JPH0222341A - 防曇プラスチックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐擦傷性を有する防曇プラスチックの製造方
法に関する。

（従来の技術） 一般に、プラスチックやガラスの表面温度が露点以下に
なった場合には、それらの表面に微小な水滴が付着して
曇りを生じる。例えば、眼鏡レンズ、ゴーグル、車の窓
ガラスなどでは、その周囲の温度が急激に低下した場合
に曇りが生じることは良く知られているところである。

このような透明部材に曇りを生じた場合には、先を見通
すことができないので、不快に感じるだけでなく、大事
故につながる危険性もある。このため、従来から透明部
材の曇りを防止するために種々の防曇技術が提案されて
いる。

例えば、特開昭５３−５８４９２号公報には、スルホン
酸型両性界面活性剤及び無機塩あるいは酢酸塩を含有す
る組成物を透明部材の表面に処理する技術が提案されて
いる。しかしながら、この方法では透明部材の表面に形
成された膜の硬度が低（、防曇効果の長期持続性に劣る
欠点がある。また、透明部材となる樹脂中に界面活性剤
を混練する技術も提案されているが、防曇効果の持続性
、ブリード現象による白化１表面耐擦傷性等に劣る欠点
がある。さらに、ａ水性高分子を架橋させて防曇性と耐
擦傷性の両者を付与しようとする方法や、透明部材表面
のプラズマ処理による親水性の付加。

表面グラフト化などの方法もｋｌ案されているが。

いずれの方法も防曇性、耐擦傷性の両者を実用しベルで
付与するまでには至っていない。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 本発明は上記の実情に着目して成されたものであり、そ
の目的は、防曇性と耐擦傷性を共に有する防曇プラスチ
ックの製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の防曇プラスチックの製造方法は６表面に金属酸
化物層が形成されたプラスチック基材の表面を、モノエ
タノールアミン、ジェタノールアミン、及びトリエタノ
ールアミンからなる群より選ばれた少なくとも一種を含
有する処理液で処理する工程、を包含しており、そのこ
とにより上記目的が達成される。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明において使用するプラスチック基材上には金属酸
化物層が形成されている。金属酸化物層を形成する手段
は特に限定されるものではない。

例えば、真空蒸着法、スパッタリング法などの物理的蒸
着法や、　ＣＶＤ法、メツキなどを用いることができる
。金属酸化物層の膜厚は耐擦傷性を上げるためには、厚
いほど好ましいが、用途によって適宜膜′定することが
できる。プラスチック基材としては、ポリカーボネート
、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリメチルメ
タクリレート。

ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル樹脂。

ポリスチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミドポリプ
ロピレン、高密度ポリエチレン、　ＡＢＳ樹脂。

ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトンな
どが使用される。

金属酸化物層を構成する材料は９例えば、　５ｔＯｚ＋
ＳｉＯ、＾１２０２　、　ＭｇＯ、ＺｒＯ２，ＣａＯ、
ＴｉＯ２，５ｎ０２゜［ｎｇＯｚ　ｌ　ＨＯｓ　＋　Ｍ
ＯＯ３１Ｔａｘｅｓ　ｌ　ＨｆＯ２＋　ＢａＯ＋　Ｚｎ
Ｏ等を用いることができる。金属酸化物層はこれら材料
にて形成される単層膜や、これらの材料の２種以上を組
成とする単層膜、あるいはこれらの単層膜を積層して形
成される積層膜であっても良い。

特に、金属酸化物層の最上層がシリコン酸化物又はシリ
コン酸化物を含む組成物で形成されていることが好まし
い。

本発明においては表面に金属酸化物層が被覆されたプラ
スチック基材を、モノエタノールアミン。

トリエタノールアミン及びジェタノールアミンからなる
群より選ばれた少なくとも一種を含有する処理液で処理
する。この処理液は、モノエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン及びジェタノールアミンの少なくとも一種
と、有機溶剤とを含有する溶液、あるいはモノエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン及びジェタノールアミ
ンの少なくとも一種と、多量の水とを含有する溶液、あ
るいはモノエタノールアミン、トリエタノールアミン及
びジェタノールアミンの少なくとも一種と。

