(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
基体と、該基体上に配置される吸水性樹脂層と、該吸水性樹脂層上に配置される、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物とシリ力粒子とを含むオーバーコート層とを有し、
前記オーバーコート層の膜厚が、20〜350nmであり、
前記オーバーコート層が、前記アルコキシシラン化合物及び前記シリ力粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜65質量部及び前記シリ力粒子10〜35質量部を含むオーバーコート組成物から形成され、
JIS K7129にしたがい測定される前記オーバーコート層の水蒸気透過率が75.0〜99.8%である、防曇性物品。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。更に組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【0010】
[防曇性物品]
防曇性物品は、基体と、該基体上に配置される吸水性樹脂層と、該吸水性樹脂層上に配置される、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物とシリカ粒子とを含むオーバーコート層とを有し、前記オーバーコート層の膜厚が、20〜350nmであり、前記オーバーコート層が、前記アルコキシシラン化合物及び前記シリカ粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜45質量部及び前記シリカ粒子10〜55質量部を含むオーバーコート組成物から形成される、防曇性物品である。
【0011】
(基体)
基体としては、特に限定されず、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、及びこれらの組み合わせ(例えば、複合材料、積層材料等)が挙げられる。中でも、ガラス、プラスチック及びこれらの組合せからなる群から選択される光透過性の基体が好ましい。基体の形状は、特に限定されず、平板状、全面又は一部に曲率を有している形状等が挙げられる。基体の厚さは、特に限定されず、防曇性物品の用途により適宜選択することができる。基体の厚さは、1〜10mmであるのが好ましい。
【0012】
(吸水性樹脂層)
吸水性樹脂層は、基体上に配置される樹脂組成物の硬化物である。防曇性物品が吸水性樹脂層を有することにより、防曇性を発現するための十分な吸水力が付与される。なお、吸水性樹脂層は、基体上の少なくとも一部の領域に配置されればよく、基体の少なくとも1つの主面の総面積に対して75%以上の面積率で配置されることが好ましく、基体の少なくとも1つの主面の全面に配置されることが特に好ましい。
【0013】
吸水性樹脂層は、水溶性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物であれば特に限定されない。吸水性樹脂層は、該層を形成可能な従来公知の架橋性樹脂、例えば、国際公開第2007/052710号に記載された架橋樹脂等を用いて形成できる。ここで、水溶性樹脂における水溶性とは、室温(25℃)で、水(イオン交換水)90質量部に対して、樹脂10質量部を混合したときの溶解率(以下、「水溶率」ともいう。)が20%以上であることを意味する。また、非水溶性樹脂とは、水溶率が20%未満の樹脂であることを意味する。
【0014】
吸水性樹脂層は、具体的には、水溶性樹脂及び硬化触媒を含む吸水性樹脂層形成用組成物(以下、「アンダーコート組成物」ともいう。)から形成される。以下に、アンダーコート組成物に含まれる成分について説明する。なお、本明細書において、水溶性樹脂及び後述する非水溶性樹脂等の吸水性樹脂層を形成する硬化性樹脂をまとめて、「樹脂成分」という場合がある。
【0015】
<水溶性樹脂>
水溶性樹脂は、水溶性樹脂の硬化物が吸水性を有する限り特に限定されない。水溶性樹脂としては、その硬化物が吸水性を有する従来公知の水溶性樹脂、例えば、国際公開第2007/052710号に記載された架橋性成分が挙げられる。水溶性樹脂の水溶率は、50%以上であるのが好ましく、90%以上であるのがより好ましく、98%以上であるのが特に好ましい。
【0016】
水溶性樹脂は、後述する硬化触媒の存在下で、それぞれ単独で、又は、後述する非水溶性樹脂と、硬化反応しうる官能基(以下、「硬化性基」ともいう)を1以上有するものであれば特に限定されない。水溶性樹脂は、モノマーであってもよく、樹脂成分の少なくとも一部が反応したオリゴマーまたはポリマーであってもよい。硬化性基としては、特に限定されないが、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロ基、チオール基、スルフィド基、水酸基、カルボキシ基、酸無水物基等が挙げられる。硬化性基は、カルボキシ基、エポキシ基及び水酸基が好ましく、エポキシ基がより好ましい。硬化性基の数は、目的等に応じて適宜選択することができる。水溶性樹脂は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0017】
水溶性樹脂が硬化性基を有するモノマーまたはオリゴマーである場合は、1分子中に含まれる硬化性基の数は2以上が好ましく、2〜10がより好ましく、3〜7が特に好ましい。また、硬化性基を1つ有する水溶性樹脂の1種以上と、硬化性基を2以上有する水溶性樹脂とを組み合わせて用いてもよい。この場合、水溶性樹脂の組合せについて1分子当たりの平均の硬化性基の数が1.5以上となるようにするのが好ましい。
【0018】
水溶性樹脂は、硬化性基としてエポキシ基を有する水溶性のエポキシ樹脂が好ましい。水溶性のエポキシ樹脂は、1分子中に1以上のエポキシ基を有する樹脂であれば特に限定されず、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、芳香族エポキシ樹脂等が挙げられる。脂肪族エポキシ樹脂は、エポキシ基及びグリシドキシ基の少なくとも1つが、脂肪族基(アルキル基、アルキレンオキシ基、アルキレン基等)に結合しているエポキシ樹脂である。芳香族エポキシ樹脂は、エポキシ基及びグリシドキシ基の少なくとも1つが、芳香族基(フェニル基、フェニレン基等)に結合しているエポキシ樹脂である。脂環式エポキシ樹脂は、分子内に脂環式基(シクロヘキシル基等)を有し、かつ、脂環を形成する炭素−炭素結合によって形成されるエポキシ基を少なくとも一つ有するエポキシ樹脂である。水溶性樹脂は、脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。水溶性樹脂が、脂肪族エポキシ樹脂であると、より水溶率が高く、得られる吸水性樹脂層の防曇性がより高い傾向にある。
【0019】
脂肪族エポキシ樹脂は、グリシジル基を有する化合物であることが好ましく、グリシジルエーテル化合物であるのがより好ましい。グリシジルエーテル化合物は、アルコール化合物をグリシジルエーテル化することで得られる。グリシジルエーテル化合物は、2官能以上のアルコール化合物のグリシジルエーテル化合物が好ましく、3官能以上のアルコール化合物のグリシジルエーテル化合物がより好ましい。アルコール化合物は、直鎖または分岐鎖の脂肪族アルコール、脂環式アルコール、糖アルコール等のいずれであってもよい。また、アルコール化合物に含まれる連続する炭素鎖の少なくとも一部が酸素原子等で中断されていてもよく、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、フェニル基等の芳香族基などの置換基を更に有していてもよい。
【0020】
水溶性エポキシ樹脂の具体例としては、フェノキシポリ(エチレンオキシ)グリシジルエーテル、ラウリルオキシポリ(エチレンオキシ)グリシジルエーテル等の単官能のエポキシ樹脂;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等の多官能のエポキシ樹脂などが挙げられる。なお、上記具体例において、「ポリ」とは平均して1を超えることを意味し、2を超えることが好ましい。
これらの水溶性エポキシ樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0021】
水溶性のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されないが、100〜1,000であることが好ましく、130〜250であるのが好ましい。エポキシ当量が100〜1,000であると吸水性樹脂層の防曇性がより向上する傾向がある。エポキシ当量は、エポキシ樹脂の重量平均分子量を1分子あたりの平均エポキシ基の数で除することにより求めることができる。
