JP5680818B2 - 防曇性表面処理剤及び防曇性樹脂シート - Google Patents

防曇性表面処理剤及び防曇性樹脂シート Download PDF

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本発明は、樹脂シートなどの表面に防曇性を付与するのに有用な防曇性表面処理剤(防曇処理剤)及び防曇性樹脂シート、さらには、防曇性樹脂シートの製造方法及び防曇性が付与された容器に関する。
スチレン系樹脂シートなどの疎水性合成樹脂シートは、食品などの包装容器に利用されているが、防曇性が低い。そのため、前記シートで形成された容器に食品などを収容すると、気温、湿度の変化により水蒸気が容器の表面に微小水滴として付着し、曇りが生じ、透明性を低下させる。そのため、内容物の視認性が低下する。
そこで、高級脂肪酸エステル類などを用いて樹脂シートに防曇性を付与する方法が提案されている。例えば、特開2002−356572号公報(特許文献1)には、ショ糖脂肪酸エステル76〜99.9質量%と未反応ビニルピロリドンの量が1000ppm以下であるポリビニルピロリドン系(共)重合体0.1〜24質量%とを含有する防曇剤で表面処理した防曇性スチレン系透明樹脂シートが開示されている。また、特開2005−126631号公報(特許文献2)には、ショ糖脂肪酸エステル30質量%以上99質量%以下と、残メタノールと残酢酸メチルの合計が4質量%以下であるポリビニルアルコール(以下、PVAと略す)1質量%以上70質量%以下とを含有する防曇剤をスチレン系樹脂シートの少なくとも一方の面に塗布したスチレン系樹脂シートが開示されている。しかし、これらのシートでは、防曇性が不十分である。さらに、ロール状に巻き取ると、防曇剤が樹脂シートの非防曇処理面と接触して裏移りし、シートの白化により外観を低下させる。
また、特許第3241797号明細書(特許文献3)には、ショ糖脂肪酸エステルと、シリコーンエマルジョンと、多糖類及び/又は親水性高分子(但し、ポリビニルアルコールを除く)とを含む表面処理剤が開示されている。この文献では、シリコーンエマルジョンを含むため、シートの裏移り性は改善できるものの、防曇性や、被膜の耐久性が不十分である。
さらに、特開平9−221661号公報(特許文献4)には、ショ糖脂肪酸エステルと0.1〜30重量%の陰イオン性界面活性剤とを含有する防曇剤が開示されている。しかし、防曇剤を塗布したシートをロール状に巻き取ると、防曇剤の裏移りが生じ、防曇性が低下するとともに、シートの白化により外観を低下させ、さらに、被膜の耐久性も低下する。
さらにまた、特開2003−201355号公報(特許文献5)には、多価アルコール型非イオン性界面活性剤とポリエチレングリコール型非イオン性界面活性剤との混合物により表面が被覆されてなる防曇性樹脂シートが開示されている。この文献には、多価アルコール型非イオン性界面活性剤がショ糖脂肪酸エステルおよび/又はポリグリセリンショ糖エステルであること、及びポリエチレングリコール型非イオン性界面活性剤がポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロックコポリマーであることが記載されている。しかし、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロックコポリマーを用いるため、塗布、乾燥、及び巻き取り工程を含む製造工程で、被覆された成分の一部がロール(金属ロールなど)に転写(付着又は堆積)し、シートの防曇性が低下する。
特開2002−356572号公報(請求項1) 特開平10−309785号公報(請求項1) 特許第3241797号明細書(請求項1) 特開平9−221661号公報(請求項2) 特開2003−201355号公報(請求項1〜3)
従って、本発明の目的は、幅広い温度で、高い防曇性を有する防曇性表面処理剤、及びその用途(防曇性樹脂シート及びその製造方法、並びに前記防曇性樹脂シートを用いた容器)を提供することにある。
本発明の他の目的は、塗布、乾燥、巻き取り、及び熱成形を含む樹脂シートの製造工程において、裏移りすることなく、少ない塗布量でも高い防曇性及び高品質の外観を維持(又は、白化を防止)できる防曇性表面処理剤、及びその用途を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、樹脂シートの製造工程において、ロール(特に金属ロール)を汚染することなく、高い防曇性及び耐久性を維持できる防曇性表面処理剤、及びその用途を提供することにある。
本発明の別の目的は、樹脂シートの製造工程において、高い防曇性を維持できるとともに、離型性(又は耐ブロッキング性)を向上できる防曇性表面処理剤、及びその用途を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、シリコーンオイルを用いなくても、高い防曇性を維持しつつ、裏移りを防止できる防曇性表面処理剤、及びその用途を提供することにある。
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、(A)非イオン性界面活性剤(ショ糖脂肪酸エステルなど)と、(B)水溶性高分子(ビニルピロリドン系重合体など)と、(C)アニオン性界面活性剤(スルホン酸塩など)とを組み合わせると、幅広い温度で、高い防曇性が得られること、樹脂シートの製造工程において、ロール(特に、金属ロール)を汚染せず、裏移りが生じないことを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明の防曇性表面処理剤は、(A)非イオン性界面活性剤と、(B)水溶性高分子と、(C)アニオン性界面活性剤とを含む。(A)非イオン性界面活性剤の融点又は軟化点は、50℃以上程度であってもよい。また、(A)非イオン性界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、及びポリオキシアルキルエーテルから選択された少なくとも一種であってもよい。(B)水溶性高分子は、(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子であってもよい。また、(B)水溶性高分子は、(B1)ビニルピロリドン系重合体、ビニルアルコール系重合体、セルロースエーテル類、及びアルギン酸又はその塩から選択された少なくとも一種であってもよい。(B)水溶性高分子は、さらに(B2)ポリオキシアルキレン重合体を含んでいてもよい。(B2) ポリオキシアルキレン重合体の割合は、(B)水溶性高分子全体に対して50重量%以下であってもよい。このような割合にすることにより、ロール(特に金属ロール)を汚染することなく、被膜の耐久性も向上できる。(C)アニオン性界面活性剤は、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、及びスルホン酸塩、リン酸エステル塩から選択された少なくとも一種であってもよい。前記表面処理剤は、(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とを前者/後者=1/99〜99/1(重量比)の割合で含むベース組成物100重量部に対して、(C)アニオン性界面活性剤0.1〜200重量部程度を含んでいてもよい。
前記表面処理剤は、(A)非イオン性界面活性剤がショ糖脂肪酸エステルであり、(B)水溶性高分子がビニルピロリドン系重合体であり、(C)アニオン性界面活性剤がスルホン酸塩であり、(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とを前者/後者=20/80〜95/5(重量比)の割合で含むベース組成物100重量部に対して、(C)アニオン性界面活性剤1〜150重量部程度を含んでいてもよい。(B)水溶性高分子が、さらに(B2)ポリオキシアルキレン重合体を含み、(B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合が、(B)水溶性高分子全体に対して1〜40重量%程度であってもよい。
本発明には、樹脂シートの少なくとも一方の面に、前記表面処理剤を含む防曇層が形成されている防曇性樹脂シートも含まれる。樹脂シートの一方の面に防曇層が形成され、他方の面に離型層が形成されていてもよい。前記樹脂シートは、スチレン系樹脂シートであってもよい。
また、本発明には、樹脂シートの少なくとも一方の面に、前記表面処理剤を塗布する防曇性樹脂シートの製造方法も含まれる。前記製造方法では、樹脂シートに表面処理剤を塗布した後、ロール状に巻き取ってもよい。
さらに、本発明には、樹脂製容器の少なくとも一部の表面に、前記表面処理剤を含む防曇層が形成されている容器も含まれる。さらにまた、本発明には、前記防曇性樹脂シートで形成された容器も含まれる。
