JP2003073147A - 防曇性基材およびその形成方法 - Google Patents
防曇性基材およびその形成方法Info
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- JP2003073147A JP2003073147A JP2001266807A JP2001266807A JP2003073147A JP 2003073147 A JP2003073147 A JP 2003073147A JP 2001266807 A JP2001266807 A JP 2001266807A JP 2001266807 A JP2001266807 A JP 2001266807A JP 2003073147 A JP2003073147 A JP 2003073147A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 防曇持続性、テーバー摩耗性を低下させるこ
となく耐水性を維持することが可能な防曇性基材を得る
こと。 【解決手段】 基材の表面に、イソシアネートと反応し
強固に結合する官能基を含み、ウレタン成分であるイソ
シアネートと反応してウレタン樹脂中に固定されてなる
界面活性剤を含有するウレタン樹脂に耐水性と耐摩耗性
の両立が可能であるコロイド状シリカおよびオルガノア
ルコキシシランが混在されてなる吸水性複合膜を被覆す
ること。
となく耐水性を維持することが可能な防曇性基材を得る
こと。 【解決手段】 基材の表面に、イソシアネートと反応し
強固に結合する官能基を含み、ウレタン成分であるイソ
シアネートと反応してウレタン樹脂中に固定されてなる
界面活性剤を含有するウレタン樹脂に耐水性と耐摩耗性
の両立が可能であるコロイド状シリカおよびオルガノア
ルコキシシランが混在されてなる吸水性複合膜を被覆す
ること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浴室用、洗面所用
等の防曇鏡、自動車用等の防曇窓ガラスあるいは防曇
鏡、建築用の防曇窓ガラス等各種の用途に用いることが
可能な防曇持続性と耐水性を併せ持つ防曇性基材および
その形成方法に関する。
等の防曇鏡、自動車用等の防曇窓ガラスあるいは防曇
鏡、建築用の防曇窓ガラス等各種の用途に用いることが
可能な防曇持続性と耐水性を併せ持つ防曇性基材および
その形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスやプラスチックなどの透明基材
は、基材を挟んで内面と外面の温湿度の差により、一方
の表面が露点以下になった場合、もしくは基材に対して
急激な温湿度変化が起こった場合（沸騰水蒸気が基材に
接触した場合、低温部署より高温多湿の環境に移った場
合等）に雰囲気中の水分が水滴として付着し、基材表面
は結露する。その結果、結露した水滴により光の散乱が
起こる。すなわち「曇り」が発生し、視界を防がれるこ
とで、安全性が著しく損なわれる。例えば、一般的な窓
ガラス、自動車や航空機のフロントガラス、サングラス
等があげられる。
は、基材を挟んで内面と外面の温湿度の差により、一方
の表面が露点以下になった場合、もしくは基材に対して
急激な温湿度変化が起こった場合（沸騰水蒸気が基材に
接触した場合、低温部署より高温多湿の環境に移った場
合等）に雰囲気中の水分が水滴として付着し、基材表面
は結露する。その結果、結露した水滴により光の散乱が
起こる。すなわち「曇り」が発生し、視界を防がれるこ
とで、安全性が著しく損なわれる。例えば、一般的な窓
ガラス、自動車や航空機のフロントガラス、サングラス
等があげられる。
【０００３】これらのガラスやプラスチックなどの透明
基材に「曇り」の発生を防止するためには、従来より、
（１）基材表面に界面活性剤を塗布して水に対する接触
角を小さくすることにより水滴を水膜状にする方法、
（２）基材表面に、硬化性樹脂と親水性樹脂、界面活性
剤等を混合し溶液を塗布により成膜し、加熱もしくは紫
外線または電子線により硬化させて水に対する接触角を
小さくさせることのより水滴を水膜状にする方法、
（３）基材表面の水に対する接触角を大きくすることに
より水滴をはじき落とす方法、（４）基材表面に吸水性
樹脂を成膜し、付着した水滴を瞬時に膜内部に取り込ん
で水滴をなくす方法が考えられてきた。
基材に「曇り」の発生を防止するためには、従来より、
（１）基材表面に界面活性剤を塗布して水に対する接触
角を小さくすることにより水滴を水膜状にする方法、
（２）基材表面に、硬化性樹脂と親水性樹脂、界面活性
剤等を混合し溶液を塗布により成膜し、加熱もしくは紫
外線または電子線により硬化させて水に対する接触角を
小さくさせることのより水滴を水膜状にする方法、
（３）基材表面の水に対する接触角を大きくすることに
より水滴をはじき落とす方法、（４）基材表面に吸水性
樹脂を成膜し、付着した水滴を瞬時に膜内部に取り込ん
で水滴をなくす方法が考えられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、（１）の方法
は、初期の防曇性は優れているものの、水との接触によ
り界面活性剤が流出し、防曇効果が短命であるという欠
点がある。（２）の方法は、極めて親水性の強い表面を
必要とするが、水滴付着に伴い膜膨潤が生じ、表面硬度
の急激な低下が発生するとともに、(1)と同様に防曇性
成分の流出によりに、防曇付与機能が長時間持続しない
場合がある。水滴付着時の膜膨潤については、防曇性成
分を減少させることにより改善可能であるが、その場
合、防曇性が犠牲となる場合がほとんどである。（３）
の方法は、一般的に防曇性が発現するほどの撥水性を有
するものがほとんどなく、撥水性を有する物質を使用し
た場合、一般的に基材との密着が困難であるため、単に
基材表面に乗っているだけの場合がほとんどであり、防
曇持続性に問題がある。（４）の方法は、上記であげた
ように表面に水分が残らないため見た目にすっきりし
て、透明感を損なうことがないが、吸水能力に限界があ
るために、限界を越えると、水滴が除去できず「曇り」
が発生する。また、吸水能力が、膜の膨潤による水分取
り込みにより発生するため、（２）以上に膜強度低下が
起こる。
は、初期の防曇性は優れているものの、水との接触によ
り界面活性剤が流出し、防曇効果が短命であるという欠
点がある。（２）の方法は、極めて親水性の強い表面を
必要とするが、水滴付着に伴い膜膨潤が生じ、表面硬度
