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JP6943664B2 - Anti-fog coating composition and anti-fog coating film and anti-fog article - Google Patents
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JP6943664B2 - Anti-fog coating composition and anti-fog coating film and anti-fog article - Google Patents

Anti-fog coating composition and anti-fog coating film and anti-fog article Download PDF

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Description

本発明は、防曇塗料組成物及びこれを用いて作成した防曇塗膜ならびに防曇物品に関する。 The present invention relates to an anti-fog coating composition, an anti-fog coating film prepared by using the same, and an anti-fog article.

自動車の前照灯などの照明装置は、光源と光源の前方に配置されたガラスやプラスチックなどで形成された透明部材とから主に構成されている。そして光源が発する光が透明部材を介して照明装置の外部および周辺部に照射される。このような照明装置では、透明部材の内側(光源側)に曇りが発生することがあり、照射光の強度が低下して安全性の問題を生じることがある。また曇りの生じた透明部材を介して照射された光は光量が少なく、美観の点でも問題となりうる。 Lighting devices such as automobile headlights are mainly composed of a light source and a transparent member made of glass or plastic arranged in front of the light source. Then, the light emitted from the light source is irradiated to the outside and the peripheral portion of the lighting device through the transparent member. In such a lighting device, cloudiness may occur inside the transparent member (light source side), and the intensity of the irradiation light may decrease, causing a safety problem. In addition, the amount of light emitted through the cloudy transparent member is small, which can be a problem in terms of aesthetics.

特許文献1には、共重合体(A)と多官能性ブロックイソシアネート化合物(B)と界面活性剤(C)とからなる防曇剤組成物が開示されている。特許文献1の防曇剤組成物は、従来からよく知られた防曇の仕組みを利用したものであり、防曇剤組成物を適用した防曇塗膜中に存在する界面活性剤(C)が、基材上の防曇塗膜に付着した水の表面張力を低下させ、瞬時に平滑な水膜を形成して、光の乱反射を防ぐことにより曇りを防止するというものである。一方特許文献2には、水性媒体とネックレス状コロイダルシリカとシラン誘導体と界面活性剤とを含む防曇剤が開示されている。特許文献2では、水性媒体中に分散させたときのpHが8〜11(すなわちアルカリ性)のネックレス状コロイダルシリカを使用している。特許文献2の防曇剤は、塗膜を形成した基材の表面をコロイダルシリカが被覆することで防曇効果を発揮するものである。 Patent Document 1 discloses an anti-fog composition composed of a copolymer (A), a polyfunctional blocked isocyanate compound (B), and a surfactant (C). The anti-fog composition of Patent Document 1 utilizes a conventionally well-known anti-fog mechanism, and is a surfactant (C) present in an anti-fog coating film to which the anti-fog composition is applied. However, the surface tension of water adhering to the anti-fog coating film on the base material is reduced to instantly form a smooth water film to prevent diffused reflection of light, thereby preventing anti-fog. On the other hand, Patent Document 2 discloses an anti-fog agent containing an aqueous medium, necklace-shaped colloidal silica, a silane derivative, and a surfactant. Patent Document 2 uses necklace-shaped colloidal silica having a pH of 8 to 11 (that is, alkaline) when dispersed in an aqueous medium. The anti-fog agent of Patent Document 2 exhibits an anti-fog effect by coating the surface of the base material on which the coating film is formed with colloidal silica.

特開2016−169287号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-169287 特開2005−126647号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-126647

特許文献1に開示されている界面活性剤を主成分として含む防曇剤組成物による防曇塗膜上に水膜が形成されると、その界面活性剤が水に溶け出して、局所的に界面活性剤と水とが一緒に流れてしまうことがあった。この様な箇所が乾燥すると、防曇物品上に水垂れ跡が残ることがあった。また、特許文献2のように、水性媒体中で強アルカリ性を呈するコロイダルシリカを防曇剤として使用すると、理由は定かではないが、基材を被覆していたコロイダルシリカが水と共に流れてしまい、防曇物品上に水垂れ跡が残ることがあった。
そこで本発明は、水垂れ跡などの外観変化を引き起こすことなく、長期にわたり防曇効果を発揮する防曇塗料組成物を提供することを目的とする。
When a water film is formed on an anti-fog coating film made of an anti-fog composition containing a surfactant as a main component disclosed in Patent Document 1, the surfactant dissolves in water and locally The surfactant and water sometimes flowed together. When such a portion dries, water dripping marks may remain on the anti-fog article. Further, when colloidal silica exhibiting strong alkalinity in an aqueous medium is used as an anti-fog agent as in Patent Document 2, for unknown reasons, the colloidal silica coating the base material flows together with water. Water dripping marks may remain on the anti-fog article.
Therefore, an object of the present invention is to provide an anti-fog coating composition that exhibits an anti-fog effect for a long period of time without causing a change in appearance such as water dripping marks.

