JP4350477B2 - 防曇性部材 - Google Patents

Description

本発明は、パターン状の防曇性を有する防曇性部材に関し、更に詳しくは、窓、ショーウィンドウ、ショーケース、レンズ、ガラスコップ等に用いられる無機ガラス、透明性プラスチック等の光透視性を有する物品、又は、鏡等の光反射性を有する物品に温湿度の変化を利用してパターン表示を可能とする防曇性部材に関する。

物品が多湿な環境、急激な温度変化を受ける環境等におかれると、表面に結露が生じやすい。物品が透視性を要求される窓、ショーウィンドウ、ショーケース、レンズ、ガラスコップ等、又は、反射性を要求される鏡等である場合には、前記結露は曇りの原因となり、内部が透視できなくなることや、映像を確認できない等の不具合となる。該不具合の対策のため、従来から、曇り防止手段として、物品を加温する、物品の表面に防曇性を有する被膜を形成する等の手段がとられている。

上記結露による曇りは物品の性能を低下させるものとの認識から外れて、物品の防曇性を部分的に低下させ、結露によって生じる曇りを積極的に意匠として利用する発明がなされている。例えば、特許文献１では、鏡の裏面を部分的に加熱して所定の図柄を表示することが可能な防曇鏡が開示されている。又、特許文献２では、表面がパターン状に防曇処理された部材が開示されている。

しかし特許文献１の防曇鏡は、ヒーターによる加熱を前提とした防曇鏡なので、ヒーターで加温されるまで、防曇性が発現しないので、図柄が表示可能となるまでに時間を要する。加えて、文字やロゴ等の精細な図柄の表示が難しい等の問題点がある。

防曇性を発現させる部材としては、防曇性発現の応答性、ランニングコスト等の点から膜によって防曇性を発現させる部材に利がある。特許文献２には、親水性のポリマーを部材上に形成させる場合も開示されているが、該親水性ポリマーを部材上にパターン状に形成させる、又は、非防曇性の被膜を親水性ポリマー上に別途パターン状に形成させる必要がある等煩雑な工程が必要であった。
特開平７−１２４０４４号公報 特開平１０−６０１４１号公報

本発明は上記問題を鑑み、曇り環境におかれたときに、図形、文字、絵、標章等のパターンを表示可能とする防曇性部材に関し、該防曇性部材を容易に作製することが可能な構造を提供することを課題とする。

すなわち、本発明の防曇性部材は、吸水性を有する樹脂被膜が部材表面に形成された防曇性部材であり、該被膜が部分的に充填剤が導入されたものであることを特徴とする。ここで吸水性を有する樹脂を主成分とする被膜が部材表面に形成された防曇性部材とは、樹脂表面に水が接触したときに、樹脂中に水を取り込むことにより、部材の曇りを防ぐ機能、すなわち防曇性を有する部材である。又、防曇性機能をより向上させるために被膜に水滴が接触した際の該水滴の接触角が小さいこと、すなわち、被膜表面の親水性が高いことが好ましい。

充填剤が導入された部位だけを曇り環境下で曇りを呈する状態とし、明瞭なパターン表示を可能とするには、充填剤が導入されていない部位の吸水率が、飽和状態において、吸水していない状態での被膜の重量を基準として、１５重量％〜３０重量％、充填剤が導入された部位の吸水率が、５重量％以下、好ましくは３重量％以下となるように調整することが好ましい。

本発明では、前記した吸水性が、樹脂の鎖間の隙間に水が蓄えられることによって生じることに着目し、この鎖間の隙間を充填剤により充填すれば、防曇性部材の防曇性を部分的に低下させることが可能であることを見出した。該充填剤としては、吸水性を有する樹脂中に効率良く充填可能な水溶性オリゴマーを使用することが好ましく、中でも、ポリオキシアルキレン類が吸水性を有する樹脂への充填しやすさ、及び樹脂中での充填剤としての安定性の点から特に好ましい。該充填剤を被膜に導入する方法としては、被膜に充填剤を接触させる方法は効率的であり好ましい。

充填剤が導入された部位は、導入されていない部位と比べて吸水性が低下するので、潜像とすることができる。かくして、防曇性部材が曇り環境におかれた場合に、該部位が曇りを呈する状態になり、パターン表示が可能となる。

該パターン表示をより明瞭にするために、充填剤が導入された部位の被膜表面に２μｌ量の水が接触したときの該水の接触角が、６０°以下、好ましくは、５０°以上となるように調整することが好ましい。又、充填剤が導入されていない部位の被膜表面に２μｌ量の水が接触した後１分以内に該水の接触角が１０°以下となるように調整することが好ましい。本発明の防曇性部材は、充填剤が導入されていない部位では、被膜の吸水状態によって経時的に水の接触角が変動するので、２μｌ量の水が接触した直後の該水の接触角が、被膜に水が吸水されていない状態において、２０°〜４０°、好ましくは、２０°〜３０°となるように調整してもよい。

