1-羟基-环己基-苯基-酮;
·2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮;
·2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮;
·2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮;
·1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮;
·羟苯基乙酸、2-[2-氧代-2-苯基乙酰氧基乙氧基]乙酯和羟苯基乙酸、2-(2-羟基乙氧基)乙酯的混合物;
·2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦。
从防止外观的黄变的角度考虑,上述光聚合引发剂优选在构成元素中不含氮原子。
另一方面,从防止外观的黄变的角度考虑,上述光聚合引发剂优选仅以C、H和O作为构成元素、或者仅以C、H、P和O作为构成元素。
作为上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述光聚合引发剂的含量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选0.1质量%~10质量%,更优选0.1质量%~5质量%,特别优选1质量%~5质量%。
-溶剂-
作为上述溶剂,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举有机溶剂。
作为上述有机溶剂,例如可以列举:芳香族类溶剂、醇类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、二醇醚类溶剂、二醇醚酯类溶剂、氯类溶剂、醚类溶剂、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺等。
作为上述溶剂,从得到更良好的外观的防雾防污层的角度考虑,优选沸点为80℃以上的溶剂。
作为沸点为80℃以上的溶剂,例如可以列举:1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-乙基-1-己醇、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、环己酮、二异丁基酮、二丙酮醇、丙二醇单甲醚、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、1,4-二噁烷、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯等。
作为上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述溶剂的含量,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
上述活性能量线固化性树脂组合物通过照射活性能量线而固化。作为上述活性能量线,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:电子射线、紫外线、红外线、激光光线、可见光线、电离放射线(X射线、α射线、β射线、γ射线等)、微波、高频波等。
上述防雾防污层叠体在通过下述评价方法评价防雾性时的结果优选为◎。
<防雾性的评价方法>
在常温环境下放置2小时后,在35℃、85%RH(高温高湿环境)下暴露15分钟。在暴露于高温高湿环境期间,通过目视观察表面,按照下述评价标准评价防雾性。
〔评价标准〕
◎:15分钟后仍起雾的面积为30%以下。
○:到达10分钟后起雾的面积为30%以下。
△:到达5分钟后起雾的面积为30%以下。
×:5分钟时起雾的面积大于30%。
上述活性能量线固化性树脂组合物通过具有上述疏水性单体和上述亲水性单体,在所得的防雾防污层中,低表面能成分在表面局部存在,另一方面,在上述防雾防污层中存在亲水性成分(吸水性成分)。通过如此操作,水滴在上述防雾防污层的表面疏水化,水蒸汽容易被捕捉到防雾防污层中。其结果,可获得更优异的防雾性。
作为上述防雾防污层叠体的制造方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,上述防雾防污层优选在氧浓度不足0.1体积%的环境下对由上述活性能量线固化性树脂组合物形成的未固化层进行紫外线照射而得到。通过如此操作,固化性优异的结果,可获得低动摩擦系数和高接触角的防雾防污层。
作为上述氧浓度不足0.1体积%的环境,例如可以列举:氮环境等惰性气体环境。
这里,对上述防雾防污层叠体的一个例子进行说明。
图1是本发明的防雾防污层叠体的一个例子的概略截面图。
图1的防雾防污层叠体具有树脂制基材11、底涂层12和防雾防污层13。
(防雾防污层叠体的制造方法)
