JP2013158990A - Antifogging article - Google Patents
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Abstract
Description
透明基材上に塗布剤を塗布することによって得られ、吸水性能を有するウレタン樹脂製の防曇性被膜に関する。 The present invention relates to an antifogging film made of a urethane resin, which is obtained by applying a coating agent on a transparent substrate and has water absorption performance.
ガラス等の透明基材は、建築物用窓材、車両用窓材等に使用されている。 Transparent substrates such as glass are used for building window materials, vehicle window materials, and the like.
ガラス等の透明基材を高湿の場所に置いた際、または温度差、湿度差のある場所に移動させた際、露点以上になると表面が結露し曇る。例えば、湿度の高い梅雨時、温度の低い冬季または複数の人が乗車した状態で車両を走行させた場合、窓が曇り易く、曇りを取り視界を確保するためエアーコンデショナーによる乾燥した風を窓に当てることが通常行われる。また、大型の冷凍庫のドアを開けた際、冷凍庫内外の温度差のためにドアに設けた覗き窓の内側が結露して曇り、視界が確保されないことがある。 When a transparent base material such as glass is placed in a highly humid place or moved to a place where there is a temperature difference or humidity difference, if the dew point is exceeded, the surface will dew and become cloudy. For example, when a vehicle is driven during a rainy season with high humidity, during low temperatures in winter, or when several people are in the vehicle, the windows are likely to be cloudy. It is usually done. Further, when the door of a large freezer is opened, the inside of the viewing window provided on the door may be condensed due to a temperature difference between the inside and outside of the freezer and may become cloudy, and visibility may not be ensured.
自動車においては、窓の視界確保のため、曇り除去に使用されるエアーコンデショナー作動の負荷は大きく、例えば、車の燃費向上の足枷になっていた。特に、室内外の温度差が激しくなる冬季、特に、寒冷地ではエアーコンデショナー作動の負荷は大きい。これらの問題を低減できる窓ガラス等の防曇性物品を提供することは、燃費改善のためには不可欠である。モーターとエンジンを併用するハイブリッド自動車、燃料電池使用の電気自動車等には、今後ますます防曇ガラスの必要性が高まるものと予想される。 In automobiles, in order to ensure the visibility of windows, the load of operating the air conditioner used to remove fog is large, and for example, it has been a foothold for improving the fuel efficiency of cars. In particular, the load of operating the air conditioner is large in winter when the temperature difference between indoor and outdoor is intense, especially in cold regions. Providing anti-fogging articles such as window glass that can reduce these problems is indispensable for improving fuel efficiency. The need for anti-fogging glass is expected to increase in the future for hybrid vehicles that use both motors and engines, and electric vehicles that use fuel cells.
また、大型の冷凍庫のドアを開けた際、ドアに設けた覗き窓の内側が結露して視界が確保されないことに対し、覗き窓に取り付けられたヒーターの熱により曇りの除去を行うと庫内温度の上昇や電気代コストの増加につながる。よって、優れた防曇性窓材の開発が待たれている。 Also, when the door of a large freezer is opened, the inside of the sight glass provided on the door does not condense and the visibility is not secured.On the other hand, if the fog is removed by the heat of the heater attached to the sight glass, This leads to an increase in temperature and cost of electricity. Therefore, development of an excellent anti-fogging window material is awaited.
尚、防曇性窓材とは、透明基材に親水性および吸水性の薄膜を形成して防曇性能を与えたものであり、該薄膜を防曇性被膜と呼ぶ。 The antifogging window material is obtained by forming a hydrophilic and water-absorbing thin film on a transparent base material to provide antifogging performance, and this thin film is called an antifogging coating.
特許文献1 では、紫外線低透過ガラスに有機系防曇性材料を含む組成物が塗布されてなる車両用防曇ガラスが開示されている。また、特許文献2 では、室内面にアルミナを含有する水との接触角が30°以下の親水層が設けられた車両用ウィンドウガラスが開示されている。 Patent Document 1 discloses a vehicle antifogging glass obtained by applying a composition containing an organic antifogging material to an ultraviolet ray low-transmitting glass. Patent Document 2 discloses a vehicle window glass in which a hydrophilic layer having a contact angle with water containing alumina on an indoor surface is 30 ° or less.
特許文献1 には、吸水性による防曇性を発現させるものとして、シリカ微粒子系の多孔質膜、吸水性樹脂の使用が開示されているが、これら吸水性の膜の吸水能力は十分でなく、吸水性による防曇性の発現には、さらなる改良が必要であった。加えて、氷点下環境での防曇性発現の観点からの設計がなされていないので、吸水した水が凍結することによる透光性の低下、膜の破壊等の不具合が起こりうることも予想される。 Patent Document 1 discloses the use of a silica fine particle-based porous film and a water-absorbing resin as those that exhibit anti-fogging properties due to water absorption, but the water absorption capability of these water-absorbing films is not sufficient. Further improvement was necessary for the development of anti-fogging properties due to water absorption. In addition, since it has not been designed from the viewpoint of developing anti-fogging properties in a sub-freezing environment, it is expected that defects such as a decrease in translucency due to freezing of absorbed water and destruction of the film may occur. .
継続的な防曇性の発現を被膜の親水性でもって行う設計では、防曇性発現時にいずれは被膜に水膜が形成される。従って、最終的には水膜を通しての映像がゆらいで見える等の不具合が生じるので、長時間の防曇性の発現時、例えば、寒冷地での長時間の運転時には、こうした不具合が生じうる。 In a design in which continuous antifogging is expressed with the hydrophilicity of the film, a water film is formed on the film at any time when the antifogging is exhibited. Therefore, since a problem such as an image that appears through the water film appears in the end, such a problem may occur when the antifogging property is exhibited for a long time, for example, when the vehicle is operated for a long time in a cold region.
本出願人は、上記の問題を解決する、アクリルポリオールとポリオキシアルキレン系ポリオールより誘導されるウレタン樹脂より誘導されてなる被膜であり、且つ該被膜は、吸水することにより防曇性を示し被膜の吸水飽和後に強制的に被膜から脱水させる機構を有する室内環境で使用されるものであり、防曇性発現時に水膜を形成しないことを特徴とする防曇性被膜について、特許文献3に開示している。また、特許文献4では、疎水性ポリオールとポリオキシアルキレン系ポリオールを用いて重合された吸水性のあるウレタン樹脂からなる防曇性被膜を、複数枚のガラス板が対向してなる多重ガラス構造を有したガラス窓の冷温環境にさらされる側に形成することにより、ガラス窓の視界を確保する方法を開示している。これらの防曇性被膜は優れた防曇性を有する効果的な被膜であったが、更なる性能向上の余地があった。 The present applicant solves the above problems, and is a coating derived from a urethane resin derived from an acrylic polyol and a polyoxyalkylene polyol, and the coating exhibits antifogging properties by absorbing water. Patent Document 3 discloses an anti-fogging film that is used in an indoor environment having a mechanism for forcibly dehydrating from a film after water absorption is saturated, and does not form a water film when the anti-fogging property is exhibited. doing. In Patent Document 4, an anti-fogging film made of a water-absorbing urethane resin polymerized using a hydrophobic polyol and a polyoxyalkylene polyol has a multiple glass structure in which a plurality of glass plates face each other. The method of ensuring the visual field of a glass window by forming in the side exposed to the cold / warm environment of the glass window which it has is disclosed. These antifogging coatings were effective coatings having excellent antifogging properties, but there was room for further performance improvement.
本発明では、上記を考慮し、より有用な、防曇性、基材との密着性、膜硬度を有する防曇性被膜を提供することを課題とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an antifogging film having more useful antifogging properties, adhesion to a substrate, and film hardness.
前記被膜は良好な吸水性を有し、効果的な防曇性を有するものであったが、本発明者らは更に検討を行い、該被膜の骨格を形成する成分の一つであるアクリルポリオールの数平均分子量がより高いものを用いることで、充分な吸水量を保持でき、基材との密着性に優れ、かつ優れた膜硬度を持つ良好な防曇性被膜が得られることを見出した。 The coating film had good water absorption and effective anti-fogging properties, but the present inventors further studied and acrylic polyol which is one of the components forming the skeleton of the coating film. It was found that by using a material having a higher number average molecular weight, a sufficient amount of water absorption can be maintained, a good antifogging film having excellent adhesion to the base material and excellent film hardness can be obtained. .
