JP6836770B2 - Anti-fog coating composition and anti-fog film - Google Patents
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Description
本発明は、防曇コーティング組成物および防曇皮膜に関するものである。 The present invention relates to an anti-fog coating composition and an anti-fog film.
基材の表面温度が周囲の空気の露点よりも低くなると、基材の表面に水滴が付着し曇りが生じる。レンズやガラス窓、透明フィルムなどの透明基材および鏡などの反射材においては、表面に曇りが生じることにより透過像または反射像の可視性が損なわれる。そのため、基材の表面に防曇効果を付与するコーティングを形成し、曇りを防ぐ方法が提案されている。例えば基材の表面に皮膜を形成し、基材表面の親水性を高めたりレンズと水との接触角を小さくしたりすることで基材表面における水滴の形成を防ぎ、基材の曇りを防止する方法が既に開示されている(例えば特許文献1、特許文献2など)。 When the surface temperature of the base material becomes lower than the dew point of the surrounding air, water droplets adhere to the surface of the base material and clouding occurs. In a transparent base material such as a lens, a glass window, a transparent film, and a reflective material such as a mirror, the visibility of the transmitted image or the reflected image is impaired due to the fogging on the surface. Therefore, a method of forming a coating that imparts an antifogging effect to the surface of the base material to prevent fogging has been proposed. For example, by forming a film on the surface of the base material to increase the hydrophilicity of the base material surface and reduce the contact angle between the lens and water, the formation of water droplets on the base material surface is prevented and the base material is prevented from fogging. The method of doing so has already been disclosed (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).
基材の曇りは生活環境における様々な場面で起こりうる。例えば常温の室内から浴室などの高温環境下に移動した場合、あるいは冬の室外などの低温環境下から常温の室内に移動した場合などにおいて曇りが生じやすい。そのため基材に塗布される防曇コーティング剤には、常温の環境下だけではなく、より幅広い温度環境下で防曇効果を発揮できる材料が求められている。 Fogging of the base material can occur in various situations in the living environment. For example, when moving from a room at room temperature to a high temperature environment such as a bathroom, or when moving from a low temperature environment such as outdoors in winter to a room at room temperature, cloudiness is likely to occur. Therefore, the anti-fog coating agent applied to the base material is required to be a material capable of exhibiting an anti-fog effect not only in a normal temperature environment but also in a wider temperature environment.
また防曇コーティング剤には防曇効果の持続性が求められる。基材に防曇コーティングを施した場合、コーティングにより形成された防曇性皮膜の防曇効果が徐々に失われると防曇効果を持続できなくなる。例えば、コーティング成分が基材から流出したり、防曇皮膜の基材からの剥離または脱離したりすると防曇効果を維持できなくなる。また防曇性皮膜を有する透明基材は、常温の通常の環境下に加え、様々な環境下で使用される。例えば、防曇皮膜を有する透明基材は、風呂場などの温水に長時間曝露される環境においても使用される。またプールで使用するゴーグル等にも防曇効果が求められる。プールの水は、塩素水などの消毒剤を含む場合が多い。そのため防曇皮膜には、温水や、薬品を含む水などに曝露されても防曇効果が失われないような基材との密着性が求められる。 In addition, the anti-fog coating agent is required to have a long-lasting anti-fog effect. When the antifogging coating is applied to the base material, the antifogging effect cannot be maintained if the antifogging effect of the antifogging film formed by the coating is gradually lost. For example, if the coating component flows out from the base material or the antifogging film is peeled off or removed from the base material, the antifogging effect cannot be maintained. Further, the transparent base material having an antifogging film is used in various environments in addition to the normal environment at room temperature. For example, a transparent substrate having an anti-fog film is also used in an environment such as a bathroom where it is exposed to warm water for a long time. In addition, anti-fog effect is also required for goggles used in the pool. Pool water often contains disinfectants such as chlorine water. Therefore, the anti-fog film is required to have adhesion to a base material so that the anti-fog effect is not lost even when exposed to warm water or water containing chemicals.
加えて、コーティング用材料としては基材に塗工する際の塗工しやすさ(塗工性)が求められる。さらに、皮膜を通じて視認される外景の視認性を確保するために、防曇皮膜には透明性が求められる。 In addition, as a coating material, ease of coating (coatability) when coating a base material is required. Further, the antifogging film is required to be transparent in order to ensure the visibility of the external view that is visible through the film.
したがって、塗工性に優れた防曇コーティング組成物、ならびに幅広い温度環境下で防曇効果を発揮でき、塗膜の外観、基材に対する密着性、および透明性に優れた防曇皮膜を提供することを目的の1つとする。 Therefore, an antifogging coating composition having excellent coatability and an antifogging film capable of exhibiting an antifogging effect in a wide temperature environment and having excellent coating film appearance, adhesion to a substrate, and transparency are provided. That is one of the purposes.
本願発明の防曇コーティング組成物は、ポリウレタン水分散体と、親水性(メタ)アクリレートと、コロイダルシリカと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。 The antifogging coating composition of the present invention contains a polyurethane aqueous dispersion, a hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica, and a boron-based nonionic surfactant.
また本願発明の防曇皮膜は、コロイダルシリカ由来のシリカと、親水性(メタ)アクリレート由来のポリ(メタ)アクリレート成分と、ポリウレタンと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。 Further, the antifogging film of the present invention contains silica derived from colloidal silica, a poly (meth) acrylate component derived from hydrophilic (meth) acrylate, polyurethane, and a boron-based nonionic surfactant.
本願発明によれば、塗工性に優れた防曇コーティング組成物、ならびに幅広い温度環境下で防曇効果を発揮でき、塗膜の外観、基材に対する密着性、および透明性に優れた防曇皮膜を提供することが可能となる。 According to the present invention, an anti-fog coating composition having excellent coatability, an anti-fog effect capable of exhibiting an anti-fog effect in a wide temperature environment, and an excellent anti-fog effect on the appearance of a coating film, adhesion to a substrate, and transparency. It becomes possible to provide a film.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願発明の第1の態様にかかる防曇コーティング組成物は、ポリウレタン水分散体と、親水性(メタ)アクリレートと、コロイダルシリカと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。このような防曇コーティング組成物は、広い温度域において基材に親水性を付与する成分と基材への密着性を付与する成分とを含む。その親水性のために幅広い温度環境下で防曇効果が発揮される。さらに防曇コーティング組成物から形成される防曇皮膜と基材との密着性が高いため、基材からの防曇成分の流出および基材からの防曇皮膜の剥離や脱離が抑制され、防曇効果の持続性に優れる。また防曇コーティング組成物は、上記各成分の相溶性を高める成分を含むため、得られる防曇皮膜は透明性に優れた外観を有する。さらに塗工性にも優れる。このように、上記組成を有することにより、必要とされる上述の物性を兼ね備えた防曇コーティング組成物を提供することができる。
[Explanation of Embodiments of the Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. The antifogging coating composition according to the first aspect of the present invention contains a polyurethane aqueous dispersion, a hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica, and a boron-based nonionic surfactant. Such an antifogging coating composition includes a component that imparts hydrophilicity to the substrate and a component that imparts adhesion to the substrate in a wide temperature range. Due to its hydrophilicity, anti-fog effect is exhibited in a wide range of temperature environments. Furthermore, since the antifogging film formed from the antifogging coating composition has high adhesion to the base material, the outflow of the antifogging component from the base material and the peeling and desorption of the antifogging film from the base material are suppressed. Excellent durability of anti-fog effect. Further, since the antifogging coating composition contains a component that enhances the compatibility of each of the above components, the obtained antifogging film has an appearance excellent in transparency. It also has excellent coatability. As described above, by having the above composition, it is possible to provide an antifogging coating composition having the above-mentioned required physical properties.
本願発明の防曇コーティング組成物においては、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、親水性(メタ)アクリレートの含有量が20質量部以上85質量部以下であってもよい。親水性(メタ)アクリレートの含有量がこの範囲内であれば、基材への密着性と高温防曇性により優れ、外観がより良好な防曇皮膜を形成することができる。 In the antifogging coating composition of the present invention, the content of hydrophilic (meth) acrylate may be 20 parts by mass or more and 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. When the content of the hydrophilic (meth) acrylate is within this range, it is possible to form an anti-fog film having excellent adhesion to the substrate and high-temperature anti-fog property and having a better appearance.
本願発明の防曇コーティング組成物においては、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、ホウ素系ノニオン性界面活性剤の含有量が固形分換算で0.2質量部以上30質量部以下であってもよい。ホウ素系ノニオン性界面活性剤の含有量がこの範囲内であれば、基材への密着性と高温防曇性がより良好な防曇被膜を形成することができる。 In the antifogging coating composition of the present invention, the content of the boron-based nonionic surfactant is 0.2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. It may be. When the content of the boron-based nonionic surfactant is within this range, an anti-fog film having better adhesion to the substrate and high-temperature anti-fog property can be formed.
本願発明の防曇コーティング組成物は、さらにレベリング剤を含んでもよい。レベリング剤を含有することにより、防曇コーティング組成物の塗工性を向上することができる。さらに基材と水の接触角を低下させ、水滴を生じにくくすることができる。そのためレベリング剤を含有することにより、より安定した塗膜特性と防曇性を有する防曇皮膜を形成することができる。 The antifogging coating composition of the present invention may further contain a leveling agent. By containing the leveling agent, the coatability of the antifogging coating composition can be improved. Further, the contact angle between the base material and water can be lowered to prevent water droplets from being generated. Therefore, by containing a leveling agent, it is possible to form an antifogging film having more stable coating film characteristics and antifogging properties.
本願発明の防曇コーティング組成物において、親水性(メタ)アクリレートは、アルコキシポリエチレングリコールアクリレートまたはアルコキシポリエチレングリコールメタクリレートであってもよい。親水性(メタ)アクリレートとしてアルコキシポリエチレングリコールアクリレートまたはアルコキシポリエチレングリコールメタクリレートを選択することにより、防曇コーティング組成物および防曇皮膜の親水性をより適度なものとし、より安定的に防曇性を発揮することができる。 In the antifogging coating composition of the present invention, the hydrophilic (meth) acrylate may be alkoxypolyethylene glycol acrylate or alkoxypolyethylene glycol methacrylate. By selecting alkoxypolyethylene glycol acrylate or alkoxypolyethylene glycol methacrylate as the hydrophilic (meth) acrylate, the hydrophilicity of the antifogging coating composition and the antifogging film is made more appropriate, and more stable antifogging property is exhibited. can do.
本願発明の第2の態様にかかる防曇皮膜は、コロイダルシリカ由来のシリカと、親水性(メタ)アクリレート由来のポリ(メタ)アクリレート成分と、ポリウレタンと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。このような成分を含むことにより、幅広い温度範囲において防曇性を発揮する防曇皮膜を提供することができる。またこのような防曇皮膜は防曇持続性に優れ、良好な外観を有する。 The antifogging film according to the second aspect of the present invention comprises silica derived from colloidal silica, a poly (meth) acrylate component derived from hydrophilic (meth) acrylate, polyurethane, and a boron-based nonionic surfactant. contains. By including such a component, it is possible to provide an antifogging film that exhibits antifogging property in a wide temperature range. Further, such an anti-fog film has excellent anti-fog durability and has a good appearance.