本発明では、(A)非イオン性界面活性剤と、(B)水溶性高分子と、(C)アニオン性界面活性剤とを組み合わせるため、幅広い温度で、高い防曇性が得られる。さらに、塗布、乾燥、巻き取り、及び熱成形を含む樹脂シートの製造工程において、裏移りすることなく、少ない塗布量でも高い防曇性及び高品質の外観を維持(又は、白化を防止)できる。さらにまた、樹脂シートの製造工程において、ロール(特に金属ロール)を汚染することなく、高い防曇性及び耐久性を維持できる。また、樹脂シートの製造工程においても、高い防曇性を維持できるとともに、離型性(又は耐ブロッキング性)を向上できる。さらにまた、シリコーンオイルを用いなくても、高い防曇性を維持しつつ、裏移りを防止できる。
[表面処理剤]
本発明の防曇性表面処理剤(以下、単に表面処理剤という場合がある)は、(A)非イオン性界面活性剤と、(B)水溶性高分子と、(C)アニオン性界面活性剤とを含む。
(A)非イオン性界面活性剤
非イオン性界面活性剤には、多価アルコール脂肪酸エステルと、疎水性化合物の活性水素原子にエチレンオキサイドが付加した付加体とに大別できる。非イオン性界面活性剤は、後述するポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体を含まない意味に用いる。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのC2−12アルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの(ポリ)オキシC2−4アルキレングリコール;グリセリン、重合度2〜20程度のポリグリセリン(ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ポリグリセリンなど)、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、糖類(ショ糖、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、マルチトール、ソルビタン、オリゴ糖など)などのポリヒドロキシ化合物(多価アルコール類)などが例示できる。これらの多価アルコールは単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
脂肪酸としては、モノカルボン酸及び多価カルボン酸のいずれであってもよく、飽和又は不飽和脂肪酸のいずれであってもよい。なお、脂肪酸には、脂肪酸を含む成分、例えば、脂肪酸を主成分として含む(例えば、50重量%以上の割合で含む)成分(例えば、ヤシ油などの油脂など)も含まれる。脂肪酸は、C6−40脂肪酸、好ましくはC8−30脂肪酸(例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、モンタン酸などのC8−26飽和脂肪酸、オレイン酸、エルカ酸などのC8−26不飽和脂肪酸など)、さらに好ましくはC10−22飽和脂肪酸(例えば、C10−20飽和脂肪酸)、特にC10−18飽和脂肪酸(ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸又はこれらの混合物(ヤシ油脂肪酸など)、オレイン酸などの不飽和脂肪酸など)などであってもよい。
多価アルコール脂肪酸エステルは、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルから選択される場合が多い。
ショ糖脂肪酸エステルとしては、例えば、ショ糖ラウリン酸エステル(ショ糖モノ乃至ペンタラウリン酸エステルなど)、ショ糖パルミチン酸エステル(ショ糖モノ乃至ペンタパルミチン酸エステルなど)、ショ糖ステアリン酸エステル(ショ糖モノ乃至ペンタステアリン酸エステルなど)、ショ糖ベヘン酸エステル(ショ糖モノ乃至ペンタベヘン酸エステルなど)、ショ糖オレイン酸エステル(ショ糖モノ乃至ペンタオレイン酸エステルなど)などのショ糖C8−24飽和又は不飽和脂肪酸エステル(モノ乃至ヘキサエステル類など)、特にショ糖C8−24飽和又は不飽和脂肪酸エステル(モノ乃至テトラエステル類など)などが挙げられる。
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、重合度2〜16程度のポリグリセリンとC8−24飽和又は不飽和脂肪酸とのエステル類、例えば、デカグリセリンカプリル酸エステル(デカグリセリンモノ乃至デカカプリル酸エステルなど)、ヘキサグリセリンラウリン酸エステル(ヘキサグリセリンモノ乃至ペンタラウリン酸エステルなど)、デカグリセリンラウリン酸エステル(デカグリセリンモノ乃至デカラウリン酸エステルなど)、デカグリセリンステアリン酸エステル(デカグリセリンモノ乃至デカステアリン酸エステルなど)、デカグリセリンオレイン酸エステル(デカグリセリンモノ乃至デカオレイン酸エステルなど)などが挙げられる。
グリセリン脂肪酸エステルとしては、グリセリンとC8−24飽和又は不飽和脂肪酸とのエステル類、例えば、グリセリンカプリル酸エステル(グリセリンモノ乃至ジカプリル酸エステルなど)、グリセリンラウリン酸エステル(グリセリンモノ乃至ジラウリン酸エステルなど)、グリセリンステアリン酸エステル(グリセリンモノ乃至ジステアリン酸エステルなど)、グリセリンベヘン酸エステル(グリセリンモノ乃至ジベヘン酸エステルなど)、グリセリンオレイン酸エステル(グリセリンモノ乃至ジオレイン酸エステルなど)などが挙げられる。
ソルビトール脂肪酸エステルとしては、ソルビトールとC8−24飽和又は不飽和脂肪酸とのエステル類、例えば、ソルビトールカプリル酸エステル(ソルビトールモノ乃至ペンタカプリル酸エステルなど)、ソルビトールラウリン酸エステル(ソルビトールモノ乃至ペンタラウリン酸エステルなど)、ソルビトールパルミチン酸エステル(ソルビトールモノ乃至ペンタパルミチン酸エステルなど)、ソルビトールステアリン酸エステル(ソルビトールモノ乃至ペンタステアリン酸エステルなど)、ソルビトールオレイン酸エステル(ソルビトールモノ乃至ペンタオレイン酸エステルなど)、これらの脂肪酸エステルに対応するソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
これらの脂肪酸エステルは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。好ましい多価アルコール脂肪酸エステルとしては、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、特にショ糖脂肪酸エステル(ショ糖ラウリン酸エステルなどのショ糖C8−24飽和脂肪酸エステルなど)などが挙げられる。
疎水性化合物のエチレンオキサイド付加体において、活性水素原子を有する疎水性化合物としては、例えば、高級アルコール(ラウリルアルコールなどのC8−24アルコールなど)、芳香族ヒドロキシ化合物(フェノール類、アルキルフェノール類など)、ヒドロキシル基を有する多価アルコール脂肪酸エステル、ヒドロキシル基を有する油脂(ヒマシ油、硬化ひまし油など)などが例示できる。
疎水性化合物のエチレンオキサイド付加体としては、例えば、高級アルコールのエチレンオキサイド付加体(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオクタデシルエーテルなどのポリオキシエチレンC8−26アルキルエーテル(好ましくはポリオキシエチレンC10−20アルキルエーテル)など)、芳香族ヒドロキシ化合物のエチレンオキサイド付加体[例えば、ポリオキシエチレンフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル(好ましくはポリオキシエチレンC6−10アリールエーテルなど);ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル(好ましくはポリオキシエチレンC4−26アルキルC6−10アリールエーテルなど)など]、多価アルコール脂肪酸エステルのエチレンオキサイド付加体[ポリオキシエチレングリセリンステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトールステアリン酸エステルなどのポリオキシエチレン鎖を有するC8−26脂肪酸エステル(好ましくはポリオキシエチレン鎖を有するC10−20脂肪酸エステルなど)など]、油脂のエチレンオキサイド付加体(ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンヤシ油などのヒドロキシル基含有油脂のエチレンオキサイド付加体など)などが含まれる。前記ポリオキシエチレン付加体の数平均分子量は、例えば、150以上(例えば、150〜35,000)、好ましくは200〜30,000、さらに好ましくは200〜20,000程度である。
疎水性化合物のエチレンオキサイド付加体において、オキシエチレン単位の平均付加モル数は、例えば、2〜100、好ましくは2〜50、さらに好ましくは3〜30程度であってもよく、2〜10程度であってもよい。
なお、多価アルコール脂肪酸エステル及びそのエチレンオキサイド付加体において、脂肪酸は単一の脂肪酸に限らず複数の脂肪酸エステル(混合脂肪酸エステル)であってもよい。