本发明的防雾防污层叠体的制造方法至少包括防雾防污层形成工序,优选包括底涂层形成工序,根据需要进一步包括其他工序。
上述防雾防污层叠体的制造方法是本发明的上述防雾防污层叠体的合适的制造方法。
<底涂层形成工序>
作为上述底涂层形成工序,只要是形成上述底涂层的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:在上述基材上涂布底涂层形成用活性能量线固化性树脂组合物,进行紫外线照射以形成上述底涂层的工序等。
<防雾防污层形成工序>
作为上述防雾防污层形成工序,只要是在氧浓度不足0.1体积%的环境下对上述底涂层上的由上述活性能量线固化性树脂组合物形成的未固化层进行紫外线照射,形成上述防雾防污层的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
在形成上述防雾防污层时,通过在氧浓度不足0.1体积%的环境下进行紫外线照射,固化性优异的结果,可以获得低动摩擦系数和高接触角的防雾防污层。
作为上述氧浓度不足0.1体积%的环境,例如可以列举氮环境等惰性气体环境。
(活性能量线固化性树脂组合物)
本发明的活性能量线固化性树脂组合物至少含有亲水性单体、疏水性单体、交联剂和光聚合引发剂,根据需要进一步含有溶剂等其他成分。
上述亲水性单体、上述疏水性单体、上述交联剂、上述光聚合引发剂和上述溶剂的详情与上述防雾防污层叠体的上述防雾防污层的说明中的上述亲水性单体、上述疏水性单体、上述交联剂、上述光聚合引发剂和上述溶剂的详情相同,优选方案也相同。
上述活性能量线固化性树脂组合物通过活性能量线发生固化而得到的表面平滑的防雾防污层的表面的马氏硬度优选为10N/mm2以上。
上述防雾防污层表面的动摩擦系数优选为0.40以下。
上述防雾防污层表面的纯水接触角优选80°以上,十六烷接触角优选35°以上。
上述马氏硬度、上述动摩擦系数、上述纯水接触角和上述十六烷接触角的测定方法、优选范围等与上述防雾防污层的说明中的测定方法、优选范围等相同。
(物品)
本发明的物品在其表面具有本发明的上述防雾防污层叠体,根据需要还具有其他部件。
作为上述物品,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:玻璃窗、冷藏/冷冻陈列柜、汽车车窗等窗材、浴室内的镜子、汽车后视镜等镜子、浴室的地板和墙壁、太阳能电池板、防盗监视摄像机等。
另外,上述物品可以是眼镜、护目镜、安全帽、透镜、微透镜阵列、汽车的前灯罩、前档板、侧面板、后面板等。这些物品优选通过模内成型、嵌入成型、层叠成型来形成。
上述防雾防污层叠体可形成于上述物品的一部分表面,也可形成于整个表面。
作为上述物品的制造方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选后述的本发明物品的制造方法。
(物品的制造方法)
本发明所涉及的物品的制造方法至少包括加热工序和防雾防污层叠体成型工序,根据需要还包括射出成型工序或浇铸成型工序等其他工序。
上述物品的制造方法是本发明的上述物品的制造方法。
<加热工序>
作为上述加热工序,只要是加热防雾防污层叠体的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
上述防雾防污层叠体是本发明的上述防雾防污层叠体。
作为上述加热,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选为红外线加热或高温环境下的暴露。
作为上述加热的温度,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,优选为上述树脂制基材的玻璃化转变温度附近或玻璃化转变温度以上。
作为上述加热的时间,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
<防雾防污层叠体成型工序>
作为上述防雾防污层叠体成型工序,只要是将已加热的上述防雾防污层叠体成型成所期望的形状的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:使其与规定的模具密合,通过空气压力成型成所期望的形状的工序等。
<射出成型工序>
在上述防雾防污层叠体成型工序之后,根据需要,可以进行射出成型工序。
作为上述射出成型工序,只要是将成型材料射出至已成型成所期望的形状的上述防雾防污层叠体的树脂制基材侧、并将上述成型材料成型的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