の急激な低下が発生するとともに、(1)と同様に防曇性
成分の流出によりに、防曇付与機能が長時間持続しない
場合がある。水滴付着時の膜膨潤については、防曇性成
分を減少させることにより改善可能であるが、その場
合、防曇性が犠牲となる場合がほとんどである。（３）
の方法は、一般的に防曇性が発現するほどの撥水性を有
するものがほとんどなく、撥水性を有する物質を使用し
た場合、一般的に基材との密着が困難であるため、単に
基材表面に乗っているだけの場合がほとんどであり、防
曇持続性に問題がある。（４）の方法は、上記であげた
ように表面に水分が残らないため見た目にすっきりし
て、透明感を損なうことがないが、吸水能力に限界があ
るために、限界を越えると、水滴が除去できず「曇り」
が発生する。また、吸水能力が、膜の膨潤による水分取
り込みにより発生するため、（２）以上に膜強度低下が
起こる。
【０００５】これらのことより、現状では十分な防曇性
を示し、各種耐久性に優れた防曇性基材は得られていな
いが、この二つの機能を満足する防曇剤の出現が待たれ
ている。このような状況の中で、ウレタン樹脂中に界面
活性剤を固定することにより、防曇持続性と耐摩耗性の
両方を兼ね備えている防曇剤（商品名「ＶＩＳＧＡＲ
Ｄ」、Film Specialties製）として市販されている。な
お、この防曇剤については特表２０００−５１５５７２
号公報で開示されている。
を示し、各種耐久性に優れた防曇性基材は得られていな
いが、この二つの機能を満足する防曇剤の出現が待たれ
ている。このような状況の中で、ウレタン樹脂中に界面
活性剤を固定することにより、防曇持続性と耐摩耗性の
両方を兼ね備えている防曇剤（商品名「ＶＩＳＧＡＲ
Ｄ」、Film Specialties製）として市販されている。な
お、この防曇剤については特表２０００−５１５５７２
号公報で開示されている。
【０００６】このようなウレタン樹脂を主成分とした防
曇剤を使用した場合は、ウレタン樹脂特有の弾性により
耐擦傷性が他の樹脂を使用したものより良好な傾向を示
している。さらに、ウレタン成分であるイソシアネート
と反応し結合することが可能な官能基（水酸基、アミノ
基、メルカプト基等）をもった界面活性剤を用いること
により、ウレタン成分中に強固に固定されることで界面
活性剤の流出を防ぎ、防曇性を持続させることが可能と
なっている。但し、該防曇剤は、界面活性剤による表面
親水性とともに、ウレタン樹脂本来の持つ吸水性により
防曇性を発現しているため、防曇発現時の吸水により膜
強度低下が発生し、直接払拭する可能性のある部位の使
用においては、膜剥離等の不具合が発生する。
曇剤を使用した場合は、ウレタン樹脂特有の弾性により
耐擦傷性が他の樹脂を使用したものより良好な傾向を示
している。さらに、ウレタン成分であるイソシアネート
と反応し結合することが可能な官能基（水酸基、アミノ
基、メルカプト基等）をもった界面活性剤を用いること
により、ウレタン成分中に強固に固定されることで界面
活性剤の流出を防ぎ、防曇性を持続させることが可能と
なっている。但し、該防曇剤は、界面活性剤による表面
親水性とともに、ウレタン樹脂本来の持つ吸水性により
防曇性を発現しているため、防曇発現時の吸水により膜
強度低下が発生し、直接払拭する可能性のある部位の使
用においては、膜剥離等の不具合が発生する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の問
題点に鑑みてなしたものであって、界面活性剤を含有す
るウレタン樹脂系防曇剤中にコロイド状シリカとオルガ
ノアルコキシシリカを添加することにより、防曇性、耐
水性、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり防曇性能を維持
することが可能な防曇性基材およびその形成方法を開発
した。なお、コロイド状シリカ単独の添加では、一定量
以上添加することで耐水性の改善は可能であるが、ウレ
タン樹脂の弾性による耐摩耗性の発現が、阻害されるた
め、耐摩耗性と耐水性の両方を得ることは、できなかっ
た。また、オルガノアルコキシシラン単独の添加でも、
コロイド状シリカ添加と同様に耐摩耗性と耐水性の両方
を得ることはできなかった。そこで、コロイド状シリカ
とオルガノアルコキシシランを一定量の比率で添加する
ことにより、耐摩耗性と耐水性が両立することを見い出
した。
題点に鑑みてなしたものであって、界面活性剤を含有す
るウレタン樹脂系防曇剤中にコロイド状シリカとオルガ
ノアルコキシシリカを添加することにより、防曇性、耐
水性、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり防曇性能を維持
することが可能な防曇性基材およびその形成方法を開発
した。なお、コロイド状シリカ単独の添加では、一定量
以上添加することで耐水性の改善は可能であるが、ウレ
タン樹脂の弾性による耐摩耗性の発現が、阻害されるた
め、耐摩耗性と耐水性の両方を得ることは、できなかっ
た。また、オルガノアルコキシシラン単独の添加でも、
コロイド状シリカ添加と同様に耐摩耗性と耐水性の両方
を得ることはできなかった。そこで、コロイド状シリカ
とオルガノアルコキシシランを一定量の比率で添加する
ことにより、耐摩耗性と耐水性が両立することを見い出
した。
【０００８】すなわち、本発明の防曇性基材は、基材の
表面に、界面活性剤を含有するウレタン樹脂にコロイド
状シリカおよびオルガノアルコキシシランが混在されて
なる吸水性複合膜を被覆してなることを特徴とする。
表面に、界面活性剤を含有するウレタン樹脂にコロイド
状シリカおよびオルガノアルコキシシランが混在されて
なる吸水性複合膜を被覆してなることを特徴とする。
【０００９】また、本発明の防曇性基材は、吸水性複合
膜は、重量百分率で界面活性剤含有ウレタン樹脂の含有
率が４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有
率が２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、オルガノアルコキシシラ
ンの含有率が１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％より構成されてな
ることを特徴とする。
膜は、重量百分率で界面活性剤含有ウレタン樹脂の含有
率が４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有