水溶性無機塩類と、多量の水とを含有する溶液を用いる
ことができる。

処理液を、モノエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン及びジェタノールアミンの少なくとも一種と、有機溶
剤とを含有する溶液で作成した場合には、上記アミン成
分の濃度は１０重量％以上が好ましく、防曇性能を考慮
すると、３０重世％以上がさらに好ましい。また、処理
液のｐ旧よ７〜１２が好ましい。処理液のｐＨ調整は水
酸化ナトリウムあるいはアンモニア等の塩基を用いた水
溶液や、塩酸などの酸を用いた水溶液を添加して行うこ
とができる。処理液のｐＨが低過ぎると処理時間が長（
する必要があり、処理液のｐＨが高くなれば、処理時間
を短くすることはできるが、プラスチック基材の表面に
形成された金属酸化物層の溶出、剥離を起こし易くなる
。適正な処理温度及び処理時間は処理液のｐＨ及びプラ
スチック基材の耐熱性、金属酸化物層の種類によって異
なる。例えば１表面に真空蒸着法によってシリコン酸化
物が形成されたポリカーボネートのプラスチック基材を
処理する際に、トリエタノ−ルアミツ５０重量％、エタ
ノール４５重景％、水酸化ナトリウム水溶液５重量％か
らなるｐｕｔｏの処理液を使用する場合は、処理温度５
０〜６０℃で処理時間は５分以上とするのが好ましい。

上記処理液に用いられる有機溶剤としては。

エタノール、メタノール、プロパツール、ブタノール、
ジエチルエーテル等が挙げられる。

処理液を、モノエタノールアミン、トリエタノ−ルアミ
ン及びジェタノールアミンの少なくとも一種のアミン成
分と、多量の水とを含有する溶液で作成した場合には、
上記アミン成分の濃度は。

０．１重量％以上が好ましく、処理時間を短縮するため
には１重量％以上がさらに好ましい。また。

この処理液のｐＨは７〜１２が好ましい。処理液のｐＨ
調整は塩酸等の酸を添加して行うことができる。

処理液のｐＨが低過ぎると、処理時間を長くする必要が
あり、処理液のｐｔ＋が高くなれば処理時間を短くする
ことができるが、金属酸化物層の溶出、剥離を起こし易
くなる。適正な処理温度及び処理時間は、上記したよう
にこの処理液のｐＨ及びプラスチック基材の耐熱性、金
属酸化物層の種類によって異なる。例えば１表面に真空
蒸着法によってシリコン酸化物層が形成されたポリカー
ボネートのプラスチック基材を処理する際に、トリエタ
ノールアミン１０重量％水溶液を塩酸でｐＨ０に調整し
た処理液を使用する場合は、処理温度５０〜６０°Ｃで
処理時間は５分以上とするのが好ましい。

処理液を、モノエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン及びジェタノールアミンの少なくとも一種のアミン成
分と、水溶性無機塩類と、多量の水とを含有する溶液で
作成した場合には、上記アミン成分の濃度は、０．１重
量％以上が好ましく。

処理時間を短縮するためにはアミン成分の濃度は１重量
％以上がさらに好ましい。使用し得る水溶性無機塩とし
ては２例えば、にＣ１、ＮａＣ１，ＬｉＣ１゜ＣａＣ１
ｚ　、　ＭｇＣ１ｚ　、　Ｌｉ２ＳＯ４，ＫｚＳＯａ　
、　ＮａｚＳ０４．　ＣａＳＯ４Ｍｇ５Ｏ，等のアルカ
リ金属及びアルカリ土類金属の塩化物及び硫酸塩が挙げ
られ、特にＮａＣ１，ＬｉＣ１が好ましい。水溶性無機
塩の添加量は飽和状態に近いほど好ましい。さらに、処
理液のｐｌ＋は７〜１２が好ましい。処理液のｐＨ調整
は塩酸等の酸を添加して行うことができる。処理液のｐ
Ｈが低過ぎると処理時間が長くなり、処理液のｐＨが高
くなれば処理時間を短くすることができるが、金属酸化
物層の溶出、剥離を起こし易くなる。適正な処理温度及
び時間は、上記したように処理液のｐＨ及びプラスチッ
ク基材の耐熱性、金属酸化物層の種類によって異なる。

例えば１表面に真空蒸着法によってシリコン酸化物が形
成されたポリカーボネートのプラスチック基材を処理す
る際に、トリエタノールアミン１０重量％、　ＮａＣ１
１５重量％からなる水溶液を塩酸でｐＨｌＯに調整した
処理液を使用する場合は。

