ВОДООТТАЛКИВАЮЩАЯ ПЛЕНКА И ДЕТАЛЬ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ПЛЕНКУ Российский патент 2013 года по МПК B32B7/00 B32B3/30 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к пленке, имеющей водоотталкивающее назначение. Более конкретно, настоящее изобретение относится к водоотталкивающей пленке, способной предотвращать истирание и повреждения под воздействием внешней силы трения, приложенной к мелким выступам, образованным на поверхности пленки, и относится к детали для транспортного средства, включающей пленку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Тонкая структура имеет мелкие выступы, сформированные на ее поверхности, и проявляет водоотталкивающее/гидрофильное действие и антиотражающее действие в зависимости от материала и размерной конфигурации тонкой структуры. Поэтому поверхности разнообразных подложек, покрытые такой тонкой структурой, могут проявлять антиотражающее действие в отношении света и водоотталкивающее действие для предотвращения адгезии жидкости, в частности такой, как вода. Например, для обеспечения такого антиотражающего действия тонкую структуру преимущественно используют для оптических элементов, таких как линзы для механического оборудования (например, см. Патентную Литературу 1).

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Патентная Литература 1: Японская Патентная Публикация № 2005-31538

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако в случае, где тонкую структуру, описанную в Патентной Литературе 1, наносят на такую деталь, как оконная панель транспортного средства, которая подвергается воздействию разнообразных условий окружающей среды, когда грязь, прилипшую к поверхности детали из-за дождя или тому подобного, удаляют тряпкой, тонкая структура легко истирается и повреждается. Таким образом существует проблема с водоотталкивающими характеристиками тонкой структуры, которые ухудшаются в течение короткого периода времени.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом такой распространенной проблемы. Цель настоящего изобретения состоит в представлении водоотталкивающей пленки, имеющей превосходную устойчивость к истиранию, в которой тонкая структура с трудом изнашивается и повреждается внешней силой трения, такой как возникающая при удалении тряпкой грязи с ее поверхности, и детали для транспортного средства, включающей пленку.

Водоотталкивающая пленка согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает: первый слой, имеющий многочисленные мелкие выступы на его поверхности; второй слой, покрывающий мелкие выступы и имеющий водоотталкивающие свойства; и третий слой, созданный на поверхности первого слоя на стороне, противоположной мелким выступам. Когда модуль упругости первого слоя определяют как Е1, модуль упругости второго слоя определяют как Е2, и модуль упругости третьего слоя определяют как Е3, то выполняется условие Е2>Е1>Е3.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет частичный вид поперечного сечения, показывающий один пример водоотталкивающей пленки согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет схематический вид, показывающий пример конфигурации мелких выступов в водоотталкивающей пленке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет схематический вид, показывающий пример конструкции мелких выступов в водоотталкивающей пленке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет схематический вид, разъясняющий исходные заданные условия в направлении сжатия и в направлении сдвига относительно мелких выступов в водоотталкивающей пленке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет схематический вид, показывающий механизм водоотталкивающего действия в водоотталкивающей пленке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 представляет схематический вид, показывающий характеристики удлинения каждого слоя в случае, в котором водоотталкивающую пленку согласно варианту осуществления настоящего изобретения наносят на изогнутую в трех измерениях поверхность.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ

Ниже будет приведено подробное описание водоотталкивающей пленки и детали для транспортного средства, включающей пленку согласно настоящему изобретению, с привлечением чертежей. Следует отметить, что размерные соотношения в чертежах приведены преувеличенными для удобства разъяснения и могут отличаться от реальных соотношений. В настоящем описании обозначение «%» в отношении концентраций, величин содержания и тому подобных представляет массовую процентную долю, если не оговорено иное.

Водоотталкивающая пленка

Водоотталкивающая пленка 200 согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает первый слой 10, имеющий многочисленные мелкие выступы 100 на его поверхности, и второй слой 20, покрывающий поверхности мелких выступов 100 и имеющий водоотталкивающие свойства. В дополнение, третий слой 30 создают на поверхности первого слоя 10 на стороне, противоположной поверхности, снабженной мелкими выступами 100. Когда модуль упругости первого слоя 10 определяют как Е1, модуль упругости второго слоя 20 определяют как Е2, и модуль упругости третьего слоя 30 определяют как Е3, то выполняется условие Е2>Е1>Е3.

Фиг.1 показывает водоотталкивающую пленку 200 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Водоотталкивающая пленка 200 имеет мелкие выступы 100, сформированные в виде усеченного сужающегося геометрического тела. Примеры конфигурации преимущественно используемых мелких выступов 100 включают усеченную сужающуюся форму, такую как круглый усеченный конус или усеченная пирамида, и форму конуса или пирамиды. В дополнение, для мелких выступов 100 могут быть применены другие конфигурации, такие как форма деформированного конуса, такая как форма колокола и форма желудя, форма деформированной пирамиды, имеющая изогнутые боковые поверхности, форма со скругленными кончиками и форма, отклоненная от центральной линии. Фиг.2 показывает примеры конфигураций поперечного сечения, которые могут быть использованы для мелких выступов 100 в водоотталкивающей пленке согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Примеры преимущественно используемой конфигурации нижней поверхности мелких выступов 100 включают многоугольную форму и по существу круглую форму. В дополнение, могут быть применены другие формы, такие как звездообразная форма и овальная форма. Водоотталкивающая пленка согласно настоящему изобретению может включать вогнутые участки 101 между мелкими выступами 100 в такой мере, насколько мелкие выступы 100 выстроены в двух измерениях с предварительно заданным шагом, как показано в Фиг.3. В настоящем описании, как показано в Фиг.3(а), при допущении, что существует поверхность B', проходящая через донные части 102 соответствующих вогнутых участков 101, каждая секция на поверхности В', подразделенной донными частями 102 вогнутых участков 101, окружающих мелкие выступы 100, определяется как нижняя поверхность соответствующих мелких выступов 100. Подобным образом в случае, где основания 103 мелких выступов 100 имеют изогнутые поверхности, как показано в Фиг. 3(b), при допущении, что существует поверхность В', проходящая через донные части 104 между соответствующими основаниями 103 мелких выступов 100, каждая секция на поверхности В', подразделенной донными частями 104 между основаниями 103, окружающими мелкие выступы 100, определяется как нижняя поверхность соответствующих мелких выступов 100.

Шаг А соответствующих мелких выступов 100 предпочтительно составляет 50 мкм или меньше. Когда шаг А между мелкими выступами 100, соседствующими друг с другом, составляет более 50 мкм, обеспечить эффективное водоотталкивающее свойство разнообразных оконных панелей с использованием такой водоотталкивающей пленки будет затруднительно. А именно, поскольку капли воды моросящего дождя имеют размер приблизительно 50 мкм, капли воды проникают в зазоры между мелкими выступами, и капли воды сложно удалить с поверхности водоотталкивающей пленки. Однако, когда поверхность второго слоя 20, сформированного на мелких выступах 100, подвергают обработке для придания гидрофобных свойств с использованием водоотталкивающего материала, как описано ниже, водоотталкивающая пленка может иметь высокие водоотталкивающие характеристики, даже когда шаг А составляет более 50 мкм. Следует отметить, что в настоящем описании шаг А соответствующих мелких выступов 100 представляет расстояние между каждым центром масс в нижних поверхностях мелких выступов 100, смежных между собой.

