WO2013180106A1 - 防曇性シート - Google Patents

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WO2013180106A1
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coating composition
antifogging
benzotriazole
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正裕 原田
哲司 太田
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株式会社 きもと
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    • Y10T428/31938Polymer of monoethylenically unsaturated hydrocarbon

Definitions

  • the present invention is an antifogging property that maintains the antifogging property even when exposed to ultraviolet rays in a high-humidity environment or in a wet state of the coating film, while preventing the whitening of the coating film or the adhesion of the coating film from decreasing.
  • the sheet Regarding the sheet.
  • an antifogging coating composition comprising an organic polymer containing a surfactant having excellent water repellency.
  • the film made hydrophilic by the polyether polyol in the presence of the surfactant absorbs moisture and exhibits antifogging properties.
  • the hydrophilic film reaches the water absorption limit point or more, it is designed so that the wetness is adjusted by the contained surfactant to maintain transparency.
  • the surfactant is easily dissolved in water and flows out, the antifogging property is remarkably lowered.
  • Patent Document 1 a composition capable of forming an antifogging coating film insoluble in water while exhibiting antifogging property, an antifogging sheet (Patent Document 1) on which the composition is applied on a plastic, and a substrate, A first layer for developing water absorption and anti-fogging properties, and a layered structure in which a second layer for imparting water resistance is further laminated in order while maintaining anti-fogging properties.
  • Patent Document 2 an anti-fogging sheet that does not peel off the coating film even in a high humidity environment or in a wet state is proposed (Patent Document 2).
  • the anti-fogging sheet formed by laminating two layers of the above-described anti-fogging coating film is superior to the conventional anti-fogging sheet in terms of anti-fogging property and water resistance.
  • the coating film was whitened or the adhesiveness of the coating film was lowered.
  • Patent Document 2 describes that a benzophenone compound is added as an ultraviolet absorber to the first layer that exhibits antifogging properties in order to improve the weather resistance of the antifogging coating film. According to these studies, in this configuration, it is impossible to prevent whitening of the coating film of the second layer and deterioration of coating film adhesion between the first layer and the second layer. Further, when a benzophenone compound is added to the second layer instead of the first layer, a new problem that the antifogging property is impaired is caused.
  • the present invention does not whiten the coating film or deteriorate the adhesion of the coating film while maintaining the antifogging property even when exposed to ultraviolet rays in a high humidity environment or in a wet coating condition.
  • An object is to provide an antifogging sheet.
  • the present inventors have added a specific amount of a benzotriazole-based ultraviolet absorber having a relatively low molecular weight among the ultraviolet absorbers to the coating film of the second layer. It is possible to obtain an antifogging sheet that does not whiten the coating film or deteriorate the adhesion of the coating film while maintaining the antifogging property even when it is exposed to ultraviolet rays under the wet condition. I found out that I can do it.
  • the antifogging sheet of the present invention is formed by sequentially laminating a first layer and a second layer on a substrate, the first layer includes a water absorbent resin, and the second layer has a polyol and a molecular weight of 500 or less.
  • the content of the benzotriazole-based ultraviolet absorber in the second layer is 1.5 to 8% by weight.
  • a 1st layer can be comprised with the heat processing thing of the 1st coating composition containing a water absorbing resin.
  • a 2nd layer can be comprised with the heat-processing thing of the 2nd coating composition containing a polyol and a benzotriazole type ultraviolet absorber.
  • the antifogging sheet of the present invention preferably has a molecular weight of 350 or less of the benzotriazole ultraviolet absorber. Further, the content of the benzotriazole ultraviolet absorber is preferably 5% by weight or less.
  • the antifogging sheet of the present invention is preferably characterized in that the water absorbent resin contains at least one of polyvinyl alcohol and polyacrylic acids. More preferably, the water absorbent resin includes polyvinyl alcohol and polyacrylic acids.
  • At least one of the first coating composition and the second coating composition is selected from a metal alkoxide, a hydrolyzate of metal alkoxide, and a hydrolyzed polycondensate of metal alkoxide. And at least one compound.
  • the antifogging sheet of the present invention is preferably characterized in that at least one of the first coating composition and the second coating composition contains a curing agent.
  • a high humidity environment means an environment having a relative humidity of 70% or more.
  • the anti-fogging sheet in which the first layer and the second layer are sequentially laminated on the base material contains the specific ultraviolet absorber in the second layer.
  • Weather resistance can be imparted to the first layer and the second layer without hindering, especially in a high humidity environment where the antifogging sheet is exposed or under the wet condition of the coating film, which has a high UV protection function. Is granted.
  • benzotriazole-based UV absorber as the UV absorber used in the second layer, it can be contained in the second layer with high cross-linking strength with good compatibility. The second layer function of maintaining and imparting water resistance can be maintained.
  • Sex sheets can be provided.
  • the antifogging sheet of the present invention is formed by sequentially laminating a first layer and a second layer on a substrate.
  • the first layer can be composed of a heat-treated product of the first coating composition containing a water-absorbing resin
  • the second layer is a heat-treatment of the second coating composition containing a polyol and a benzotriazole-based ultraviolet absorber. It can consist of things.
  • the amount of the benzotriazole ultraviolet absorber used in the second coating composition is 1.5 to 8% by weight in terms of solid content.
  • the first coating composition constituting the first layer contains at least a water absorbent resin.
  • the water-absorbing resin is used to develop water absorption and anti-fogging properties for the first layer when the first coating composition is heat-treated to form a coating film.
  • water-absorbing resin examples include polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as “PVA”), polyacrylic acids, polyvinyl pyrrolidone, and the like. These resins are used alone or in admixture of two or more.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyacrylic acids examples include acrylic acids, polyvinyl pyrrolidone, and the like.
  • the water absorbent resin it is preferable to use at least one of PVA and polyacrylic acids as the water absorbent resin.
  • a mixture of PVA and polyacrylic acids is more preferably used as the water absorbent resin.
  • the ratio of polyacrylic acids to PVA is preferably 5/95 to 50/50 in terms of weight.
  • PVA may also be referred to as an incomplete saponification product (“partial saponification product”) having a saponification degree of 65 to 89 mol% [that is, the number of moles of hydroxyl group ⁇ 100 / (number of moles of acetyl group + number of moles of hydroxyl group)]. Is preferred). More preferably, incompletely saponified PVA having a saponification degree of 75 to 89 mol% is used. If the degree of saponification is too high or too low, water absorption and antifogging properties may not be expressed in a balanced manner.
  • the average degree of polymerization of PVA is not particularly limited, but is preferably 300 to 3500. If the degree of polymerization is too high or too low, water absorption and antifogging properties may not be expressed in a balanced manner.
  • polyacrylic acids examples include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylic acid methyl ester or ethyl ester, polymethacrylic acid methyl ester or ethyl ester, and the like.
  • the methyl ester or ethyl ester of polyacrylic acid and the methyl ester or ethyl ester of polymethacrylic acid each have a saponification degree of 10 to 30 mol% [that is, the number of moles of hydrolyzed ester groups ⁇ 100 / (hydrolyzed An incomplete saponified product of the number of moles of decomposed ester groups + the number of moles of unhydrolyzed ester groups)] is preferred.
  • the amount of the water-absorbent resin used in the first coating composition is preferably 20 to 99.5% by weight, more preferably 50 to 90% by weight in terms of solid content. By using the water-absorbing resin within this range, the balance of expression of water absorption and anti-fogging properties can be further achieved.
  • the amount of PVA used in the first coating composition is preferably 50 to 95% by weight in terms of solid content.
  • the amount of polyacrylic acid used in the first coating composition is preferably 5 to 50% by weight in terms of solid content.
  • the first coating composition includes at least one compound selected from metal alkoxide, hydrolyzate of metal alkoxide, and hydrolyzed polycondensate of metal alkoxide (hereinafter referred to as “metal alkoxide etc.”). Preferably).
  • the first coating composition preferably contains a metal alkoxide or the like
  • the hydrolyzate of the metal alkoxide undergoes a polycondensation reaction in the process of forming the first coating composition into a coating film
  • water absorption coexists therewith. It reacts with the functional resin to produce a composite polymer having an inorganic part derived from the metal alkoxide and an organic part having a hydrophilic group derived from the water absorbent resin.
  • the hydrophilic group of this composite polymer is effectively oriented, can absorb a large amount of moisture from the outside, and can be quickly absorbed.
  • it can be set as the film (1st layer) which is excellent in anti-fogging property and has the insolubility, abrasion resistance, and weather resistance required as an anti-fogging coating film.
  • the hydrolyzate of metal alkoxide and the hydrolyzed polycondensate of metal alkoxide are a so-called sol-gel reaction, and a solution obtained by subjecting a metal alkoxide to hydrolysis / polycondensation reaction in a solution. It refers to a hydrolyzate obtained by forming a sol in which fine particles of oxide or metal hydroxide are dissolved, and further proceeding the reaction to form a gel, followed by a hydrolysis polycondensate.
  • a low molecular weight polycondensate having a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of, for example, about several hundred to several tens of thousands by GPC method is used.
  • the metal alkoxide includes, for example, a compound represented by the following formula (I).
  • M is an atom selected from Si, Al, Ti, Zr, Ca, Fe, V, Sn, Li, Be, B, and P.
  • R is an alkyl group.
  • X is an alkyl group, an alkyl group having a functional group, or halogen.
  • a is the valence of M.
  • R1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (hereinafter referred to as a lower alkyl group).
  • alkoxysilane silicon alkoxide
  • examples of such alkoxysilane (silicon alkoxide) include tetramethoxysilane (or methyl silicate) of Si (OCH 3 ) 4 , tetraethoxysilane (or ethyl silicate) of Si (OC 2 H 5 ) 4 , and the like.
  • the amount of alkoxysilane used in the metal alkoxide is preferably 50 to 100% by weight.