処理温度５０〜６０″Ｃで処理時間は５分以上とするの
が好ましい。なお、トリエタノールアミン以外のモノエ
タノールアミン、ジェタノールアミンあるいはそれら等
の混合物を使った場合も、トリエタノールアミンを用い
た場合と同様の処理条件で行うことができる。

上記処理方法は、プラスチック基材を処理液中に浸漬し
た後、その処理液からプラスチック基材を引き上げて、
その表面を水で洗浄する方法、プラスチック基材を室温
の処理液中に浸漬した後。

プラスチック基材をその処理液から引き上げ、その後５
０〜８０°Ｃで数十分〜数時間熱処理を行う方法。

プラスチック基材の表面を処理液でスプレーする方法、
プラスチック基材の表面に処理液の蒸気を当てる方法等
、いずれの処理法でも採用することができる。

このようにして得られた防曇プラスチックの表面は、優
れた防曇性を発現する。これは、防曇処理された防曇プ
ラスチックの表面を分析した結果。

プラスチック基材表面の金属酸化物層とアミン成分で形
成される有機物層とが化学的に結合し、親水性の有機物
層が防曇プラスチックの表面に全面に亘って均一に形成
されているためと思われる。

また、有機物層の厚みは１００Å以下であって極めて薄
い層であるために、外方によって有機物層に傷が付くこ
ともなく、かつ有機物層は金属酸化物層と化学結合して
いて剥離することもないため。

本発明の防曇プラスチックは、プラスチック基材表面に
金属酸化物層だけを形成した場合と同様に優れた表面耐
擦傷性を発現するのである。しかも。

防曇プラスチックは、防曇性の持続性も従来品に比較し
て飛躍的に優れている。また、水溶性無機塩を添加して
調製した処理液でプラスチック基材を処理した場合には
、金属酸化物層表面へのアミン成分の付加量を増加させ
ることができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

なお、トリエタノールアミンを使用した処理液のｐＨ調
整において、処理液のｐＨをＩＯに調整する場合には、
０．１規定の塩酸を微量添加することにより行い、処理
液のｐＨを８〜９に調整する場合には。

１規定の塩酸を添加することにより行い、処理液のｐＨ
を１１に調整する場合には、１規定の水酸化ナトリウム
を添加することにより行った。また、ジェタノールアミ
ンを使用した処理液のｐＨ調整においては、ｌＯ規定の
塩酸を添加することにより行った。

ヌＬ柚１列−し トリエタノールアミン６０重量部と、エタノール３５重
量部と、少量の水とを混合した後、０．１規定の塩酸を
加えて溶液のｐｌｌを１０とし、その後溶液に水を加え
て１００重量部の処理液を得た。

一方、プラスチック基材としてポリカーボネートを使用
し、このボリカーボネー１−表面に真空蒸着法によって
約２μｍ厚さのシリコン酸化物の被膜を形成した。次に
、このようにしてシリコン酸化物層で被覆されたポリカ
ーボネートを、上記処理液中に浸漬し、５０°Ｃで３０
分間処理を行った後。

処理液より取り出して乾燥し、防曇プラスチックを得た
。

次に、この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評
価を行った。防曇性の評価方法は、防曇プラスチックを
１５°Ｃ５相対湿度４０％の雰囲気中に１０分以上保っ
た後、防曇プラスチックを４０°Ｃ２相対湿度９０％の
雰囲気中に放置し、防曇プラスチックの表面を濡らした
後、布で拭き取る。この操作を繰り返して、防曇プラス
チックの表面が曇り始める回数で評価した。耐擦傷性の
評価は、　ａｏｏｏスチールウールを防曇プラスチック
表面に当て、このスチールウールを設定荷重で防曇プラ
スチック表面に押し当てた状態で２０回回転転せた後、
防曇プラスチックの表面に呼気を吹付け、この呼気によ
り防曇プラスチック表面が曇らない最大荷重で示した。

結果を表１に示す。

実茄讃しヒニエ 表１に示すように、処理液の組成及び処理条件を変えた
他は、実施例１と同様に処理して防曇プラスチックを得
た。この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価
を実施例１と同様にして行った。結果を表１に示す。

実施例■ ポリカーボネート表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（Ａ
Ｉ、０．）を真空蒸着法により形成し、さらにその上に
厚さ２μｍのシリコン酸化物層を形成した。この金属酸
化物層被覆ポリカーボネートを。