率が２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、オルガノアルコキシシラ
ンの含有率が１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％より構成されてな
ることを特徴とする。
【００１０】さらに、本発明の防曇性基材は、界面活性
剤含有ウレタン樹脂中の界面活性剤は、イソシアネート
と反応し強固に結合する官能基を含み、ウレタン成分で
あるイソシアネートと反応してウレタン樹脂中に固定さ
れていることを特徴とする。
剤含有ウレタン樹脂中の界面活性剤は、イソシアネート
と反応し強固に結合する官能基を含み、ウレタン成分で
あるイソシアネートと反応してウレタン樹脂中に固定さ
れていることを特徴とする。
【００１１】さらにまた、本発明の防曇性基材は、コロ
イド状シリカは、有機溶媒分散型コロイド状シリカであ
ることを特徴とする。
イド状シリカは、有機溶媒分散型コロイド状シリカであ
ることを特徴とする。
【００１２】またさらに、本発明の防曇性基材は、コロ
イド状シリカを分散させている溶媒としては、キシレン
／ｎ−ブタノール混合系またはエチレングリコールモノ
ｎ−プロピルエーテルであることを特徴とする。
イド状シリカを分散させている溶媒としては、キシレン
／ｎ−ブタノール混合系またはエチレングリコールモノ
ｎ−プロピルエーテルであることを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明の防曇性基材は、オルガノ
アルコキシシランは、一般式Ｒ2ＳｉＲ13（式中、Ｒ1は
炭素数１または２のアルコキシ基、Ｒ2はアミノ基また
はメルカプト基）で表わされることを特徴とする。
アルコキシシランは、一般式Ｒ2ＳｉＲ13（式中、Ｒ1は
炭素数１または２のアルコキシ基、Ｒ2はアミノ基また
はメルカプト基）で表わされることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の防曇性基材の形成方法は、
下記の工程により、基材表面に吸水性複合膜を被覆する
ことを特徴とする。 （ａ）基材を用意する工程と、（ｂ）界面活性剤を含有
するポリオール成分とイソシアネート成分を混合して界
面活性剤含有ウレタン樹脂を形成した後、該樹脂中にコ
ロイド状シリカ、オルガノアルコキシシランおよび溶媒
を添加し、混合して塗布液を調製する工程と、（ｃ）前
記塗布液を前記基材表面上に塗布し、１２０℃〜１７０
℃の低温で熱処理によって基材表面に吸水性複合膜を被
覆する工程。
下記の工程により、基材表面に吸水性複合膜を被覆する
ことを特徴とする。 （ａ）基材を用意する工程と、（ｂ）界面活性剤を含有
するポリオール成分とイソシアネート成分を混合して界
面活性剤含有ウレタン樹脂を形成した後、該樹脂中にコ
ロイド状シリカ、オルガノアルコキシシランおよび溶媒
を添加し、混合して塗布液を調製する工程と、（ｃ）前
記塗布液を前記基材表面上に塗布し、１２０℃〜１７０
℃の低温で熱処理によって基材表面に吸水性複合膜を被
覆する工程。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の防曇性基材は、基材の表
面に、界面活性剤を含有するウレタン樹脂にコロイド状
シリカおよびオルガノアルコキシシランが混在されてな
る吸水性複合膜を被覆してなることを特徴とする。
面に、界面活性剤を含有するウレタン樹脂にコロイド状
シリカおよびオルガノアルコキシシランが混在されてな
る吸水性複合膜を被覆してなることを特徴とする。
【００１６】吸水性複合膜を形成する一方の成分である
界面活性剤含有ウレタン樹脂は、界面活性剤とウレタン
樹脂成分としてのポリオール、イソシアネートの３成分
を含む。その内、ウレタン樹脂成分であるポリオール成
分は、一般的に使用されているポリエーテルポリオー
ル、アクリルポリオールなどの使用が可能で、特に親水
性のものが好ましく、例えば、ポリエチレングリコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリ
ブチレングリコールから選ばれた重合体もしくは、共重
合体などが挙げられる。
界面活性剤含有ウレタン樹脂は、界面活性剤とウレタン
樹脂成分としてのポリオール、イソシアネートの３成分
を含む。その内、ウレタン樹脂成分であるポリオール成
分は、一般的に使用されているポリエーテルポリオー
ル、アクリルポリオールなどの使用が可能で、特に親水
性のものが好ましく、例えば、ポリエチレングリコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリ
ブチレングリコールから選ばれた重合体もしくは、共重
合体などが挙げられる。
【００１７】また、イソシアネート成分としては、一般
的に使用されているイソシアネートプレポリマーを使用
することが可能で、特に、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、ジフェノールメチレンジイソシアネート、ジメチ
ルシクロヘキシルジイソシアネートトルエンジイソシア
ネートナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
的に使用されているイソシアネートプレポリマーを使用
することが可能で、特に、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、ジフェノールメチレンジイソシアネート、ジメチ
ルシクロヘキシルジイソシアネートトルエンジイソシア
ネートナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００１８】界面活性剤としては、アニオン系、カチオ
ン系、ノニオン系、非イオン系等特に種類の指定はない
が、特に非イオン系が有効である。さらに、ウレタン成
分であるイソシアネートと反応し、強固に結合すること
により樹脂中に固定することを可能とするため、界面活
性剤に水酸基、アミノ基、メルカプト基などの官能基が
含まれていることが好ましい。
ン系、ノニオン系、非イオン系等特に種類の指定はない
が、特に非イオン系が有効である。さらに、ウレタン成
分であるイソシアネートと反応し、強固に結合すること
により樹脂中に固定することを可能とするため、界面活
性剤に水酸基、アミノ基、メルカプト基などの官能基が
