JP2547431B2

JP2547431B2 - 防曇化方法

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Publication number: JP2547431B2
Application number: JP62315581A
Authority: JP
Inventors: 幸雄日下; 宏牛膓
Original assignee: OJI KAKO KK
Current assignee: OJI KAKO KK
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1996-10-23
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JPH01156390A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ガラスやプラスチック表面に微小な水滴に
よって起こる曇りを防止するための防曇化方法に関する
ものである。

より詳しくいえば、自動車、バスなどの窓ガラス、風
呂場、洗面所の鏡、冷凍食品用ショーケースなどのガラ
ス、ゴーグル・安全眼鏡などのプラスチック製品、ある
いは食品包装用や温室用のフィルム等に、長期間にわた
る防曇性を与えるための方法に関するものである。

また、本発明は、ガラス等の表面に粘着剤等により貼
りつけることによって、ガラス等の表面を防曇化するの
に使用する防曇化透明フィルムを製造するための方法に
関するものである。

［従来の技術］ガラスやプラスチック表面に小さな水滴が付着し、光
を散乱して起こすいわゆる曇り現象を防止するために、
種々の検討がなされて来た。しかし、長期間にわたって
防曇効果を持続することができるような方法はこれまで
に得られていない。

防曇化方法として一般に広く行われているのは、表面
を親水化する方法と、吸水性にする方法の二つがある。

表面を親水化するためには、通常、界面活性剤が用い
られる。界面活性剤は表面の濡れ性を高めるため、付着
した水滴の接触角が小さくなり、連続した水の膜となっ
て見掛け上、曇りがなくなる。しかし、通常、界面活性
剤の基材に対する親和性は乏しく、また水に対する溶解
性が高いため、表面に付着した水に容易に溶解してしま
い、防曇効果の持続性に乏しい。

一方、表面を吸水性にする方法は、表面に吸水性の塗
膜を塗布し、付着した水を塗膜の中に吸収して曇りを防
止する方法である。一般には吸水性塗膜としてポリメタ
クリル酸ヒドロキシエチルやポリビニルアルコールなど
の水溶性ポリマーが使われることが多い。ポリビニルピ
ロリドンの塗膜を形成することも提案されている。しか
し、このような水溶性ポリマーを用いた場合には、吸水
効果は期待出来るが、耐水性がなく、塗膜が徐々に水に
溶け出してしまう。そこで、これらの水溶性ポリマーを
何らかの形で架橋することが考えられる。例えば、水溶
性ポリマー中の水酸基やカルボキシル基と反応するイソ
シアネート化合物やエポキシ化合物を用いることが考え
られるが、このような架橋反応は、高温長時間を要する
のが普通で、生産性が低いばかりでなく、基材が熱に弱
いものの場合は使えないという欠点がある。さらに、こ
のように表面を吸水性にする防曇方法の欠点は、ポリマ
ーが吸収できる水の量に限界があり、その限界を越える
と急激に表面に水滴が発生し、曇りとなってしまうこと
である。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、上記従来技術の欠点を克服し、ガラス、プ
ラスチック製品、プラスチックフィルム等に長期間持続
する防曇性を与えることを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ガラスまたはプラスチック製品、フィルム
等の基材表面に、ポリビニルピロリドンと、重合性不飽
和二重結合を有する反応性界面活性剤とを水溶液として
塗布し、水の存在下で電子線を照射し、乾燥することか
ら成る防曇化方法である。

このような防曇処理を行った表面は、界面活性剤の濡
れ効果によって水滴が広がり曇りが発生しない。また、
同時に、ポリマーの吸水効果によって水滴を吸収するこ
とによる防曇効果も合わせ持つため、その防曇性は極め
てすぐれたものとなる。

ポリビニルピロリドンは、吸水性を有する物質であ
り、本発明においては、ポリビニルピロリドンそのもの
のみならず、その共重合体をも含むものとして理解され
なければならない。共重合体は一般にＮ−ビニルピロリ
ドンと、少なくとも一種のエチレン系不飽和モノマーと
の共重合物であることが多い。エチレン系不飽和モノマ
ーとしては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸２エチルヘキシル、アクリル酸・ｎ・オ
クチル、メタクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、
メタアクリル酸ブチル、アクリルアミド、アクリロニト
リル、アクリル酸・２・ヒドロキシエチル、メタアクリ
ル酸２ヒドロキシエチル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、スチレンなどが使用される。これらエチ
レン系不飽和モノマーの少なくとも一種以上を、ラジカ
ル重合開始剤の存在下でＮ−ビニルピロリドン共重合さ
せることにより、ポリビニルピロリドン共重合体を得る
ことができる。本発明においては、ポリビニルピロリド
ン（またはその共重合体）を水溶液とし、水の存在下で
電子線を照射することが必須であるため、エチレン系不
飽和モノマーの割合は、共重合体が水可溶性であるよう
な範囲のものでなければならない。