[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本願発明の防曇コーティング組成物の一実施の形態について説明する。本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物は、ポリウレタン水分散体と、親水性(メタ)アクリレートと、コロイダルシリカと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。
[Details of Embodiments of the present invention]
Next, an embodiment of the antifogging coating composition of the present invention will be described. The antifogging coating composition according to this embodiment contains a polyurethane aqueous dispersion, a hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica, and a boron-based nonionic surfactant.
[ポリウレタン水分散体]
ポリウレタン水分散体は、ポリウレタン樹脂が水中に分散されたディスパージョンまたはエマルジョンである。ポリウレタン水分散体に含まれるポリウレタン樹脂は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。このような水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンとしては、水系ウレタン樹脂や自己架橋性水系ウレタン樹脂を水に分散させたポリウレタンディスパージョンや、自己架橋型ポリウレタン水分散体などが挙げられる。
[Polyurethane aqueous dispersion]
A polyurethane aqueous dispersion is a dispersion or emulsion in which a polyurethane resin is dispersed in water. The polyurethane resin contained in the polyurethane aqueous dispersion may be used alone or in combination of two or more. Examples of such an aqueous dispersion type polyurethane resin emulsion include a polyurethane dispersion in which an aqueous urethane resin and a self-crosslinking aqueous urethane resin are dispersed in water, and a self-crosslinking polyurethane aqueous dispersion.
ポリウレタン水分散体としては、市販品を用いることもできる。このような市販品としては、例えば、スーパーフレックス(R)126(エーテル/エステル系、アニオンタイプ)、スーパーフレックス(R)130(エーテル系、アニオンタイプ)、スーパーフレックス(R)150(エーテル/エステル系、アニオンタイプ)、スーパーフレックス(R)300(エーテル/エステル系、弱アニオンタイプ)、スーパーフレックス(R)420(ポリカーボネート系/アニオンタイプ)、スーパーフレックス(R)460(ポリカーボネート系/アニオンタイプ)(いずれも第一工業製薬株式会社製);ネオレッツ(R)、ネオレッツ(R)R−972(脂肪族ポリエステル系)、ネオレッツ(R)R−9637(脂肪族ポリエステル系)、ネオレッツ(R)R−9679(脂肪族ポリエステル系)、ネオレッツ(R)R−966(脂肪族ポリエーテル系)、ネオレッツ(R)R−967(脂肪族ポリエーテル系)、ネオレッツ(R)R−9603(脂肪族ポリカーボネート系)(いずれもDSM.N.K社製);タケラック(R)W−6010(ポリカーボネート系/アニオンタイプ)、タケラック(R)W−6020(エーテル系/アニオンタイプ)、タケラック(R)W−6061(エーテル系/アニオンタイプ)、タケラック(R)W−405(エステル系/アニオンタイプ)、タケラック(R)W−605(エステル系/アニオンタイプ)、タケラック(R)W−635(カーボネート系/ノニオンタイプ)、タケラック(R)WR−640(エーテル系/ノニオンタイプ)、タケラック(R)WR−620(ノニオンタイプ)、タケラック(R)WS−5000(ポリエステル系/アニオンタイプ)、タケラック(R)WS−4000(ポリカーボネート系/アニオンタイプ)(いずれも三井化学株式会社製);アデカボンタイター(R)HUX−232(エステル系、アニオンタイプ)、アデカボンタイター(R)HUX−320(エーテル/エステル系、アニオンタイプ)、アデカボンタイター(R)HUX−350(エーテル系、アニオンタイプ)、アデカボンタイター(R)HUX−380(エステル系、アニオンタイプ)、アデカボンタイター(R)HUX−386(ポリカーボネート系、アニオンタイプ)(いずれも株式会社ADEKA製)、ビームセット(R)EM−90、ビームセット(R)EM−92(いずれも荒川化学工業株式会社製)、UCE(R)COAT 7571、UCECOAT(R)7655、UCECOAT(R)7849(いずれもダイセル・オルネクス株式会社製)などが挙げられる。 As the polyurethane aqueous dispersion, a commercially available product can also be used. Examples of such commercially available products include Superflex (R) 126 (ether / ester type, anion type), Superflex (R) 130 (ether type, anion type), and Superflex (R) 150 (ether / ester). System, anion type), Superflex (R) 300 (ether / ester type, weak anion type), Superflex (R) 420 (polycarbonate type / anion type), Superflex (R) 460 (polyester type / anion type) (All manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.); Neolet's (R), Neolet's (R) R-972 (aliphatic polyester), Neolet's (R) R-9637 (aliphatic polyester), Neolet's (R) R -9679 (aliphatic polyester type), Neolet's (R) R-966 (aliphatic polyether type), Neolet's (R) R-967 (aliphatic polyether type), Neolet's (R) R-9603 (aliphatic polycarbonate type) (All manufactured by DSM.NK); Takelac (R) W-6010 (polycarbonate type / anion type), Takelac (R) W-6020 (ether type / anion type), Takelac (R) W- 6061 (ether type / anion type), Takelac (R) W-405 (ester type / anion type), Takelac (R) W-605 (ester type / anion type), Takelac (R) W-635 (carbonate type / Nonion type), Takelac (R) WR-640 (ether type / nonion type), Takelac (R) WR-620 (nonion type), Takelac (R) WS-5000 (polyester type / anion type), Takelac (R) WS-4000 (polycarbonate / anion type) (both manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.); Adecabon Titter (R) HUX-232 (ester type, anion type), Adecabon Titter (R) HUX-320 (ether / ester) System, anion type), Adecabon Titter (R) HUX-350 (ether type, anion type), Adeca Bon Tita (R) HUX-380 (ester system, anion type), Adeca Bon Tita (R) HUX-386 ( Polyester type, anion type) (all manufactured by ADEKA Co., Ltd.), beam set (R) EM-90, beam set (R) EM-92 (all manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.), UCE (all manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.) Examples thereof include R) COAT 7571, UCECOAT (R) 7655, and UCECOAT (R) 7849 (all manufactured by Daicel Ornex Co., Ltd.).
これらのポリウレタン水分散体は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 One of these polyurethane aqueous dispersions may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
本実施の形態に係る防曇コーティング組成物において、防曇コーティング組成物中のポリウレタン水分散体、親水性(メタ)アクリレート、コロイダルシリカ及びホウ素系ノニオン性界面活性剤の固形分の合計に対するポリウレタン水分散体の固形分濃度は、30質量%以上87質量%以下であるのが好ましい。防曇コーティング組成物中のポリウレタンの固形分濃度を30質量%以上87質量%以下とすることにより、塗膜の塗工性に優れ、基材への密着性および防曇性に優れた防曇皮膜をより確実に得ることができる。防曇コーティング組成物の総質量中のポリウレタンの固形分濃度は、より好ましくは34質量%以上57質量%以下、特に好ましくは38質量%以上49質量%以下である。ポリウレタン水分散体に含まれるポリウレタン樹脂の固形分濃度は特に限定されない。 In the antifogging coating composition according to the present embodiment, polyurethane water with respect to the total solid content of the polyurethane aqueous dispersion, hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica and boron-based nonionic surfactant in the antifogging coating composition. The solid content concentration of the dispersion is preferably 30% by mass or more and 87% by mass or less. By setting the solid content concentration of polyurethane in the antifogging coating composition to 30% by mass or more and 87% by mass or less, the coating film is excellent in coatability, and the antifogging property is excellent in adhesion to a substrate and antifogging property. The film can be obtained more reliably. The solid content concentration of polyurethane in the total mass of the antifogging coating composition is more preferably 34% by mass or more and 57% by mass or less, and particularly preferably 38% by mass or more and 49% by mass or less. The solid content concentration of the polyurethane resin contained in the polyurethane aqueous dispersion is not particularly limited.
[親水性(メタ)アクリレート]
親水性(メタ)アクリレートは、分子内に親水性部位(ポリエチレングリコール部位など)を有する、水との親和性の高いアクリレートまたはメタクリレートである。防曇コーティング組成物が親水性(メタ)アクリレートを含有することで、防曇コーティング組成物および防曇皮膜に好適な親水性を付与することができる。
[Hydrophilic (meth) acrylate]
The hydrophilic (meth) acrylate is an acrylate or methacrylate having a hydrophilic moiety (polyethylene glycol moiety or the like) in the molecule and having a high affinity for water. When the antifogging coating composition contains a hydrophilic (meth) acrylate, it is possible to impart suitable hydrophilicity to the antifogging coating composition and the antifogging film.
ここで「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートのうちいずれか一方または両方を意味する。本願発明において使用できる親水性(メタ)アクリレートとしては、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレンポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、およびエトキシポリプロピレンポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどの、置換または非置換のアルコキシ基を有するアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどの、置換または非置換のフェノキシ基を有するフェノキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートおよびポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。なかでも本願発明の防曇コーティング組成物に含有される親水性(メタ)アクリレートとしては、アルコキシポリエチレングリコールアクリレートまたはアルコキシポリエチレングリコールメタクリレートが好ましく、メトキシポリエチレングリコールアクリレートまたはメトキシポリエチレングリコールメタクリレートがより好ましい。 Here, "(meth) acrylate" means either one or both of acrylate and methacrylate. Hydrophilic (meth) acrylates that can be used in the present invention include butoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene polyethylene glycol (meth) acrylate, and ethoxypolypropylene. Alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate with substituted or unsubstituted alkoxy group such as polyethylene glycol (meth) acrylate; Phenoxypolyalkylene having substituted or unsubstituted phenoxy group such as nonylphenoxy polyethylene glycol (meth) acrylate Glycol (meth) acrylate; examples include polyoxyalkylene glycol di (meth) acrylates such as diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate and polypropylene polyethylene glycol di (meth) acrylate. Among them, as the hydrophilic (meth) acrylate contained in the antifogging coating composition of the present invention, alkoxypolyethylene glycol acrylate or alkoxypolyethylene glycol methacrylate is preferable, and methoxypolyethylene glycol acrylate or methoxypolyethylene glycol methacrylate is more preferable.
