JP2012192595A - 親水性積層フッ素樹脂フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フッ素樹脂フィルムの少なくとも片面に、厚さ0.05μm〜1μmの範囲の耐候性樹脂による下地処理層を形成し、最外層に特定のQn構造を示す厚さ0.05〜2μmの範囲の非晶性シリカとポリシリケートを主成分とする層を形成したものである。
【選択図】 なし
Description
しかしながら、フッ素樹脂フィルムは表面張力が低いため、フィルム表面で水蒸気が凝縮すると水滴となり、光の透過性や透視性が悪化したり、水滴が落下しやすいなどの欠点があった。
例えば、フッ素樹脂フィルムを農業ハウス用被覆材に用いる場合、外気温度の低下によってハウス内の水蒸気がハウス内側のフィルム表面に凝縮し、水滴となって光線の透過を妨げ作物の成長障害を引き起こすばかりでなく、水滴が落下して作物の品質劣化を起こすなどの問題があった。
(1)フッ素樹脂フィルムの少なくとも片面に、ヒンダードアミン系紫外線安定基を含むアクリル樹脂を主成分とする組成物から成る厚さ0.05μm〜1.0μmの範囲の下地処理層を形成し、該下地処理層上に非晶性シリカおよびポリシリケートを主成分とする厚さ0.05μm〜2.0μmの範囲であり、水の接触角が5〜40度の範囲の親水層を設けてなる親水性積層フッ素樹脂フィルムとしたものであり、さらに好ましい形態によれば、
(2)前記非晶性シリカとポリシリケートを主成分とする親水層が、29Si固体NMR分析においてQn構造(n=2〜4)を示し、その測定スペクトルのQn構造を示す総ピーク面積に対するQ2、Q3、Q4ピークの各面積比が各々2〜8%、30〜40%、55〜68%であることを特徴とする上記の親水性積層フッ素樹脂フィルムとしたものである。
前記ポリシリケート前駆体溶液に上記非晶性シリカを加えることで、本発明の非晶性シリカとポリシリケートを主成分とする組成物の前駆体(以下、シリカ−ポリシリケート前駆体と呼ぶことがある)の溶液/分散液が得られる。
エチレン・テトラフルオロエチレン共重合樹脂フィルムのコロナ処理面に、親水層となる塗剤を塗布、乾燥し、親水層表面のみを削り出し測定試料とした。
29Si固体NMR(核磁気共鳴分光法)分析
測定装置;Chemagnetics社製CMX−300
測定周波数;29Si:59.640391MHz
観測幅;30.03kHz
パルス幅;90度パルス:4.5μs
化学シフト基準;ヘキサメチルシクロトリシロキサン(外部基準:−9.66ppm)
雰囲気;乾燥空気中
温度;22℃。
JIS K6768に準じて測定。親水層表面の任意5点の測定の平均値とした。
測定装置;協和界面科学(株)製DM−SA
測定方法;液滴法、θ/2法
液滴;水
測定環境;25℃、50%RH。
JIS B0601(1994)に準じて測定。任意5点の測定の平均値とした。
測定装置;接触式三次元粗さ計
測定針;先端径2μm、針圧10mg
カットオフ;0.25mm
測定長;2.0mm
測定環境;25℃、50%RH。
温度制御可能な試験室内に設置した恒温水槽の上に、水平面に対して22度の傾斜をつけてステンレス製屋根型フレームを密閉設置し、このフレームに縦65mm×横45mmの開口部を設け、切り出したサンプルを親水層を下にして開口部を塞ぐようにセットした。i)試験室温度を20℃、恒温水温を20℃として30分間保持し、次いで試験室温度を10℃/分の速度で降温し10℃に達した後5分間保持した後、親水層表面の曇りを観察した。ii)続いて、試験室温度を10℃/分の速度で昇温し25℃で保持して昇温開始から曇りが消失するまでの時間を測定し、以下の基準で判定した。◎、○、△を合格とした。
◎:iで曇りがない。
○:iで均一な曇りがあり、且つiiで10分以内で曇りが消失する。
△:iで一部に水滴があり、且つiiで10分以内で水滴が消失する。
×:iで一部に水滴があり、且つiiで10分以内で曇りが消失しない。
××:iで全面に水滴があり、且つiiで60分以内で曇りが消失しない。
