ガラス窓は、内部へ採光できるため建築� ��途、車両用途、容器や機器の窓などで広く� ��いられている。ガラス窓を使用することで� ��その内部の視認が確保される。例えば、ガ� ��ス窓を有する冷蔵庫又は冷凍庫は、ガラス� ��を通じて、冷蔵室又は冷凍室内が視認でき� ��ので、スーパーマーケットやコンビニエン� ��ストアー等の小売業界で広く用いられてい� ��。

 ガラス窓の片側が冷温環境にさらされる� ��、ガラス窓の視認を妨げる結露が発生する� ��とがある。そして、冷温環境が氷点下(すな わち、冷凍環境)であると該結露は凍結され� �ものとして現れることがあり、ガラス窓の� �認性確保は一層難しいものとなる。

 複層ガラス等の複数枚のガラス板が対向� ��てなる多重ガラス構造を有するガラス窓は� ��単板のガラス窓より断熱性に優れることか� ��、結露の発生を抑制することに効果を奏す� ��。かくして、ガラス窓の片側が冷温環境と� ��る環境下では、ガラス窓として、多重ガラ� ��構造を有するガラス窓が広く採用されてい� ��。特に、冷蔵庫や冷凍庫の窓としての使用� ��度には特筆すべきものがある。

 しかしながら、これらガラス窓は、多くの� ��ースで、可動可能な装置、例えば、扉、蓋� ��戸等に組み込まれて使用される。ガラス窓� ��開放されたとき、冷蔵室、冷凍室等の冷温� ��境に接していたガラス板表面は、冷却され� ��状態で暖温環境にもたらされることになる� ��で、該表面には結露が生じやすくなる。こ� ��は、ガラス窓密閉後の視認の妨げをもたら� ��。これを解決するために、特許文献1は、該 ガラス板面を加熱するガラスユニットシステ ムを開示している。

特表2002-513507号公報

特開平11-63793号公報

特開2000-309068号公報

 ガラス窓の視界を確保する技術に関して� ��、依然として次の課題点が残されていると� ��えられる。

 1)ガラス窓を加熱して結露を防止する方� �は、エネルギーをより消耗することとなる� �で、省エネルギー化の観点から望ましい方� �ではないこと。

 2)ガラス窓の加熱と冷蔵室又は冷凍室の� �冷とは相反する要求事項なので、室内の保� �特性に悪影響を及ぼす可能性があること。

 これらを解決するためには、ガラス窓を� ��熱することなしに視認を妨げる結露がない� ��態とされなければならない。本発明は、ガ� ��ス窓を加熱しないで、ガラス窓の視界を確� ��する技術を提供することを課題とする。

 ガラス窓の結露を防止する方法として、� ��許文献2及び3では、吸水機能を有するフィ� �ム基材を使用することを開示している。し� �しながら、フィルムを、多重ガラス構造を� �するガラス窓の冷蔵室又は冷凍室に接する� �に適用しようとすると、次の技術的な問題� �があることがわかった。なぜなら、これら� �、ショーケースの外側面に使用することを� �定し、吸水機能が設計されたものであるか� �である。

 ガラス窓の冷蔵室又は冷凍室に接する面� ��、ガラス窓開閉の度に、冷温の環境が変化� ��る。ドア開放時に、吸水機能を有するフィ� ��ム基材が吸水し、再度、窓が密閉されたと� ��に、吸水された水が放出しなければ、いず� ��は、該フィルム基材は吸水限界に達し、吸� ��機能を奏しなくなり、結露が発生するよう� ��なる。ドア開閉時に被膜が吸水可能な状態� ��しておくためには、窓密閉時に被膜から水� ��効率的に脱水される必要があり、これに見� ��った被膜を設計する必要が生じる。 

 本発明は、該設計思想に見合った被膜を� ��出し、ガラス窓の視界を確保する方法を見� ��だすに至った。すなわち、本発明のガラス� ��の視界を確保する方法は、該ガラス窓が複� ��枚のガラス板が対向してなる多重ガラス構� ��を有するものとし、ガラス窓閉時に冷温環� ��にさらされるガラス板表面に被膜が形成さ� ��ており、該被膜を少なくとも平均分子量400~ 5000のポリオキシアルキレン系ポリオール、� �び疎水性ポリオールを用いて重合されたウ� �タン樹脂からなるものとし、該疎水性ポリ� �ールを平均分子量500~5000のアクリルポリオー ル、及び平均分子量500~5000で水酸基価が10~200m gKOH/gのポリエステルポリオールから選べる少 なくとも一種、又はいずれか一方を用いてな るものとすることで、ガラス窓開放時に該被 膜が被膜に接した水を吸水し、開放されたド アガラスを閉じた際に被膜が被膜中に吸水さ れた水を放出して、被膜が吸水可能な状態と せしめることを特徴とする。