すなわち、本発明は透明基材上に形成される防曇性被膜であって、該被膜はウレタン樹脂よりなり、該ウレタン樹脂は少なくとも以下の3つの成分
a)数平均分子量が6000〜18000であるアクリルポリオール
b)数平均分子量400〜5000のポリオキシアルキレン系ポリオール
c)イソシアネートプレポリマー
の反応によって得られる樹脂であることを特徴とする防曇性被膜である。
That is, the present invention is an antifogging film formed on a transparent substrate, and the film is made of a urethane resin, and the urethane resin has at least the following three components a) Number average molecular weight is 6000 to 18000. Acrylic polyol b) Polyoxyalkylene polyol having a number average molecular weight of 400 to 5000 c) A resin obtained by reaction of an isocyanate prepolymer.
また、前記アクリルポリオールの水酸基価が20〜60mgKOH/gである防曇性被膜であることが好ましい。なお、水酸基価は以下の式によって算出されるものとする(式中の「OHV」は水酸基価を示し、「%OH」はその化合物の水酸基含有率を示す)。 Moreover, it is preferable that it is an anti-fogging film whose hydroxyl value of the said acrylic polyol is 20-60 mgKOH / g. The hydroxyl value is calculated by the following formula (wherein “OHV” represents the hydroxyl value and “% OH” represents the hydroxyl group content of the compound).
OHV[mgKOH/g] = 33 × %OH
また、前記アクリルポリオールと前記ポリオキシアルキレン系ポリオールの質量比がアクリルポリオール:ポリオキシアルキレン系ポリオール=30:70〜70:30の範囲内であることが好ましい。
OHV [mg KOH / g] = 33 ×% OH
Moreover, it is preferable that mass ratio of the said acrylic polyol and the said polyoxyalkylene type polyol exists in the range of acrylic polyol: polyoxyalkylene type polyol = 30: 70-70: 30.
また、前記ウレタン樹脂に、さらに、架橋単位としてジメチルシロキサンユニット(Si(CH3)2O)の数が5〜300である直鎖状ポリジメチルシロキサン成分が導入されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a linear polydimethylsiloxane component having 5 to 300 dimethylsiloxane units (Si (CH 3 ) 2 O) as a crosslinking unit is further introduced into the urethane resin.
また、本発明は上記の被膜と透明基材とでなる防曇性窓材である。 Moreover, this invention is an anti-fogging window material which consists of said film and a transparent base material.
また本発明は、上記の防曇性被膜を形成するための塗布剤であって、少なくとも前記アクリルポリオール、及び、前記ポリオキシアルキレン系ポリオールを含む薬剤Aと、少なくとも前記イソシアネートプレポリマーを含む薬剤Bとを混合することで得られる防曇性被膜形成用塗布剤である。 The present invention also provides a coating agent for forming the above antifogging film, which is a drug A containing at least the acrylic polyol and the polyoxyalkylene polyol, and a drug B containing at least the isocyanate prepolymer. Is a coating agent for forming an antifogging film obtained by mixing the above.
また本発明は、上記の防曇性窓材の製造方法であって、少なくとも前記アクリルポリオール、及び、前記ポリオキシアルキレン系ポリオールを含む薬剤Aと、少なくとも前記イソシアネートプレポリマーを含む薬剤Bとを混合することで得られる防曇性被膜形成用塗布剤を、透明基材表面に塗布し、該基材を室温で放置又は熱処理を行うことを特徴とする。 The present invention also provides a method for producing the above antifogging window material, comprising mixing at least the acrylic polyol and the drug A containing the polyoxyalkylene polyol and the drug B containing at least the isocyanate prepolymer. The coating agent for forming an antifogging film obtained by applying is applied to the surface of a transparent substrate, and the substrate is left at room temperature or subjected to heat treatment.
前記防曇性被膜は可逆的に吸脱水可能な被膜であり、良好な吸水機能を持つことで曇りや結露を防ぎ、かつ、被膜に吸水された水分が吸水飽和後であっても強制的に脱水される機構を用いることにより防曇性を維持することが可能である。 The anti-fogging film is a film capable of reversibly absorbing and dehydrating, has a good water absorption function, prevents fogging and condensation, and forcibly absorbs moisture absorbed in the film even after water absorption is saturated. It is possible to maintain the antifogging property by using a dewatering mechanism.
ここで前記防曇性被膜の吸水飽和後に強制的に被膜から脱水させる機構とは、被膜の周囲環境を曇り環境から、曇らない環境にもたらすことができる機構であり、除湿機能、冷風や温風等の送風機能、温度調整機能等を有するエアーコンデショナー等が該機構に相当する。 Here, the mechanism for forcibly dehydrating the antifogging film after water saturation is a mechanism that can bring the surrounding environment of the film from a cloudy environment to an environment that is not cloudy. An air conditioner having an air blowing function, a temperature adjusting function, or the like corresponds to the mechanism.
数平均分子量の高いアクリルポリオールを用いた場合、低分子量のものを同量用いた場合よりも存在するモル数が減るために、該被膜の骨格を形成するもう一つの成分であるイソシアネートプレポリマーと、吸水成分であるポリオキシアルキレン系ポリオールがより多く反応することになり、得られる被膜に優れた防曇性を付与できると推測される。 When an acrylic polyol having a high number average molecular weight is used, the number of moles present is reduced compared to the case of using the same amount of a low molecular weight, and therefore, an isocyanate prepolymer, which is another component that forms the skeleton of the coating, Therefore, it is presumed that the polyoxyalkylene polyol, which is a water-absorbing component, reacts more and can impart excellent antifogging properties to the resulting film.
本発明の防曇性被膜は、氷点下環境でも曇りを防ぐ等の防曇性に優れるので、曇り環境での物品の透光性等の光学特性を維持する。そして、被膜の吸水飽和後であっても強制的に被膜から脱水させる機構と併用することにより、迅速に被膜から水が脱水され、再度被膜を吸水可能な状態、すなわち防曇性を発現せしめる状態とすることができる。さらに前記被膜は、基材との密着性に優れ、優れた膜硬度を有するため、有用性が高い。従って、本発明の防曇性被膜が形成された防曇性物品を窓として使用すると視界の確保が容易であり、自動車の窓として使用した場合は、自動車の安全性の向上、燃費の向上に奏功する。また、覗き窓を持つ大型の冷蔵庫のドアに用いた場合には、ドアを開けた際の覗き窓の曇り除去のためのヒーターが不要になり、庫内温度の上昇や電気代コストの増加を防ぐことができる。 The anti-fogging coating of the present invention is excellent in anti-fogging properties such as preventing fogging even in a sub-freezing environment, and therefore maintains optical properties such as translucency of articles in a cloudy environment. And even after the water absorption of the film is saturated, when used together with a mechanism for forced dehydration from the film, the water can be quickly dehydrated and the film can be absorbed again, that is, the antifogging property is developed. It can be. Furthermore, the coating film is highly useful because it has excellent adhesion to the substrate and excellent film hardness. Therefore, when the anti-fogging article formed with the anti-fogging coating of the present invention is used as a window, it is easy to ensure visibility, and when used as an automobile window, the safety of the automobile is improved and the fuel efficiency is improved. To be successful. In addition, when used on a large refrigerator door with a viewing window, a heater for removing the fogging of the viewing window when the door is opened is unnecessary, which increases the temperature inside the cabinet and increases the cost of electricity bills. Can be prevented.
まず、本発明の特徴である防曇性被膜を形成する3つの成分についてそれぞれ説明する。 First, each of the three components forming the antifogging film, which is a feature of the present invention, will be described.