表１に示すように処理液の組成及び処理条件を変えた他
は、実施例１と同様にして防曇プラスチックを得た。こ
の防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実施
例１と同様にして行った。結果を表１に示す。

裏施拠ユ ポリカーボネート表面に、　ＳｉＯ□／ＭｇＯ＝４／１
　　（重量比）となる組成の金属酸化物層を厚さ２μ翔
に真空蒸着法により形成した。この金属酸化物層被覆ポ
リカーボネートを１表１に示すように処理液の組成及び
処理条件を変えた他は、実施例１と同様にして防曇プラ
スチックを得た。この防曇プラスチックの防曇性及び耐
擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表
１に示す。

実１劃Ｕリ ポリカーボネート表面に厚さ約２μｍのシリコン酸化物
層（ＳｉＯ□）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ０．５μｍの酸化チタン層（Ｔｉ（ｈ）を形成
した。この金属酸化物層被覆ポリカーボネートを２表１
に示すように処理液の組成及び処理条件を変えた他は、
実施例１と同様にして防曇プラスチックを得た。この防
曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実施例１
と同様にして行った。結果を表１に示す。

裏扇貨旦 ポリカーボネート表面に厚さ０．１μｍのシリコン酸化
物層（Ｓｉｎ）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ４μｍのシリコン酸化物層（ＳｉＯ□）を形成
した。この金属酸化物層被覆ボリカーボネ−トを実施例
１と同様に処理液で処理して防曇プラスチックを得た。

この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実
施例１と同様にして行った。結果を表１に示す。

を校桝土 ポリカーボネート表面に真空蒸着法により厚さ２μｍの
シリコン酸化物層（ＳｉＯ□）を形成した。

この金属酸化物層被覆ポリカーボネートの防曇性及び耐
擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表
１に示す。

ル較五翌反ブ主 アリルジグリコールカーボネート樹脂表面にコーティン
グされている市販品の防曇性及び耐擦傷性の評価を実施
例１と同様にして行った。結果を表１に示す。

（以下余白） 裏茄漱１ニ トリエタノールアミン２０重量部と水を混合した後、０
．１規定の塩酸を加えて溶液のｐＨを１０としその後溶
液に水を加えて１００重量部の処理液を得た。

一方、プラスチック基材としてポリカーボネートを使用
し、このポリカーボネート表面に真空蒸着法によって約
２μｍ厚さのシリコン酸化物の被膜を形成した。このよ
うにしてシリコン酸化物層で被覆されたポリカーボネー
トを、上記処理液中に浸漬し、５０°Ｃで２０分間処理
を行った後、処理液より取り出して乾燥し、防曇プラス
チックを得た。

得られた防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価
を実施例１と同様にして行った。結果を表２に示す。

実施Ｕ二■ 表２に示すように、処理液の組成及び処理条件を変えた
他は、実施例１２と同様に処理して防曇プラスチックを
得た。なお、実施例１８において、処理液のｐＨ調整は
モノエタノールアミン１０重量部と水８０重量部を混合
した後、１０規定の塩酸を添加し。

ｐＨ１０になった復水を加えて全体を１００重量部とし
た。また、実施例１８ではシリコン酸化物層の厚さを約
３μｍとした。次に、この防曇プラスチックの防曇性及
び耐擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果
を表２に示す。

ｎ−七 ポリカーボネート表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（Ａ
ｈＯｉ）　　を真空蒸着法により形成し、さらにその上
に厚さ２μｍのシリコン酸化物層を形成した。この金属
酸化物層被覆ポリカーボネートを。

表２に示すように処理液の組成及び処理条件を変えた他
は、実施例１２と同様にして防曇プラスチックを得た。

この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実
施例１と同様にして行った。結果を表２に示す。

夫胤桝刈 ポリカーボネート表面に、　ＳｉＯ□／Ｍｇ０＝４／ｌ
　　（重量比）となる組成の金属酸化物層を厚さ２μｍ
に真空蒸着法により形成した。この金属酸化物層被覆ポ
リカーボネートを１表２に示すように処理液の組成及び
処理条件を変えた他は、実施例１２と同様にして防曇プ
ラスチックを得た。この防曇プラスチングの防曇性及び
耐擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を
表２に示す。

Ｘ１形Ｊ ポリカーボネート表面に厚さ約２μｍのシリコン酸化物
層（Ｓｉｎ２）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ０．５μｍの酸化チタン層（ＴｉＯｚ）を形成
した。この金属酸化物層被覆ポリカーボネートを２表２
に示すように処理液の組成及び処理条件を変えた他は、
実施例１２と同様にして防曇プラスチックを得た。この
防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実施例
１と同様にして行った。結果を表２に示す。

