JPH09226042A

JPH09226042A - 親水性フィルム、及びその製造方法と使用方法

Info

Publication number: JPH09226042A
Application number: JP8284534A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kojo; 隆一古城; Makoto Hayakawa; 信早川
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1997-09-02
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: JPH09228326A; JP3697795B2; JPH09227162A; JP3348613B2; JP3141802B2; JP2000141537A; JPH09228545A; JPH09227160A; JPH09224960A; JPH09229546A; JP2002030258A; JPH09230107A; JPH09224957A; JP3003593B2; JP3385850B2; JPH09231821A; JPH09230108A; JPH09227805A; JP3844182B2; JPH09230118A

Abstract

(57)【要約】【課題】基材表面に貼着するだけで、基材表面を光触
媒の光励起に応じて、高度な親水性を呈させることの
可能なフィルムの提供。【解決手段】フィルム基体の表面に、光触媒性酸化チ
タン粒子を含有する表面層を備えたフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基材の表面を高度
の親水性になし、かつ維持するためのフィルムに関す
る。より詳しくは、本発明は、鏡、レンズ、ガラス、プ
リズムその他の透明基材の表面を高度に親水化すること
により、基材の曇りや水滴形成を防止する防曇性フィル
ムに関する。本発明は、また、建物や窓ガラスや機械装
置や物品の表面を高度に親水化することにより、表面が
汚れるのを防止し、又は表面を自己浄化（セルフクリー
ニング）し若しくは容易に清掃することの可能なフィル
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】寒冷時に自動車その他の乗物の風防ガラ
スや窓ガラス、建物の窓ガラス、眼鏡やゴーグルのレン
ズ、及び各種計器盤のカバーガラスが凝縮湿分で曇るの
はしばしば経験されることである。また、浴室や洗面所
の鏡や眼鏡のレンズが湯気で曇ることも良く遭遇され
る。更に、車両の風防ガラスや窓ガラス、建物の窓ガラ
ス、眼鏡やゴーグルのレンズ、マスクやヘルメットのシ
ールドが降雨や水しぶきを受け、離散した多数の水滴が
表面に付着すると、それらの表面は翳り、ぼやけ、斑模
様になり、或いは曇り、やはり可視性が失われる。ここ
で用いる“防曇”の用語は、このような曇りや凝縮水滴
の成長や水滴の付着による光学的障害を防止する技術を
広く意味する。言うまでもなく、上記“曇り”は安全性
や種々の作業の能率に深い影響を与える。例えば、車両
の風防ガラスや窓ガラス、バックミラーが寒冷時や雨天
に翳り、ぼやけ、斑模様になり、或いは曇ると、視界の
確保が困難となり、交通の安全性が損なわれる。内視鏡
レンズやデンタルミラーが曇ると、的確な診断、手術、
処置の障害となる。計器盤のカバーガラスが曇ると、デ
ータの読みが困難となる。

【０００３】周知のように、従来用いられている防曇方
法は、ポリエチレングリコールのような親水性化合物或
いはシリコーンのような撥水性化合物を含んだ防曇性組
成物を表面に塗布することである。しかし、この種の防
曇性被膜はあくまで一時的なもので、水洗や接触によっ
て容易に取除かれ、早期に効果を失うという難点があ
る。

【０００４】他方、建築及び塗料の分野においては、環
境汚染に伴い、建築外装材料や屋外建造物やその塗膜の
汚れが問題となっている。大気中に浮遊する煤塵や粒子
は晴天には建物の屋根や外壁に堆積する。堆積物は降雨
に伴い雨水により流され、建物の外壁を流下する。更
に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、建物の
外壁や屋外建造物の表面を流下する。その結果、表面に
は、雨水の道筋に沿って汚染物質が付着する。表面が乾
燥すると、表面には縞状の汚れが現れる。建築外装材料
や塗膜の汚れは、カーボンブラックのような燃焼生成物
や、都市煤塵や、粘土粒子のような無機質物質の汚染物
質からなる。このような汚染物質の多様性が防汚対策を
複雑にしているものと考えられている（橘高義典著、
“外壁仕上材料の汚染の促進試験方法”、日本建築学会
構造系論文報告集、第４０４号、１９８９年１０月、
ｐ．１５−２４）。