  • Al (OR2) 3 a in the above formula (I) is 3, and such an alkoxide is represented by Al (OR2) 3 .
  • R2 is preferably a lower alkyl group.
  • Examples of such aluminum alkoxide include Al (OCH 3 ) 3 , Al (OC 2 H 5 ) 3 , Al (On-C 3 H 7 ) 3 , Al (O-iso-C 3 H 7 ) 3 , such as al (OC 4 H 9) 3 and the like. You may use the said aluminum alkoxide individually or in mixture of 2 or more types.
  • Such an aluminum alkoxide is usually used by mixing with the above alkoxysilane.
  • the amount of aluminum alkoxide used in the metal alkoxide is preferably in the range of 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of alkoxysilane.
  • M is Ti
  • a in the above formula (I) is 4, and such an alkoxide is represented by Ti (OR3) 4 .
  • R3 is preferably a lower alkyl group.
  • examples of such a titanium alkoxide include Ti (O—CH 3 ) 4 , Ti (O—C 2 H 5 ) 4 , Ti (On—C 3 H 7 ) 4 , Ti (O—iso—C 3 H). 7 ) 4 , Ti (O—C 4 H 9 ) 4 and the like.
  • the above titanium alkoxides may be used alone or in admixture of two or more. Such a titanium alkoxide is usually used by mixing with the above alkoxysilane.
  • titanium alkoxide By using titanium alkoxide, the UV resistance of the resulting antifogging coating film is improved, and the heat resistance of the substrate is also significantly improved.
  • the amount of titanium alkoxide used in the metal alkoxide is preferably in the range of 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane.
  • Zr (OR4) 4 When M is Zr, a in the above formula (I) is 4, and such an alkoxide is represented by Zr (OR4) 4 .
  • R4 is preferably a lower alkyl group.
  • zirconium alkoxide examples include Zr (OCH 3 ) 4 , Zr (OC 2 H 5 ) 4 , Zr (O-iso-C 3 H 7 ) 4 , Zr (Ot-C 4 H 9 ) 4 , Zr (On-C 4 H 9 ) 4 and the like.
  • the zirconium alkoxides may be used alone or in admixture of two or more. Such a zirconium alkoxide is usually used by mixing with the above alkoxysilane.
  • zirconium alkoxide By using zirconium alkoxide, the toughness and heat resistance of the resulting antifogging coating film are improved.
  • the amount of zirconium alkoxide used in the metal alkoxide is preferably in the range of 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of alkoxysilane.
  • alkoxides other than the above include Ca (OC 2 H 5 ) 2 , Fe (OC 2 H 5 ) 3 , V (O-iso-C 3 H 7 ) 4 , Sn (Ot—C 4 H 9 ) 4 , Li (OC 2 H 5 ), Be (OC 3 H 5 ) 2 , B (OC 2 H 5 ) 3 , P (OC 2 H 5 ) 2 , P (OCH 3 ) 3 and the like.
  • a compound in which X is a halogen such as Cl and Br. is there.
  • a compound in which X is a halogen is hydrolyzed in the same manner as an alkoxy group to generate an OH group and undergo a polycondensation reaction.
  • X may also be an alkyl group or an alkyl group having a functional group, and the alkyl group usually has 1 to 15 carbon atoms.
  • the functional group include a carboxyl group, a carbonyl group, an amino group, a vinyl group, and an epoxy group. Such a group is suitable for improving the antifogging property as described later.
  • Compounds of formula (I) having X include vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropylmethoxy Silane etc. are mentioned.
  • the amount of metal alkoxide or the like used in the first coating composition is preferably 0.5 to 50% by weight in terms of solid content.
  • the first coating composition used in the present invention preferably contains a silane coupling agent from the viewpoint of adhesion to the substrate.
  • the silane coupling agent contributes to the formation of a composite polymer having a three-dimensional structure having an organic part and an inorganic part in the same manner as a metal alkoxide and the like, thereby enhancing insolubility while maintaining absorbency.
  • silane coupling agent examples include vinyl silane, methacryl silane, amino silane, and epoxy silane. Among these, it is particularly preferable to use a silane coupling agent having an epoxy group.
  • a silane coupling agent having an epoxy group ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane which is also a metal alkoxide is preferable.
  • the amount of the silane coupling agent used in the first coating composition is preferably 0.2 to 10% by weight in terms of solid content.
  • the metal alkoxide or the like is contained in the first coating composition, it is preferable to further contain a catalyst.
  • the catalyst include acid catalysts.
  • the acid catalyst is used for hydrolysis reaction of metal alkoxide. Accordingly, the metal alkoxide is previously hydrolyzed to some extent and polycondensed into a polymer having an OH group (which may be a relatively low molecular weight oligomer).
  • mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid are used.
  • Mineral acid anhydrides eg, hydrogen chloride gas
  • organic acids and anhydrides thereof can be used.
  • organic acids and anhydrides include tartaric acid, phthalic acid, maleic acid, dodecyl succinic acid, hexahydrophthalic acid, methyl nadic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, dichlorosuccinic acid, chlorendic acid, anhydrous
  • examples thereof include phthalic acid, maleic anhydride, dodecyl succinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, dichlorosuccinic anhydride, and chlorendic anhydride.
  • an organic acid derived from the saponified portion of the polyacrylic acid ester acts as a catalyst for the hydrolysis / polycondensation reaction of the alkoxide, preferably alkoxide and ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane.
  • the first coating composition used in the present invention contains a water-absorbing resin (PVA, polyacrylic acid, etc.), preferably further contains a metal alkoxide, etc., and further contains a catalyst (a metal that can be contained in the specific compound).
  • a reaction solution containing a polycondensation reaction of an alkoxide hydrolyzate include the following four cases.
  • Metal alkoxide is used to prepare the reaction solution, and the hydrolysis reaction is generated after the reaction solution is prepared.
  • What is used to prepare the reaction solution is a hydrolyzate of a metal alkoxide that has already been subjected to a hydrolysis reaction treatment.
  • What is used for preparing the reaction solution is a low molecular weight polycondensate in which the hydrolyzate of metal alkoxide has already been partially polycondensed.
  • What is used to prepare the reaction solution is a metal alkoxide, a hydrolyzate thereof and a low molecular weight polycondensate of the hydrolyzate.
  • the first coating composition used in the present invention may further contain a curing agent.
  • a curing agent examples include an isocyanate curing agent, an epoxy curing agent, a carbodiimide curing agent, and a melamine curing agent.
  • the amount of the curing agent used in the first coating composition is preferably 0.5 to 20% by weight in terms of solid content.
  • the first coating composition may further contain hydrofluoric acid.
  • hydrofluoric acid When silicohydrofluoric acid is included in the first coating composition, the amount of silicohydrofluoric acid used in the first coating composition is preferably 0.2 to 10% by weight.
  • the first coating layer is usually used in the form of a coating solution to form the first layer.
  • the coating liquid can be prepared by dissolving or dispersing the above-described water-absorbing resin (and other metal alkoxides and the like as required) in an organic solvent.
  • the organic solvent that is preferably used include water-compatible solvents such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and N-methylpyrrolidone. More preferably, the organic solvent is used with water.
  • the amount of the organic solvent used in the first coating composition is preferably 0 to 60% by weight. The reason for including the case where the amount of the organic solvent used is 0 (zero) is that there may be a case where the form of the coating liquid can be obtained without using the organic solvent.
  • the main composition of the first coating composition is obtained by causing a sol-gel reaction in the presence of a water-absorbing resin, the OH group of the hydrolyzate of the metal alkoxide is deprotonated, and as a result,
  • the polycondensate obtained by the polycondensation reaction, the OH group of the polycondensate obtained by crosslinking the water-absorbent resin with the above-mentioned composite polymer, the hydrolyzate of metal alkoxide and the water-absorbent resin can be considered.
  • the second coating composition contains at least a polyol and a benzotriazole-based ultraviolet absorber.
  • the polyol is used for further imparting water resistance while maintaining the antifogging property developed in the first layer when the second coating composition is heat-treated to form a coating film.
  • the benzotriazole-based ultraviolet absorber maintains the antifogging property expressed in the first layer even when exposed to ultraviolet rays in a high-humidity environment or in a state where the coating film is wet. It is used to prevent the coating film of the layer from being whitened or the adhesiveness of the coating film from being lowered.
  • polystyrene resin examples include polyester, acrylic, partially acetalized polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyvinyl pyrrolidone. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
  • polyethylene glycol is preferably used from the viewpoint of maintaining antifogging properties.
  • the amount of polyol used in the second coating composition is preferably 10 to 80% by weight, more preferably 30 to 80% by weight in terms of solid content.
  • Available benzotriazole ultraviolet absorbers include, for example, EVERSORB (trade name) series 70-78, 80, 81, 109, etc., provided by Yongkou Chemical Industry Co., Ltd., Taiwan, provided by Sumika Chemtex Co., Ltd.
  • benzotriazole ultraviolet absorber having a molecular weight of 500 or less examples include 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 2- (5-tertiary-butyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, Examples include 2- (5-chloro-2-benzotriazolyl) -6-tertiary-butyl-p-cresol and 2- (2-hydroxy-5-tertiary-octylphenyl) benzotriazole.
  • Benzotriazole UV absorbers with a molecular weight of 500 or less have good compatibility with polyols and other compositions constituting the coating film, and the coating of the first layer and the second layer is whitened without impairing the antifogging property. Can be prevented. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
  • the amount of the benzotriazole ultraviolet absorber used in the second coating composition is 1.5 to 8% by weight, preferably 1.9 to 5% by weight, in terms of solid content.
  • an ultraviolet absorption function sufficient to prevent whitening of the coating film can be obtained.
  • it can prevent that anti-fogging property is impaired by making a usage fee into 5 weight%.
  • the second coating composition contains the same metal alkoxide as the first coating composition.
