JPH0222342A - 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く、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、親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提案されているが。

いずれの方法も防曇性、耐擦傷性の両者を実用レヘルで
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ごとにある。

（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１表面に金属酸
化物層が形成されたプラスデック基材の表面を、ポリア
ルキレンジオール及びポリアルキレングリコールのうち
、少なくとも一種を含有する処理液で処理する工程、を
含有しており、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５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２用途によって適宜設定することがで
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−比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２例えば、　Ｓｉｎｇ。

ＳｉＯ、八１ｚＯ：＋　　、　　ＭｇＯ、Ｚｒ０ｚ、　
　ＣａＯ、ＴｉＯ２，５ｎｕ２゜１ｎｚｏｔ　、　ＷＯ
＋　、　ＭｏＯ３，Ｔａｚ０５　、　ＨｆＯ２，ＢａＯ
、ＺｎＯ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積層膜であっ°ζ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、ポリアルキレンジオールおよびポリア
ルキレングリコールのうち少なくとも１種を含有する処
理液で処理するのであるが。

ポリアルキレンジオールおよびポリアルキレンゲリコー
ルは親水性であるのが好ましく、アルキレンジオール（
Ｃ，、Ｈｚ、、（ＯＨ）　ｚ　）の、ｎは２以上１０以
下の整数が好ましく、及びポリアルキレングリコール［
ＨＯ（ＣｆｉＨ２，，０）、旧の、　ｎは２以上１０以
下の整数が好ましく、ｍは１以上２００以下の整数が好
ましい。

この処理液は８ポリアルキレンジオール及びポリアルキ
レングリコールのうち少なくとも一種と。

を機溶剤とを含有する溶液、あるいはポリアルキレンジ
オール及びポリアルキレングリコールのうち少なくとも
一種と、多量の水とを含有する溶液。

あるいはポリアルキレンジオール及びポリアルキレング
リコールのうち少なくとも一種と、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、ポリアルキレンジオール及びポリアルキレン
グリコールのうち少なくとも一種と、有機溶剤とを含有
する溶液で作成する場合には、ポリアルキレンジオール
及びポリアルキレングリコールの濃度は１０重量％以上
が好ましく、防曇性能を考慮すると、３０重量％以上が
さらに好ましい。

また、処理液のｐＨは７〜１２が好ましい。処理液のｐ
Ｈ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２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
時間を長くする必要があり、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ｐｔ＋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、エチレングリコール５０重量％、エタノ
ール４５重量％、水酸化ナトリウム水溶液５重量％から
なるｐＨ１Ｏの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。

この処理液で使用し得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、ポリアルキレンジオール及びポリアルキレン
グリコールのうち少なくとも一種と、多量の水とを含有
する溶液で作成した場合には、ポリアルキレンジオール
及びポリアルキレングリコールの濃度は、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ｐ）ｌが低過ぎると、処理時間を長くする必要
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ｐｌ＋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２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、エチレン
グリコール１０重量％水溶液を水酸化ナトリウムにより
ｐＨ１０に調整した処理液を使用する場合には、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、ポリアルキレンジオール及びポリアルキレン
グリコールのうち少なくとも一種と、水溶性無機塩類と
、多量の水とを含有する溶液で作成した場合には、上記
ポリアルキレンジオール及びポリアルキレングリコール
の濃度は、０．１重量％以上が好ましく、処理時間を短
縮するために親水性有機物の濃度は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１例えば
。

にＣ１、ＮａＣｌ、　ＬｉＣ１，ＣａＣｌ２．　ＭｇＣ
１，、ＬｉｚＳＯ４，Ｋ２Ｓ０４Ｎａ２ＳＯ，、ＣａＳ
Ｏ４，Ｍｇ５０ｍ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，ＬｉＣｌ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ｐｌ＋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、エチレングリコール１
０重量％、　ＮａＣ１１５重１％からなる水溶液を水酸
化ナトリウムによりｐＨｉｏに調整した処理液を使用す
る場合は、処理温度５０〜６０℃で処理時間は５分以上
とするのが好ましい。なお、エチレングリコール以外の
ポリアルキレンジオールや。

ポリアルキレングリコールあるいはそれら等の混合物を
使った場合も、エチレングリコール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５０〜８
０°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９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ポリアルキレン
ジオール及びポリアルキレングリコールで形成される有
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、外力によって有機
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１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
親水性有機物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。

尖犯貫上 エチレングリコール３０重量部と、エタノール６５重量
部と、少量の水とを混合した後、水酸化ナトリウム水溶
液を加えて溶液の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（ＳｉＯｚ）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’ｃ、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’Ｃ，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、　１１ｏｏｏ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１　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。

！ＪｔｉＪ飢λごｊ− 表１に示すように、処理液の組成を変えた他は。

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。

実茄−例」− ポリカーボネート表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（Ａ
ｌ２Ｏ２）を真空蒸着法により形成し、さらにその上に
厚さ２μ糟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。

スｌ側１ ポリカーボネート表面に、　５ｉＯｚ／Ｍｇ０＝４／１
　　（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。

ＸＪｌ、Ｍ刊 ポリカーボネート表面に厚さ約２μｍのシリコン酸化物
層（Ｓｉｎｇ）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（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。

災施■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ポリカーボネ−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。

几較拠土 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（Ｓｉｎ、）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
擦傷製の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表
１に示す。

上輪１及グ主 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） 実淘藪ｕ２ エチレングリコール１０重量部と、水を混合した後、水
酸化ナトリウム水溶液を加えて溶液のｐＨをＩＯ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（ＳｉＯｚ）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分間熱処理を行った後。

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。

夫施旌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１２七同様に処理して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
性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表２に
示す。

実施例η ボリカーボネ・−ト表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（
Ａｌｉｂｉ）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（ＳｉＯｚ）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及び処理条件を変えた他は、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。

実巖奥益 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。

災施炭且 ポリカーボネート表面に厚さ約２μ…のシリコン酸化物
層（Ｓｉｎｇ）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（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。

災与桝門 ポリカーボネート表面に厚さ０．１　μｍ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鋼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を９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。ご
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） 裏方ｉ！Ｌ質江 エチレングリコール１０重量部と、　ＮａＣ１１５重量
部と、水を混合した後、水酸化ナトリウム水溶液を加え
て溶液のｐＨを１０とし、その後溶液に水を加えて１０
０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（Ｓｉｎ、）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。

実施ｆｆｉ≦Ｉ 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２１と同様に処理して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
性の評価を実施例１と同様にして行った。結果を表３に
示す。

災搭桝剥 ポリカーボネート表面に厚さ２μｍの酸化アルミ層（八
１ｘ（ｈ）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（ＳｉＯ□）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
２６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。

裏口■共 ポリカーボネート表面に、　５ｉＯｚ／Ｍｇ０＝４／１
　　（重量比）になるような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９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２６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。

夫施炎Ｍ ポリカーボネート表面に厚さ約２μ髄のシリコン酸化物
層（Ｓｉ（ｈ）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ＦＪ　（Ｔ
ｉＯ□）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及び処理条件
を変えた他は、実施例２６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。

実１劃Ｑ旦 ポリカーボネート表面に厚さ０．１　ｇｖａ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剛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２６と同様にして防曇プラスデックを得た。

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。

（以下余白） （発明の効果） このように１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・ンクを得ることができる。従って
、この防曇プラスチックを１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周囲の急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、ポリアルキレンジオール及びポリアルキレン
   グリコールのうち、少なくとも一種を含有する処理液で
   処理工程、を包含する防曇プラスチックの製造方法。