 複層ガラスに代表される多重ガラス構造� ��物品は、単板のガラス板と比較して断熱性� ��優れる。断熱性が良いことで、冷温環境に� ��ったガラス板表面が暖温環境にもたらされ� ��場合に、却って、ガラス板表面が冷却され� ��状態で保持されやすくなる。本発明では、� ��ラス窓の冷温環境に接するガラス板面に上� ��被膜を形成することで、ガラス窓の開閉作� ��を繰り返してもガラス窓の視界を妨げる結� ��の発生を抑制しやすくさせた。

 上記被膜が、ガラス窓の開閉作業を繰り� ��してもガラス窓の視界を妨げる結露の発生� ��抑制しやすくすることに奏功する理由、す� ��わちガラス密閉時に被膜からの水の脱水を� ��率的に行えることの理由は、吸水性を有す� ��樹脂としては、剛直な構造、すなわち架橋� ��度の高い構造を有するからだと考えられる� ��

 ウレタン樹脂の重合時に原料のポリオー� ��に平均分子量400~5000のポリオキシアルキレ� �系ポリオール、及び疎水性ポリオールを平� �分子量500~5000のアクリルポリオール、及び平 均分子量500~5000で水酸基価が10~200mgKOH/gのポリ エステルポリオールから選べる少なくとも一 種とすることで、吸水性が良く、架橋密度が 高いウレタン樹脂とせしめる。

 この剛直な構造が、水が吸脱するときの� ��路を安定的に提供し、水の脱水がスムーズ� ��なるのだと推察される。尚、本発明では、� ��均分子量は、原則、数平均分子量のことを� ��味する。また、冷温環境は、好ましくは、1 5℃以下、より好ましくは、10℃以下、さらに 好ましくは5℃以下で、より好ましくは5℃~-30 ℃である。さらには、暖温環境は、好ましく は10℃以上、より好ましくは15℃以上、さら� �好ましくは20℃以上で、より好ましくは15℃~ 40℃である。

 「開放されたガラス窓を密閉した際に被� ��が被膜中に吸水された水を放出することで� ��膜が吸水可能な状態とせしめること」を効� ��化し、ガラス窓の開閉作業を繰り返しても� ��ラス窓の視界を妨げる結露の発生の抑制を� ��進していくためにも、前記した被膜は、吸� ��率が10~40重量%、好ましくは15~35重量%とする� ��とが好ましい。

 該範囲とした理由は、吸水率が10重量%未� ��では、ガラス窓の開閉作業を繰り返したと� ��、ガラス窓の視界を妨げる結露が発生しや� ��くなり、40重量%超では、被膜の硬度を低く� ��ざるを得ない場合が多いからである。ガラ� ��窓は、清掃するために払拭する頻度が多く� ��被膜の硬度が低いと、被膜に傷がつきやす� ��、ガラス窓の視認性に悪影響を及ぼす。

 また、ポリオキシアルキレン系ポリオー� ��の数平均分子量が400未満の場合は、水を吸� ��する能力が低く、数平均分子量が5000を超え る場合は、被膜の強度が低下しやすくなる。

 本発明では、特に前記ポリオキシアルキ� ��ン系ポリオールが、ポリエチレングリコー� ��の場合、吸水性と得られる被膜の強度を考� ��し、数平均分子量が400~2000、好ましくは500~1 600とすることが好ましい。

 ポリエチレングリコールのオキシエチレ� ��鎖は、水を吸収する機能や低温時でも被膜� ��に吸水された水の放出性能に優れている。� ��を吸収する機構は、オキシエチレン鎖の酸� ��部が水を結合水として取り込むことで発現� ��る。低温時でも水を放出する機構は、オキ� ��エチレン鎖に吸収された水は結合水として� ��在するため氷点下環境においても凍らず、� ��冷却水として被膜中に存在するため、氷点� ��環境でも湿度が低い状態であれば、被膜に� ��収した水を効率的に脱水することが可能と� ��る。