分子内に重合性不飽和二重結合を有する反応性界面活
性剤は親水効果を有する、例えば、以下のようなものが
使用される。

このような、ポリビニルピロリドンと分子構造内に重
合性不飽和二重結合を有する反応性界面活性剤とより成
る水溶液を使用し、この塗布被膜を水の存在下で電子線
を照射することによって、ポリビニルピロリドンを架橋
させ耐水化すると同時に、反応性界面活性剤自体をポリ
ビニルピロリドンと強固に結合させ、このため、吸水性
があり、かつ表面の濡れ性のよい、長期間耐久性のある
防曇膜を得ることができる。

なお、反応性界面活性剤のみを使用してもある程度の
防曇性を示すが、塗膜の強度がなく、また水に簡単に溶
出してその効果が消えてしまうので好ましいものではな
い。

ポリビニルピロリドンに対する反応性界面活性剤の混
合比率は、ポリビニルピロリドン100部（固形分換算重
量部）に対して、0.01〜30部であり、さらに好ましく
は、0.1部〜20部である。反応性界面活性剤の比率が0.0
1部より少ない場合は、充分な親水性が得られず、ま
た、30部よりも多い場合は、充分な塗膜強度が得られな
い。

ポリビニルピロリドンと反応性界面活性剤とを混合す
るにあたっては、まずポリビニルピロリドンを水に溶解
して、その５〜20％水溶液を作成し、それに所定量の反
応性界面活性剤を加えて、よく撹拌、混合する。

このようにして作成した、ポリビニルピロリドン−反
応性界面活性剤水溶液を、プラスチックフィルムまたは
ガラスなどの上に塗布する。塗布する方法は、例えば、
リバースロールコーター、グラビアコーター、ナイフコ
ーター、ロッドコーター、スロットオリフィスコータ
ー、エアドクタコーター、キスコーター、ブレードコー
ター、スプレイコーターなど、公知のコーティング方式
が使用できる。また、プラスチック成形品などの場合
は、ディッピングや、はけにより塗布することも可能で
ある。

その後に、まだ水が存在する状態で電子線の照射を行
う。電子照射線は、コックロフト・ウォルトン形、変圧
器形、バン・デーグラーフ形、高周波加速形など、各種
の電子線照射装置が使用できる。また、走査形、非走査
形のいずれであっても良い。照射量は0.1Mrad〜30Mrad
が好ましいが、特に1Mrad〜15Mradが望ましい。照射線
量が小さいと、充分な架橋効果が得られず、逆に大きす
ぎると基材の劣化の原因となる。

照射中は、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気とするな
ど、酸素を少なくした状態で行うことが適当である。

また、電子線の照射は、水が存在する状態で行うこと
が不可欠であり、水を乾燥してから照射したり、水をア
ルコールなど他の溶剤に置き換えて照射しても、何ら効
果はない。

［実施例］以下、実施例にもとずいて説明するが、何らこの実施
例に限定されるものではない。

実施例１〜６第１表に示した配合比の水溶液を、二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルム（50μ厚）上に、ロッドバ
ー^＃10で塗工し、窒素雰囲気中で175kV、15mAで10Mard
の電子線を照射した後、熱風循環式乾燥機で、100℃、
１分間乾燥して水をとばし、防曇性フィルムを得た。結
果を第２表に示す。

第２表の諸性質の測定は次のようにして行った。

１）防曇性第１図に示した防曇性測定装置を用いた。まず、恒温
水槽12を50±２℃、恒温水槽13を20±１℃に保つ。恒温
水槽13の水は恒温水循環部９を流れ、ガラス板８を20℃
に保つ。

測定試料７をガラス板８に密着するようにセットし、
乾燥空気導入口４を通して乾燥空気を導入し、試料表面
を乾燥させる。

次に光源２より出た光を絞り３、試料７、ガラス板
８、空洞部10を通し、太陽電池11に当て、起電力として
ミリボルト対応ペンレコーダー14に記録させる。この
時、光源用電源１を調節して、初期透過光量（曇りの発
生していない状態での初期起電力）を設定、記録する。
その後、４からの乾燥空気導入を止め、５から50℃飽和
水蒸気を雰囲気維持室６に導入する。