【0022】
水溶性のエポキシ樹脂が、オリゴマー又はポリマーである場合、その分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量で200〜50,000であることが好ましく、300〜10,000がより好ましく、500〜5,000が特に好ましい。重量平均分子量が200〜50,000であると吸水性樹脂層の防曇性がより向上する傾向がある。本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による、ポリスチレン換算分子量である。
【0023】
水溶性のエポキシ樹脂の市販品として、例えば、脂肪族ポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−1610等)、グリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−313等)、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−512、EX−521等)、ソルビトールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−614B等)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−810、EX−811等)、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−850、EX−851等)、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−821、EX−830、EX−832、EX−841、EX−861)、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−920等)、フェノキシ(エチレンオキシ)
5グリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−145)、ラウリルオキシ(エチレンオキシ)
15グリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−171)等が挙げられる。上記において(エチレンオキシ)の後ろの数字はエチレンオキシ基の繰り返し数を示す。
【0024】
<非水溶性樹脂>
アンダーコート組成物は、水溶性樹脂に加えて、非水溶性樹脂を含んでいてもよい。アンダーコート組成物が非水溶性樹脂を含有することで、吸水性樹脂層の膨張率を低下させることができ、吸湿時の吸水性樹脂層の過度の膨張が抑制される。これにより、耐水性に優れた吸水性樹脂層が得られる。
【0025】
非水溶性樹脂の種類は、水溶性樹脂と同様に、硬化性基を1つ以上有していれば、特に限定されず、モノマー、オリゴマーまたはポリマーのいずれであってもよい。硬化性基は、好ましいものも含み、水溶性樹脂において前記したとおりである。硬化性基の数は、目的等に応じて適宜選択することができる。非水溶性樹脂は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0026】
非水溶性樹脂は、水溶性樹脂と同様に、硬化性基を有するモノマーまたはオリゴマーであってもよい。また、硬化性基を1つ有する非水溶性樹脂の1種以上と、硬化性基を2以上有する非水溶性樹脂とを組み合わせて用いてもよい。この場合、非水溶性樹脂の組合せについて1分子当たりの平均の硬化性基の数が1.5以上となるようにするのが好ましい。
【0027】
非水溶性樹脂は、非水溶性のエポキシ樹脂が好ましく、脂肪族エポキシ樹脂及び芳香族エポキシ樹脂がより好ましく、芳香族エポキシ樹脂がさらに好ましく、多官能の芳香族エポキシ樹脂が特に好ましい。非水溶性樹脂が、芳香族エポキシ樹脂であると、水溶率が低く、芳香環の存在により、吸水性樹脂層の膨張率がより低下する傾向がある。よって、アンダーコート組成物が、非水溶性樹脂として芳香族エポキシ樹脂を含有する場合、吸水性樹脂層とオーバーコート層や基体との密着性により優れる。また、非水溶性樹脂が、多官能の芳香族エポキシ樹脂であると、より反応性が向上するため、形成される吸水性樹脂層のオーバーコート層や基体との密着性がより向上する傾向がある。
【0028】
非水溶性のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されず、100〜1,000が好ましく、130〜500がより好ましい。エポキシ当量が100〜1,000であれば吸水性樹脂層とオーバーコート層や基体との密着性がより向上する傾向がある。非水溶性のエポキシ樹脂が、オリゴマー又はポリマーである場合、その分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量で300〜50,000であることが好ましく、500〜10,000がより好ましく、800〜5,000が特に好ましい。重量平均分子量が300〜50,000であれば吸水性樹脂層とオーバーコート層や基体との密着性が良い傾向である。
【0029】
非水溶性の芳香族エポキシ樹脂として具体的には、単官能の芳香族エポキシ樹脂として、フェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−141等)、p−t−ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−145等)が挙げられ、多官能の芳香族エポキシ樹脂として、レゾルシノールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−201等)、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(アデカ社製EP4100等)が挙げられる。
【0030】
非水溶性の脂肪族エポキシ樹脂として、例えば、アリルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−111等)、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−121等)、ソルビトールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−622等)、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−931(プロピレンオキシド単位約11モル)等)、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−211等)、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−212等)、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−252等)、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製デナコールEX−411等)が挙げられる。
【0031】
なお、前記したエポキシ樹脂以外の水溶性樹脂及び非水溶性樹脂の硬化物として、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体等の複合体等のデンプン系樹脂;セルロース−アクリロニトリルグラフト重合体、カルボキシメチルセルロースの架橋体等のセルロース系樹脂;ポリビニルアルコール架橋重合体等のポリビニルアルコール系樹脂;ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、ポリアクリル酸エステル架橋体等のアクリル系樹脂;ポリエチレングリコール・ジアクリレート架橋重合体、ポリアルキレンオキシド−ポリカルボン酸架橋体等のポリエーテル系樹脂;ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応物である架橋ポリウレタン等を挙げることができる。
【0032】
エポキシ樹脂以外の水溶性樹脂や非水溶性樹脂を含むアンダーコート組成物の硬化物が吸水性樹脂層を形成する場合、例えば、上記硬化物の原料硬化性樹脂や硬化触媒を含有するアンダーコート組成物が用いられる。
【0033】
