JPH0222343A - 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２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かいずれの
方法も防曇性、耐擦傷性の両者を実用レベルで付与する
までには至っていない。

（発明が解決しようとする課題） 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
・シフ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９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、水酸基
を一個以上を有し、かつ水酸基以外の官能基を有する脂
肪族炭化水素及び／又は水酸基を三個以上有し、かつ水
酸基以外の官能基を有しない脂肪族炭化水素を含有する
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。

本発明において作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、用途によって適宜設定することができ
る。プラスチック基材としては、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１例えば、　ＳｉＯ□。

ＳｉＯ、Ａ１．０３．　ＭｇＯ、Ｚｒ０ｚ、　ＣａＯ、
Ｔｉ１ｔ、　５ｎＯｚ。

１ｎ２０ｉ　、　ＷＯ３，ＭｏＯ＊、　Ｔａｚ０３　、
　ＨｆＯ２，ＢａＯ、ＺｎＯ等が挙げられる。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。

このようにして表面が金属酸化物層で被覆されたプラス
チック基材を、水酸基を一個以上有し。

かつ水酸基以外の官能基を有する脂肪族炭化水素及び／
又は水酸基を三個以上有し、水酸基以外の官能基を有し
ない脂肪族炭化水素（以下「親水性有機物」という。）
を含有する処理液で処理する。

ここで、水酸基以外の官能基とは１例えば、カルボキシ
ル基（−Ｃｏｏｌ（）　、　スルホ基（−３Ｏ，ｌｌ）
、ニトロ基（−ＮＯ２）　、アルデヒド基（−ＣＩＩＯ
）等であり５従って、水酸基を一個を有し、かつ水酸基
以外の官能基を存する脂肪族炭化水素には、ニトロエタ
ノール、ヒドロキシエタンスルボン酸、ヒドロキシ酢酸
等が挙げられる。また、水酸基を三個以上有し、かつ水
酸基以外の官能基を有しない脂肪族炭化水素には、グリ
セリン、アラビノース、フルクトース等が挙げられる。

これらは、単独で用いても良く、あるいは複数種のもの
を併用しても良い。

この処理液は、上記親水性有機物と、有機溶剤とを含有
する溶液、あるいは親水性有機物と、多量の水とを含有
する溶液、あるいは親水性有機物と。

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、親水性有機物と、有機溶剤とを含有する溶液
で作成した場合には、親水性有機物の濃度は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、ＭＮ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力−ボネートのプラスチック基材を
処理する際に、グリセリン５０重量％、エタノール４５
重社％、水酸化ナトリウム水溶液５重量％からなるｐＨ
１０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
液に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、親水性を機動と、多量の水とを含有する溶液
で作成した場合には、親水性有機物の濃度は、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ρ１１は７〜１２が好ましい。処理
液のｐ）ｌｉＪｌ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（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ｐ＋＋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、グリセリ
ン１０重量％水溶液を水酸化ナトリウムによりｐＨｉ。

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分収−ヒとするのが好ましい。

処理液を、親水性有機物と、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。

上記親水性有機物の濃度は、０６１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２例えば、　ＫＣＩ　、　ＮａＣ１゜ＬｉＣ１
，ＣａＣ１，、ＭｇＣｌ２．　Ｌｉ２５Ｏ，、Ｋ、Ｓ０
４．　Ｎａ、ＳＯａ。

ＣａＳＯ４，Ｍｇ５Ｏｎ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ＮａＣｌ
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ｐＨ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を添加して行う
ことができる。処理液のｐｉ＋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時間は、上記
したように処理液の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、グリ
セリン１０重量％、　ＮａＣ１１５重量％からなる水溶
液を水酸化ナトリウムによりｐａｌ　１０に調整した処
理液を使用する場合には、処理４度５０〜６０°Ｃで処
理時間は５分とするのが好ましい。なお、上記各処理液
の処理条件においては親水性有機物としてグリセリンに
ついて説明したが、グリセリン以外の親水性有機物を含
有する処理液で処理する場合も、グリセリンを用いた場
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親水性有機物で
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。

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。特に、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。

ＬＬＩ グリセリン７０重量部とエタノール２５重量部と少量の
水とを混合した後、水酸化すｌ−ＩＪウム水溶液を添加
して溶液のｐＨを１０とし、その後溶液に水を加えて１
００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、　５
０″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°Ｃ２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°Ｃ５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、　ｕｏｏｏ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。

災覇朋（２五 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。

夷將侭エ 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。

尖胤拠エ 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０．５μ閑の酸化チタン層（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。

尖履炭度 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（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。

ル較貰上 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Ｉと同様にして行った。結果を表
１に示す。

且本黴し１Ｔ１ ７１Ｊルジグリコ一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） 災Ｊｆｉｌ九段 グリセリン１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ｐｌ＋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（ＳｉＯ□）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
６０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。

お４町土ヱＵ 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１０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２に
示す。

″１ｌＪｉｌ殊団 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１０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２に示す。

尖施五旦 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（ＴｉＯ
ｚ）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１０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２に示
す。

尖施側毅 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４μｍのシリコン酸化物層（Ｓｉｎｇ）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１０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２に示す。

（以下余白） ユ」１殊■ グリセリン２０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１００重量部
の処理液を得た。

一方、ブラスチン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３０分間処理を行った後、処Ｅ’ｌ　？＆より取り出
して乾燥し、防曇プラス千ンクを得た。

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。

夫旌炎η二訂 表３に示すように、処理液の組成を変えた他は。

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・ン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
。

失施側劉 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３に示すように処理条件を変えた他は
、実施例２１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３に示
す。

実１Ｊセ９ ポリカーボネート表面に厚さ約２μ糟のシリコン酸化物
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に示すように処理条件を変えた他は。

実施例２１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３に示す。

１施■皿 ポリカーボネート表面に厚さ０．１　ｕｓ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ートを、実
施例２１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Ｉ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ックを得ることができる。従って２
　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、水酸基を一個以上有し、かつ水酸基以外の官
   能基を有する脂肪族炭化水素及び／又は水酸基を三個以
   上有し、かつ水酸基以外の官能基を有しない脂肪族炭化
   水素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。