前記アクリルポリオールは、被膜に主として耐摩耗性、耐水性、及び表面摩擦係数を下げる効果、すなわち、膜表面にスリップ性を発揮させるものである。また、被膜形成用塗布剤を基材に塗布した際の膜厚偏差を均一化するレベリング工程を短縮化させることにも奏功するものである。 The acrylic polyol mainly causes the coating film to lower the wear resistance, water resistance, and surface friction coefficient, that is, to exhibit the slip property on the film surface. Moreover, it is also effective in shortening the leveling process which equalizes the film thickness deviation at the time of apply | coating the coating agent for film formation to a base material.
本発明では、該アクリルポリオールの数平均分子量が6000〜18000であることを特徴とする。好ましくは8000〜16000であり、より好ましくは12000〜16000である。 In the present invention, the acrylic polyol has a number average molecular weight of 6,000 to 18,000. Preferably it is 8000-16000, More preferably, it is 12000-16000.
アクリルポリオールの数平均分子量が6000よりも小さい場合、膜の緻密性が高くなり過ぎ、脆くなりやすい。また18000よりも大きくなると、逆に膜の緻密性が失われることによる耐摩耗性の低下を招くことになる。 When the number average molecular weight of the acrylic polyol is smaller than 6000, the film becomes too dense and easily fragile. On the other hand, if it is larger than 18000, the wear resistance is reduced due to the loss of the denseness of the film.
さらに、前記アクリルポリオールの水酸基価が20〜60mgKOH/gの範囲であることも好ましい。アクリルポリオールの水酸基価が20mgKOH/g未満では、イソシアネートプレポリマーとの反応量が少なくなることにより膜の強度を確保する事が出来なくなり、かつ緻密性の低下により耐摩耗性も低下する。また60mgKOH/gを超えると、膜の緻密性は向上するもののアクリルポリオール中の水酸基が多く存在することになり、イソシアネートプレポリマーの反応基がアクリルポリオールとの反応に使用されてしまい、吸水性を発揮する成分であるポリオキシアルキレン系ポリオールが得られる被膜中に十分に保有されず、目標とする防曇性が得られなくなる。該アクリルポリオールの水酸基価をこの範囲内とすることで、適度な被膜の緻密さとなることによる膜硬度の向上と、被膜の高い吸水能力が得られる。このような水酸基価のアクリルポリオールとして、市販品としては、例えばアクリディック DU−1446−X(DIC株式会社製)などが入手が容易であり好ましい。 Furthermore, it is also preferable that the hydroxyl value of the acrylic polyol is in the range of 20 to 60 mgKOH / g. When the hydroxyl value of the acrylic polyol is less than 20 mgKOH / g, the amount of reaction with the isocyanate prepolymer is reduced, so that the strength of the film cannot be ensured, and the wear resistance is also lowered due to a decrease in denseness. On the other hand, if it exceeds 60 mgKOH / g, the film density will be improved, but many hydroxyl groups will be present in the acrylic polyol, and the reactive group of the isocyanate prepolymer will be used for the reaction with the acrylic polyol, resulting in water absorption. The polyoxyalkylene polyol which is a component to be exhibited is not sufficiently retained in the obtained film, and the target antifogging property cannot be obtained. By setting the hydroxyl value of the acrylic polyol within this range, an improvement in film hardness due to an appropriate film density and a high water absorption ability of the film can be obtained. As such a hydroxyl value acrylic polyol, as a commercially available product, for example, ACRYDIC DU-1446-X (manufactured by DIC Corporation) is easily available and preferable.
前記ポリオキシアルキレン系ポリオールは、被膜となったときに主として被膜に吸水性の機能を発揮させるものである(以下、「吸水成分」と記載することもある)。このポリオールには、オキシエチレン鎖、オキシプロピレン鎖等を有するポリオールを使用できる。特にオキシエチレン鎖は、水を結合水として吸収する機能に優れるので、脱水時の脱水速度の速い可逆的な吸脱水を呈する防曇性被膜の達成に有利である。かくして、雰囲気温度が5℃以下となるような冬季等の低温環境での防曇性を考慮するとオキシエチレン鎖を有するポリオールを使用することが好ましい。 The polyoxyalkylene polyol mainly causes the film to exhibit a water-absorbing function when it becomes a film (hereinafter also referred to as “water-absorbing component”). As this polyol, a polyol having an oxyethylene chain, an oxypropylene chain, or the like can be used. In particular, the oxyethylene chain is excellent in the function of absorbing water as bound water, which is advantageous in achieving an antifogging coating film that exhibits reversible absorption and dehydration with a high dehydration rate during dehydration. Thus, it is preferable to use a polyol having an oxyethylene chain in consideration of antifogging properties in a low temperature environment such as winter when the ambient temperature is 5 ° C. or lower.
前記ポリオキシアルキレン系のポリオールの数平均分子量は、通常400〜5000であり、数平均分子量が400未満の場合、水を結合水として吸収する能力が低く、数平均分子量が5000を超える場合は、塗布剤の硬化不良や膜強度の低下等の不具合が生じやすくなる。被膜の吸水性や膜強度等を考慮すると、該数平均分子量は、400〜4500がより好ましい。 The number average molecular weight of the polyoxyalkylene-based polyol is usually 400 to 5000, and when the number average molecular weight is less than 400, the ability to absorb water as bound water is low, and when the number average molecular weight exceeds 5000, Problems such as poor curing of the coating agent and a decrease in film strength are likely to occur. Considering the water absorption and film strength of the coating, the number average molecular weight is more preferably 400-4500.
特に前記ポリオキシアルキレン系のポリオールが、ポリエチレングリコールの場合、水を吸水する能力、硬化不良や膜強度を考慮すると、数平均分子量を400〜2000とすることが好ましい。又、オキシエチレン/オキシプロピレンの共重合体ポリオールの場合、数平均分子量を1500〜5000とすることが好ましい。 In particular, when the polyoxyalkylene-based polyol is polyethylene glycol, the number average molecular weight is preferably set to 400 to 2000 in consideration of the ability to absorb water, poor curing, and film strength. In the case of an oxyethylene / oxypropylene copolymer polyol, the number average molecular weight is preferably 1500 to 5000.
該ポリオキシアルキレン系ポリオールには、複種のポリオールを使用してもよいが、その場合、少なくとも1種として、数平均分子量を400〜2000のポリエチレングリコールを使用することが好ましい。該ポリオールは水を結合水として吸収する能力に特に優れるので、ポリオキシアルキレン系ポリオールを全て該ポリオールとしてもよい。 A plurality of types of polyols may be used as the polyoxyalkylene-based polyol. In this case, it is preferable to use polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400 to 2000 as at least one type. Since the polyol is particularly excellent in the ability to absorb water as bound water, any polyoxyalkylene polyol may be used as the polyol.
