氧化物成型体及其制造方法技术

本发明专利技术的氧化物成型体特征在于含有氧化物部位和有机交联部位，且至少表层是无机玻璃状物质，兼有有机材料的优异加工性和无机材料所具有的高耐候性、耐热性和硬度等有机-无机两方的优点。该氧化物成型体可通过以下工序来制造：获得具有包含聚合性官能团的有机基R2与M-O-M’键的前体R2-M-O-M’的工序A，涂布含有前体的涂布液的工序B，使涂布液光固化和/或热固化的工序C，以及通过对所得固化体的至少表层进行氧化处理，成为无机玻璃状物质的工序D。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
—般而言,在以称之为丙烯酸树脂的甲基丙烯酸树脂(Polymethylmethacrylate,PMMA)为代表的有机高分子系材料中，通过控制分子量、交联密度等，谋求改善根据用途要求的各种特性，例如耐擦伤性、耐磨耗性、紫外光耐久性、耐候性、玻璃透过性和介电特性等。由于有机高分子系的材料可以在较低温度下热固化、光固化，因此，如专利文献I至3 中公开的那样，可以利用铸模法进行立体模塑或使用平版印刷法进行微细结构形成等各种加工。另一方面，玻璃等无机材料具有优异的耐候性、耐热性、表面硬度。另外，作为具有比有机高分子系材料更优异的耐光性、与无机玻璃相比在更低温度下软化的材料，有专利文献4和5的有机-无机杂化玻璃状物质。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-194142号公报专利文献2 日本特开2002-270540号公报专利文献3 :日本特开2004-71934号公报专利文献4 :日本特许第4046963号专利文献5 :日本特许第3910101号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，不可否认的是，有机高分子系的材料的耐热性、硬度低于无机系的材料。有机-无机杂化玻璃状物质与无机系的材料相比有时硬度不充分。另外，无机系的材料的成型加工温度高于有机高分子系的材料和有机-无机杂化玻璃状物质，常常难以进行微细加工。因此，寻求开发兼有加工性和实际应用的耐久性的材料。本专利技术是考虑上述问题而做出的，其课题是提供兼有有机材料的优异加工性和无机材料所具有的优异耐候性、耐热性和硬度等有机-无机两方的优点的成型体及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人进行了深入研究，结果发现，对含有氧化物部位和有机交联部位的成型体进行氧化处理，使成型体的至少表层成为无机玻璃状物质时，可获得兼有有机材料的优异加工性和无机材料所具有的优异耐候性、耐热性和硬度的成型体，从而完成了本专利技术。即，根据本专利技术的第一实施方式，提供了氧化物成型体，其含有氧化物部位和有机交联部位，至少表层为无机玻璃状物质。另外，根据本专利技术的第二实施方式，提供了氧化物成型体的制造方法，其为含有氧化物部位和有机交联部位、至少表层为无机玻璃状物质的氧化物成型体的制造方法，其包括下述工序(A) 工序(D)的工序工序A :通过原料R2-M-Y与M’-OH的基元反应(elementary reaction),获得具有包含聚合性官能团的有机基R2与Μ-0-Μ’键的前体R2-M-0-M’的工序；其中，R2是包含聚合性官能团的有机基，Y是具有碳原子数f 20的烃基的烷氧基，或卤素基团，M和M’各自独立地是选自铝、硅、锗、铟、锡、铅、磷、硼、镓、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、 丐、银、钡、钕、镨、铒、铺、钛、错、钽、锌、鹤、银、铬、猛、铁、钴、镍、铜和钥所组成的组中的至少一种元素。工序B :涂布包含前体的涂布液的工序； 工序C :使涂布液光固化和/或热固化的工序；工序D :通过对固化后的固化体的至少表层进行氧化处理，使该固化体的至少表层成为无机玻璃状物质的工序。附图说明图I所示为实施例I的氧化物成型体的透射率光谱图。图2为实施例2的氧化物成型体的显微镜照片。图3为实施例3的氧化物成型体的显微镜照片。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。本专利技术的范围不受这些说明限制，除了以下的例示以外，在不损害本专利技术的主旨的范围内，可以进行适当变更来实施。