(57)【要約】【課題】 疎水基をもつシラン化合物をフィルム表面にコーティングした撥水性フィルムの簡便な製造方法を提供する。【解決手段】 フィルムに撥水性コーティング剤を塗布した後、前記フィルムをロール状に巻き取り、巻き取った状態で塗膜を乾燥させるようにすれば、コーティングラインの中に乾燥工程無しで、生産スピードを落としたり、乾燥設備を長くとる必要なく、乾燥を行うことが可能となる。このとき、撥水性コーティング剤は、撥水性物質としてシラン化合物を含むものが好適であり、フィルム表面にシリコーン層を予め形成させておくことで、撥水性物質であるシラン化合物とフィルム表面がシロキサン結合により強固に結合する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムに撥水性コーティング剤を塗布した後、前記フィルムをロール状に巻き取り、巻き取った状態で塗膜を乾燥させることを特徴とする撥水性フィルムの製造方法。
【請求項２】
撥水性コーティング剤に含まれる撥水性物質はシラン化合物であるとともにフィルムには予め前記撥水性シラン化合物と化学結合されるシリコーン層を予め形成することを特徴とする請求項１に記載の撥水性フィルムの製造方法。
【請求項３】
撥水性コーティング剤に含まれる撥水性物質は、フッ素系含有シラン化合物とフッ素系非含有シラン化合物の少なくともどちらか一方を含むものであり、５オングストローム以上の直鎖を有することを特徴とする請求項２に記載の撥水性フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記撥水性コーティング剤をフィルム全体に付着させた後、付着したコーティング剤を拭き取るようにフィルム表面を擦ることにより塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撥水性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に雪氷などの付着を抑制するとともに付着した場合でも早期に滑落させることのできる撥水性フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来フィルム上へのコーティング方法としては一般的にフィルム上にコーティング剤をコーティングしたのち、そのコーティング剤を乾燥硬化させるための工程が必要である。また、フィルムへのコーティングは通常の場合、ロール状のものを一定速度で送り出し、コーティングし、塗膜が硬化したものを一定速度で巻き取るという連続工程である。
【０００３】
従って、一般的に塗膜の乾燥、硬化工程が最も時間がかかり、そのフィルム生産の律速になる場合が多く、生産のラインスピードを落とさないために、乾燥、焼き付け炉の長さを長くして炉中の滞留時間を長くしたり、ＵＶ硬化型、ＥＢ硬化型のコーティング剤を用いるなどの方法を用いている。
【０００４】
一方、撥水性の表面を持つ物品は、着雪や着氷の抑制に効果があると言われてきた。代表的なものには、例えばフッ素樹脂製のフィルムやフッ素樹脂が配合されたコーティング剤を表面に塗布した表面、フッ素樹脂複合めっき処理を施した表面、疎水基をもつシラン化合物を表面に化学結合させた表面などがある。特に特許文献１に提案されているもので、平滑な表面に疎水基をもつシラン化合物を表面に化学結合させたものは、表面に積雪した雪などを容易に滑落させて、重度の積雪を防ぐことのできるものであり、表面へのコーティングも容易である。
【０００５】
従って、上記の疎水基をもつシラン化合物をフィルム表面にコーティングして表面に化学結合させることによって、高い滑雪氷性をもつ撥水性フィルムを簡単な工程で得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２-２９４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、疎水基をもつシラン化合物をフィルム表面にコーティングして表面に化学結合させる方法においても、結合を強固にする乾燥工程が必要であり、十分に化学結合を促進させるには長い乾燥時間が必要となる。したがって、フィルムの連続生産を考えると、ラインスピードを低下させて乾燥の滞留時間を長くとるか、乾燥工程部分を長くするなどする必要があり、生産効率が落ちたり、設備が巨大化する問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、疎水基をもつシラン化合物をフィルム表面にコーティングした撥水性フィルムを、ラインスピードを落とすことなく、かつ、設備を大きくすることなく製造する製造方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち、フィルムに撥水性コーティング剤を塗布した後、前記フィルムをロール状に巻き取り、巻き取った状態で塗膜を乾燥させることを特徴とする特徴とするものである。
【００１０】
撥水性コーティング剤を適当に選んでやることによって、コーティング後に乾燥工程無しで、そのままロール状に巻き取っても重なったフィルムどうしが貼り付かない。したがって、コーティング後にフィルムをロール状に巻き取った状態で乾燥すれば、生産スピードを落としたり、乾燥設備を長くとる必要なく、十分に乾燥が可能となる。このとき用いるコーティング剤は、フィルム表面に密着してフィルムどうしを重ねても、貼り付いたり、膜厚が変化しないものであれば、特に限定されるものではないが、主に化学結合によってフィルム表面と結合する物が好ましく、例えばシラン化合物を含むコーティング剤などを用いることができる。