温度制御可能な試験室内に設置した恒温水槽の上に、水平面に対して22度の傾斜をつけてステンレス製屋根型フレームを密閉設置し、このフレームに縦65mm×横45mmの開口部を設け、切り出したサンプルを親水層を下にして開口部を塞ぐようにセットした。試験室温度を20℃、恒温水温を70℃に保持し、1時間後に親水層表面を観察し、以下の基準で判定した。◎、○、△を合格とした。
◎:全面が均一に濡れており水滴落下がない。
○:部分的に水の流れ跡が見えるが水滴落下はない。
△:部分的に水滴が付着しているが水滴落下はない。
×:部分的に水滴が付着しており一部水滴落下がある。
××:全面に水滴が付着し落下する。
積層フィルム全体のヘイズで評価した。JIS K7105に準じて測定した。
形成被膜の傷の付き易さ、剥がれ易さを評価するため下記条件で試験を行った。
形成被膜層を上面に学振型摩耗試験機(JIS L0849の摩擦試験機II形)にセットし、摩擦体に乾布(“カナキン”3号)を使用して200g荷重で10往復摩擦する。試験後の形成被膜層表面の状態を下記評価基準で判定した。◎、○、△は合格とした。
◎:摩擦面に傷が全く発生しない。
○:摩擦面に傷の発生が5本以下。
△:摩擦面に傷の発生が6〜10本。
×:摩擦面に傷の発生が11〜50本未満。
××:摩擦面に全面に傷が発生(50本以上)。
形成被膜の可撓性を評価するため下記条件で試験を行った。
10cmx10cmに切り出したサンプル(積層フィルム)の形成被膜層を内側にして平面台上で指腹で押さえて折り曲げ、折り目位置の塗布層状態を下記評価基準で判定した。◎、○、△は合格とした。
◎:折り目跡の全長に濁りが全く発生しない。
○:折り目跡の1/5以下に点状の薄い濁りが発生する。
△:折り目跡の1/2以下に0.5mm幅以下の線状の薄い濁りが発生する。
×:折り目跡の全長に0.5mm幅以下の線状の薄い濁りが発生する。
××:折り目跡の全長に1mm幅以上の線状の濃い濁りが発生する。
卓上型超音波洗浄機(“BRANSONIC”B8510J−D)で水温80℃、1時間、試験片が互いに接触しないように浸漬処理して室温乾燥し、処理後の親水層表面状態および上記(1)の防曇性を評価し、下記評価基準で判定した。◎、○、△は合格とした。
◎:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iで曇りがない。
○:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iiで10分以内で曇りが消失する。
△:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iiで10分以内で水滴が消失する。
×:親水層表面にミクロクラックが発生する。
××:親水層の一部が剥離する。
下記条件で紫外線暴露処理を行い、処理後の親水層表面状態および上記(1)の防曇性を評価し、下記評価基準で判定した。◎、○、△は合格とした。
紫外線暴露処理条件
装置:アイスーパーUVテスター(岩崎電気製)
紫外線強度:100mW/cm2、光源:メタルハライドランプ
スケジュール:紫外線照射60℃50%RH 4時間→ 結露40℃100%RH 4時間/サイクル
暴露時間:40サイクル(日照10年相当)
評価基準
◎:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iで曇りがない。
○:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iiで10分以内で曇りが消失する。
△:親水層表面状態に変化がなく、防曇評価iiで10分以内で水滴が消失する。
×:親水層表面にミクロクラックが発生する。
××:親水層の一部が剥離する。
試料(積層フィルム)を樹脂包埋してミクロトームで切断面を作製し、その断面にPtをスパッタリングして下記にて観察した。
装置 : 電界放射型走査電子顕微鏡 日立製作所製S−5000型
条件 : 加速電圧 6.0V 二次電子像。