  • the amount of metal alkoxide used in the second coating composition is preferably 0.5 to 50% by weight in terms of solid content.
  • the second coating composition contains a metal alkoxide or the like
  • a catalyst similar to the first coating composition may be included. In this case, the amount used is the same as in the first coating composition.
  • the second coating composition preferably contains the same silane coupling agent as the first coating composition.
  • the amount of the silane coupling agent used in the second coating composition is the same as in the first coating composition.
  • the second coating composition preferably further contains a curing agent.
  • a curing agent examples include an isocyanate curing agent, an epoxy curing agent, a carbodiimide curing agent, and a melamine curing agent.
  • isocyanate curing agent examples include polyisocyanates obtained by polymerizing or copolymerizing isocyanate monomers, and can be used without particular limitation.
  • Isocyanate monomers include 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3- or 1,4-diisocyanate cyclohexane, m- or p-tetramethylxylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,12- Examples include dodecamethylene diisocyanate.
  • an isocyanate that becomes a one-component curing reaction that causes a crosslinking reaction when heated to a temperature higher than a certain temperature without reacting at room temperature.
  • a blocked isocyanate or the like using a method in which a catalyst or a functional group is blocked can be used.
  • the blocked isocyanate is the above-described polyisocyanate masked with a masking agent, does not react at room temperature at all and does not proceed with the curing reaction, and is active when heated above the temperature at which the masking agent dissociates. The group is regenerated to cause a sufficient crosslinking reaction.
  • Examples of the epoxy curing agent include ethylene glycol glycidyl ether, polyethylene glycol glycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, and sorbitol polyglycidyl ether.
  • Examples of the carbodiimide curing agent include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride.
  • Examples of the melamine curing agent include a fully alkyl etherified melamine resin, a methylol group type melamine resin, and an imino group type melamine resin partially having an imino group.
  • the amount of the curing agent used in the second coating composition is preferably 10 to 80% by weight, more preferably 30 to 60% by weight in terms of solid content.
  • the second coating composition contains silicofluoric acid as in the case of the first coating composition.
  • the amount of silicofluoric acid used in the second coating composition is the same as in the first coating composition.
  • the second coating composition is usually used in the form of a coating solution to form the second layer.
  • the coating liquid can be prepared by dissolving or dispersing the above-described polyol and benzotriazole-based ultraviolet absorber, and further, if necessary, a metal alkoxide and a curing agent in an organic solvent.
  • the organic solvent that is preferably used include water-compatible solvents such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, N-methylpyrrolidone, and diacetone alcohol.
  • the amount of the organic solvent used in the second coating composition is preferably 50 to 90% by weight.
  • the second layer formed on the first layer is a coating film in which polyol is crosslinked, the crosslinking density of the coating film is high. For this reason, water resistance can further be provided, maintaining the antifogging property expressed by the 1st layer. Specifically, even if the coating film (first layer and second layer) is rubbed with a dry cloth or finger in a high-humidity environment or in a state where the substrate is wet, the coating film does not peel off and is water resistant. Excellent in properties.
  • the second layer contains a specific amount of a benzotriazole-based ultraviolet absorber, the anti-fogging property expressed in the first layer can be obtained even when exposed to ultraviolet light in a high humidity environment or in a wet state of the coating film. While maintaining, it can prevent that the coating film of a 1st layer or a 2nd layer whitens, or the adhesiveness of a coating film falls.
  • the base material on which the first layer and the second layer are laminated mainly includes glass or plastic film.
  • glass for example, glass made of oxide glass such as silicate glass, phosphate glass, and borate glass can be used.
  • silicate glass such as silicate glass, alkali silicate glass, soda lime glass, potash lime glass, lead glass, barium glass, and borosilicate glass is preferably used as a plate glass.
  • plastic film for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, triacetyl cellulose, acrylic, polyvinyl chloride, norbornene compound and the like can be used.
  • a polyethylene terephthalate film that has been stretched, particularly biaxially stretched, is preferably used because of its excellent mechanical strength and dimensional stability.
  • a substrate that has been subjected to an easy adhesion treatment it is preferable to use a substrate that has been subjected to an easy adhesion treatment.
  • a base material that has been subjected to an easy adhesion treatment on the surface it is possible to improve the adhesion with the first layer or an adhesive layer described later, as compared with a substrate that is not subjected to this treatment.
  • the easy adhesion treatment include various surface treatments (for example, plasma treatment, corona treatment, chemical activation treatment, oxidation flame treatment, deep ultraviolet irradiation treatment, etc.), and formation of an undercoat easy adhesion layer.
  • the thickness of the substrate is preferably 12 to 188 ⁇ m.
  • binder component of the easy-to-undercoat adhesive layer examples include acrylic, polyester, silicone, urethane, styrene, cellulose, vinyl, epoxy, butyral, amino, and rubber.
  • polyesters are particularly preferably used from the viewpoints of adhesion to the substrate and the first layer and workability.
  • the thickness of the easy-to-undercoat adhesive layer is preferably 0.05 to 3 ⁇ m, more preferably 0.5 to 2 ⁇ m, from the viewpoints of adhesion to the substrate and the first layer and workability.
  • an adhesive layer may be formed on the surface opposite to the surface on which the first layer of the substrate is formed.
  • the pressure-sensitive adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer commonly used synthetic resin-based pressure-sensitive adhesives such as acrylic, silicone, urethane, and rubber are used, and acrylic pressure-sensitive adhesives are used from the viewpoint of handleability. preferable.
  • the adhesive polymer as the main component of the acrylic adhesive include 1 to 10 carbon atoms of alkyl groups such as 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate, isooctyl acrylate, butyl methacrylate, and propyl methacrylate.
  • various additives such as an ultraviolet absorber, an infrared absorber, a curing agent, a plasticizer, and a tackifier component are provided as long as the effects of the present invention are not impaired. Can be included.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the material of the base material. Specifically, the thickness is preferably 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably 5 to 30 ⁇ m. .
  • the antifogging sheet of the present invention is produced, for example, as follows. First, each component of the first coating composition is mixed to prepare a transparent first coating liquid (synonymous with the first coating composition in the present invention). Moreover, each component of a 2nd coating composition is mixed and a transparent 2nd coating liquid (it is synonymous with a 2nd coating composition in this invention) is prepared. Next, the first coating liquid is applied to at least one surface of the substrate, and this is preferably heat-dried at a temperature of 80 ° C. or higher, more preferably in the range of 80 to 150 ° C. (heat treatment). Thereby, a 1st layer is formed on a base material. If necessary, the coating liquid may be applied several times before heat treatment.
  • the second coating liquid is applied onto the first layer formed on the substrate, and this is preferably heat-dried at a temperature of 60 ° C. or higher, more preferably in the range of 60 to 150 ° C. (Heat treatment). Thereby, the second layer is formed on the first layer. If necessary, the coating liquid may be applied several times before heat treatment.
  • an adhesive layer coating solution prepared by dissolving or dispersing the material constituting the adhesive layer with an appropriate solvent is prepared.
  • the prepared adhesive layer coating solution is applied to the surface of the substrate opposite to the surface on which the first layer is to be formed, dried by a conventionally known coating method, and cured as necessary to form an adhesive layer. To do.
  • the total thickness of the first layer (T1) and the second layer (T2) is preferably 0.01 to 1.0 ⁇ m when used for an optical lens or the like. In the case of application to window glass or the like, 1.0 to 10.0 ⁇ m is preferable.
  • the total thickness (T1 + T2) of the first layer and the second layer can be appropriately adjusted by thickly applying each coating composition in the form of a coating liquid, or by applying it several times.
  • the antifogging article thus obtained gives antifogging and dew condensation prevention properties to the surface of the substrate.
  • the formed coating film (first layer + second layer) is insoluble in water and an organic solvent and has a high surface hardness.
  • the polycondensation reaction and the crosslinking reaction proceed to form a composite polymer having a three-dimensional structure.
  • the formed composite polymer has an inorganic portion and an organic portion. That is, since this polymer has an insoluble skeleton which is an inorganic part, the antifogging coating film formed by this polymer is insoluble in water and organic solvents and has a high surface hardness. Furthermore, since this polymer has a hydrophilic part derived from a water-absorbing resin (polyacrylic acid ester, PVA, etc.) which is an organic part, the coating film formed by this polymer has the hydrophilic part on its surface part.
  • the anti-fogging sheet is formed by forming only the first layer composed of the heat-treated product of the first coating composition on the substrate, the curing reaction / crosslinking reaction of the organic matter constituting the coating film Since it is still insufficient, when the paint film (first layer) is rubbed with a dry cloth or finger in a high-humidity environment or when the substrate is wet, the organic matter easily moves and the paint film peels off. Will end up.
  • the antifogging sheet of the present invention further comprises a second layer composed of the heat-treated product of the second coating composition on the first layer described above. Since the second layer has a high cross-linking density of the coating film, it is possible to further impart water resistance while maintaining the antifogging property developed in the first layer. Specifically, even if the coating film (first layer and second layer) is rubbed with a dry cloth or finger in a high-humidity environment or in a state where the substrate is wet, the coating film does not peel off and is water resistant. Excellent in properties.
  • the second layer contains a specific amount of a benzotriazole-based ultraviolet absorber, the anti-fogging property that is manifested in the first layer even when exposed to ultraviolet rays in a high-humidity environment or in a wet state of the coating film. While maintaining, it can prevent that the coating film of a 1st layer or a 2nd layer whitens, or the adhesiveness of a coating film falls.
  • the addition of a benzophenone-based UV absorber instead of a benzotriazole-based UV absorber to the second layer coating can suppress the above-described whitening of the coating film and a decrease in the adhesion of the coating film. It hinders cloudiness. This is because when the second layer is a coating film having a high crosslinking density, the addition of a benzophenone-based UV absorber to an extent that suppresses whitening of the coating film or a decrease in adhesion of the coating film results in the addition of the benzophenone-based UV absorber and the second layer. It is considered that the compatibility with the two-layer coating film is poor and the antifogging property expressed in the first layer is inhibited.