含まれていることが好ましい。
【００１９】また、吸水性複合膜中には、シラン成分と
して、コロイド状シリカと一般式Ｒ2ＳｉＲ13（式中、
Ｒ1は炭素数１または２のアルキル基、Ｒ2はアミノ基ま
たは、メルカプト基）で表わされる、オルガノアルコキ
シシランが添加されており、その含有量は、コロイド状
シリカの含有率が２０％〜４０ｗｔ％、オルガノアルコ
キシシランの含有率が１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％であるこ
とが好ましい。なお、コロイド状シリカの粒径は、５０
ｎｍ以下のものが好ましい。
して、コロイド状シリカと一般式Ｒ2ＳｉＲ13（式中、
Ｒ1は炭素数１または２のアルキル基、Ｒ2はアミノ基ま
たは、メルカプト基）で表わされる、オルガノアルコキ
シシランが添加されており、その含有量は、コロイド状
シリカの含有率が２０％〜４０ｗｔ％、オルガノアルコ
キシシランの含有率が１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％であるこ
とが好ましい。なお、コロイド状シリカの粒径は、５０
ｎｍ以下のものが好ましい。
【００２０】コロイド状シリカもしくはオルガノアルコ
キシシラン単独の添加においては、両方とも添加率が増
加するに従って耐水性は改善されるが、耐摩耗性は悪化
する傾向にあり、耐水性と耐摩耗性を両立させることは
できなかった。この原因としては、コロイド状シリカも
しくはオルガノアルコキシシランを添加することにより
ウレタン樹脂の弾性が損なわれることにより耐摩耗性が
悪化するためと考えられる。そこで、両方を一定量添加
することにより、耐水性と耐摩耗性の両立が可能となる
ことを見い出した。但し、ある一定以上添加することで
再び耐摩耗性が悪化する傾向にあった。この作用につい
ては、明確ではないが、コロイド状シリカとオルガノア
ルコキシシリカの相互作用によるものと考えられ、ある
添加比率を超えたところで過剰分のコロイド状シリカも
しくはオルガノアルコキシシランが耐摩耗性に悪影響を
与えると考えられる。
キシシラン単独の添加においては、両方とも添加率が増
加するに従って耐水性は改善されるが、耐摩耗性は悪化
する傾向にあり、耐水性と耐摩耗性を両立させることは
できなかった。この原因としては、コロイド状シリカも
しくはオルガノアルコキシシランを添加することにより
ウレタン樹脂の弾性が損なわれることにより耐摩耗性が
悪化するためと考えられる。そこで、両方を一定量添加
することにより、耐水性と耐摩耗性の両立が可能となる
ことを見い出した。但し、ある一定以上添加することで
再び耐摩耗性が悪化する傾向にあった。この作用につい
ては、明確ではないが、コロイド状シリカとオルガノア
ルコキシシリカの相互作用によるものと考えられ、ある
添加比率を超えたところで過剰分のコロイド状シリカも
しくはオルガノアルコキシシランが耐摩耗性に悪影響を
与えると考えられる。
【００２１】ここで、コロイド状シリカの含有率が２０
ｗｔ％未満である場合は、耐水性を補うためにはオルガ
ノアルコキシシランを２０ｗｔ％以上添加する必要があ
るが、この場合には耐摩耗性が悪化する。一方、コロイ
ド状シリカの含有率が４０ｗｔ％を超える場合には、オ
ルガノアルコキシシランを添加しても耐摩耗性を良化さ
せることはできない。
ｗｔ％未満である場合は、耐水性を補うためにはオルガ
ノアルコキシシランを２０ｗｔ％以上添加する必要があ
るが、この場合には耐摩耗性が悪化する。一方、コロイ
ド状シリカの含有率が４０ｗｔ％を超える場合には、オ
ルガノアルコキシシランを添加しても耐摩耗性を良化さ
せることはできない。
【００２２】また、オルガノアルコキシシランについて
も同様の傾向にあり、オルガノアルコキシシランの含有
率が１０ｗｔ％未満では、耐水性を補うためにコロイド
状シリカを添加すると、耐摩耗性が悪化する。一方、オ
ルガノアルコキシシランの含有率が２０ｗｔ％を超える
場合には、コロイド状シリカを添加しても耐摩耗性を良
化させることはできない。特に、オルガノアルコキシシ
ランの含有率が５ｗｔ％以下になると耐摩耗性が著しく
悪化し、後述する耐テーバー摩耗性において１０以上と
なってしまい好ましくないものとなる。
も同様の傾向にあり、オルガノアルコキシシランの含有
率が１０ｗｔ％未満では、耐水性を補うためにコロイド
状シリカを添加すると、耐摩耗性が悪化する。一方、オ
ルガノアルコキシシランの含有率が２０ｗｔ％を超える
場合には、コロイド状シリカを添加しても耐摩耗性を良
化させることはできない。特に、オルガノアルコキシシ
ランの含有率が５ｗｔ％以下になると耐摩耗性が著しく
悪化し、後述する耐テーバー摩耗性において１０以上と
なってしまい好ましくないものとなる。
【００２３】これらの成分は、界面活性剤含有ウレタン
樹脂とのバインディング性に優れ、防曇性、耐水性等各
種物性にバランスよく優れさせるためには、前記コロイ
ド状シリカおよびオルガノアルコキシシランの含有率と
ともに、界面活性剤含有ウレタン樹脂の含有率は、該吸
水性複合膜中の重量比率として４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％
とすることが好ましく、その比率が４０ｗｔ％未満であ
ると、防曇性が損なわれ、７０ｗｔ％を超えると添加物
によるウレタン樹脂への添加効果が薄れ、良好な耐水性
が得られない。
樹脂とのバインディング性に優れ、防曇性、耐水性等各
種物性にバランスよく優れさせるためには、前記コロイ
ド状シリカおよびオルガノアルコキシシランの含有率と
ともに、界面活性剤含有ウレタン樹脂の含有率は、該吸
水性複合膜中の重量比率として４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％
とすることが好ましく、その比率が４０ｗｔ％未満であ
ると、防曇性が損なわれ、７０ｗｔ％を超えると添加物
によるウレタン樹脂への添加効果が薄れ、良好な耐水性
が得られない。
【００２４】次に、本発明の防曇性基材の形成方法は、
下記の工程により、基材表面に吸水性複合膜を被覆する
ことを特徴とする。 （ａ）基材を用意する工程と、（ｂ）界面活性剤を含有
するポリオール成分とイソシアネート成分を混合して界
面活性剤含有ウレタン樹脂を形成した後、該樹脂中にコ
ロイド状シリカ、オルガノアルコキシシランおよび溶媒
を添加し、混合して塗布液を調製する工程と、（ｃ）前
記塗布液を前記基材表面上に塗布し、１２０℃〜１７０