本発明の実施形態における防曇塗料組成物は、酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカとを含有するコロイダルシリカ混合物を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施形態は、長尺状コロイダルシリカ混合物を含む防曇塗膜である。
本発明のさらに他の実施形態は、基材と、防曇塗膜とを含む、防曇物品である。
The antifogging coating composition according to the embodiment of the present invention is characterized by containing a colloidal silica mixture containing acidic elongated colloidal silica and elongated colloidal silica for pH adjustment.
Another embodiment of the present invention is an anti-fog coating containing an elongated colloidal silica mixture.
Yet another embodiment of the present invention is an anti-fog article comprising a substrate and an anti-fog coating.

本発明の防曇塗料組成物を用いて形成した防曇塗膜は、瞬時に平滑な水膜を形成して光の乱反射を防ぎ防曇性能に優れる。本発明の防曇塗膜は、乾燥後の水垂れ跡などの外観変化を生じにくい。本発明の防曇塗料組成物を利用した防曇物品(たとえば照明装置)は、外観変化を生じにくく、安定した光量を長期にわたり維持することができる。 The anti-fog coating film formed by using the anti-fog coating composition of the present invention instantly forms a smooth water film to prevent diffused reflection of light and has excellent anti-fog performance. The anti-fog coating film of the present invention is less likely to cause changes in appearance such as water dripping marks after drying. The anti-fog article (for example, a lighting device) using the anti-fog coating composition of the present invention is less likely to cause a change in appearance and can maintain a stable amount of light for a long period of time.

本発明の実施形態を以下に説明する。本発明の一の実施形態は、酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカとを含有するコロイダルシリカ混合物を含む防曇塗料組成物である。 Embodiments of the present invention will be described below. One embodiment of the present invention is an antifogging coating composition containing a colloidal silica mixture containing acidic elongated colloidal silica and elongated colloidal silica for pH adjustment.

本実施形態において、防曇塗料組成物とは、ガラスやプラスチックなどの基材上に塗膜を形成して、水蒸気が原因の水滴による曇りを発生しにくくすることができる組成物のことである。基材で隔てられた両空間に温度差がある場合、高温側の湿気が基材表面上に結露して、水滴を形成する。この水滴が光の乱反射を起こして曇りが発生する。基材上における水滴の形成を防止する仕組みとして、基材表面に付着した水分を瞬時に水膜にするメカニズムと、基材表面に付着した水分を瞬時に吸収するメカニズムがあることが知られている。本実施形態の防曇塗料組成物は、基材表面に付着した水分を瞬時に水膜にして、水滴の形成を防止することにより基材の曇りを防ぐ防曇塗膜を形成する。 In the present embodiment, the anti-fog coating composition is a composition capable of forming a coating film on a base material such as glass or plastic to prevent fogging due to water droplets caused by water vapor. .. When there is a temperature difference between the two spaces separated by the base material, the humidity on the high temperature side condenses on the surface of the base material to form water droplets. These water droplets cause diffuse reflection of light, causing cloudiness. It is known that as a mechanism for preventing the formation of water droplets on the base material, there is a mechanism for instantly forming a water film of water adhering to the surface of the base material and a mechanism for instantly absorbing the water adhering to the surface of the base material. There is. The anti-fog coating composition of the present embodiment instantly forms a water film of water adhering to the surface of the base material to prevent the formation of water droplets to form an anti-fog coating film that prevents the base material from fogging.