前記(A)非イオン性界面活性剤は単独で構成してもよく複数(同種又は異種)の界面活性剤を組み合わせて構成してもよい。(A)非イオン性界面活性剤は、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレンアルキルエーテル(ポリオキシエチレンC10−20アルキルエーテルなど)から選択された少なくとも一種の成分、特に少なくともショ糖脂肪酸エステル(ショ糖ラウリン酸エステルなどのショ糖C10−20脂肪酸エステルなど)で構成するのが好ましい。
(A)非イオン性界面活性剤は常温(例えば、20〜25℃)で固体であるのが好ましい。非イオン性界面活性剤の融点又は軟化点は、50℃以上(例えば、50〜100℃程度)、好ましくは51℃以上(例えば、51〜98℃程度)、さらに好ましくは52℃以上(例えば、53〜95℃程度)であってもよい。また、非イオン性界面活性剤の融点又は軟化点は、比較的高温であってもよく、54〜100℃(例えば、60〜98℃)、好ましくは65〜97℃(例えば、70〜96℃)、さらに好ましくは75〜95℃(例えば、80〜94℃)、特に85〜93℃程度であってもよい。なお、防曇性を阻害せず、ロール(特に金属ロール)への転移及び付着や裏移りを生じない範囲で、常温で液状又は低融点(例えば、融点50℃未満)の非イオン性界面活性剤を用いてもよい。
常温で液状又は低融点の非イオン性界面活性剤の割合は、(A)非イオン性界面活性剤全体に対して、50重量%未満(例えば、0〜45重量%程度)、好ましくは40重量%未満(例えば、0.1〜35重量%程度)、さらに好ましくは30重量%未満(例えば、0.5〜25重量%程度)であってもよい。
(B)水溶性高分子
(B)水溶性高分子は、バインダーとしての機能を有する種々の高分子が使用でき、(B1)オキシアルキレン単位(オキシエチレン単位など)を含まない水溶性高分子と、(B2)ポリオキシアルキレン重合体とに大別できる。本発明では、少なくとも(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子を用いる。(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子には、親水性基又はユニット(カルボキシル基又はその塩、スルホン酸基又はその塩、ヒドロキシル基、アミド基、塩基性窒素原子含有基、ビニルエーテルユニットなど)を有するポリマー、セルロース誘導体、天然高分子多糖類(アルギン酸類など)などが含まれる。(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子は、水溶性、水分散性及び水膨潤性高分子のいずれであってもよい。
(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子としては、例えば、カルボキシル基又はその塩を有する重合体[例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのカルボキシル基を有する単量体の単独又は共重合体((メタ)アクリル酸C1−10アルキルエステルなどの(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、カルボン酸ビニルエステル(酢酸ビニルなど)などの他の共重合性単量体との共重合体も含む)、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸−無水マレイン酸共重合体、(メタ)アクリル酸−ビニルスルホン酸共重合体、(メタ)アクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体などの(メタ)アクリル酸系重合体)又はその塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩など)など]、スルホン酸基又はその塩を有する重合体[例えば、エチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有する単量体の単独又は共重合体(前記他の共重合性単量体との共重合体も含む)又はその塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩など)など]、ヒドロキシル基含有重合体(例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート、これらに対応するヒドロキシアルキルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなど)の単独又は共重合体(前記他の共重合性単量体との共重合体も含む)、ビニルアルコール系重合体、アミド基含有重合体[例えば、(メタ)アクリルアミドなどのアミド基を有する単量体の単独又は共重合体(前記他の共重合性単量体との共重合体も含む)など]、塩基性窒素原子含有重合体[例えば、N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N−ジエチルアミノエチルアクリレートやこれらに対応するメタクリレート、ビニルピロリドンなどの塩基性窒素原子を有する単量体の単独又は共重合体(前記他の共重合性単量体との共重合体も含む)など]、ビニルエーテル系重合体[例えば、ビニルエーテル系単量体(ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類など)の単独又は共重合体(例えば、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体などの共重合性単量体(前記カルボキシル基を有する単量体、前記例示の他の共重合性単量体など)との共重合体など)など]、セルロース誘導体[例えば、アルキルセルロース(メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロースなどのC1−6アルキルセルロース)、ヒドロキシアルキルセルロース(ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのヒドロキシC2−4アルキルセルロースなど)、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース(ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのヒドロキシC2−4アルキル−C1−6アルキルセルロースなど)、カルボキシアルキルセルロース(カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロースなどのカルボキシC1−6アルキルセルロースなど)などのセルロースエーテル類;可溶性セルロースアセテートなど]、水溶性ポリエステル、天然高分子多糖類[例えば、アルギン酸又はその塩、ペクチン、デンプン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸ナトリウム、コンドロイチンヘパリン、寒天、アラビアゴム、デキストリンなど]などが挙げられる。これらの水溶性高分子は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子の融点又は軟化点は、60℃以上(例えば、60〜350℃程度)、好ましくは62℃以上(例えば、65〜320℃程度)、さらに好ましくは65℃以上(例えば、65〜310℃程度)であり、100〜300℃(例えば、130〜250℃)や150〜200℃程度であってもよい。なお、(メタ)アクリル系単量体を主成分とする(メタ)アクリル系重合体の融点又は軟化点は60〜110℃(例えば、75〜105℃)程度であってもよく、(メタ)アクリルアミド系単量体を主成分とする樹脂の融点又は軟化点は、100〜200℃(例えば、150〜190℃)程度であってもよく、ビニルエーテル系重合体の融点又は軟化点は、100〜180℃(例えば、120〜160℃)程度であってもよい。(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子のガラス転移温度は、50〜250℃、好ましくは55〜230℃、さらに好ましくは60〜200℃程度であってもよい。なお、融点又は軟化点、及びガラス転移温度は、慣用の熱分析(示差走査熱量計などを用いる熱分析)により測定できる。
(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子のうち、ビニルピロリドン系重合体、ビニルアルコール系重合体、セルロースエーテル類、アルギン酸又はその塩などが好ましい。
ビニルピロリドン系重合体には、ビニルピロリドン又はその誘導体の単独又は共重合体、例えば、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドンと共重合性単量体との共重合体[例えば、前記(メタ)アクリル系単量体、酢酸ビニル、ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクタムなどの共重合性単量体との共重合体(例えば、ビニルピロリドン−ビニルアセテート共重合体など)など]などが含まれる。ビニルピロリドン系重合体は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。ビニルピロリドン系重合体におけるビニルピロリドン又はその誘導体単位の割合は、例えば、30〜100重量%、好ましくは50〜95重量%、さらに好ましくは60〜90重量%程度であってもよい。ビニルピロリドン又はその誘導体の割合が、30重量%以上では、防曇性の点で有利である。