親水性(メタ)アクリレートとしては、市販品を用いることもできる。そのような市販品としては、例えば、ライトエステルBC(ブトキシジエチレングリコールメタクリレート)、ライトエステル130MA(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート)、ライトエステル041MA(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート)、ライトエステル2EG(ジエチレングルコールジメタクリレート)、ライトエステル3EG(トリエチレングルコールジメタクリレート)、ライトエステル4EG(ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート)、ライトエステル9EG(ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート)、およびライトエステル14EG(ポリエチレングリコール#600ジメタクリレート)(いずれも共栄社化学株式会社製)、ファンクリル(R)FA−314A(ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート)、ファンクリル(R)FA−318A(ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート)、ファンクリル(R)FA−240A(ポリエチレングリコール#400ジアクリレート)、ファンクリル(R)FA−400M(100)(メトキシポリエチレングリコール#400メタクリレート)、ファンクリル(R)FA−220M(ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート)、ファンクリル(R)FA−240M(ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート)(いずれも日立化成株式会社製)などが挙げられる。 As the hydrophilic (meth) acrylate, a commercially available product can also be used. Examples of such commercially available products include light ester BC (butoxydiethylene glycol methacrylate), light ester 130MA (methoxypolyethylene glycol methacrylate), light ester 041MA (methoxypolyethylene glycol methacrylate), and light ester 2EG (diethylene glycol dimethacrylate). Light ester 3EG (triethylene glycol dimethacrylate), light ester 4EG (polyethylene glycol # 200 dimethacrylate), light ester 9EG (polyethylene glycol # 400 dimethacrylate), and light ester 14EG (polyethylene glycol # 600 dimethacrylate) (any of them) Also manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Funkrill (R) FA-314A (Nonylphenoxypolyethylene glycol acrylate), Funkrill (R) FA-318A (Nonylphenoxypolyethylene glycol acrylate), Funkrill (R) FA-240A (Polyethylene) Glycol # 400 diacrylate), funcryl (R) FA-400M (100) (methoxypolyethylene glycol # 400 methacrylate), funcryl (R) FA-220M (polyethylene glycol # 200 dimethacrylate), funkryl (R) FA -240M (polyethylene glycol # 400 dimethacrylate) (both manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
これらの親水性(メタ)アクリレートは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 One of these hydrophilic (meth) acrylates may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物において、上記親水性(メタ)アクリレートの含有量は特に限定されないが、例えばポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し5質量部以上であってもよい。基材への密着性および高温防曇性の観点からは、上記親水性(メタ)アクリレートの含有量は、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し20質量部以上85質量部以下であるのが好ましい。20質量部以上85質量部以下であれば、常温での基材への密着性が高く、温水や、薬品を含む水などに曝露されても防曇被膜の基材への密着性が維持され、かつ高温での防曇性に優れる点で好ましい。さらに、上記密着性、高温防曇性に加え、低温防曇性にも優れる点で、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、上記親水性(メタ)アクリレートの含有量が45質量部以上85質量部以下であるのがより好ましく、55質量部以上85質量部以下であるのがさらに好ましい。また塗膜の塗工性が良好で、上記密着性、高温防曇性に優れる防曇被膜が得られるという観点からは45質量部以上70質量部以下であるのが好ましい。 In the antifogging coating composition according to the present embodiment, the content of the hydrophilic (meth) acrylate is not particularly limited, but is, for example, 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. May be good. From the viewpoint of adhesion to the substrate and high temperature antifogging property, the content of the hydrophilic (meth) acrylate is 20 parts by mass or more and 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. It is preferable to have it. When it is 20 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, the adhesion to the base material at room temperature is high, and the adhesion of the antifogging film to the base material is maintained even when exposed to warm water or water containing chemicals. Moreover, it is preferable in that it is excellent in antifogging property at high temperature. Further, in addition to the above-mentioned adhesion and high-temperature anti-fog property, the content of the above-mentioned hydrophilic (meth) acrylate is 45 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion because it is excellent in low-temperature anti-fog property. It is more preferably 5 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, and further preferably 55 parts by mass or more and 85 parts by mass or less. Further, from the viewpoint that the coating film has good coatability and an antifogging film having excellent adhesion and high temperature antifogging property can be obtained, it is preferably 45 parts by mass or more and 70 parts by mass or less.
[コロイダルシリカ]
コロイダルシリカとは、二酸化ケイ素(シリカ)またはその水和物を水などの分散媒に分散させたコロイドである。防曇コーティング組成物がコロイダルシリカを含有することにより、好適な親水性および親水持続性を有し、基材に対する密着性を備えた防曇皮膜を得ることができる。
[Coroidal silica]
Colloidal silica is a colloid in which silicon dioxide (silica) or its hydrate is dispersed in a dispersion medium such as water. When the antifogging coating composition contains colloidal silica, it is possible to obtain an antifogging film having suitable hydrophilicity and hydrophilic persistence and having adhesion to a substrate.
コロイダルシリカとしては、コロイダルシリカの一次粒子が鎖状に結合した鎖状コロイダルシリカ、コロイダルシリカの一次粒子が球状に凝集した球状コロイダルシリカ、コロイダルシリカの一次粒子が数珠状に結合した数珠状コロイダルシリカなどが挙げられる。本願発明の防曇コーティング組成物に含有されるコロイダルシリカの種類は特に限定されないが、コロイダルシリカの一次粒子が鎖状に結合した鎖状コロイダルシリカが好ましい。 Examples of colloidal silica include chain colloidal silica in which primary particles of colloidal silica are bonded in a chain, spherical colloidal silica in which primary particles of colloidal silica are aggregated in a spherical shape, and beaded colloidal silica in which primary particles of colloidal silica are bonded in a bead shape. And so on. The type of colloidal silica contained in the antifogging coating composition of the present invention is not particularly limited, but chain colloidal silica in which primary particles of colloidal silica are bonded in a chain is preferable.
コロイダルシリカの市販品としては、例えば、扶桑化学工業株式会社製のクォートロン(R)PLシリーズ(球状コロイダルシリカ)、日産化学工業株式会社製のスノーテックス(R)シリーズ(球状コロイダルシリカ、鎖状コロイダルシリカ)、日本アエロジル株式会社製のAEROSIL(R)シリーズ(球状コロイダルシリカ)等が挙げられる。 Commercially available colloidal silica products include, for example, Quattron (R) PL series (spherical colloidal silica) manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. and Snowtex (R) series (spherical colloidal silica, chain colloidal) manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. Silica), AEROSIL (R) series (spherical colloidal silica) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and the like.
これらのコロイダルシリカは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These colloidal silicas may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物において、上記コロイダルシリカの固形分含有量は、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、10質量部以上であるのが好ましく、55質量部以上100質量部以下であるのがより好ましく、60質量部以上90質量部以下であるのがさらに好ましい。コロイダルシリカの固形分含有量が上記範囲内であれば、塗工性および塗膜の外観に優れた防曇コーティング組成物、ならびに基材への密着性、高温防曇性および低温防曇性に優れた防曇皮膜をより確実に得ることができる。 In the antifogging coating composition according to the present embodiment, the solid content of the colloidal silica is preferably 10 parts by mass or more, preferably 55 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. It is more preferably 100 parts by mass or less, and further preferably 60 parts by mass or more and 90 parts by mass or less. When the solid content of colloidal silica is within the above range, the antifogging coating composition having excellent coatability and appearance of the coating film, and the adhesion to the base material, the high temperature antifogging property and the low temperature antifogging property can be obtained. An excellent antifogging film can be obtained more reliably.
[ホウ素系ノニオン性界面活性剤]
ホウ素系ノニオン性界面活性剤は、半極性有機ホウ素界面活性剤とも呼ばれ、ホウ酸エステルからなる。本発明者らは、コロイダルシリカとホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有することにより、コロイダルシリカが有する特性をより高め、優れた防曇皮膜をより確実に得ることができることを見出した。これはホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有することによりコロイダルシリカの濡れ性およびぬれ接触角を下げる効果があるためと推測される。すなわち、ホウ素系ノニオン性界面活性剤は、コロイダルシリカの特性をより向上させる助剤として機能する。したがって、コロイダルシリカとホウ素系ノニオン性界面活性剤とを組み合わせることで、より安定した品質の防曇コーティング組成物を得ることができる。
[Boron-based nonionic surfactant]
Boron-based nonionic surfactants, also called semi-polar organoboron surfactants, consist of boric acid esters. The present inventors have found that by containing colloidal silica and a boron-based nonionic surfactant, the properties of colloidal silica can be further enhanced and an excellent antifogging film can be obtained more reliably. It is presumed that this is because the inclusion of the boron-based nonionic surfactant has the effect of lowering the wettability and wet contact angle of colloidal silica. That is, the boron-based nonionic surfactant functions as an auxiliary agent for further improving the properties of colloidal silica. Therefore, by combining colloidal silica and a boron-based nonionic surfactant, a more stable quality antifogging coating composition can be obtained.
ホウ素系ノニオン性界面活性剤は、グリセリンホウ酸エステル(グリセリンボレート)であるのが好ましい。ホウ素系ノニオン性界面活性剤の市販品としては、ハイボロン(R)LB120(アシルポリオキシエチレングリセリンエーテルボレート)などのハイボロン(R)シリーズ(株式会社ボロンインターナショナル製)があげられる。これらのホウ素系ノニオン性界面活性剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The boron-based nonionic surfactant is preferably glycerin borate ester (glycerin borate). Examples of commercially available boron-based nonionic surfactants include the Hyboron (R) series (manufactured by Boron International Co., Ltd.) such as Hyboron (R) LB120 (acylpolyoxyethylene glycerin ether borate). These boron-based nonionic surfactants may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物において、上記ホウ素系ノニオン性界面活性剤の含有量は、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、固形分として0.2質量部以上であるのが好ましく、0.7質量部以上であるのがより好ましい。ホウ素系ノニオン性界面活性剤の含有量が上記範囲内であれば、塗工性に優れた防曇コーティング組成物、ならびに塗膜の外観、基材への密着性、高温防曇性および低温防曇性に優れた防曇皮膜をより確実に得ることができる。上限は特に限定されないが、コスト面などを考慮して、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。またホウ素系ノニオン性界面活性剤には、コロイダルシリカの特性を向上させる効果があることから、コロイダルシリカの含有量の増減に合わせてホウ素系ノニオン性界面活性剤の量を調整するのが好ましい。 In the antifogging coating composition according to the present embodiment, the content of the boron-based nonionic surfactant is 0.2 parts by mass or more as a solid content with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. It is preferably present, and more preferably 0.7 parts by mass or more. When the content of the boron-based nonionic surfactant is within the above range, the anti-fog coating composition having excellent coatability, the appearance of the coating film, the adhesion to the substrate, the high-temperature anti-fog property and the low-temperature protection An anti-fog film having excellent anti-fog properties can be obtained more reliably. The upper limit is not particularly limited, but in consideration of cost and the like, the solid content in the polyurethane aqueous dispersion is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, and further preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass. It is as follows. Further, since the boron-based nonionic surfactant has an effect of improving the characteristics of colloidal silica, it is preferable to adjust the amount of the boron-based nonionic surfactant according to the increase or decrease in the content of colloidal silica.
