JPH09151368A - 透明防曇皮膜 - Google Patents

透明防曇皮膜

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JPH09151368A
JPH09151368A JP8144686A JP14468696A JPH09151368A JP H09151368 A JPH09151368 A JP H09151368A JP 8144686 A JP8144686 A JP 8144686A JP 14468696 A JP14468696 A JP 14468696A JP H09151368 A JPH09151368 A JP H09151368A
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poly
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チェン ソン ジアン
Yang Sen
ヤン セン
Kang Sun
スン カン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は防曇目的に使用することのできる防
曇皮膜を指向するものである。 【解決手段】 ヒドロキシル基含有ポリマーと、アルミ
ニウム含有架橋剤と、ヒドロキシル基及び／又はシロキ
サン基含有界面活性剤とを含む透明防曇皮膜が提供され
る。かかる皮膜は３０分以上のＴfog 値及び５％以下の
煙霧値を有しており、ガラス性又はプラスチック性支持
体に対して防曇表面を提供するための使用に有益であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は皮膜組成物に係り、特に
本発明は防曇目的に使用することが可能な皮膜組成物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】湿気を吸収・発散し様々な環境条件の下
で防曇特性を提供することのできる曇らない（防曇）皮
膜が長年に亘り求められてきた。窓、鏡、レンズ、ゴー
グル、顔面用マスク又はシールド等に使用されるガラス
性又はプラスチック性物質は、高温多湿に晒された場合
或いは温度差又は湿度差の大きい境界面で使用された場
合に雲りが発生する。曇りとは、物質表面に湿分が凝縮
することにより起こるものである。この問題を解決又は
緩和する為には湿分を吸収すると同時に発散することの
できる皮膜が必要であり、そのための構造が数多く提案
されてきた。例えば、米国特許第５２４４９３５号はＵ
Ｖ硬化性アミドポリマーを、米国特許第５１１６４４２
号はポリエチレンオキシド系を、米国特許第４６０９６
８８号は架橋ポリウレタン系を、米国特許第５０７５１
３３号は架橋ポリ（ビニルアルコール）皮膜を、米国特
許第４４７８９０９号はポリ（ビニルアルコール）−シ
リカ系を、米国特許第４１２７６８２号は架橋ポリ（ビ
ニルアルコール）皮膜を、米国特許第４４６７０７３号
はポリ（ビニルピロリドン）を基とした系を、米国特許
第３９３３４０７号はアクリル−シロキサン系を、米国
特許第３８６５６１９号は架橋カルボン酸−アクリル酸
エステル系を、それぞれ開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の構造は斯界に於
ける幾つかの問題を扱ってはいるが、防曇を目的とする
使用に対して完全な解決策を与えたものは一つとしてな
い。例を挙げれば、殆どの構造は湿分吸収力が低く、湿
分発散に要する時間が長い。また、耐水性、耐溶媒性に
劣るものが多々ある。加えて、幾つかの皮膜は、例えば
硬化工程に長時間を要するといった非効率的な製造工程
を要するものである。更に、今日市場に出回っている防
曇物質の大部分は、その耐水性及び耐磨耗性の低さに起
因して繰り返し使用することのできないものである。防
曇皮膜は、殆どの工業用途に有用であるためには、高い
透明度を有し、湿分を吸収すると同時に発散でき、耐磨
耗性があり、水及び一般的な有機溶剤、例えばアルコー
ル、アルキルベンゼン（トルエン等）、グリコールエー
テル（プロピレングリコールモノメチルエーテル等）及
びアルキルケトン（メチルエチルケトン等）に対して耐
性を有しているべきである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基となる支持
体に対して透明防曇皮膜を提供するのに使用することの
できる透明防曇（曇りのない）皮膜組成物を提供するこ
とを目的とするものである。かかる皮膜は高い透明度、
迅速な湿分吸収及び発散特性、耐磨耗性、並びに水及び
一般有機溶剤に対する耐性を有するものである。
【０００５】本発明の防曇皮膜組成物は広範囲の環境条
件下で使用することのできるものである。本発明の組成