Когда водоотталкивающей пленке 200 придают антиотражающие свойства, шаг А соответствующих мелких выступов 100 предпочтительно составляет 380 нм или меньше. А именно шаг А мелких выступов 100 предпочтительно является равным или меньшим, чем длина волны видимого света, которая составляет не более, чем от 380 нм до 750 нм. Когда шаг А превышает 380 нм, видимый свет частично рассеивается или преломляется мелкими выступами 100, и соответственно этому коэффициент отражения света может становиться более высоким. Шаг А соответствующих мелких выступов 100 более предпочтительно составляет 150 нм или меньше. Когда шаг А составляет 150 нм или меньше, шероховатость поверхности водоотталкивающей пленки является не большей, чем средняя шероховатость поверхности ногтей человека. Поэтому при использовании водоотталкивающей пленки на разнообразных оконных панелях эффективно обеспечивается высокая износоустойчивость при процарапывании ногтями. Как описано ниже, высокие водоотталкивающие характеристики достигаются на водоотталкивающей пленке, когда мелкие выступы 100 сформированы на поверхности водоотталкивающей пленки, чтобы увеличить площадь поверхности, и когда между соседствующими друг с другом мелкими выступами 100 предусмотрены зазоры для удерживания воздуха. Таким образом, шаг А мелких выступов 100 предпочтительно составляет 50 нм или более.

В первом слое 10 высота Н мелких выступов 100 предпочтительно составляет 100 нм или более. Когда высота Н мелких выступов 100 составляет менее 100 нм, может снижаться антиотражающее действие. В дополнение, когда высота Н мелких выступов 100 слишком мала, затруднительно удерживать воздух между мелкими выступами 100, что может вызывать снижение водоотталкивающих характеристик. С другой стороны, когда высота Н мелких выступов 100 слишком велика, мелкие выступы 100 легко обламываются и вместе с тем может ухудшаться формуемость. Таким образом, высота мелких выступов 100 предпочтительно составляет 600 нм или меньше. Следует отметить, что когда поверхность второго слоя 20 подвергают обработке для придания гидрофобности, как описано выше, высокие водоотталкивающие характеристики могут быть обеспечены, даже когда высота Н составляет менее 100 нм. Высота мелких выступов 100 представляет собой расстояние между каждым основанием 104 мелких выступов 100 и каждой вершиной мелких выступов 100 в направлении, перпендикулярном нижней поверхности В'. Когда между соответствующими мелкими выступами 100 созданы вогнутые участки 101, высота, обозначенная кодовым символом Н на Фиг.3, представляет собой расстояние от каждой донной части (самой глубокой части) 102 вогнутых участков 101 до каждой вершины мелких выступов 100 в направлении, перпендикулярном нижней поверхности В'.

В водоотталкивающей пленке 200, когда мелкие выступы 100 сформированы в форме конуса или пирамиды или в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды (сужающейся форме) и двумерно выстроены с шагом А 380 нм или меньше, величину тонкой шероховатости на поверхности нельзя различить в видимом свете. В результате окрашивание вследствие интерференции света исчезает и поэтому водоотталкивающую пленку можно использовать в качестве прозрачного материала. Более того, поскольку отражение пленкой окружающей обстановки может быть сокращено благодаря антиотражающему эффекту, водоотталкивающая пленка может быть преимущественно использована для оконных панелей в транспортных средствах, кораблях, судах и самолете. Кроме того, поскольку зазоры между мелкими выступами 100 являются удлиненными и предотвращается проникновение воды вследствие удара водяных капель, водоотталкивающая пленка проявляет супергидрофобные свойства без адгезии капель воды, таких как дождь, в зависимости от выбираемых материалов.

Мелкие выступы 100 в водоотталкивающей пленке согласно настоящему изобретению имеют размер нанометрового порядка, как описано выше. Таким образом, конфигурация и шаг мелких выступов 100 не имеют совершенной геометрической конфигурации, но до некоторой степени варьируют вследствие производственных ограничений. Однако это не составляет ограничения в объеме настоящего изобретения, даже если возникают вариации конфигурации и шага мелких выступов.

Как описано выше, водоотталкивающая пленка 200 согласно настоящему изобретению включает первый слой 10, имеющий многочисленные мелкие выступы 100, второй слой 20, покрывающий всю поверхность мелких выступов 100 и имеющий водоотталкивающие свойства, и третий слой 30, предусмотренный на поверхности первого слоя 10 на стороне, противоположной мелким выступам 100. В дополнение, когда модуль упругости первого слоя 10 определяют как Е1, модуль упругости второго слоя 20 определяют как Е2, и модуль упругости третьего слоя 30 определяют как Е3, то выполняется условие Е2>Е1>Е3. Благодаря такой конфигурации можно предотвратить разрушение мелких выступов 100, то есть износ и повреждения.

Внешнее воздействие, такое как удаление грязи тряпкой, можно в широком смысле подразделить на воздействие в направлении сдвига, главным образом вдоль поверхности первого слоя 10, и воздействие в направлении сжатия, по существу перпендикулярное поверхности первого слоя. В отношении воздействия в направлении сдвига второй слой 20 имеет модуль упругости Е2, более высокий, чем модуль упругости первого слоя 10, так что изнашивается с трудом. Кроме того, воздействие сдвигового усилия, передающееся на первый слой 10, поглощается и рассеивается. В дополнение, поскольку первый слой 10 имеет меньший модуль упругости Е1, чем модуль упругости второго слоя 20, воздействие сдвигового усилия на мелкие выступы 100 упруго поглощается.

Что касается воздействия в направлении сжатия, то третий слой 30, имеющий меньший модуль упругости Е3, чем модуль упругости первого слоя 10, главным образом воспринимает воздействие так, что упруго деформируется, тем самым предотвращая разрушение мелких выступов 100. Необходимо, чтобы первый слой 100 имел предварительно заданный уровень модуля упругости Е1 в плане усиления размерной точности во время формирования мелких выступов 100 и предохранения мелких выступов 100 от процарапывания ногтями. Однако, когда первый слой 10 снабжен только вторым слоем 20, покрывающим первый слой и имеющим более высокий модуль упругости Е2, первый слой 10 при воздействии в направлении сжатия главным образом подвергается упругой деформации; с другой стороны, второй слой 20 не испытывает значительной упругой деформации. В таком случае, поскольку величина упругой деформации первого слоя 10 становится относительно большой, трудно обеспечить устойчивость к истиранию. Однако, когда на поверхности первого слоя 10 на стороне, противоположной мелким выступам 100, предусмотрен третий слой 30, имеющий меньший модуль упругости Е3, чем модуль упругости первого слоя 10, упругой деформации подвергается третий слой 30. Соответственно этому величина упругой деформации первого слоя 10 или второго слоя 20 может быть снижена.