[ポリエーテル変性シラン]
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物は、さらにポリエーテル変性シランを含んでもよい。ポリエーテル変性シランは、防曇皮膜の親水性を高め、防曇コーティング組成物に含まれる各成分の相溶性を高めるのに寄与する。さらにポリエーテル変性シランを含有することで、防曇皮膜の基材に対する密着性がより安定する。ポリエーテル変性シランとしては、ポリエーテル変性(アルコキシ)シランが好ましい。またポリエーテル変性シランの市販品としては、X12―641K(短鎖ポリエーテル変性(アルコキシ)シラン、信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
[Polyester-modified silane]
The antifogging coating composition according to this embodiment may further contain a polyether-modified silane. The polyether-modified silane enhances the hydrophilicity of the antifogging film and contributes to enhancing the compatibility of each component contained in the antifogging coating composition. Further, by containing the polyether-modified silane, the adhesion of the antifogging film to the substrate becomes more stable. As the polyether-modified silane, a polyether-modified (alkoxy) silane is preferable. Examples of commercially available products of the polyether-modified silane include X12-641K (short-chain polyether-modified (alkoxy) silane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物は、さらにレベリング剤を含んでもよい。レベリング剤を含有することにより、防曇コーティング組成物の塗工性を向上することができる。さらに基材と水の接触角を低下させ、水滴を生じにくくすることができる。そのためレベリング剤を含有することにより、より安定した塗膜特性と防曇性を有する防曇皮膜を形成することができる。 The antifogging coating composition according to this embodiment may further contain a leveling agent. By containing the leveling agent, the coatability of the antifogging coating composition can be improved. Further, the contact angle between the base material and water can be lowered to prevent water droplets from being generated. Therefore, by containing a leveling agent, it is possible to form an antifogging film having more stable coating film characteristics and antifogging properties.
上記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、アクリル系レベリング剤、ビニル系レベリング剤、並びにフッ素系とアクリル系が複合化されたレベリング剤などが挙げられる。 Examples of the leveling agent include silicone-based leveling agents, fluorine-based leveling agents, acrylic-based leveling agents, vinyl-based leveling agents, and leveling agents in which fluorine-based and acrylic-based compounds are combined.
シリコーン系レベリング剤とは、ポリシロキサン骨格を有する化合物を含むレベリング剤である。上記シリコーン系レベリング剤としては、公知のシリコーン系レベリング剤を使用できる。特に限定されないが、例えば、商品名BYK−302、BYK−307、BYK−325BYK(R)−331、BYK−333、BYK(R)−341、BYK(R)−345/346、BYK(R)−347、BYK(R)−348、BYK(R)−349、BYK(R)−378、BYK(R)−UV3500(いずれもビックケミー・ジャパン株式会社製)、ポリフローKL−401、ポリフローKL−402、ポリフローKL−403、ポリフローKL−404(いずれも共栄社化学株式会社製)、KP−104、KP−110(いずれも信越化学工業株式会社製)、14 ADDITIVE、51 ADDITIVE、52 ADDITIVE、55 ADDITIVE、67 ADDITIVE、500W ADDITIVE、501W ADDITIVE、502W ADDITIVE(いずれも東レ・ダウコーニング株式会社製)、シルフェイス(R)SAG002、シルフェイス(R)SAG503A(いずれも日信化学工業株式会社製)などの市販品が挙げられる。 The silicone-based leveling agent is a leveling agent containing a compound having a polysiloxane skeleton. As the silicone-based leveling agent, a known silicone-based leveling agent can be used. Although not particularly limited, for example, trade names BYK-302, BYK-307, BYK-325BYK (R) -331, BYK-333, BYK (R) -341, BYK (R) -345/346, BYK (R) -347, BYK (R) -348, BYK (R) -349, BYK (R) -378, BYK (R) -UV3500 (all manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), Polyflow KL-401, Polyflow KL-402 , Polyflow KL-403, Polyflow KL-404 (all manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), KP-104, KP-110 (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 14 ADDITIVE, 51 ADDITIVE, 52 ADDITION 67 ADDITIVE, 500W ADDITIVE, 501W ADDITIVE, 502W ADDITIVE (all manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), Silface (R) SAG002, Silface (R) SAG503A (all manufactured by Nisshin Kagaku Kogyo Co., Ltd.) Goods can be mentioned.
フッ素系レベリング剤としては、ポリオキシアルキレンとフルオロカーボンとの共重合体などを用いることができる。フッ素系レベリング剤の市販品としては、DIC株式会社製のMEGAFAC(R)シリーズ、住友スリーエム株式会社製のFCシリーズ、フタージェント(R)100、フタージェント(R)150、フタージェント(R)250、フタージェント(R)212M、フタージェント(R)251(いずれも株式会社ネオス製)などを挙げられる。 As the fluorine-based leveling agent, a copolymer of polyoxyalkylene and fluorocarbon can be used. Commercially available fluorine-based leveling agents include MEGAFAC (R) series manufactured by DIC Corporation, FC series manufactured by Sumitomo 3M Ltd., Footgent (R) 100, Footgent (R) 150, and Footgent (R) 250. , Fluorent (R) 212M, Fluorent (R) 251 (all manufactured by Neos Co., Ltd.) and the like.
アクリル系レベリング剤の市販品としては、ビックケミー・ジャパン株式会社製の、BYK(R)−381、BYK(R)−3560、BYK(R)−UV3500、BYK(R)−UV3505、BYK(R)−UV3530、BYK(R)−UV3535、BYK(R)−UV3575、BYK(R)−UV3576などが挙げられる。 Commercially available acrylic leveling agents include BYK (R) -381, BYK (R) -3560, BYK (R) -UV3500, BYK (R) -UV3505, BYK (R) manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd. -UV3530, BYK (R) -UV3535, BYK (R) -UV3575, BYK (R) -UV3576 and the like.
レベリング剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The leveling agent may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物がレベリング剤を含有する場合、上記レベリング剤の含有量は、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、固形分換算で1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましい。本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物がポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対しレベリング剤を固形分換算で1質量部以上含有することで、より塗工性が良好で、低温から高温にいたるまでの幅広い温度範囲において防曇性を発揮することができる。上限は特に限定されないが、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、好ましくは固形分換算で30質量部以下である。 When the antifogging coating composition according to the present embodiment contains a leveling agent, the content of the leveling agent is 1 part by mass or more in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion. It is preferably present, and more preferably 2 parts by mass or more. The antifogging coating composition according to the present embodiment contains 1 part by mass or more of a leveling agent in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of solid content in the polyurethane aqueous dispersion, so that the coatability is better and the temperature is low. It can exhibit anti-fog properties in a wide temperature range from to high temperature. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 30 parts by mass or less in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion.
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物は、さらに重合開始剤を含んでもよい。使用できる重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤等が挙げられ、なかでも防曇コーティング組成物を塗布した後の硬化が容易に行える点で光重合開始剤が好ましい。さらに光重合開始剤の中でも紫外線により硬化する光重合開始剤が好ましい。そのような光重合開始剤の例としては、イルガキュア(R)シリーズ(BASF社製)が挙げられる。重合開始剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The antifogging coating composition according to this embodiment may further contain a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator that can be used include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator. Among them, the photopolymerization initiator is preferable because it can be easily cured after the anti-fog coating composition is applied. Further, among the photopolymerization initiators, a photopolymerization initiator that is cured by ultraviolet rays is preferable. An example of such a photopolymerization initiator is the Irgacure (R) series (manufactured by BASF). The polymerization initiator may be used alone or in combination of two or more.
本実施の形態における防曇コーティング組成物は、発明の効果を損なわない範囲で他の添加成分を含んでいてもよい。例えば上記成分に加えて、造膜助剤、抑泡剤、安定剤、充填剤、接着促進剤、硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、揺変剤、顔料、酸化防止剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。 The antifogging coating composition in the present embodiment may contain other additive components as long as the effects of the invention are not impaired. For example, in addition to the above components, known additions of film-forming aids, antifoaming agents, stabilizers, fillers, adhesion promoters, curing agents, curing accelerators, plasticizers, rocking agents, pigments, antioxidants and the like. It may contain an agent.
[防曇コーティング組成物]
本実施の形態にかかる防曇コーティング組成物は、上記ポリウレタン水分散体と、親水性(メタ)アクリレートと、コロイダルシリカと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、任意成分であるポリエーテル変性シランと、任意成分であるレベリング剤と、その他の必要な成分とを撹拌機内に投入し、撹拌することにより調製することができる。各成分の投入順序は特に限定されず、技術常識に照らして当業者が任意に調整できる。
[Anti-fog coating composition]
The antifogging coating composition according to the present embodiment includes the above polyurethane aqueous dispersion, hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica, boron-based nonionic surfactant, and optional component, polyether-modified silane. , The leveling agent which is an optional component and other necessary components can be put into a stirrer and agitated to prepare the mixture. The order in which each component is added is not particularly limited, and can be arbitrarily adjusted by those skilled in the art in light of common general technical knowledge.
本実施の形態において、好ましい防曇コーティング組成物は、ポリウレタン水分散体と、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上85質量部以下、さらに好ましくは45質量部以上85質量部以下、特に好ましくは55質量部以上85質量部以下または45質量部以上70質量部以下の親水性(メタ)アクリレートと、固形分換算で好ましくは10質量部以上、より好ましくは55質量部以上100質量部以下、さらに好ましくは60質量部以上90質量部以下のコロイダルシリカと、固形分換算で好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.7質量部以上のホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。 In the present embodiment, the preferable antifogging coating composition is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more and 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion and the polyurethane aqueous dispersion. Parts or less, more preferably 45 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, particularly preferably 55 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, or 45 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, and hydrophilic (meth) acrylate, preferably in terms of solid content. Colloidal silica of 10 parts by mass or more, more preferably 55 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, further preferably 60 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and preferably 0.2 parts by mass or more, more preferably 0 parts by mass in terms of solid content. It contains 7 parts by mass or more of a boron-based nonionic surfactant.
本実施の形態において、別の好ましい防曇コーティング組成物は、ポリウレタン水分散体と、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対し、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上85質量部以下、さらに好ましくは45質量部以上85質量部以下、特に好ましくは55質量部以上85質量部以下または45質量部以上70質量部以下の親水性(メタ)アクリレートと、固形分換算で好ましくは10質量部以上、より好ましくは55質量部以上100質量部以下、さらに好ましくは60質量部以上90質量部以下のコロイダルシリカと、固形分換算で好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.7質量部以上のホウ素系ノニオン性界面活性剤と、固形分換算で好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは2質量部以上30質量部以下のレベリング剤と、を含有する。 In the present embodiment, another preferable antifogging coating composition is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion and the polyurethane aqueous dispersion. 85 parts by mass or less, more preferably 45 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, particularly preferably 55 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, or 45 parts by mass or more and 70 parts by mass or less of hydrophilic (meth) acrylate in terms of solid content. Colloidal silica is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 55 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, still more preferably 60 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and preferably 0.2 parts by mass or more in terms of solid content, more preferably. Containes 0.7 parts by mass or more of a boron-based nonionic surfactant, and preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less of a leveling agent in terms of solid content. To do.
[防曇皮膜]
本実施の形態にかかる防曇皮膜は、コロイダルシリカ由来のシリカと、親水性(メタ)アクリレート由来のポリ(メタ)アクリレート成分と、ポリウレタンと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する。このような防曇皮膜は、幅広い温度環境下で防曇効果を発揮でき、外観、防曇効果の持続性、および透明性に優れる。また上記防曇皮膜は、ポリエーテル変性シランまたはレベリング剤をさらに含有していてもよい。
[Anti-fog film]
The antifogging film according to the present embodiment contains silica derived from colloidal silica, a poly (meth) acrylate component derived from hydrophilic (meth) acrylate, polyurethane, and a boron-based nonionic surfactant. Such an anti-fog film can exert an anti-fog effect in a wide range of temperature environments, and is excellent in appearance, durability of the anti-fog effect, and transparency. Further, the antifogging film may further contain a polyether-modified silane or a leveling agent.