【０００５】従来の通念では、上記建築外装などの汚れ
を防止するためにはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）のような撥水性の塗料が好ましいと考えられてい
たが、最近では、疎水性成分を多く含む都市煤塵に対し
ては、塗膜の表面をできるだけ親水性にするのが望まし
いと考えられている（高分子、４４巻、１９９５年５月
号、ｐ．３０７）。そこで、親水性のグラフトポリマー
で建物を塗装することが提案されている（新聞“化学工
業日報”１９９５年１月３０日）。報告によれば、この
塗膜は水との接触角に換算して３０〜４０゜の親水性を
呈する。しかしながら、粘土鉱物で代表される無機質塵
埃の水との接触角は２０゜から５０゜であり、水との接
触角が３０〜４０゜のグラフトポリマーに対して親和性
を有しその表面に付着しやすいので、このグラフトポリ
マーの塗膜は無機質塵埃による汚れを防止することがで
きないと考えられる。

【０００６】

【発明の解決すべき課題】上記の如く、基材表面を親水
性にすることにより、基材の曇りや水滴形成を防止した
り、また、建物や窓ガラスや機械装置や物品の表面が汚
れるのを防止し、又は表面を自己浄化（セルフクリーニ
ング）し若しくは容易に清掃することができる提案は存
在するものの、表面を高度の親水性に長期にわたり維持
できないため、その効果は充分でなかった。そこで、本
発明では、上記事情に鑑み、基材表面に貼着させるだけ
で、基材表面を長期にわたり高度の親水性に維持できる
フィルム、及びその製造方法、使用方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光触媒を含有
する表面層を形成した部材において、光触媒を光励起す
ると、部材の表面が高度に親水化されるという発見に基
づく。この現象は以下に示す機構により進行すると考え
られる。すなわち、光触媒の価電子帯上端と伝導帯下端
とのエネルギーギャップ以上のエネルギーを有する光が
光触媒に照射されると、光触媒の価電子帯中の電子が励
起されて伝導電子と正孔が生成し、そのいずれかまたは
双方の作用により、おそらく表面に極性が付与され、水
や水酸基等の極性成分が集められる。そして伝導電子と
正孔のいずれかまたは双方と、上記極性成分との協調的
な作用により、表面と前記表面に化学的に吸着した汚染
物質との化学結合を切断すると共に、表面に化学吸着水
が吸着し、さらに物理吸着水層がその上に形成されるの
である。また、一旦部材表面が高度に親水化されたなら
ば、部材を暗所に保持しても、表面の親水性はある程度
の期間持続する。

【０００８】本発明では、フィルム基体表面に、光触媒
粒子を含有する表面層を備えた親水性フィルムを提供す
る。光触媒を含有する表面層を備えることにより、光触
媒の光励起に応じて、恒久的に表面層の表面は高度の親
水性を呈するようになる。透明な表面が高度の親水性を
呈するようになると、付着した湿分の凝縮水及び／又は
水滴が前記層の表面に一様に広がり、湿分凝縮水及び／
又は水滴によって曇り若しくは翳るのが防止されるよう
になり、可視性が失われるのが防止される。また、表面
が高度の親水性を呈するようになると、表面が降雨にさ
らされた時に、付着堆積物及び／又は汚染物が雨滴によ
り洗い流せるようになり、降雨によるセルフクリーニン
グが可能となる。さらに、表面が高度の親水性を呈する
ようになると、表面が水濯ぎや簡単な水拭き程度で洗浄
できるようになり、水洗浄が容易になる。

【０００９】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリカが含有されているようにする。シリ
カが含有されることにより、表面が水濡れ角０゜に近い
高度の親水性を呈しやすくなると共に、暗所に保持した
ときの親水維持性が向上する。その理由はシリカは構造
中に水を蓄えることができることと関係していると思わ
れる。

【００１０】本発明の好ましい態様においては、表面層
には、さらにシリコーンが含有されているようにする。
シリコーンが含有されることにより、光触媒の光励起に
よって、シリコーン中のシリコン原子に結合する有機基
の少なくとも一部が水酸基に置換され、さらにその上に
物理吸着水層が形成されることにより、表面が水濡れ角
０゜に近い高度の親水性を呈するようになると共に、暗
所に保持したときの親水維持性が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な構成につ
いて説明する。本発明における親水性フィルム表面に
は、図１又は図２に示すように、基材の表面に光触媒を
含む層が形成されている。このような表面構造をとるこ
とで、親水性フィルム表面は、光触媒の光励起に応じて
高度に親水化されるのである。それにより、雰囲気の湿
分が凝縮して付着しても水滴状には成長せず、一様に水
膜化するようになり、湿分凝縮水及び／又は水滴によっ
て曇り若しくは翳るのが防止される。また、表面が降雨
にさらされた時に、付着堆積物及び／又は汚染物が雨滴
により洗い流せるようになり、降雨によるセルフクリー
ニングが可能となる。さらに、表面が高度の親水性を呈
するようになると、表面が水濯ぎや簡単な水拭き程度で
洗浄できるようになり、水洗浄が容易になる。