前記イソシアネートプレポリマーとしては、ジイソシアネート、好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートを出発原料としたビウレット及び/又はイソシアヌレート構造を有する3官能のポリイソシアネートを使用できる(下式に示す化合物はビウレット構造を有する3官能のポリイソシアネートの構造の一例である)。当該物質は、耐候性、耐薬品性、耐熱性があり、特に耐候性に対して有効である。又、当該物質以外にも、ジイソホロンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ビス(メチルシクロヘキシル)ジイソシアネート及びトルエンジイソシアネート等も使用することができる。
本発明の防曇性被膜は、防曇性発現時に水膜を形成せずに被膜の吸水機能のみで防曇性を発現させているので、長時間の曇り環境に置かれた場合、吸水が飽和し防曇性の発現が停止する。優れた防曇性被膜とするためには、吸水が飽和するまでの時間が長い程良く、本発明の被膜形成用塗布剤によって得られる被膜の吸水能力は防曇性被膜に含まれる吸水成分の量に依存する。しかしながら、吸水成分の量を高くすると、被膜の強度、耐久性が低下する傾向がある。そのため、前記アクリルポリオール及び前記ポリオキシアルキレン系ポリオールとの比は、用いる成分によって適宜調製することが好ましいが、通常は質量比で「アクリルポリオール:ポリオキシアルキレン系ポリオール=30:70〜70:30」程度であればよい。例えば、吸水成分としてポリエチレングリコールを用いた場合、質量比で「アクリルポリオール:ポリエチレングリコール=60:40〜40:60」となる成分比とすることが好ましい。この範囲内とすることで、吸水が飽和するまでの時間の長期化と被膜の強度や耐久性の両立を図りやすい。アクリルポリオールとポリエチレングリコールの比が、上記範囲よりポリエチレングリコールが多い組成比になると、被膜にべとつき感が生じることや、被膜の強度が低下する等の問題が生じやすい。一方、上記範囲よりアクリルポリオールが多い組成比になると、吸水が飽和するまでの時間を長くするために膜厚を厚くしなければならない傾向があり、均質な被膜を得ることが難しくなる。 The anti-fogging coating of the present invention exhibits anti-fogging properties only by the water absorption function of the coating without forming a water film when the anti-fogging property is exhibited. Saturation stops the development of anti-fogging properties. In order to obtain an excellent antifogging film, it is better that the time until water absorption is saturated is longer, and the water absorption capability of the film obtained by the coating agent for film formation of the present invention is that of the water absorbing component contained in the antifogging film. Depends on the amount. However, when the amount of the water-absorbing component is increased, the strength and durability of the coating tend to be reduced. Therefore, the ratio between the acrylic polyol and the polyoxyalkylene-based polyol is preferably adjusted as appropriate depending on the components to be used, but is usually “acryl polyol: polyoxyalkylene-based polyol = 30: 70 to 70:30 in mass ratio. It is enough if it is about. For example, when polyethylene glycol is used as the water-absorbing component, the component ratio is preferably “acryl polyol: polyethylene glycol = 60: 40 to 40:60” by mass ratio. By making it within this range, it is easy to achieve both the long time until water absorption is saturated and the strength and durability of the coating film. When the ratio of acrylic polyol to polyethylene glycol is a composition ratio in which the amount of polyethylene glycol is larger than the above range, problems such as a feeling of stickiness on the coating and a decrease in strength of the coating tend to occur. On the other hand, when the composition ratio is higher than the above range, the film thickness tends to increase in order to increase the time until water absorption is saturated, making it difficult to obtain a uniform film.
前記イソシアネートプレポリマーに存在するイソシアネート基の総数は、ポリオール成分に存在する水酸基の総数に対して、1倍量〜2.5倍量、より好ましくは1.5〜2.2倍量となるように調製することが好ましい。1倍量未満の場合は、塗布剤の硬化性が悪化するとともに、形成された膜は軟らかく、耐候性、耐溶剤性、耐薬品性等の耐久性が低下する傾向がある。一方、2倍量を超える場合は、過剰硬化により、水蒸気の吸脱水が阻害されるために防曇性が低下する傾向がある。 The total number of isocyanate groups present in the isocyanate prepolymer is 1 to 2.5 times, more preferably 1.5 to 2.2 times the total number of hydroxyl groups present in the polyol component. It is preferable to prepare it. When the amount is less than 1 time, the curability of the coating agent is deteriorated and the formed film is soft, and the durability such as weather resistance, solvent resistance, and chemical resistance tends to decrease. On the other hand, when the amount exceeds 2 times, the antifogging property tends to be lowered due to excessive curing, which inhibits the absorption and dehydration of water vapor.
本発明の被膜は、前記アクリルポリオール、前記ポリオキシアルキレン系ポリオール、前記イソシアネートプレポリマーの少なくとも3成分の反応によって得られるウレタン樹脂であるが、数平均分子量が6000〜18000という高い分子量のアクリルポリオールを用いることで、該アクリルポリオールの水酸基がイソシアネートプレポリマーのイソシアネート基と反応し化学結合を形成する際に、アクリルポリオール自身が立体障害となるために反応性が低下し、分子量の低いアクリルポリオールを用いた場合に比べて未反応の水酸基が残りやすくなる。そのため、イソシアネート基はより多くのポリオキシアルキレン系ポリオールと結合することが出来、その結果、得られる被膜に高い防曇性を付与することが出来る。さらに、該アクリルポリオールに未反応の水酸基が残ることで、得られる被膜に、親水性や、基材表面との密着性を付与することも出来る。 The film of the present invention is a urethane resin obtained by a reaction of at least three components of the acrylic polyol, the polyoxyalkylene polyol, and the isocyanate prepolymer. An acrylic polyol having a high molecular weight having a number average molecular weight of 6000 to 18000 is used. When used, when the hydroxyl group of the acrylic polyol reacts with the isocyanate group of the isocyanate prepolymer to form a chemical bond, the acrylic polyol itself becomes a steric hindrance so that the reactivity is lowered and an acrylic polyol having a low molecular weight is used. Compared with the case where it was, the unreacted hydroxyl group tends to remain. Therefore, the isocyanate group can be combined with more polyoxyalkylene polyols, and as a result, high antifogging properties can be imparted to the resulting film. Furthermore, by leaving unreacted hydroxyl groups in the acrylic polyol, it is possible to impart hydrophilicity and adhesion to the substrate surface to the resulting coating.
本発明の被膜には、前記した被膜のスリップ性、清掃時等の払拭作業性を考慮すると、さらに架橋単位としてジメチルシロキサンユニット(Si(CH3)2O)の数が5〜300である直鎖状ポリジメチルシロキサン成分を有することが好ましい。この場合、該直鎖状ポリジメチルシロキサンは、末端部にウレタン結合が形成されることで被膜中に導入される。ジメチルシロキサンユニット数が5未満の場合、被膜のスリップ性向上に効果が無く、他方、300超の場合、直鎖状ポリジメチルシロキサンのウレタン結合が形成されるべき部位が相対的に低いものとなるため、樹脂形成時に直鎖状ポリジメチルシロキサンが架橋単位として樹脂中に取り込まれなくなる可能性が高くなり、結果、得られた被膜は、直鎖状ポリジメチルシロキサンが溶出しやすいものとなるため好ましくない。 In the coating of the present invention, considering the slip property of the coating described above and wiping workability during cleaning, the number of dimethylsiloxane units (Si (CH 3 ) 2 O) as a crosslinking unit is 5 to 300. It preferably has a chain polydimethylsiloxane component. In this case, the linear polydimethylsiloxane is introduced into the film by forming a urethane bond at the terminal portion. When the number of dimethylsiloxane units is less than 5, there is no effect in improving the slip property of the coating film. On the other hand, when it exceeds 300, the portion where the urethane bond of the linear polydimethylsiloxane is to be formed is relatively low. Therefore, there is a high possibility that the linear polydimethylsiloxane is not taken into the resin as a cross-linking unit at the time of resin formation, and as a result, the obtained coating is preferable because the linear polydimethylsiloxane is easily eluted. Absent.
本発明の防曇性被膜は、少なくとも、前述したアクリルポリオール、ポリオキシアルキレン系ポリオール、イソシアネートプレポリマーの3つの成分をすべて含む防曇性被膜形成用塗布剤(以下、単に「被膜形成用塗布剤」や「塗布剤」とも記載する)を基材に塗布し、室温で放置又は熱処理を行うことにより、基材に塗布された液を硬化させることで形成される。 The antifogging film of the present invention comprises an antifogging film-forming coating agent (hereinafter simply referred to as “coating agent for film formation”) containing at least all of the three components of acrylic polyol, polyoxyalkylene polyol and isocyanate prepolymer. ”Or“ coating agent ”) is applied to the base material, and the liquid applied to the base material is cured by standing at room temperature or performing a heat treatment.