  • the benzotriazole-based UV absorber when a specific amount of a benzotriazole-based UV absorber is added to the second layer coating film that is directly irradiated with UV rays, the benzotriazole-based UV absorber has a good compatibility with the second layer coating film. Even if it is exposed to ultraviolet rays in a humid environment or in a state where the coating film is wet, the coating of the first layer or the second layer is whitened while maintaining the antifogging property expressed in the first layer. It can prevent that adhesiveness falls.
  • Example 1 ⁇ Metthyl silicate (MS-56: Mitsubishi Chemical Corporation) 5.0 parts ⁇ Silane coupling agent 0.3 parts (SH6040: Toray Dow Corning) -Partially saponified PVA (Kishida Chemical Co., Ltd.) 5.0 parts (100% solid content, saponification degree 87-89 mol%, average polymerization degree 3500) ⁇ Polyacrylic acid (AC-10H: Nippon Pure Chemicals Co., Ltd.) 5.0 parts (100% solids) ⁇ Methanol 40.0 parts ⁇ Water 44.5 parts
  • Benzotriazole ultraviolet absorber 1.1 parts (ADK STAB LA-32: ADEKA, chemical name: 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, molecular weight 225) ⁇ Methyl silicate (MS-56: Mitsubishi Chemical Corporation) 5.0 parts ⁇ Silane coupling agent 0.3 parts (SH6040: Toray Dow Corning) ⁇ Polyethylene glycol (Kishida Chemical Co., Ltd.) 30.0 parts ⁇ Isocyanate curing agent 20.0 parts (MF-K60X: Asahi Kasei Chemicals Corporation) ⁇ Diacetone alcohol 30.0 parts ⁇ t-Butanol 14.7 parts
  • 1.1 parts of usage-amount of the benzotriazole type ultraviolet absorber "Adekastab LA-32" of Example 1 is 1.95 weight% in conversion of solid content in a 2nd coating composition.
  • the prepared first coating composition was applied as a substrate to a 100 ⁇ m thick plastic film (Lumirror T60: Toray Industries, Inc.) with a dip coater at a speed of 50 mm / min. Thereafter, heating and drying (heating treatment) were performed at 150 ° C. for 10 minutes. As a result, a uniform, colorless and transparent first layer having a thickness of 3 ⁇ m was formed on the substrate.
  • a 100 ⁇ m thick plastic film Limirror T60: Toray Industries, Inc.
  • the second coating composition having the above composition was pulled up and applied at a speed of 30 mm / min with a dip coater. Thereafter, drying (heat treatment) was performed in a drying furnace at 100 to 120 ° C. for 15 minutes. As a result, a transparent second layer having a thickness of about 5 ⁇ m was formed on the first layer, and the antifogging sheet of this example was obtained.
  • Example 2 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “ADK STAB LA-32” in the second coating composition of Example 1 was 2.77 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 1. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 4.8 weight% in conversion of solid content.
  • Example 3 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “ADK STAB LA-32” in the second coating composition of Example 1 was 3.87 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 1. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 6.5 weight% in conversion of solid content.
  • Example 4 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “ADK STAB LA-32” in the second coating composition of Example 1 was 4.42 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 1. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 7.4 weight% in conversion of solid content.
  • Example 5 The benzotriazole ultraviolet absorber “Adekastab LA-32” of the second coating composition of Example 1 was changed to a benzotriazole ultraviolet absorber (Sumisorb 300: Sumika Chemtex Co., Ltd., chemical name: 2- (5-chloro-2- Benzotriazolyl) -6-tertiary-butyl-p-cresol, molecular weight 315) 1.1 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 1. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 1.95 weight% in conversion of solid content.
  • Example 6 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 300” in the second coating composition of Example 5 was 2.77 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 5. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 4.8 weight% in conversion of solid content.
  • Example 7 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 300” in the second coating composition of Example 5 was 3.87 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 5. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 6.5 weight% in conversion of solid content.
  • Example 8 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 300” in the second coating composition of Example 5 was 4.42 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 5. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 7.4 weight% in conversion of solid content.
  • Example 9 The benzotriazole ultraviolet absorber “Adekastab LA-32” of the second coating composition of Example 1 was changed to a benzotriazole ultraviolet absorber (Sumisorb 250: Sumika Chemtex Co., Ltd., chemical name: N- [3- (2H-benzo Triazol-2-yl) -2-hydroxy-5-methylbenzyl] -3,4,5,6-tetrahydrophthalimide, molecular weight 388) changed to 1.1 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 1. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 1.95 weight% in conversion of solid content.
  • Example 10 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 250” in the second coating composition of Example 9 was 2.77 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 9. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 4.8 weight% in conversion of solid content.
  • Example 11 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 250” in the second coating composition of Example 9 was 3.87 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 9. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 6.5 weight% in conversion of solid content.
  • Example 12 The amount of the benzotriazole ultraviolet absorber “Sumisorb 250” in the second coating composition of Example 9 was 4.42 parts. Otherwise, the antifogging sheet of this example was obtained under the same conditions as in Example 9. In addition, this usage-amount in a 2nd coating composition is 7.4 weight% in conversion of solid content.
  • the anti-fogging sheet subjected to the weather resistance promotion test was stored in a refrigerator (about 0 ° C.) for 5 minutes, and then left in an atmosphere of 23 ° C. and 55% RH.
  • the coating film surface of the anti-fogging sheet was “ ⁇ ” when no fogging occurred, “ ⁇ ” when slight fogging occurred, and “ ⁇ ” when fogging occurred. did.
  • the results of Table 1 are summarized as follows.
  • the first layer and the second layer are sequentially laminated on the base material, the first layer contains a water-absorbing resin, and the second layer is a polyol and a benzotriazole-based ultraviolet absorber.
  • the amount of the benzotriazole ultraviolet absorber used in the second layer is 1.9 to 5% by weight in terms of solid content.
  • the evaluation of the property was good without any fogging, and the evaluation of the whitening of the coating and the adhesion of the coating were also good. Further, the evaluation of antifogging properties tends to decrease as the amount of the benzotriazole ultraviolet absorber used increases. In Examples 9 to 12 using the benzotriazole ultraviolet absorber having a molecular weight of 350 or more, the amount used was 2 The antifogging property was maintained up to the weight percent, but the antifogging property was slightly lowered when the amount exceeded 4 wt%.
  • the antifogging sheet of Comparative Example 1 does not contain a benzotriazole ultraviolet absorber in the second layer, the antifogging evaluation is good without any fogging, but the whitening of the coating film and the adhesion of the coating film are good. Evaluation of was bad.
  • the antifogging sheet of Comparative Example 2 contained more than 8% by weight of the second layer benzotriazole-based UV absorber, the whitening of the coating and the evaluation of the adhesion of the coating were good. However, the evaluation of anti-fogging property was poor due to cloudiness.
  • the second layer contains not a benzotriazole ultraviolet absorber but a benzophenone ultraviolet absorber, and when the amount used is 1.95% by weight in terms of solid content (comparison) Example 3) Although the decrease in antifogging property was small, the whitening of the coating film and the evaluation of the adhesion of the coating film were poor.
  • the amount used was 4.8 wt% in terms of solid content and 6.5 wt% (Comparative Examples 4 and 5), the whitening of the coating and the evaluation of the adhesion of the coating were good, The evaluation of anti-fogging property was poor due to cloudiness.
  • the second layer contains a benzotriazole-based ultraviolet absorber having a molecular weight of 500 or more, and the whitening of the coating film and the evaluation of the adhesion of the coating film were good. Even when the amount was small, the evaluation of anti-fogging property was poor due to cloudiness.
  • the first layer and the second layer maintain the antifogging property even when exposed to ultraviolet rays in a high humidity environment or in a wet state of the coating film. It was confirmed that the coating film was not whitened or the adhesiveness of the coating film was not lowered.