Влияние воздействий в направлении сжатия и направлении сдвига относительно мелких выступов будет разъяснено дополнительно. Фигуры 4(а)-4(с) показывают водоотталкивающие пленки, не оснащенные вторым слоем. В частности, в Фиг.4(b) модуль упругости Е3 третьего слоя 30 и модуль упругости Е1 первого слоя 10 соотносятся как Е3>Е1. В Фиг.4(с) модуль упругости Е3 третьего слоя 30 и модуль упругости Е1 первого слоя 10 имеют соотношение Е1>Е3. Как показано в Фиг.4(b), когда нагрузку W прилагают в направлении сжатия, главным образом деформируется первый слой 10, и третий слой 30 почти не деформируется, поскольку модуль упругости Е3 третьего слоя является более высоким, чем модуль упругости Е1 первого слоя 10. В результате этого нагрузка W концентрируется на мелких выступах 100 так, что мелкие выступы 100 продавливаются под нагрузкой W (смотри кодовый символ С). С другой стороны, как показано в Фиг.4(с), когда модуль упругости Е3 третьего слоя 30 является меньшим, чем модуль упругости Е1 первого слоя, деформируется не только первый слой 10, но и третий слой 30, и нагрузка W, приложенная к мелким выступам 100, рассредоточивается. Соответственно этому может быть предотвращено раздавливание мелких выступов 100.

Следует отметить, что, когда второй слой не сформирован в водоотталкивающей пленке, и в особенности, как описано позже, когда первый слой 10 изготовлен из такого материала, как резиновый материал, имеющий модуль упругости Е1, мелкие выступы легко подвергаются истиранию на своих вершинах вследствие непрерывных воздействий в направлении сдвига. Ввиду этого водоотталкивающую пленку согласно настоящему изобретению снабжают вторым слоем, имеющим высокий модуль упругости и жесткость, чтобы повысить устойчивость к истиранию. Однако, даже если на пленке формируют второй слой 20, мелкие выступы 100 легко разрушаются, когда модуль упругости Е3 третьего слоя 30 является более высоким, чем модуль упругости Е1 первого слоя 10, или когда третий слой не создан, как показано в Фиг.4(d). Другими словами, поскольку поверхность второго слоя является жесткой, момент нагрузки сосредоточивается на участке D хребтовой линии мелких выступов 100 под воздействием в направлении сдвига (горизонтальном направлении) и поэтому мелкие выступы 100 легко разрушаются. Когда нагрузку W прилагают в направлении скольжения, в то же время с равномерным контактом с поверхностью второго слоя, второй слой разрушается с трудом, поскольку его поверхность является жесткой. С другой стороны, когда нагрузку W прилагают в направлении скольжения без равномерного приведения в контакт с поверхностью второго слоя, воздействие становится большим локально, и в результате мелкие выступы 100 разрушаются вследствие хрупкости второго слоя 20. Однако, как описано выше, когда модуль упругости Е3 третьего слоя 30 является меньшим, чем модуль упругости Е1 первого слоя 10, третий слой 30 деформируется так, что нагрузка W, приложенная к мелким выступам 100, рассредоточивается. Соответственно этому можно предотвратить концентрирование момента нагрузки на мелких выступах 100 и поэтому мелкие выступы 100 нелегко разрушить.

Как описано выше, поскольку первый слой 10, второй слой 20 и третий слой 30 распределяют свои функции в отношении внешнего воздействия, такого как удаление грязи тряпкой, разрушение мелких выступов 100 может быть подавлено.

Модуль упругости Е1 первого слоя 10 в особенности предпочтительно варьирует между 0,1 ГПа и 5 ГПа, и модуль упругости Е2 второго слоя 20 предпочтительно составляет между 50 ГПа и 210 ГПа. Когда модуль упругости Е1 первого слоя 10 находится в вышеупомянутом диапазоне, второй слой 20 может в достаточной мере проявлять эффект рассредоточения внешнего воздействия в направлении сдвига без участия в этом первого слоя. В дополнение, когда модуль упругости второго слоя 20 составляет 50 ГПа или более, могут быть надежно подавлены истирание второго слоя 20 и пластическая деформация или разрушение первого слоя 10. Более того, когда модуль упругости второго слоя 20 составляет 210 ГПа или меньше, могут быть безусловно предотвращены хрупкие повреждения второго слоя 20 в результате внешнего воздействия в направлении сдвига.

Толщина Т1 первого слоя 10 предпочтительно варьирует между 1 мкм и 30 мкм. Когда толщина первого слоя 10 составляет 1 мкм или больше, может быть предотвращено возникновение хрупких повреждений (трещин) первого слоя 10, даже когда третий слой 30 деформируется вследствие воздействия в направлении сжатия. В дополнение, когда толщина первого слоя 10 составляет 30 мкм или меньше, может быть без труда обеспечена характеристика приспособления к изогнутой поверхности, когда водоотталкивающую пленку 200 наносят на отформованный продукт, имеющий изогнутую в трех измерениях поверхность. Кроме того, может быть легко обеспечена формуемость, когда в качестве материала первого слоя 10 используют полимер, отверждаемый облучением высокоэнергетическим пучком.

Толщина Т2 пленки второго слоя 20 предпочтительно варьирует между 1 нм и 30 нм, более предпочтительно между 3 нм и 20 нм. С учетом структуры мелких выступов 100, имеющих шаг А 380 нм или меньше, толщина Т2 пленки второго слоя 20 предпочтительно составляет между 3 нм и 10 нм. Когда толщина пленки второго слоя 20 находится в пределах 30 нм, могут быть предотвращены хрупкие повреждения второго слоя 20. В дополнение, когда толщина пленки составляет 1 нм или более, все мелкие выступы 100 могут быть равномерно покрыты вторым слоем 20.

Примеры материала первого слоя 10 включают: термопластические полимеры, такие как несшитая акриловая смола, сшитая акриловая смола, сшитый акрил-уретановый сополимер, сшитый акрил-эластомерный сополимер, силиконовый эластомер, полиэтилен, полипропилен, сшитый поливиниловый спирт, поливинилиденхлорид, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, поликарбонат, модифицированный полифениленовый простой эфир, полифениленсульфид, простой полиэфирэфиркетон, жидкокристаллический полимер, фторкаучук, полиарилат, полисульфон, простой полиэфирсульфон, полиамидимид, простой полиэфиримид и термопластический полиимид; стирольные эластомеры, такие как полистирол; уретановые эластомеры; силиконовые эластомеры и разнообразные гелевые материалы.