１隻■録 ポリカーボネート表面に厚さ０．１μｍのシリコン酸化
物層（Ｓｉｎ）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ４μ川のシリコン酸化物層（Ｓｉ（ｈ）を形成
した。この金属酸化物層被覆ポリカーボネートを、実施
例１２と同様に処理液で処理して防曇プラスチックを得
た。この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価
を実施例１と同様にして行った。結果を表２に示す。

（以下余白） 次１１臣３゜ トリエタノールアミン２０重量部と、　ＮａＣ１１５重
量部と、水とを混合した後、０．１規定の塩酸を加えて
？￥Ｊ？＆のｐＨを１０とし、その後溶液に水を加えて
１００重量部の処理液を得た。

一方、プラスチック基材としてポリカーボネートを使用
し、このポリカーボネート表面に真空蒸着法によって約
２μｍ厚さのシリコン酸化物の被膜を形成した。このよ
うにしてシリコン酸化物層で被覆されたポリカーボネー
トを、上記処理液中に浸漬し、５０’Ｃで２０分間処理
を行った後、処理液より取り出して乾燥し、防曇プラス
チックを得た。

得られた防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価
を実施例１と同様にして行った。結果を表３に示す。

夫窺性旺二針 表３に示すように、処理液の組成及び処理条件を変えた
他は、実施例２３と同様に処理して防曇プラスチックを
得た。なお、実施例３１において、処理液のｐＨ調整は
、モノエタノールアミ７１０重量部と水５０重量部を混
合した後、１０規定の塩酸を添加しｐＨ１ｏになった後
、　ＮａＣ］　１．５重量部と水を加えて全体を１００
重量部とした。次に、この防曇プラスチックの防曇性及
び耐擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果
を表３に示す。

ス１側す７ ポリカーボネート表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（Ａ
ｔｚｏｚ）　　を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ２μｍのシリコン酸化物層を形成した。この金
属酸化物層被覆ポリカーボネートを。

表３に示すように、処理条件を変えた他は実施例２３と
同様に処理して防曇プラスチックを得た。この防曇プラ
スチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実施例１と同様
にして行った。結果を表３に示す。

尖脂貫井 ポリカーボネート表面に、　ＳｉＯ□／Ｍｇ０＝４／１
　　（重量比）となる組成の金属酸化物層を厚さ２μｌ
に真空蒸着法により形成した。この金属酸化物層被覆ポ
リカーボネートを５表３に示すように処理液の組成及び
処理条件を変えた他は、実施例２３と同様にして防曇プ
ラスチングを得た。この防曇プラスチックの防曇性及び
耐擦傷性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を
表３に示す。

実施１ｉ！４ ポリカーボネート表面に厚さ約２μｍのシリコン酸化物
Ｎ（ＳｉＯ□）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ０．５　μ翔の酸化チタン層（ＴｉＯ□）を形
成した。この金属酸化物層被覆ポリカーボネートを１表
２に示すように処理液の組成処理条件を変えた他は、実
施例２３と同様にして防曇プラスチックを得た。この防
曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を実施例１
と同様にして行った。

結果を表３に示す。

炎施班邦 ポリカーボネート表面に厚さ０１１８ｍのシリコン酸化
物層（Ｓｉｎ）を真空蒸着法により形成し、さらにその
上に厚さ４μｍのシリコン酸化物層（Ｓｉｎ２）を形成
した。この金属酸化物層被覆ポリカーボネートを実施例
２３と同様に処理液で処理して防曇プラスチングを得た
。この防曇プラスチックの防曇性及び耐擦傷性の評価を
実施例１と同様にして行った。結果を表３に示す。

（以下余白） （発明の効果） このように２本発明によれば、防曇性と耐擦傷性が共に
優れた防曇プラスチックを得ることができる。従って、
この防曇プラスチックを３例えば。

眼鏡レンズ、ゴーグル、車の窓ガラスなどに適用すれば
１周囲の象、激な温度変化によっても曇りが生じ難く、
快適に使用できると共に、安全性を高めることができる
。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に金属酸化物層が形成されたプラスチック基材
   の表面を、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン
   、及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれた少
   なくとも一種を含有する処理液で処理する工程、を包含
   する防曇プラスチックの製造方法。