作为上述成型材料,例如可以列举树脂等。作为上述树脂,例如可以列举:烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物)、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚亚苯醚·聚苯乙烯类树脂、聚碳酸酯、聚碳酸酯改性聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯硫醚、聚亚苯醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚酯、聚烯丙基类耐热树脂、各种复合树脂、各种改性树脂等。
作为上述射出方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:使熔融的上述成型材料流入与规定的模具密合的上述防雾防污层叠体的树脂制基材侧的方法等。
<浇铸成型工序>
在上述防雾防污层叠体成型工序之后,根据需要,可以进行浇铸成型工序。
作为上述浇铸成型工序,只要是使溶解于溶液的树脂材料流入已成型成所期望的形状的上述防雾防污层叠体的树脂制基材侧、并使上述树脂材料固化、成型的工序即可,没有特别限定,可以根据目的而适当选择。
上述物品的制造方法优选使用模内成型装置、嵌入成型装置、层叠成型装置来进行。
这里,利用附图对本发明物品的制造方法的一个例子进行说明。该制造方法是使用了模内成型装置的制造方法。
首先,加热防雾防污层叠体500。加热优选红外线加热、或者暴露于高温环境。
然后,如图2A所示,将已加热的防雾防污层叠体500配置在第1模具501与第2模具502之间的规定位置。此时,以防雾防污层叠体500的树脂制基材朝向第1模具501、而防雾防污层朝向第2模具502的方式配置。在图2A中,第1模具501为固定模,而第2模具502为可动模。
在第1模具501与第2模具502之间配置防雾防污层叠体500之后,将第1模具501与第2模具502合模。然后,通过开口于第2模具502的腔面的吸引孔504吸引防雾防污层叠体500,在第2模具502的腔面安装防雾防污层叠体500。通过如此操作,腔面被防雾防污层叠体500赋形。另外,此时可以通过没有图示的薄膜按压机构将防雾防污层叠体500的外周固定、定位。之后,修整防雾防污层叠体500的不需要的部位(图2B)。
此外,在第2模具502不具有吸引孔504、而第1模具501具有压空孔(没有图示)的情况下,通过从第1模具501的压空孔向防雾防污层叠体500输送压缩空气,在第2模具502的腔面安装防雾防污层叠体500。
然后,从第1模具501的浇口505向防雾防污层叠体500的树脂制基材射出熔融的成型材料506,将其注入第1模具501与第2模具502合模而形成的腔内(图2C)。由此,熔融的成型材料506被填充在腔内(图2D)。而且,在熔融的成型材料506填充完毕后,将熔融的成型材料506冷却至规定的温度进行固化。
之后,移动第2模具502,将第1模具501与第2模具502开模(图2E)。通过如此操作,得到了在成型材料506的表面形成有防雾防污层叠体500、并且模内成型成所期望的形状的物品507。
最后,从第1模具501挤出推钉508,取出所得的物品507。
使用上述层叠成型装置的情形的制造方法如下所示。其是在成型材料表面直接装饰防雾防污层叠体的工序,作为其一例,可以列举TOM(三维层叠法(Three dimensionOverlay Method))工艺。下述会对采用了上述TOM工艺的本发明物品的制造方法的一个例子进行说明。
首先,对由固定在固定框的防雾防污层叠体分割的装置内的两个空间使用真空泵等吸气,将上述两个空间内吸真空。
此时,在单侧的空间内设置事先进行了射出成型的成型材料。同时,使用红外线加热器加热至防雾防污层叠体发生软化的规定温度。在防雾防污层叠体被加热发生软化时,将大气输入到装置内空间的没有成型材料的一侧,从而在真空环境下使防雾防污层叠体向成型材料的立体形状紧密地密合。根据需要,可以再同时从输入了大气的一侧挤压压缩空气。在防雾防污层叠体与成型体密合后,从固定框上取下所得的装饰成型品。真空成型通常是在80℃~200℃、优选110℃~160℃左右进行。
在层叠成型时,为了粘接上述防雾防污层叠体和上述成型材料,可以在上述防雾防污层叠体的防雾防污层面的相反侧的面上设置粘合层。作为上述粘合层,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:丙烯酸类粘合剂、热熔粘接剂等。作为上述粘合层的形成方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举下述方法等:在上述树脂制基材上形成上述防雾防污层后,在上述树脂制基材的上述防雾防污层侧的相反侧涂布粘合层用涂液以形成上述粘合层。另外,在剥离片上涂布粘合层用涂液而形成上述粘合层后,层压上述树脂制基材和上述剥离片上的上述粘合层,可以在上述树脂制基材上层合上述粘合层。
这里,利用附图对本发明的物品的一个例子进行说明。
图3~图6是本发明物品的一个例子的概略截面图。