また、該被膜は少なくとも前記のアクリルポリオール、ポリオキシアルキレン系ポリオールとイソシアネートプレポリマーが化学結合を形成し得られるウレタン樹脂よりなるため、少なくとも上記2種のポリオール成分を含む薬剤Aと、少なくともイソシアネートプレポリマーを含む薬剤Bとに分け、使用時にその都度混合し、前記被膜形成用塗布剤とすることは好ましい形態の一つである。このような形態にすることで、最も利用しやすい形態での長期的な保存安定性も確保できる。またこのように2つの薬剤に分けて保管しておくことで、使用する際の調合工数も最小限に抑えることが出来る。 In addition, since the coating film is made of a urethane resin from which at least the acrylic polyol, polyoxyalkylene polyol and isocyanate prepolymer can form a chemical bond, the drug A containing at least the two kinds of polyol components, and at least the isocyanate prepolymer. It is one of the preferred forms that it is divided into the medicine B containing a polymer and mixed each time it is used to form the coating agent for film formation. By adopting such a form, long-term storage stability in a form that is most easily used can be secured. In addition, by dividing and storing the two medicines in this way, the number of preparation steps when using them can be minimized.
前記薬剤A、薬剤B、又はそれらを混合した塗布剤にはレベリング性を向上させ、平滑な被膜を得るために界面活性剤を添加することができる。これにより塗布剤を透明基材表面に塗布した際の塗膜の厚みが均一化しやすくなる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、アクリル系界面活性剤等を使用することが好ましい。具体的に、シリコーン系界面活性剤は、BYK−Chemie社のBYK−077、BYK−085、BYK−300、BYK−301、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−335、BYK−341v344、BYK−345v346、BYK−348、BYK−354、BYK−355、BYK−356、BYK−358、BYK−361、BYK−370、BYK−371、BYK−375、BYK−380、またはBYK−390などを用いることができ、フッ素系界面活性剤としては、DIC(DaiNippon Ink & Chemicals)社のF−114、F−177、F−410、F−411、F−450、F−493、F−494、F−443、F−444、F−445、F−446、F−470、F−471、F−472SF、F−474、F−475、F−477、F−478、F−479、F−480SF、F−482、F−483、F−484、F−486、F−487、F−172D、MCF−350SF、TF−1025SF、TF−1117SF、TF−1026SF、TF−1128、TF−1127、TF−1129、TF−1126、TF−1130、TF−1116SF、TF−1131、TF1132、TF1027SF、TF−1441、またはTF−1442などを用いることができるが、これらにのみ限定されるものではない。 A surfactant can be added to the drug A, the drug B, or a coating agent obtained by mixing them to improve leveling properties and obtain a smooth coating. Thereby, it becomes easy to make the thickness of the coating film uniform when the coating agent is applied to the surface of the transparent substrate. As the surfactant, it is preferable to use a silicone surfactant, an acrylic surfactant, or the like. Specifically, BYK-Chemie's BYK-077, BYK-085, BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK- 320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-335, BYK-341v344, BYK-345v346, BYK-348, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358, BYK-361, BYK-370, BYK-371, BYK-375, BYK-380, or BYK-390 can be used, and DIC (DaiNippon) can be used as the fluorosurfactant. Ink & Chemicals F-114 F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F- 472SF, F-474, F-475, F-477, F-478, F-479, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-172D, MCF-350SF, TF-1025SF, TF-1117SF, TF-1026SF, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF- 1441, TF-1442, or the like can be used, but is not limited thereto.
前記界面活性剤は、アクリルポリオール、ポリオキシアルキレン系ポリオール及びイソシアネートプレポリマーの総量(以降、該総量を「ウレタン形成成分総量」と記載する場合がある)に対して、質量比で0.0001〜0.007倍量とすることが好ましい。界面活性剤の含有量を多くすると得られる被膜の品質が、界面活性剤によって影響され、得られる被膜の防曇性が発現し難くなったり、外観や膜強度にも支障をきたすことがある。他方、界面活性剤の含有量が少ない場合、塗布剤を透明基材表面に塗布した際の塗膜の厚みを均一化する効果が十分に得られない。 The surfactant is in a mass ratio of 0.0001 to the total amount of the acrylic polyol, polyoxyalkylene polyol and isocyanate prepolymer (hereinafter, the total amount may be referred to as “urethane forming component total amount”). The amount is preferably 0.007 times. When the content of the surfactant is increased, the quality of the obtained film is affected by the surfactant, and it may be difficult for the resulting film to exhibit antifogging properties, and the appearance and film strength may be impaired. On the other hand, when there is little content of surfactant, the effect which equalizes the thickness of the coating film at the time of apply | coating an application agent on the transparent base material surface is not fully acquired.
また、前記薬剤A、薬剤B、又はそれらを混合した塗布剤は溶媒で希釈されていても良い。希釈溶媒としては、イソシアネート基に対して活性のない溶媒にする必要があり、これら塗布剤との相溶性から、酢酸エステル系溶媒、ケトン類を使用することが好ましい。具体的には、酢酸エステル系溶媒としては、酢酸アミル、酢酸アリル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸エチル、酢酸2−エチルへキシル、酢酸シクロへキシル、酢酸n−ブチル、酢酸s−ブチル、酢酸プロピル、酢酸ベンジル、酢酸メチル、酢酸メチルシクロへキシル等が挙げられ、ケトン類としては、アセチルアセトン、アセトン、イソホロン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、ジ−n−プロピルケトン、メチルオキシド、メチル−n−アミルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルシクロヘキサノン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、メチル−n−ヘプチルケトン、ジアセトンアルコール等が挙げられ、特に、酢酸イソブチル、酢酸n−ブチル、酢酸s−ブチル、メチルエチルケトン等が好ましい。 Moreover, the said chemical | medical agent A, the chemical | medical agent B, or the coating agent which mixed them may be diluted with the solvent. As a diluting solvent, it is necessary to use a solvent that is not active with respect to the isocyanate group. From the viewpoint of compatibility with these coating agents, it is preferable to use acetate solvents and ketones. Specifically, the acetate solvent includes amyl acetate, allyl acetate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, isopropyl acetate, ethyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclohexyl acetate, n-butyl acetate, s-acetate. Examples thereof include butyl, propyl acetate, benzyl acetate, methyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, and ketones include acetylacetone, acetone, isophorone, ethyl-n-butylketone, diisobutylketone, diisopropylketone, diethylketone, cyclohexanone, di- n-propyl ketone, methyl oxide, methyl-n-amyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl cyclohexanone, methyl-n-butyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, methyl-n Heptyl ketone, include diacetone alcohol, in particular, isobutyl acetate, n- butyl acetate s- butyl, methyl ethyl ketone or the like.
前記塗布剤を希釈する場合、塗布剤中のウレタン形成成分総量の濃度は10〜50質量%程度であれば良い。また、塗布剤を薬剤Aと薬剤Bとの混合によって得る場合、薬剤A中のアクリルポリオール及びポリオキシアルキレン系ポリオールの総量の濃度は15〜40質量%、薬剤B中のイソシアネートプレポリマーの濃度は30〜80質量%の範囲で希釈されると操作性の面から好ましい。 When diluting the said coating agent, the density | concentration of the urethane formation component total amount in a coating agent should just be about 10-50 mass%. When the coating agent is obtained by mixing the drug A and the drug B, the concentration of the total amount of the acrylic polyol and the polyoxyalkylene polyol in the drug A is 15 to 40% by mass, and the concentration of the isocyanate prepolymer in the drug B is It is preferable from the surface of operativity to dilute in the range of 30-80 mass%.
さらに、前記薬剤A、薬剤B、又はそれらを混合した塗布剤には、被膜の硬化速度を速くするために、硬化触媒として有機錫化合物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機ビスマス化合物などの有機金属化合物や、アミン化合物を添加してもよい。 Furthermore, in order to increase the curing rate of the film, the drug A, the drug B, or a coating agent obtained by mixing them is used as an organic tin compound, an organic titanium compound, an organic zirconium compound, an organic bismuth compound or the like as a curing catalyst. A metal compound or an amine compound may be added.