【００１２】図１においては、表面層が光触媒のみから
なる場合には、光触媒は酸化物であることが好ましい。
そうすることにより、酸化物は環境中の汚染物質が吸着
していない状態では親水性を示すので、光励起作用によ
りその汚染物質を排斥させ、吸着水層を形成させること
で、親水性を呈しやすく、一様な水膜が形成できる。図
２において、Ｍは金属元素を示す。従って、図２の場
合、最表面は一般の無機酸化物からなる。この場合も、
酸化物は環境中の汚染物質が吸着していない状態では親
水性を示すので、上記無機酸化物以外に表面層に混入す
る光触媒性酸化チタンの光励起作用によりその汚染物質
を排斥させ、吸着水層を形成させることで、一様な水膜
が形成できる。

【００１３】本発明におけるフィルム基体には、ポリエ
チレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリエチレン等の
プラスチック、プラスチック基材の上に透明なハードコ
ートを設けたプラスチック等が好適に利用できる。ま
た、場合によって、これらの基体は飛散防止、意匠付
与、耐蝕等の他の機能を兼備えることもできる。

【００１４】また、本発明におけるフィルムは種々の基
材に適用できる。本発明におけるフィルムが適用可能な
基材としては、上記防曇効果を期待する場合には透明な
基材であり、その材質はガラス、透明プラスチック等の
基材に好適に利用できる。適用可能な基材を用途でいえ
ば、車両用バックミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科
用鏡、道路鏡のような鏡；眼鏡レンズ、光学レンズ、写
真機レンズ、照明用レンズ、レーザー光集束レンズ、半
導体用レンズ、複写機用レンズのようなレンズ；プリズ
ム；建物や監視塔の窓ガラス；自動車、鉄道車両、航空
機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープウエイのゴンドラ、
遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の窓ガラス；自
動車、鉄道車両、オートバイ、航空機、船舶、潜水艇、
雪上車、ロープウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、
宇宙船のような乗物の風防ガラス；防護用ゴーグル、ス
ポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ
用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品
陳列ケースのガラス；計測機器のカバーガラスなどに好
適に利用できる。本発明におけるフィルムが適用可能な
基材としては、上記表面清浄化効果を期待する場合に
は、その材質は、例えば、金属、セラミックス、ガラ
ス、プラスチック、木、石、セメント、コンクリート、
繊維、布帛、それらの組合せ、それらの積層体が好適に
利用できる。適用可能な基材を用途でいえば、建材、建
物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、乗物の
外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防塵カバー及び
塗装、交通標識、各種表示装置、広告塔、道路用防音
壁、鉄道用防音壁、橋梁、ガードレールの外装及び塗
装、トンネル内装及び塗装、碍子、太陽電池カバー、太
陽熱温水器集熱カバー、ビニールハウス、車両用照明灯
のカバー、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、
照明カバー、台所用品、食器、食器洗浄器、食器乾燥
器、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇などに
好適に利用できる。本発明におけるフィルムは、長期に
わたり高度の親水性を維持することができるので、帯電
防止機能も期待できる。帯電防止効果を期待する場合に
は、その材質は、例えば、金属、セラミックス、ガラ
ス、プラスチック、木、石、セメント、コンクリート、
繊維、布帛、それらの組合せ、それらの積層体が好適に
利用できる。適用可能な基材を用途でいえば、ブラウン
管、磁気記録メディア、光記録メディア、光磁気記録メ
ディア、オーディオテープ、ビデオテープ、アナログレ
コード、家庭用電気製品のハウジングや部品や外装及び
塗装、ＯＡ機器製品のハウジングや部品や外装及び塗
装、建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造
部材、乗物の外装及び塗装、機械装置や物品の外装、防
塵カバー及び塗装などに好適に利用できる。