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Abstract

高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、塗膜が白化したり、塗膜の白化による塗膜の接着性が低下することのない防曇性シートを提供する。本発明の防曇性シートは、基材上に第1層と第2層が順に積層されてなる。第1層は、吸水性樹脂を含む第1コーティング組成物の加熱処理物で構成されている。第2層は、ポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含む第2コーティング組成物の加熱処理物で構成されている。第2コーティング組成物中のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の使用量は、固形分換算で、1.5~8重量%である。

Description

防曇性シート
 本発明は、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、塗膜の白化や塗膜の接着性が低下することのない防曇性シートに関する。
 ガラス、プラスチックなどの基材が曇るのは、表面温度が露点以下に下がったときに空気中の水分が細かな水滴となって付着し、基材表面で光が乱反射するためである。従って、基材表面における水滴の生成を防止することにより、曇りを防ぐことができる。このような防曇方法においては、撥水性の優れた界面活性剤を含む、有機ポリマーからなる防曇性コーティング組成物が提案されている。この組成物においては、界面活性剤の存在下でポリエーテルポリオールによって親水性となった膜が水分を吸収して防曇性を発揮する。親水性となった膜が吸水限界点以上になった場合には、含有されている界面活性剤により、濡れが調整されて透明性を保つように設計されている。しかし、界面活性剤は水に溶けやすく、流出するため、防曇性が著しく低下してしまう。
 そこで近年、防曇性を発揮しつつ水に不溶性の防曇性塗膜が形成可能な組成物及び当該組成物をプラスチック上に塗布した防曇シート(特許文献1)や、基材上に、吸水性と防曇性を発現させるための第1層と、防曇性を維持しつつ、さらに耐水性を付与するための第2層が順に積層させてなる積層体構造とし、防曇性能はもとより、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下においても塗膜が剥がれることのない、耐水性にも優れる防曇性シートが提案されている(特許文献2)。
特開平11-61029号公報 特開2011-25692号公報
 上述した防曇性の塗膜を二層積層させてなる防曇性シートは、防曇性及び耐水性の点で従来の防曇性シートに比べ優れているが、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たると、塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下する不具合が生じた。
 特許文献2には、防曇性塗膜の耐候性を向上するために、防曇性を発現する第1層に紫外線吸収剤としてベンゾフェノン化合物を添加することが記載されているが、本発明者らの検討によれば、この構成では、第2層の塗膜の白化や、第1層と第2層との塗膜接着性の低下を防ぐことができない。また第1層ではなく第2層にベンゾフェノン化合物を添加した場合には、防曇性が損なわれるという新たな問題を生じた。
 そこで本発明は、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することのない防曇性シートを提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、第2層の塗膜に紫外線吸収剤の中でも比較的分子量の小さいベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を特定量添加することにより、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することのない防曇性シートを得ることができることを見出した。
 すなわち、本発明の防曇性シートは、基材上に第1層と第2層が順に積層されてなり、第1層は、吸水性樹脂を含み、第2層は、ポリオールと分子量500以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含み、第2層中の前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量は、1.5~8重量%である。
 第1層は、吸水性樹脂を含む第1コーティング組成物の加熱処理物で構成することができる。また第2層は、ポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含む第2コーティング組成物の加熱処理物で構成することができる。
 また、本発明の防曇性シートは、好ましくは前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の分子量が350以下である。またベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量は、好ましくは5重量%以下である。
 また、本発明の防曇性シートは、好ましくは吸水性樹脂が、ポリビニルアルコール及びポリアクリル酸類の少なくとも何れかを含むことを特徴とするものである。より好ましくは、吸水性樹脂は、ポリビニルアルコール及びポリアクリル酸類を含む。
 また、本発明の防曇性シートは、好ましくは第1コーティング組成物及び第2コーティング組成物の少なくとも何れかが、金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物及び金属アルコキシドの加水分解重縮合物から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とするものである。
 また、本発明の防曇性シートは、好ましくは第1コーティング組成物及び第2コーティング組成物の少なくとも何れかが、硬化剤を含むことを特徴とするものである。
 なお、本発明でいう「高湿度環境下」とは、相対湿度70%以上の環境下をいう。
 本発明によれば、基材上に第1層と第2層が順に積層された防曇性シートの、第2層に特定の紫外線吸収剤を含有させたことにより、第1層の特性を阻害することなく第1層と第2層に対し耐候性を付与することができ、特に防曇性シートが曝される高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において、高い紫外線防止機能が付与される。また第2層に用いる紫外性吸収剤として特定量のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いたことにより、架橋強度の高い第2層に対しても相溶性よく含有させることができ、防曇性の維持と耐水性の付与という第2層の機能を保つことができる。その結果、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下で紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することのない防曇性シートを提供することができる。
 本発明の防曇性シートは、基材上に第1層と第2層が順に積層されてなる。第1層は、吸水性樹脂を含む第1コーティング組成物の加熱処理物で構成することができ、第2層は、ポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含む第2コーティング組成物の加熱処理物で構成することができる。第2コーティング組成物中のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の使用量は、固形分換算で、1.5~8重量%である。
 第1層を構成する第1コーティング組成物は、少なくとも吸水性樹脂を含む。吸水性樹脂は、第1コーティング組成物を加熱処理し塗膜化した際に、第1層に対して吸水性と防曇性を発現させるために用いられる。
 吸水性樹脂としては、ポリビニルアルコール(以下「PVA」と略記することもある。)、ポリアクリル酸類、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。これらの樹脂は、単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
 本発明では、吸水性樹脂として、PVA及びポリアクリル酸類の少なくとも何れかを用いることが好ましい。特に、塗膜化した際に吸水性と防曇性に優れたものとする観点からは、吸水性樹脂として、より好ましくは、PVAとポリアクリル酸類を混合したものを用いる。吸水性樹脂として、PVAとポリアクリル酸類の混合物を用いる場合において、PVAに対するポリアクリル酸類の使用割合(ポリアクリル酸類/PVA)は、重量換算で、好ましくは5/95~50/50である。PVAに対するポリアクリル酸類の使用量が増えるにつれて防曇性が低下する傾向があり、少なくなるにつれて塗膜の耐水性が低下する傾向がある。
 PVAとしては、鹸化度が65~89モル%[即ち、水酸基のモル数×100/(アセチル基のモル数+水酸基のモル数)]の不完全鹸化物(「部分鹸化物」とも言うことがある。)が好ましい。さらに好ましくは、鹸化度75~89モル%の不完全鹸化PVAを用いる。鹸化度が高すぎたり低すぎる場合、吸水性と防曇性がバランスよく発現されないこともあり得る。
 PVAの平均重合度は、特に限定されないが、好ましくは300~3500である。重合度が高すぎたり低すぎる場合、吸水性と防曇性がバランスよく発現されないこともあり得る。
 ポリアクリル酸類としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸のメチルエステル又はエチルエステル、ポリメタクリル酸のメチルエステル又はエチルエステルなどが挙げられる。ポリアクリル酸のメチルエステル又はエチルエステルや、ポリメタクリル酸のメチルエステル又はエチルエステルとしては、それぞれ、鹸化度が10~30モル%[即ち、加水分解されたエステル基のモル数×100/(加水分解されたエステル基のモル数+加水分解されていないエステル基のモル数)]の不完全鹸化物が好ましい。
 第1コーティング組成物中の吸水性樹脂の使用量は、固形分換算で、好ましくは20~99.5重量%、より好ましくは50~90重量%である。この範囲で吸水性樹脂を使用することで、吸水性と防曇性の発現バランスがより図られる。
 吸水性樹脂としてPVAを用いる場合における、第1コーティング組成物中のPVAの使用量は、固形分換算で、好ましくは50~95重量%である。吸水性樹脂としてポリアクリル酸類を用いる場合における、第1コーティング組成物中のポリアクリル酸類の使用量は、固形分換算で、好ましくは5~50重量%である。
 第1コーティング組成物は、上述した吸水性樹脂の他に、金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物、及び金属アルコキシドの加水分解重縮合物から選ばれる少なくとも1つの化合物(以下「金属アルコキシド等」ともいう。)を含むことが好ましい。
 第1コーティング組成物に、好ましくは金属アルコキシド等を含ませることで、その第1コーティング組成物を塗膜化する過程で金属アルコキシドの加水分解物が重縮合反応を生ずる際、これと共存する吸水性樹脂とも反応して、金属アルコキシドに由来する無機部分と吸水性樹脂に由来する親水性基を有する有機部分を持つ複合ポリマーが生成される。この複合ポリマーの親水性基が効果的に配向し、外部からの水分を多く、且つ速やかに吸収することができるものと考えられる。その結果、防曇性に優れ、かつ、防曇性塗膜として要求される、不溶性、耐摩耗性および耐候性も兼ね備えた被膜(第1層)とすることができる。
 なお、金属アルコキシドの加水分解物及び金属アルコキシドの加水分解重縮合物とは、所謂、ゾル-ゲル法反応と呼ばれる反応により、金属アルコキシドを溶液中で加水分解・重縮合反応させた溶液を、金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が溶解したゾルとし、さらに反応を進めてゲルとすることで得られる加水分解物及び、それに続く加水分解重縮合物をいう。金属アルコキシドの加水分解重縮合物としては、GPC法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、例えば数百~数万程度の低分子量重縮合物が用いられる。
 金属アルコキシドは、例えば、次式(I)で示される化合物を含む。
 M(OR)n(X)a-n・・・(I)
 式(I)中、Mは、Si、Al、Ti、Zr、Ca、Fe、V、Sn、Li、Be、BおよびPから選択される原子である。Rはアルキル基である。Xはアルキル基、官能基を有するアルキル基、またはハロゲンである。aはMの原子価である。nは1からaまでの整数である。式(I)の化合物のうち汎用されるのは、n=a、つまりMにアルコキシ基のみが結合した化合物である。
 上記MがSiの場合には、上記式(I)のaは4であり、このようなアルコキシドは、Si(OR1)で表される。ここでR1は、好ましくは炭素数1~4のアルキル基(以下、低級アルキル基という)である。このようなアルコキシシラン(ケイ素アルコキシド)としては、Si(OCHのテトラメトキシシラン(又はメチルシリケート)、Si(OCのテトラエトキシシラン(又はエチルシリケート)などが挙げられる。金属アルコキシド中のアルコキシシランの使用量は、好ましくは50~100重量%である。
 上記MがAlの場合には、上記式(I)のaは3であり、このようなアルコキシドは、Al(OR2)で表される。ここでR2は、好ましくは低級アルキル基である。このようなアルミニウムアルコキシドとしては、Al(OCH、Al(OC、Al(O-n-C、Al(O-iso-C、Al(OCなどが挙げられる。上記アルミニウムアルコキシドは、単独でまたは2種以上を混合して用いてもよい。このようなアルミニウムアルコキシドは、通常、上記アルコキシシランと混合して用いられる。アルミニウムアルコキシドを用いることによって、得られる防曇性塗膜の透光性や耐熱性が向上する。金属アルコキシド中のアルミニウムアルコキシドの使用量は、アルコキシシラン100重量部に対して、好ましくは1~10重量部の範囲である。
 上記MがTiの場合には、上記式(I)のaは4であり、このようなアルコキシドは、Ti(OR3)で表される。ここでR3は、好ましくは低級アルキル基である。このようなチタニウムアルコキシドとしては、Ti(O-CH、Ti(O-C、Ti(O-n-C、Ti(O-iso-C、Ti(O-Cなどが挙げられる。上記チタニウムアルコキシドは、単独でまた2種以上を混合して用いてもよい。このようなチタニウムアルコキシドは、通常、上記アルコキシシランと混合して用いられる。チタニウムアルコキシドを用いることによって、得られる防曇性塗膜の耐紫外線性は向上し、基材の耐熱性も著しく向上する。金属アルコキシド中のチタニウムアルコキシドの使用量は、アルコキシシラン100重量部に対して、好ましくは0.1~3重量部の範囲である。