Примеры материала второго слоя 20 включают: прозрачные неорганические материалы, такие как стекло, оксид кремния и оксид алюминия; и керамические материалы, такие как нитрид кремния, оксид магния, оксид титана, оксид индия, оксид ниобия, оксид циркония, оксид цинка, ITO (оксид индия-олова) и титанат бария. В частности, оксид гафния (оксид гафния, HfO₂) имеет краевой угол 90 градусов или более. Поэтому могут быть достигнуты высокие водоотталкивающие характеристики, даже если поверхность второго слоя не подвергают химической обработке, чтобы сообщить водоотталкивающее свойство.

Когда краевой угол материала второго слоя 20 в отношении капель воды составляет 90 градусов или более, получают супергидрофобное состояние, которое далеко превосходит краевой угол самого материала второго слоя 20 (теория Касси) благодаря увеличению площади поверхности водоотталкивающей пленки и эффекту захвата воздуха в зазорах 22 между мелкими выступами 100, соседствующими друг с другом, как показано в Фиг.5. Чтобы еще более эффективно реализовать супергидрофобное состояние, краевой угол самого материала второго слоя 20 в отношении капель воды предпочтительно составляет 100 градусов или более, более предпочтительно 110 градусов или более. В особенности, когда для второго слоя мелких выступов 100 используют материал, имеющий краевой угол смачивания 110 градусов или более, краевой угол усиливается мелкими выступами 100 так, что краевой угол становится равным 140 градусов или более, тем самым улучшая водоотталкивающие характеристики до такой степени, что капли воды почти не прилипают к поверхности второго слоя 20.

Чтобы достигнуть такого водоотталкивающего эффекта, краевой угол можно регулировать выбором материала самого второго слоя 20. В качестве более простого способа регулирования краевого угла может быть использован способ, в котором создают условия, в которых водоотталкивающий материал, имеющий реакционную способность в отношении материала второго слоя, химически приклеивается или реагирует с поверхностью 21 второго слоя 20. Способ регулирования краевого угла не является в особенности ограниченным в такой мере, насколько многочисленные мелкие выступы 100 не блокируются водоотталкивающим материалом. Когда применяют способ нанесения водоотталкивающего материала, разбавленного растворителем, на поверхность 21 второго слоя 20, водоотталкивающий материал может быть зафиксирован на поверхности 21 второго слоя 20.

Примеры водоотталкивающего материала, наносимого на поверхность 21 второго слоя 20, включают соединения кремния, такие как CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂OCH₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-SiCH₃(OCH₃)₂ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(OCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(OC₂H₅)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(CH₂)₃OCH₂CH(OH)CH₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), (CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(CH₂)₃OCH₂CH(OH)CH₂)₂N(CH₂)₃Si(OCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(OH)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂Cl (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(СН₂)₂SiCH₃Cl₂ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-SiCl₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(OCOCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(NCO)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), CH₃-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(CH₂)₃O(CH₂)₃OCONHSi(NCO)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 105 градусов), Rf-(CH₂)₂-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(CH₂)₃OCH₂CH(OH)CH₂NHSi(OCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 115 градусов) и (Rf-(CH₂)₂-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂(CH₂)₃OCH₂CH(OH)CH₂)₂N(CH₂)₃Si(OCH₃)₃ (n>13; краевой угол от 95 до 115 градусов) (Rf представляет CF₃-(CF₃)_m-, или CF₃-(OCF₂)_m; m = 1-20). В дополнение, может быть также использован материал, полученный обменом группы заместителя, такой как Teflon (зарегистрированная торговая марка) и вышеупомянутое силановое соединение, на изоцианат.

Когда водоотталкивающую пленку согласно настоящему изобретению используют в вариантах применения в контакте с иной жидкостью, нежели вода, таких как панель смотрового окна в резервуаре реактора или дистилляционной колонне, в разнообразных типах технологического оборудования, и поверхность линзы эндоскопа, краевой угол в отношении контактирующей жидкости предпочтительно регулируют на 90 градусов или более с помощью поверхностной обработки или тому подобной в зависимости от вариантов применения.

Как показано на Фиг.1, водоотталкивающая пленка 200 согласно настоящему изобретению включает третий слой 30 в контакте с первым слоем 10 на стороне, противоположной мелким выступам 100. В дополнение, третий слой 30 может быть создан с адгезивным средством на стороне, противоположной первому слою 10, согласно вариантам применения водоотталкивающей пленки. Когда водоотталкивающую пленку используют для антиотражающего применения, обе поверхности прозрачного материала должны быть снабжены мелкими выступами. В настоящем изобретении обе поверхности третьего слоя 30, сделанного из прозрачного материала, снабжают первым слоем 10 и вторым слоем 20 симметрично, чтобы можно было получить антиотражающий эффект.

Модуль упругости Е3 третьего слоя 30 должен быть меньше, чем модуль упругости Е1 первого слоя 10. Примеры материала, используемого для третьего слоя 30, включают полимерные пленки общего назначения и специально приспособленные пластиковые пленки. Более конкретные примеры применяемого материала включают метакрилатные пленки; полиолефиновые пленки, такие как полиэтилен и полипропилен; поликарбонатные пленки; пленки из сложных полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат (РЕТ), полиэтиленнафталат (PEN), и фторированные производные; винилхлоридные пленки; силиконовые пленки; пленки из поливинилового спирта (PVA); пленки из этиленвинилацетатного сополимера (EVA); целлюлозные пленки и амидные пленки. Когда водоотталкивающую пленку используют в части, в которой требуется дополнительная прозрачность, выбирают прозрачный третий слой. Материал прозрачного третьего слоя предпочтительно представляет собой метакрилатные пленки, поликарбонатные пленки или РЕТ-пленки, более предпочтительно метакрилатные пленки или РЕТ-пленки.

Когда первый слой 10 имеет толщину, способную всего лишь предотвращать хрупкость, третий слой 30 действует для поддержания жесткости и прочности пленки первого слоя 10. В дополнение, когда модуль упругости третьего слоя регулируют так, чтобы он был меньше, чем модуль упругости первого слоя, третий слой более легко деформируется при внешнем воздействии в направлении сжатия по сравнению с первым слоем. Поэтому воздействие на мелкие выступы 100 может быть поглощено.