【００１１】
また、撥水性コーティング剤に含まれる撥水性物質はシラン化合物であるとともにフィルムには前記撥水性シラン化合物と化学結合されるシリコーン層を予め形成することを特徴とするものである。
【００１２】
フィルムに予めシリコーン層を形成させておき、撥水性物質としてシラン化合物を用いることにより、シラン化合物とシリコーン表面が、シロキサン結合で強固に化学結合する。化学結合したシラン化合物は、撥水性を発現する疎水基を外側に向けているため、いったんコーティングしてしまえば、フィルムをロール状に重ね合わせても、フィルムどうしが貼り付くことがない。このフィルムを加熱、乾燥させることにより、さらに隣接するシラン化合物どうしを結合させるなど、撥水性物質の化学結合をさらに促進させて、より強固に撥水性物質をフィルムに結合させることができる。
【００１３】
シリコーン層は、特に限定される物ではなく、従来の一般的なものを用いることができる。また、シラン化合物を化学結合させる際には、前処理としてシリコーン層表面にコロナ放電処理またはプラズマ放電処理を行うとよく、前処理を行うことによって表面の不純物が除去されるとともに表面の活性が上がり、シランとシリコーン表面との結合密度や強度、耐久性等を高めることができる。
【００１４】
また、撥水性コーティング剤に含まれる撥水性物質は、フッ素系含有シラン化合物とフッ素系非含有シラン化合物の少なくともどちらか一方を含むものであり、５オングストローム以上の直鎖を有することを特徴とするものである。
【００１５】
シラン化合物は、５オングストローム以上の直鎖を有するものがよく、撥水性を有するフッ素系含有シラン化合物またフッ素系非含有シラン化合物、または、それらの混合物を用いるとよい。シラン化合物の直鎖構造が、５オングストローム以下だと、撥水性が低い表面しか得られない。また、直鎖の短いものはコーティング液中で不安定であり、液中でシラン化合物どうしが反応してゲル化しやすいため取り扱いが難しい。さらに好ましくは、直鎖の長さが１０オングストローム以上であるとよい。
【００１６】
用いるシラン化合物は、フッ素含有化合物であれば、フルオロカーボン基を持つものが好適である。フルオロカーボンの直鎖構造を有する撥水性物質は、結合力の高い官能基を有することから被覆層に良好な滑雪氷の耐久性を具備することができる。また、フッ素非含有シラン化合物は、末端にメチル基を有するものが好適である。メチル基が末端に配置された直鎖構造を有する撥水性物質はメチル基の官能基が比較的小さく、直鎖構造を有する撥水性物質を基材の上の面に稠密に固定することができ、また末端の官能基が小さいことから直鎖構造が動きやすく、初期段階で高い滑雪氷性を発現させることができる。
【００１７】
直鎖構造を有する撥水性物質は、シラン化合物中のＳｉとフィルム表面のシリコーン層がシロキサン結合するため、その直鎖の末端を外面に配向させて固定化される。これにより被覆層外面は微視的に見ると毛足の長い絨毯の如き状態になっているが、被覆層を絨毯、直鎖構造を有する撥水性物質を絨毯の毛足として見ると、絨毯の表面に水滴が載ると毛足は撥水性であり水滴は毛足の間に浸透せず直立している毛足の上に載った状態となる。その状態で絨毯全体が傾いたときに、直立していた毛足は水滴の重みで傾斜方向に傾き、水滴が動きだそうとするのを助長し水滴の滑落角度を低下させる。また水滴が傾斜した絨毯の表面を滑落して行くときに、その軌跡上の毛足が次々に傾斜方向に傾くことで、水滴の滑落を維持すると共に水滴は転落する必要なく絨毯の表面を滑落することができる。
【００１８】
また、前記撥水性コーティング剤をフィルム全体に付着させた後、付着したコーティング剤を拭き取るようにフィルム表面を擦ることにより塗布することを特徴とするものである。
【００１９】
コーティング剤をフィルムにコーティングする際、シリコーン層表面にコロナ処理またはプラズマ処理を施した後、コーティング剤をフィルム表面上に塗布し、その塗布した液をフィルム全体に引き延ばして擦り込むように柔らかい布や紙でフィルム表面全体を擦るとよい。このようにすることで、フィルム表面に均一に十分に撥水性物質を化学結合させるとができる。このとき、用いる布や紙には予め、コーティング剤と同様の液剤を染み込ませておくとよい。このようにすることで、摩擦により既に結合していたシラン化合物が脱落するのを防ぎ、さらに未結合の反応サイトにシラン化合物を結合させることができる。また、さらに、余剰のコーティング剤を拭き取る効果もあり、後工程でフィルムを巻き取る場合にフィルムに余剰の撥水性物質が重ね合わさったフィルムの裏面に付着することもなく、また貼り付くこともない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撥水性コーティング剤を適当に選び、フィルムに撥水性コーティング剤を塗布した後、前記フィルムをロール状に巻き取り、巻き取った状態で塗膜を乾燥させるようにすれば、コーティングラインの中に乾燥工程無しで、生産スピードを落としたり、乾燥設備を長くとる必要なく、乾燥を行うことが可能となる。このとき、撥水性コーティング剤は、撥水性物質としてシラン化合物を含むものが好適であり、フィルム表面にシリコーン層を予め形成させておくことで、撥水性物質であるシラン化合物とフィルム表面がシロキサン結合により強固に結合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係わる実施の形態について、図面および、実施例に基づき以下に具体的に説明する。図１には、本発明の撥水性フィルムの製造方法の一例を示すフロー図を示す。