ビニルピロリドン系重合体のガラス転移温度(Tg)は、例えば、55〜250℃、好ましくは60〜240℃(例えば、63〜230℃)、さらに好ましくは65〜220℃(例えば、68〜200℃)程度であってもよい。また、ビニルピロリドン系重合体の分子量は特に制限されず、例えば、重量平均分子量1×10〜500×10、好ましくは5×10〜300×10、さらに好ましくは10×10〜250×10程度であってもよい。
ビニルアルコール系重合体としては、脂肪酸ビニルエステル系重合体(単独又は共重合体)のケン化物、例えば、ポリビニルアルコール(完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール)、部分アセタール化ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール−エチレンスルホン酸共重合体、ビニルアルコール−マレイン酸共重合体などが挙げられる。これらのビニルアルコール系重合体は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、ポリビニルアルコールなどが好ましい。
ビニルアルコール系重合体の鹸化度は、特に制限されないが、例えば、60〜100モル%、好ましくは70〜100モル%(例えば、80〜99モル%)、さらに好ましくは85〜100モル%程度であってもよい。ビニルアルコール系重合体の融点又は軟化点は、130〜250℃、好ましくは150〜240℃、さらに好ましくは170〜230℃(例えば、180〜220℃)程度であってもよい。ビニルアルコール系重合体の重合度(又は平均重合度)は、例えば、100以上(例えば、100〜5000)、好ましくは200〜4000、さらに好ましくは500〜3000程度であってもよい。
前記セルロースエーテル類のうち、メチルセルロースなどのC1−4アルキルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのヒドロキシC2−4アルキルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのヒドロキシC2−4アルキル−C1−4アルキルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシC1−4アルキルセルロースなどが好ましい。これらのセルロースエーテル類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
セルロースエーテル類の融点又は軟化点は、150〜350℃(例えば、200〜320℃、好ましくは220〜300℃)程度であってもよい。なお、セルロースエーテル類は融点を示さず分解する場合がある。このような場合、分解温度を融点とすることができる。セルロースエーテル類の重合度(又は平均重合度)は、通常、100以上(例えば、100〜2000)、好ましくは150〜1000、さらに好ましくは200〜800程度であってもよい。
アルギン酸は、コンブ、ワカメ、カジメなどの褐藻類植物からの抽出等により得られる直鎖型の高分子多糖類であり、D−マンヌロン酸とL−グルロン酸とを構成ユニットとして含むヘテロポリマーである。アルギン酸の塩としては、アルギン酸と無機塩基との塩が挙げられ、具体的には、アンモニウム塩;カリウム塩、ナトリウム塩などのアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩;銀塩、銅塩などの遷移金属塩などが挙げられる。これらの塩のうち、アンモニウム塩の他、一価金属塩(アルカリ金属塩など)などが好ましい。これらのアルギン酸は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
アルギン酸などの天然高分子多糖類の融点又は軟化点は、セルロースエーテル類の融点又は軟化点と同様であってもよい。天然高分子多糖類(アルギン酸又はその塩など)の重合度(又は平均重合度)は、通常、20以上(例えば、20〜2000)、好ましくは50〜1500、さらに好ましくは70〜1300程度であってもよい。
前記(B)水溶性高分子として、(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子の他、さらに(B2)ポリオキシアルキレン重合体を用いてもよい。(B2)ポリオキシアルキレン重合体としては、ポリオキシエチレン(又はポリエチレングリコール)、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体[例えば、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体(以下、単にPOE−POPブロック共重合体と称する場合がある)など]などのオキシC2−4アルキレン単位(特に、オキシエチレン単位)を有するポリマーが例示できる。これらの(B2)ポリオキシアルキレン重合体は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、POE−POPブロック共重合体などが好ましい。
POE−POPブロック共重合体中のエチレンオキサイド鎖の含有率は、10〜99重量%、好ましくは15〜95重量%、さらに好ましくは20〜95重量%、特に30〜90重量%程度であってもよい。上記ブロック共重合体のブロック構造は特に制限されず、ジブロック構造、オキシプロピレンブロックの両端にオキシエチレンブロックが結合したトリブロック構造などであってもよい。
POE−POPブロック共重合体は、オキシエチレンブロック−(CHCHO)−とオキシプロピレンブロック−(CH(CH)CHO)−とで構成された共重合体であり、共重合体中のエチレンオキサイド鎖の含有率(m/(m+n)×100)は、10〜99重量%、好ましくは15〜95重量%、さらに好ましくは20〜95重量%、特に30〜90重量%程度であってもよい。上記ブロック共重合体のブロック構造は特に制限されず、オキシエチレンブロックとオキシプロピレンブロックとのジブロック構造、オキシプロピレンブロックの両端にオキシエチレンブロックが結合したトリブロック構造などであってもよい。トリブロック構造の共重合体は、下記式で表すことができる。
HO−(CHCHO)m1−(CH(CH)CHO)−(CHCHO)m2−H
トリブロック共重合体中のエチレンオキサイド鎖の含有率[(m1+m2)/(m1+m2+n)×100]は、前記共重合体中のエチレンオキサイド鎖の含有率(m/(m+n)×100)と同様の範囲から選択できる。
なお、POE−POPブロック共重合体は、単独で用いてもよく、エチレンオキサイド鎖の含有率、ブロック構造、分子量などが相違する共重合体を二種以上組み合わせて用いてもよい。
(B2)ポリオキシアルキレン重合体の融点又は軟化点は、通常、60℃未満(例えば、45〜59℃)、好ましくは48〜59℃、さらに好ましくは50〜58℃程度であってもよい。(B2)ポリオキシアルキレン重合体(POE−POPブロック共重合体など)の重量平均分子量は特に制限されず、1,000〜1,000,000(例えば、1,000〜800,000)、好ましくは1,500〜600,000(例えば、1,500〜500,000)、さらに好ましくは2,000〜400,000(例えば、2,000〜300,000)程度であってもよい。
(B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合は、(B)水溶性高分子全体に対して50重量%以下(例えば、1〜45重量%)、好ましくは2〜40重量%、さらに好ましくは3〜30重量%程度、通常、1〜30重量%(例えば、3〜20重量%、好ましくは5〜15重量%)程度であってもよい。
(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子と(B2)ポリオキシアルキレン重合体との割合(重量比)は、前者/後者=30/70〜100/0、好ましくは35/65〜90/10、さらに好ましくは40/60〜80/20(例えば、45/55〜70/30)程度であってもよい。
(B2)ポリオキシアルキレン重合体(POE−POPブロック共重合体など)は、(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子を可塑化するため、(B2)ポリオキシアルキレン重合体が多すぎると、樹脂シートに塗布し乾燥後、被膜がロール(特に金属ロール)と接触すると、ロールを汚染し、防曇剤成分がロールに付着(又は堆積)しやすい。本発明では、(B2)ポリオキシアルキレン重合体を前記割合で用いることにより、(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子を適度に可塑化できるため、ロールを汚染することなく、被膜の耐久性も向上できる。