物による皮膜はその耐水性の故に短期的な防曇用途にも
半永久的な防曇用途にも使用することが可能である。本
発明の防曇皮膜組成物は、ヒドロキシル基含有ポリマ
ー、アルミニウム含有架橋剤、並びにヒドロキシル基及
び／又はシロキサン基含有界面活性剤を含むものであ
る。
【０００６】また、本発明はその外表面の少なくとも一
部が本発明の防曇皮膜組成物により被覆されたガラス性
又はプラスチック性支持体からなる防曇表面を有するガ
ラス性及びプラスチック性物質を提供するものである。
かかる物質の例としては、窓、鏡、レンズ、ゴーグル、
顔面用マスク又はシールド、より一般的にはガラス性及
びプラスチック性シート等を挙げることができる。かか
る防曇皮膜組成物が塗布される支持体は透明であること
が好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明によれば有益な防曇皮膜組
成物が提供される。本発明の防曇皮膜組成物は、１種又
はそれ以上のヒドロキシル基を含有するポリマー系物
質、アルミニウムを含有する架橋剤、並びに１種又はそ
れ以上のヒドロキシル基及び／又はシロキサン基を含有
する界面活性剤を含むものである。
【０００８】ヒドロキシル基を含有するポリマー系物質
は皮膜に対して湿分吸収性を提供するものであり、本発
明の皮膜組成物中の固体総重量を基として、約１０〜８
０重量％が皮膜組成物中に存在することが好ましい。よ
り好ましくは、かかるヒドロキシル基を含有するポリマ
ー系物質は、皮膜組成物中の固体総重量を基として、約
２０〜６０重量％の量で皮膜組成物中に存在する。
【０００９】かかるヒドロキシル基含有ポリマー系物質
の例としては、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（酢酸
ビニル）、セルロースエーテル、それらの混合物等を挙
げることができる。アルミニウム含有架橋剤はヒドロキ
シル基含有ポリマー系物質のヒドロキシル基と反応し、
ポリマー網を形成する。この架橋反応は本発明の防曇皮
膜に耐水性及び耐有機溶媒性を与えるものである。アル
ミニウム含有架橋剤の濃度は、本発明による皮膜組成物
中の固体総重量を基として、約２０〜９０重量％である
ことが好ましい。アルミニウム含有架橋剤の濃度は、よ
り好ましくは、本発明による皮膜組成物中の固体総重量
を基として、約４０〜８０重量％である。所望される透
明度を得る為には、上記架橋剤の平均分散粒子径は１ミ
クロン以下であるべきである。本発明に於ては、比較的
高い濃度でヒドロキシル基を含有するアルミニウム含有
架橋剤を用いることが好ましい。かかるアルミニウム含
有架橋剤中のヒドロキシル基はポリマー網形成の為の反
応部位を提供するだけではなく、本発明の皮膜に於ける
湿分吸収及び発散特性を向上させる役割を果たす。更
に、これらのタイプのアルミニウム含有架橋剤の使用に
より、本発明の皮膜の耐磨耗性が向上される。この耐磨
耗性の向上は、アルミニウム含有架橋剤のヒドロキシル
基とヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロキシル基との
間で行われる反応に起因するものと考えられている。か
かるアルミニウム含有架橋剤の典型的な例として、酸化
アルミニウム、アルミニウム塩、アルミナ水和物、水酸
化アルミニウム、プソイドベーマイト、ベーマイトアル
ミナ等を挙げることができる。
【００１０】本発明の防曇皮膜組成物中に使用される界
面活性剤はヒドロキシル基及び／又はシロキサン基を含
有する。界面活性剤は皮膜組成物に対して湿分吸収性及
び向上された濡れ特性の両方を与えるものである。本発
明に於て有用な界面活性剤の典型的な例には、ノンオキ
シノール(nonoxynol) 、シリコーングリコール、ポリ
（オキシ−１，２−エタン−ジイル）−アルファ（ノン
フェニル）オメガ−ヒドロキシ、エトキシ化アセチレン
ジオール、グリセリルモノオリエート、ポリエーテル変
性ジメチルポリシロキサン、それらの混合物等が含まれ
る。かかる界面活性剤の量は、本発明による皮膜組成物
中の固体総重量を基として、約０．０５〜１０重量％で
あることが好ましい。界面活性剤は、より好ましくは、
本発明による皮膜組成物中の固体総重量を基として約
０．１〜５重量％の量で存在する。
【００１１】本発明による皮膜は、皮膜組成物中で皮膜
成分を共に混合し、皮膜組成物を処理（例えば、加熱処
理）して架橋ポリマー系網を形成し、次に皮膜組成物と
共に防曇皮膜層を形成することにより調製される。皮膜
組成物中に架橋ポリマー系網を形成するのに適切な温度
及び時間は、それぞれ、約１００〜１５０℃及び約２〜
１５分であることが好ましい。しかしながら、使用する
温度及び時間は形成される皮膜の実際の物理的特性（例
えば皮膜層の厚さ等）に左右されるものであることは当
業者にとって明らかであろうから、これらの温度及び時