 上記MがZrの場合には、上記式(I)のaは4であり、このようなアルコキシドは、Zr(OR4)で表される。ここでR4は、好ましくは低級アルキル基である。このようなジルコニウムアルコキシドとしては、Zr(OCH、Zr(OC、Zr(O-iso-C、Zr(O-t-C、Zr(O-n-Cなどが挙げられる。上記ジルコニウムアルコキシドは、単独でまたは2種以上を混合して用いてもよい。このようなジルコニウムアルコキシドは、通常、上記アルコキシシランと混合して用いられる。ジルコニウムアルコキシドを用いることによって、得られる防曇性塗膜の靭性や耐熱性が向上する。金属アルコキシド中のジルコニウムアルコキシドの使用量は、アルコキシシラン100重量部に対して、好ましくは0.5~5重量部の範囲である。
 上記以外のアルコキシドとしては、例えば、Ca(OC、Fe(OC、V(O-iso-C、Sn(O-t-C、Li(OC)、Be(OC、B(OC、P(OC、P(OCHなどが挙げられる。
 式(I)で示されるアルコキシドのうちn=a-1以下の場合、つまりMにアルコキシド以外の基Xが結合している化合物としては、例えばXがCl、Brのようなハロゲンである化合物がある。Xがハロゲンである化合物には、後述のように、アルコキシ基と同様に加水分解されてOH基を生じ重縮合反応が起こる。Xはまた、アルキル基や官能基を有するアルキル基であり得、このアルキル基の炭素数は通常1~15である。このような基は、加水分解されずに得られるポリマー中に有機部分として残留する。上記官能基としては、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、ビニル基、エポキシ基などがある。このような基は、後述のように防曇性を高める上で好適である。
 Xを有する式(I)の化合物としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルメトキシシランなどが挙げられる。
 第1コーティング組成物中に金属アルコキシド等を含める場合における、第1コーティング組成物中の金属アルコキシド等の使用量は、固形分換算で、好ましくは0.5~50重量%である。
 本発明で用いる第1コーティング組成物は、基材への密着の観点から、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤は、金属アルコキシド等と同様に有機部分と無機部分とを有する三次元構造の複合ポリマーの形成に寄与し、それにより吸収性を維持しながら不溶性を高めることができる。
 シランカップリング剤としては、ビニルシラン、メタクリルシラン、アミノシラン、エポキシシランが挙げられる。この中でも特に、エポキシ基を有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、金属アルコキシドでもあるγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。第1コーティング組成物中にシランカップリング剤を含める場合における、第1コーティング組成物中のシランカップリング剤の使用量は、固形分換算で、好ましくは0.2~10重量%である。
 第1コーティング組成物に上述した金属アルコキシド等を含有させる場合、さらに触媒を含有させることが好ましい。触媒としては、酸触媒が挙げられる。酸触媒は金属アルコキシドの加水分解反応に用いられる。従って、予め金属アルコキシドがある程度加水分解されて、重縮合し、OH基を有するポリマー(比較的低分子量のオリゴマーであり得る)となる。
 酸触媒としては、塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸などが用いられる。鉱酸の無水物(例えば塩化水素ガス)も用いられ得る。この他に有機酸やその無水物も利用され得る。有機酸やその無水物としては、例えば、酒石酸、フタル酸、マレイン酸、ドデシルコハク酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルナジック酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ジクロルコハク酸、クロレンディック酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ドデシルコハク酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、無水ジクロルコハク酸、無水クロレンディック酸などが挙げられる。第1コーティング組成物中に酸触媒を含める場合における、酸触媒の使用量は、金属アルコキシド100重量部に対して、好ましくは0.01~0.5重量部、さらに好ましくは0.015~0.3重量部である。
 さらに、ポリアクリル酸エステルの鹸化部分に由来する有機酸が上記アルコキシド、好ましくはアルコキシドおよびγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解・重縮合反応の触媒として作用する。
 本発明で用いる第1コーティング組成物は、上述したように、吸水性樹脂(PVA、ポリアクリル酸類など)を含み、好ましくはさらに金属アルコキシド等を含み、さらにまた触媒(特定化合物に含まれうる金属アルコキシドの加水分解物の重縮合反応を促進させるもの)を含む反応溶液で構成される。ここで、金属アルコキシド等を構成する金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物および該加水分解物の重合縮合物から選ばれる少なくとも1つの化合物とは、次の4つの場合を含む。
(1)反応溶液を調合するのに用いるのが、金属アルコキシドであり、その加水分解反応は反応溶液の調合後に生じさせるもの。
(2)反応溶液を調合するのに用いるのが、既に加水分解反応処理が行われた金属アルコキシドの加水分解物であるもの。
(3)反応溶液を調合するのに用いるのが、金属アルコキシドの加水分解物が既に一部重縮合した低分子量重縮合物であるもの。
(4)反応溶液を調合するのに用いるのが、金属アルコキシド、その加水分解物およびその加水分解物の低分子量重縮合物の2種以上であるもの。
 本発明で用いる第1コーティング組成物は、さらに硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、メラミン系硬化剤等が挙げられる。
 第1コーティング組成物中に硬化剤を含める場合における、第1コーティング組成物中の硬化剤の使用量は、固形分換算で、好ましくは0.5~20重量%である。
 第1コーティング組成物は、さらにケイフッ化水素酸を含んでいてもよい。第1コーティング組成物中にケイフッ化水素酸を含める場合における、第1コーティング組成物中のケイフッ化水素酸の使用量は、好ましくは0.2~10重量%である。
 第1コーティング層は、通常は塗工液の形態で用いて第1層を形成する。例えば、上述した吸水性樹脂(必要に応じてさらに金属アルコキシド等その他)を、有機溶媒に溶解または分散させることで、塗工液を調製することができる。好ましく用いられる有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、N-メチルピロリドンなどの水との相溶性のある溶媒が挙げられる。さらに好ましくは、この有機溶媒は水と共に用いられる。第1コーティング組成物中の有機溶媒の使用量は、好ましくは0~60重量%である。なお、有機溶媒の使用量が0(ゼロ)の場合を含むのは、有機溶媒を使用することなしに、塗工液の形態を取れる場合もあるからである。
 第1コーティング組成物の主な組成は、吸水性樹脂の存在下でゾル-ゲル反応を生じさせて得られるものであるから、金属アルコキシドの加水分解物のOH基が脱プロトン化し、その結果、重縮合反応が生じて得られる重縮合物や、重縮合物が有するOH基に吸水性樹脂が架橋反応して得られる、前述の複合ポリマーや、金属アルコキシドの加水分解物と吸水性樹脂との反応物や、上記重縮合物、加水分解物および吸水性樹脂の三者の反応物などが考えられる。
 次に、本発明の防曇性シートの第2層を構成する第2コーティング組成物について説明する。第2コーティング組成物は、少なくともポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含む。ポリオールは、第2コーティング組成物を加熱処理し塗膜化した際に、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、さらに耐水性を付与するために用いられる。また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、第1層や第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することを防ぐために用いられる。
 ポリオールとしては、ポリエステル、アクリル、部分アセタール化ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドンが挙げられる。これらは、単独でまたは2種以上を混合して用いてもよい。特に防曇性を維持する観点からは、ポリエチレングリコールを用いることが好ましい。第2コーティング組成物中のポリオールの使用量は、固形分換算で、好ましくは10~80重量%、より好ましくは30~80重量%である。
 ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤には、入手可能なものとして、例えば、台湾永光化学工業股分有限公司社提供のEVERSORB (商標名) シリーズ 70~78、80、81、109等、住化ケムテックス社提供のSumisorb (商標名) シリーズ200、250、300、340、350、等、アデカ社提供のアデカスタブ LA (商標名)シリーズ LA-29、LA-31、LA32、LA36等、ケミプロ社提供のMEMISORB (商標名)シリーズ 71、73、74等があるが、本発明ではこのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤のうち分子量500以下、好ましくは350以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いる。
 分子量500以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、具体的には、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(5-ターシャリー-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(5-クロロ-2-ベンゾトリアゾリル)-6-ターシャリー-ブチル-p-クレゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-ターシャリー-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾールが挙げられる。分子量500以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、塗膜を構成するポリオールや他の組成物との相溶性が良く、防曇性を阻害することなく第1層や第2層の塗膜の白化を防止できる。これらは、単独でまたは2種以上を混合して用いてもよい。
 第2コーティング組成物中のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の使用量は、固形分換算で1.5~8重量%、好ましくは1.9~5重量%である。使用料を1.5重量%以上とすることにより、塗膜の白化を防止するに十分な紫外線吸収機能が得られる。また使用料を5重量%とすることにより、防曇性が損なわれるのを防止することができる。
 第2コーティング組成物は、第1コーティング組成物と同様の金属アルコキシド等を含むことが好ましい。第2コーティング組成物中の金属アルコキシド等の使用量は、固形分換算で、好ましくは0.5~50重量%である。
 第2コーティング組成物に金属アルコキシド等を含有させる場合、第1コーティング組成物と同様の触媒を含めてもよい。この場合、使用量は、第1コーティング組成物における場合と同様とする。
 また第2コーティング組成物は、第1コーティング組成物と同様のシランカップリング剤を含むことが好ましい。第2コーティング組成物中のシランカップリング剤の使用量は、第1コーティング組成物における場合と同じである。
 第2コーティング組成物は、さらに硬化剤を含むことが好ましい。硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、メラミン系硬化剤等が挙げられる。
 イソシアネート系硬化剤としては、イソシアネートモノマーを重合若しくは共重合させたポリイソシアネートが主なものとして挙げられ、特に制限されること無く使用することができる。イソシアネートモノマーとしては、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3-若しくは1,4-ジイソシアネートシクロヘキサン、m-若しくはp-テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1,12-ドデカメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。
 また、常温では全く反応せずにある温度以上に加熱すると架橋反応を起こすような一液型硬化反応となるイソシアネートを用いることもできる。このようなイソシアネートとしては、触媒や官能基をブロック化した手法が用いられたブロックイソシアネート等を用いることができる。
 ここでブロックイソシアネートとは、上述したポリイソシアネートをマスク剤でマスク化したものであり、常温では全く反応せず硬化反応を進行させることはなく、マスク剤が解離する温度以上に加熱すると活性なイソシアネート基が再生されて十分な架橋反応を起こすものである。
 エポキシ系硬化剤としては、エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール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、ソルビトールポリグリシジルエーテルが挙げられる。カルボジイミド系硬化剤としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩が挙げられる。メラミン系硬化剤としては、完全アルキルエーテル化メラミン樹脂、メチロール基型メラミン樹脂、一部にイミノ基を有するイミノ基型メラミン樹脂などが挙げられる。
 第2コーティング組成物中の硬化剤の使用量は、固形分換算で、好ましくは10~80重量%、より好ましくは30~60重量%である。