(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とを用い、ベース組成物を構成できる。(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子との割合(重量比)は、例えば、前者/後者=1/99〜99/1(例えば、5/95〜99/1)、好ましくは10/90〜98/2(例えば、15/85〜96/4)、さらに好ましくは20/80〜95/5(例えば、25/75〜90/10)、特に30/70〜85/15(例えば、40/60〜80/20)程度であってもよい。
(C)アニオン性界面活性剤
(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とで構成されたベース組成物に対して、(C)アニオン性界面活性剤を添加すると、水溶性高分子を可塑化し、成形に追従して均一な防曇層が形成されるためか、表面処理剤を含む防曇層を樹脂シートに形成し、容器成形(特に深絞り成形)しても、高い防曇性を確保できる。また、表面処理剤の塗布量が少なくても、高い防曇性を確保できる。
(C)アニオン性界面活性剤は、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、脂肪酸塩、リン酸塩又はリン酸エステル塩などであってもよい。
塩を構成する塩基性物質としては、無機塩基[アンモニア、アルカリ金属(ナトリウム、カリウムなど)、アルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウムなど)など]、有機塩基[低級アルキルアミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなど)、アルカノールアミン(エタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなど)など]などが例示できる。塩は、アンモニウム塩、アルカリ金属塩(ナトリウム、カリウムなど)、アルキルアミン塩やアルカノールアミン塩である場合が多い。
スルホン酸塩としては、アルカンスルホン酸塩[ラウリルスルホン酸塩などのC10−20アルカンスルホン酸塩(C10−18アルカンスルホン酸ナトリウムなど)など]、アレーンスルホン酸塩(ベンゼンスルホン酸塩、ナフタリンスルホン酸塩などのC6−10アレーンスルホン酸塩)、アルキルアレーンスルホン酸塩[オクチルベンゼンスルホン酸塩、ウンデシルナフタリンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩などのC4−20アルキルC6−10アレーンスルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなど)など]、アルキルスルホコハク酸塩[ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸塩などのジC6−20アルキルスルホコハク酸塩(ジ−(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウムなど)など]、α−オレフィンスルホン酸塩などが例示できる。
硫酸エステル塩としては、アルキル硫酸エステル塩又はアルケニル硫酸エステル塩(高級アルコール硫酸エステル塩)[ラウリル硫酸エステル塩(ラウリル硫酸エステルナトリウムなど)、オクタデシル硫酸エステル塩などのC10−20アルキル硫酸エステル塩、オレイル硫酸エステル塩などのC10−20アルケニル硫酸エステル塩(オレイル硫酸エステルナトリウムなど)など]、アルキルエーテル硫酸エステル塩(ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレン・C10−20アルキルエーテル硫酸エステル塩など)などが例示できる。
カルボン酸塩としては、オクチル酸塩、ラウリン酸塩、ミリスチン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩などのC8−26脂肪酸塩(例えば、C8−20脂肪酸カリウムなどのC8−20脂肪酸塩)などが例示できる。
リン酸塩又はリン酸エステル塩としては、モノ又はジアルキルリン酸塩[オクチルリン酸エステル塩(オクチルリン酸エステルナトリウムなど)など、ドデシルリン酸エステル塩などのC8−20アルキルリン酸エステル塩など]、ポリオキシエチレン・アルキルリン酸エステル塩(ポリオキシエチレン・アルキルリン酸エステルナトリウムなど)、ポリオキシエチレン・アルキルアリールリン酸エステル塩などのモノ又はジアルキルリン酸塩などが例示できる。
これらのアニオン性界面活性剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの(C)アニオン性界面活性剤のうち、アルカンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、特にC10−20アルカンスルホン酸塩(C10−18アルカンスルホン酸ナトリウムなど)などが好ましい。
(C)アニオン性界面活性剤は、常温(20〜25℃)で固体であるのが好ましい。アニオン性界面活性剤の融点又は軟化点は、50℃以上(例えば、50〜150℃程度)、好ましくは55℃以上(例えば、55〜130℃)、さらに好ましくは60〜110℃(例えば、65〜100℃)程度である。常温で液状又は低融点のアニオン性界面活性剤を用いると、防曇性が低下するとともに、ロール(特に金属ロール)への転移(又は付着)や裏移りが生じやすくなる。
(C)アニオン性界面活性剤の使用量は、(A)非イオン性界面活性剤の使用量などに応じて選択でき、前記ベース組成物100重量部に対して、0.1〜200重量部(例えば、1〜150重量部)、好ましくは2〜130重量部(例えば、3〜125重量部)、さらに好ましくは5〜120重量部(例えば、7〜100重量部)程度であってもよい。また、(C)アニオン性界面活性剤の使用量は、比較的少量であってもよく、例えば、前記ベース組成物100重量部に対して1〜50重量部、好ましくは5〜40重量部、さらに好ましくは10〜30重量部程度であってもよい。
表面処理剤はシリコーンオイルなどの離型剤を含有してもよい。シリコーンオイルの種類は特に制限されず、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、トリフルオロプロピルポリシロキサンなどのアルキルポリシロキサン;ジフェニルポリシロキサンなどのアリールポリシロキサン;メチルフェニルポリシロキサンなどのアルキルアリールポリシロキサンなどが挙げられる。シリコーンオイルは、鎖状ポリシロキサンであってもよく、環状ポリシロキサンであってもよい。
さらに、シリコーンオイルは、変性シリコーンオイル、例えば、ヒドロキシアルキル基(ヒドロキシエチル基などのヒドロキシC2−4アルキル基など)、ポリオキシアルキレン基、アミノ基、N−アルキルアミノ基、グリシジル基又はエポキシ基、重合性基(ビニル基、(メタ)アクリロイル基など)などを有するシリコーンオイルであってもよい。
シリコーンオイルは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。シリコーンオイルのうち、通常、汎用性の高いジメチルポリシロキサンが使用される。シリコーンオイルは、種々の形態で使用できるが、通常、シリコーンエマルジョンの形態(シリコーンオイルを乳化分散させたエマルジョン)で使用する場合が多い。
シリコーンオイルの粘度は特に制限されず、例えば、室温(15〜25℃)でのオストワルド粘度50〜50000cSt(センチストークス)(0.5×10−4〜500×10−4/s)、好ましくは100〜30000cSt(1×10−4〜300×10−4/s)、さらに好ましくは150〜25000cSt(1.5×10−4〜250×10−4/s)程度であってもよい。
シリコーンオイルは必ずしも必要ではなく、シリコーンオイルの使用量は、例えば、前記ベース組成物100重量部に対して、100重量部以下(例えば、0〜100重量部)の範囲から選択でき、0〜50重量部程度の範囲から選択でき、0.1〜40重量部、好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは5〜25重量部程度であってもよい。
通常、シリコーンオイルを使用しない場合、表面処理剤を適用した樹脂シート(防曇性樹脂シート)の防曇性は向上できるが、離型性が低下し、裏移りが生じる。しかし、本発明では、シリコーンオイルを使用しなくても、防曇性が向上できるとともに、離型性に優れ、裏移りを防止できる。
表面処理剤は、種々の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、充填剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、ワックス、防腐剤、粘度調整剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤などを含んでいてもよい。また、表面処理剤は、通常、塗布液や含浸液の形態で使用でき、有機溶媒を溶媒とする非水性液状組成物であってもよいが、通常、水性組成物として利用される。なお、水性組成物において、溶媒は水単独であってもよく、水と親水性溶媒(特に水混和性溶媒)[例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノールなど)、ケトン類(アセトンなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなど)、カルビトール類など]との混合溶媒であってもよい。