本実施の形態にかかる防曇皮膜は、好ましくは上述の防曇コーティング組成物、すなわち、ポリウレタン水分散体と、親水性(メタ)アクリレートと、コロイダルシリカと、ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する防曇コーティング組成物から形成される。具体的には、上述の防曇コーティング組成物を基材に塗布し乾燥させることにより形成できる。塗布後、硬化反応させながら皮膜を形成してもよい。例えば防曇コーティング組成物が光重合開始剤を含有する場合には、塗布後、紫外線などの光を照射することにより各成分の硬化を促進しながら防曇皮膜を形成することもできる。 The antifogging film according to the present embodiment preferably contains the above-mentioned antifogging coating composition, that is, a polyurethane aqueous dispersion, a hydrophilic (meth) acrylate, colloidal silica, a boron-based nonionic surfactant, and the like. It is formed from an antifogging coating composition containing. Specifically, it can be formed by applying the above-mentioned antifogging coating composition to a substrate and drying it. After coating, a film may be formed while undergoing a curing reaction. For example, when the anti-fog coating composition contains a photopolymerization initiator, an anti-fog film can be formed while accelerating the curing of each component by irradiating light such as ultraviolet rays after coating.
上記防曇コーティング組成物を塗布する上記基材としては、ガラスや樹脂製(プラスチック製)のシート又はフィルムなどの透明な基材が好ましい。なかでも樹脂との相性がよいことから、基材としては樹脂製のシート又はフィルム、特にポリカーボネートやポリ(メタ)アクリレートのシート又はフィルムが好ましい。 As the base material to which the antifogging coating composition is applied, a transparent base material such as a glass or resin (plastic) sheet or film is preferable. Of these, a resin sheet or film, particularly a polycarbonate or poly (meth) acrylate sheet or film, is preferable as the base material because it is compatible with the resin.
本実施の形態にかかる防曇皮膜は、高温防曇性および低温性防曇性を有する。そのため、幅広い温度環境下で防曇効果を発揮できる。さらに基材への密着性が高く、防曇性を付与する物質の流出が抑制されていることから防曇効果の持続性に優れる。また透明性にも優れることから、基材の外観や基材を通した外景の像の視認性を損なわない皮膜として使用することができる。 The anti-fog film according to the present embodiment has high-temperature anti-fog property and low-temperature anti-fog property. Therefore, the anti-fog effect can be exhibited in a wide range of temperature environments. Further, the adhesion to the base material is high, and the outflow of the substance that imparts antifogging property is suppressed, so that the antifogging effect is excellent in sustainability. Further, since it is excellent in transparency, it can be used as a film that does not impair the appearance of the base material and the visibility of the image of the external view through the base material.
[用途]
本実施の形態にかかる防曇コーティング剤および防曇皮膜は、幅広い温度環境下で防曇効果を発揮でき、防曇効果の持続性、および透明性に優れる。そのため、プラスチック成形品、プラスチックフィルム、無機ガラスレンズ、建造物の窓、浴室の窓、鏡、自動車又は列車、航空機、船舶などのような乗り物の窓、スキーや水泳などに用いるゴーグル、面体、オートバイヘルメットなどに用いるシールドなどの基材に対する防曇用材料として使用することができる。
[Use]
The anti-fog coating agent and anti-fog film according to the present embodiment can exhibit an anti-fog effect in a wide temperature environment, and are excellent in sustainability and transparency of the anti-fog effect. Therefore, plastic molded products, plastic films, inorganic glass lenses, building windows, bathroom windows, mirrors, vehicle windows such as automobiles or trains, aircraft, ships, etc., goggles used for skiing and swimming, facepieces, motorcycles, etc. It can be used as an antifogging material for a base material such as a shield used for a helmet or the like.
以下において、実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。本発明の範囲は、これら実施例の記載によって限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The scope of the present invention is not construed as being limited by the description of these examples.
以下の実施例・比較例において配合した成分は次のとおりである。
1)ポリウレタン水分散体
ポリウレタン水分散体(A)
タケラック(R)WR‐640(ポリエーテル系ポリウレタンアクリレートディスパージョン、固形分濃度40質量%、三井化学株式会社製)
ポリウレタン水分散体(B)
タケラック(R)WR‐620(ポリウレタンアクリレートディスパージョン、固形分濃度45質量%、三井化学株式会社製)
ポリウレタン水分散体(C)
タケラック(R)WS‐5000(ポリエステル系ポリウレタンディスパージョン、固形分濃度30質量%、三井化学株式会社製)
2)親水性(メタ)アクリレート
ライトエステル041MA(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、共栄社化学株式会社製)
3)コロイダルシリカ
スノーテックス(R)UP(鎖状コロイダルシリカ/固形分濃度20質量%、日産化学工業株式会社製)
4)ホウ素系ノニオン性界面活性剤
ハイボロン(R)LB120(アシルポリオキシエチレングリセリンエーテルボレート/固形分濃度20質量%、株式会社ボロンインターナショナル製)
5)ポリエーテル変性シラン
X12‐641K(短鎖ポリエーテル変性(アルコキシ)シラン、信越化学工業株式会社製)
6)レベリング剤
DOW CORNING(R) 67 ADDITIVE(3−(ポリオキシエチレン)プロピルヘプタメチルトリシロキサン、固形分濃度70〜80質量%、東レ・ダウコーニング株式会社製)
7)その他の添加剤
(造膜助剤A)
ブチルカルビトール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ダウ・ケミカル・カンパニー社製)
(造膜助剤B)
ダワノール(R)PnP(プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ダウ・ケミカル・カンパニー社製)
(抑泡剤)
SNデフォーマー777(疎水性シリカ系抑泡剤/サンノプコ株式会社製)
(光重合開始剤)
イルガキュア(R)2959(2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−メチル−1−プロパノン、BASF社製)
The components blended in the following Examples / Comparative Examples are as follows.
1) Polyurethane aqueous dispersion Polyurethane aqueous dispersion (A)
Takelac (R) WR-640 (polyether-based polyurethane acrylate dispersion, solid content concentration 40% by mass, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
Polyurethane aqueous dispersion (B)
Takelac (R) WR-620 (Polyurethane acrylate dispersion, solid content concentration 45% by mass, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
Polyurethane aqueous dispersion (C)
Takelac (R) WS-5000 (Polyester polyurethane dispersion, solid content concentration 30% by mass, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
2) Hydrophilic (meth) acrylate light ester 041MA (methoxypolyethylene glycol methacrylate, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
3) Colloidal silica Snowtex (R) UP (chain colloidal silica / solid content concentration 20% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
4) Boron-based nonionic surfactant Hyboron (R) LB120 (acylpolyoxyethylene glycerin ether borate / solid content concentration 20% by mass, manufactured by Boron International Co., Ltd.)
5) Polyether-modified silane X12-641K (Short-chain polyether-modified (alkoxy) silane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
6) Leveling agent DOWN CORNING (R) 67 ADDITIVE (3- (polyoxyethylene) propylheptamethyltrisiloxane, solid content concentration 70-80% by mass, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
7) Other additives (film-forming aid A)
Butylcarbitol (diethylene glycol monobutyl ether, manufactured by Dow Chemical Company)
(Film-forming aid B)
Dowanol (R) PnP (Propylene Glycol-n-propyl Ether, manufactured by Dow Chemical Company)
(Defoamer)
SN Deformer 777 (Hydrophobic Silica Defoamer / San Nopco Co., Ltd.)
(Photopolymerization initiator)
Irgacure (R) 2959 (2-hydroxy-1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-methyl-1-propanone, manufactured by BASF)
[防曇コーティング組成物の調製および防曇皮膜の形成]
所定量の上述の各種成分を混練機に投入し、混練することにより防曇コーティング組成物を得た。得られた防曇コーティング組成物を、乾燥後の膜厚が約10μmになるように、基材であるポリカーボネートの透明なシート上に塗布し、80℃で10分間加熱乾燥して塗膜を形成した。出力密度120W/cmの高圧水銀灯を用い、光源下12cmの位置で形成された塗膜に、積算光量で1,000mJ/cm2の紫外線を照射することにより塗膜を硬化させ、防曇皮膜を形成した。
[Preparation of anti-fog coating composition and formation of anti-fog film]
A predetermined amount of the above-mentioned various components was put into a kneader and kneaded to obtain an antifogging coating composition. The obtained antifogging coating composition is applied onto a transparent sheet of polycarbonate as a base material so that the film thickness after drying is about 10 μm, and heat-dried at 80 ° C. for 10 minutes to form a coating film. did. Using a high-pressure mercury lamp with an output density of 120 W / cm, the coating film formed at a position 12 cm below the light source is irradiated with ultraviolet rays of 1,000 mJ / cm 2 in cumulative light intensity to cure the coating film and form an antifogging film. Formed.
[防曇皮膜の評価]
得られた防曇皮膜を以下の評価項目に基づいて評価した。全評価項目について、ランクを、順にS、A、B、C、D、Fの6段階で評価した。ランクS〜Dを許容範囲とする。ランクFは要求される品質を満たさず不合格であることを意味する。
[Evaluation of anti-fog film]
The obtained antifogging film was evaluated based on the following evaluation items. For all evaluation items, the ranks were evaluated in order on a scale of S, A, B, C, D, and F. Ranks S to D are acceptable ranges. Rank F means that the required quality is not satisfied and the product is rejected.
(1)塗膜の外観評価
塗膜の外観を目視にて評価した。評価の際には、透明性、ヘイズの有無を調べた。無色透明なものをランクSとした。またヘイズが観察される皮膜のうち、ヘイズの度合いに基づいて許容レベル以上のものをヘイズが低い方から順にランクA〜Dとした。また不透明であり塗膜として許容できない外観を有するものをランクFとした。
(1) Appearance evaluation of the coating film The appearance of the coating film was visually evaluated. At the time of evaluation, transparency and the presence or absence of haze were examined. Colorless and transparent ones were designated as rank S. Among the films in which haze was observed, those having a haze level higher than the permissible level were classified into ranks A to D in ascending order of haze. Further, the one which is opaque and has an unacceptable appearance as a coating film was given rank F.
(2)密着性の評価
JIS K 5400に準拠したクロスカット試験により防曇皮膜の密着性を評価した。上述の方法で形成した防曇皮膜を次の条件1〜5の下で処理した。
条件1:(常態)室温(約20〜25℃)に静置
条件2:80℃の温水に12時間浸漬
条件3:湯中で2時間煮沸
条件4:室温(約20〜25℃)にて、1%塩素水に30分間浸漬
条件5:室温(約20〜25℃)にて、1%塩素水に120分間浸漬
(2) Evaluation of adhesion The adhesion of the antifogging film was evaluated by a cross-cut test based on JIS K 5400. The antifogging film formed by the above method was treated under the following conditions 1 to 5.