℃の低温で熱処理によって基材表面に吸水性複合膜を被
覆する工程。
下記の工程により、基材表面に吸水性複合膜を被覆する
ことを特徴とする。 （ａ）基材を用意する工程と、（ｂ）界面活性剤を含有
するポリオール成分とイソシアネート成分を混合して界
面活性剤含有ウレタン樹脂を形成した後、該樹脂中にコ
ロイド状シリカ、オルガノアルコキシシランおよび溶媒
を添加し、混合して塗布液を調製する工程と、（ｃ）前
記塗布液を前記基材表面上に塗布し、１２０℃〜１７０
℃の低温で熱処理によって基材表面に吸水性複合膜を被
覆する工程。
【００２５】上記のように、吸水性複合膜の各形成原料
を希釈溶媒に添加し、更に必要であればレベリング剤を
添加、混合して塗布液とする。なお、希釈溶媒として
は、ウレタン成分との相溶性の面より、メチルプロピレ
ングリコール、ジアセトンアルコールが好ましい。
を希釈溶媒に添加し、更に必要であればレベリング剤を
添加、混合して塗布液とする。なお、希釈溶媒として
は、ウレタン成分との相溶性の面より、メチルプロピレ
ングリコール、ジアセトンアルコールが好ましい。
【００２６】次いで、これらを塗布液として、基材上へ
塗布する。塗布手段としてはディップコート、フローコ
ート、スピンコート、ロールコート、スプレーコート、
スクリーン印刷、フレキソ印刷等の公知手段が採用でき
る。塗布後、１２０℃〜１７０℃の比較的低温で、３０
分〜６０分加熱することにより、溶媒の殆どが飛散する
のと同時にコロイド状シリカおよびオルガノアルコキシ
シランがマトリックスとして作用する。
塗布する。塗布手段としてはディップコート、フローコ
ート、スピンコート、ロールコート、スプレーコート、
スクリーン印刷、フレキソ印刷等の公知手段が採用でき
る。塗布後、１２０℃〜１７０℃の比較的低温で、３０
分〜６０分加熱することにより、溶媒の殆どが飛散する
のと同時にコロイド状シリカおよびオルガノアルコキシ
シランがマトリックスとして作用する。
【００２７】吸水性複合膜の膜厚は、熱処理後において
５〜３０μｍ程度にするのが望ましく、５μｍ未満であ
ると、防曇耐久性が劣る傾向にあり、他方３０μｍを越
えると外観品質において光学歪みが発生する可能性があ
る。
５〜３０μｍ程度にするのが望ましく、５μｍ未満であ
ると、防曇耐久性が劣る傾向にあり、他方３０μｍを越
えると外観品質において光学歪みが発生する可能性があ
る。
【００２８】本発明に使用する基材としては、代表的な
ものとしてはガラスが用いられるが、そのガラスは自動
車用ならびに建築用、産業用ガラス等に通常用いられて
いる板ガラス、所謂フロート板ガラスなどであり、クリ
アをはじめグリ−ン、ブロンズ等各種着色ガラスや各種
機能性ガラス、強化ガラスやそれに類するガラス、合せ
ガラスのほか複層ガラス等、さらに平板あるいは曲げ板
等各種板ガラス製品として使用できることは言うまでも
ない。また、板厚としては、例えば約１．０ｍｍ程度以
上約１２ｍｍ程度以下であり、建築用としては約３．０
ｍｍ程度以上約１０ｍｍ程度以下が好ましく、自動車用
としては約２．０ｍｍ程度以上約５．０ｍｍ程度以下の
ガラスである。なお、比較的低温でガラス、プラスチッ
ク等の基材表面に吸水性複合膜を形成することができる
ので、例えば、鏡加工をしたガラス、曲げ加工、成型ま
で完了した自動車用ガラス等に、全面もしくは部分的に
容易に成膜することがもできる。
ものとしてはガラスが用いられるが、そのガラスは自動
車用ならびに建築用、産業用ガラス等に通常用いられて
いる板ガラス、所謂フロート板ガラスなどであり、クリ
アをはじめグリ−ン、ブロンズ等各種着色ガラスや各種
機能性ガラス、強化ガラスやそれに類するガラス、合せ
ガラスのほか複層ガラス等、さらに平板あるいは曲げ板
等各種板ガラス製品として使用できることは言うまでも
ない。また、板厚としては、例えば約１．０ｍｍ程度以
上約１２ｍｍ程度以下であり、建築用としては約３．０
ｍｍ程度以上約１０ｍｍ程度以下が好ましく、自動車用
としては約２．０ｍｍ程度以上約５．０ｍｍ程度以下の
ガラスである。なお、比較的低温でガラス、プラスチッ
ク等の基材表面に吸水性複合膜を形成することができる
ので、例えば、鏡加工をしたガラス、曲げ加工、成型ま
で完了した自動車用ガラス等に、全面もしくは部分的に
容易に成膜することがもできる。
【００２９】また、本発明の基材は、ガラスに限定され
るものではなく、ガラス以外でも樹脂、金属、セラミッ
クスなど、上記温度範囲で乾燥処理をしても変質しない
ものであれば使用することができる。
るものではなく、ガラス以外でも樹脂、金属、セラミッ
クスなど、上記温度範囲で乾燥処理をしても変質しない
ものであれば使用することができる。
【００３０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はない。
る。但し、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はない。
【００３１】なお、本発明および比較例で得られた、防
曇性被膜を有する防曇性光学部品は、以下に示す測定法
により諸物性を測定した。 〔繰返防曇性〕：”ＪＩＳ Ｓ ４０３０眼鏡用くもり
止め剤試験法”により４３℃に設定した温水の水蒸気中
に３分保持した時の曇り具合と、保持後に常温（２３
℃、６３％ＲＨ）中に取り出したときの呼気による曇り
具合を観察し、この操作を１０サイクルまで行い、外観
に異常がなく曇りが発生しないものを合格とした。 〔冷温防曇性〕：４℃に設定した冷蔵庫内に防曇性光学
部品を３０分保持した後、常温（２３℃、６３％ＲＨ）
中に取り出したときの外観、曇り具合、呼気による曇り
を観察し、この操作を１０サイクルまで行い、外観に異
常がなく曇りが発生しないものを合格とした。 〔耐テーバー摩耗性〕：摩耗輪としてＣＦ−１０Ｆを使
用して荷重２．４５Ｎで２００回実施した時の曇化変化
を測定し、曇化変化△Ｈ≦１０のものを合格とした。 〔耐水性〕：室温（２３±２℃）の水中に１時間浸漬
し、浸漬後に外観に異常がなく、爪による払拭で剥離し
ないものを合格とした。
曇性被膜を有する防曇性光学部品は、以下に示す測定法
により諸物性を測定した。 〔繰返防曇性〕：”ＪＩＳ Ｓ ４０３０眼鏡用くもり
止め剤試験法”により４３℃に設定した温水の水蒸気中
に３分保持した時の曇り具合と、保持後に常温（２３
℃、６３％ＲＨ）中に取り出したときの呼気による曇り
具合を観察し、この操作を１０サイクルまで行い、外観