图3的物品具有成型材料506、树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213,在成型材料506上依次层合有树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213。
该物品例如通过嵌入成型即可制得。
图4的物品具有成型材料506、树脂制基材211、底涂层212、防雾防污层213和硬涂层600,在成型材料506上依次层合有树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213。另外,在成型材料506的树脂制基材211侧的相反侧形成有硬涂层600。
该物品例如可如下制造:在制造图3的物品后,在防雾防污层213上形成保护层,之后通过将成型材料506浸在硬涂层液中,之后使其干燥、固化等,在成型材料506的表面形成硬涂层600,再剥离保护层,即可制得。此外,在防雾防污层为平滑面、且纯水接触角大于80°、并且十六烷接触角大于35°的情况下,由于防雾防污层排斥硬涂层液,所以即使没有形成保护层,也无需在防雾防污层上形成硬涂层,仅在成型材料506的树脂制基材211侧的相反侧形成硬涂层600,故生产率优异。
图5的物品具有成型材料506、树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213,在成型材料506的两侧依次层合有树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213。
图6的物品具有成型材料506、树脂制基材211、底涂层212、防雾防污层213和光学薄膜601,在成型材料506上依次层合有树脂制基材211、底涂层212和防雾防污层213。在成型材料506的树脂制基材211侧的相反侧形成有光学薄膜601。作为光学薄膜601,例如可以列举:硬涂膜、防反射膜、防眩膜、偏光膜等。
图5或图6所示的物品例如可以通过双重嵌入成型来制造。双重嵌入成型是一种成型双面层合薄膜的集成品的方法,例如可以采用日本特开平03-114718号公报所记载的方法等来进行。
(防雾方法)
<防雾方法(其1)>
本发明的防雾方法的一个方案为:通过将本发明的上述防雾防污层叠体加热至常温以上来提高上述防雾防污层的防雾性的防雾方法。
通过将上述防雾防污层加热至常温以上,防雾性提高,可以防止上述防雾防污层起雾达一定时间以上。
认为通过加热使防雾性提高的理由在于:通过加热,防雾防污层表面的结露得到抑制,水分有效地反复吸收和排出。
作为加热方法,例如可以列举:将环境保持在30℃以上的方法、在防雾防污层上滴加30℃以上的热水的方法等。
<防雾方法(其2)>
本发明的防雾方法的另一方案为:通过清扫本发明的防雾防污层叠体的上述防雾防污层来保持上述防雾防污层的防雾性的防雾方法。
若水垢或油污附着在上述防雾防污层的表面,则防雾性下降。因此,通过清扫上述防雾防污层,可以保持上述防雾防污层的防雾性。
作为清扫方法,没有特别限定,可以根据目的而适当选择,例如可以列举:用海绵进行擦拭等。作为上述海绵,例如可以列举市售的聚氨酯海绵或蜜胺海绵等。使用上述海绵进行擦拭时,可以用自来水润湿上述海绵,也可以对上述海绵赋予洗涤剂(例如,市售的中性洗涤剂、碱性洗涤剂、酸性洗涤剂)。
实施例
以下,说明本发明的实施例,但本发明并不受这些实施例的任何限定。
<外观>
通过目视观察,按照下述评价标准评价外观。
〔评价标准〕
○:无色透明、洁净的表面。
×:确认有变白、黄变或者斑纹。
<平均厚度>
防雾防污层的厚度通过使用电场发射型扫描电子显微镜S-4700(商品名;株式会社日立High-Technologies制造)观察防雾防污层叠体的截面来进行测定。在任意的10个位置进行测定,以其平均值作为平均厚度。
<纯水接触角>
纯水接触角使用作为接触角计的PCA-1(协和界面化学株式会社制造)在下述条件下进行测定。将蒸馏水装入塑料注射器中,在其前端安装不锈钢制的针,向评价面(防雾防污层表面)上滴加蒸馏水。
水的滴加量:2μL;
测定温度:25℃。
滴加水后经过5秒后,在防雾防污层表面的任意10个位置测定接触角,以其平均值作为纯水接触角。
<十六烷接触角>
十六烷接触角使用作为接触角计的PCA-1(协和界面化学株式会社制造)在下述条件下进行测定。将十六烷装入塑料注射器中,在其前端安装涂有特氟龙的不锈钢制的针,向评价面(防雾防污层表面)滴加十六烷。
十六烷的滴加量:1μL;
测定温度:25℃。
滴加十六烷后经过20秒后,在防雾防污层表面的任意10个位置测定接触角,以其平均值作为十六烷接触角。
<动摩擦系数>
使用Triboster TS501(商品名;协和界面科学株式会社制造)进行测定。使用双面胶将BEMCOT(注册商标)M-3II(商品名;旭化成株式会社制造)贴在面接合器上,测定载荷设为50g/cm2、测定速度设为1.7mm/秒、测定距离设为20mm,在任意的12个位置进行测定,以其平均值作为动摩擦系数。
<马氏硬度>