Толщина Т3 третьего слоя 30 не является в особенности ограниченной в такой мере, насколько третий слой является достаточно толстым для согласования с изогнутой в трех измерениях поверхностью или достаточно податливым для формования. Однако толщина Т3 третьего слоя 30 предпочтительно является более толстой, чем толщина первого слоя 10. Благодаря такой толщине третий слой 30 более легко деформируется, чем первый слой, и воздействие на мелкие выступы 100 в направлении сжатия может быть поглощено. Если рассматривать обрабатываемость в условиях формования и адгезию в дополнение к такому действию, то толщина Т3 третьего слоя 30 предпочтительно составляет приблизительно между 20 мкм и 250 мкм, более предпочтительно между 25 мкм и 200 мкм, наиболее предпочтительно между 25 мкм и 70 мкм. Когда толщина Т3 третьего слоя 30 находится в пределах диапазона от 20 мкм до 200 мкм, величина деформации третьего слоя 30 надлежащим образом уменьшается, когда нагрузка в направлении сжатия представляет собой воздействие на водоотталкивающую пленку 200. Соответственно этому не возникает неравномерный контакт элементов трения во время воздействия трением, нагрузка распределяется равномерно и поэтому мелкие выступы 100 изнашиваются с трудом.

Модуль упругости Е3 третьего слоя 30 составляет не более 6 ГПа, когда рассматривают тип вышеописанного материала. Поэтому в отношении деформации вариация толщины третьего слоя 30 имеет более важное значение, чем первого слоя 10. В дополнение, в плане обращения с многослойной пленкой, такой как водоотталкивающая пленка 200 согласно настоящему изобретению, и в отношении повреждений третьего слоя во время деформации сжатия величина удлинения при разрыве ε_max третьего слоя 30 предпочтительно составляет 50% или более. Следует отметить, что верхний предел величины удлинения при разрыве ε_max третьего слоя 30 не является в особенности ограниченным; однако верхний предел может составлять 500% или менее.

Способ получения водоотталкивающей пленки

Далее будет разъяснен способ получения водоотталкивающей пленки согласно настоящему изобретению. В водоотталкивающей пленке согласно настоящему изобретению сначала готовят пленку, предназначенную для третьего слоя 30. Затем пленку снабжают мелкими выступами 100 так, чтобы сформировать первый слой 10. Способ получения мелких выступов 100 на первом слое 10 не является в особенности ограниченным. Например, применяют способ формирования мелких выступов 100 непосредственно на первом слое. Кроме того, используют способ прессования в вогнуто-выпуклой пресс-форме, имеющей узор для создания мелких выступов на тонкой пленке, получаемой применением материала, легко формуемого в пленку, приготовленного так, чтобы перенести картину мелких выступов на тонкую пленку. В результате формируют мелкие выступы 100.

Более конкретно, готовят пленку, составленную из материалов первого слоя и третьего слоя, полученных известными способами. Затем готовят пресс-форму для формования многочисленных мелких выступов, и пресс-форму и пленку, составленную материалами первого слоя и третьего слоя, подвергают прессованию друг с другом, в то же время с нагреванием одной или обеих из пресс-формы и пленки. Поэтому мелкие выступы 100 могут быть сформированы на поверхности первого слоя.

В дополнение, на пленку, которая должна быть третьим слоем, наносят смолу, отверждаемую высокоэнергетическим пучком. Затем часть между пресс-формой и пленкой для третьего слоя облучают высокоэнергетическим пучком при размещении между ними смолы, отверждаемой высокоэнергетическим пучком, так что смола отверждается. Примером смолы, отверждаемой высокоэнергетическим пучком, может быть смола, отверждаемая ультрафиолетовым излучением.

После того как первый слой, имеющий мелкие выступы 100, сформирован вышеописанными способами, второй слой 20 формируют общеизвестным методом. Примеры способа получения второго слоя 20 включают метод Ленгмюра-Блоджетта (LB-метод), метод физического осаждения из паровой фазы (PVD-метод), метод химического осаждения из паровой фазы (CVD-метод), метод самосборки, метод напыления, метод полимеризации из паровой фазы и испарительный метод.

Кроме того, как описано выше, когда над вторым слоем фиксируют водоотталкивающий материал, водоотталкивающий материал, который разбавлен растворителем, наносят на второй слой и затем высушивают. Чтобы стимулировать реакцию второго слоя с водоотталкивающим материалом после нанесения водоотталкивающего материала, при необходимости может быть проведена тепловая обработка.

Формованный продукт, включающий водоотталкивающую пленку

Формованный продукт (деталь), включающий водоотталкивающую пленку согласно настоящему изобретению, может быть предпочтительно использован для устройства отображения, для которого требуется антиотражающее действие на его передней поверхности и которое подвергается воздействию воды, такой как дождь, и маслянистой грязи. Примеры формованного продукта включают приборные панели и оконные панели для транспортных средств и мотоциклов, мобильные устройства, такие как мобильные телефоны и электронные органайзеры, вывески и часы. Тип устройства отображения не является в особенности ограниченным, и может быть включена система, в которой сочетаются механический дисплей и освещение, такая как аналоговый измерительный прибор. Более того, может быть также включена такая система, как цифровое измерительное устройство и монитор, в котором используют заднюю подсветку и светоизлучающую поверхность, такая как жидкокристаллическая, светодиодная (LED) и электролюминесцентная (EL), и система, в которой применяют рефлективный жидкокристаллический индикатор, такая как мобильное устройство.

Такой формованный продукт главным образом используют в освещенных местах. Поэтому к первому слою и третьему слою могут быть добавлены поглощающее ультрафиолетовый свет средство, антиоксидант, ловушка радикалов и тому подобные, чтобы предотвратить повреждение светом. В дополнение, могут быть также использованы подсинивающая добавка и флуоресцентный пигмент для компенсации пожелтения, обусловленного разрушением полимера.

Способ получения формованного продукта, включающего водоотталкивающую пленку, не является в особенности ограниченным в такой мере, насколько пленка может быть присоединена к поверхности отформованного продукта. Может быть применен способ присоединения пленки вручную с одновременным подведением теплоты к изогнутой поверхности. В дополнение, может быть использовано устройство для нанесения тонких слоев, когда формованный продукт не имеет изогнутой поверхности. Кроме того, при необходимости водоотталкивающая пленка согласно настоящему изобретению может быть присоединена к формованному продукту с использованием клеевого средства.

Когда водоотталкивающую пленку согласно настоящему изобретению встраивают в устройство отображения, наиболее эффективным является размещение пленки на передней поверхности устройства отображения. В дополнение, на поверхность третьего слоя на стороне, противоположной первому слою в водоотталкивающей пленке согласно настоящему изобретению, может быть нанесено традиционное антиотражающее средство. Примеры традиционного антиотражающего средства включают средство для нанесения антиотражающей структуры, снабженной только мелкими выступами с шагом не более, чем длина волны света, и средство, обеспечивающее интерференцию между собой света, отраженного от поверхности тонкой пленки, в которой регулируют толщину антиотражающего слоя, и света, отраженного от поверхности, на которую нанесен третий слой, чтобы тем самым снизить отражение.

