JP2018184536A - 滑落膜 - Google Patents
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Abstract
Description
このような滑落膜の特徴は、表面付近において油脂が占めている割合が、内部において油脂が占めている割合よりも大きいことである。また、表面付近における油脂の集合体は、その一部が表面から外側へ突出し、他の部分が樹脂マトリックスに埋まった状態になっているものと予想される。滑落性を有する油脂が膜の表面に露出した状態で分布し、さらに樹脂マトリックスによって強固に保持されていることが、優れた滑落性を発揮することの要因になっていると考えられる。
付着物に対して優れた滑落性を発揮する滑落膜であって、
基材上の樹脂マトリックスに油脂の集合体が多数分布した状態になっていて、
前記滑落膜の表面付近において前記油脂が占めている体積割合が、内部領域において前記油脂が占めている体積割合よりも大きく、
前記表面付近にある前記油脂の複数の集合体が、それぞれ前記滑落膜の表面から突出した状態で露出していることを特徴とする。
また、前記油脂の比重は、前記樹脂の比重よりも小さいことが好ましい。
また、前記樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂であることが好ましい。
また、前記樹脂は、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂のうちの1ないし複数からなることが好ましい。
また、前記油脂は、シリコーン系油、潤滑油、パラフィン、動物油、および、植物油のうちの1ないし複数からなることが好ましい。
本発明にかかる容器、包装材、建築資材、工業資材、車体、その他の物品は、前記滑落膜を表面に設けられていることを特徴とする。
油脂類としては、樹脂に対して化学的に不活性である必要があり、また、後述する樹脂に対して親和性が低いことが好ましい。油脂類は、親水性、親油性いずれの性質を有していてもかまわないが、撥水・撥油性を有するシリコーン系油が好ましい。その他、潤滑油、パラフィン、動物油、および、植物油を採用してもよい。また、複数の種類の油脂を採用してもよい。なお、油脂の比重は、樹脂の比重よりも小さいことが好ましい。
樹脂としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でも構わない。例えば、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂のうちの1ないし複数からなることが好ましい。
また、樹脂に対する油脂類の添加量は、特に限定されるものではないが、油脂類の添加量が多すぎると、加熱・乾燥後の樹脂によるバインダー力が不足して、塗膜が基材から容易に剥落してしまう等、塗膜の耐摩耗性が低下する場合がある。また、チキソトロピー(thixotropy)性が高くなり、塗装ムラが出やすくなる。一方、油脂類の添加量が少ないと、滑落性を発現することができない場合がある。油脂類の添加量を調整することによって、塗膜表面の樹脂マトリックスから油脂類の集合体が略半球状に外部に突出した状態となり、これによって優れた滑落性を発揮することができると考えられる。
塗料に用いる有機溶剤としては、従来、一般的な塗料に用いられる公知の有機溶剤から、樹脂を溶解し、且つ、油脂類の集合体として分散可能な有機溶剤を選択するとよい。塗料は、特に限定されるものではないが、樹脂の量(固形分)が、塗料全量中10〜30質量%になるように、有機溶剤を含有することが望ましい。固形分が多すぎると粘度が高くなりすぎ、油脂類や樹脂を製剤中で均一に分散あるいは溶解し難くなる。固形分が少なすぎると、塗膜形成に時間がかかるほか、製剤の粘度が低くなって、1回の塗布で形成される塗膜の厚さが薄くなるため、必要な厚さを得るために、複数回の塗布を行う必要が生じるなど、塗装性が悪くなる。
また、塗料には、効果に影響のない範囲で、顔料、顔料分散剤、可塑剤、増粘剤、消泡剤、造膜助剤、防腐剤、防カビ剤、抗菌剤、紫外線吸収剤等の各種成分を任意で適当量含有していてもよい。
塗料は、有機溶媒に樹脂を溶かし込み、この溶液に油脂類を攪拌混合することで調製される。
(a)塗膜形成方法
本実施形態にかかる滑落膜は、基材の表面に塗料を塗布し、揮発性溶媒を気化・乾燥させる、という非常にシンプルな工程で形成された単層の塗膜である。塗布対象の物品は、その表面に滑落性を付与すべき対象であればよく、例えば、ガラスや金属、プラスチック等の表面上に塗料を直接塗布すればよい。
塗布方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、グラビア印刷法、スプレーコート、ロールコート、フローコート、スピンコート、ディップコート、静電塗装、刷毛又はスポンジ塗装等が挙げられるが、対象物品の形状や大きさ等の条件に応じて、適切な塗布方法を適宜選択して行なえばよい。特に、対象物品であるラミネートフィルムを連続的にコンベヤーやローラー等で搬送しながら、連続的に塗布できるグラビア印刷法やスプレーコート等が生産性向上の面で好ましい。
本発明の塗料による塗膜形成後の物品表面において、油脂類が塗膜被覆領域の投影面積の0.01〜99%、より好ましくは2〜40%の領域で、その油脂類の一部を外部に露出した状態で付着することが望ましい。これは、塗料中の油脂類と樹脂との含有比率によって調整することが可能であり、また、塗布後の乾燥条件によっても調整することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
9種類の樹脂溶液(熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂)と、
・エポキシ‐メラミン樹脂溶液(EMA:SNT社製)
・エポキシ‐フェノール樹脂溶液(EFB:SNT社製)
・ポリエステル樹脂溶液(PSC:SNT社製)
・ポリオレフィン樹脂溶液(POD:SNT社製)
・ケイ素樹脂溶液(東レ・ダウコーニング社製)
・ポリウレタン樹脂溶液(関西ペイント社製)
・ポリスチレン樹脂溶液(WAKO社製)
・アクリル変性シリコーン樹脂溶液(トクシキ社製)
・ポリメタクリル酸樹脂溶液(WAKO社製)
4種類の油脂類と、
・植物油(オレイン酸)(WAKO社製)
・動物油(馬油)(筑紫野物産研究所製)
・合成油(流動パラフィン)(WAKO社製)
・シリコーンオイル(A社製)