防雾防污层的马氏硬度使用PICODENTOR HM500(商品名;Fischer Instruments公司制造)来测定。载荷设为1mN/20秒,使用金刚石锥体作为针,以面角136°进行测定。
<防雾性>
在常温环境下放置2小时后,在35℃、85%RH(高温高湿环境)下暴露15分钟。在暴露于高温高湿环境期间,通过目视观察表面,按照下述评价标准评价防雾性。
〔评价标准〕
◎:15分钟后仍起雾的面积为30%以下。
○:到达10分钟后起雾的面积为30%以下。
△:到达5分钟后起雾的面积为30%以下。
×:5分钟时起雾的面积大于30%。
<加温后的防雾性>
加水至容器的约二分之一。使用加热器加热所加入的水,保持在55℃,并且,将容器内的上部空间的大气温度保持在35℃。在该容器内设置防雾防污层叠体(样品),使其不接触水(热水)(图7A)。然后,向防雾防污层叠体(样品)的防雾防污层施加约40℃的热水(图7B)。之后,恢复到图7A的状态,30分钟后通过目视观察起雾的情况。按照下述评价标准进行评价。
〔评价标准〕
◎:防雾防污表面完全没有发生外观变化。
○:在功能层的一部分表面确认到了形成白雾、水膜等外观变化。
×:在防雾防污的整个表面发生了形成白雾、水膜等外观变化。
<防污性>
使用Sharpie PROFESSIONAL(黑色油性万能笔、商品名、Newell Rubbermaid公司制造)将防雾防污层的表面弄脏。之后,用纸巾(大王制纸株式会社制造、ELLEAIR)以画圆的方式擦拭该表面10次,之后通过目视观察表面,按照下述评价标准进行评价。
〔评价标准〕
○:充分排斥,通过2~5次的擦拭,污渍消失。
△:弱排斥。通过6~10次的擦拭,污渍消失。
×:没有排斥,即使擦拭10次,仍残留污渍。
<耐擦伤性>
用自来水润湿蜜胺海绵(商品名:GEKIOCHI KUN),放在防雾防污层的表面,以300gf/cm2的载荷滑动10,000个来回(滑动行程:3cm、滑动速度:6cm/秒),之后按照下述评价标准评价耐擦伤性。
〔评价标准〕
○:外观上没有破损或白浊等变化。
×:外观上有破损或白浊等变化。
<耐化学性>
用丙酮润湿布10分钟后,按照下述评价标准评价耐化学性。
〔评价标准〕
○:外观没有变化。
×:外观上有破烂或白浊等变化。
<涂层密合性>
将防雾防污层叠体暴露于下述的各种环境中,之后依据JIS K5600-5-6(划格试验法)对各样品进行划格密合试验,按照下述评价标准评价涂层密合性。
〔暴露条件〕
1、在由80℃的热水产生的蒸气中暴露5分钟。
2、在0.5%氢氧化钠水溶液中浸渍1小时。
〔评价标准〕
○:在任一种条件后均未剥离。
×:在一种以上的条件下剥离。
<铅笔硬度>
按照JIS K 5600-5-4进行测定。
(实施例1)
<底涂层的形成>
在玻璃制基材上(日本板硝子(株)制、浮板玻璃、平均厚度为5mm)涂布下述的底涂层形成用树脂组合物,使干燥和固化后的平均厚度达到1μm。涂布后,用80℃的烘箱干燥2分钟。使用高压水银灯,在空气环境下以500mJ/cm2的照射量照射紫外线,得到了底涂层。
-底涂层形成用树脂组合物-
·UT5181(日本合成株式会社制造、聚氨酯丙烯酸酯)65.0质量份;
·EBECRYL 40(Daicel-Allnex株式会社制造)35.0质量份;
·Irgacure 184(BASF公司制造)3.0质量份;
·溶剂PGME(丙二醇单甲醚)900质量份。
<防雾防污层的形成>
接下来,在底涂层上涂布表2-1中记载的活性能量线固化性树脂组合物,使干燥和固化后的平均厚度达到26μm。涂布后,用80℃的烘箱干燥2分钟。使用金属卤化物灯,在氮环境下(氧浓度不足0.1体积%)以500mJ/cm2的照射量照射紫外线,使防雾防污层固化,得到了防雾防污层叠体。
对所得的防雾防污层叠体进行上述的评价。结果见表2-1。
(实施例2~3)
在实施例1中,除了将底涂层的平均厚度变更为表2-1所记载的平均厚度以外,进行与实施例1同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-1。
(比较例1)
在实施例1中,除了将底涂层的平均厚度和防雾防污层的平均厚度变更为表2-1所记载的平均厚度以外,进行与实施例1同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-1。
(比较例2、实施例4~5、比较例3~4)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的亲水性单体和交联剂的含量变更为表2-2所记载的含量以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的操作。结果见表2-2。
(比较例5)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的交联剂的种类变更为表2-2所记载的交联剂以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-2。