 第2コーティング組成物は、第1コーティング組成物と同様に、ケイフッ化水素酸を含むことが好ましい。第2コーティング組成物中のケイフッ化水素酸の使用量は、第1コーティング組成物における場合と同じである。
 第2コーティング組成物も、第1コーティング組成物の場合と同様、通常は塗工液の形態で用いて第2層とする。例えば、上述したポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、さらに必要に応じて金属アルコキシド等及び硬化剤を、有機溶媒に溶解または分散させることで、塗工液を調製することができる。好ましく用いられる有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、N-メチルピロリドン、ジアセトンアルコールなどの水との相溶性のある溶媒が挙げられる。第2コーティング組成物中の有機溶媒の使用量は、好ましくは50~90重量%である。
 第1層上に形成される第2層は、ポリオールが架橋した塗膜であるため塗膜の架橋密度が高い。このため、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、さらに耐水性を付与することができる。具体的には、高湿度環境下や基材が濡れた状態下において、塗膜(第1層及び第2層)が乾いたウエスや指等により擦られても、塗膜が剥がれることなく耐水性に優れたものとなる。また、第2層には特定量のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含むため、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、第1層や第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することを防ぐことができる。
 第1層及び第2層を積層する基材としては、主にガラス又はプラスチックフィルムが挙げられる。ガラスとしては、例えばケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等の酸化ガラスを板ガラス化したものを使用することができる。特にケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等のケイ酸塩ガラスを板ガラス化したものが好ましい。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニル、ノルボルネン化合物等が使用できる。特に、延伸加工、特に二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが機械的強度、寸法安定性に優れているために好適に使用される。
 本発明では、基材として、易接着処理が施されたものを用いることが好ましい。表面に易接着処理が施された基材を用いることで、これを施さないものと比較して、第1層や後述する粘着層との密着性の向上を図ることができる。易接着処理としては、各種表面処理(例えばプラズマ処理、コロナ処理、ケミカル・アクチベーション処理、酸化炎処理、遠紫外線照射処理など)の他、下引き易接着層の形成などが挙げられる。基材の厚みは、12~188μmであることが好ましい。
 下引き易接着層のバインダー成分としては、アクリル系、ポリエステル系、シリコーン系、ウレタン系、スチレン系、セルロース系、ビニル系、エポキシ系、ブチラール系、アミノ系、ゴム系等が挙げられる。これらの中でも基材や第1層との接着性や作業性の観点から、ポリエステル系が特に好ましく用いられる。
 下引き易接着層の厚みは、基材や第1層との接着性や作業性の観点から、0.05~3μmが好ましく、0.5~2μmがより好ましい。
 本発明の防曇性シートは、基材の第1層が形成されている面とは反対面に、粘着層が形成されていてもよい。粘着層に用いられる粘着剤としては、一般に使用されるアクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ゴム系などの合成樹脂系粘着剤が用いられ、取り扱い性等の観点からアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。このようなアクリル系粘着剤の主成分である粘着性ポリマーとしては、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピルなどのアルキル基の炭素数が1~10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルなどの官能基含有不飽和単量体とを主成分として含む単量体混合物を共重合させてなるものが好ましく用いられる。これら粘着層中には、上記粘着性ポリマー成分のほか、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、硬化剤、可塑剤、粘着付与成分などの種々の添加剤を含ませることができる。
 粘着層の厚みは、特に限定されるものではなく、基材の材料に応じた厚みを適宜選択すればよく、具体的には0.5μm~50μm、好適には5~30μmとすることが好ましい。
 本発明の防曇性シートは、例えば、以下のようにして製造される。まず、第1コーティング組成物の各成分を混合し、透明の第1塗工液(本発明では第1コーティング組成物と同義)を準備する。また、第2コーティング組成物の各成分を混合し、透明の第2塗工液(本発明では第2コーティング組成物と同義)を準備する。次に、第1塗工液を基材の少なくとも片面に塗布し、これを好ましくは80℃以上の温度、さらに好ましくは80~150℃の範囲内で加熱乾燥させる(加熱処理)。これにより基材上に第1層が形成される。必要に応じて、塗工液を数回重ねて塗工した後、加熱処理を行ってもよい。
 次に、第2塗工液を、基材上に形成された第1層の上に塗布し、これを好ましくは60℃以上の温度、さらに好ましくは60~150℃の範囲内で加熱乾燥させる(加熱処理)。これにより第1層上に第2層が形成される。必要に応じて、塗工液を数回重ねて塗工した後、加熱処理を行ってもよい。
 なお、本発明の防曇性シートが粘着層を備える場合、粘着層を構成する材料を適当な溶媒によって溶解または分散して調整した粘着層用塗布液を準備する。次に、基材の、第1層が形成される面とは反対面に、準備した粘着層用塗布液を、従来公知のコーティング方法で塗布、乾燥し、必要により硬化させて粘着層を形成する。
 本発明の防曇性シートにおいて、第1層の厚み(T1)と第2層の厚み(T2)の合計は、光学レンズなどに用いる場合には、0.01~1.0μmが好ましい。窓ガラスなどに塗布する場合には、1.0~10.0μmが好ましい。第1層と第2層の合計厚み(T1+T2)は、各コーティング組成物を塗工液の形態で厚く塗布することにより、あるいは数回重ねて塗布することにより、適宜、調節し得る。このようにして得られる防曇性の物品は、基材の表面に防曇性および結露防止性を与える。形成された塗膜(第1層+第2層)は、水および有機溶剤に不溶であり、且つ高い表面硬度を有する。
 本発明では、第1コーティング組成物を基材に塗工し、加熱乾燥(加熱処理)を行うと、上記重縮合反応および架橋反応が進行し、三次元構造を有する複合ポリマーが形成される。形成される複合ポリマーは、無機部分と有機部分とを有する。すなわち、このポリマーは無機部分である不溶性骨格を有しているため、このポリマーにより形成される防曇性の塗膜は、水および有機溶剤に不溶であり、高い表面硬度を有する。さらに、このポリマーは、有機部分である吸水性樹脂(ポリアクリル酸エステルやPVA等)に由来する親水部分を有しているため、このポリマーにより形成される塗膜は、その表面部分に当該親水部分が存在し、その部分に水分が吸着する。さらに、上記式(I)のX基の端末にカルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、ビニル基、エポキシ基などを有する場合には、さらにその基にも水分が吸着する。
 ただし、防曇性シートが、基材上に第1コーティング組成物の加熱処理物で構成される第1層のみを形成したものであると、塗膜を構成する有機物の硬化反応・架橋反応が未だ不十分なため、高湿度環境下や、基材が濡れた状態下において、塗膜(第1層)を乾いたウエスや指等で擦ると、有機物が容易に移動し、塗膜が剥がれてしまうこととなる。
 これに対し、本発明の防曇性シートは、上述した第1層上に、さらに第2コーティング組成物の加熱処理物で構成される第2層を備える。この第2層は、塗膜の架橋密度が高いので、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、さらに耐水性を付与することができる。具体的には、高湿度環境下や基材が濡れた状態下において、塗膜(第1層及び第2層)が乾いたウエスや指等により擦られても、塗膜が剥がれることなく耐水性に優れたものとなる。さらに、第2層には特定量のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含むので、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、第1層で発現される防曇性を維持しつつ、第1層や第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することを防ぐことができる。
 なお、第2層の塗膜にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤ではなく、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を添加すると、上述の塗膜の白化や、塗膜の接着性の低下を抑えることが出来るが、防曇性を阻害してしまう。これは、第2層が架橋密度の高い塗膜であるがゆえに、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を塗膜の白化や塗膜の接着性の低下を抑える程度に添加すると、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤と第2層の塗膜との相溶性が悪く、第1層で発現される防曇性を阻害すると考えられる。また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を第1層の塗膜のみに添加しても、第2層には高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たるので、第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することを防ぐことができない。
 一方、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を紫外線が直接照射される第2層の塗膜に特定量添加すると、当該ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は第2層の塗膜との相溶性が良いので、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、第1層で発現される防曇性を維持しつつ第1層や第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することを防ぐことができる。
 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、「部」、「%」は特に示さない限り、重量基準とする。
1.防曇性シートの作製
[実施例1]
 まず、下記処方の第1コーティング組成物及び第2コーティング組成物を調製した。
<実施例1の第1コーティング組成物>
・メチルシリケート(MS-56:三菱化学社)     5.0部
・シランカップリング剤                0.3部
(SH6040:東レ・ダウコーニング社)
・部分鹸化PVA(キシダ化学社)           5.0部
(固形分100%、鹸化度87~89モル%、平均重合度3500)
・ポリアクリル酸(AC-10H:日本純薬社)     5.0部
(固形分100%)
・メタノール                    40.0部
・水                        44.5部
<実施例1の第2コーティング組成物>
・ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤          1.1部
(アデカスタブLA-32:ADEKA社、化学名:2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、分子量225)
・メチルシリケート(MS-56:三菱化学社)     5.0部
・シランカップリング剤                0.3部
(SH6040:東レ・ダウコーニング社)
・ポリエチレングリコール(キシダ化学社)      30.0部
・イソシアネート系硬化剤              20.0部
(MF-K60X:旭化成ケミカルズ社)
・ジアセトンアルコール               30.0部
・t-ブタノール                  14.7部
 なお、実施例1のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」の使用量1.1部は、第2コーティング組成物中の固形分換算で1.95重量%である。
 次に、調製した第1コーティング組成物を、基材として厚み100μmのプラスチックフィルム(ルミラーT60:東レ社)へディップコート装置にて50mm/minの速度で引き上げ塗布した。その後、150℃で10分間加熱・乾燥(加熱処理)を行った。その結果、基材上に、厚みが3μmで、均一且つ無色透明な第1層が形成された。
 次に、形成した第1層上に、前記組成の第2コーティング組成物をディップコート装置にて30mm/minの速度で引き上げ塗布した。その後、100~120℃の乾燥炉で15分間乾燥(加熱処理)を行った。その結果、第1層上に、厚みが約5μmの透明な第2層が形成され、本実施例の防曇性シートを得た。
[実施例2]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」の量を2.77部とした。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で4.8重量%である。
[実施例3]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」の量を3.87部とした。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で6.5重量%である。
[実施例4]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」の量を4.42部とした。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で7.4重量%である。