Когда предполагается, что водоотталкивающая пленка согласно настоящему изобретению будет нанесена на трехмерно изогнутую поверхность, свойства, необходимые для третьего слоя и первого слоя, определяют согласно радиусу кривизны изогнутой в трех измерениях поверхности. В частности, важной характеристикой в формовании и обработке пленки для трехмерно изогнутой поверхности является максимальное значение В удлинения при разрыве. То есть, как показано на Фиг.6, предполагается, что толщина первого слоя 10 составляет Т1, толщина третьего слоя 30 составляет Т3, и толщина адгезивного слоя 40, нанесенного на поверхность третьего слоя 30 на стороне, противоположной первому слою 10, составляет Т4. Когда водоотталкивающую пленку 200 наносят на выпуклую поверхность детали 50 с радиусом кривизны R, водоотталкивающая пленка 200 изгибается согласно поверхности 41 приклеивания адгезивного слоя 40. Затем рассчитывают одномерное удлинение самой верхней поверхности первого слоя 10, который является наиболее растягиваемым слоем, относительно расстояния R (радиуса кривизны) от центра О кривизны до поверхности 41 приклеивания. Затем максимальное значение В удлинения до разрыва может быть рассчитано по формуле 1. Поэтому необходимо, чтобы по меньшей мере материал первого слоя 10 имел величину удлинения до разрыва выше, чем максимальное значение В удлинения до разрыва.

Математическая формула 1

С другой стороны, когда водоотталкивающую пленку 200 наносят на вогнутую поверхность детали 50, адгезивный слой 40 растягивается соответственно самой верхней поверхности первого слоя 10, поскольку первый слой 10 имеет более высокий модуль упругости, чем третий слой 30 или адгезивный слой 40. Однако адгезивный слой 40 не трескается, поскольку величина удлинения до разрыва адгезивного слоя 40 является гораздо более высокой, чем таковая для первого слоя 10.

Как описано выше, водоотталкивающая пленка согласно настоящему изобретению включает первый слой, второй слой и третий слой, имеющие вышеописанные характеристики. Поэтому водоотталкивающая пленка имеет превосходную устойчивость к истиранию, в то же время обеспечивая высокие водоотталкивающие характеристики. Кроме того, поскольку шаг между мелкими выступами регулируют на значение 380 нм или менее, отражение видимого света может быть уменьшено до предельно низкого уровня. Соответственно этому, когда водоотталкивающую пленку наносят на деталь для транспортного средства или в других вариантах применения, таких как покрытие измерительного прибора или лобовое стекло, может быть устранено отражение окружающей обстановки или интерьера на пленке, в то же время с обеспечением водоотталкивающих свойств.

Когда водоотталкивающую пленку согласно настоящему изобретению используют для оконного стекла или аналогового измерительного прибора, все из первого слоя, второго слоя и третьего слоя, входящих в состав водоотталкивающей пленки, предпочтительно являются прозрачными. С другой стороны, когда водоотталкивающую пленку применяют для цифрового измерительного прибора или экрана навигационной системы автомобиля, первый слой и третий слой могут иметь непрозрачные участки для цели добавления противобликовой функции и деполяризационного действия.

ПРИМЕРЫ

Далее настоящее изобретение будет дополнительно разъяснено подробно с привлечением примеров. Однако область настоящего изобретения не ограничивается этими примерами.

Примеры 1-19

Сначала пленку для третьего слоя и отверждаемый ультрафиолетовым светом мономер для формирования первого слоя приготовили для соответствующих Примеров 1-3 и 8-19, как показано в Таблице 1. Следует отметить, что «гибкая акриловая смола» в Таблице 1 представляет собой продукт ACRYPLEN (зарегистрированная торговая марка), производимый фирмой Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Затем отверждаемый ультрафиолетовым светом мономер нанесли на одну поверхность пленки, предназначенной для третьего слоя. Затем к мономеру прижали металлическую пресс-форму для формования мелких выступов, имеющих описанные в Таблице 2 размеры, с последующим облучением ультрафиолетовым светом из пленки для третьего слоя таким образом, чтобы отвердить мономер. Затем пленку отделили от металлической пресс-формы, чтобы получить пленку, снабженную мелкими выступами на первом слое, для соответствующих примеров. После этого второй слой, описанный в Таблице 1, нанесли на пленку соответствующих примеров с использованием метода напыления.

В отношении Примера 4 пленку, предназначенную для третьего слоя, и уретановый гель (наименование продукта: PANDEX (зарегистрированная торговая марка), двухкомпонентный отверждаемый тип, производимый фирмой DIC Corporation) для формирования первого слоя, приготовили, как показано в Таблице 1. Затем раствор геля нанесли на металлическую пресс-форму для формования мелких выступов, имеющих размеры, описанные в Таблице 2, и металлическую пресс-форму прижали к пленке для третьего слоя с последующим отверждением при температуре 100°С в течение одного часа. Затем пленку отделили от металлической пресс-формы для получения пленки, снабженной мелкими выступами на первом слое. После этого второй слой, описанный в Таблице 1, нанесли на пленку с использованием метода напыления.

В отношении Примера 5 пленку, предназначенную для третьего слоя, и силиконовый гель (наименование продукта: КЕ-1051, производимый фирмой Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) для формирования первого слоя приготовили, как показано в Таблице 1. Затем раствор силиконового геля нанесли на металлическую пресс-форму для формования мелких выступов, имеющих размеры, описанные в Таблице 2, и металлическую пресс-форму прижали к пленке для третьего слоя с последующим отверждением при температуре 100°С в течение одного часа. Затем пленку отделили от металлической пресс-формы для получения пленки, снабженной мелкими выступами на первом слое. После этого второй слой, описанный в Таблице 1, нанесли на пленку с использованием метода напыления.

В отношении Примеров 6 и 7 приготовили пленку, предназначенную для третьего слоя. В дополнение, для формирования первого слоя приготовили раствор смеси 5% поликапролактона (наименование продукта: PCL-220, производимый фирмой Daicel Chemical Industries., Ltd.) и 95% 4,4'-дифенилметандиизоцианата (наименование продукта: Millionate MT, производимый фирмой Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.). Затем раствор смеси нанесли на металлическую пресс-форму для формования мелких выступов, имеющих размеры, описанные в Таблице 2, и металлическую пресс-форму прижали к пленке для третьего слоя с последующим отверждением при температуре 130°С в течение одного часа. Затем пленку отделили от металлической пресс-формы для получения пленки, снабженной мелкими выступами на первом слое, для соответствующих примеров. После этого второй слой, описанный в Таблице 1, нанесли на пленку для соответствующих примеров с использованием метода напыления.

В отношении Примеров 1-8 и 15-19 поверхность второго слоя подвергали поверхностной обработке с использованием перфторалкокситриметоксисилана в качестве водоотталкивающего материала. Более конкретно, приготовили раствор, полученный разбавлением перфторалкокситриметоксисилана простым гидрофторэфиром (наименование продукта: HFE-7100, производимый фирмой Sumitomo 3M Limited) до концентрации 0,1%. Затем пленку, снабженную вторым слоем для соответствующих примеров, пропитали этим раствором и протягивали со скоростью протягивания 10 мм/сек, чтобы нанести раствор на поверхность второго слоя. После этого пленку с нанесенным раствором высушили при температуре 100°С в течение одного часа с последующим фиксированием гидрофобных групп на поверхности второго слоя, размещенного на мелких выступах, с получением тем самым водоотталкивающей пленки для соответствующих примеров. Следует отметить, что перфторалкокситриметоксисилан обозначен кодовым символом «а» в Таблице 2.