【００１５】光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯
との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー
（すなわち短い波長）の光（励起光）を照射したとき
に、価電子帯中の電子の励起（光励起）が生じて、伝導
電子と正孔を生成しうる物質をいい、例えば、アナター
ゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化錫、酸化亜
鉛、三酸化二ビスマス、三酸化タングステン、酸化第二
鉄、チタン酸ストロンチウム等が好適に利用できる。こ
こで光触媒の光励起に用いる光源としては、太陽光、一
般室内照明等の環境にある光源を利用してもよいし、付
属設備や携帯設備として励起光を照射しうる光源を使用
してもよい。さらに、本発明のプラスチックレンズ又は
プラスチックレンズを備えた眼鏡或いはプラスチックレ
ンズを備えたゴーグル専用の保管容器を設け、そこに励
起光を照射しうる光源を設置してもよい。その場合使用
する光源には、例えば、白熱電灯、メタルハライドラン
プ、水銀ランプ、キセノンランプ、殺菌灯、蛍光灯等が
好適に利用できる。光触媒の光励起により、基材表面が
高度に親水化されるためには、励起光の照度は、０．０
０１ｍＷ／ｃｍ^２以上あればよいが、０．０１ｍＷ／ｃ
ｍ^２以上だと好ましく、０．１ｍＷ／ｃｍ^２以上だとよ
り好ましい。

【００１６】光触媒を含有する表面層の膜厚は、０．４
μｍ以下にするのが好ましい。そうすれば、光の乱反射
による白濁を防止することができ、表面層は実質的に透
明となる。さらに、光触媒を含有する表面層の膜厚を
０．２μｍ以下にすると一層好ましい。そうすれば、光
の干渉による表面層の発色を防止することができる。ま
た、表面層が薄ければ薄いほどその透明度は向上する。
更に、膜厚を薄くすれば、表面層の耐摩耗性が向上す
る。上記表面層の表面に、更に、親水化可能な耐摩耗性
又は耐食性の保護層や他の機能膜を設けても良い。

【００１７】上記表面層は、基材と比較して屈折率があ
まり高くないのが好ましい。好ましくは表面層の屈折率
は２以下であるのがよい。そうすれば、基材と表面層と
の界面、及び表面層と空気との界面における光の反射を
抑制できる。表面層の屈折率を２以下にするには、光触
媒に２以下の屈折率を有する物質を用いるか、或いは光
触媒が屈折率２以上の場合には、屈折率２以下の他の物
質を表面層に添加する。２以下の屈折率を有する光触媒
としては、酸化錫（屈折率１．９）等が利用できる。２
以上の屈折率を有する光触媒には、アナターゼ型酸化チ
タン（屈折率２．５）やルチル型酸化チタン（屈折率
２．７）があるが、この場合には屈折率２以下の他の物
質、例えば、炭酸カルシウム（屈折率１．６）、水酸化
カルシウム（屈折率１．６）、炭酸マグネシウム（屈折
率１．５）、炭酸ストロンチウム（屈折率１．５）、ド
ロマイト（屈折率１．７）、フッ化カルシウム（屈折率
１．４）、フッ化マグネシウム（屈折率１．４）、シリ
カ（屈折率１．５）、アルミナ（屈折率１．６）、ケイ
砂（屈折率１．６）、モンモリロナイト（屈折率１．
５）、カオリン（屈折率１．６）、セリサイト（屈折率
１．６）、ゼオライト（屈折率１．５）、酸化錫（屈折
率１．９）等を表面層に添加すればよい。

【００１８】上記表面層には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎのよう
な金属を添加することができる。前記金属を添加した表
面層は、表面に付着した細菌や黴を暗所でも死滅させる
ことができる。

【００１９】上記表面層には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓのような白金族金属を添加することがで
きる。前記金属を添加した表面層は、光触媒の酸化還元
活性を増強でき、脱臭浄化作用等が向上する。

【００２０】親水性とは、表面に水を滴下したときにな
じみやすい性質をいい、一般に水濡れ角が９０゜未満の
状態をいう。本発明における高度の親水性とは、表面に
水を滴下したときに非常になじみやすい性質をいい、よ
り具体的には平滑表面における水濡れ角が１０゜以下程
度になる状態をいう。特に、防曇性にはＰＣＴ／ＪＰ９
６／００７３４に開示したように、水濡れ角が１０゜以
下であると好ましく、５゜以下ではより好ましい。