アンダーコート組成物が非水溶性樹脂を含む場合、非水溶性樹脂の含有量は、目的に応じて適宜選択することができる。その場合、水溶性樹脂の含有量は、特に限定されないが、水溶性樹脂及び非水溶性樹脂の合計100質量部に対して、10〜95質量部であるのが好ましく、30〜95質量部であるのがより好ましく、50〜90質量部であるのが特に好ましい。水溶性樹脂及び非水溶性樹脂の合計100質量部に対して、水溶性樹脂が10質量部以上であれば、吸水性樹脂層の防曇性がより向上する傾向があり、95質量部以下であれば、形成される吸水性樹脂層のオーバーコート層や基体との密着性がより向上する傾向がある。
【0034】
アンダーコート組成物における樹脂成分の含有量は、固形分換算含有量として、組成物中の95〜40質量%が好ましく、90〜60質量%がより好ましい。なお、本発明において、成分の固形分換算含有量とは、水等の揮発性成分を除いた残渣の質量をいう。
【0035】
<硬化触媒>
硬化触媒は、樹脂成分を硬化させるものであれば特に限定されず、樹脂の種類等に応じて適宜選択することができる。硬化触媒は、特に限定されないが、アルミニウム化合物、過塩素酸塩、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール類、ジメチルベンジルアミン類、ホスフィン類、イミダゾール類等が挙げられる。樹脂成分がエポキシ樹脂である場合、硬化触媒は、アルミニウム化合物及び過塩素酸塩が好ましく、アルミニウム化合物がより好ましい。硬化触媒がアルミニウム化合物の場合、硬化反応進行速度が速く、また膜の硬度も高まる傾向がある。
【0036】
アルミニウム化合物は、特に限定されないが、アルミニウムブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムsec−ブトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシド;トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)、アルミニウムヘキサフルオロアセチルアセトナート、アルミニウムトリフルオロアセチルアセトナート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト)アルミニウム(III)等のアルミニウム錯体が挙げられ、アルミニウム錯体が好ましい。
【0037】
過塩素酸塩は、特に限定されないが、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸アンモニウム等が挙げられ、過塩素酸アンモニウムが好ましい。
硬化触媒は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0038】
硬化触媒の含有量は、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましく、0.2〜3.5質量部が特に好ましい。硬化触媒の含有量が樹脂成分100質量部に対して、0.1質量部以上であれば、吸水性樹脂層が十分に硬化され、30質量部以下であれば、硬化触媒の吸水性樹脂層からの析出が抑えられる傾向がある。
【0039】
樹脂成分、硬化触媒は、それぞれ単独で含まれていてもよく、硬化触媒の存在下で予め重合された、樹脂成分の事前重合物の形態で含まれていてもよい。樹脂成分は、水溶性樹脂のみであってもよいし、水溶性樹脂と非水溶性樹脂との組み合わせであってもよい。
【0040】
樹脂成分の事前重合物の製造方法は、特に限定されないが、樹脂成分、硬化触媒及び場合により溶剤を混合して、反応させることにより得ることができる。溶剤としては、後述の溶剤が挙げられ、アルコールが好ましい。
【0041】
樹脂成分及び硬化触媒の量は、前記したアンダーコート組成物における各成分の含有量を満足するような量が挙げられる。また、溶剤の量は、特に限定されないが、アンダーコート組成物における後述する溶剤の含有量となる量が挙げられる。
【0042】
反応温度は、樹脂成分が反応して、事前重合物が得られる温度であれば特に限定されないが、10〜100℃が好ましく、70〜100℃がより好ましい。反応時間は、反応温度により応じて適宜設定できるが、1〜240分間が好ましく、5〜180分間がより好ましい。反応時間が、1分間以上であると、硬化が促進され吸水性樹脂層内の未反応物が減少する傾向があり、240分間以下であると、樹脂の変色が抑制される傾向がある。
【0043】
<アルコキシシラン化合物>
アンダーコート組成物は、アルコキシシラン化合物を含んでいてもよい。アンダーコート組成物が、アルコキシシラン化合物を含有することにより、形成される吸水性樹脂層と基体との密着性を向上させることができる。アルコキシシラン化合物は、好ましいものを含め、後述のオーバーコート組成物におけるアルコキシシラン化合物と同様とできる。また、アルコキシシラン化合物は、少なくとも一部の分子同士が加水分解縮合している部分加水分解縮合物であってもよい。アンダーコート組成物がアルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物である場合、形成される吸水性樹脂層と基体との密着性がより向上する傾向がある。
【0044】
アンダーコート組成物における、アルコキシシラン化合物の含有量は、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、5〜40質量部が好ましく、8〜30質量部がより好ましい。アルコキシシラン化合物の含有量が、樹脂成分100質量部に対して、5質量部以上であれば、形成される吸水性樹脂層と基体との密着性がより向上する傾向があり、40質量部以下であれば、吸水性樹脂層の防曇性能がより向上する傾向がある。アンダーコート組成物がアルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物を含有する場合、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物の含有量は、該部分加水分解縮合物を得るのに用いた原料アルコキシシラン化合物の量を該部分加水分解縮合物の量として用いて算出される。
【0045】
<溶剤>
アンダーコート組成物は、溶剤を含有してもよい。アンダーコート組成物が、溶剤を含有することで、塗布作業性が向上する傾向がある。溶剤は、樹脂成分や硬化触媒等の成分の溶解性が良好であり、かつこれらの成分に対する反応性が低い溶剤であれば特に限定されない。溶剤は、アルコール(メタノール、エタノール、2−プロパノール等)、エステル(酢酸エステル(酢酸ブチル)等)、エーテル(ジエチレングリコールジメチルエーテル等)、ケトン(メチルエチルケトン等)、水(イオン交換水等)等が挙げられ、エステル及びアルコールが好ましく、アルコールがより好ましい。溶剤は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。なお、樹脂成分、硬化触媒及びアルコキシシラン化合物の少なくとも1つは、それぞれ単独又は2以上の組合せと溶剤との混合物として使用される場合がある。この場合には、該混合物中に含まれる溶剤をアンダーコート組成物における溶剤としてもよく、さらに他の溶剤を加えてアンダーコート組成物としてもよい。
【0046】
溶剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.1〜500質量部が好ましく、1〜300質量部がより好ましい。溶剤の含有量が樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.1質量部以上であれば含有成分の硬化反応の急激な進行を抑制できる傾向にあり、500質量部以下であれば、含有成分の硬化反応が適度に進行する傾向がある。
【0047】
<更なる成分>
アンダーコート組成物は、本発明の効果を奏する範囲内で更なる成分を含有することができる。このような成分として、硬化剤、フィラー、レべリング剤、界面活性剤、UV吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤等が挙げられる。
【0048】
<硬化剤>
アンダーコート組成物は、硬化剤を含有してもよい。硬化剤は、樹脂成分と反応してアンダーコート組成物の硬化に寄与する化合物である。硬化剤は、樹脂成分の硬化性基と反応しうる官能基(以下、「反応性基」ともいう。)を2以上有し、樹脂成分と反応する化合物であれば特に制限されない。反応性基は、樹脂成分の硬化性基の種類等に応じて、適宜選択することができる。反応性基としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロプロピル基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアナト基、水酸基、カルボキシ基、酸無水物基等が挙げられる。例えば、硬化性基がカルボキシ基の場合、反応性基は、エポキシ基、アミノ基等が好ましく、エポキシ基等が特に好ましい。硬化性基が水酸基の場合、反応性基は、エポキシ基、イソシアナト基等が好ましい。硬化性基がエポキシ基の場合、反応性基は、カルボキシ基、アミノ基、酸無水物基、水酸基等が好ましい。