本実施形態の防曇塗料組成物は、酸性長尺状コロイダルシリカを含む。コロイダルシリカとは、二酸化ケイ素(シリカ、SiO)またはその水和物のコロイド溶液である。分散媒の性質により水系のコロイダルシリカと、有機溶媒系のオルガノシリカゾルとがあるが、実施形態で特に好適に用いられるシリカはコロイダルシリカである。コロイダルシリカを形成する球状のシリカの一次粒子径は通常10〜300nm程度であり、これが凝集等してさらに大きな二次粒子を形成している場合がある。本実施形態で好適に用いられるコロイダルシリカは、長尺状コロイダルシリカである。長尺状コロイダルシリカとは、シリカの一次粒子同士が共有結合して、長い紐状を形成した長尺状シリカのコロイド溶液のことである。このような長尺状コロイダルシリカとして鎖状コロイダルシリカやパールネックレス状コロイダルシリカが知られている。長尺状コロイダルシリカは、基材の表面上に広がって吸着し、被膜を形成することができるため、防曇塗膜組成物の成分として好ましく使用することができる。なお、水を分散媒としたコロイダルシリカには、酸性、中性、アルカリ性のものが存在する。本実施形態の一成分として好適に用いられるコロイダルシリカは、水に分散してpH1〜3の強酸性を示す酸性長尺状コロイダルシリカである。 The anti-fog coating composition of the present embodiment contains acidic elongated colloidal silica. Colloidal silica is a colloidal solution of silicon dioxide (silica, SiO 2 ) or its hydrate. Depending on the nature of the dispersion medium, there are aqueous colloidal silica and organic solvent-based organosilica sol, and the silica particularly preferably used in the embodiment is colloidal silica. The primary particle size of the spherical silica that forms colloidal silica is usually about 10 to 300 nm, and this may aggregate to form larger secondary particles. The colloidal silica preferably used in this embodiment is a long colloidal silica. The long colloidal silica is a colloidal solution of the long silica in which the primary particles of silica are covalently bonded to form a long string. As such long colloidal silica, chain colloidal silica and pearl necklace-shaped colloidal silica are known. Since the elongated colloidal silica can spread and adsorb on the surface of the base material to form a film, it can be preferably used as a component of the anti-fog coating composition. There are acidic, neutral, and alkaline colloidal silicas using water as a dispersion medium. The colloidal silica preferably used as one component of the present embodiment is an acidic long colloidal silica which is dispersed in water and exhibits strong acidity of pH 1 to 3.

実施形態の防曇塗料組成物は、さらにpH調整用長尺状コロイダルシリカを含む。pH調整用のコロイダルシリカは、先に説明した酸性長尺状コロイダルシリカのpHを高めて弱酸性〜弱アルカリ性に調整するために用いられる。先に説明したとおり、酸性長尺状コロイダルシリカは、分散媒が蒸発して形成した後に塗膜を形成して効果的に水膜を形成し防曇効果を発揮することができるので好ましく用いられる。しかし酸性が強すぎると、防曇塗料組成物の性状が安定せずハンドリングが困難になりうる。また強酸性の防曇塗料組成物は塗布する基材(たとえば金属基材や所定のプラスチック基材等)を痛める可能性があり、適用する基材によっては使用できない場合もある。そこでpH調整剤を混合してコロイダルシリカ全体のpHを適切に調整する。pH調整剤としては、無機塩基や有機塩基などの種々のアルカリ性化合物を使用することができるが、pHの調整が簡便なpH調整用コロイダルシリカを使用することが好ましい。なおpH調整剤としてpH調整用コロイダルシリカを用いる場合は、pH調整用コロイダルシリカも長尺状シリカのコロイド溶液であることがより好ましい。 The anti-fog coating composition of the embodiment further contains an elongated colloidal silica for pH adjustment. The colloidal silica for pH adjustment is used to increase the pH of the acidic elongated colloidal silica described above to adjust the pH from weakly acidic to weakly alkaline. As described above, acidic elongated colloidal silica is preferably used because it can form a coating film after the dispersion medium evaporates to form a water film effectively and exert an anti-fog effect. .. However, if the acidity is too strong, the properties of the anti-fog coating composition will not be stable and handling may become difficult. Further, the strongly acidic anti-fog coating composition may damage the base material to be applied (for example, a metal base material or a predetermined plastic base material), and may not be used depending on the base material to be applied. Therefore, a pH adjuster is mixed to appropriately adjust the pH of the entire colloidal silica. As the pH adjuster, various alkaline compounds such as an inorganic base and an organic base can be used, but it is preferable to use colloidal silica for pH adjustment, which is easy to adjust the pH. When pH adjusting colloidal silica is used as the pH adjusting agent, it is more preferable that the pH adjusting colloidal silica is also a colloidal solution of long silica.

酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカは、コロイダルシリカ混合物のpHが中性〜弱アルカリ性(pH7〜10程度)となるように混合する。コロイダルシリカ混合物のpHを弱アルカリ性にするためには、酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカとの固形分重量比が、1:4〜5:1となるように混合するとよい。固形分重量比とは、各コロイダルシリカに実質的に占める固形分の重量の割合である。 The acidic long colloidal silica and the long colloidal silica for pH adjustment are mixed so that the pH of the colloidal silica mixture is neutral to weakly alkaline (pH about 7 to 10). In order to make the pH of the colloidal silica mixture weakly alkaline, it is necessary to mix the acidic long colloidal silica and the long colloidal silica for pH adjustment so that the solid content weight ratio is 1: 4 to 5: 1. good. The solid content weight ratio is the ratio of the weight of solid content substantially to each colloidal silica.