【００２１】次に、フィルム上への光触媒含有表面層の
形成方法について、表面層が光触媒とシリカからなる場
合、表面層が光触媒とシリコーンからなる場合を例にと
り説明する。まず、表面層が光触媒とシリカからなる場
合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場合を
例にとり説明する。この場合は、基本的には、無定型シ
リカの前駆体を塗膜形成要素とし、塗膜形成要素をアナ
ターゼ型酸化チタン粒子とともにフィルム基材上にスプ
レーコーティング法、ディップコーティング法、フロー
コーティング法、スピンコーティング法、ロールコーテ
ィング法等の方法で塗布後、塗膜形成要素の硬化反応に
より、無定型シリカを生成するとともに、アナターゼ型
酸化チタン粒子を無定型シリカを結着剤として固着させ
る。ここで、塗膜形成要素をアナターゼ型酸化チタン粒
子とともに塗布する前に、フィルム基材上にプライマー
層やハードコート層、或いはその双方といった中間層を
形成するようにしてもよい。このようにすることで、フ
ィルム基材と表面層との密着性を向上させることができ
る。また、ここで無定型シリカの前駆体には、テトラア
ルコキシシラン（テトラエトキシシラン、テトラプロポ
キシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシ
ラン等）、その部分加水分解、脱水縮重合物である平均
組成式（ＯＲ）ｘＳｉＯｙ（０＜ｘ≦４、０≦ｙ＜２）
（Ｒはアルキル基）からなる４官能性シロキサン樹脂、
シラノール、その脱水縮重合物であるシラノール樹脂等
の塗膜形成要素が好適に利用できる。このうち、保管安
定性が良く、常温で硬化反応を生じさせることが容易で
あることから、平均組成式（ＯＲ）ｘＳｉＯｙ（０＜ｘ
≦４、０≦ｙ＜２）（Ｒはアルキル基）からなる４官能
性シロキサン樹脂を使用するのが最も好ましい。上記と
同様の理由で、中間層を形成する場合にも、中間層の成
分に平均組成式（ＯＲ）ｘＳｉＯｙ（０＜ｘ≦４、０≦
ｙ＜２）（Ｒはアルキル基）からなる４官能性シロキサ
ン樹脂を使用すると、保管安定性が良く、常温で硬化反
応を生じさせることが容易であることから好ましい。特
に常温で硬化反応を生じさせることができると、例えば
基材が塩化ビニルフィルムのように耐熱性のない場合に
都合がよい。塗膜形成要素の硬化反応は、例えば、無定
型シリカの前駆体を水又は空気中の湿分と接触させるこ
とにより加水分解反応させた後、加熱、紫外線照射、室
温放置等の方法により脱水縮重合反応させることにより
行う。

【００２２】次に、表面層が光触媒とシリコーンからな
る場合について、光触媒がアナターゼ型酸化チタンの場
合を例にとり説明する。この場合の方法は、未硬化の若
しくは部分的に硬化したシリコーン又はシリコーンの前
駆体からなる塗料とアナターゼ型酸化チタンゾルとを混
合し、シリコーンの前駆体を必要に応じて加水分解させ
た後、混合物を基材の表面にスプレーコーティング法、
ディップコーティング法、フローコーティング法、スピ
ンコーティング法、ロールコーティング法等の方法で塗
布し、加熱等の方法でシリコーンの前駆体の加水分解物
を脱水縮重合に付して、アナターゼ型酸化チタン粒子と
シリコーンからなる表面層を形成する。形成された表面
層は、紫外線を含む光の照射によりアナターゼ型酸化チ
タンが光励起されることにより、シリコーン分子中のケ
イ素原子に結合した有機基の少なくとも一部を水酸基に
置換され、さらにその上に物理吸着水層が形成されて、
高度の親水性を呈する。ここでシリコーンの前駆体に
は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、エチルトリブトキシシラン、エチルトリプ
ロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
フェニルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシ
シラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジエチルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシ
ラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニルメチ
ルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、及びそれらの加水分解物、それらの混
合物が好適に利用できる。