【００２２】
表面に予めシリコーン層を形成させてあるフィルムに前処理としてコロナ放電処理を行い、撥水性シラン化合物を含有するコーティング剤を塗布する。その塗布したコーティング剤と同様のものを含ませたやわらかい布でフィルム全体に引き延ばすとともに擦り込むようにフィルム表面全体を擦り、フィルム表面に均一に十分に撥水性物質を化学結合させる。フィルムはそのままロール状に巻き取り、巻き取った状態で乾燥炉で、加熱乾燥させる。
【００２３】
このとき、ベースとなるフィルムの材質は特に限定されるものではなく、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴなどのポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などを用いることができる。
【００２４】
それらのフィルム表面にシリコーン層を形成させる。シリコーン層を形成させる方法は特に限定されるものではない。シリコーン系コーティング剤をパーコートやフローコート、スプレーコート、ロールコート等で塗装してもよいし、スクリーン印刷、グラビア印刷、シルク印刷、オフセット印刷、熱転写等の印刷によりコーティングしてもよい。また、その他蒸着などによりシリコーン層を形成させてもよく、シラン化合物とシロキサン結合が可能な表面であればよい。また、一般的にシリコーンコートがなされたフィルムも市販されており、それらを用いることもできる。
【００２５】
図１では、前処理としてコロナ放電処理を挙げているが、表面を活性化してシラン化合物をシロキサン結合を形成させるような表面処理であれば特に限定されるものではなく、プラズマ処理や火炎処理等でもよい。
【００２６】
また用いるシラン化合物は、直鎖が５オングストローム以上の疎水基をもつフッ素含有シランまたは／及びフッ素非含有シランであればよく、フッ素系シランであれば、フルオロカーボン基を持つものなどがあり、たとえばヘプタデカフロロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシランやヘプタデカフロロデシルトリクロロシランなどやそれらの誘導体などが挙げられる。また、フッ素非含有系のシラン化合物であれば、末端にメチル基を持つものなどがよく、たとえば、オクタデシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシランなどやそれらの誘導体などがある。また、これらフッ素系、フッ素非含有系のシランの混合物でもよい。これらのシラン化合物がシリコーンオイルや有機溶媒、水溶液中に分散されてコーティング剤となっている。
【００２７】
（実施例１）
ロール状に巻き取られているシリコーンハードコートアクリル樹脂フィルム（厚さ７０μｍ）を、一定速度で送り出す。まず、その表面が十分に活性化する程度にコロナ放電処理を施し、ロールコーターにてシラン化合物を含有する撥水性コーティング剤を塗布した。撥水性コーティング剤は、撥水性シラン化合物であるオクタデシルトリエトキシシラン（信越化学工業株式会社製：製品名ＬＳ６９７０）と溶媒であるエタノールと触媒である０．０１Ｎ硝酸とを１：１５０：８で混合し十分に攪拌したものを用いた。またこのとき、雰囲気湿度は相対湿度で１０％以下とした。コーティング剤を塗布した後、その表面をさらに同様のコーティング剤を染み込ませた清潔なウェスで１平方メートルあたり３０秒ラビングし、シラン化合物をフィルム表面にまんべんなく結合させるとともに余剰なコーティング剤を取り除いた。さらにコーティングしたフィルムをそのままロール状に巻き取り、ロール状のまま、６０℃で３０分間加熱処理を行った。
【００２８】
（実施例２）
実施例１のコーティング剤のかわりに、撥水性コーティング剤として、撥水性シラン化合物であるヘプタデカフロロデシルトリクロロシラン（信越化学工業株式会社製：製品名ＫＢＭ７８０３）と溶媒であるシリコーンオイル（信越化学工業株式会社製：ＫＦ９９４）とを１：９９で混合し十分に攪拌したものを用いた。
【００２９】
上記、実施例１および２により作成したフィルムを評価したところ、実施例１では、対水接触角が１０５度、実施例２では１１３であり、十分な撥水性を発現していた。またこれらのフィルムについて耐磨耗性の試験を行ったが、接触角の変化はほとんど見られなかった。ここで、耐磨耗性試験は、汎用の試験用ペーパーにおいて１００回強く摩擦し、その後に対水接触角を測定した。上記のように、撥水性コーティングをして、そのままロール状に巻き取った後に加熱乾燥させてフィルムを生産しても十分な性能を維持しているといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係わる実施の一形態を示す生産工程を示すフロー図である。
【図１】
2005040750.tif 000003