実施形態の防曇塗料組成物は、さらに界面活性剤を含んでいてよい。実施形態の防曇塗料組成物において、界面活性剤は基材表面上へのコロイダルシリカの広がりを補助し、塗工作業を容易にするために用いられる。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができ、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。アニオン性界面活性剤として、たとえば、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等の高級アルコール硫酸エステル類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ジアルキルホスフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンサルフェート塩、パーフルオロアルキル基を含有するスルホン酸塩型、パーフルオロアルキル基を含有するカルボン酸塩型、パーフルオロアルケニル基を含有するスルホン酸塩型、パーフルオロアルケニル基を含有するカルボン酸塩型等のアニオン性フッ素系界面活性剤類が挙げられる。カチオン性界面活性剤として、たとえば、エタノールアミン類、ラウリルアミンアセテート、トリエタノールアミンモノ蟻酸塩、ステアラミドエチルジエチルアミン酢酸塩等のアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルケニル基を含有する4級アンモニウム塩型等のカチオン性フッ素系界面活性剤類が挙げられる。 The anti-fog coating composition of the embodiment may further contain a surfactant. In the anti-fog coating composition of the embodiment, the surfactant is used to assist the spread of colloidal silica on the surface of the substrate and facilitate the coating operation. As the surfactant, any of anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants and amphoteric surfactants can be used, and one or more of these can be used. can. Examples of anionic surfactants include fatty acid salts such as sodium oleate and potassium oleate, higher alcohol sulfate esters such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, and alkylbenzene sulfone such as sodium dodecylbenzene sulfonate and sodium alkylnaphthalene sulfonate. Polyoxyethylene sulfate salts such as acid salts and alkylnaphthalene sulfonates, sodium naphthalene sulfonate formalin condensates, dialkyl sulfosuccinates, dialkyl phosphate salts, sodium polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, and sulfonic acids containing perfluoroalkyl groups. Anionic fluorosurfactants such as salt type, carboxylate type containing perfluoroalkyl group, sulfonate type containing perfluoroalkenyl group, and carboxylate type containing perfluoroalkenyl group can be mentioned. Be done. As cationic surfactants, for example, amine salts such as ethanolamines, laurylamine acetate, triethanolamine monoaterate, stearamide ethyldiethylamine acetate, lauryltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, dilauryldimethylammonium chloride. , Distearyldimethylammonium chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride, quaternary ammonium salts such as stearyldimethylbenzylammonium chloride, cationic fluorine-based surfactants such as quaternary ammonium salt type containing perfluoroalkyl group or perfluoroalkenyl group. Activators can be mentioned.

ノニオン性界面活性剤として、たとえば、ポリオキシエチレンラウリルアルコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレン高級アルコールエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノール、ポリオキシエチレンノニルフェノール等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレングリコールモノステアレート等のポリオキシエチレンアシルエステル類、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のリン酸エステル類、シュガーエステル類、セルロースエーテル、ポリエーテル変性シリコーンオイル等のシリコーン類、パーフルオロアルキル基を含有するエチレンオキシド付加物型、パーフルオロアルキル基を含有するアミンオキサイド型、パーフルオロアルキル基を含有するオリゴマー型、パーフルオロアルケニル基を含有するエチレンオキシド付加物型、パーフルオロアルケニル基を含有するアミンオキサイド型、パーフルオロアルケニル基を含有するオリゴマー型等のノニオン性フッ素系界面活性剤類が挙げられる。両性界面活性剤として、ウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライドなどの第4級アンモニウム塩、ジメチルアルキルラウリルベタイン、ジメチルアルキルステアリルベタイン等の脂肪酸型両性界面活性剤、ジメチルアルキルスルホベタインのようなスルホン酸型両性界面活性剤、アルキルグリシン、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルケニル基を含有するベタイン型の両性フッ素系界面活性剤類等を挙げることができる。本実施形態の界面活性剤として、上記のいずれの界面活性剤も好ましく用いることができる。界面活性剤は、防曇塗料組成物100重量部に対して0.01〜0.10重量部程度含まれていることが好ましい。 Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene higher alcohol ethers such as polyoxyethylene lauryl alcohol, polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene such as polyoxyethylene octylphenol and polyoxyethylene nonylphenol. Polyoxyethylene acyl esters such as alkylaryl ethers and polyoxyethylene glycol monostearate, polyoxyethylene sorbitan fatty acids such as polypropylene glycol ethylene oxide adducts, polyoxyethylene sorbitan monolaurates, and polyoxyethylene sorbitan monostearates. Esters, alkyl phosphates, phosphoric acid esters such as polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid esters, sugar esters, cellulose ethers, silicones such as polyether-modified silicone oils, ethylene oxide adducts containing perfluoroalkyl groups Type, amine oxide type containing perfluoroalkyl group, oligomer type containing perfluoroalkyl group, ethylene oxide adduct type containing perfluoroalkenyl group, amine oxide type containing perfluoroalkenyl group, perfluoroalkenyl group Nonionic fluorosurfactants such as oligomer-type surfactants containing the above can be mentioned. As amphoteric surfactants, quaternary ammonium salts such as uryltrimethylammonium chloride, dilauryldimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride, fatty acid type amphoteric such as dimethylalkyllaurylbetaine and dimethylalkylstearylbetaine. Examples thereof include surfactants, amphoteric sulfonic acid-type surfactants such as dimethylalkylsulfobetaine, betaine-type amphoteric fluorine-based surfactants containing alkylglycine, perfluoroalkyl group or perfluoroalkenyl group, and the like. .. Any of the above-mentioned surfactants can be preferably used as the surfactant of the present embodiment. The surfactant is preferably contained in an amount of about 0.01 to 0.10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the anti-fog coating composition.