【００２３】

【実施例】

実施例１．１０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上にプライマー塗料（信越シリコーン、ＰＣ−７
Ａ）をフローコーティング法にて塗布後、１２０℃で２
０分乾燥させて、基板をプライマー樹脂層で被覆した。
次に、シリコーン系ハードコーティング剤（信越シリコ
ーン、ＫＰ−８５）をフローコーティング法にて塗布
後、１２０℃で６０分乾燥させて、ハードコート層を形
成した。次に、ハードコート層をコロナ放電処理した
後、酸化チタン含有塗料組成物（アナターゼ型酸化チタ
ンゾル（日産化学、ＴＡ−１５、固形分１５重量％）１
６重量部とシリカゾル（日本合成ゴム、グラスカＡ液、
固形分１３重量％）９重量部を混合し、エタノール希釈
後、更にトリメトキシシラン３重量部（日本合成ゴム、
グラスカＢ液）を添加したもの）をフローコーティング
法にて塗布後、１２０℃で３０分熱処理して硬化させ、
試料を得た。この試料を数日間暗所に放置した後、紫外
線光源（三共電気、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）蛍
光灯）を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外
線照度で約２日紫外線を照射し、＃１試料を得た。比較
のため、１０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレートフィ
ルムを数日間暗所に放置した＃２試料も準備した。ま
ず、＃１試料と＃２試料に水滴を滴下し、滴下後の様子
の観察及び水との接触角の測定を行った。ここで水との
接触角は接触角測定器（協和界面科学、ＣＡ−Ｘ１５
０）を用い、滴下後３０秒後の水との接触角で評価し
た。その結果＃１試料はマイクロシリンジから試料表面
に水滴を滴下されると、水滴が一様に水膜状に試料表面
を拡がる様子が観察された。また、３０秒後の水との接
触角は約０゜まで高度に親水化された。それに対し、＃
２試料ではマイクロシリンジから試料表面に水滴を滴下
されると、水滴は表面にほとんどなじまず、一様に水膜
状になるまでには至らなかった。３０秒後の水との接触
角は約７０゜であった。次に、＃１試料と＃２試料に息
を吹きかけ曇り発生の有無を調べた。その結果＃２試料
では曇りが生じたのに対し、＃１試料では曇りは生じな
かった。さらに、＃１試料を、その後１週間暗所に放置
し、＃３試料を得た。そして＃３試料について、同様に
水滴を滴下し、滴下後の様子の観察及び水との接触角の
測定を行った。その結果、＃３試料にマイクロシリンジ
から試料表面に水滴を滴下されると、＃１試料と同様
に、水滴が一様に水膜状に試料表面を拡がる様子が観察
された。３０秒後の水との接触角は約２゜に維持され
た。次に＃３試料について息を吹きかけた後の曇り発生
の有無を観察した。その結果、曇りは観察されなかっ
た。

【００２４】次に、＃３試料の裏側にセッケン水を塗布
し、１０ｃｍ角のガラス基材に貼着した。次いで、ＢＬ
Ｂ蛍光灯を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫
外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃４試料を得た。
比較のため、＃２試料の裏側にセッケン水を塗布し、１
０ｃｍ角のガラス基材に貼着した。次いで、ＢＬＢ蛍光
灯を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線照
度で約１時間紫外線を照射し、＃５試料を得た。＃４試
料、＃５試料の夫々の表面にオレイン酸を塗布し、試料
表面を水平姿勢に保持しながら夫々の試料を水槽に満た
した水の中に浸漬した。その結果、＃５試料では、オレ
イン酸は表面に付着したままであり、軽くこすってもオ
レイン酸は試料表面を伸びるだけであった。それに対
し、＃４試料では、オレイン酸は丸くなり、軽くこする
と表面から離脱した。従って、＃４試料では、＃５試料
に比較して水洗浄が容易であると考えられる。疎水性カ
ーボンブラック１重量部、親水性カーボンブラック１重
量部からなる粉体混合物を１．０５ｇ／リッターの濃度
で水に懸濁させたスラリーを調製した。４５度に傾斜さ
せた＃４試料、＃５試料に上記スラリー１５０ｍｌを流
下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸留水１５０ｍｌを
流下させて１５分間乾燥させ、このサイクルを２５回反
復した。試験前後の色差変化を、色差計（東京電色）を
用いて計測した。色差は日本工業規格（ＪＩＳ）Ｈ０２
０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて評価した。その結果、
＃５試料では色差変化が２０と大きかったのに対し、＃
４試料では色差変化は０．４と非常に小さかった。