に異常がなく曇りが発生しないものを合格とした。 〔冷温防曇性〕：４℃に設定した冷蔵庫内に防曇性光学
部品を３０分保持した後、常温（２３℃、６３％ＲＨ）
中に取り出したときの外観、曇り具合、呼気による曇り
を観察し、この操作を１０サイクルまで行い、外観に異
常がなく曇りが発生しないものを合格とした。 〔耐テーバー摩耗性〕：摩耗輪としてＣＦ−１０Ｆを使
用して荷重２．４５Ｎで２００回実施した時の曇化変化
を測定し、曇化変化△Ｈ≦１０のものを合格とした。 〔耐水性〕：室温（２３±２℃）の水中に１時間浸漬
し、浸漬後に外観に異常がなく、爪による払拭で剥離し
ないものを合格とした。
【００３２】実施例１
（界面活性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤の調整）界面活
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤として、市販されている
防曇剤（商品名「ＶＩＳＧＡＲＤ」、Film Specialties
製）を用いる。本防曇剤は、ポリオールと界面活性剤を
含有したａ薬液とイソシアネート成分を含むｂ薬液の２
液式となっていることより、重量比でａ成分１０に対し
てｂ成分４の割合で調合することにより防曇薬液を得
た。
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤として、市販されている
防曇剤（商品名「ＶＩＳＧＡＲＤ」、Film Specialties
製）を用いる。本防曇剤は、ポリオールと界面活性剤を
含有したａ薬液とイソシアネート成分を含むｂ薬液の２
液式となっていることより、重量比でａ成分１０に対し
てｂ成分４の割合で調合することにより防曇薬液を得
た。
【００３３】（吸水性複合膜用薬液の調整）コロイド状
シリカ（商品名「ＮＰＣ−ＳＴ」、固形分２０％、日産
化学製）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
（商品名「ＴＳＬ８３８０」東芝シリコーン製）とを、
上記界面活性剤含有ウレタン系防曇薬液中に添加すると
ともに、メチルプロピレングリコールを希釈溶媒として
固形分濃度３０ｗｔ％になるように混合処理することに
より吸水性複合膜用薬液を調製した。なお、前記吸水性
複合膜用薬液は、成膜後の吸水性複合膜中の界面活性剤
含有ウレタン樹脂成分が７０ｗｔ％、コロイド状シリカ
が２０ｗｔ％、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランが１０ｗｔ％になるように調整した。
シリカ（商品名「ＮＰＣ−ＳＴ」、固形分２０％、日産
化学製）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
（商品名「ＴＳＬ８３８０」東芝シリコーン製）とを、
上記界面活性剤含有ウレタン系防曇薬液中に添加すると
ともに、メチルプロピレングリコールを希釈溶媒として
固形分濃度３０ｗｔ％になるように混合処理することに
より吸水性複合膜用薬液を調製した。なお、前記吸水性
複合膜用薬液は、成膜後の吸水性複合膜中の界面活性剤
含有ウレタン樹脂成分が７０ｗｔ％、コロイド状シリカ
が２０ｗｔ％、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランが１０ｗｔ％になるように調整した。
【００３４】（吸水性複合膜の形成）上記で調整した薬
液を塗布液とした浸漬槽内に、片面をマスキングしたガ
ラス板を浸漬し引き上げるデッピング法により塗布し、
該被塗布ガラス板を約１５０℃で約３０分程度加熱乾燥
することにより、膜厚１７．５μｍを有する吸水性複合
膜を形成した。
液を塗布液とした浸漬槽内に、片面をマスキングしたガ
ラス板を浸漬し引き上げるデッピング法により塗布し、
該被塗布ガラス板を約１５０℃で約３０分程度加熱乾燥
することにより、膜厚１７．５μｍを有する吸水性複合
膜を形成した。
【００３５】上記方法で得られた吸水性複合膜を有する
ガラスの性能は、表１に示すように各種防曇性能、耐テ
ーバー摩耗性、耐水性が優れたものであることが確認さ
れた。
ガラスの性能は、表１に示すように各種防曇性能、耐テ
ーバー摩耗性、耐水性が優れたものであることが確認さ
れた。
【００３６】
【表１】
【００３７】実施例２
実施例１と比較して、吸水性複合膜中の界面活性剤含有
ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含有率が４
０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有率が４０ｗｔ％、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシランの含有率が２
０ｗｔ％となるように調製した以外は、実施例１と同様
の操作で膜厚１８μｍを有する吸水性複合膜を形成し
た。評価した結果、実施例１と同様に優れた物性を有す
るものであった。
ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含有率が４
０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有率が４０ｗｔ％、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシランの含有率が２
０ｗｔ％となるように調製した以外は、実施例１と同様
の操作で膜厚１８μｍを有する吸水性複合膜を形成し
た。評価した結果、実施例１と同様に優れた物性を有す
るものであった。
【００３８】実施例３
実施例１と比較して、吸水性複合膜中のオルガノアルコ
キシシランとしてγ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シランの代わりにγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを用いた以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１７μ
ｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、実
施例１と同様に優れた物性を有するものであった。