【0049】
硬化剤1分子が有する反応性基の数は、平均で1.5以上であることが好ましく、2〜8がより好ましい。反応性基の数が1.5以上である場合、防曇性と耐摩耗性とのバランスに優れた吸水性樹脂層を得ることができる。
【0050】
硬化剤としては、例えば、ポリアミン系化合物、ポリカルボン酸系化合物(ポリカルボン酸無水物を含む)、ポリオール系化合物、ポリイソシアネート系化合物、ポリエポキシ系化合物、ジシアンジアミド類、有機酸ジヒドラジド類等が挙げられる。樹脂成分がエポキシ樹脂である場合、硬化剤は、ポリアミン系化合物、ポリオール系化合物、ポリカルボン酸無水物等が挙げられ、ポリオール系化合物、ポリカルボン酸無水物が好ましい。樹脂成分がカルボキシ基を有する樹脂である場合、硬化剤は、ポリエポキシ系化合物、ポリイソシアネート系化合物が好ましい。
硬化剤は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0051】
硬化剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、0.1〜30質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。硬化剤の含有量が樹脂成分100質量部に対して、0.1質量部以上であれば、硬化が十分進行し未反応物が吸水性樹脂層から析出することを防ぐことができ、30質量部以下であれば、過剰な硬化剤が吸水性樹脂層から析出することを防ぐことができる。なお、ポリアミン系化合物、ジシアンジアミド類、有機酸ジヒドラジド類等のアミン系硬化剤の含有量は、樹脂成分100質量部に対して、0.5質量部以下が好ましく、実質的に含有しないのがより好ましい。アミン系硬化剤の含有量が、樹脂成分100質量部に対して、0.5質量部以下である場合、黄変が非常に低減された吸水性樹脂層を得ることができる。
【0052】
<フィラー>
アンダーコート組成物は、フィラーを含有してもよい。アンダーコート組成物がフィラーを含有する場合、吸水性樹脂層の機械的強度、耐熱性を高めることができ、樹脂成分の硬化収縮を低減できる傾向がある。フィラーは、無機フィラー及び有機フィラーが挙げられ、無機フィラーが好ましい。無機フィラーは、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ITO(酸化インジウムスズ)等が挙げられ、シリカ又はITOが好ましい。フィラーがシリカである場合、吸水性樹脂層に吸水性が付与される傾向がある。また、ITOは赤外線吸収性を有するため、吸水性樹脂層に熱線吸収性が付与され、熱線吸収による防曇効果も期待できる。
【0053】
フィラーの平均粒子径は0.01〜0.3μmが好ましく、0.1〜0.1μmがより好ましい。樹脂成分がエポキシ樹脂である場合、フィラーの含有量は、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して1〜20質量部が好ましく、1〜10質量がより好ましい。フィラーの含有量が、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して1質量部以上である場合、樹脂の硬化収縮の低減効果が向上する傾向があり、20質量部以下である場合、吸水性樹脂層に吸水するための空間が十分に確保でき、防曇性が向上する傾向がある。本明細書において、平均粒子径は、レーザー回折散乱粒度分布装置を用いて測定した場合の体積基準のメジアン径である。
【0054】
<レべリング剤>
アンダーコート組成物は、レベリング剤を含有してもよい。アンダーコート組成物がレベリング剤を含有する場合、基体上に付与されるアンダーコート組成物の厚さが均一になる傾向があるため、防曇性物品の透視歪みが抑えられる傾向がある。レベリング剤としては、シリコーン系レベリング剤、フッ素系レベリング剤等が挙げられ、シリコーン系レベリング剤が好ましい。シリコーン系レベリング剤としては、アミノ変性シリコーン、カルボニル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アルコキシ変性シリコーン等が挙げられる。
【0055】
レベリング剤の含有量は、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.02〜1質量部が好ましく、0.02〜0.5質量部がより好ましく、0.02〜0.3質量部が特に好ましい。レべリング剤の含有量が、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.02質量部以上の場合、後述するアンダーコート組成物層の厚さがより均一になる傾向があり、1質量部以下の場合、吸水性樹脂層の白濁の発生が抑えられる傾向がある。
【0056】
<界面活性剤>
アンダーコート組成物は、界面活性剤を含有してもよい。アンダーコート組成物が界面活性剤を含有する場合、基体上に付与されるアンダーコート組成物の厚さが均一になる傾向があるため、防曇性物品の透視歪みが抑えられる傾向がある。界面活性剤は、特に限定されず、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤が挙げられる。界面活性剤がエチレンオキシ鎖、プロピレンオキシ鎖等のアルキレンオキシ鎖を有する界面活性剤である場合、アンダーコート組成物に親水性を付与でき、防曇性物品の防曇性がより向上する傾向があるため好ましい。
【0057】
界面活性剤の含有量は、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.02〜1質量部が好ましく、0.02〜0.5質量部がより好ましく、0.02〜0.3質量部が特に好ましい。界面活性剤の含有量が、樹脂成分及び硬化触媒の合計100質量部に対して、0.02質量部以上の場合、後述するアンダーコート組成物層の厚さがより均一になる傾向があり、1質量部以下の場合、吸水性樹脂層の白濁の発生が抑えられる傾向がある。
【0058】
<膜厚>
吸水性樹脂層の厚みは、5〜50μmが好ましく、10〜30μmがより好ましい。吸水性樹脂層の厚みが5μm以上であると、求められる防曇性を十分に発現する傾向があり、50μm以下であると、基体との耐剥がれ性が十分に発揮される傾向がある。
【0059】
(オーバーコート層)
オーバーコート層は、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物とシリカ粒子とを含み、膜厚が20〜350nmであり、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜45質量部及び前記シリカ粒子10〜55質量部を含むオーバーコート組成物から形成される。オーバーコート層は、高い水蒸気透過率を有するため、オーバーコート層に付着するする水蒸気を吸水性樹脂層に移動させやすく、また耐摩耗性を高くできる。よって、防曇性物品がオーバーコート層を有することにより、優れた防曇性と耐摩耗性の両立が可能となる。
【0060】
<アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物>
アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物は、後述するアルコキシシラン化合物の2分子以上が加水分解により縮合したものである。アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物は、アルコキシシラン1種単独の加水分解縮合物であっても、2種以上のアルコキシシランの加水分解縮合物であってもよい。また、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物は、後述するシリカ粒子のシラノール基と加水分解縮合していてもよい。
【0061】
アルコキシシラン化合物は、1分子中にケイ素原子に結合する1〜4のアルコキシ基を有する化合物である。
【0062】
アルコキシシラン化合物として、下記一般式(I)で表される化合物が挙げられる。
【0063】
(R
1O)
pSiR
2(4−p) (I)
式(I)中、R
1は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキル基を示し、R