さらに実施形態の防曇塗料組成物は、有機溶剤を含有していてよい。実施形態の防曇塗料組成物の主成分である、水を分散媒としたコロイダルシリカ混合物単独でも基材表面上に塗布して防曇塗膜を形成することができる。しかし、これにさらに有機溶剤が含まれていれば、塗膜形成時の水の乾燥が促進されるため、より早く防曇塗膜を形成することが可能となる。実施形態で用いることができる有機溶剤は、水と相溶性を有するか、水と所定の範囲で混和する有機溶剤である。このような有機溶剤としてたとえば、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール等)、エーテル類(ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等)、ケトン類(アセトン、エチルメチルケトン等)、アミド類(ジメチルホルムアミド等)や、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル、ニトロメタン、トリエチルアミンを挙げることができる。有機溶剤は、防曇塗料組成物100重量部に対して10〜20重量部程度含まれていることが好ましい。 Further, the anti-fog coating composition of the embodiment may contain an organic solvent. The colloidal silica mixture using water as a dispersion medium, which is the main component of the anti-fog coating composition of the embodiment, can be applied alone on the surface of the substrate to form an anti-fog coating film. However, if an organic solvent is further contained in this, the drying of water at the time of forming the coating film is promoted, so that the anti-fog coating film can be formed faster. The organic solvent that can be used in the embodiment is an organic solvent that is compatible with water or miscible with water in a predetermined range. Examples of such organic solvents include alcohols (methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, etc.), ethers (dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxane, propylene glycol monomethyl ether, etc.), ketones (acetone, ethylmethyl ketone, etc.). Examples thereof include amides (dimethylformamide and the like), dimethylsulfoxide (DMSO), acetonitrile, nitromethane, and triethylamine. The organic solvent is preferably contained in an amount of about 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the anti-fog coating composition.

本実施形態の好適な防曇塗料組成物は、まず酸性長尺状コロイダルシリカと、pH調整用長尺状コロイダルシリカとを用意し、次いで必要に応じて界面活性剤および有機溶剤と混合して製造することができる。酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカは、分散媒である水に特定の固形分割合で分散しているため、これらの固形分重量比が1:4〜5:1となるように計算して混合することができる。実施形態の防曇塗料組成物は、これらの成分のほか、塗料組成物に通常含まれている添加剤(たとえば染料、顔料、可塑剤、分散剤、防腐剤、つや消し剤、帯電防止剤、難燃剤)を適宜配合することができる。 For the suitable anti-fog coating composition of the present embodiment, first, acidic elongated colloidal silica and elongated colloidal silica for pH adjustment are prepared, and then mixed with a surfactant and an organic solvent, if necessary. Can be manufactured. Since the acidic long colloidal silica and the long colloidal silica for pH adjustment are dispersed in water as a dispersion medium at a specific solid content ratio, the solid content weight ratio thereof is 1: 4 to 5: 1. It can be calculated and mixed so as to be. In addition to these components, the antifogging coating composition of the embodiment includes additives usually contained in the coating composition (for example, dyes, pigments, plasticizers, dispersants, preservatives, matting agents, antistatic agents, and difficulties. (Flame retardant) can be appropriately blended.