キシシランとしてγ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シランの代わりにγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを用いた以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１７μ
ｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、実
施例１と同様に優れた物性を有するものであった。
【００３９】比較例１
実施例１と比較して、吸水性複合膜用薬液として界面活
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の単
独組成とした以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１８
μｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、
耐水性試験において、１時間の水浸漬により爪での軽い
払拭により膜剥離が発生した。
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の単
独組成とした以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１８
μｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、
耐水性試験において、１時間の水浸漬により爪での軽い
払拭により膜剥離が発生した。
【００４０】比較例２
実施例１と比較して、吸水性複合膜用薬液として界面活
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含
有率が６０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有率が４０ｗ
ｔ％とした以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１５μ
ｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、耐
テーバー摩耗性において１０以上となり不合格となっ
た。
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含
有率が６０ｗｔ％、コロイド状シリカの含有率が４０ｗ
ｔ％とした以外は、実施例１と同様の操作で膜厚１５μ
ｍを有する吸水性複合膜を形成した。評価した結果、耐
テーバー摩耗性において１０以上となり不合格となっ
た。
【００４１】比較例３
実施例１と比較して、吸水性複合膜用薬液として界面活
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含
有率が６０ｗｔ％、γ−メルカプトトリメトキシシラン
の含有率が４０ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様の
操作で膜厚１７μｍを有する吸水性複合膜を形成した。
評価した結果、耐テーバー摩耗性は良好であったが、耐
水性において試験後に爪での払拭により簡単に剥離して
しまった。
性剤含有ウレタン樹脂系防曇剤「ＶＩＳＧＡＲＤ」の含
有率が６０ｗｔ％、γ−メルカプトトリメトキシシラン
の含有率が４０ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様の
操作で膜厚１７μｍを有する吸水性複合膜を形成した。
評価した結果、耐テーバー摩耗性は良好であったが、耐
水性において試験後に爪での払拭により簡単に剥離して
しまった。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、本発明の防曇性基材
は、界面活性剤含有ウレタン樹脂系被膜の防曇持続性、
テーバー摩耗性を低下させることなく耐水性を維持する
ことが可能となり、特に、浴室用鏡等の高湿度環境およ
び頻繁に払拭を行うような場所においても使用すること
が可能となった。
は、界面活性剤含有ウレタン樹脂系被膜の防曇持続性、
テーバー摩耗性を低下させることなく耐水性を維持する
ことが可能となり、特に、浴室用鏡等の高湿度環境およ
び頻繁に払拭を行うような場所においても使用すること
が可能となった。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月２７日（２００２．８．２
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】界面活性剤としては、アニオン系、カチオ
ン系、非イオン系等特に種類の指定はないが、特に非イ
オン系が有効である。さらに、ウレタン成分であるイソ
シアネートと反応し、強固に結合することにより樹脂中
に固定することを可能とするため、界面活性剤に水酸
基、アミノ基、メルカプト基などの官能基が含まれてい
ることが好ましい。
ン系、非イオン系等特に種類の指定はないが、特に非イ
オン系が有効である。さらに、ウレタン成分であるイソ
シアネートと反応し、強固に結合することにより樹脂中
に固定することを可能とするため、界面活性剤に水酸
基、アミノ基、メルカプト基などの官能基が含まれてい
ることが好ましい。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｔ
３０２Ｙ
Ｃ０９Ｄ 175/04 Ｃ０９Ｄ 175/04
183/08 183/08
Ｆターム(参考） 4D075 AB01 BB24X BB93 CA39
DA06 DB13 DC38 EB38 EB43
EC03
4G059 AA01 AC16 AC21 FA04 FA05
FA17 FA28 FB05
4J038 DG051 DG131 DG191 DL082
DL092 HA446 JA05 JA19
JA26 KA06 KA08 NA04 NA06
NA11 PA19 PB02 PB05 PB07
PC02 PC03 PC08
Claims (7)
- 【請求項１】基材の表面に、界面活性剤を含有するウレ
タン樹脂にコロイド状シリカおよびオルガノアルコキシ
シランが混在されてなる吸水性複合膜を被覆してなるこ
とを特徴とする防曇性基材。 - 【請求項２】吸水性複合膜は、重量百分率で界面活性剤
含有ウレタン樹脂の含有率が４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％、