この時に、防曇性の悪い試料は、表面に結露が生じ
て、透過光を減少させ、太陽電池の起電力を低下させ
る。

蒸気注入後、１分たっても透過光が減少しないものを
Ａ、減少して起電力が低下するものをＢと表わして評価
した。

２）耐水性試料表面に水を滴下し、風乾後、痕跡の残っているも
のを×、痕跡が残らないものを○とした。

３）鉛筆硬度 JIS K−5400鉛筆引っかき試験に順じて行った。

４）耐久性試料を20℃の水に１時間浸漬したのち、前記１）の防
曇性テストを行った。

実施例７〜10 第３表に示した配合比の水溶液を二軸延伸ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム（50μ厚）上に、ロッドバー
^＃10で塗工し、窒素雰囲気中で175kV、15mAで10Mradの
電子線を照射した後、熱風循環式乾燥機で、100℃、１
分間乾燥して水をとばし、防曇性フィルムを得た。結果
を第４表に示す。

比較例１〜３第５表に示した配合比の水溶液を、二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルム（50μ厚）上に、ロッドバ
ー^＃10で塗工し、窒素雰囲気中で175kV、15mAで10Mrad
の電子線を照射した後、熱風循環式乾燥機で、100℃、
１分間乾燥して水をとばして防曇性フィルムを得た。得
られたフィルムの性能評価結果を第６表に示した。

比較例４〜７第７表に示した配合比で、水の代わりにアルコールを
使用した水溶液を、二軸延伸ポリエチレンテレフタレー
トフィルム（50μ厚）上に、ロッドバー^＃10で塗工し、
窒素雰囲気中で175kV、15mAで10Mradの電子線を照射し
た後、熱風循環式乾燥機で、100℃、１分間乾燥してア
ルコールをとばし、防曇処理フィルムを得た。得られた
フィルムの性能評価結果を第８表に示した。

比較例８〜13 第１表に示した配合比の水溶液を、二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルム（50μ厚）上に、ロッドバ
ー^＃10で塗工し、熱風循環式乾燥機で、100℃、１分間
乾燥して水をとばしたのち、窒素雰囲気中で、175kV、1
5mA、10Mradの電子線を照射して防曇フィルムを得た。
得られたフィルムの性能評価結果を第９表に示した。

比較例 14〜19 第１表に示した配合比の水溶液を、二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレートフィルム（50μ厚）上に、ロッドバ
ー^＃10で塗工し、熱風循環式乾燥機で、100℃、１分間
乾燥して水をとばして、そのまま防曇フィルムとした。

得られたフィルムの性能評価結果を第10表に示した。

実施例 11〜14 下記の配合の水溶液を各種基材に、ロッドバーで塗工
し、窒素雰囲気中で175kV、15mAで10Mradの電子線を照
射した後、熱風循環式乾燥機で、80℃、１分間乾燥し
て、防曇化処理を行った。

以上、実施例及び比較例から明らかであるように、ポ
リビニルピロリドンと反応性界面活性剤とよりなる水溶
液を塗布し、水の存在下で電子線を照射し、その後に、
水を乾燥することによって得られる防曇性フィルムまた
は防曇性ガラスは、防曇性に優れ、かつまた耐水性、耐
久性に優れたものである。しかしながら、一方、ポリビ
ニルピロリドン単独を塗布した場合は防曇性が不充分で
あり、又、反応性界面活性剤を単独で使用した場合は耐
水性に欠ける。又、ポリビニルピロリドンと反応性界面
活性剤を混合して用いても、溶媒が水でない場合は、耐
水性が出ない。

また、電子線を照射しない場合は耐水性や塗膜の表面
硬度が劣り、照射した場合も塗膜が乾燥してから行った
ときは全く効果がなく、水が存在した状態で照射するこ
とが必要である。

［発明の効果］本発明の防曇化方法は、ガラスや透明フィルム表面な
どに優れた防曇性と耐水性・耐久性を兼ね備えた防曇塗
膜を与えるものであり、窓ガラスや浴室の鏡や、食品包
装用や温室用フィルムを処理して極めて優れた防曇性
を、長期間にわたって維持することを可能にしたもので
ある。

また、透明フィルムに本発明の防曇処理を行った後、
その裏面に粘着材を塗布し、ガラス等の表面に貼りつけ
ることによって、ガラス等の表面を極めて長期間、防曇
化することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の防曇化方法において、防曇性の評価
に使用した防曇性測定装置の説明図である。 1:光源用電源、2:光源 3:絞り、4:乾燥空気導入口 5:50℃飽和水蒸気導入口 6:雰囲気維持室、7:試料 8:ガラス板、9:恒温水循環部 10:空洞部、11:太陽電池 12:恒温水槽（50±２℃） 13:恒温水槽（20±１℃） 14:ミリボルト対応ペンレコーダー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基材表面にポリビニルピロリドンと構造内
に重合性不飽和二重結合を有する反応性界面活性剤とよ
りなる水溶液を塗布し、水の存在下で電子線を照射し、
しかる後に、全体を乾燥することを特徴とする防曇化方
法。