 かくして、氷点下環境での結露抑制効果� ��考慮するとオキシエチレン鎖を有するポリ� ��チレングリコールを使用することが好まし� ��、平均分子量が400未満の場合、水を結合水� ��して吸収する能力が低く、平均分子量が2000 を超える場合は、塗布剤の硬化不良や膜強度 の低下等の不具合が生じやすくなる。

 また、水が被膜に吸水した後に被膜から� ��を放出する場合、樹脂の骨格が硬いと、樹� ��内の網目構造が確保されるため、水を吸収� ��たオキシエチレン鎖から水を放出するとき� ��水の経路が明確になり、被膜への吸水と脱� ��がスムーズになる。この硬い骨格の樹脂を� ��るには、疎水性ポリオールとして平均分子� ��500~5000、好ましくは1000~4000、より好ましく� �1500~3500のアクリルポリオール、及び平均分� �量500~5000、好ましくは500~4000、より好ましく� ��550~3000で水酸基価が10~200mgKOH/g、好ましくは5 0~200mgKOH、より好ましくは100~200mgKOHのポリエ� �テルポリオールから選べる少なくとも一種� �用いることが好ましい。これらポリオール� �用いて重合されたウレタン樹脂には、剛直� �構造がもたらされることから、水が吸脱す� �ときの経路を安定的に提供し、水の脱水が� �ムーズとせしめることに奏する。

 該アクリルポリオールは、平均分子量500~ 5000とすることが好ましい。平均分子量が500� �満の場合は、樹脂の網目構造が小さくなり� �を放出するときの水の経路が狭くなり、脱� �する能力が低くなりやすい。一方、平均分� �量が5000を超える場合は、被膜の強度が低下� ��やすくなる。

 また、該ポリエステルポリオールは、平� ��分子量500~5000で水酸基価が10~200mgKOH/gとする� ��とが好ましい。該ポリオールの場合、この� ��値範囲外とすると、樹脂の網目構造が小さ� ��なることや、被膜の剛直性の低下等の理由� ��より、水を放出するときの水の経路が狭く� ��り、脱水する能力が低下しやすくなる。

 さらに本発明では、被膜の表面にスリップ� ��をもたせて、清掃時等の払拭作業性を向上� ��せるために、被膜がさらに架橋単位として� ��メチルシロキサンユニット(Si(CH ₃ ) ₂ O)の数が5~300である直鎖状ポリジメチルシロ� �サンを有することが好ましい。

 ここで、前記直鎖状ポリジメチルシロキサ� ��においてジメチルシロキサンユニット(Si(CH ₃ ) ₂ O)の数を5~300としたのは、ジメチルシロキサ� �ユニット数が5未満、又は300超の場合、直鎖� ��ポリジメチルシロキサンを架橋単位として� ��レタン樹脂中に導入することが難しくなる� ��らである。

 この理由として次のことが考えられる。� ��メチルシロキサンユニット数が5未満の場合 、被膜のスリップ性向上に効果が無く、他方 、300超の場合、直鎖状ポリジメチルシロキサ ンのウレタン結合が形成されるべき部位が相 対的に低いものとなるため、樹脂形成時に直 鎖状ポリジメチルシロキサンが架橋単位とし て樹脂中に取り込まれなく可能性が高くなり 、結果、得られた被膜は、直鎖状ポリジメチ ルシロキサンが溶出しやすいものとなる。

 そして、前記した被膜のスリップ性、清� ��時等の払拭作業性の向上させる効果を考慮� ��ると、前記直鎖状ポリジメチルシロキサン� ��、被膜に対して、重量濃度で0.05~3.0重量%添� ��されることが好ましい。

 さらに本発明では、被膜の膜厚が、3μm以 上60μm以下とすることが好ましい。被膜の吸� ��量は、膜厚にも依存する傾向があるので、� ��膜にある程度の吸水量を確保できるように� ��るためには、その膜厚は3μm以上、好ましく は10μm以上、より好ましくは20μm以上とする� �とが好ましい。他方、厚い膜を形成しよう� �すると、被膜の製造に不利な条件をもたら� �。そのため、その膜厚は60μm以下、好ましく は55μm、より好ましくは50μmとすることが好� �しい。

 ガラス窓に可逆的な吸脱水性を呈する被� ��を有するため、該被膜が被膜に接した水を� ��水し、湿度が低い状態であれば、被膜中に� ��収された水が被膜から効率的に放出する。� ��くして、被膜が吸水可能な状態になりやす� ��、ガラス窓の視界が保たれるようになる。