Condition 1: (normal) Stand at room temperature (about 20 to 25 ° C) Condition 2: Immerse in warm water at 80 ° C for 12 hours Condition 3: Boil in hot water for 2 hours Condition 4: At room temperature (about 20 to 25 ° C) Immerse in 1% chlorine water for 30 minutes Condition 5: Immerse in 1% chlorine water for 120 minutes at room temperature (about 20 to 25 ° C)
未処理(条件1)または処理後(条件2〜5)のサンプルを素地上に置き、カッターナイフを用いて、防曇皮膜上に素地に達する11本の切り傷をつけ100個の碁盤目を形成した。形成した碁盤目の部分にテープを強く圧着させた。その後、テープの端を、素地の表面に対して45°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目の状態を目視で観察した。なお処理後(条件2〜5)のサンプルは試験前に浸漬液を十分洗浄し、室温にて12時間以上乾燥した。防曇皮膜の密着性は以下の基準(ランク)にしたがって評価した。
S:どの格子の目も剥がれない
A:剥がれている面積が全体の1%未満
B:剥がれている面積が全体の1%以上5%未満
C:剥がれている面積が全体の5%以上10%未満
D:剥がれている面積が全体の10%以上50%未満
F:剥がれている面積が全体の50%以上
Place the untreated (Condition 1) or treated (Conditions 2-5) samples on the substrate and use a utility knife to make 11 cuts on the anti-fog film to reach the substrate and form 100 grids. did. The tape was strongly crimped to the formed grid. Then, the end of the tape was peeled off at a stretch at an angle of 45 ° with respect to the surface of the substrate, and the state of the grid was visually observed. The sample after the treatment (conditions 2 to 5) was thoroughly washed with the dipping solution before the test and dried at room temperature for 12 hours or more. The adhesion of the antifogging film was evaluated according to the following criteria (rank).
S: The eyes of any grid are not peeled off A: The peeled area is less than 1% of the whole B: The peeled area is 1% or more and less than 5% of the whole C: The peeled area is 5% or more and 10% of the whole Less than D: The peeled area is 10% or more and less than 50% of the whole F: The peeled area is 50% or more of the whole
(3)高温防曇性の評価
上面が開放された容器を準備し、80℃±5の温水を入れた。評価対象の複合シート(シート状の基材の表面に防曇皮膜が形成されたもの)を準備し、容器の開放された面を、防曇皮膜側を下にしてその複合シートで覆った。このとき防曇皮膜の面と温水面の距離は100mm±5mmとした。そのまま静置し、2分経過した後のフィルム表面変化を観察した。高温防曇性を以下の基準により目視にて評価した。
S:曇らない、A:わずかに曇る、B:中程度の曇り有り、C:許容レベルの曇り有り、F:曇りにより完全に不透明
(3) Evaluation of high-temperature anti-fog property A container with an open top surface was prepared and filled with warm water at 80 ° C. ± 5. A composite sheet to be evaluated (a sheet-like base material having an antifogging film formed on the surface) was prepared, and the open surface of the container was covered with the composite sheet with the antifogging film side facing down. At this time, the distance between the surface of the antifogging film and the surface of hot water was set to 100 mm ± 5 mm. The film was allowed to stand as it was, and changes in the film surface were observed after 2 minutes had passed. The high temperature anti-fog property was visually evaluated according to the following criteria.
S: No cloudiness, A: Slightly cloudy, B: Moderate cloudiness, C: Allowable level of cloudiness, F: Completely opaque due to cloudiness
(4)低温防曇性の評価
評価対象の複合シートを−20℃の環境に30分置いた後、室温20℃±5の環境に取り出した。室温環境に取り出してから、60秒経過した後の防曇皮膜の表面の曇りを観察した。低温防曇性を以下の基準により目視にて評価した。
S:曇らない、A:わずかに曇る、B:許容レベルの曇り有り、F:曇りにより完全に不透明
(4) Evaluation of low temperature antifogging property The composite sheet to be evaluated was placed in an environment of −20 ° C. for 30 minutes and then taken out in an environment of room temperature of 20 ° C. ± 5. Fogging on the surface of the antifogging film was observed 60 seconds after being taken out to a room temperature environment. The low temperature anti-fog property was visually evaluated according to the following criteria.
S: Not cloudy, A: Slightly cloudy, B: Allowable level of cloudiness, F: Completely opaque due to cloudiness
(5)塗工性の評価
上述の方法により防曇皮膜の形成する際の、塗布時の塗布のしやすさおよび硬化前の状態における塗膜表面の外観を目視で観察した。塗布のしやすさおよび塗膜表面の外観ともに問題ないものをSランクとした。また許容範囲のうち、欠陥の発生頻度が少ないものから順にランクA、B、C、Dとした。塗布時に塗布がしにくいなどの問題がある場合、または塗膜表面の欠陥が許容範囲を超える程度に多い場合、ランクFとした。
(5) Evaluation of coatability When the antifogging film was formed by the above method, the ease of application at the time of application and the appearance of the surface of the coating film in the state before curing were visually observed. Those having no problem in terms of ease of application and appearance of the coating film surface were rated as S rank. In addition, ranks A, B, C, and D were assigned in order from the permissible range in which the frequency of occurrence of defects was low. If there is a problem such as difficulty in coating at the time of coating, or if there are many defects on the coating film surface beyond the permissible range, the rank is F.
(実施例1〜3および比較例1〜3)
表1の配合に示す各成分を含む防曇コーティング組成物および防曇皮膜を形成した。表1に示す例のうち実施例1〜実施例3は、本発明の実施の形態にかかる防曇コーティング組成物および防曇皮膜である。実施例3は、実施例1の組成にレベリング剤5質量部を加えたもの、あるいは実施例2の組成にポリエーテル変性シラン2質量部を加えたものである。比較例1は、親水性メタクリレートを含有しない以外は実施例3と同じ組成である。比較例2は、コロイダルシリカおよびホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有しない以外は実施例3と同じ組成である。比較例3は、ホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有しない以外は実施例3と同じ組成である。評価結果を表1に示す。なお、下記表1〜6において、表中の数字は、ポリウレタン水分散体(A)〜(C)の合計量を100質量部としたときの各成分の質量部数を表す。ポリウレタン水分散体(A)〜(C)、コロイダルシリカ、ホウ素系ノニオン性界面活性剤、およびレベリング剤の部数は固形分濃度ではなく、溶媒などを含めた正味の量である。また「SC」は固形分濃度(単位:質量%)を表す。
(Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3)
An anti-fog coating composition and an anti-fog film containing each component shown in Table 1 were formed. Of the examples shown in Table 1, Examples 1 to 3 are an anti-fog coating composition and an anti-fog film according to an embodiment of the present invention. In Example 3, 5 parts by mass of a leveling agent is added to the composition of Example 1, or 2 parts by mass of a polyether-modified silane is added to the composition of Example 2. Comparative Example 1 has the same composition as that of Example 3 except that it does not contain hydrophilic methacrylate. Comparative Example 2 has the same composition as that of Example 3 except that it does not contain colloidal silica and a boron-based nonionic surfactant. Comparative Example 3 has the same composition as that of Example 3 except that it does not contain a boron-based nonionic surfactant. The evaluation results are shown in Table 1. In Tables 1 to 6 below, the numbers in the table represent the number of parts by mass of each component when the total amount of the polyurethane aqueous dispersions (A) to (C) is 100 parts by mass. The number of copies of the polyurethane aqueous dispersions (A) to (C), colloidal silica, boron-based nonionic surfactant, and leveling agent is not the solid content concentration but the net amount including the solvent and the like. Further, "SC" represents a solid content concentration (unit: mass%).
表1の評価結果からわかるように、実施例1の防曇コーティング組成物および防曇皮膜は塗膜外観、5つの条件下での基材への密着性、低温防曇性に関する特性を評価した結果いずれもSランクであった。またそれ以外の評価項目も全て許容範囲内であった。 As can be seen from the evaluation results in Table 1, the anti-fog coating composition and anti-fog film of Example 1 were evaluated for the appearance of the coating film, the adhesion to the substrate under five conditions, and the low-temperature anti-fog property. All the results were S rank. All other evaluation items were also within the permissible range.
さらに実施例2および実施例3に示す防曇コーティング組成物および防曇皮膜は、全ての評価結果がSランクであった。すなわち実施例2および実施例3の防曇コーティング組成物および防曇皮膜は、塗膜外観に優れ、常温での静置後、温水への浸漬後、および塩素水への浸漬後の全ての条件において基材に対する高い密着性を有し、幅広い温度環境下で防曇効果を発揮できることがわかった。 Further, all the evaluation results of the antifogging coating composition and the antifogging film shown in Examples 2 and 3 were S rank. That is, the antifogging coating composition and the antifogging film of Examples 2 and 3 are excellent in the appearance of the coating film, and all the conditions after standing at room temperature, after immersion in warm water, and after immersion in chlorine water. It was found that it has high adhesion to the substrate and can exert an antifogging effect in a wide range of temperature environments.
これに対し、親水性メタクリレートを含有しない比較例1の防曇コーティング組成物および防曇皮膜においては、温水への浸漬後および塩素水への浸漬後において、浸漬前と比較して、基材に対する防曇皮膜の密着性がFランクにまで低下することがわかった。また低温防曇性も不充分であった。この結果から、親水性メタクリレートは、温水および塩素水に対する耐性の付与、および低温防曇性の向上に寄与していることがわかった。 On the other hand, in the anti-fog coating composition and anti-fog film of Comparative Example 1 containing no hydrophilic methacrylate, after immersion in warm water and after immersion in chlorine water, the base material was compared with that before immersion. It was found that the adhesion of the antifogging film was reduced to F rank. In addition, the low temperature anti-fog property was insufficient. From this result, it was found that hydrophilic methacrylate contributes to the impartation of resistance to warm water and chlorine water and the improvement of low temperature antifogging property.
コロイダルシリカおよびホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有しない比較例2の防曇コーティング組成物および防曇皮膜においては、常温での静置後、温水への浸漬後、および塩素水への浸漬後の全ての条件において基材に対する防曇皮膜の密着性が不充分であった。 In the antifogging coating composition and antifogging film of Comparative Example 2 containing no colloidal silica and boron-based nonionic surfactant, after standing at room temperature, after immersion in warm water, and after immersion in chlorine water. The adhesion of the antifogging film to the substrate was insufficient under all conditions.
ホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有しない比較例3の防曇コーティング組成物および防曇皮膜においては、温水に浸漬すると、基材に対する防曇皮膜の密着性が低下することが明らかとなった。特に湯中で煮沸した場合に基材に対する密着性が大きく低下した。この比較例2および比較例3の結果から、コロイダルシリカは基材に対する防曇皮膜の密着性の向上に寄与していることがわかった。またホウ素系ノニオン性界面活性剤は、コロイダルシリカととともに、温水に対する耐性を付与し、温水への浸漬後における基材への密着性の維持に寄与していることがわかった。 It was clarified that in the antifogging coating composition and the antifogging film of Comparative Example 3 containing no boron-based nonionic surfactant, the adhesion of the antifogging film to the substrate was lowered when immersed in warm water. In particular, when it was boiled in hot water, the adhesion to the substrate was greatly reduced. From the results of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it was found that colloidal silica contributed to the improvement of the adhesion of the antifogging film to the substrate. It was also found that the boron-based nonionic surfactant, together with colloidal silica, imparts resistance to warm water and contributes to the maintenance of adhesion to the substrate after immersion in warm water.