間は本発明を制限するものではない。そうではあるけれ
ども、一般的な規則として、処理温度が高ければ高い
程、架橋ポリマー系網がより早く皮膜組成物中に形成さ
れるのである。
【００１２】本発明の皮膜は、典型的には、プラスチッ
ク性又はガラス性物質を含む支持体に対してその表面に
防曇特性を提供する為に使用される。基となる支持体中
に使用するのに適したプラスチック性物質の例として
は、ポリエステル、セルロースエステル、ポリカーボネ
ート、ポリスチレン、ポリ（ビニル酢酸）、ポリオレフ
ィン等が含まれる。また、全てのガラス性物質は支持体
としての使用に適している。
【００１３】支持体の厚さは特に限定されるものではな
く、通常は使用目的に完全に依存するものである。ま
た、かかる支持体を前処理することにより防曇皮膜に対
する接着性を増加させることも可能である。本発明の防
曇皮膜を所望される支持体表面に被覆するためには幾つ
の塗布方法を用いてもよい。例えば、ローラー塗布法、
ワイヤーバー塗布法、浸漬塗布法、押出被覆法、エアナ
イフ塗布法、カーテン塗布法、スライド塗布法、ブレー
ド塗布法、ドクター塗布法、グラビア塗布法等を使用す
ることができ、またこれらの方法は斯界に広く知られて
いる。
【００１４】防曇皮膜の皮膜重量は特に限定されるもの
ではないが、一般的に約１〜１０ｇ／ｍ2であり、約２
〜６ｇ／ｍ2 であることが好ましい。本発明による皮膜
の防曇特性はＴfog 値により表され、これは本発明によ
る皮膜表面に曇りが発生するのに要する時間を示すもの
である。この防曇特性は、５０％ＲＨ（相対湿度）及び
２２℃の環境下に於て、沸騰水の表面から２０cmの距離
をおいて皮膜をその蒸気に晒すことにより評価される。
本発明の皮膜組成物は、約３０分以上のＴfog 値（つま
り、上述の試験条件下で約３０分間その表面に曇りが発
生しない）を有する防曇皮膜を提供するものである。
【００１５】一方、皮膜透明度は煙霧値によって表さ
れ、BYK GARDNER XL-211 Hazegard Systemにより測定さ
れる。本発明の皮膜組成物は約５％以下の煙霧値を有す
る防曇皮膜を提供するものである。本発明による皮膜の
耐水性は「耐水性指数（ＷＲＩ）」と呼ばれる値により
表される。ＷＲＩは水を十分に含ませた濡れた綿パッド
（例えばMULTILITH パッド）を使用して、本発明による
皮膜組成物の１つから調製された皮膜をこすることによ
り測定する。ＷＲＩ値の単位は皮膜を一回こするという
ことを表すものである。本発明の皮膜組成物は８より大
きいＷＲＩ値（つまり、８回こすることによっても皮膜
が傷つかない）を有する防曇皮膜を提供する。
【００１６】一方、皮膜の耐有機溶媒性は「耐溶媒性指
数（ＳＲＩ）」と呼ばれる値により表され、溶媒を十分
に含ませた濡れた綿パッドを使用して、本発明による皮
膜組成物の１つから調製された皮膜をこすることにより
測定する。ＳＲＩ評価に使用される典型的な溶剤には、
アルコール、メチルエチルケトン、プロピレングリコー
ル、モノメチルエーテル、トルエン等が含まれる。ＳＲ
Ｉ値の単位は皮膜を一回こするということを表すもので
ある。本発明の皮膜組成物は８より大きいＳＲＩ値（つ
まり、８回こすることによっても皮膜が傷つかない）を
有する防曇皮膜を提供する。
【００１７】本発明の皮膜組成物及び皮膜中に様々な添
加剤を加えることが実際には可能である。かかる添加剤
には、例えば、帯電防止剤、摩擦又は表面接触面積を調
節するための粒状充填剤、脱泡剤、ここに包含される皮
膜組成物及び被覆される支持体の特性の内でも特に皮膜
組成物のｐＨを調節する為の緩衝液等が含まれる。その
他の添加剤も、もし所望であれば、使用することが可能
である。
【００１８】
【実施例】次に本発明を以下の例によって説明する。こ
れらの例は単に本発明を例証することを目的とするもの
であり、本発明を限定するものではない。例１ 以下の配合表に従って皮膜組成物を調製した。
【００１９】 ポリ（ビニルアルコール）1 ２．６５部 ベーマイトアルミナ2 ５．２８部 ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン3 ０．０８部 水 ９２．００部 注：1 Air Products and Chemicals社 2 Vista Chemical社 3 BYK Chemie USA No.24 メイヤーロッド(Meyer rod) を使用して防曇皮膜
をポリエステルフィルム(ICI) に塗布した。その皮膜を
約１５０℃で約２分間に亘りオーブン中で乾燥させた。例２ 以下の配合表に従って皮膜組成物を調製した。
【００２０】 ヒドロキシエチルセルロース ０．８５部 ベーマイトアルミナ １．７０部 ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン ０．０２５部 シリコーングリコール1 ０．０２５部 水 ９７．３５部 注：1 PPG Industries社 No.24 メイヤーロッドを使用して防曇皮膜をポリエステ