コロイド状シリカの含有率が２０ｗｔ％〜４０ｗｔ％、
オルガノアルコキシシランの含有率が１０ｗｔ％〜２０
ｗｔ％より構成されてなることを特徴とする請求項１記
載の防曇性基材。 - 【請求項３】界面活性剤含有ウレタン樹脂中の界面活性
剤は、イソシアネートと反応し強固に結合する官能基を
含み、ウレタン成分であるイソシアネートと反応してウ
レタン樹脂中に固定されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の防曇性基材。 - 【請求項４】コロイド状シリカは、有機溶媒分散型コロ
イド状シリカであることを特徴とする請求項１記載の防
曇性基材。 - 【請求項５】コロイド状シリカを分散させている溶媒と
しては、キシレン／ｎ−ブタノール混合系またはエチレ
ングリコールモノｎ−プロピルエーテルであることを特
徴とする請求項４記載の防曇性基材。 - 【請求項６】オルガノアルコキシシランは、一般式Ｒ2
ＳｉＲ13（式中、Ｒ1は炭素数１または２のアルコキシ
基、Ｒ2はアミノ基またはメルカプト基）で表わされる
ことを特徴とする請求項１記載の防曇性基材。 - 【請求項７】下記の工程により、基材表面に吸水性複合
膜を被覆することを特徴とする防曇性基材の形成方法。 （ａ）基材を用意する工程と、（ｂ）界面活性剤を含有
するポリオール成分とイソシアネート成分を混合して界
面活性剤含有ウレタン樹脂を形成した後、該樹脂中にコ
ロイド状シリカ、オルガノアルコキシシランおよび溶媒
を添加し、混合して塗布液を調製する工程と、（ｃ）前
記塗布液を前記基材表面上に塗布し、１２０℃〜１７０
℃の低温で熱処理によって基材表面に吸水性複合膜を被
覆する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266807A JP4091757B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 防曇性基材およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266807A JP4091757B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 防曇性基材およびその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003073147A true JP2003073147A (ja) | 2003-03-12 |
| JP4091757B2 JP4091757B2 (ja) | 2008-05-28 |
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ID=19093028
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266807A Expired - Fee Related JP4091757B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 防曇性基材およびその形成方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4091757B2 (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2008023526A1 (fr) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Central Glass Company, Limited | Préproduction dépourvue de condensation, articles dépourvus de condensation et fluide de revêtement pour les articles |
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| JP2009509121A (ja) * | 2005-09-20 | 2009-03-05 | エージーシー フラット グラス ノース アメリカ，インコーポレイテッド | 曇り防止冷蔵庫用ドア及びその製造方法 |
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-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001266807A patent/JP4091757B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007076999A (ja) * | 2005-08-17 | 2007-03-29 | Central Glass Co Ltd | 防曇性被膜及び防曇性物品 |
| US8106124B2 (en) | 2005-08-17 | 2012-01-31 | Central Glass Company, Limited | Antifog coating and antifog article |
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| WO2008023526A1 (fr) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Central Glass Company, Limited | Préproduction dépourvue de condensation, articles dépourvus de condensation et fluide de revêtement pour les articles |
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| US9840639B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-12-12 | Innosense Llc | Hydrophilic anti-fog coatings |
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|---|---|
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