 本発明のガラス窓の例を図面で説明する� ��図1は、本発明のガラス窓の一例の要部を説 明する断面図である。ガラス窓は複数枚のガ ラス板3が対向してなる多重ガラス構造を有� �、周辺にスペーサー5を配置することで内部� ��間6が形成される。ガラス窓2は、被膜4とガ� ��ス板3とを有している。スペーサー5とガラ� �板3との間は、接着剤を用いて気密構造、又� ��水密構造が形成されることが好ましい。ガ� ��ス窓1は密閉状態となったとき、被膜4は冷� �環境にさらされる。このような状態となる� �表的な例は、ガラス窓1が冷蔵庫や冷凍庫の� ��に使用された場合である。

 ガラス板3は、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス や、無アルカリガラス、硼ケイ酸塩ガラス等 からなるものを使用でき、自動車用、建築用 、及び産業用ガラス等に通常用いられている 板ガラスで、フロート法、デュープレックス 法、ロールアウト法等に製造されるものを使 用することが特に好ましい。ガラス種として は、クリアガラス、グリーンガラス、ブロン ズガラス等の各種着色ガラスやUV、IRカット� �ラス、電磁遮蔽ガラス等の各種機能性ガラ� �、網入りガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張� �ラス等防火ガラスに供し得るガラス、風冷� �化ガラス、化学強化ガラス、合わせガラス� �使用できる。前記した無機系のガラス以外� �も、プラスチック製のガラス等も使用され� �る。

 ガラス板3の板厚は特に制限されないが、 0.1mm以上10mm以下が好ましく、特には0.2mm以上5 .0mm以下が好ましい。

 スペーサー5は、ガラス板3が対向してな� �多重ガラス構造として断熱性能を高めるた� �に、ある程度の空間を設けるために使用さ� �るもので、使用される材料に特に制限はな� �、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ� �スチレン樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂等の� �用の樹脂によるものや、金属製のもの、エ� �ジニアリングプラスチック等が使用される� �

 内部空間6には乾燥空気または窒素ガスが 封入される構成が一般的であるが、内部空間 にヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン 、キセノン等の不活性ガスをそれぞれ封入す ることで断熱性能を高めることができる。

 被膜4は、ポリオキシアルキレン鎖を含ん だポリウレタンを有する被膜が使用される。 ポリウレタンは、ウレタン特有の弾性を有し ているので、他の樹脂と比べて、耐磨耗性に 優れているからである。経済性を考慮すると 被膜は、樹脂単独とすることが好ましい。

 ポリウレタンは、イソシアネートプレポ� ��マーとポリオールとを反応させて得られ、� ��リオールを適宜選択することで被膜の機能� ��設定でき、イソシアネートプレポリマー、� ��リオール、及びその他の化学種、及び/又は それらの反応物を有する塗布剤をガラス板表 面にスピンコート法、ディップコート法、フ ローコート法、カーテンコート法等の公知の 塗布手段により塗布し、硬化させることで被 膜を得ることができる。このとき、ガラス基 材にはプライマー層を形成させてもよい。

 前記イソシアネートプレポリマーには、� ��イソシアネート、好ましくは、ヘキサメチ� ��ンジイソシアネートを出発原料としたビウ� ��ット及び/又はイソシアヌレート構造を有す る3官能のポリイソシアネートを使用できる� �当該物質は、耐候性、耐薬品性、耐熱性が� �り、特に耐候性に対して有効である。又、� �該物質以外にも、ジイソフォロンジイソシ� �ネート、ジフェニルメタンジイソシアネー� �、ビス(メチルシクロヘキシル)ジイソシアネ ート及びトリレンジイソシアネート等も使用 することができる。

 前記イソシアネート成分に存在するイソ� ��アネート基の数は、ポリオール成分に存在� ��る水酸基の数に対して、1倍量~3倍量、より� ��ましくは1.2倍量~2.5倍量となるように調整す ることが好ましい。1倍量未満の場合は、塗� �剤の硬化性が悪化するとともに、形成され� �膜は軟らかく、耐候性、耐溶剤性、耐薬品� �等の耐久性が低下する。一方、3倍量を超え� ��場合は、過剰硬化により、被膜の製造が困� ��になりやすい。