2は、それぞれ独立して置換基を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基を示し、pは1〜4の数を示す。R
1又はR
2が複数存在する場合、それらは互いに同一であっても、異なっていてもよい。
【0064】
R
1は、炭素数1〜4のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基が挙げられ、メチル基、エチル基が好ましい。R
2における、炭素数1〜10のアルキル基は、直鎖又は分岐状であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基、デシル基等が挙げられる。R
2は、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。R
2における、置換基は、特に限定されないが、エポキシ基、グリシドキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、イソシアナト基、ヒドロキシ基、アミノ基、フェニルアミノ基、アルキルアミノ基、アミノアルキルアミノ基、ウレイド基、メルカプト基、酸無水物基等が挙げられる。樹脂成分がエポキシ樹脂である場合、置換基として、イソシアナト基、酸無水物基、エポキシ基、グリシドキシ基が好ましい。なお、R
2における、「炭素数1〜10のアルキル基」は、置換基を除いたアルキル基部分の炭素数が1〜10であることを意味する。
【0065】
pは、1〜3が好ましく、3がより好ましい。pが3以下である場合、pが4である化合物(すなわち、テトラアルコキシシラン)に比べて、得られる防曇性物品の耐摩耗性が向上する傾向がある。
【0066】
アルコキシシラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の1分子中にケイ素原子に結合する4つのアルコキシ基を有するテトラアルコキシシラン化合物;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の1分子中にケイ素原子に結合する2または3のアルコキシ基を有するアルコキシシラン化合物が挙げられる。これらのうちでも1分子中にケイ素原子に結合する3つのアルコキシ基を有するアルコキシシラン化合物が好ましく、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランがより好ましい。
【0067】
<シリカ粒子>
シリカ粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、10〜100nmが好ましく、10〜50nmがより好ましく、10〜30nmが特に好ましい。シリカ粒子の平均粒子径が10nm以上である場合、吸水性樹脂層に水を保持できる隙間が十分に確保されやすくなり、防曇性が向上する傾向がある。また、シリカ粒子の平均粒子径が100nm以下であれば、光の波長よりも十分に短いため、曇価をより低減させることができる。
【0068】
シリカ粒子として、IPA−ST、IPA−STL、IPA−STZL(いずれも、日産化学工業社製の2−プロパノール分散シリカゾル)等が含有するシリカ粒子が挙げられる。シリカ粒子は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
【0069】
<オーバーコート組成物>
オーバーコート層は、アルコキシシラン化合物とシリカ粒子を含むオーバーコート組成物から形成される。オーバーコート組成物の調製に用いるシリカ粒子はコロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカとしては、IPA−ST、IPA−STL、IPA−STZL等の2−プロパノール等の有機溶剤に分散したオルガノシリカゾルが好ましい。オーバーコート組成物の調製に際して、シリカ粒子はオルガノシリカゾルの形態でオーバーコート組成物が含有する、アルコキシシラン化合物を含むその他の成分と混合されることが好ましい。
【0070】
オーバーコート組成物中のアルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の量は、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜45質量部及び前記シリカ粒子10〜55質量部含むのが好ましく、前記アルコキシシラン化合物90〜55質量部及び前記シリカ粒子10〜45質量部含むのが好ましく、前記アルコキシシラン化合物85〜65質量部及び前記シリカ粒子15〜35質量部含むのがより好ましい。アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記シリカ粒子の含有量が55質量部超であると、水蒸気透過率が減少し、オーバーコート層の表面に付着する水蒸気が効率よく吸水性樹脂層に到達できなくなると考えられるため、実用上の防曇性を有する防曇性物品が得られない。また、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記シリカ粒子の含有量の含有量が10質量部未満であると、実用上の耐摩耗性を有する防曇性物品が得られない。
【0071】
<水、酸触媒、溶剤>
オーバーコート組成物は、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物が得られる条件において、水、酸触媒及び溶剤を含んでいてもよい。
【0072】
オーバーコート組成物は、水を含んでいてもよい。オーバーコート組成物が水を含有することにより、加水分解縮合反応が進行する。水の量は、アルコキシシラン化合物100質量部に対して、4〜20質量部が好ましく、7〜16質量部がより好ましい。
【0073】
オーバーコート組成物は、酸触媒を含んでいてもよい。オーバーコート組成物が、酸触媒を含有することにより、加水分解縮合の反応速度を調整することが可能となる。酸触媒として、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。酸触媒の量は、アルコキシシラン化合物100質量部に対して、0.1〜5.0質量部が好ましく、0.2〜3.5質量部がより好ましい。
【0074】
オーバーコート組成物は、溶剤を含んでいてもよい。溶剤は、好ましいものも含み、前記したアンダーコート組成物の溶剤と同様とできる。溶剤の量は、アルコキシシラン化合物100質量部に対して、1〜200質量部が好ましく、5〜180質量部がより好ましく、5〜50質量部が特に好ましい
【0075】
<更なる成分>
オーバーコート組成物は、本発明の効果を奏する範囲内で、さらなる成分を含んでいてもよい。このような成分として、界面活性剤、水溶性樹脂、非水溶性樹脂、UV吸収剤が挙げられる。なお、オーバーコート層は、前記した水溶性樹脂及び非水溶性樹脂を、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、それぞれ10質量部以下の割合で含んでもよい。オーバーコート層が水溶性樹脂及び非水溶性樹脂を含む場合、その含有量はアルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、それぞれ1質量部以下が好ましく、それぞれ実質的に含まないのが特に好ましい。
【0076】
<膜厚>
オーバーコート層の膜厚は、20〜350nmであり、30〜300nmが好ましく、50〜300nmがより好ましい。オーバーコート層の膜厚が、20nm未満である場合、防曇性物品の耐摩耗性が劣り、350nm超である場合、防曇性物品の防曇性が劣る。
【0077】
<水蒸気透過率>
オーバーコート層の水蒸気透過率は、特に限定されないが、75〜99.8%が好ましく、80〜99.8%がより好ましく、85〜99.8%が特に好ましい。水蒸気透過率が75%以上である場合、オーバーコート層の表面に付着する水蒸気が吸水性樹脂層に到達しやすくなるため、防曇性物品の防曇性が向上する傾向がある。水蒸気透過率が99.8%以下である場合、防曇性物品において防曇性と耐摩耗性との両立が可能である。水蒸気透過率は、JIS K7129により求められる。
【0078】
<耐摩耗性>
防曇性物品の耐摩耗性は、JIS R3212(車内側)に準拠して、防曇性物品のオーバーコート層の表面に摩耗輪を接触させ、4.90Nの荷重をかけて1000回転させる摩耗試験を行った前後で曇価(ヘイズ値)を測定しその変化(ヘイズ値変化)ΔH(%)を求めることにより調べることができる。曇価変化が小さいほど、耐摩耗性が高い。曇価変化は、15%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、5%以下が特に好ましい。曇価変化が15%超であると、実用上の耐摩耗性が発現できない。なお、曇価は、ヘイズメーターを用いて測定することができる。