酸性長尺状コロイダルシリカ、pH調整用長尺状コロイダルシリカ、および場合により界面活性剤、有機溶剤を適切に配合した実施形態の防曇塗料組成物は、基材表面に塗布することができる。基材として、ガラス、プラスチック、金属などを挙げることができるが、実施形態の防曇塗料組成物は、特に透明プラスチック上に好適に塗布することができる。防曇塗料組成物の基材表面への塗布は、ドクターブレード法、バーコート法、ディッピング法、エアスプレー法、ローラーブラシ法、ローラーコーター法等の従来のコーティング方法により適宜行うことができる。塗布した防曇塗料組成物を加熱して、防曇塗膜を形成することができる。防曇塗料組成物の加熱は、水および含まれている場合は有機溶剤が蒸発するのに充分な温度まで加熱すればよい。使用する有機溶剤の種類にもよるが、通常は80〜150℃、好ましくは100〜150℃程度に加熱することで水及び有機溶剤を蒸発させることができる。防曇塗料組成物塗布物の加熱は、バーナーやオーブンなどの加熱装置による加熱のほか、ドライヤーなどの温風による加熱方法により行うことができる。 The anti-fog coating composition of the embodiment appropriately blended with acidic elongated colloidal silica, elongated colloidal silica for pH adjustment, and optionally a surfactant and an organic solvent can be applied to the surface of the substrate. Examples of the base material include glass, plastic, and metal, and the anti-fog coating composition of the embodiment can be preferably applied particularly on transparent plastic. The anti-fog coating composition can be appropriately applied to the surface of the substrate by a conventional coating method such as a doctor blade method, a bar coating method, a dipping method, an air spray method, a roller brush method, or a roller coater method. The applied anti-fog coating composition can be heated to form an anti-fog coating film. The anti-fog coating composition may be heated to a temperature sufficient for water and, if contained, an organic solvent to evaporate. Although it depends on the type of organic solvent used, water and the organic solvent can be evaporated by heating to about 80 to 150 ° C., preferably about 100 to 150 ° C. The coating material of the antifogging coating composition can be heated by a heating device such as a burner or an oven, or by a heating method using warm air such as a dryer.

実施形態の防曇塗料組成物を基材に塗布し、加熱することにより乾燥し防曇塗膜を形成して、防曇物品を得ることができる。本実施形態の防曇塗料組成物を利用した防曇物品として、たとえば、照明装置、前照灯、窓、レンズ、レンズカバー、モニター、モニターカバー等が挙げられる。実施形態の防曇物品は、優れた防曇性能を有し、水垂れ跡の形成などの外観変化を引き起こさない。 The anti-fog coating composition of the embodiment is applied to a base material and dried by heating to form an anti-fog coating film, whereby an anti-fog article can be obtained. Examples of the anti-fog article using the anti-fog coating composition of the present embodiment include a lighting device, a headlight, a window, a lens, a lens cover, a monitor, a monitor cover and the like. The anti-fog article of the embodiment has excellent anti-fog performance and does not cause an appearance change such as formation of water dripping marks.

(1)防曇塗料組成物の作製
酸性長尺状コロイダルシリカ(ST−OUP[固形分15%]、日産化学工業(株))、pH調整用長尺状コロイダルシリカ(ST−UP[固形分20%]、日産化学工業(株))、界面活性剤(フタージェント100、フッ素系のアニオン系界面活性剤、(株)ネオス)、および有機溶剤プロピレングリコールモノメチルエーテル[以下PGM]、日本乳化剤(株))を混合して、防曇塗料組成物を作製した。各防曇塗料組成物の成分構成は、表1に示した。
(1) Preparation of anti-fog coating composition Acidic long colloidal silica (ST-OUP [solid content 15%], Nissan Chemical Industry Co., Ltd.), long colloidal silica for pH adjustment (ST-UP [solid content]) 20%], Nissan Chemical Industry Co., Ltd., surfactants (Futergent 100, fluorine-based anionic surfactants, Neos Co., Ltd.), organic solvent propylene glycol monomethyl ether [hereinafter PGM], Japanese emulsifiers (hereinafter PGM) Co., Ltd.) was mixed to prepare an antifogging coating composition. The composition of each anti-fog coating composition is shown in Table 1.