ルフィルム(ICI) に塗布した。その皮膜を約１５０℃で
約２分間に亘りオーブン中で乾燥させた。
【００２１】上述したように、ここに説明した物質及び
方法に対して本発明の趣旨又は範囲から逸脱することな
く様々な変更及び修正を為すことは当業者により容易で
あるので、本発明は上の例又はそれに関連する詳細な説
明に限定されるものではいささかもない。また、ここに
引用された出版物及び特許文献はその全てをここに参照
として引用するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セン ヤン アメリカ合衆国 ロードアイランド 02886 ウォリック シンディ・レーン 92 (72)発明者 カン スン アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02163 ノース・アトルボロ ジョン・レ ザ・ドライヴ 170

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒドロキシル基含有ポリマーと；アルミ
    ニウム含有架橋剤と；ヒドロキシル基、シロキサン基又
    はこれらの基の混合を含有する界面活性剤と；よりなる
    防曇皮膜。
  2. 【請求項２】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーは、上
    記皮膜中の固体総重量に基いて約１０〜８０重量％の量
    で該皮膜中に存在することを特徴とする請求項１記載の
    防曇皮膜。
  3. 【請求項３】 上記アルミニウム含有架橋剤は、上記皮
    膜中の固体総重量に基いて約２０〜９０重量％の量で該
    皮膜中に存在することを特徴とする請求項１記載の防曇
    皮膜。
  4. 【請求項４】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーは、ポ
    リ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニル酢酸）、セルロ
    ースエーテル及びそれらの混合物よりなる群から選択さ
    れることを特徴とする請求項１記載の防曇皮膜。
  5. 【請求項５】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーはホモ
    ポリマーであることを特徴とする請求項４記載の防曇皮
    膜。
  6. 【請求項６】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーはコポ
    リマーであることを特徴とする請求項４記載の防曇皮
    膜。
  7. 【請求項７】 上記アルミニウム含有架橋剤は、酸化ア
    ルミニウム、水酸化アルミニウム、ベーマイトアルミ
    ナ、アルミナ水和物、偽ベーマイト、アルミニウム塩及
    びそれらの混合物よりなる群から選択されることを特徴
    とする請求項１記載の防曇皮膜。
  8. 【請求項８】 上記界面活性剤が、ノンオキシノール、
    シリコーングリコール、ポリ（オキシ−１，２−エタン
    −ジイル）−アルファ（ノンフェニル）オメガ−ヒドロ
    キシ、エトキシ化アセチレンジオール、グリセリルモノ
    オリエート、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン
    及びそれらの混合物よりなる群から選択されることを特
    徴とする請求項１記載の防曇皮膜。
  9. 【請求項９】 皮膜中の固体総重量に基いて約１０〜８
    ０重量％の量で該皮膜中に存在し、ポリ（ビニルアルコ
    ール）、ポリ（ビニル酢酸）、セルロースエーテル及び
    それらの混合物よりなる群から選択されるヒドロキシル
    基含有ポリマーと、 該皮膜中の固体総重量に基いて約２０〜９０重量％の量
    で該皮膜中に存在し、１ミクロン以下の平均分散粒子径
    を有し、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ベー
    マイトアルミナ、アルミナ水和物、アルミニウム塩及び
    それらの混合物よりなる群から選択されるアルミニウム
    含有架橋剤と、 ヒドロキシル基、シロキサン基、又はこれらの基の混合
    を含有する界面活性剤とよりなる防曇皮膜。
  10. 【請求項１０】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーは、
    上記皮膜中の固体総重量に基いて約２０〜６０重量％の