【0079】
[更なる防曇性物品]
本発明は、更なる防曇性物品にも関する。更なる防曇性物品は、基体と、該基体上に配置される吸水性樹脂層と、該吸水性樹脂層上に配置されるオーバーコート層とを備える防曇性物品であって、JIS K7129にしたがい測定される前記オーバーコート層の水蒸気透過率が75.0〜99.8%であり、JIS R3212にしたがい前記オーバーコート層の表面に対して荷重4.9N、1,000回転の摩耗試験を行った前後の防曇性物品のヘイズ値変化が15%以下である、防曇性物品である。
【0080】
更なる防曇性物品において、基体、吸水性樹脂層及びオーバーコート層は、更なる防曇性物品において前記した水蒸気透過率及びヘイズ値変化の範囲を満足する限り特に限定されず、好ましいものも含め、防曇性物品において前記したものとそれぞれ同様にできる。また、更なる防曇性物品における水蒸気透過率及びヘイズ値変化の好ましい範囲は、防曇性物品において前記したとおりである。更なる防曇性物品の製造方法は、特に限定されないが、後述する防曇性物品の製造方法が挙げられる。
【0081】
[防曇性物品の製造方法]
防曇性物品は、基体上に、吸水性樹脂層を形成することと、該吸水性樹脂層上に、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜45質量部及び前記シリカ粒子10〜55質量部を含むオーバーコート組成物を付与してオーバーコート組成物層を形成することと、前記オーバーコート組成物層を加熱処理してオーバーコート層を形成することとを含む製造方法により得られる。
【0082】
(吸水性樹脂層の製造方法)
吸水性樹脂層は、基体上に、水溶性樹脂を含む組成物を付与することと、付与した水溶性樹脂を含む組成物を硬化させて吸水性樹脂層を形成することとを含む製造方法により得られる。水溶性樹脂を含む組成物は、その硬化物が吸水性を有する組成物であれば、特に限定されないが、前記したアンダーコート組成物であることが好ましい。
【0083】
水溶性樹脂を含む組成物の付与方法は、特に限定されない。付与方法としては、スピンコート、ディップコート、スプレーコート、フローコート、ダイコート等が挙げられ、スピンコートが好ましい。水溶性樹脂を含む組成物は、基体上の少なくとも一部の表面に付与され、基体の少なくとも1つの主面の全面に付与されるのが好ましい。付与される水溶性樹脂を含む組成物の厚みは、所望の吸水性樹脂層が得られる厚みとなる厚みであれば特に限定されない。
【0084】
基体上に付与される水溶性樹脂を含む組成物の付与量は、前記した吸水性樹脂層の厚みとなる量が好ましい。付与量は、具体的には、固形分として1.6〜1,600g/m
2とすることが好ましく、8.0〜800g/m
2とすることがより好ましい。
【0085】
水溶性樹脂を含む組成物の硬化は、例えば、熱処理により行う。熱処理は、所定温度に設定した電気炉やガス炉や赤外加熱炉などの任意の加熱手段により行なうことができる。熱処理温度は、70〜300℃が好ましく、80〜280℃がより好ましく、100〜250℃が特に好ましい。熱処理温度が70℃以上であると、焼成不足による密着力低下が生じず、300℃以下であると、樹脂の酸化等による変色が抑制される傾向がある。熱処理時間は、熱処理温度により異なるが、1〜180分間の間での熱処理が好ましく、より好ましくは5〜120分間であり、特に好ましくは10〜60分間である。熱処理時間が、1分間以上であると、焼成不足による密着力低下が生じず、180分間以下であると、変色が抑制される傾向がある。
【0086】
(オーバーコート層の製造方法)
オーバーコート層は、基体上に積層された吸水性樹脂層上に、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、前記アルコキシシラン化合物90〜45質量部及び前記シリカ粒子10〜55質量部を含むオーバーコート組成物を付与して、オーバーコート組成物層を形成することと、前記オーバーコート組成物層を加熱処理してオーバーコート層を形成することとを含む製造方法により得られる。オーバーコート層を加熱処理することにより、アルコキシシラン化合物が加水分解縮合し、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物が得られる。なお、アルコキシシラン化合物は加水分解縮合の際に、その加水分解物の少なくとも1部が、場合により、シリカ粒子に存在するシラノール基と重縮合することによりシリカ粒子と結合する。
【0087】
オーバーコート組成物は、好ましいものを含み、前記したとおりである。オーバーコート組成物の付与方法は、好ましいものも含み、吸水性樹脂層の製造方法で前記した方法が挙げられる。オーバーコート組成物は、基体上に形成された吸水性樹脂層の少なくとも一部の表面に付与され、基体上に形成された吸水性樹脂層の表面の全面に付与されるのが好ましい。
【0088】
オーバーコート組成物層の厚みは、好ましいものも含み、前記したオーバーコート層の厚みとなるような厚みが挙げられる。なお、オーバーコート組成物層の厚みは、熱処理後のオーバーコート層の厚みに応じて調整することができる。オーバーコート組成物の付与量は、上記オーバーコート組成物層の厚みが得られる量であり、具体的には、固形分として1.6〜1,600g/m
2とすることが好ましく、8.0〜800g/m
2とすることがより好ましい。
【0089】
オーバーコート組成物層の加熱処理は、所定温度に設定した電気炉やガス炉や赤外加熱炉などの任意の加熱手段により行なうことができる。加熱処理温度は、特に限定されないが、80〜300℃が好ましく、80〜200℃がより好ましい。加熱処理温度が80℃以上であると、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応が進行し、防曇性物品の耐摩耗性がより向上する傾向があり、300℃以下であると、防曇性物品において変色の生成が抑制される傾向がある。加熱処理時間は、加熱処理温度により応じて適宜設定できるが、1〜180分間が好ましく、5〜120分間がより好ましい。加熱処理時間が、1分間以上であると、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応が進行し、耐摩耗性がより向上する傾向があり、180分間以下であると、変色の生成が抑制される傾向がある。
【0090】
[防曇性物品の用途]
防曇性物品の用途は、輸送機器(自動車、鉄道、船舶、飛行機等)用窓ガラス、冷蔵ショーケース、洗面化粧台用鏡、浴室用鏡、光学機器等が挙げられる。特に、従来の防曇性物品を自動車のドア用窓ガラスのような頻繁に昇降動作がなされる箇所に使用する場合、耐摩耗性が大きく不足しているものがあることを本発明者らは発見した。本発明の防曇性物品を自動車ドア用窓ガラスに用いる場合、ガラスランラバーとの度重なる摩擦にも耐えうる、優れた耐摩耗性を有する。
【実施例】
【0091】
以下、本発明の実施例を挙げてさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下に説明する例1〜19が実施例であり、例20〜25が比較例である。
【0092】
実施例、比較例に用いた化合物の略号と物性について以下にまとめた。
(1)エポキシ樹脂
EX1610:デナコールEX−1610(商品名、ナガセケムテックス社製、脂肪族ポリグリシジルエーテル、重量平均分子量(Mw):1130、平均エポキシ基数:6.6個/分子、水溶率:100%)
EP4100:アデカレジンEP4100(商品名、アデカ社製、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、重量平均分子量(Mw):320、平均エポキシ基数:約2個/分子、水溶率=不溶(「不溶」とは水溶率が20%未満であることを指す。))
(2)硬化触媒
Al(acac)
3:トリス(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム(III)(関東化学社製)
(3)アルコキシシラン化合物
GPTMS:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(JNC社製:サイラエース501)
TEOS:テトラエトキシシラン(東京化成工業社製)
(4)シリカ粒子
IPA−ST:(日産化学工業社製:SiO
2粒子;30質量%、粒子径:10〜20nm)