前記有機錫化合物には、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫マーカブチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカブチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート等、有機チタン化合物には、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンテトラアセチルアセトネート、チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンラクテートなど、有機ジルコニウム化合物には、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトナート、ジルコニウムテトラノルマルブトキシド、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート等、有機ビスマス化合物には、カルボキシレートを持つ化合物(例えば、King industry社製の商品名:K KAT 348)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、アミン化合物としては、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−ノネン−5などやそれらアミン化合物の塩を挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましいものの例としては、ジブチル錫ジラウレート、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトナート、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7のオクチル酸塩などが挙げられる。 Examples of the organic tin compound include dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, stannous octoate, dibutyltin dioctoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin mark carboxylate, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin markerbutide, dioctyltin thiol For organic titanium compounds such as carboxylate, titanium tetraisopropoxide, titanium tetranormal butoxide, titanium tetraacetylacetonate, titanium diisopropoxybis (triethanolaminate), titanium lactate, etc. Tributoxy monoacetylacetonate, zirconium tetranormal butoxide, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tetraacetylacetate Toneto like, the organic bismuth compound, a compound having a carboxylate (e.g., King industry Co. trade name: K KAT 348) but the like, but is not limited thereto. Examples of amine compounds include diethylamine, dimethylethanolamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7, 1,5-diazabicyclo (4,3,0) -nonene-5, and amines thereof. Examples include, but are not limited to, salts of compounds. Preferred examples include dibutyltin dilaurate, zirconium tributoxy monoacetylacetonate, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7 octylate, and the like.
前記硬化触媒の添加量は用いる化合物によるが、通常、前記ウレタン形成成分総量100質量%に対して0.001〜0.5質量%程度添加すればよい。 The addition amount of the curing catalyst depends on the compound to be used, but it is usually sufficient to add about 0.001 to 0.5% by mass with respect to 100% by mass of the total urethane-forming component.
さらに、被膜表面のスリップ性向上のため、該被膜のウレタン樹脂に直鎖上ポリジメチルシロキサンユニットを導入するために、両側末端にイソシアネート基と反応可能な官能基を有し、ジメチルシロキサンユニット(Si(CH3)2O)の数が5〜300である直鎖状ポリジメチルシロキサンを前記薬剤A、薬剤B、又はそれらを混合した塗布剤に添加することも好ましい形態の一つである。 Furthermore, in order to improve the slip property of the coating surface, in order to introduce a linear polydimethylsiloxane unit into the urethane resin of the coating, it has functional groups capable of reacting with isocyanate groups at both ends, and a dimethylsiloxane unit (Si It is also one of preferable modes to add linear polydimethylsiloxane having 5 to 300 (CH 3 ) 2 O) to the drug A, drug B, or a coating agent obtained by mixing them.
該イソシアネート基と反応可能な官能基としては、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アミノ基、イミノ基、メルカプト基、スルフィノ基、スルホ基等の電気陰性度の大きな酸素、窒素、硫黄に結合した活性水素を含む官能基を使用することができる。この中で、取り扱いの容易さ、塗布剤としたときのポットライフ、得られる被膜の耐久性を考慮すると、イソシアネート基と反応可能な官能基としてはヒドロキシ基を使用することが好ましい。具体的には、Gelest社製のDMS−S12、DMS−S14、DMS−S15、DMS−S21、DMS−S27、DMS−S31、DMS−S32、DMS−S33、DMS−S35、DMS−S42、DMS−S45、DMS−S51、PDS−0338、PDS−1615、PDS−9931などを用いることが出来るが、これらに限定されるものではない。 As the functional group capable of reacting with the isocyanate group, active hydrogen bonded to oxygen, nitrogen, sulfur having a large electronegativity such as hydroxyl group, carboxy group, amino group, imino group, mercapto group, sulfino group, sulfo group, etc. Including functional groups can be used. Among these, considering the ease of handling, pot life when used as a coating agent, and durability of the resulting film, it is preferable to use a hydroxy group as a functional group capable of reacting with an isocyanate group. Specifically, DMS-S12, DMS-S14, DMS-S15, DMS-S21, DMS-S27, DMS-S31, DMS-S32, DMS-S33, DMS-S35, DMS-S42, DMS manufactured by Gelest -S45, DMS-S51, PDS-0338, PDS-1615, PDS-9931 and the like can be used, but are not limited thereto.
前記直鎖状ポリジメチルシロキサンは、前記ウレタン形成成分総量100質量%に対して、0.05〜3.0質量%添加されることが好ましい。 The linear polydimethylsiloxane is preferably added in an amount of 0.05 to 3.0% by mass with respect to 100% by mass of the total urethane-forming component.
さらには、被膜の耐磨耗性、耐擦傷性を向上させるためにケイ素化合物を導入してもよい。ケイ素化合物は薬剤A或いは塗布剤に添加することができ、平均粒径が5〜50nmのコロイダルシリカ、アルコキシ基を有するケイ素化合物等を導入することが好ましい。コロイダルシリカ、アルコキシ基を有するケイ素化合物中に、水酸基のようなイソシアネート基と反応する官能基が含まれる場合、このようなケイ素化合物を薬剤Bに添加すると、イソシアネートプレポリマー中のイソシアネート基が該ケイ素化合物との反応によって消費されることにより、塗布剤の硬化性が低下する恐れがある。そのため、前記ケイ素化合物は薬剤Aに添加することがより好ましい形態である。尚、ここでいう平均粒径は、JIS H 7803(2005年)に準拠した方法で得られたものである。 Furthermore, a silicon compound may be introduced in order to improve the abrasion resistance and scratch resistance of the coating. The silicon compound can be added to the drug A or the coating agent, and it is preferable to introduce colloidal silica having an average particle diameter of 5 to 50 nm, a silicon compound having an alkoxy group, or the like. In the case where colloidal silica and a silicon compound having an alkoxy group include a functional group that reacts with an isocyanate group such as a hydroxyl group, when such a silicon compound is added to the drug B, the isocyanate group in the isocyanate prepolymer is converted into the silicon compound. When consumed by reaction with the compound, the curability of the coating agent may decrease. Therefore, it is a more preferable form that the silicon compound is added to the drug A. In addition, the average particle diameter here is obtained by a method based on JIS H 7803 (2005).
薬剤A、薬剤Bを混合することによって得られた被膜形成用塗布剤は、防曇性を付与したい透明基材に塗布することができるが、該塗布剤の透明基材への塗布手段としてはスピンコート、ディップコート、フローコート、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を採用できる。塗布後、約20℃の室温で放置又は170℃までの熱処理で、基材に塗布された液を硬化させ、基材に防曇性被膜を形成する。この熱処理の温度が170℃を超えると、ウレタン樹脂の炭化が起こり、膜強度が低下する等の不具合が生じるので注意を要する。被膜の硬化促進を考慮すると、80℃〜170℃で熱処理を行うことが好ましい。 The coating agent for film formation obtained by mixing the drug A and the drug B can be applied to a transparent base material to which antifogging property is to be imparted. Known means such as spin coating, dip coating, flow coating, roll coating, spray coating, screen printing and flexographic printing can be employed. After application, the liquid applied to the substrate is cured by standing at room temperature of about 20 ° C. or heat treatment up to 170 ° C. to form an antifogging film on the substrate. If the temperature of this heat treatment exceeds 170 ° C., care should be taken because the urethane resin is carbonized and the film strength is reduced. In consideration of acceleration of the coating, it is preferable to perform heat treatment at 80 to 170 ° C.
前記透明基材としては、代表的なものとしてはガラスが用いられる。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であり、フロート法、デュープレックス法、ロールアウト法等による板ガラスであって、製法は特に問わない。 As the transparent substrate, glass is typically used. The glass is a plate glass usually used for automobiles, architectural and industrial glasses, and is a plate glass by a float method, a duplex method, a roll-out method, etc., and the manufacturing method is not particularly limited.
ガラス種としては、クリアをはじめグリーン、ブロンズ等の各種着色ガラスやUV、IRカットガラス、電磁遮蔽ガラス等の各種機能性ガラス、網入りガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張ガラス等防火ガラスに供し得るガラス、強化ガラスやそれに類するガラス、合わせガラスのほか複層ガラス等、さらには平板、曲げ板等各種ガラス製品を使用できる。 As glass types, it can be used for various colored glasses such as clear, green and bronze, various functional glasses such as UV, IR cut glass and electromagnetic shielding glass, netted glass, low expansion glass, zero expansion glass and fireproof glass. Various glass products such as glass, tempered glass, similar glass, laminated glass, multilayer glass, flat plate, bent plate and the like can be used.