以上の結果から、本願発明にかかる防曇コーティング組成物および防曇皮膜は、塗膜外観に優れ、基材に対する高い密着性を有し、幅広い温度環境下で防曇効果を発揮できることがわかった。 From the above results, it was found that the antifogging coating composition and the antifogging film according to the present invention have an excellent coating film appearance, have high adhesion to a substrate, and can exhibit an antifogging effect in a wide temperature environment. ..
[親水性(メタ)アクリレートの配合量と物性との関係の評価]
次に親水性メタクリレートの配合量を変更し、防曇コーティング組成物および防曇皮膜の物性を評価した。以下の基本配合Aに含まれる成分と共に、表2に示す配合量の親水性(メタ)アクリレート(ライトエステル041MA)とを混練機で混練し、防曇コーティング組成物を作成した。その後、上述の方法に従ってポリカーボネートの基材上に防曇皮膜を形成し、各評価項目について評価を行った。結果を表2に示す。なお下記表2〜6中の「PUD」とはポリウレタン水分散体を意味する。
[Evaluation of the relationship between the amount of hydrophilic (meth) acrylate compounded and physical properties]
Next, the blending amount of hydrophilic methacrylate was changed, and the physical properties of the antifogging coating composition and the antifogging film were evaluated. The components contained in the following basic formulation A and the hydrophilic (meth) acrylate (light ester 041MA) shown in Table 2 were kneaded with a kneader to prepare an anti-fog coating composition. Then, an antifogging film was formed on the polycarbonate substrate according to the above method, and each evaluation item was evaluated. The results are shown in Table 2. In addition, "PUD" in Tables 2 to 6 below means a polyurethane aqueous dispersion.
<基本配合A>
タケラック(R)WR‐640 70質量部
タケラック(R)WR‐620 16質量部
タケラック(R)WS‐5000 14質量部
[タケラック(R)WR‐640、タケラック(R)WR‐620、およびタケラック(R)WS‐5000の合計が100質量部]
スノーテックス(R)UP 120質量部
ハイボロン(R)LB120(濃度20%) 2質量部
X12‐641K 2質量部
DOW CORNING(R) 67 ADDITIVE 5質量部
ブチルカルビトール 8質量部
ダワノール(R)PnP 4質量部
SNデフォーマー777 0.05質量部
イルガキュア(R)2959 3質量部
基本配合Aに含まれる全成分の合計:244.05質量部
<Basic formulation A>
Takerack (R) WR-640 70 parts by mass Takerak (R) WR-620 16 parts by mass Takerak (R) WS-5000 14 parts by mass [Takerak (R) WR-640, Takerak (R) WR-620, and Takerak (R) R) WS-5000 totals 100 parts by mass]
Snowtex (R) UP 120 parts by mass Hyboron (R) LB120 (concentration 20%) 2 parts by mass X12-641K 2 parts by mass DOWN CORNING (R) 67 ADDITIVE 5 parts by mass Butylcarbitol 8 parts by mass Dawanol (R) PnP 4 Parts by mass SN Deformer 777 0.05 parts by mass Irgacure (R) 2959 3 parts by mass Total of all components contained in the basic formulation A: 244.05 parts by mass
※実施例8は、表1の実施例3に相当
* Example 8 corresponds to Example 3 in Table 1.
表2の結果から、防曇コーティング組成物が親水性(メタ)アクリレートを含まない場合(比較例1)、温水または1%塩素水に浸漬することにより基材に対する密着性が低下した。また低温防曇性もFランクであった。これに対し、防曇コーティング組成物が親水性(メタ)アクリレートを含有することにより、親水性(メタ)アクリレートを含まない比較例1と比べて各物性が向上することが明らかとなった(実施例4〜11)。 From the results in Table 2, when the antifogging coating composition did not contain hydrophilic (meth) acrylate (Comparative Example 1), the adhesion to the substrate was lowered by immersing in warm water or 1% chlorine water. The low temperature anti-fog property was also F rank. On the other hand, it was clarified that when the antifogging coating composition contains hydrophilic (meth) acrylate, each physical property is improved as compared with Comparative Example 1 which does not contain hydrophilic (meth) acrylate (implementation). Examples 4-11).
特に、表2に示すように、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対する親水性(メタ)アクリレートの量は5質量部以上であればS〜Dランクの許容範囲内の評価が得られた。上記親水性(メタ)アクリレートの含有量が20質量部以上85質量部以下の範囲であれば、基材に対する密着性の評価結果が全てSランクであった。すなわち、上記範囲においては、常温での静置後、温水への浸漬後、および塩素水への浸漬後の全ての条件において基材に対する高い密着性を示すことが明らかとなった。またこの範囲においては高温での防曇性に優れる防曇皮膜が得られた。また上記親水性(メタ)アクリレートの含有量が45質量部以上85質量部以下であれば、優れた基材への密着性および高温防曇性を有し、かつ低温防曇性にも優れる防曇被膜が得られた。さらに55質量部以上85質量部以下であれば低温防曇性に優れていた。また上記親水性(メタ)アクリレートの含有量が45質量部以上70質量部以下であれば、塗膜の塗工性が良好で、かつ基材への密着性および高温防曇性に優れる防曇皮膜が得られた。さらに、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対する親水性(メタ)アクリレートの量が66質量部である実施例8(表1の実施例3に相当)では、塗工性、塗膜外観、基材への密着性、高温防曇性、低温防曇性の全ての項目においてSランクである優れた防曇コーティング組成物および防曇皮膜を得ることができた。 In particular, as shown in Table 2, if the amount of hydrophilic (meth) acrylate in the polyurethane aqueous dispersion with respect to 100 parts by mass of solid content is 5 parts by mass or more, an evaluation within the allowable range of ranks S to D can be obtained. It was. When the content of the hydrophilic (meth) acrylate was in the range of 20 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, the evaluation results of the adhesion to the substrate were all S rank. That is, in the above range, it was clarified that high adhesion to the substrate was exhibited under all conditions after standing at room temperature, immersion in warm water, and immersion in chlorine water. Further, in this range, an antifogging film having excellent antifogging properties at high temperatures was obtained. Further, when the content of the hydrophilic (meth) acrylate is 45 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, it has excellent adhesion to a substrate, high temperature antifogging property, and excellent low temperature antifogging property. A frosted film was obtained. Further, when it was 55 parts by mass or more and 85 parts by mass or less, the low temperature antifogging property was excellent. When the content of the hydrophilic (meth) acrylate is 45 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, the coating film has good coatability, and has excellent adhesion to the substrate and high-temperature antifogging property. A film was obtained. Further, in Example 8 (corresponding to Example 3 in Table 1) in which the amount of hydrophilic (meth) acrylate with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion is 66 parts by mass, the coatability and the appearance of the coating film It was possible to obtain an excellent antifogging coating composition and antifogging film having an S rank in all items of adhesion to a substrate, high temperature antifogging property, and low temperature antifogging property.
[コロイダルシリカの配合量と物性との関係の評価]
コロイダルシリカの配合量を変更し、防曇コーティング組成物および防曇皮膜の物性を評価した。以下の基本配合Bに含まれる成分と共に、表3に示す配合量のコロイダルシリカ(スノーテックス(R)UP)およびホウ素系ノニオン性界面活性剤(ハイボロン(R)LB120)とを混練機で混練し、防曇コーティング組成物を作成した。配合は、コロイダルシリカの助剤であるホウ素系ノニオン性界面活性剤と、コロイダルシリカの量の比が一定になるように変更した。その後、上述の方法に従ってポリカーボネートの基材上に防曇皮膜を形成し、各評価項目について評価を行った。結果を表3に示す。
[Evaluation of the relationship between the amount of colloidal silica and physical properties]
The blending amount of colloidal silica was changed, and the physical properties of the antifogging coating composition and the antifogging film were evaluated. Along with the components contained in the following basic formulation B, the blended amounts of colloidal silica (Snowtex (R) UP) and boron-based nonionic surfactant (Hiboron (R) LB120) shown in Table 3 are kneaded with a kneader. , Anti-fog coating composition was prepared. The composition was changed so that the ratio of the amount of the boron-based nonionic surfactant, which is an auxiliary agent of colloidal silica, and the amount of colloidal silica was constant. Then, an antifogging film was formed on the polycarbonate substrate according to the above method, and each evaluation item was evaluated. The results are shown in Table 3.
<基本配合B>
タケラック(R)WR‐640 70質量部
タケラック(R)WR‐620 16質量部
タケラック(R)WS‐5000 14質量部
[タケラック(R)WR‐640、タケラック(R)WR‐620、およびタケラック(R)WS‐5000の合計が100質量部]
ライトエステル041MA 26質量部
X12‐641K 2質量部
DOW CORNING(R) 67 ADDITIVE 5質量部
ブチルカルビトール 8質量部
ダワノール(R)PnP 4質量部
SNデフォーマー777 0.05質量部
イルガキュア(R)2959 3質量部
基本配合Bに含まれる全成分の合計:148.05質量部
<Basic formulation B>
Takerack (R) WR-640 70 parts by mass Takerak (R) WR-620 16 parts by mass Takerak (R) WS-5000 14 parts by mass [Takerak (R) WR-640, Takerak (R) WR-620, and Takerak (R) R) WS-5000 totals 100 parts by mass]
Light ester 041MA 26 parts by mass X12-641K 2 parts by mass DOWN CORNING (R) 67 ADDITIVE 5 parts by mass Butylcarbitol 8 parts by mass Dowanol (R) PnP 4 parts by mass SN deformer 777 0.05 parts by mass Irgacure (R) 2959 3 Parts by mass Total of all components contained in basic formulation B: 148.05 parts by mass
※実施例15は、表1の実施例3に相当
* Example 15 corresponds to Example 3 in Table 1.
表3の結果から、防曇コーティング組成物がコロイダルシリカを含まない場合(比較例2)、基材に対する密着性に劣ることがわかる。これに対し、コロイダルシリカを含有する防曇コーティング組成物は、比較例2と比べて基材に対する密着性が向上することが明らかとなった(実施例12〜17)。ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対するコロイダルシリカ(固形分)の量が概ね10質量部以上含有することにより基材に対する密着性が安定した防曇皮膜を得ることができ、概ね55質量部以上100質量部以下の範囲においては塗膜外観に優れた防曇皮膜を得ることができ、さらに概ね60質量部以上90質量部以下の範囲においては、評価結果が全てSランクの、優れた特性を示す防曇皮膜が得られることが明らかとなった。 From the results in Table 3, it can be seen that when the antifogging coating composition does not contain colloidal silica (Comparative Example 2), the adhesion to the substrate is inferior. On the other hand, it was revealed that the antifogging coating composition containing colloidal silica has improved adhesion to the substrate as compared with Comparative Example 2 (Examples 12 to 17). By containing approximately 10 parts by mass or more of colloidal silica (solid content) with respect to 100 parts by mass of solid content in the polyurethane aqueous dispersion, an antifogging film having stable adhesion to the substrate can be obtained, and approximately 55 mass by mass. In the range of 100 parts by mass or more, an antifogging film having an excellent coating film appearance can be obtained, and in the range of approximately 60 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, all the evaluation results are S rank, which is excellent. It was clarified that an antifogging film showing the characteristics can be obtained.