前記吸水性を有する樹脂を、樹脂架橋中にオキシアルキレン鎖を有する樹脂とすることが好ましい。オキシアルキレン鎖中の酸素は、水を結合水として取り込むことができるので、効率的に水を樹脂中に取り込むことができ、防曇性の発現に高い効果を発揮する。又、充填剤、中でも、水溶性オリゴマー、特にオキシアルキレン類を被膜中に導入しやすく、且つ被膜中に保持しやすくなり、充填剤が導入された部位と導入された部位との間で、防曇性の違いが顕著となる。従って、防曇性部材が曇り環境におかれたときに、文字等の表示に適する精細なパターン表示を可能とするので、特に好ましい。

本発明の防曇剤を曇り環境下におくことにより、図形、文字、絵、標章等のパターン表示を表示させることできる。尚、本発明での曇り環境とは、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍ（厚さ）サイズのフロート法によるソーダ石灰ケイ酸塩ガラスの表面全体に結露が生じる環境のことを指し、曇りを呈する状態とは、部材の光透視性、又は光反射性の低減が目視で確認される状態を指す。

本発明の防曇性部材は、曇り環境において、潜像化されたパターンを表示可能であり、図形、文字、絵、標章等の精細なパターンを表示が可能であり、係る防曇性部材を容易に提供せしめることができる。

本発明の防曇性部材は、吸水性を有する樹脂被膜が部材表面に形成されてなり、該被膜が部分的に充填剤が導入されたものである。該被膜として、吸水成分としてオキシエチレン鎖やオキシプロピレン鎖等のオキシアルキレン鎖、特に好ましくはオキシエチレン鎖を有しているウレタン樹脂系被膜、ポリビニルアルコール樹脂系被膜、セルロース系樹脂、及び前記した樹脂とシリカ、アルミナ、チタニア等の超微粒子、アルコキシド、カップリング剤等由来の金属酸化物等との有機−無機複合系被膜があげられる。

上記した樹脂の中で、被膜の親水性を向上させるために、界面活性剤を樹脂架橋に結合した状態で導入しやすいウレタン樹脂を使用することが特に好ましい。例えば、イソシアネート成分とポリオール成分とを反応させてウレタン樹脂を生成させる際に、オキシアルキレン類等のポリオール成分に水酸基、アミノ基、メルカプト基等のイソシアネート反応性基を有する界面活性剤を添加することにより、界面活性剤が樹脂架橋に結合したウレタン樹脂を得ることができる。

該ウレタン樹脂を使用する際は、充填剤が導入されていない部位の被膜の吸水率が、飽和状態において、吸水していない状態での被膜の重量を基準として、１５重量％〜３０重量％となるようにオキシアルキレン鎖、好ましくは、オキシエチレン鎖を樹脂架橋中に導入することが好ましい。

加えて、界面活性剤を、充填剤が導入されていない部位の被膜表面に２μｌ量の水が接触した後１分以内に該水の接触角が１０°以下、又は、２μｌ量の水が接触した直後の該水の接触角が２０°〜３０°で、１分以内に該水の接触角が１０°以下となるように導入することが好ましい。

防曇性部材の部材に用いる部材としては、代表的なものとしてはソーダ石灰ケイ酸塩ガラスが用いられる。該ガラスは自動車用、建築用、産業用ガラス等に通常用いられているガラスで、フロート法、デュープレックス法、ロールアウト法等によって作製される。

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、銀引き法、あるいは真空成膜法により作製された鏡、さらには平板、曲げ板等各種ガラス製品を使用できる。板厚は特に制限されないが、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましく、車両用としては１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が好ましい。

又、上記したガラスだけでなく、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、金属（特には金属鏡）、セラミックス等も使用することができる。

本発明に使用する充填剤には、被膜表面に接触させて、樹脂の鎖間の隙間に充填し、接触させた部位の防曇性を低下させることが可能なものを使用でき、例えば，水溶性オリゴマーを使用することができる。該水溶性オリゴマーとしては、オキシアルキレン類、ポリビニルアルコール等を使用でき、中でも、ポリオキシアルキレン類の使用が好ましい。ポリオキシアルキレン類には、樹脂への充填しやすさから数平均分子量が８００〜４５００のものを使用することが好ましく、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等を使用することが可能である。

充填剤を被膜に導入する方法としては、充填剤単体、又は、充填剤の水溶液を被膜に接触させる方法が効率的である。このとき、充填剤を被膜へ接触させる時間については特に制限はないが、例えば、５分間〜６０分間接触させれば、充填剤を接触させた部位を、曇り環境でパターン表示を行うことが可能な潜像とすることができる。充填剤を被膜に接触させ、被膜中に充填剤を導入した後、被膜表層の残った過剰な充填剤は水洗等の手段で除去する。

被膜に充填剤を部分的に導入して、曇り環境で表示を行うことが可能な潜像のパターンは、任意のものとすることができ、図形、文字、絵、標章等のパターン表示を行うことができる。例えば、防曇性部材の周縁部の一部、又は全周を曇り環境で、曇りを呈する状態とする。又は、社名、商品名等の潜像を形成しておき、曇り環境で該表示を行う等の使用を行うことができる。