【００２５】実施例２．（常温硬化法）１０ｃｍ角のポリエチレンテレフタレートフィルムをコ
ロナ放電処理した後、エチルシリケート５量体相当品
（コルコート、エチルシリケート４０）３０重量部とメ
チルアルコール２３．５重量部を、３０℃の恒温槽に入
れたビーカー中で混合した。これにイオン交換水４５重
量部と６０％硝酸１．５重量部の混合液を添加し、３０
℃に保持したまま５時間加水分解させて、中間コーティ
ング液を調製した。この中間コーティング液をコロナ放
電処理したプライマー樹脂上にフローコーティング法に
て塗布し、常温で１０分乾燥させて、中間層を形成し
た。次に、中間層をコロナ放電処理した後、光触媒コー
ティング液（石原産業のＳＴ−Ｋ０１とＳＴ−Ｋ０３を
１：１で混合後、アルコールで希釈することにより作製
した、アナターゼ型酸化チタン粒子とテトラアルコキシ
シランの部分加水分解物であるアルキルシリケートを１
３：７で含むコーティング液）をフローコーティング法
にて塗布し、常温で１０分乾燥させて、光触媒含有表面
層を形成した。形成面の水との接触角は５゜であった。
また、形成面についてテープ剥離試験（セロファンテー
プを塗膜表面の片端から他端にわたって貼着した後、素
早く剥したときに、塗膜が剥れるか否かを評価する試
験）を調べた。その結果、外観に変化はなかった。また
試験後の水との接触角も５゜であった。この試料を数日
間暗所に放置した後、ＢＬＢ蛍光灯を用いて試料の表面
に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線照度で約２日紫外線を照
射し、＃６試料を得た。比較のため、１０ｃｍ角のポリ
エチレンテレフタレートフィルムを数日間暗所に放置し
た実施例１と同様の＃２試料も準備した。まず、＃６試
料と＃２試料に水滴を滴下し、滴下後の様子の観察及び
水との接触角の測定を行った。その結果＃６試料はマイ
クロシリンジから試料表面に水滴を滴下されると、水滴
が一様に水膜状に試料表面を拡がる様子が観察された。
また、３０秒後の水との接触角は約０゜まで高度に親水
化された。それに対し、＃２試料ではマイクロシリンジ
から試料表面に水滴を滴下されると、水滴は表面にほと
んどなじまず、一様に水膜状になるまでには至らなかっ
た。３０秒後の水との接触角は約７０゜であった。次
に、＃６試料と＃２試料に息を吹きかけ曇り発生の有無
を調べた。その結果＃２試料では曇りが生じたのに対
し、＃６試料では曇りは生じなかった。

【００２６】次に、＃６試料の裏側にセッケン水を塗布
し、１０ｃｍ角のガラス基材に貼着した。次いで、ＢＬ
Ｂ蛍光灯を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫
外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃７試料を得た。
比較のため、実施例１と同様に、＃２試料の裏側にセッ
ケン水を塗布し、１０ｃｍ角のガラス基材に貼着し、次
いで、ＢＬＢ蛍光灯を用いて試料の表面に０．５ｍＷ／
ｃｍ^２の紫外線照度で約１時間紫外線を照射し、＃５試
料を得た。＃７試料、＃５試料の夫々の表面にオレイン
酸を塗布し、試料表面を水平姿勢に保持しながら夫々の
試料を水槽に満たした水の中に浸漬した。その結果、＃
５試料では、オレイン酸は表面に付着したままであり、
軽くこすってもオレイン酸は試料表面を伸びるだけであ
った。それに対し、＃７試料では、オレイン酸は丸くな
り、軽くこすると表面から離脱した。従って、＃７試料
では、＃５試料に比較して水洗浄が容易であると考えら
れる。疎水性カーボンブラック１重量部、親水性カーボ
ンブラック１重量部からなる粉体混合物を１．０５ｇ／
リッターの濃度で水に懸濁させたスラリーを調製した。
４５度に傾斜させた＃７試料、＃５試料に上記スラリー
１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、次いで蒸留
水１５０ｍｌを流下させて１５分間乾燥させ、このサイ
クルを２５回反復した。試験前後の色差変化を、色差計
（東京電色）を用いて計測した。色差は日本工業規格
（ＪＩＳ）Ｈ０２０１に従い、ΔＥ＊表示を用いて評価
した。その結果、＃５試料では色差変化が２０と大きか
ったのに対し、＃７試料では色差変化は０．４と非常に
小さかった。

【００２７】

【発明の効果】本発明では、フィルム基体表面に、光触
媒性酸化チタン粒子を含有する表面層を備えることによ
り、光触媒の光励起に応じて、表面層の表面は親水性を
呈する。それにより、このフィルムを貼着するだけで、
透明基材表面の曇り等が防止されて視界確保性が向上す
る。また、降雨により基材表面がセルフクリーニングさ
れるようになる。さらに、基材表面が水により容易に洗
浄されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルムの表面構造を示す図。

