JP5000268B2 - 防曇剤組成物 - Google Patents

Description

本発明はプラスチック及び高分子フィルム表面等に用いられる防曇剤組成物、及びその防曇剤組成物が塗布された合成樹脂に関する。

プラスチック、高分子フィルム等の表面は水滴の凝集或いは付着によって曇り易く、その本来の透明性が著しく損われ、或いは表面反射のむらを生じる。これらの曇りはその使用目的に応じて、種々の障害を引き起こす。例えばゴーグルの曇りは、使用上不便であり、運転上非常に危険性を伴う。またショーウインドウの曇りは、その本来の陳列効果を果さない。

この様な曇りを防ぐ目的で従来から種々の防曇剤が提案されている。例えばソーダ石鹸、アルキルスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリビニルアルコール、アルブミン分解物、ロート油、サポニン等の湿潤性の防曇剤は、表面に湿潤性の膜を形成させ、表面の自由エネルギーを大きくすることにより、水で一様に濡らし光の乱反射を防止するものである。又、ケイ素樹脂、ワックス、パインタール、アスファルト等を主剤とする撥水性の防曇剤が提案されている。これはガラス表面に凝集した水滴を速やかに表面から流去しようとするものである。

湿潤性の防曇剤においても色々な問題点が未解決である。すなわち、一般に界面活性剤の湿潤性被膜は凝集水分によりアクリル樹脂板などの表面から流去し易く効果持続性の点でやはり問題がある。また、塗布した場合にいずれも湿潤性の塗布被膜が不透明不均一になるために、防曇剤自体によってアクリル樹脂板等の透視性が損なわれ、仕上り性がよくないといった欠点がある。更には、浸透した防曇剤により経時的に樹脂に割れが生じ、白化現象を起こし、見た目を損なうという事も起こり得るし、急激な気温変化により防曇剤が抽出、固化し、表面上に異物として存在する場合がある。更には、拭き取りに労力を要し、拭きムラによる白化現象が起き易い。

このような問題を解決しうる防曇剤の例として、特許文献１には、ポリビニルアルコールとシラン化合物を主成分とする防曇剤が提案されている。しかしながら、防曇効果の持続性が十分ではなく、更なる改善が望まれている。
特開平１０−２１２４７１号公報

本発明の課題は、防曇効果に優れ、合成樹脂等の表面に塗布しても白化やクラックの発生がなく、更に防曇効果の持続性に優れる防曇剤組成物及びその防曇剤組成物が塗布された合成樹脂を提供することにある。

本発明は、多価アルコール脂肪酸エステルと、下記一般式（１）で表される化合物及び一般式（２）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のリン酸系化合物とを含有する防曇剤組成物、及びその防曇剤組成物が塗布された合成樹脂を提供する。

（式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立に、炭素数１〜２２の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、又はアルキル基の炭素数６〜２０のアルキルアリール基、Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³はそれぞれ独立に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、Ａ¹、Ａ²及びＡ³はそれぞれ独立に、炭素数２〜４のアルキレン基、ｍ₁、ｍ₂及びｍ₃はそれぞれ独立に、オキシアルキレン基の平均付加モル数を示す０〜８の数であり、ｍ₁＋ｍ₂は０〜８の数である。またｍ₁個のＡ¹、ｍ₂個のＡ²及びｍ₃個のＡ³は同一でも異なっていてもよい。）

本発明の防曇剤組成物は、合成樹脂等の表面の曇りを効果的に防止することができ、また、合成樹脂等の表面に塗布しても白化やクラックの発生がなく、更に防曇効果の持続性に優れる。

［多価アルコール脂肪酸エステル］
本発明に用いられる多価アルコール脂肪酸エステルを構成する多価アルコールとしては、本発明の効果発現の観点から、水酸基を２個以上、好ましくは３〜６個有する多価アルコールが挙げられる。多価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ショ糖又はこれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビトール及びソルビタンからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、特にソルビトール、ソルビタンが好ましい。

多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸としては、本発明の効果発現の観点から、炭素数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸が好ましく、炭素数８〜１８の飽和脂肪酸がより好ましく、炭素数１０〜１２の飽和脂肪酸が更に好ましい。

多価アルコール脂肪酸エステルは、本発明の効果発現の観点から、多価アルコールの水酸基の部分エステル化物が好ましく、モノエステル化物がより好ましい。多価アルコール脂肪酸エステルの具体例としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリプロピレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられ、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルが好ましく、ソルビタン脂肪酸エステルがより好ましく、ソルビタンモノラウリン酸エステルが特に好ましい。

本発明の多価アルコール脂肪酸エステルは通常の方法、例えば所定量の多価アルコールと脂肪酸を反応器に仕込み、酸化スズなどの金属触媒を用い高温エステル化反応で容易に得ることが出来る。