Figure 0006943664
Figure 0006943664

なお、表中の略号の意味は、以下の通りである:
ST−OUP:日産化学工業(株)商品名、コロイダルシリカ
ST−UP:日産化学工業(株)商品名、コロイダルシリカ
IPA−ST−UP:日産化学工業(株)商品名、分散媒としてイソプロピルアルコールを用いた鎖状オルガノシリカゾル(固形分15%)
PGM:プロピレングリコールモノメチルエーテル
The meanings of the abbreviations in the table are as follows:
ST-OUP: Nissan Chemical Industry Co., Ltd. trade name, colloidal silica ST-UP: Nissan Chemical Industry Co., Ltd. trade name, colloidal silica IPA-ST-UP: Nissan Chemical Industry Co., Ltd. trade name, isopropyl alcohol as a dispersion medium Chain organosilica sol (solid content 15%)
PGM: Propylene glycol monomethyl ether

(2)防曇塗料組成物のpH測定
(株)堀場製作所製pHメーター:D−53を用い、各防曇塗料組成物のpHを測定した。
(2) pH measurement of anti-fog paint composition
The pH of each anti-fog coating composition was measured using a pH meter manufactured by HORIBA, Ltd .: D-53.

(3)防曇塗膜の作製
ポリカーボネート樹脂板基材上に、各防曇塗料組成物を塗布した。塗布は、バーコート法で行い、防曇塗料組成物が形成した後の防曇塗膜の厚さが1μmとなるように調整した。防曇塗料組成物が塗布された基材を100℃のオーブンに入れ5分間水と有機溶剤とを蒸発させ、防曇塗膜を形成した。こうして各防曇塗膜試験片を得た。
(3) Preparation of Anti-Fog Coating Film Each anti-fog coating composition was applied onto a polycarbonate resin plate base material. The coating was carried out by a bar coating method, and the thickness of the anti-fog coating film after the anti-fog coating composition was formed was adjusted to 1 μm. The base material coated with the anti-fog coating composition was placed in an oven at 100 ° C. and water and an organic solvent were evaporated for 5 minutes to form an anti-fog coating film. In this way, each anti-fog coating film test piece was obtained.

(4)防曇塗料組成物の安定性評価
各防曇塗料組成物をガラス製のサンプル瓶に入れ、室温に30日間放置し、防曇塗料組成物の状態を目視により観察した。ゲル、凝集体、沈殿物等が観察されなかったものを「良好」、ゲル、凝集体、沈殿物等が観察されたものを「不良」と記載した。
(4) Evaluation of stability of anti-fog coating composition Each anti-fog coating composition was placed in a glass sample bottle, left at room temperature for 30 days, and the state of the anti-fog coating composition was visually observed. Those in which no gel, agglomerates, precipitates, etc. were observed were described as "good", and those in which gels, agglomerates, precipitates, etc. were observed were described as "poor".

(5)防曇塗膜組成物の塗工性評価
防曇塗膜試験片の表面を目視で観察した。均質な塗膜が得られものについて「良好」、塗膜の表面にハジキ等が見られるものについて「不良」と記載した。
(5) Evaluation of coatability of anti-fog coating film composition The surface of the anti-fog coating film test piece was visually observed. Those in which a homogeneous coating film was obtained were described as "good", and those in which cissing or the like was observed on the surface of the coating film were described as "poor".

(6)塗膜の防曇性評価
40℃の温水浴の水面から高さ1cmの位置に防曇塗膜試験片を塗膜が下向きになるように配置して、塗膜に温水浴からの蒸気をあてた。2分間経過後に塗膜上に曇りが形成されているかを目視により観察した。塗膜の表面に曇りが生じていないものについて「曇りなし」、塗膜の表面に曇りが生じているものについて「曇りあり」と記載した。
(6) Evaluation of anti-fog property of the coating film An anti-fog coating film test piece is placed at a height of 1 cm from the water surface of a hot water bath at 40 ° C. so that the coating film faces downward, and the coating film is exposed to the hot water bath. I applied steam. After 2 minutes, it was visually observed whether cloudiness was formed on the coating film. Those with no fogging on the surface of the coating film were described as "no fogging", and those with fogging on the surface of the coating film were described as "with fogging".