IPA−STL:(日産化学工業社製:SiO
2粒子;30質量%、粒子径:40〜50nm)
IPA−STZL:(日産化学工業社製:SiO
2粒子;30質量%、粒子径:70〜100nm)
(5)溶剤
ソルミックスAP−1:(日本アルコール販売社製、エタノール:2−プロパノール:メタノール=85.5:13.4:1.1(質量比)の混合溶媒)
【0093】
各例における防曇性物品の評価は以下のように行った。なお、以下の評価における「防曇膜表面」は、例20以外の各例においてはオーバーコート層表面であり、例20においては吸水性樹脂層表面である。
[膜厚の測定]
防曇性物品の断面像を走査型電子顕微鏡(日立製作所製、S4300)で撮影し、吸水性樹脂層及びオーバーコート層の膜厚を測定した。
【0094】
[防曇性の評価]
20℃、相対湿度50%の環境下に1時間放置した防曇性物品の防曇膜表面を、35℃の温水浴上に翳し(距離8.5cm)、目視で曇りが認められるまでの防曇時間(秒)を測定した。通常の、防曇加工を行っていないソーダライムガラスは1〜2秒で曇りを生じた。求められる防曇性は用途により異なる。本実施例では、実用上40秒以上の防曇性が好ましく、80秒以上がより好ましく、100秒以上が特に好ましいものとする。
[曇価の測定]
JIS K7361の規格に則り、防曇性物品の曇価(%)(後述の表2中においては「Haze」で示す。)をヘイズメーター(ヘイズガードプラス、ガードナー社製)を用いて測定した。
[耐摩耗性の評価]
JIS R3212(車内側)に準拠して行った。Taber社5130型摩耗試験機で、摩耗輪CS−10Fを用いた。防曇性物品の防曇膜表面に摩耗輪を接触させ、4.90Nの荷重をかけて1,000回転する摩耗試験を行った後、上記と同様にして曇価(%)を測定した。摩耗試験後の曇価から摩耗試験前の曇価を引いて、曇価変化ΔH(%)を求め、耐摩耗性を評価した。
[水蒸気透過率]
JIS K7129の規格に則り、オーバーコート層の水蒸気透過率を透湿度測定装置PERMATRAN−W(MOCON社製)を用いて測定した。測定は、カプトンフィルム(TYPE:100H 25μm)上に以下の各例で作製したのと同様のオーバーコート層を形成したオーバーコート膜付カプトンフィルムを試験片として行った。水蒸気透過率(%)は、(オーバーコート膜付カプトンフィルムの水蒸気透過度)/(カプトンフィルムの水蒸気透過度)×100により求めた。
【0095】
<1>アンダーコート組成物の調製
[ゾルゲル加水分解組成物]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の36.7g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの39.3g、0.1mol/L硝酸(純正化学社製)の24.0gを入れ、25℃にて1時間撹拌して、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物であるゾルゲル加水分解組成物(A)を得た。
[硬化触媒希釈液]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、Al(acac)
3の3.0g、メタノール(純正化学;特級)の97.0gを入れ、25℃にて10分間撹拌して、硬化触媒希釈液(B)を得た。
[アンダーコート組成物]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の10.1g、EX1610の31.1g、EP4100の7.8g、ゾルゲル加水分解組成物(A)の11.0g、硬化触媒希釈液(B)の40.0gを入れ、25℃にて30分間撹拌して、アンダーコート組成物(C)を得た。
【0096】
<2>オーバーコート組成物の調製
[製造例A1]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の18.3g、テトラエトキシシランの38.8g、IPA−STの16.0g、0.1mol/L硝酸の26.8gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D1)を得た。
【0097】
[製造例A2]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の26.4g、テトラエトキシシランの27.7g、IPA−STの26.7g、0.1mol/L硝酸の19.2gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D2)を得た。
【0098】
[製造例A3]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の34.5g、テトラエトキシシランの16.6g、IPA−STの37.7g、0.1mol/L硝酸の11.5gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D3)を得た。
【0099】
[製造例A4]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の13.1g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの44.0g、IPA−STの16.0g、0.1mol/L硝酸の26.8gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D4)を得た。
【0100】
[製造例A5]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の22.7g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの31.5g、IPA−STの26.7g、0.1mol/L硝酸の19.2gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D5)を得た。
【0101】
[製造例A6]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の32.3g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの18.9g、IPA−STの37.3g、0.1mol/L硝酸の11.5gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D6)を得た。
【0102】
[製造例A7]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の22.7g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの31.5g、IPA−STLの26.7g、0.1mol/L硝酸の19.2gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D7)を得た。
【0103】
[製造例A8]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の22.7g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの31.5g、IPA−STZLの26.7g、0.1mol/L硝酸の19.2gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D8)を得た。
【0104】
[製造例A9]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の37.1g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの12.6g、IPA−STの42.7g、0.1mol/L硝酸の7.7gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D9)を得た。
【0105】
[製造例A10]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の6.2g、テトラエトキシシランの55.5g、0.1mol/L硝酸の38.3gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D10)を得た。
【0106】
[製造例A11]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の49.4g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの31.5g、0.1mol/L硝酸の19.2gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D11)を得た。