板厚は特に制限されないが、1.0mm以上10mm以下が好ましく、特に1.0mm以上5.0mm以下が好ましい。基材表面への防曇性被膜の形成は、基材の片面だけ、或いは用途によっては両面に行ってもよい。又、防曇性被膜の形成は基材表面の全面でも一部分であってもよい。 The plate thickness is not particularly limited, but is preferably 1.0 mm or more and 10 mm or less, and particularly preferably 1.0 mm or more and 5.0 mm or less. The antifogging film may be formed on the substrate surface only on one side of the substrate or on both sides depending on the application. Further, the antifogging film may be formed on the entire surface or a part of the substrate surface.
ガラス基材に塗布剤を塗布して被膜を形成する場合、基材と被膜との密着性を向上させるために、シランカップリング剤を有する液を、前記塗布剤の塗布前に、ガラス基材表面に塗布しておくことが好ましい。適切なシランカップリング剤としてはアミノシラン、メルカプトシラン及びエポキシシランが挙げられる。好ましいのはγ−グリシドオキシプロピルトリメトキシ、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等である。 When a coating agent is applied to a glass substrate to form a coating, a liquid having a silane coupling agent is added to the glass substrate before application of the coating agent in order to improve the adhesion between the substrate and the coating. It is preferable to apply to the surface. Suitable silane coupling agents include amino silanes, mercapto silanes and epoxy silanes. Preferred are γ-glycidoxypropyltrimethoxy, γ-aminopropyltriethoxysilane and the like.
透明基材は、上記ガラス以外に、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム、ポリカーボネート等の樹脂等も使用することができる。これら樹脂透明基材表面に前記防曇性被膜を形成して防曇性物品とし、該物品をガラス基材に貼付してもよい。 In addition to the glass, the transparent substrate may be a resin film such as polyethylene terephthalate, a resin such as polycarbonate, and the like. The antifogging film may be formed on the surface of the transparent resin substrate to form an antifogging article, and the article may be attached to a glass substrate.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、アクリルポリオールとして、水酸基価が33mgKOH/gであり数平均分子量が14,000である、DIC株式会社製の商品名「アクリディック DU−1446−X」を用いている。なお、本実施例および比較例で得られた防曇性被膜に対し、以下に示す方法により品質評価を行った。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. In this example, as an acrylic polyol, a trade name “Acridic DU-1446-X” manufactured by DIC Corporation having a hydroxyl value of 33 mgKOH / g and a number average molecular weight of 14,000 is used. In addition, quality evaluation was performed with the method shown below with respect to the anti-fogging film obtained by the present Example and the comparative example.
〔外観評価〕:防曇性被膜の外観、透過性、クラックの有無を目視で評価し、問題ないものを合格(○)、問題のあったものを不合格(×)とした。 [Appearance evaluation]: The appearance, permeability, and presence / absence of cracks of the anti-fogging coating film were visually evaluated, and those having no problem were evaluated as acceptable (◯) and those having problems as unacceptable (×).
〔ヘーズ〕:”JIS R 3212(1998年)”に準拠して、日本電色製NDH2000を用いて測定した。 [Haze]: Measured with NDH2000 manufactured by Nippon Denshoku in accordance with “JIS R 3212 (1998)”.
〔防曇性評価〕:常温(温度24℃、湿度45%)の室内において、基材表面に防曇性被膜が形成された防曇性物品の該被膜面を、43℃に設定した温水の飽和蒸気中に暴露させた状態で保持した時に、目視にて防曇性被膜の約10%の面積に曇りが確認されるまでの時間を測定した。 [Anti-fogging evaluation]: Hot water in which the coating surface of the anti-fogging article having an anti-fogging coating formed on the surface of the base material is set at 43 ° C. in a room temperature room (temperature 24 ° C., humidity 45%). When held in the state of being exposed to saturated steam, the time until cloudiness was confirmed in an area of about 10% of the antifogging coating was measured.
〔耐テーバー磨耗性〕:”JIS R 3212(1998年)”に準拠して、テーバー磨耗試験(4.9N×100回転)を行い、試験前、試験後のヘーズを測定し、試験前後のヘーズ値の差であるΔヘーズ値(%)を算出した。 [Taber abrasion resistance]: In accordance with “JIS R 3212 (1998)”, a Taber abrasion test (4.9 N × 100 rotations) is performed, and the haze before and after the test is measured. The Δhaze value (%), which is the difference between the values, was calculated.
〔鉛筆硬度〕:"JIS K 5600 塗料一般試験方法"に準拠して、荷重750gが負荷された鉛筆で膜表面を5回引っ掻き、膜の破れが2回未満であった鉛筆を鉛筆硬度とした。該鉛筆硬度は耐擦傷性の指標とすることができる。 [Pencil hardness]: According to “JIS K 5600 paint general test method”, the surface of the film was scratched 5 times with a pencil loaded with 750 g, and the pencil whose film was broken less than 2 times was defined as pencil hardness. . The pencil hardness can be used as an index of scratch resistance.
〔被膜の膜厚測定〕:基材上の被膜を先端の幅1.5mm程度の精密ドライバーで削り取り、被膜と基材との間に生じる段差部分を高精度微細形状測定器(SUREFCORDER ET 4000A 小坂研究所製)で測定することにより、被膜の膜厚を測定した。 [Measurement of film thickness]: The film on the substrate is scraped off with a precision screwdriver with a width of about 1.5 mm at the tip, and a step formed between the film and the substrate is detected with a high-precision fine shape measuring instrument (SUREFCORDER ET 4000A Kosaka The film thickness of the coating was measured by measuring with a laboratory.
[実施例1]
(防曇性被膜を形成するための塗布剤の調製)
希釈溶媒である酢酸n-ブチル14.5gに、イソシアネート基を有するイソシアネートプレポリマーとして、ヘキサメチレンジイソシアネートのビューレットタイプポリイソシアネート(商品名「N3200」住友バイエルウレタン製)10.5gを混合後、攪拌し、25gの薬剤Bを得た。
[Example 1]
(Preparation of coating agent for forming anti-fogging film)
14.5 g of dilute solvent n-butyl acetate was mixed with 10.5 g of hexamethylene diisocyanate burette type polyisocyanate (trade name “N3200”, manufactured by Sumitomo Bayer Urethane) as an isocyanate prepolymer having an isocyanate group, followed by stirring. 25 g of Drug B was obtained.
希釈溶媒である酢酸n−ブチル46.37gに、数平均分子量1000のポリエチレングリコール(商品名「ポリエチレングリコール1,000」/別名「PEG1000」;キシダ化学製)を10.7g、及び水酸基価33mgKOH/gのアクリルポリオールを50質量%有する酢酸n-ブチル、キシレン、エチルベンゼンの混合溶液(商品名「アクリディック DU−1446−X」;DIC株式会社製)17.6gを混合し、これにさらにジメチルシロキサンユニットの数が7であるポリジメチルシロキサン(「DMS−S12」;Gelest.Inc製)0.3g、界面活性剤(「BYK−301」;ビックケミー製)0.03gを添加し、攪拌することで、75gの薬剤Aを得た。なお、アクリルポリオールとポリオキシアルキレン系ポリオール(ポリエチレングリコール)の質量比(以降、「AP:PO比」と記載する場合がある)が「AP:PO=45:55」となるように調製した。 To 46.37 g of n-butyl acetate as a diluent solvent, 10.7 g of polyethylene glycol (trade name “polyethylene glycol 1,000” / alias “PEG1000”; manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) having a number average molecular weight of 1000 and a hydroxyl value of 33 mgKOH / 17.6 g of a mixed solution of n-butyl acetate, xylene and ethylbenzene (trade name “Acridic DU-1446-X”; manufactured by DIC Corporation) having 50% by mass of acrylic polyol of 1 g is further mixed with dimethylsiloxane. By adding 0.3 g of polydimethylsiloxane (“DMS-S12”; manufactured by Gelest. Inc) and 0.03 g of a surfactant (“BYK-301”; manufactured by BYK Chemie) having 7 units, the mixture was stirred. 75 g of Drug A was obtained. The acrylic polyol and the polyoxyalkylene polyol (polyethylene glycol) were prepared so that the mass ratio (hereinafter sometimes referred to as “AP: PO ratio”) was “AP: PO = 45: 55”.