 ポリオキシアルキレン系ポリオールのよ� ��な被膜に吸水性をもたせる吸水性ポリオー� ��は、分子内の水酸基がイソシアネートプレ� ��リマーのイソシアネート基と反応してウレ� ��ン結合を生じ、ポリウレタンに吸水性の性� ��を導入することができる。

 吸水飽和時の被膜の吸水率が、好適には1 5重量%以上となるように、吸水性ポリオール� ��使用量を調整し、被膜中の吸水性ポリオー� ��由来の吸水成分量を調整する。該吸水性成� ��は、オキシアルキレン系のポリオール由来� ��ものを使用でき、オキシエチレン鎖、オキ� ��プロピレン鎖等を有することが好ましく、� ��水性に優れるオキシエチレン鎖を有するポ� ��エチレングリコールが特に好ましい。

 ポリエチレングリコールを使用する場合� ��、吸水性と得られる被膜の強度を考慮し、� ��平均分子量を400~2000とすることが好ましい� �

 また、疎水性ポリオールは、被膜の耐水� ��及び耐摩耗性を向上させることができ、さ� ��に被膜内の網目構造を確保し、水を吸収し� ��オキシエチレン鎖から水を放出するときの� ��の経路が明確になり、被膜への吸水と脱水� ��スムーズすることができる。前記疎水性ポ� ��オールにはアクリルポリオール、ポリカー� ��ネートポリオール、ポリカプロラクトンポ� ��オールが好ましい。

 アクリルポリオールの場合、可撓性と耐� ��傷性の両方を併せ持ち、被膜の吸水性の機� ��を低下させにくく、結果、被膜の耐水性及� ��耐摩耗性を向上させることができる。これ� ��加え、アクリルポリオールは、被膜を形成� ��るための塗布剤を基材に塗布した際の膜厚� ��差を均一化するレベリング工程を短縮化さ� ��ることに奏功する。このため、冷凍および� ��蔵ショーケースに適した平坦な膜表面を得� ��ためにはこのアクリルポリオールを使用す� ��ことが好ましい。

 前記ポリオキシアルキレン系ポリオール� ��び前記疎水性ポリオールとの比は、被膜は� ��水率が10~40重量%となるように調整される。� ��えば、ポリエチレングリコールとアクリル� ��リオールの場合、重量比で「ポリエチレン� ��リコール:アクリルポリオール=50:50~70:30」と なる成分比とすることが好ましい。

 疎水性ポリオール由来の疎水成分は、被� ��の吸水率が上記した範囲となるように導入� ��、好ましくは、「JIS K5600(1999年)」に準拠し て得られる被膜の鉛筆硬度が被膜の吸水飽和 時において、HB乃至Hとなるように導入するこ とが好ましい。これは、被膜の硬度が低いと 、冷凍および冷蔵ショーケース清掃等の払拭 作業性が難しくなるためである。

 また、前記した清掃等の払拭作業性を考� ��すると、両側末端にイソシアネート基と反� ��可能な官能基を有する直鎖状ポリジメチル� ��ロキサンを被膜中に導入することができる� ��被膜中に好適に導入される直鎖状ポリジメ� ��ルシロキサンは、被膜を形成する樹脂中の� ��橋単位として導入することができる。

 該イソシアネート基と反応可能な官能基� ��しては、ヒドロキシ基、カルボキシル基、� ��ミノ基、イミノ基、メルカプト基、スルフ� ��ノ基、スルホ基等の電気陰性度の大きな酸� ��、窒素、硫黄に結合した活性水素を含む官� ��基を使用することができる。この中で、取� ��いの容易さ、塗布剤としたときのポットラ� ��フ、得られる被膜の耐久性を考慮すると、� ��ソシアネート基と反応可能な官能基として� ��ヒドロキシ基を使用することが好ましい。

 また、ガラス板に塗布剤を塗布して被膜� ��形成する場合、基材と被膜との密着性を向� ��させるためにシランカップリング剤を有す� ��液を前記塗布剤の塗布前に塗布しておくこ� ��が好ましい。適切なシランカップリング剤� ��してはアミノシラン、メルカプトシラン及� ��エポキシシランが挙げられる。好ましいの� ��γ-グリシドオキシプロピルトリメトキシシ� ��ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン� ��である。

1  ガラス窓
2  被膜が形成されたガラス板
3  ガラス板
4  被膜
5  スペーサー
6  内部空間