充填剤でパターンを形成する手段としては、１）パターン表示を行いたい形状のみをマスクしないように被膜上にマスキングテープを貼り付け、パターン表示を行う部位に充填剤を塗布し、任意時間保持後、被膜表面を水洗する方法、２）パターン表示を行いたい形状がくりぬかれているテンプレートを被膜上に接触させ、該テンプレートに充填剤を塗布、任意時間保持後、被膜を水洗する方法、３）充填剤が染み込み、且つパターン表示を行いたい形状に成形されている綿・紙等を被膜上に接触、任意時間保持後に被膜を水洗する方法等を適宜使用することができる。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１
吸水性を有する樹脂被膜を部材表面に形成するために、被膜を形成するための塗布液として、被膜に親水性を付与する成分である界面活性剤（水酸基含有）、及び被膜に吸水性を付与する成分であるオキシエチレン鎖を有するウレタン樹脂系防曇剤（商品名「ＶＩＳＧＡＲＤ」Film Specialties社製）を用いる。本防曇剤は、界面活性剤、及びオキシエチレン鎖を有する液１０重量部に対し、硬化剤であるイソシアネート成分を有する液を４重量部混合することにより塗布液を得ることができる。

該塗布液を１００ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍ（厚さ）サイズのソーダ石灰珪酸塩ガラス製鏡を部材とし、該部材の反射層側とは反対側全表面にスピンコート法で塗布し、その後１５０℃で３０分間加熱することにより、吸水性を有する樹脂（ウレタン樹脂）を主成分とする被膜（膜厚２０μｍ）が部材表面に形成された防曇性部材を得た。

該防曇性部材表面に各文字サイズが５．４ｍｍ（Ｗ）×５．４ｍｍ（Ｈ）である「ＡＦ ＧＬＡＳＳ」の文字群がくりぬかれたテンプレートを押し当て、該テンプレートに充填剤として水溶性オリゴマーである数平均分子量１０００のポリプロピレングリコールを塗布し、３０分間保持後、部材表面を水洗し被膜に部分的に充填剤が導入された防曇性部材を得た。

該防曇性部材を曇り環境にもたらすために、約２０℃の温度に設定された該部材表面に４３℃飽和水蒸気を当てた。部材表面を目視で確認したところ、充填剤を導入した部位は曇り、充填剤を導入しなかった部位は曇らず、両部位の差は、顕著であり、「ＡＦ ＧＬＡＳＳ」からなる文字群を明確に認識できた。

実施例２
充填剤を数平均分子量１０００のポリエチレングリコールモノメチルエーテルを使用した以外は、実施例１と同様の手順で被膜に部分的に充填剤が導入された防曇性部材を得た。該防曇性部材を曇り環境にもたらすために、約２０℃の温度に設定された該部材表面に４３℃飽和水蒸気を当てた。部材表面を目視で確認したところ、充填剤を導入した部位は曇り、充填剤を導入しなかった部位は曇らず、両部位の差は、顕著であり、「ＡＦ ＧＬＡＳＳ」からなる文字群を明確に認識できた。

実施例３
充填剤を数平均分子量２０００のポリエチレングリコールモノエチルエーテルを使用した以外は、実施例１と同様の手順で被膜に部分的に充填剤が導入された防曇性部材を得た。該防曇性部材を曇り環境にもたらすために、約２０℃の温度に設定された該部材表面に４３℃飽和水蒸気を当てた。部材表面を目視で確認したところ、充填剤を導入した部位は曇り、充填剤を導入しなかった部位は曇らず、両部位の差は、顕著であり、「ＡＦ ＧＬＡＳＳ」からなる文字群を明確に認識できた。

Claims (7)

1. 吸水性を有する樹脂被膜が部材表面に形成された防曇性部材であり、該被膜が部分的に水溶性オリゴマーからなる充填剤が導入されたものであることを特徴とする防曇性部材。
2. 吸水性を有する樹脂被膜が部材表面に形成された防曇性部材であり、該被膜が部分的にポリオキシアルキレン類からなる充填剤が導入されたものであることを特徴とする防曇性部材。
3. 充填剤が導入された部位の被膜表面に２μｌ量の水が接触したときの該水の接触角が６０°以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の防曇性部材。
4. 充填剤が導入されていない部位の被膜表面に２μｌ量の水が接触した後１分以内に該水の接触角が１０°以下となることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防曇性部材。
5. 吸水性を有する樹脂がオキシアルキレン鎖を樹脂架橋中に有してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の防曇性部材。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の防曇性部材を曇り環境で使用し、図形、文字、絵、標章の群から選ばれる少なくとも一つを表示させる方法。
7. 部材表面に吸水性を有する樹脂被膜を形成し、充填剤を該樹脂被膜に接触させて該樹脂被膜に部分的に充填剤を導入する工程を有する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の防曇性部材の製法。