前記表面処理剤は、慣用の混合撹拌機や混合分散機を用いて調製することができ、調製に伴って前記シリコーンオイルを分散させてもよい。表面処理剤の固形分濃度は、例えば、0.1〜10重量%程度の範囲から選択でき、例えば、0.1〜2重量%、好ましくは0.3〜1.8重量%、さらに好ましくは0.5〜1.5重量%程度である。表面処理剤の粘度は、塗布性を損わない範囲で適当に選択でき、定常流粘度測定法により測定したとき、例えば、温度20℃で、10cps(=0.01Pa・s)以下、好ましくは1.1〜5cps(例えば、1.2〜3cps)、さらに好ましくは1.3〜2cps程度であってもよい。
[防曇性樹脂シート及びその製造方法]
本発明の防曇性樹脂シートは、樹脂シートと、この樹脂シートの少なくとも一方の面(片面又は両面)に形成された防曇層(被覆層又はコーティング層)とで構成されており、前記防曇層は、前記表面処理剤で構成されている。
樹脂シートは、フィルム又はシート成形性を有する種々の熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレン系樹脂(ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、アイオノマーなど)、ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体など)、ポリ−4−メチルペンテン−1などのオレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのビニルアルコール系樹脂;ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニル系樹脂;スチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのアルキレンアリレート単位を有するホモ又はコポリエステル系樹脂;ナイロン又はポリアミド系樹脂;ポリアクリロニトリル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリフェニレンオキシド系樹脂;ポリスルホン系樹脂;セルロース誘導体などで形成できる。これらの樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。また、樹脂シートは単層シートであってもよく、複数の樹脂層が積層された積層シートであってもよい。樹脂シートの厚みは、用途に応じて適当に選択でき、例えば、10μm〜5mm、好ましくは25μm〜1mm程度である。容器成形に利用する場合、樹脂シートの厚みは、例えば、50μm〜2mm、好ましくは50〜1000μm(例えば、100〜1000μm)、さらに好ましくは120〜500μm程度であってもよい。
好ましい樹脂シートは、成形加工性を有するシート、特に疎水性合成樹脂シート、例えば、オレフィン系樹脂(特にポリプロピレン系樹脂)、ポリエステル系樹脂(特にポリエチレンテレフタレート系樹脂)、スチレン系樹脂で構成できる。特に、成形加工性の高い樹脂シート、例えば、スチレン系樹脂シートが好ましい。
スチレン系樹脂には、芳香族ビニル単量体(スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなど)を構成成分として含む単独重合体、芳香族ビニル単量体と共重合性単量体との共重合体およびこれらの混合物が含まれる。より具体的には、スチレン系樹脂としては、例えば、非ゴム強化スチレン系樹脂[一般用ポリスチレン(GPPS)、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体(MS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル共重合体など]、ゴム含有スチレン系樹脂[ゴム強化ポリスチレン(ハイインパクトポリスチレン:HIPS)、スチレン−ジエンブロック共重合体又はその水素添加物(ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体など)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ゴム成分X(アクリルゴム、塩素化ポリエチレン、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)、エチレン−酢酸ビニル共重合体など)にアクリロニトリルAとスチレンSとがグラフト重合したAXS樹脂など]が挙げられる。これらのスチレン系樹脂は単独で又は二種以上混合して使用できる。なお、スチレン系樹脂シートは、透明性の高いスチレン系樹脂シート(例えば、GPPSなどの非ゴム強化スチレン系樹脂で構成された非ゴム強化スチレン系樹脂シート、スチレン系樹脂とスチレン−ジエンブロック共重合体又はその水素添加物とで構成されたスチレン系樹脂シート)であってもよく、ゴム強化スチレン系樹脂シートであってもよい。
樹脂シートは、種々の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤など)、帯電防止剤、結晶核成長剤、炭化水素系重合体、可塑剤、ミネラルオイル、充填剤、着色剤などを含んでいてもよい。
樹脂シートは、慣用の方法、例えば、T−ダイ法またはインフレーション法などの慣用の成膜方法で得ることができる。樹脂シートは、未延伸であってもよいが、延伸されているのが好ましい。延伸フィルムは、一軸延伸フィルムであってもよいが、二軸延伸フィルムであるのが好ましい。また、必要に応じて、延伸フィルムは熱処理(熱固定処理)してもよい。延伸法としては、慣用の延伸法、例えば、ロール延伸、圧延延伸、ベルト延伸、テンター延伸、チューブ延伸や、これらを組合せた延伸法などが挙げられる。延伸倍率は、所望するシートの特性に応じて適宜設定でき、例えば1.2〜20倍、好ましくは1.5〜15倍、さらに好ましくは2〜10倍程度であってもよい。
樹脂シートの表面には、慣用の表面処理、例えば、コロナ放電処理、高周波処理などを施してもよい。特に、樹脂シートを、コロナ放電処理し、コロナ放電処理面に防曇層を形成するのが好ましい。なお、樹脂シートの表面張力は、シートの種類により異なるので一概に決定できないが、JIS K−6768「ポリエチレン及びポリプロピレンフィルムのぬれ試験方法」に準拠して測定したとき、30〜65dyn/cm(30×10−5〜65×10−5N/cm)程度である。スチレン系樹脂シートの場合、表面張力は40〜62dyn/cm(40×10−5〜62×10−5N/cm)、好ましくは42〜62dyn/cm(42×10−5〜62×10−5N/cm)、さらに好ましくは45〜60dyn/cm(45×10−5〜60×10−5N/cm)程度である。
シート表面の表面張力が高すぎると、シート表面が活性化され過ぎるためか、ブロッキングし易くなる。そのため、ロール状に巻いたシートを巻き戻すのが困難となったり、成形した複数の容器を積み重ねて打ち抜くと、容器同士が密着し、容器を剥離して内容物を収納する作業効率が低下し易い。
本発明の防曇性樹脂シートは、透明性及び表面外観(光沢など)に優れ、ロール状に巻き取り後又は成形加工後(例えば、深絞り成形加工後)にも高い防曇性を有する。さらに、防曇剤による成形機の汚れも低減できる。
表面処理剤は、塗布量が少なくても高い防曇性を発揮する。表面処理剤の塗布量(乾燥後の塗布量)は、例えば、2〜150mg/m(例えば、3〜100mg/m)程度の広い範囲から選択でき、通常、5〜60mg/m(例えば、7〜50mg/m)、好ましくは10〜40mg/m程度であってもよい。本発明では、表面処理剤の乾燥後の塗布量が5〜50mg/m(例えば、10〜40mg/m)程度であっても、樹脂シートを容器成形(例えば、深絞り成形)しても高い防曇性を維持する。
本発明の防曇性樹脂シートでは、樹脂シートの少なくとも一方の面を表面処理剤で処理すればよく、一方の面を表面処理剤で処理(又は塗布処理)し、他方の面を、種々の処理剤(例えば、耐ブロッキング性を向上させるためのブロッキング防止剤、帯電防止性や滑り性を高めるための帯電防止剤や滑剤を含むコーティング剤など)で処理(又は塗布処理)してもよい。特に、樹脂シートの一方の面(コロナ放電処理面など)に表面処理剤の被覆層を形成し、他方の面(コロナ放電処理されていてもよい面など)に離型層(又はブロッキング防止層)を形成してもよい。
離型層(又はブロッキング防止層)は、種々の離型剤(又はブロッキング防止剤)、例えば、ワックス(鉱物系ワックス、植物系ワックス、合成ワックスなどを含む)などで構成してもよいが、少なくともシリコーンオイルで構成するのが好ましい。さらに、好ましい離型層は、少なくとも、オキシエチレン単位を有するエーテル系親水性高分子と、シリコーンオイルとで構成できる。なお、シリコーンオイルとしては、前記と同様のシリコーンオイル(ジメチルポリシロキサンなど)が使用できる。また、オキシエチレン単位を有するエーテル系親水性高分子としては、ノニオン系界面活性剤、例えば、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、オキシエチレン単位を有するノニオン系界面活性剤などが使用できる。