[実施例5]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」をベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(Sumisorb 300:住化ケムテックス社、化学名:2-(5-クロロ-2-ベンゾトリアゾリル)-6-ターシャリー-ブチル-p-クレゾール、分子量315)1.1部に変更した。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で1.95重量%である。
[実施例6]
 実施例5の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 300」の量を2.77部とした。それ以外は、実施例5と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で4.8重量%である。
[実施例7]
 実施例5の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 300」の量を3.87部とした。それ以外は、実施例5と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で6.5重量%である。
[実施例8]
 実施例5の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 300」の量を4.42部とした。それ以外は、実施例5と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で7.4重量%である。
[実施例9]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」をベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(Sumisorb 250:住化ケムテックス社、化学名:N-[3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル]-3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミド、分子量388)1.1部に変更した。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で1.95重量%である。
[実施例10]
 実施例9の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 250」の量を2.77部とした。それ以外は、実施例9と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で4.8重量%である。
[実施例11]
 実施例9の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 250」の量を3.87部とした。それ以外は、実施例9と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で6.5重量%である。
[実施例12]
 実施例9の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「Sumisorb 250」の量を4.42部とした。それ以外は、実施例9と同じ条件で、本実施例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で7.4重量%である。
[比較例1]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」を添加しなかった。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で0重量%である。
[比較例2]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」の量を5.53部とした。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で9.1重量%である。
[比較例3]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」をベンゾフェノン系紫外線吸収剤(ケミソーブ11:ケミプロ化成社、化学名:2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、分子量228)1.1部に変更した。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で1.95重量%である。
[比較例4]
 比較例3の第2コーティング組成物のベンゾフェノン系紫外線吸収剤「ケミソーブ11」の量を2.77部とした。それ以外は、比較例3と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で4.8重量%である。
[比較例5]
 比較例3の第2コーティング組成物のベンゾフェノン系紫外線吸収剤「ケミソーブ11」の量を3.87部とした。それ以外は、比較例3と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で6.5重量%である。
[比較例6]
 実施例1の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「アデカスタブLA-32」をベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(EVERSORB 78:台湾永光化学工業股分有限公司社、化学名:2,2'-メチレンビス[6-(ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]、分子量:658)1.1部に変更した。それ以外は、実施例1と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で1.95重量%である。
[比較例7]
 比較例6の第2コーティング組成物のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「EVERSORB 78」の量を2.77部とした。それ以外は、比較例6と同じ条件で、本比較例の防曇性シートを得た。なお、第2コーティング組成物中の、この使用量は、固形分換算で4.8重量%である。
2.評価
 実施例1~12、及び比較例1~7の防曇性シートを、JIS-A5759―2008に基づいて、サンシャインカーボンアーク灯式の耐候性試験機(スガ試験機社)を用いて、防曇層側に紫外光を照射して水噴射を行なう耐候性促進試験を250時間行った。耐候性促進試験を行なった防曇性シートについて、下記項目の評価を行った。結果を表1に示す。
(1)防曇性の評価
 耐候性促進試験を行なった防曇性シートを冷蔵庫(約0℃)に5分間収納し、その後、23℃、55%RHの雰囲気下に放置した。防曇性シートの塗膜表面に、曇りがまったく発生していなかったものを「○」、わずかに曇りが発生していたものを「△」、曇りが発生していたものを「×」とした。
(2)塗膜の白化の評価
 耐候性促進試験を行なった防曇性シートの外観評価を行い、防曇性シートの第1層や第2層の塗膜の白化が観察されなかったものを「○」、白化がわずかに観察されたものを「△」、白化が観察されたものを「×」とした。
(3)塗膜の接着性の評価
 耐候性促進試験を行なった防曇性シートを乾燥させた後、JIS-K5400:1990における碁盤目テープ法に基づき測定して、基材と第1層との接着性を評価した。碁盤目部分の面績が10%以上剥離したものを「×」、5%以上10%未満のものを「△」、5%未満のものを「○」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
3.考察
 表1の結果をまとめると次のとおりである。
 実施例1~12の防曇性シートは、基材上に第1層と第2層が順に積層し、第1層は吸水性樹脂を含み、第2層はポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を固形分換算で1.5~8重量%含むので、防曇性の評価は良好であり、また塗膜の白化および塗膜の接着性の評価も良好であった。
 特に、実施例1、2、5、6の防曇性シートは、第2層でのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の使用量が固形分換算で1.9~5重量%であるので、防曇性の評価は曇りがまったく無く良好であり、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価も良好であった。またベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の使用量が多くなるにつれて防曇性の評価は下がる傾向にあり、分子量が350以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用いた実施例9~12では、使用量が2重量%までは防曇性が維持されたが、4重量%を超えると防曇性がやや低下した。
 一方、比較例1の防曇性シートは、第2層にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含まないので、防曇性の評価は曇りがまったくなく良好だが、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価は不良であった。また、比較例2の防曇性シートは、第2層のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が8重量%を超えるので、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価は良好であったが、防曇性の評価は曇りが生じ不良であった。
 比較例3~5の防曇性シートは、第2層にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤ではなくベンゾフェノン系紫外線吸収剤を含むものであり、使用量が固形分換算で1.95重量%では(比較例3)、防曇性の低下は少なかったが、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価は不良であった。使用量を固形分換算を4.8重量%、6.5重量%にした場合には(比較例4、5)、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価は良好になったが、防曇性の評価は曇りが生じ不良であった。
 比較例6、7は、第2層に分子量が500以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含むものであり、塗膜の白化および塗膜の接着性の評価は良好であったが、使用量が少ない場合でも、防曇性の評価は曇りが生じ不良であった。
 以上のように、すべての実施例の防曇性シートにおいて、高湿度環境下や塗膜が濡れた状態下において紫外線が当たっても、防曇性を維持しつつ、第1層や第2層の塗膜が白化したり、塗膜の接着性が低下することがないことが認められた。

Claims (11)

  1.  基材上に第1層と第2層が順に積層されてなる防曇性シートであって、
     前記第1層は、吸水性樹脂を含み、前記第2層はポリオールと分子量が500以下のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含み、
     前記第2層中の前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が1.5~8重量%であることを特徴とする防曇性シート。
  2.  請求項1記載の防曇性シートにおいて、
     前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の分子量が350以下であることを特徴とする防曇性シート。
  3.  請求項1又は2記載の防曇性シートにおいて、
     前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が4重量%以下であることを特徴とする防曇性シート。
  4.  請求項1又は2記載の防曇性シートにおいて、
     前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の含有量が5重量%以下であることを特徴とする防曇性シート。
  5.  請求項1~4の何れか一項記載の防曇性シートにおいて、
     前記吸水性樹脂は、ポリビニルアルコール及びポリアクリル酸類の少なくとも何れかを含むことを特徴とする防曇性シート。
  6.  請求項1に記載の防曇性シートにおいて、
     前記第2層は、ポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含むコーティング組成物の加熱処理物で構成されていることを特徴とする防曇性シート。
  7.  請求項6記載の防曇性シートにおいて、
     前記コーティング組成物は、金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物及び金属アルコキシドの加水分解重縮合物から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする防曇性シート。
  8.  請求項6又は7記載の防曇性シートにおいて、
     前記コーティング組成物が硬化剤を含むことを特徴とする防曇性シート。
  9.  請求項1に記載の防曇性シートにおいて、
     前記第1層は、吸水性樹脂を含む第1コーティング組成物の加熱処理物で構成されており、
     前記第2層は、ポリオールとベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とを含む第2コーティング組成物の加熱処理物で構成されていることを特徴とする防曇性シート。
  10.  請求項9記載の防曇性シートにおいて、
     前記第1コーティング組成物及び前記第2コーティング組成物の少なくとも何れかが、金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物及び金属アルコキシドの加水分解重縮合物から選ばれる少なくとも1つの化合物を含むことを特徴とする防曇性シート。
  11.  請求項9又は10記載の防曇性シートにおいて、
    前記第1コーティング組成物及び前記第2コーティング組成物の少なくとも何れかが、硬化剤を含むことを特徴とする防曇性シート。
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