В отношении Примеров 9, 11 и 13 второй слой подвергали такой же поверхностной обработке с использованием (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триметоксисилана (производимого фирмой AZmax Co., Ltd.). Следует отметить, что (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил)триметоксисилан обозначен кодовым символом «b» в Таблице 2.

В отношении Примеров 10 и 14 второй слой подвергали такой же поверхностной обработке с использованием (гептафтороктил)триметоксисилана (производимого фирмой AZmax Co., Ltd.). Следует отметить, что (гептафтороктил)триметоксисилан обозначен кодовым символом «с» в Таблице 2. В отношении Примера 12 второй слой, приготовленный из оксида гафния, поверхностной обработке не подвергали.

Сравнительный Пример 1

Сначала картину мелких выступов перенесли на поливиниловый спирт (PVA), чтобы получить репродукцию формы мелких выступов, имеющих описанные в Таблице 2 размеры. Затем репродукцию формы залили полисилоксаном. Затем третий слой, подвергнутый обработке коронным разрядом, прижали к полисилоксану и нагревали при температуре 100°С в течение 24 часов с последующим выдерживанием в условиях постоянной температуры и влажности при температуре 100°С и 60%-ной влажности в течение 24 часов для формирования тем самым пленки, составленной из первого слоя, имеющего мелкие выступы, и третьего слоя. В этом сравнительном примере второй слой на пленке не формировали.

Сравнительный пример 2

Пленку, состоящую из первого слоя и третьего слоя, приготовили таким же путем, как в Примере 3. Однако в этом примере пленку не снабжали вторым слоем.

Материалы, свойства и толщины слоев от первого до третьего для соответствующих примеров и сравнительных примеров показаны в Таблице 1. Соответствующие значения каждого модуля упругости в Таблице 1 были измерены согласно методу, описанному в Японском Промышленном Стандарте JIS K 6911. Величину удлинения при разрыве измеряли по методу, описанному в стандарте JIS K 7161 (ISO 527). В дополнение, величины толщины соответствующих слоев и шага, высоты и диаметра концов мелких выступов были измерены с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM) соответственно.

Таблица 1   Третий слой Первый слой Второй слой Материал Модуль
упругос-ти (ГПа) Толщина
(мкм) Удлине-ние при
разрыве
(%) Материал Модуль
упругос-ти (ГПа) Толщина
(мкм) Материал Модуль
упругос-ти (ГПа) Толщина
(мкм) Краевой
угол
(°) Пример
1 Поли-этилен-терефта-лат 3,5 25 150 Сшитый
полиметил-метакрилат 3,8 8 Оксид
кремния 70 10 21 Пример
2 Поли-этилен-терефта-лат 3,5 50 150 Сшитый
полиметил-метакрилат 4 5 Оксид
циркония 210 15 25 Пример
3 Поли-этилен-терефта-лат 3,5 100 150 Сшитый
полиметил-метакрилат 5 5 Оксид
циркония 210 30 25 Пример
4 Силикон 0,05 100 300 Уретановый гель 0,1 30 Оксид
кремния 50 10 21 Пример
5 Силикон 0,1 100 250 Силико-новый гель 0,3 30 Оксид
кремния 60 10 21 Пример
6 Силикон 0,3 200 200 Урета-новый эластомер 0,7 30 Оксид
кремния 70 10 21 Пример
7 Силикон 0,3 200 200 Урета-новый эластомер 0,7 30 Оксид
кремния 80 10 21 Пример
8 Гибкая акрило-вая смола 2 50 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 2,8 15 Оксид
кремния 70 10 21 Пример
9 Гибкая акрило-вая смола 1,2 50 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 4 10 Оксид алюминия 70 5 21 Пример
10 Гибкая акрило-вая смола 1,3 100 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 4 10 Оксид алюминия 65 5 21 Пример
11 Гибкая акрило-вая смола 0,9 100 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 4,5 10 Оксид алюминия 70 10 21 Пример
12 Гибкая акрило-вая смола 0,9 100 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 4,5 10 Оксид гафния 70 5 90 Пример
13 Акрило-вая смола 2,8 200 40 Сшитый
полиметил-метакрилат 5 8 Оксид
циркония 210 15 25 Пример
14 Акрило-вая смола 3 200 40 Сшитый
полиметил-метакрилат 5 1 Оксид
циркония 210 30 25 Пример
15 Гибкая акрило-вая смола 2 100 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 3,8 6 Оксид
кремния 70 5 15 Пример
16 Гибкая акрило-вая смола 2 100 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 2,8 8 Оксид
кремния 70 5 15 Пример
17 Гибкая акрило-вая смола 1,9 200 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 2,8 10 Оксид
кремния 70 5 15 Пример
18 Гибкая акрило-вая смола 1,9 250 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 2,8 10 Оксид
кремния 70 5 15 Пример
19 Гибкая акрило-вая смола 1,9 250 50 Сшитый
полиметил-метакрилат 2,8 10 Оксид
кремния 70 5 15 Сравни-тельный
пример
1 Поли-этилен-терефта-лат 3,5 25 150 SiOx 65 10 - - - - Сравни-тельный
пример
2 Поли-этилен-терефта-лат 3,5 50 150 Полиметил-метакрилат 2 5 - - - -

Таблица 2   Мелкие выступы Поверхностная обработка Конфигурация Шаг (нм) Высота (нм) Диаметр кончика (нм) Материал Краевой угол (°) Пример 1 Круглый усеченный
конус 100 200 5 а 115 Пример 2 Круглый усеченный
конус 380 500 30 а 115 Пример 3 Круглый усеченный
конус 5000 5000 200 а 115 Пример 4 Круглый усеченный
конус 250 250 15 а 115 Пример 5 Круглый усеченный
конус 250 500 10 а 115 Пример 6 Круглый усеченный
конус 300 380 20 а 115 Пример 7 Круглый усеченный
конус 300 300 10 а 115 Пример 8 Круглый усеченный
конус 100 100 5 а 115 Пример 9 Круглый усеченный
конус 100 200 7 b 110 Пример 10 Круглый усеченный
конус 100 200 5 c 108 Пример 11 Круглый усеченный
конус 200 200 5 b 110 Пример 12 Круглый усеченный
конус 200 200 5 - - Пример 13 Полусфера 2000 2000 0 b 110 Пример 14 Усеченная квадратная пирамида 5000 3000 100 c 108 Пример 15 Колоколообразная форма 100 200 - a 115 Пример 16 Колоколообразная форма 100 200 - a 115 Пример 17 Колоколообразная форма 100 200 - a 115 Пример 18 Колоколообразная форма 100 200 - a 115 Пример 19 Усеченная сужающаяся форма 100 200 - a 115 Сравнительный
пример 1 Круглый усеченный
конус 100 200 5 - - Сравнительный
пример 2 Круглый усеченный
конус 300 600 15 - -

Тонкие пленки Примеров 1-19 и Сравнительных Примеров 1-2, изготовленные, как описано выше, использовали для оценок износоустойчивости, антиотражающих характеристик и водоотталкивающих свойств согласно следующим методам оценки.