好ましい態様において、シリコーンオイルは、前記と同様に、エマルジョン(水性エマルジョン)の形態で使用できる。また、エーテル系親水性高分子は、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、およびオキシエチレン単位を有するノニオン系界面活性剤から選択された少なくとも一種で構成すればよいが、通常、少なくとも前記ブロック共重合体で構成する場合が多い。
離型剤において、エーテル系親水性高分子の割合は、防曇性や耐ブロッキング性を損なわない範囲で選択でき、シリコーンオイル100重量部に対して0〜1000重量部程度の範囲から選択でき、通常、10〜500重量部、好ましくは20〜200重量部(例えば、50〜150重量部)、さらに好ましくは30〜100重量部(例えば、50〜100重量部)程度であってもよい。
なお、離型剤は、種々の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、充填剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、ワックス、防腐剤、粘度調整剤、増粘剤、レベリング剤、消泡剤などを含んでいてもよい。また、処理剤は、通常、塗布液や含浸液の形態で使用でき、有機溶媒を溶媒とする非水性液状組成物であってもよいが、通常、水性組成物として利用される。なお、水性組成物において、溶媒は水単独であってもよく、水と前記例示の親水性溶媒(特に水混和性溶媒)との混合溶媒であってもよい。
離型剤などの処理剤の塗布量(乾燥後の塗布量)は、処理剤の種類などに応じて1〜200mg/m(例えば、5〜100mg/m)程度の広い範囲から選択でき、通常、2〜100mg/m、好ましくは3〜50mg/m(例えば、5〜30mg/m)、さらに好ましくは5〜25mg/m程度であってもよい。
防曇性樹脂シートは、樹脂シートの少なくとも一方の面に前記表面処理剤(又は防曇剤)を塗布することにより製造できる。また、前記樹脂シートの一方の面に前記表面処理剤を塗布し、他方の面に前記処理剤(例えば、離型剤やブロッキング防止剤など)を塗布することにより防曇性樹脂シートを製造してもよい。前記表面処理剤の塗布には、慣用の塗布手段、例えば、スプレー、ロールコーター、グラビアロールコーター、ナイフコーター、ディップコーターなどが利用できる。なお、必要であれば、前記表面処理剤は、複数回に亘り塗布してもよい。前記表面処理剤(及び処理剤)を樹脂シートに塗布した後、通常、塗布層を乾燥後、ロール(例えば、ガイドロールなどの金属ロール)に掛け渡され、巻き取りロールに巻き取られる。本発明の防曇性樹脂シートは、ロールを汚染することなく巻き取ることができるため、巻き芯部の樹脂シートにおいても、防曇成分の転移(裏移り)を大きく抑制でき、高温防曇性のみならず低温防曇性に優れるだけでなく、長期間に亘り高い防曇性を維持できる。また、白化を抑制でき、樹脂シートの透明性、光沢などを損なうことがない。そのため、種々の用途、例えば、カバーシート(又はフィルム)、食品包装などの包装用シート(又はフィルム)などに利用できる。
防曇性樹脂シートは、後処理工程(容器成形工程など)に連続的に供してもよいが、通常、ロール状に巻き取り、後処理工程に供する場合が多い。成形性の高い樹脂シートを用いた被覆樹脂シートは、二次成形性が高く、容器などの成形加工に適している。
[容器及びその製造方法]
本発明の容器(防曇性容器)は、樹脂製容器と、この容器の少なくとも一部の表面(例えば、容器本体の内面又は外面、蓋体の内面又は外面などの少なくとも一つの面)に形成された防曇層(前記表面処理剤で構成された防曇層)とで構成されていればよく、樹脂製容器の表面に前記塗布方法(噴霧など)により表面処理剤を塗布することにより得られる容器であってもよく、前記防曇性樹脂シートで形成された容器(防曇性樹脂シートを成形加工することにより得られる容器など)などであってもよい。このような容器は、防曇性及び透明性に優れるため、食品包装用容器などの水分を含有する収容物を収容するための容器などとして有用である。なお、前者の容器において、樹脂製容器を構成する樹脂としては、前記樹脂シートの項で例示の樹脂が使用できる。
容器は、通常、食品などの収容物を収容するための少なくとも容器本体を有しており、容器本体の開口部はラッピングフィルムで覆ってもよい。また、容器は、容器本体と、ヒンジ部を介して、前記容器本体の開口部を覆う蓋体とで構成してもよい。なお、蓋体を有する成形品では蓋体の内面も前記表面処理剤で処理してもよい。
防曇性樹脂シートで形成された容器は、前記防曇性樹脂シートを、慣用の熱成形法により容器を成形する場合が多い。熱成形法(又は二次成形加工)としては、例えば、吹き込み成形法、真空成形法、圧空成形法(熱板加熱式圧空成形法、輻射加熱式圧空成形法などの加熱圧空成形法)、真空圧空成形法、プラグアシスト成形法、マッチドモールド成形法などが利用できる。延伸樹脂シートを用いる場合、通常、熱板加熱式圧空成形法を利用する場合が多い。
本発明では、このような熱成形(二次成形)に供しても高い防曇性及び透明性を維持できる。特に、防曇性樹脂シートを深絞り成形しても、高温防曇性のみならず低温防曇性にも優れ、幅広い温度で高い防曇性を維持できる。深絞り容器成形において、絞り比(容器の高さ/開口部の内径の割合)は0.4〜1.5、好ましくは0.5〜1.2(例えば、0.6〜1)程度であってもよい。
本発明の防曇性表面処理剤は、防曇性に優れるとともに、裏移りを防止できるため、樹脂シートに塗布などにより適用することにより、防曇性樹脂シートを得るのに有用である。また、防曇性表面処理剤は、金属ローラなどに対する付着性が小さく、金属ローラを汚染することがない。そのため、防曇性樹脂シートは、高い透明性及び光沢を有する場合が多い。さらに、防曇性樹脂シートは、二次成形(例えば、熱成形)などに供しても、高い防曇性を維持できる。防曇性表面処理剤で形成された防曇層を表面に有する容器は、防曇性に優れており、収容物(又は内容物)の視認性も高い。そのため、本発明の容器は、種々の収容物(内容物)、特に、水分を含む収容物(食品など)の収容に適しており、結露が生じやすい環境下で使用する容器(例えば、低温で保存する生鮮食料品や調理食品などの他、加熱調理食品などを収容するための容器)としても有用である。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例では、下記の成分(A)〜(D)を用いた。
(A)非イオン性界面活性剤
(A1)ショ糖脂肪酸エステル(理研ビタミン(株)製、リケマールA、融点90℃)
(A2)ポリオキシラウリルエーテル(第一工業製薬(株)、DKS NL−600、融点54℃)
(A3)グリセリンモノベヘネート(理研ビタミン(株)製、リケマールB−100、融点75〜82℃)
(B)水溶性高分子
(B1-i)ポリビニルピロリドン(BASF製、ルビテックK−90、ガラス転移温度180℃、重量平均分子量90×10〜150×10
(B1-ii)ビニルピロリドン−ビニルアセテート共重合体(BASF製、ルビテックVA64、ガラス転移温度70℃)
(B1-iii)ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ポバールPVA117、融点180℃、鹸化度99〜98mol%)
(B1-iv)メチルセルロース(信越化学工業(株)製、メトローズSM100)、融点300℃)
(B1-v)カルボキシメチルセルロース(ダイセル化学工業(株)、CMCダイセル1260、融点230℃)
(B2)ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体(第一工業製薬(株)製、エパンU108、融点57℃)、重量平均分子量18000、エチレンオキサイド含有率80%)
(C)アニオン性界面活性剤
(C1)アルカンスルホン酸ナトリウム(花王(株)製、ラテムルPS、炭素数15程度のアルカンスルホン酸ナトリウム)
(C2)ラウリル硫酸ナトリウム(花王(株)製、エマールFG)
(D)シリコーンオイル
(D1)シリコーンエマルジョン(東レ・ダウコーニング(株)製、SM7025、固形分濃度33重量%)
実施例1〜4、参考例11〜14及び比較例1〜6
各成分の固形分比率(各成分の乾燥後の重量比率)が表に示す割合(重量部)になるように水性表面処理剤(防曇処理剤)を調製した。なお、処理剤の濃度は評価項目により異なるが、処理剤の濃度とは固形分の濃度(重量%)を示す。そして、シート厚み0.25mmの二軸延伸ポリスチレンシートのコロナ放電処理面に水性表面処理剤(防曇処理剤)を、以下の評価特性項目に応じて、所定量塗布し、熱風乾燥機を用いて、80℃で2分間乾燥することにより、防曇層を形成した。