(实施例6~8、比较例6)
在实施例2中,除了将防雾防污层的平均厚度变更为表2-3所记载的平均厚度以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-3。
(实施例9~16)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的光聚合引发剂变更为表2-4所记载的光聚合引发剂、并将防雾防污层的平均厚度变更为30μm以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-4。
(比较例7)
在实施例9中,除了将防雾防污层固化时的环境变更为空气环境以外,进行与实施例9同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-5。
(比较例8)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的疏水性单体改成0质量份、并将防雾防污层的平均厚度变更为35μm以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-6。
(实施例17)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的疏水性单体含量变更为表2-6所记载的含量、并将防雾防污层的平均厚度变更为表2-6所记载的平均厚度以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-6。
(实施例18~21)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的疏水性单体含量变更为表2-6所记载的含量以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-6。
(实施例22~25、比较例9)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的亲水性单体、交联剂和疏水性单体的含量变更为表2-7所记载的含量以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-7。
(实施例26~28、比较例10)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的亲水性单体的种类和含量、以及交联剂的含量如表2-8所示进行变更以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-8。
(实施例29)
在实施例2中,除了将用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的交联剂变更为表2-8所记载的交联剂以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-8。
(实施例30)
在实施例2中,除了将基材变更为PET基材(东洋纺株式会社制造、A4300、平均厚度为75μm)以外,进行与实施例2同样的操作,得到了层叠体。
对所得层叠体进行与实施例1同样的评价。结果见表2-8。
[表2-1]
[表2-2]
[表2-3]
[表2-4]
[表2-5]
[表2-6]
[表2-7]
[表2-8]
在表2-1~表2-8中,活性能量线固化性树脂组合物的各成分的含量单位为质量份。
表2-1~表2-8所记载的材料的详情如下。
此外,对于比较例中为“-”的地方,由于在其他评价中结果不充分,所以没有进行评价。
<亲水性单体>
·SR9035:Sartomer公司制造、乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
·ATM-35E:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯
·A-GLY-20E:新中村化学工业株式会社制造、乙氧基化甘油三丙烯酸酯
·A-600:新中村化学工业株式会社制造、聚乙二醇二丙烯酸酯
<<其他>>
·A-1000:新中村化学工业株式会社制造、聚乙二醇二丙烯酸酯
<交联剂>
·EBECRYL40:Daicel-Allnex株式会社制造、季戊四醇烷氧基四丙烯酸酯;
·PU610:Miwon公司制造、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(丙烯酸酯基数为6、分子量:1800);
<<其他>>
·A-DCP:新中村化学工业株式会社制造、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
<疏水性单体>