Метод испытания для оценки износоустойчивости

Соответствующие пленки испытывали с использованием прибора для испытаний на истирание с линейным перемещением в условиях 200-кратного возвратно-поступательного перемещения с последующей визуальной регистрацией повреждений пленок. В Таблице 3 ситуация, в которой повреждение не было визуально подтверждено, обозначена «кружком», ситуация, в которой были визуально подтверждены некоторые повреждения, обозначена «треугольником», и случай, в котором были подтверждены очевидные повреждения и наблюдались белые пятна, обозначен «крестом».

Протирочная ткань: брезент (стандарт JIS L 3102).

Нагрузка: 9,8 кПа.

Длина хода: 100 мм.

Скорость протирания: 30 возвратно-поступательных циклов/минуту.

Метод испытания для оценки антиотражающих характеристик

Примеры, имеющие величины шага мелких выступов 380 нм или менее, использовали для измерения отражения видимого света при 0 градусов с использованием гониофотометра (изготовленного фирмой Otsuka Electronics Co., Ltd.). В таблице 3 случай, в котором среднее арифметическое значение отражения видимого света составляет 0,5% или менее, обозначен «кружком», случай, в котором среднее арифметическое значение составляет более чем от 0,5% до 1%, обозначен «треугольником», и случай, в котором среднее арифметическое значение отражения видимого света составляет более 1%, обозначен «крестом». В этом методе испытания, поскольку отражение возникало от задней поверхности водоотталкивающей пленки соответствующих примеров, заднюю поверхность зачерняли для измерения коэффициента отражения.

Метод испытания для оценки водоотталкивающих свойств

После испытания для оценки износоустойчивости водоотталкивающие свойства оценивали по шкале от 1 до 5 на основе следующих критериев согласно методу, указанному в стандарте JIS L 1092, с использованием дождевального испытательного устройства (изготовленного фирмой Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.).

1: Получают полностью мокрую поверхность.

2: Получают поверхность, влажную без сохранения капель со сферической формой на поверхности.

3: Имеются сферические капли, прилипшие к поверхности.

4: Имеются мелкие сферические капельки, слегка прилипшие к поверхности.

5: Не имеются никакие сферические капли.

Результаты соответствующих испытаний показаны в Таблице 3. Согласно этим результатам было подтверждено, что износоустойчивость мелких выступов была улучшена увеличением модуля упругости второго слоя до уровня выше, чем модуля упругости первого слоя. В дополнение, было также подтверждено, что износоустойчивость улучшилась снижением модуля упругости третьего слоя до уровня менее, чем для первого слоя. Кроме того, согласно примерам было подтверждено, что в особенности превосходные водоотталкивающие свойства получались, когда краевой угол в мелких выступах на поверхности второго слоя или краевой угол после поверхностной обработки второго слоя был высоким.

Хотя настоящее изобретение было описано выше с привлечением варианта исполнения и примеров, настоящее изобретение ими не ограничивается, и квалифицированным специалистам в этой области технологии будет очевидно, что могут быть сделаны разнообразные модификации и усовершенствования.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

В водоотталкивающей пленке согласно настоящему изобретению взаимосвязи между модулем упругости Е1 первого слоя, модулем упругости Е2 второго слоя и модулем упругости Е3 третьего слоя определены как Е2>Е1>Е3. Поэтому может быть получена водоотталкивающая пленка, имеющая превосходную устойчивость к истиранию, в которой тонкая структура с трудом истирается и повреждается внешней силой трения, такой как воздействие дождя и удаление грязи тряпкой на поверхности пленки, и деталь для транспортного средства, включающая пленку.

СПИСОК КОДОВЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

А Шаг

10 Первый слой

20 Второй слой

30 Третий слой

100 Мелкие выступы

200 Водоотталкивающая пленка

Изобретение относится к водоотталкивающим пленкам, устойчивым к истиранию, для использования в транспортных средствах и касается водоотталкивающей пленки и детали для транспортного средства, включающей пленку. Пленка включает первый слой, имеющий многочисленные мелкие выступы на своей поверхности, второй слой, покрывающий мелкие выступы и имеющий водоотталкивающие свойства, и третий слой, созданный на поверхности первого слоя на стороне, противоположной мелким выступам. Когда модуль упругости первого слоя определяют как Е1, модуль упругости второго слоя определяют как Е2, и модуль упругости третьего слоя определяют как Е3, то выполняется условие Е2>Е1>Е3. Изобретение обеспечивает получение водоотталкивающей пленки, имеющей превосходную устойчивость к истиранию, в которой тонкая структура с трудом истирается и повреждается внешней силой трения или тому подобной. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил., 19 пр., 3 табл.

1. Водоотталкивающая пленка, включающая:
первый слой, имеющий множество мелких выступов на его поверхности;
второй слой, покрывающий мелкие выступы и имеющий водоотталкивающие свойства; и
третий слой, размещенный на поверхности первого слоя на стороне, противоположной мелким выступам,
в которой, когда модуль упругости первого слоя определяют как Е1, модуль упругости второго слоя определяют как Е2, и модуль упругости третьего слоя определяют как Е3, то выполняется условие Е2>Е1>Е3.

2. Водоотталкивающая пленка по п.1, в которой шаг мелких выступов составляет 380 нм или менее.

3. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой высота мелких выступов составляет 100 нм или более.

4. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой шаг мелких выступов составляет 150 нм или менее.

5. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой высота мелких выступов составляет 600 нм или менее.

6. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой толщина третьего слоя является большей, чем толщина первого слоя.

7. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой толщина Т3 третьего слоя составляет 20 мкм≤Т3≤250 мкм.

8. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой величина е_mах удлинения при разрыве третьего слоя составляет 50% или более.

9. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой модуль упругости первого слоя составляет между 0,1 ГПа и 5 ГПа, и модуль упругости второго слоя составляет между 50 ГПа и 210 ГПа.

10. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой мелкие выступы формируют в форме конуса, или пирамиды, или с усеченной сужающейся формой.

11. Водоотталкивающая пленка по п.1 или 2, в которой толщина первого слоя варьирует между 1 мкм и 30 мкм, и толщина второго слоя варьирует между 1 нм и 30 нм.

12. Деталь для транспортного средства, включающая водоотталкивающую пленку по п.1 или 2.