JPH0222344A - 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（、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２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
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２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
を一個を有し、かつ水酸基以外の官能基を有する芳香族
炭化水素及び／又は水酸基を二個以上有する芳香族炭化
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、　ＣＶＯ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、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ノな
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、　ＳｉＯ□。

ＳｉＯ、Ａ１．０．　、　ＭｇＯ、ＺｒＯ，、ＣａＯ、
ＴｉＯ２，Ｓｎｕｇ。

ＩｎｚＯ：＋　、　ＷＯＩ　、　ＭｏＯ３，ＴａｚＯｓ
　、　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、水酸基を一個を有し、かつ水酸基以外の
官能基を有する芳香族炭化水素及び／又は水酸基を二個
以上有する芳香族炭化水素（以下［親水性有機物Ｊ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５例えば、アミノｉ　（−Ｎｌ＋□）、
カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、スルホ基（−ＳＯ，Ｈ
）、ニトロ基（ＮＯｘ）　、アルデヒド基（−ＣＨＯ）
等であり、従って。

水酸基を一個を有し、かつ水酸基以外の官能基を有する
芳香族炭化水素としては、たとえばアミノフェノール、
ヒドロキシ安息香酸、ニトロフェノール、ヒドロキシベ
ンズアルデヒド、フェノールスルホン酸等が挙げられる
。また、水酸基を二個以上有する芳香族炭化水素として
は、たとえばハイドロキノン、レゾルシン、ピロカテキ
ン等が挙げられる。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
で作成する場合には、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が長く
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、ハイドロキノン８０重量％、エタノール
１５重量％、水酸化ナトリウム水溶液５重量％からなる
ｐＨＩＯの処理法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。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。

なお、親水性有機物として、ヒドロキシ安息香酸を用い
る場合には、この物質は固体状であり有機溶剤には溶解
しないので、予めヒドロキシ安息香酸の粉末を１０規定
の水酸化ナトリウム水溶液で溶解させ、ｐｌｌを所定の
値に調整した後、この溶液に有機溶剤を加えるのが好ま
しい。例えば、ヒドロキシ安息香酸６０ｇに対して、１
０規定の水酸化ナトリウム水溶液１００ｇを加えてヒド
ロキシ安息香酸を溶解させ、その後有機溶剤を９０ｇ添
加して処理液を調整することができる。

処理液を、親水性有機物と、多量の水とを含有する溶液
で作成する場合には、これら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
ｐＨは７〜１２が好ましい。

しい。また、この処理液のｐＨは７〜１２が好ましい。

処理液のｐＨ３Ｊｌ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が長くする
必要があり、処理液のｐｌ（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、ハイ
ドロキノン１０重量％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°Ｃで処理時間は５分以上とするのが好まし
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する場合は、上記親水
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親水性有機物のる水溶性無機塩と
しては１例えば、　ＫＣＩ　、　ＮａＣ１゜ＬｉＣ１，
ＣａＣ１ｚ　、　ＭｇＣｌ２　、　Ｌｉ２ＳＯ４，Ｋ２
ＳＯ４、ＮａｚＳＯ４゜ＣａＳＯ４，ＭｇＳＯ４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。

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ｐｕは７〜１２
が好ましい。処理液のρ１１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ｐｌｌが低過ぎると処理時間
が長くする必要があり、処理液のｐ）ｌ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、ハ
イドロキノン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ｐｕｔｏ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、上記各処理液の処理条件においては親水性有機物
としてハイドロキノンについて説明したが５ハイドロキ
ノ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、ハイドロキノ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搬物で
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。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。

裏施奥土 ハイドロキノン８０重量部とエタノール１５重量部と少
量の水とを混合した後、ｌ規定の水酸化ナトリウム水溶
液を添加して溶液のｐＨをｌＯ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（Ｓｉ（ｈ）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、６０
°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°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、　ｍｏｏｏ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。

実音１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。なお、実施例６では、ヒドロキシ安息香酸６０重量
部に対して、水酸化ナトリウム水溶液約１００重量部を
加えて混合した後、有機溶剤９０重量部を加えて処理液
を調整した。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。

１施■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２μＩ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１贋■ 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１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。

実隻桝エ 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（ＳｉＯ）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。

ル較史上 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（ＳｉＯｚ）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。

ル較拠Ｉ反延主 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） ス新ｌ汁則 ハイドロキノン３０重量部と水を混合した後、ｌ規定の
水酸化ナトリウム水溶液を加えて溶液のｐ）Ｉ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
２μｌ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、」−記処理液中に浸漬し、６０°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
。

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。

災記引１−１７ 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。なお、実施例１２では、ヒドロキシ安息香酸に１
０規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加して溶解させた
後１次に水を加えて処理液を調製した。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。

尖隻炭」 ポリカーボネート表面に、　５ｉＯｚ／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。

尖嵐炎■ 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。

ｎ■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（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） 実太Ｉ引ひ ハイドロキノン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、６０°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。

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。

月旧九匿二匹 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２Ｉと同様に処理して防曇プラスチングを
得た。なお、実施例２３では、ヒドロキシ安息香酸に１
０規定の水酸化ナトリウムを添加して溶解させた後、水
を加えて処理液を調整した。

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。

ス崖拠釘 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２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。

実隻班皿 ポリカーボネート表面に厚さ約２μ−のシリコン酸化物
層（ＳｉＯｚ）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。

尖施桝益 ポリカーボネート表面に厚さＯｏｌ　μ−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
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９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・塩プラスチックを２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
。

以ト

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、水酸基を一個を有し、かつ水酸基以外の官能
   基を有する芳香族炭化水素及び／又は水酸基を二個以上
   有する芳香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。