［リン酸系化合物］
本発明に用いられるリン酸系化合物は、前記一般式（１）又は（２）で表される化合物である。

一般式（１）及び（２）において、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立に、本発明の効果発現の観点から、炭素数１〜２２の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、又はアルキル基の炭素数６〜２０のアルキルアリール基を示すが、炭素数６〜２２のアルキル基が好ましく、炭素数８〜１２のアルキル基が更に好ましい。

Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³はそれぞれ独立に、本発明の効果発現の観点から、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を示すが、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムが好ましく、ナトリウム、カリウムがより好ましく、カリウムが更に好ましい。

Ａ¹、Ａ²及びＡ³はそれぞれ独立に、本発明の効果発現の観点から、炭素数２〜４のアルキレン基を示すが、炭素数２〜３のアルキレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。また、ｍ₁、ｍ₂及びｍ₃はそれぞれ独立に、本発明の効果発現の観点から、オキシアルキレン基の平均付加モル数を示す０〜８の数であり、ｍ₁＋ｍ₂は０〜８の数であるが、ｍ₁＋ｍ₂、及びｍ₃はそれぞれ１〜７が好ましく、２〜４が更に好ましい。

一般式（１）又は（２）で表される化合物として具体的には、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルホスフェート金属塩、アルキルリン酸エステル金属塩、酸性リン酸エステル金属塩等が挙げられ、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルホスフェートカリウム塩が好ましい。

本発明のリン酸系化合物は、所定量の一般式（３）
Ｒ−（ＡＯ）_mＨ （３）
（式中、Ｒは炭素数１〜２２の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、又はアルキル基の炭素数６〜２０のアルキルアリール基、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基、ｍはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す０〜８の数であり、ｍ個のＡは同一でも異なっていても良い。）
で表される化合物を反応器に仕込み、五酸化リンを添加しながら攪拌を続け、最後にＮａＯＨやＫＯＨなどのアルカリで中和することで得ることが出来る。

［防曇剤組成物］
本発明の防曇剤組成物は、多価アルコール脂肪酸エステルとリン酸系化合物を含有するが、本発明の防曇剤組成物において、多価アルコール脂肪酸エステルとリン酸系化合物の混合方法は任意の比率で混合できるため、攪拌のみの方法で得ることができる。冬季では粘度が高くなるため、多価アルコール脂肪酸エステルやリン酸系化合物を加熱しても差し支えない。

本発明の防曇剤組成物中の多価アルコール脂肪酸エステルの含有量は、本発明の効果を得る観点から、４０〜９５重量％が好ましく、５０〜９０重量％がより好ましい。また、本発明の防曇剤組成物中のリン酸系化合物の含有量は、本発明の効果を得る観点から、１〜５０重量％が好ましく、１０〜５０重量％がより好ましい。

リン酸系化合物は、耐クラック性及び防曇効果の持続性向上の観点から、多価アルコール脂肪酸エステル１００重量部に対して１重量部以上が好ましく、また、耐白化性及び防曇効果の持続性向上の観点から、１００重量部以下が好ましい。

従って、リン酸系化合物は、多価アルコール脂肪酸エステル１００重量部に対して、好ましくは１〜１００重量部であり、より好ましくは５〜５０重量部であり、さらに好ましくは５〜３０重量部である。

本発明の防曇剤組成物は、更に、本発明の効果を損なわない範囲で、光安定剤、造膜助剤、アルカリ剤、キレート剤、香料、染料、顔料、防腐剤及び殺菌剤等の任意成分を添加することが可能である。

［防曇剤組成物が塗布された合成樹脂］
本発明の防曇剤組成物は、合成樹脂の表面に塗布することにより合成樹脂の表面の曇りを防止することができる。本発明の防曇剤組成物が塗布される合成樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂が更に好ましい。本発明の防曇剤組成物は、例えばゴーグルのような透明部材に好適に使用される。

本発明の防曇剤組成物を合成樹脂表面に塗布する方法としては、一般的なハケ塗り法、滴下法あるいはスプレー法等を適宜選択して用いることができる。

防曇剤組成物の合成樹脂表面への塗布量としては、用途によって適宜選択できるが、本発明の効果発現の観点から、１〜２００ｍｇ／ｍ²が好ましい。塗布された防曇剤組成物の乾燥は、適宜選択できるが、自然乾燥や熱風等による強制乾燥により行うことができる。