【0107】
[製造例A12]
撹拌機、温度計がセットされたガラス容器に、ソルミックスAP−1の41.9g、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの6.3g、IPA−STの48.0g、0.1mol/L硝酸の3.8gを入れ、25℃にて60分間撹拌して、オーバーコート組成物(D12)を得た。
【0108】
<3>防曇性物品の製造および評価
上記製造例で得られた各組成物を用いて、以下のように各種基体に吸水性樹脂層及びオーバーコート層の2層からなる防曇膜を形成し、上記の評価方法により評価を行った。
【0109】
[例1]
基体として、酸化セリウムで表面を研磨洗浄し、乾燥した清浄なソーダライムガラス基板(水接触角3°、100mm×100mm×厚さ3.5mm)を用い、該ガラス基板の表面に、アンダーコート組成物(C)をスピンコート(ミカサ社製、50rpm、30秒)によって塗布して、180℃の電気炉で30分間保持し、吸水性樹脂層を形成した。次いで、形成した吸水性樹脂層表面に、オーバーコート組成物(D1)をスピンコート(ミカサ社製、50rpm、30秒)によって塗布して、180℃の電気炉で10分間保持して、オーバーコート層を形成し、2層からなる防曇膜を有する防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0110】
[例2]
オーバーコート組成物(D2)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0111】
[例3]
オーバーコート組成物(D3)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0112】
[例4]
オーバーコート組成物(D4)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0113】
[例5]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例4と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0114】
[例6]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例4と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0115】
[例7]
オーバーコート組成物(D5)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0116】
[例8]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例7と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0117】
[例9]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例7と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0118】
[例10]
オーバーコート組成物(D6)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0119】
[例11]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例10と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0120】
[例12]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例10と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0121】
[例13]
オーバーコート組成物(D7)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0122】
[例14]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例13と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0123】
[例15]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例13と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0124】
[例16]
オーバーコート組成物(D8)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0125】
[例17]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例16と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0126】
[例18]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例16と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0127】
[例19]
オーバーコート組成物(D9)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0128】
[例20]
基体として、酸化セリウムで表面を研磨洗浄し、乾燥した清浄なソーダライムガラス基板(水接触角3°、100mm×100mm×厚さ3.5mm)を用い、該ガラス基板の表面に、アンダーコート組成物(C)をスピンコート(ミカサ社製、50rpm、30秒)によって塗布して、180℃の電気炉で30分間保持し、吸水樹性脂層を形成し、吸水性樹脂層の1層からなる防曇膜を有する防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0129】
[例21]
オーバーコート組成物(D10)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0130】
[例22]
オーバーコート組成物(D11)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0131】
[例23]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例7と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0132】
[例24]
オーバーコート層の膜厚を変更した以外は例7と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0133】
[例25]
オーバーコート組成物(D12)に変更した以外は例1と同様にして防曇性物品を得た。得られた防曇性物品について評価を行った。
【0134】
上記各例に用いたオーバーコート組成物の種類、オーバーコート組成物におけるアルコキシシラン化合物とシリカ粒子の合計100質量部に対するアルコキシシラン化合物の質量部、シリカ粒子の質量部(表1中、「オーバーコート組成物固形分組成」と示す。)、および各層の膜厚を表1に示す。なお、表1中、シリカ粒子の種類は分散液の種類を記載しているが、質量部はシリカ粒子自体の質量部である。
また、各例で得られた防曇性物品の評価結果を表2にまとめる。
【0135】
【表1】
【0136】
【表2】
【0137】
表2中、例20の水蒸気透過率は、オーバーコート層を有しないことによる数値(100%)である。表2に示されるように、実施例である例1〜例20の防曇性物品は、防曇性と耐摩耗性の両方に優れることがわかる。一方、オーバーコート層を有さない例20、オーバーコート層がシリカ粒子を含まない例21及び例22、オーバーコート層の厚みが20nm未満である例23の防曇性物品は、耐摩耗性が十分ではなかった。オーバーコート層の厚みが350nmを超える例24の防曇性物品は、防曇性が十分ではなかった。オーバーコート組成物が、アルコキシシラン化合物及びシリカ粒子の合計100質量部に対して、シリカ粒子を55質量部超含むオーバーコート組成物から形成される例25の防曇性物品は、防曇性が十分ではなかった。