上記の薬剤Aと薬剤Bを混合し、さらに硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート(以下、DBTDL)0.009gを添加することで、防曇性被膜形成用塗布剤100gを調製した(表1の「触媒濃度」とは前記ウレタン形成成分総量100質量%に対する硬化触媒の質量%濃度のことである)。 By mixing 0.009 g of dibutyltin dilaurate (hereinafter referred to as DBTDL) as a curing catalyst, 100 g of an antifogging film-forming coating agent was prepared (the “catalyst” in Table 1). “Concentration” means the mass% concentration of the curing catalyst with respect to 100% by mass of the total urethane-forming component).
ここで調製した防曇性被膜形成用塗布剤100質量%中の前記ウレタン形成成分総量は、30質量%である(表1では「ウレタン形成成分総量濃度」として記載)。また、薬剤Bのイソシアネートプレポリマー成分に存在するイソシアネート基の数は、薬剤A中のアクリルポリオール成分及びポリオキシアルキレン系ポリオール成分に存在する水酸基の数に対して、1.8倍量である(表1では「NCO/OH比」として記載)。 The total urethane-forming component amount in 100% by mass of the coating agent for forming an antifogging film prepared here is 30% by mass (described as “total urethane-forming component concentration” in Table 1). Further, the number of isocyanate groups present in the isocyanate prepolymer component of the drug B is 1.8 times the number of hydroxyl groups present in the acrylic polyol component and the polyoxyalkylene polyol component in the drug A ( In Table 1, described as “NCO / OH ratio”).
(防曇性被膜が形成された物品の作製)
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(LS−3150、信越シリコーン社製)を、90質量%のエタノールと10質量%のイソプロピルアルコールからなる変性アルコール(エキネン F−1、キシダ化学社製)で希釈して、1質量%の溶液を調製した。次に該溶液を吸収したセルロース繊維からなるワイパー(商品名「ベンコット」、型式M−1、50mm×50mm、小津産業製)で、フロート法によって得られた100mm×100mm(3.5mm厚)のガラス基材表面を払拭することで該溶液を塗布し、室温状態にて乾燥後、水道水を用いてワイパーで塗布後のガラス基材表面を水洗することで、透明ガラス基材を準備した。
(Production of an article with an antifogging film)
γ-aminopropyltriethoxysilane (LS-3150, manufactured by Shin-Etsu Silicone) was diluted with denatured alcohol (Echinen F-1, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) consisting of 90% by mass of ethanol and 10% by mass of isopropyl alcohol. A 1% by weight solution was prepared. Next, 100 mm × 100 mm (3.5 mm thickness) of a wiper made of cellulose fibers that absorbed the solution (trade name “Bencot”, model M-1, 50 mm × 50 mm, manufactured by Ozu Sangyo) was obtained by the float method. The solution was applied by wiping the surface of the glass substrate, dried at room temperature, and then washed with water with a wiper using tap water to prepare a transparent glass substrate.
該透明ガラス基材に上記で得られた防曇性被膜を形成するための塗布剤をスピンコートにより塗布し、塗布後のガラス板を約110℃で約30分間熱処理することにより、膜厚25μmの防曇性被膜が形成された防曇性物品を得た。 A coating agent for forming the antifogging film obtained above is applied to the transparent glass substrate by spin coating, and the glass plate after coating is heat-treated at about 110 ° C. for about 30 minutes, thereby obtaining a film thickness of 25 μm. An antifogging article having an antifogging film was obtained.
上記方法で得られた防曇性物品は、表1に示すように、各種性能が優れた物品であることが確認された。 なお、「テーバー」とは耐テーバー磨耗性試験での、試験前後のヘーズ値の差であるΔヘーズ値(%)のことである。
[実施例2〜7]
表1に示すように実施例で用いたAP/PO比、直鎖状ポリジメチルシロキサンについて種々変えて実施、評価した。実施例及び比較例のすべてにおいて、薬剤Aにはアクリルポリオール、ポリオキシアルキレン系ポリオールの他に、界面活性剤としてシリコーン系界面活性剤(「BYK−301」;ビックケミー製)を、ウレタン形成成分総量100質量%に対して0.106質量%、同様に薬剤Aに直鎖状ポリジメチルシロキサン成分としてポリジメチルシロキサン(「DMS−S12」;Gelest.Inc製)をウレタン形成成分総量100質量%に対して、1.06質量%添加した。
[Examples 2 to 7]
As shown in Table 1, the AP / PO ratio and linear polydimethylsiloxane used in the examples were varied and evaluated. In all of the examples and comparative examples, in addition to the acrylic polyol and polyoxyalkylene polyol, the drug A contains a silicone surfactant (“BYK-301”; manufactured by BYK Chemie) as a surfactant, and the total amount of urethane-forming components. 0.106% by mass with respect to 100% by mass, and similarly, polydimethylsiloxane (“DMS-S12”; manufactured by Gelest. Inc.) as a linear polydimethylsiloxane component is added to drug A with respect to 100% by mass of the total urethane-forming component. 1.06 mass% was added.
[比較例]
表1に示すとおり、アクリルポリオールの種類、およびアクリルポリオールとポリオキシアルキレン系ポリオールの比を変え、それ以外は実施例と同様に実施、評価した。表1のアクリルポリオールにおいて「デスモフェンA265BA」とは水酸基価69mgKOH/gであり数平均分子量が2,900であるアクリルポリオールを65質量%有する酢酸n−ブチル溶液(住化バイエルウレタン社製)であり、「デスモフェンA365BA/X」とは、水酸基価96mgKOH/gであり数平均分子量が3,900であるアクリルポリオールを65質量%有する酢酸n−ブチルとキシレンの混合溶液(住化バイエルウレタン社製)である。
[Comparative example]
As shown in Table 1, the type of acrylic polyol and the ratio of the acrylic polyol to the polyoxyalkylene polyol were changed, and the others were carried out and evaluated in the same manner as in the examples. In the acrylic polyol of Table 1, “desmophen A265BA” is a n-butyl acetate solution (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) having 65% by mass of an acrylic polyol having a hydroxyl value of 69 mgKOH / g and a number average molecular weight of 2,900. "Desmophen A365BA / X" means a mixed solution of n-butyl acetate and xylene having a hydroxyl value of 96 mgKOH / g and an acrylic polyol having a number average molecular weight of 3,900 of 65% by mass and xylene (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) It is.
比較例1のように、アクリルポリオールを用いずに形成された被膜は、アクリルポリオールを用いたもの(実施例1〜7、比較例2〜3参照)に比べて膜強度が著しく劣る結果となった。比較例2、比較例3では数平均分子量が小さいアクリルポリオールを用いたところ、外観が白濁したり(比較例2)、防曇性が低下してしまった(比較例2、比較例3)。 The film formed without using acrylic polyol as in Comparative Example 1 resulted in significantly inferior film strength compared to those using acrylic polyol (see Examples 1-7 and Comparative Examples 2-3). It was. In Comparative Examples 2 and 3, when an acrylic polyol having a small number average molecular weight was used, the appearance became cloudy (Comparative Example 2) or the antifogging property was lowered (Comparative Examples 2 and 3).
Claims (7)
a)数平均分子量が6000〜18000のであるアクリルポリオール
b)数平均分子量400〜5000のポリオキシアルキレン系ポリオール
c)イソシアネートプレポリマー
の反応によって得られる樹脂であることを特徴とする防曇性被膜。 An antifogging film formed on a transparent substrate, the film being made of a urethane resin, the urethane resin having at least the following three components: a) an acrylic polyol having a number average molecular weight of 6000 to 18000 b) number Polyoxyalkylene polyol having an average molecular weight of 400 to 5000 c) A resin obtained by reaction of an isocyanate prepolymer.
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