基材フィルムとして、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合樹脂フィルムの易接着タイプである「トヨフロン」(登録商標)100EE(東レフィルム加工株式会社製)、厚さ100μm、片面コロナ処理品で処理面の濡れ張力45mN/m、表面粗さRz=0.13μmのものを用いた。
親水層となる“メガ親水コート”DM−30の固形分濃度およびグラビアロールの塗布量を変更を変更する以外は、実施例1と同様に親水層積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
耐候性樹脂溶液のトルエン配合量を変更して下地処理層の厚さを変更した以外は、実施例1と同様に親水層積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
下地処理層を形成せずフッ素樹脂フィルムの易接着処理面に直接親水層を形成した以外は、実施例1と同様に親水層積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
特性は、接着力が不十分であり、耐擦過性、耐折り曲げ性、耐温水性、耐候性に劣る。
下地処理層塗剤として実施例1の耐候性樹脂溶液に硬化剤を加えなかった以外は、実施例1と同様に積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
耐候性樹脂溶液として、アクリル系樹脂エマルジョンの“ユーダブル”E−133(日本触媒株式会社製)を水で希釈し、固形分4重量%になるように調整し、塗布、乾燥して下地処理層を形成した。これ以外は、実施例1と同様に積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
耐候性樹脂として、ポリエステル系樹脂の“バイロン”GK−130(東洋紡績株式会社製)100重量部、硬化剤としてイソシアネート系“コロネート”L(日本ポリウレタン工業株式会社製)0.1重量部、および溶媒として酢酸エチルを加え、固形分4重量%になるように調整し、塗布、乾燥して下地処理層を形成した。これ以外は、実施例1と同様に積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
基材フィルムの表面粗さRz=0.25μm(実施例13)、および表面粗さRz=0.50μm(実施例14)に変更した以外は、実施例1と同様に積層フッ素樹脂フィルムを作製した。得られたフィルムの特性を表1に示す。
特性は、良好な親水性(接触角)を示し、防曇性、流滴性、透明性(ヘイズ)を有するが、表面粗さRzが0.50μm以上では接触角が大きくなる傾向にあり、体擦過性、耐折り曲げ性、耐温水性、耐候性も最良な状態を維持するのが困難となる。
実施例1において、シリカ−ポリシリケート前駆体溶液として“メガ親水コート”DM−30をシリカ成分を減量した試作品を用いた以外は実施例1と同様にしたもの(実施例15、16)、シリカ成分を増量した試作品を用いた以外は実施例1と同様にしたもの(実施例16、17)を作製した。実施例15、16ではQ4の値が小さく、耐擦過性と防曇性、流滴性がやや不十分なものとなり、実施例17、18ではQ4の値が大きく、耐屈曲性がやや不十分なものとなった。
Claims (2)
- フッ素樹脂フィルムの少なくとも片面に、ヒンダードアミン系紫外線安定基を含むアクリル樹脂を主成分とする組成物からなる厚さ0.05μm〜1.0μmの範囲の下地処理層を形成し、該下地処理層上に非晶性シリカおよびポリシリケートを主成分とする厚さが0.05μm〜2.0μmの範囲であり、水の接触角が5〜40度の範囲の親水層を設けてなる親水性積層フッ素樹脂フィルム。
- 前記非晶性シリカとポリシリケートを主成分とする親水層が、29Si固体NMR分析においてQn構造(n=2〜4)を示し、その測定スペクトルのQn構造を示す総ピーク面積に対するQ2、Q3、Q4ピークの各面積比が各々2〜8%、30〜40%、55〜68%であることを特徴とする請求項1の親水性積層フッ素樹脂フィルム。
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