[ホウ素系ノニオン性界面活性剤の配合量と物性の関係の評価]
ホウ素系ノニオン性界面活性剤の配合量を変更し、防曇コーティング組成物および防曇皮膜の物性を評価した。以下の基本配合Cに含まれる成分と、表4に示す配合量のホウ素系ノニオン性界面活性剤(ハイボロン(R)LB120(固形分濃度20%))とを混練機で混練し、防曇コーティング組成物を作成した。その後、上述の方法に従ってポリカーボネートの基材上に防曇皮膜を形成し、各評価項目について評価を行った。結果を表4に示す。
[Evaluation of the relationship between the amount of boron-based nonionic surfactant and physical properties]
The amount of the boron-based nonionic surfactant was changed, and the physical properties of the antifogging coating composition and the antifogging film were evaluated. The components contained in the following basic formulation C and the boron-based nonionic surfactant (Hyboron (R) LB120 (solid content concentration 20%)) shown in Table 4 are kneaded with a kneader to provide an antifogging coating. A composition was prepared. Then, an antifogging film was formed on the polycarbonate substrate according to the above method, and each evaluation item was evaluated. The results are shown in Table 4.
<基本配合C>
タケラック(R)WR‐640 70質量部
タケラック(R)WR‐620 16質量部
タケラック(R)WS‐5000 14質量部
[タケラック(R)WR‐640、タケラック(R)WR‐620、およびタケラック(R)WS‐5000の合計が100質量部]
ライトエステル041MA 26質量部
スノーテックス(R)UP 120質量部
X12‐641K 2質量部
DOW CORNING(R) 67 ADDITIVE 5質量部
ブチルカルビトール 8質量部
ダワノール(R)PnP 4質量部
SNデフォーマー777 0.05質量部
イルガキュア(R)2959 3質量部
基本配合Cに含まれる全成分の合計:268.05質量部
<Basic formulation C>
Takerack (R) WR-640 70 parts by mass Takerak (R) WR-620 16 parts by mass Takerak (R) WS-5000 14 parts by mass [Takerak (R) WR-640, Takerak (R) WR-620, and Takerak (R) R) WS-5000 totals 100 parts by mass]
Light ester 041MA 26 parts by mass Snowtex (R) UP 120 parts by mass X12-641K 2 parts by mass DOWN CORNING (R) 67 ADDITIVE 5 parts by mass Butylcarbitol 8 parts by mass Dowanol (R) PnP 4 parts by mass SN deformer 777 0. 05 parts by mass Irgacure (R) 2959 3 parts by mass Total of all components contained in the basic formulation C: 268.05 parts by mass
表4の結果から、ホウ素系ノニオン性界面活性剤を含まない場合、温水に浸漬後、特に湯中で2時間防曇皮膜を煮沸した後の基材に対する防曇皮膜の密着性が、常温で静置した状態と比較して低下することがわかる。ホウ素系ノニオン性界面活性剤を含有することで、湯中で2時間防曇皮膜を煮沸した後の基材に対する防曇皮膜の密着性を許容範囲に維持できる。中でも、湯中で2時間煮沸した後も、基材に対する防曇皮膜の密着性が充分に維持される観点から、ポリウレタン水分散体中の固形分100質量部に対しホウ素系ノニオン性界面活性剤を固形分として0.8質量部以上含有するのが好ましい(実施例20〜23)。 From the results in Table 4, when the boron-based nonionic surfactant is not contained, the adhesion of the antifogging film to the substrate after immersion in warm water, especially after boiling the antifogging film in hot water for 2 hours, at room temperature. It can be seen that it decreases compared to the static state. By containing the boron-based nonionic surfactant, the adhesion of the antifogging film to the substrate after boiling the antifogging film in hot water for 2 hours can be maintained within an acceptable range. Above all, a boron-based nonionic surfactant with respect to 100 parts by mass of the solid content in the polyurethane aqueous dispersion from the viewpoint that the adhesion of the antifogging film to the substrate is sufficiently maintained even after boiling in hot water for 2 hours. Is preferably contained in an amount of 0.8 parts by mass or more as a solid content (Examples 20 to 23).
[レベリング剤の配合量と物性の関係]
レベリング剤の配合量を変更し、防曇コーティング組成物および防曇皮膜の物性を評価した。以下の基本配合Dに含まれる成分と共に、表5に示す配合量のレベリング剤(DOW CORNING(R) 67 ADDITIVE)とを混練機で混練し、防曇コーティング組成物を作成した。その後、上述の方法に従ってポリカーボネートの基材上に防曇皮膜を形成し、各評価項目について評価を行った。結果を表5に示す。
[Relationship between the amount of leveling agent and physical properties]
The blending amount of the leveling agent was changed, and the physical properties of the antifogging coating composition and the antifogging film were evaluated. A leveling agent (DOW CORNING (R) 67 ADDITIVE) shown in Table 5 was kneaded together with the components contained in the following basic formulation D with a kneader to prepare an anti-fog coating composition. Then, an antifogging film was formed on the polycarbonate substrate according to the above method, and each evaluation item was evaluated. The results are shown in Table 5.
<基本配合D>
タケラック(R)WR‐640 70質量部
タケラック(R)WR‐620 16質量部
タケラック(R)WS‐5000 14質量部
[タケラック(R)WR‐640、タケラック(R)WR‐620、およびタケラック(R)WS‐5000の合計が100質量部]
ライトエステル041MA 26質量部
スノーテックス(R)UP 120質量部
ハイボロン(R)LB120(濃度20%) 2質量部
X12‐641K 2質量部
ブチルカルビトール 8質量部
ダワノール(R)PnP 4質量部
SNデフォーマー777 0.05質量部
イルガキュア(R)2959 3質量部
基本配合Eに含まれる全成分の合計:265.05質量部
<Basic formulation D>
Takerack (R) WR-640 70 parts by mass Takerak (R) WR-620 16 parts by mass Takerak (R) WS-5000 14 parts by mass [Takerak (R) WR-640, Takerak (R) WR-620, and Takerak (R) R) WS-5000 totals 100 parts by mass]
Light Ester 041MA 26 parts by mass Snowtex (R) UP 120 parts by mass Hyboron (R) LB120 (concentration 20%) 2 parts by mass X12-641K 2 parts by mass Butylcarbitol 8 parts by mass Dawanol (R) PnP 4 parts by mass SN deformer 777 0.05 parts by mass Irgacure (R) 2959 3 parts by mass Total of all components contained in the basic formulation E: 265.05 parts by mass
※1 実施例24は、表1の実施例1に相当
※2 実施例27は、表1の実施例3に相当
* 1 Example 24 corresponds to Example 1 in Table 1 * 2 Example 27 corresponds to Example 3 in Table 1.
表5の結果から、レベリング剤を含有しない場合(実施例24)の防曇コーティング組成物および防曇皮膜においては、全ての項目において許容範囲内であるが、塗工性と高温防曇性は改善の余地があった。これに対し、レベリング剤を含有することで、全ての物性においてSランクの防曇コーティング組成物および防曇皮膜を得ることができた(実施例25〜29)。すなわち、レベリング剤を含有していなくても許容範囲の物性を備えた防曇コーティング組成物および防曇皮膜が得られるが、より安定した物性が得られる点でレベリング剤を含有するのが好ましいことが明らかとなった。 From the results in Table 5, the anti-fog coating composition and the anti-fog film when the leveling agent was not contained were within the permissible range in all items, but the coatability and high-temperature anti-fog property were excellent. There was room for improvement. On the other hand, by containing the leveling agent, an S-rank anti-fog coating composition and an anti-fog film could be obtained in all physical characteristics (Examples 25 to 29). That is, an anti-fog coating composition and an anti-fog film having acceptable physical properties can be obtained even if the leveling agent is not contained, but it is preferable to contain the leveling agent in that more stable physical properties can be obtained. Became clear.
このように、上記評価結果から、本実施形態の防曇コーティング組成物は、塗工性に優れた防曇コーティング組成物、ならびに幅広い温度環境下で防曇効果を発揮でき、塗膜の外観、基材に対する防曇皮膜の密着性、および透明性に優れた防曇皮膜を提供することが可能となることが明らかとなった。 As described above, based on the above evaluation results, the antifogging coating composition of the present embodiment can exhibit the antifogging coating composition having excellent coatability and the antifogging effect under a wide temperature environment, and the appearance of the coating film, It has been clarified that it is possible to provide an antifogging film having excellent adhesion and transparency to the base material.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed here are exemplary in all respects and are not restrictive in any way. The scope of the present invention is not defined as described above, but is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
本願の防曇コーティング組成物は、幅広い温度環境下で防曇効果が求められる技術分野において、特に有利に適用され得る。 The antifogging coating composition of the present application can be applied particularly advantageously in a technical field where an antifogging effect is required in a wide temperature environment.
Claims (5)
アルコキシポリエチレングリコールアクリレートまたはアルコキシポリエチレングリコールメタクリレートである親水性(メタ)アクリレートと、
コロイダルシリカと、
ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、を含有する防曇コーティング組成物。 Polyurethane aqueous dispersion and
Hydrophilic (meth) acrylates, which are alkoxypolyethylene glycol acrylates or alkoxypolyethylene glycol methacrylates,
Colloidal silica and
An antifogging coating composition containing a boron-based nonionic surfactant.
前記親水性(メタ)アクリレートの含有量が20質量部以上85質量部以下である、請求項1に記載の防曇コーティング組成物。 With respect to 100 parts by mass of solid content in the polyurethane aqueous dispersion
The antifogging coating composition according to claim 1, wherein the content of the hydrophilic (meth) acrylate is 20 parts by mass or more and 85 parts by mass or less.
前記ホウ素系ノニオン性界面活性剤の含有量が0.2質量部以上30質量部以下である
請求項1又は請求項2に記載の防曇コーティング組成物。 With respect to 100 parts by mass of solid content in the polyurethane aqueous dispersion
The antifogging coating composition according to claim 1 or 2, wherein the content of the boron-based nonionic surfactant is 0.2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less.
アルコキシポリエチレングリコールアクリレートまたはアルコキシポリエチレングリコールメタクリレートである親水性(メタ)アクリレート由来のポリ(メタ)アクリレート成分と、 Poly (meth) acrylate component derived from hydrophilic (meth) acrylate, which is alkoxy polyethylene glycol acrylate or alkoxy polyethylene glycol methacrylate, and
ポリウレタンと、 With polyurethane
ホウ素系ノニオン性界面活性剤と、 Boron-based nonionic surfactant,
を含有する防曇皮膜。Anti-fog film containing.
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