本专利技术的氧化物成型体特征在于含有氧化物部位和有机交联部位且至少表层为无机玻璃状物质，显示了优异的耐候性、耐擦伤性、耐磨耗性和耐热性。在本专利技术中，“氧化物成型体”是指，由含有氧化物部位和有机交联部位、至少表层为无机玻璃状物质的物质构成的块状、板状、薄膜状、纤维状的物品；或者，含有氧化物部位和有机交联部位、至少表层或全体为无机玻璃状物质的物品；或者，表层为无机玻璃状的物品与基材表面密合的物品。其中，在本说明书中，“氧化物成型体”有时简称为“成型体”。另夕卜，与基材表面密合的无机玻璃状的物品简称为“覆膜”。作为氧化物部位，可列举出由元素M和元素M’借助氧原子键合而成的Μ-0-Μ’键构成的部位，上述Μ-0-Μ’键中，M和M’各自独立地是选自铝、硅、锗、铟、锡、铅、磷、硼、镓、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、 丐、银、钡、钕、镨、铒、铺、钛、错、钽、锌、鹤、银、铬、猛、铁、钴、镍、铜和钥所组成的组中的至少一种元素。从无机玻璃状物质的耐热性、耐候性的观点来看，M和M，特别优选是硅、硼、钛、锆和锌。另外，从无机玻璃状物质的物性控制的观点来看，作为M和M，，可以进一步包括碱金属、碱土金属。另外，为了赋予无机玻璃状物质以着色、在特定波长下的光吸收等功能，作为M和M’，可以进一步含有稀土元素、过渡金属元素。作为有机交联部位，例如，可列举出属于含有下式所示的结构的有机部位、且该有机部位的至少2个末端分别键合于上述元素M和M，的部位。—— ICI ] X式中，X是选自氢原子、-OH基、-(C=O)-R1基、-(C=O)-OR1基和苯基所组成的组中的至少一个基团，R1是碳原子数广20的烃基，η是I以上的整数。在使成型体的至少表层成为无机玻璃状物质的处理中，为了能够用短时间进行该处理，尤其优选X是氢原子、-OH基、-(C=O) -R1 基。作为无机玻璃状物质，例如，可列举出由Μ-0-Μ’ >M-O-M或Μ’ _0_Μ’所示的氧键形成的物质，上述Μ-0-Μ’、Μ-0-Μ或Μ’ -0-Μ’所示的键中，M和Μ’各自独立地优选是选自铝、娃、锗、铟、锡、铅、磷、硼、镓、锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、1丐、银、钡、钕、镨、铒、铺、钛、 错、钽、锌、钨、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和钥所组成的组中的至少一种元素。从无机玻璃状物质的耐热性、耐候性的观点考虑，M和Μ’特别优选是硅、硼、钛、锆和锌。另外，从无机玻璃状物质的物性控制的观点考虑，作为M和Μ，，可以进一步含有碱金属、碱土金属。通过含有碱金属、碱土金属，例如，可以调整无机玻璃状物质的软化温度、玻璃化转变温度、热膨胀系数、化学耐久性等。另外，为了赋予无机玻璃状物质以着色、特定波长下的光吸收等功能，作为M和Μ’，可以进一步含有稀土元素、过渡金属元素。通过含有稀土元素或过渡金属元素，例如，可以赋予无机玻璃状物质以荧光特性、激光发信(laseroutgoing)特性、磁性等功能。无机玻璃状物质的层的厚度自氧化物成型体表面起优选为50ηηΓ 0 μ m。小于50nm时,往往不能赋予成型体表面以充分的硬度，因此不优选。而超过10 μ m时,无机玻璃状物质层容易产生裂纹，因而不优选。无机玻璃状物质层的厚度更优选为100ηπΓ5 μ m,进一步优选为200ηπΓ! μ m。本专利技术的氧化物成型体优选具有微细结构。该微细结构可以在成型体的表面上形成，也可以在成型体的内部形成。通过形成微细结构，可以赋予氧化物成型体以例如低反射率性、憎水性、憎油性等功能。为了表现上述功能，微细结构优选为IOOnm以上的尺寸，更优选为100ηπΓ200μπι的尺寸。另外，微细结构的面内尺寸误差优选为20nm以下。更优选，面内尺寸误差为IOnm以下。其中，厚度为10 μ m以下的覆膜时，覆膜全体可以为无机玻璃状物质。如果是上述厚度，可以不损害通过微细加工在覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥雅英，井原梨惠，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：
国别省市：