【図２】本発明に係るフィルムの他の表面構造を示す
図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィルム基体表面に、光触媒粒子を含有
する表面層を備えてなり、基材表面に貼着すると、表面
が前記光触媒の光励起に応じて親水性を呈することを特
徴とする親水性フィルム。
【請求項２】フィルム基体表面に、実質的に透明な、
光触媒粒子を含有する表面層を備えてなり、基材表面に
貼着すると、表面が前記光触媒の光励起に応じて親水性
を呈し、以て付着した湿分の凝縮水及び／又は水滴が前
記層の表面に一様に広がり、湿分凝縮水及び／又は水滴
によって曇り若しくは翳るのが防止されるようになるこ
とを特徴とする親水性フィルム。
【請求項３】フィルム基体表面に、光触媒粒子を含有
する表面層を備えてなり、基材表面に貼着すると、表面
が前記光触媒の光励起に応じて親水性を呈し、以て表面
が降雨にさらされた時に、付着堆積物及び／又は汚染物
が雨滴により洗い流させるのを可能にするセルフクリー
ニング性を有する親水性フィルム。
【請求項４】フィルム基体表面に、光触媒粒子を含有
する表面層を備えてなり、基材表面に貼着すると、表面
が前記光触媒の光励起に応じて親水性を呈し、以て表面
が水で洗浄するのが容易になる親水性フィルム。
【請求項５】前記表面層には、さらに無定型シリカが
含有されていることを特徴とする請求項１〜４に記載の
親水性フィルム。
【請求項６】前記表面層には、さらにシリコーンが含
有されていることを特徴とする請求項１〜４に記載の親
水性フィルム。
【請求項７】前記表面層の膜厚は０．４μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１〜６に記載の親水性フィル
ム。
【請求項８】前記表面層の膜厚は０．２μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１〜６に記載の親水性フィル
ム。
【請求項９】前記表面層の表面に、さらに親水化可能
な保護層が設けられていることを特徴とする請求項１〜
６に記載の親水性フィルム。
【請求項１０】前記表面層の屈折率は２以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜６に記載の親水性フィルム。
【請求項１１】前記光触媒の光励起に応じて呈する親水
性は、水との接触角に換算して１０°以下であることを
特徴とする請求項１〜１０に記載の親水性フィルム。
【請求項１２】前記光触媒の光励起に応じて呈する親
水性は、水との接触角に換算して５゜以下であることを
特徴とする請求項１〜１０に記載の親水性フィルム。
【請求項１３】フィルム基体を準備する工程、その上
を光触媒粒子と無定型シリカの前駆体で被覆する工程、
無定型シリカの前駆体を硬化反応により無定型シリカに
変換する工程；を含む光励起に応じて親水性を呈するフ
ィルムの製造方法。
【請求項１４】フィルム基体を準備する工程、フィル
ム基体表面にベースコート層を形成する工程、さらにそ
の上を光触媒粒子と無定型シリカの前駆体で被覆する工
程、無定型シリカの前駆体を硬化反応により無定型シリ
カに変換する工程；を含む光励起に応じて親水性を呈す
るフィルムの製造方法。
【請求項１５】前記無定型シリカの前駆体は平均組成
式（ＯＲ）ｘＳｉＯｙ（０＜ｘ≦４、０≦ｙ＜２）（Ｒ
はアルキル基）からなる塗膜形成要素であり、前記無定
型シリカの前駆体を硬化反応により無定型シリカに変換
する工程は、常温で乾燥させる工程である請求項１３、
１４に記載の光励起に応じて親水性を呈するフィルムの
製造方法。
【請求項１６】前記ベースコート層を形成する工程
は、平均組成式（ＯＲ）ｘＳｉＯｙ（０＜ｘ≦４、０
≦ｙ＜２）（Ｒはアルキル基）からなる塗膜形成要素で
フィルム基体を被覆する工程と、常温で乾燥させること
により前記塗膜形成要素を硬化させる工程であることを
特徴とする請求項１４、１５に記載の光励起に応じて親
水性を呈するフィルムの製造方法。
【請求項１７】フィルム基体を準備する工程、その上
を光触媒粒子とシリコーンの前駆体で被覆する工程、シ
リコーンの前駆体を硬化反応により硬化させて、シリコ
ーン樹脂中に光触媒が分散された塗膜を形成する工程、
前記光触媒を光励起させて、シリコーン樹脂中のシリコ
ン原子に結合する有機基を水酸基に置換させる工程；を
含む光励起に応じて親水性を呈するフィルムの製造方
法。
【請求項１８】請求項１〜１２の親水性フィルムを準
備する工程、前記親水性フィルムを基材表面に貼着する
工程、前記親水性フィルム表面層に含有される光触媒を
光励起することにより、前記層の表面を親水性になす工
程；からなる基材表面の親水化方法。