(7)塗膜の外観変化の評価
上記の塗膜の防曇性評価を行った後、防曇塗膜試験片を垂直に立てかけた状態で30分間維持して乾燥させた。その後防曇塗膜試験片上に水垂れ跡が形成されているか、目視により観察した。防曇塗膜試験片に温水浴からの蒸気をあて、さらに垂直に立てかけた状態で30分間維持して乾燥することを5回繰り返し、試験ごとに水垂れ跡の形成を目視により観察した。5回の試験後も水垂れ跡が見られないものについて「タレなし」、2回目から5回目の試験の後に水垂れ跡が見られたものについて「2回目以降タレあり」、1回目の試験の後に水垂れ跡が見られたものについて「1回目タレあり」と記載した。
(7) Evaluation of Change in Appearance of Coating Film After evaluating the anti-fog property of the above-mentioned coating film, the anti-fog coating film test piece was kept standing vertically for 30 minutes and dried. After that, it was visually observed whether or not a water dripping mark was formed on the anti-fog coating film test piece. Steam from a warm water bath was applied to the anti-fog coating film test piece, and the test piece was kept standing vertically for 30 minutes and dried 5 times, and the formation of water dripping marks was visually observed in each test. For those with no dripping marks after the 5th test, "No dripping", for those with dripping marks after the 2nd to 5th tests, "There is dripping after the 2nd test", the 1st test Those with water dripping marks after the above were described as "the first sagging".

酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカの配合の割合を変えた本発明の実施例にかかる防曇塗料組成物は、いずれも優れた防曇性を有する塗膜を形成した。これらのうち、酸性長尺状コロイダルシリカの配合割合の小さい実施例3および4の防曇塗料組成物による塗膜については、それぞれ4回目、2回目の外観変化試験で水垂れ跡が観察されたが、酸性長尺状コロイダルシリカの配合割合を増やした実施例1および2の防曇塗料組成物による塗膜は、5回の試験後においても防曇性を発揮した。 The antifogging coating composition according to the embodiment of the present invention in which the blending ratio of the acidic long colloidal silica and the long colloidal silica for pH adjustment was changed formed a coating film having excellent antifogging properties. .. Of these, with respect to the coating films using the anti-fog coating composition of Examples 3 and 4 in which the blending ratio of the acidic long colloidal silica was small, water dripping marks were observed in the fourth and second appearance change tests, respectively. However, the coating film with the anti-fog coating composition of Examples 1 and 2 in which the blending ratio of the acidic long colloidal silica was increased exhibited anti-fog property even after 5 tests.

これに対しpH調整用長尺状コロイダルシリカのみを配合した比較例1の防曇塗料組成物による塗膜は、防曇性評価試験および塗膜の外観変化試験の直後に水垂れ跡が観察された。そして酸性長尺状コロイダルシリカのみを配合した比較例2の防曇塗料組成物は水垂れ跡を形成しない優れた塗膜を形成できたが、塗液の安定性が低く、保存安定性に難があった。界面活性剤を含有しない比較例3にかかる防曇塗料組成物は塗工性が悪く、塗膜を形成することができなかった。イソプロパノールに分散させたオルガノシリカゾルを用いた比較例4にかかる防曇塗料組成物は、防曇性が低い塗膜を形成した。 On the other hand, in the coating film using the anti-fog coating composition of Comparative Example 1 in which only the long colloidal silica for pH adjustment was blended, water dripping marks were observed immediately after the anti-fog evaluation test and the appearance change test of the coating film. rice field. The anti-fog coating composition of Comparative Example 2 containing only acidic long colloidal silica was able to form an excellent coating film that did not form dripping marks, but the stability of the coating liquid was low and storage stability was difficult. was there. The anti-fog coating composition according to Comparative Example 3 containing no surfactant had poor coatability and could not form a coating film. The anti-fog coating composition according to Comparative Example 4 using the organosilica sol dispersed in isopropanol formed a coating film having low anti-fog property.

Claims (5)

酸性長尺状コロイダルシリカとpH調整用長尺状コロイダルシリカとを含有するコロイダルシリカ混合物と、界面活性剤とを含み、pHが8.0〜9.7である、防曇塗料組成物。 An antifogging coating composition containing a mixture of colloidal silica containing acidic elongated colloidal silica and elongated colloidal silica for pH adjustment, and a surfactant, having a pH of 8.0 to 9.7. 該酸性長尺状コロイダルシリカと該pH調整用長尺状コロイダルシリカとの固形分重量比が、1:4〜5:1である、請求項1に記載の防曇塗料組成物。 The antifogging coating composition according to claim 1, wherein the solid content weight ratio of the acidic elongated colloidal silica to the pH adjusting elongated colloidal silica is 1: 4 to 5: 1. さらに有機溶剤を含む、請求項1または2に記載の防曇塗料組成物。 The anti-fog coating composition according to claim 1 or 2 , further comprising an organic solvent. 請求項1に記載の防曇塗料組成物から形成されてなる、防曇塗膜。 An anti-fog coating film formed from the anti-fog coating composition according to claim 1. 基材と、請求項に記載の防曇塗膜とを含む、防曇物品。 An anti-fog article comprising a base material and the anti-fog coating film according to claim 4.
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