    量で該皮膜中に存在し、 上記アルミニウム含有架橋剤は、該皮膜中の固体総重量
    に基いて約４０〜８０重量％の量で該皮膜中に存在する
    ことを特徴とする請求項９記載の防曇皮膜。
  11. 【請求項１１】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーはホ
    モポリマーであることを特徴とする請求項９記載の防曇
    皮膜。
  12. 【請求項１２】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーはコ
    ポリマーであることを特徴とする請求項９記載の防曇皮
    膜。
  13. 【請求項１３】 上記界面活性剤は、ノンオキシノー
    ル、シリコーングリコール、ポリ（オキシ−１，２−エ
    タン−ジイル）−アルファ（ノンフェニル）オメガ−ヒ
    ドロキシ、エトキシ化アセチレンジオール、グリセリル
    モノオリエート、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキ
    サン及びそれらの混合物よりなる群から選択されること
    を特徴とする請求項９記載の防曇皮膜。
  14. 【請求項１４】 （ａ）ガラス性又はプラスチック性物
    質の基材と、 （ｂ）該基材の表面の少なくとも一部に存在し、 ヒドロキシル基含有ポリマーと、 アルミニウム含有架橋剤と、 ヒドロキシル基、シロキサン基、又はこれらの基の混合
    を含有する界面活性剤とを含む防曇皮膜とからなり、 該皮膜が約１〜１０ｇ／ｍ2の皮膜重量、約５％以下の
    煙霧値、及び約３０分以上のＴfog 値を有することを特
    徴とする防曇表面を有するガラス性又はプラスチック性
    物質。
  15. 【請求項１５】 上記防曇皮膜は、 該皮膜中の固体総重量に基いて約１０〜８０重量％の量
    で該皮膜中に存在するヒドロキシル基含有ポリマーと、 該皮膜中の固体総重量に基いて約２０〜９０重量％の量
    で該皮膜中に存在するアルミニウム含有架橋剤とを含む
    ことを特徴とする請求項１４記載のガラス性又はプラス
    チック性物質。
  16. 【請求項１６】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーは、
    ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニル酢酸）、セル
    ロースエーテル及びそれらの混合物よりなる群から選択
    され、 上記アルミニウム含有架橋剤は、酸化アルミニウム、水
    酸化アルミニウム、ベーマイトアルミナ、アルミナ水和
    物、偽ベーマイト、アルミニウム塩及びそれらの混合物
    よりなる群から選択され、 上記界面活性剤は、ノンオキシノール、シリコーングリ
    コール、ポリ（オキシ−１，２−エタン−ジイル）−ア
    ルファ（ノンフェニル）オメガ−ヒドロキシ、エトキシ
    化アセチレンジオール、グリセリルモノオリエート、ポ
    リエーテル変性ジメチルポリシロキサン及びそれらの混
    合物よりなる群から選択されることを特徴とする請求項
    １５記載のガラス性又はプラスチック性物質。
  17. 【請求項１７】 上記防曇皮膜は、 該皮膜中の固体総重量に基いて約２０〜６０重量％の量
    で該皮膜中に存在するヒドロキシル基含有ポリマーと、 該皮膜中の固体総重量に基いて約４０〜８０重量％の量
    で該皮膜中に存在するアルミニウム含有架橋剤とを含む
    ことを特徴とする請求項１４記載のガラス性又はプラス
    チック性物質。
  18. 【請求項１８】 上記ヒドロキシル基含有ポリマーは、
    ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニル酢酸）、セル
    ロースエーテル及びそれらの混合物よりなる群から選択
    され、 上記アルミニウム含有架橋剤は、酸化アルミニウム、水
    酸化アルミニウム、ベーマイトアルミナ、アルミナ水和
    物、偽ベーマイト、アルミニウム塩及びそれらの混合物
    よりなる群から選択され、 上記界面活性剤は、ノンオキシノール、シリコーングリ
    コール、ポリ（オキシ−１，２−エタン−ジイル）−ア
    ルファ（ノンフェニル）オメガ−ヒドロキシ、エトキシ
    化アセチレンジオール、グリセリルモノオリエート、ポ
    リエーテル変性ジメチルポリシロキサン及びそれらの混
    合物よりなる群から選択されることを特徴とする請求項
    １７記載のガラス性又はプラスチック性物質。
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