の合計36通りの組合せについて、樹脂溶液に油脂類を添加して塗料を調製した。樹脂溶液に用いた溶媒は、主にトルエン、MEK、キシレン、酢酸ブチル等である。
表2中の記号「○」は緩やかに滑落したことを示し、記号「△」は一部が付着したことを示す。全ての試験片でオレイン酸に対する滑落性を示した。パスタソースのような粘着性の非常に高い物質に対する滑落性については、シリコーンオイルAおよびB共に、ソースが緩やかに滑落した試験片があった。カルボナーラのようなパスタソースを用いて滑落性を評価した理由は、付着物がほとんど残らない状態でソースをスムーズに包装容器から取り出せれば、本発明の滑落膜が非常に実用的であることを端的に証明できるからである。
同様に、図2(a),(c),(e),(g)のサンプル3については、シリコーンオイルの占有面積割合が、内部での20.2%から表面での24.1%に上昇(約1.19倍)していることが判る。また、図2(b),(d),(f),(h)のサンプル4については、シリコーンオイルの占有面積割合が、内部での29.3%から表面での32.5%に上昇(約1.11倍)していることが判る。
図4に示すように、横軸の原点付近において、Si成分が強く検出された。そして、横軸方向に進むに連れて、Si成分が急激に弱くなっている。従って、膜の表面付近では、シリコーンオイルの分布が大きく、樹脂マトリックスの割合が小さいが、膜の内部に入るに従って、シリコーンオイルの分布が小さくなっていき、樹脂マトリックスの割合が大きくなっていくことが判る。図4の元素分析の結果から、Si元素強度は1秒後に4.2であり、80秒後に0.003であり、表面と内部では約1400〜1500倍の差があることが分かる。このように、GD-OESによって滑落膜の深さ方向の解析が可能となり、滑落膜中のシリコーンオイルの体積割合が深さ方向において変化することを確認した。
なお、基材の材質(PETまたはステンレス)による滑落性の違いはほとんど認められず、滑落性については基材の材質の影響を受けないことが確認された。
図9は、ポリオレフィンとシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での9.15%から表面での12.3%に上昇(約1.34倍)している。
図10は、ポリエステルとシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での6.12%から表面での10.6%に上昇(約1.73倍)している。
図11は、ポリウレタンとシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での15.4%から表面での19.1%に上昇(約1.24倍)している。
図12は、ケイ素樹脂とシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での8.01%から表面での12.4%に上昇(約1.55倍)している。
図13は、ポリスチレンとシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での13.8%から表面での16.8%に上昇(約1.22倍)している。
図14は、アクリル樹脂とシリコーンオイルの組合せであり、シリコーンオイルの占有面積が、内部での6.8%から表面での7.9%に上昇(約1.16倍)している。
従って、樹脂類としてシリコーンオイルを用いる場合、シリコーンオイルの膜内部での占有面積に対して膜表面での占有面積が約1.11倍〜約1.96倍に増えている。また、膜表面でのシリコーンオイルの占有面積の全体に対する割合は、約7.9%〜約32.5%の範囲内にある。
図16は、エポキシ樹脂と馬油の組合せであり、馬油(黒色部)の占有面積が、内部での0.8%から表面での2.5%に上昇(約3.13倍)している。
図17は、エポキシ樹脂と流動パラフィンの組合せであり、流動パラフィン(黒色部)の占有面積が、内部での14.8%から表面での15.2%に上昇(約1.03倍)している。
従って、その他の樹脂類を含めて整理すると、樹脂類の膜内部での占有面積に対して膜表面での占有面積が約1.02倍〜約3.13倍に増えている。また、膜表面での油脂類の占有面積の全体に対する割合は、約2.5%〜約32.5%の範囲内にある。
Claims (9)
- 付着物に対して優れた滑落性を発揮する滑落膜であって、
基材上の樹脂マトリックスに油脂の集合体が多数分布した状態になっていて、
前記滑落膜の表面付近において前記油脂が占めている体積割合が、内部領域において前記油脂が占めている体積割合よりも大きく、
前記表面付近にある前記油脂の複数の集合体が、それぞれ前記滑落膜の表面から突出した状態で露出していることを特徴とする滑落膜。 - 前記滑落膜の表面付近において前記油脂が占めている体積割合が、前記内部領域において前記油脂が占めている体積割合の1.03倍より大きく、1500倍より小さいことを特徴とする請求項1記載の滑落膜。
- 前記滑落膜の表面付近にある前記油脂の複数の集合体は、それぞれの一部が前記表面から突出した状態で露出しており、それぞれ他の部分が前記樹脂マトリックスに埋まっていることを特徴とする請求項1または2記載の滑落膜。
- 前記滑落膜の表面において前記油脂が占めている面積割合は、0.01〜99%であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の滑落膜。
- 前記油脂の比重は、前記樹脂の比重よりも小さいことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の滑落膜。
- 前記樹脂は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の滑落膜。
- 前記樹脂は、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、および、ポリスチレン系樹脂のうちの1ないし複数からなることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の滑落膜。
- 前記油脂は、シリコーン系油、潤滑油、パラフィン、動物油、および、植物油のうちの1ないし複数からなることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の滑落膜。
- 請求項1から8のいずれかに記載の滑落膜により被覆された表面を有することを特徴とする物品。
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