得られた防曇性樹脂シートの特性(初期特性)、及び防曇性樹脂シートを積層させてプレスした後のシートの特性(プレス後の特性)について下記に従って評価した。
(1)防曇性樹脂シートの初期特性
(1-i)金属に対する転写性
シート厚み0.25mmの二軸延伸ポリスチレンシートを54dyn/cm以上(54×10−5N/cm以上)にコロナ放電処理し、このコロナ放電処理面に乾燥後の塗布量30mg/mで防曇処理剤(濃度1.0重量%)をNo.5メイヤーバーにて塗布し、80℃熱風乾燥機で2分間乾燥することにより、防曇層を形成した。得られた防曇性樹脂シートを所定サイズ(5cm×5cm)に切り取り、同じ大きさのアルミニウムシートと防曇面を合わせ、ステンレス板(厚み5mm、3cm×5cm)で挟んだ。このサンプルを60℃の恒温槽に水平に置き、更に15kgの重りを載せ、1時間放置した。放置後、恒温槽から取出し、常温に冷却した後、防曇面とアルミニウムシートとの接触面を観察し、接触面積に対し、防曇層がアルミニウムシートに転写されている割合を求めた。5枚のシートで評価し、その平均を求めた。
(1-ii)高温防曇性
シート厚み0.25mmの二軸延伸ポリスチレンシートを54dyn/cm以上(54×10−5N/cm以上)にコロナ放電処理し、このコロナ放電処理面に乾燥後の塗布量20mg/mで防曇処理剤(濃度0.7重量%)をNo.5メイヤーバーにて塗布し、80℃の熱風乾燥機で2分間乾燥することにより、防曇層を形成した。得られた防曇性樹脂シートを所定サイズ(120mm×120mm)に切り取り、卓上二軸延伸機(岩本製作所(株)製)にて70mm延伸させた。60℃の湯を入れた容器の開口部に、シートの防曇層を向けてシートを載せ、常温環境下で2分間放置した。次いで、シートの蒸気接触部分を、紙に印刷したフォントサイズの異なる文字群「防曇性」の上に載せ、シートの曇りの程度を下記の基準に従って目視にて評価し、5枚のシートについて評価した結果の平均値を算出した。
5:フォントサイズ5の「防曇性」の文字がはっきりと読み取れる
4:フォントサイズ10の「防曇性」の文字がはっきりと読み取れる
3:フォントサイズ14の「防曇性」の文字がはっきりと読み取れる
2:フォントサイズ18の「防曇性」の文字がはっきりと読み取れる
1:文字が判別できない。
(1-iii)低温防曇性
周囲の温度23℃にて、水(23℃)を入れた容器に、高温防曇性(2)の評価で得られた延伸された防曇性樹脂シートの防曇層を容器の開口部に向けてシートを載せ、この状態で、5℃の恒温槽内に入れて、10分間放置した。次いで、取り出した直後のシートの曇りの程度を、防曇性樹脂シートの初期特性における高温防曇性(2)の評価と同様にして評価し、5枚のシートについて評価した結果の平均値を算出した。
(1-iv)耐久性
固形分濃度1重量%の防曇剤水溶液20gをアルミニウム箔製のカップに注ぎ、80℃のオーブンに入れ、水分を蒸発させて乾燥し(乾燥時間2時間)、被膜を得た。室温に冷却後、アルミニウムカップから被膜をはがし、手で被膜を約90度の角度で、1回/2秒で屈曲させて、その後戻すことを繰り返し、屈曲部を観察した。
5:20回屈曲しても変化無し
4:20回屈曲させたところ、白化やわずかな割れが認められる
3:11〜19回の屈曲で割れた
2:6〜10回の屈曲で割れた
1:5回以下の屈曲で割れた。
(2)プレス後のシートの特性
シート厚み0.25mmの二軸延伸ポリスチレンシートを54dyn/cm以上(54×10−5N/cm以上)にコロナ放電処理し、このコロナ放電処理面に乾燥後の塗布量20mg/mで防曇処理剤(濃度0.7重量%)をNo.5メイヤーバーにて塗布し、乾燥することにより、防曇層を形成した。防曇性樹脂シートを所定サイズ(30cm×30cm)にカットし、10枚重ねた後、温度40℃及び荷重10kgf/cm(≒98N/cm)にて、1時間プレスした後、圧力を開放してシートを1枚ずつ分離し、シートの裏移り性及び高温防曇性について下記に従って評価し、ロール状にシートを巻取った場合のシート特性の指標とした。
(2-i)裏移り性(白化)
プレス前後の防曇性樹脂シートのヘーズ値(%)を測定し、差を求めた。
(2-ii)高温防曇性
プレス後の分離したシートについて、防曇性樹脂シートの初期特性における高温防曇性(1-ii)の評価と同様に操作を行い、前記高温防曇性(1-ii)の評価と同様に評価し、5枚のシートの平均値を算出した。
結果を表1〜3に示す。
Figure 0005680818
Figure 0005680818
Figure 0005680818
表から明らかなように、比較例に比べ、実施例の防曇性樹脂シートは、塗布量が少なくても極めて高い防曇性(高温及び低温防曇性)を示し、成形(特に、深絞り成形など)に供しても高い防曇性を維持できた。さらに、前記防曇性樹脂シートは、ロール状に巻き取っても裏移り性が低く、金属に対する転移性も低かった。

Claims (15)

  1. (A)非イオン性界面活性剤と、(B)水溶性高分子と、(C)アニオン性界面活性剤とを含む防曇性表面処理剤であって、
    (A)非イオン性界面活性剤が、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルから選択された少なくとも一種であり、
    (B)水溶性高分子が、(B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子と(B2)ポリオキシアルキレン重合体とを含み、
    (B1)オキシアルキレン単位を含まない水溶性高分子が、ビニルピロリドン系重合体、及びセルロースエーテル類から選択された少なくとも一種であり、
    (B2)ポリオキシアルキレン重合体が、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体を含み、(B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合が、(B)水溶性高分子全体に対して、1〜50重量%である防曇性表面処理剤。
  2. (A)非イオン性界面活性剤の融点又は軟化点が50℃以上である請求項1記載の表面処理剤。
  3. (B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合が、(B)水溶性高分子全体に対して、2〜45重量%である請求項1又は2記載の表面処理剤。
  4. (B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合が、(B)水溶性高分子全体に対して、3〜40重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理剤。
  5. (C)アニオン性界面活性剤が、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、及びスルホン酸塩、リン酸エステル塩から選択された少なくとも一種である請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理剤。
  6. (A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とを前者/後者=1/99〜99/1(重量比)の割合で含むベース組成物100重量部に対して、(C)アニオン性界面活性剤0.1〜200重量部を含む請求項1〜5のいずれかに記載の表面処理剤。
  7. (A)非イオン性界面活性剤がショ糖脂肪酸エステルであり、(B)水溶性高分子がビニルピロリドン系重合体であり、(C)アニオン性界面活性剤がスルホン酸塩であり、(A)非イオン性界面活性剤と(B)水溶性高分子とを前者/後者=20/80〜95/5(重量比)の割合で含むベース組成物100重量部に対して、(C)アニオン性界面活性剤1〜150重量部を含む請求項1〜6のいずれかに記載の表面処理剤。
  8. (B2)ポリオキシアルキレン重合体の割合が、(B)水溶性高分子全体に対して、5〜40重量%である請求項1〜7のいずれかに記載の表面処理剤。
  9. 樹脂シートの少なくとも一方の面に請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理剤を含む防曇層が形成されている防曇性樹脂シート。
  10. 樹脂シートの一方の面に防曇層が形成され、他方の面に離型層が形成されている請求項9記載の防曇性樹脂シート。
  11. 樹脂シートがスチレン系樹脂シートである請求項9又は10記載の防曇性樹脂シート。
  12. 樹脂シートの少なくとも一方の面に、請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理剤を塗布する防曇性樹脂シートの製造方法。
  13. 樹脂シートに表面処理剤を塗布した後、ロール状に巻き取る請求項12記載の製造方法。
  14. 樹脂製容器の少なくとも一部の表面に請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理剤を含む防曇層が形成されている容器。
  15. 請求項8〜11のいずれかに記載の防曇性樹脂シートで形成された容器。
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