·OPTOOL DAC-HP:DAIKIN工业株式会社制造、末端(甲基)丙烯酸酯基改性全氟聚醚类添加剂
<光聚合引发剂>
·IRGACURE 184:BASF公司制造、1-羟基-环己基-苯基-酮;
·IRGACURE 127:BASF公司制造、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮;
·IRGACURE 651:BASF公司制造、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮;
·IRGACURE 1173:BASF公司制造、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮;
·IRGACURE 2959:BASF公司制造、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮;
·IRGACURE MBF:BASF公司制造、苯基乙醛酸甲酯;
·IRGACURE 754:BASF公司制造、羟苯基乙酸、2-[2-氧代-2-苯基乙酰氧基乙氧基]乙酯与羟苯基乙酸、2-(2-羟基乙氧基)乙酯的混合物;
·IRGACURE TPO:BASF公司制造、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦。
<溶剂>
PGME:丙二醇单甲醚。
实施例1~30的防雾防污层叠体兼具以下特征的结果,防污性和耐久性优异,即使在高温高湿状态下也丝毫不会发生外观的下降,并且防雾性优异。
<防雾防污层叠体的特征>
上述防雾防污层叠体兼具以下特征。
上述底涂层的平均厚度超过0.5μm。
上述防雾防污层的动摩擦系数为0.40以下。
上述防雾防污层的平均厚度为10μm以上。
上述防雾防污层的马氏硬度为10N/mm2以上。
上述防雾防污层是活性能量线固化性树脂组合物的固化物。
上述活性能量线固化性树脂组合物含有:亲水性单体、非脂环式的交联剂以及疏水性单体,所述亲水性单体的烯化氧当量不足100且丙烯酸当量为200~500;所述非脂环式的交联剂的烯化氧当量为100以上且丙烯酸当量不足400;所述疏水性单体具有氟和硅中的至少任一种。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述交联剂的含量为5质量%~40质量%。
相对于上述活性能量线固化性树脂组合物的不挥发成分,上述活性能量线固化性树脂组合物中的上述疏水性单体的含量为0.001质量%~10质量%。
另一方面,比较例1的层叠体因底涂层的平均厚度薄至0.5μm,故涂层密合性不充分。
比较例2的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的交联剂的含量少,故耐擦伤性和耐化学性不充分。
比较例3和4的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的交联剂的含量过多,故防雾性不充分。
比较例5的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的交联剂具有脂环式结构,故防雾性不充分。
比较例6的层叠体因防雾防污层薄至5μm,故防雾性不充分。
比较例7的层叠体在形成防雾防污层时在空气环境下进行了UV照射,其结果是动摩擦系数变高,因此防污性和耐擦伤性不充分。
比较例8的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物不含疏水性单体,故防污性不充分。
比较例9的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物中的疏水性单体的含量过多,故外观不充分。
比较例10的层叠体因用于形成防雾防污层的活性能量线固化性树脂组合物的亲水性单体的丙烯酸当量大,故耐擦伤性和硬度不充分。另外,若与使用玻璃基材、且仅在亲水性单体的种类上不同的实施例5、实施例28对比,则铅笔硬度变低。
产业实用性
本发明的防雾防污层叠体可用于:玻璃窗、冷蔵/冷冻陈列柜、汽车车窗等窗材、窗扇和门扇、浴室或梳洗室或厨房或调理室或食品工厂或化妆室等用水地方的镜子、汽车后视镜等镜子、其他镜子、浴缸本体、浴缸挡板、浴室或梳洗室或厨房等住宅的地板材料和墙壁材料、水阀金属零件、水龙头、排水金属零件、排水口、龙头、淋浴器、淋浴杆、软管类、架子类、挂钩类、支架类、扶手、洗碗机、洗衣机、厨房水槽、间壁、厨房食物用部件、工作台、洗手器、洗脸器、水洗便器、马桶座或马桶盖或喷嘴或喷嘴罩等马桶座部件、太阳能电池板表面、防盗监视摄像机等。另外,本发明的防雾防污层叠体容易进行成型加工,故可利用模内成型、嵌入成型将其用于眼镜、护目镜、安全帽、透镜、微透镜阵列、汽车的前灯罩、前档板、侧面板、后面板等。
符号说明
11 树脂性基材
12 底涂层
13 防雾防污层