実施例１
多価アルコール脂肪酸エステルとしてソルビタンモノラウレート（レオドール ＳＰ−Ｌ１０、花王株式会社製商品名）１００ｇ、リン酸系化合物としてＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩（エレクトロストリッパー Ｆ、花王株式会社製商品名；モノＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩５０重量％、ジＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩５０重量％）１０ｇ（純分換算）を用い、これらを５００ｍｌのビーカーに入れ、ガラス棒で攪拌し混合を行い、防曇剤１を得た。

実施例２
ＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩（エレクトロストリッパー Ｆ、花王株式会社製商品名）の量を３０ｇ（純分換算）にした以外は、実施例１と同様にして防曇剤２を得た。

実施例３
ＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩（エレクトロストリッパー Ｆ、花王株式会社製商品名）の量を１００ｇ（純分換算）にした以外は、実施例１と同様にして防曇剤３を得た。

試験例１
実施例１〜３で得られた防曇剤１〜３、並びに下記に示す比較防曇剤１〜３を用い、これらの防曇剤約２ｍｌ（塗布のし易さから、防曇剤１〜３、比較防曇剤２及び３の防曇剤を１０％エタノール溶液に調製したもの。比較防曇剤１を１０％水溶液に調整したもの。）を、アクリル板（市販されている厚さ５ｍｍのアクリル板を８ｃｍ×８ｃｍにカットしたもの）の上に塗布した後、下記に示す方法で防曇耐久性、白化性及びクラック発生状態を評価した。結果を表１に示す。

＜比較防曇剤＞
比較防曇剤１：ポリビニルアルコール系防曇剤（ＰＶＡ２１７、クラレ株式会社製商品名）
比較防曇剤２：ソルビタンモノラウレート（レオドール ＳＰ−Ｌ１０、花王株式会社製商品名）
比較防曇剤３：ＰＯＥ（３）ラウリルエーテルホスフェートＫ塩（エレクトロストリッパー Ｆ、花王株式会社製商品名）
＜防曇耐久性の評価方法＞
乾燥を確認した防曇剤塗布アクリル板を温度６０℃、湿度９０%RHに調整したＴＥＭＰ＆ＨＯＭＩＤ ＣＨＡＭＢＥＲ ＳＨ−２４０（エスペック株式会社）に保管し、１００時間、２００時間及び３００時間後の防曇耐久性を目視にて観察し、下記基準で評価した。
・評価基準
○：防曇性良好
△：防曇性低下
×：防曇性無し
＜白化性の評価方法＞
乾燥を確認した防曇剤塗布アクリル板を、温度２５℃、湿度５０％ＲＨの恒温恒湿室内に保管し、３日後及び７日後の白化状態を目視観察し、下記の基準で評価した。
・評価基準
○：白化が認められない
△：白化が僅かに認められる
×：白化している
＜クラック発生状態の評価方法＞
乾燥を確認した防曇剤塗布アクリル板を、温度４０℃、湿度６０％ＲＨ下の恒温恒湿室内に保管し、３日後及び７日後のクラック発生状態を目視にて観察し、下記基準で評価した。
・評価基準
○：クラック無し
△：クラック僅かに観察できる
×：クラックが多々観察できる

表１に示すように本発明の防曇剤組成物は、比較の防曇剤と比べて防曇耐久性が良好で、合成樹脂表面の白化やクラックの発生を防止できていることがわかる。

Claims (6)

1. 多価アルコール脂肪酸エステルと、下記一般式（１）で表される化合物及び一般式（２）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種のリン酸系化合物とを含有する防曇剤組成物。
   

   

   （式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はそれぞれ独立に、炭素数１〜２２の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、又はアルキル基の炭素数６〜２０のアルキルアリール基、Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³はそれぞれ独立に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、Ａ¹、Ａ²及びＡ³はそれぞれ独立に、炭素数２〜４のアルキレン基、ｍ₁、ｍ₂及びｍ₃はそれぞれ独立に、オキシアルキレン基の平均付加モル数を示す０〜８の数であり、ｍ₁＋ｍ₂は０〜８の数である。またｍ₁個のＡ¹、ｍ₂個のＡ²及びｍ₃個のＡ³は同一でも異なっていてもよい。）
2. リン酸系化合物の含有量が、多価アルコール脂肪酸エステル１００重量部に対し、１〜１００重量部である請求項１記載の防曇剤組成物。
3. 多価アルコール脂肪酸エステルを構成する多価アルコールが、グリセリン、ポリグリセリン、ソルビトール及びソルビタンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項１又は２記載の防曇剤組成物。
4. 多価アルコール脂肪酸エステルを構成する脂肪酸が、炭素数６〜２２の飽和又は不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３いずれかに記載の防曇剤組成物。
5. 合成樹脂の表面に塗布される、請求項１〜４いずれかに記載の防曇剤組成物。
6. 請求項１〜４いずれかに記載の防曇剤組成物が塗布された合成樹脂。