親水防霧膜/ 防霧塗料技術：材料世界網-專利推廣

■ 技術說明

當玻璃、鏡片等平滑之材質接觸到霧氣時，容易在表面凝結小霧滴( 小水滴)，進而在表面形成一層霧氣薄膜。霧氣薄膜會造成光線穿透率降低或視覺清晰度下降等問題，除造成一般使用上之不便外，更進一步影響到行車、工作安全。例如安全帽鏡片或汽車擋風玻璃產生之霧氣影響駕駛人視線；工程人員之安全護目鏡起霧導致施工危險性大增；冷凍食品櫥窗、浴室鏡面起霧造成視線不清；甚至是農業溫室玻璃上之霧氣薄膜凝結成水滴，致使作物受潮影響產品品質等。因此，市場上一直存在著對於抗霧產品的殷切需求。

為防止霧氣薄膜形成，目前業界常見之解決方法，例如是直接將產品表面進行加工，於製造過程中將產品表面鍍上一層抗霧膜。然而，此種方式係增加了製程步驟以及製造成本，特別是應用在材料成本低廉且面積小之產品上，更無法滿足有效降低成本之需求。此外，市場上亦出現許多抗霧噴劑或抗霧塗料等商品，利用具有親水基之成分塗佈於欲抑制霧氣薄膜生成之表面上。然而，此種具有親水基之成份容易被水沖洗掉，無法長久存在於表面上，能維持抗霧效果的時間短、效果也很有限，使用者必須經常重複塗佈抗霧噴劑或抗霧塗料，大大降低了使用上的便利性。

為解決市場對防霧的需求，工研院材化所開發之親水性樹脂合成的塗料，將此塗料塗佈於塑膠基材上形成的防霧，例如PET( 聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC( 聚碳酸酯) 和PMMA( 聚甲基丙烯酸甲酯) 等各種塑膠基材，通過塗佈加工製程，並使用紫外光曝光方式使塗料硬化，從而形成穩定且耐用的防霧塗層，可廣泛應用在需具防霧效果的產品。

■ 技術特徵

目前市面上的產品為解決防霧的問題，不外是利用表面噴塗或是增加一防霧塗層，其防霧材料皆離開不了疏水型及親水型等兩種類型。疏水型的塗層材料表面張力小，可以使水滴滾動，使其無法停留在材料表面，而達到防霧功效，雖其接觸角大於90°，但實際測試抗霧效果時，抗霧效果有限，因疏水性產生的水滴，使得光學產生折射與反射干擾產生視覺差異，影響視覺上判讀。親水型是利用水在親水性的材料表面潤濕的這個界面現象，水滴在表面迅速鋪展成一層均勻的水膜從而起到防霧功能。如圖一所示，水滴與材料表面的接觸面所形成的夾角θ 稱為水滴接觸角(Contact Angle, θ)，其水滴接觸角越小，表示潤濕性越好。親水型材料表面張力大，可使水珠攤平成水膜，其抗霧效果較疏水型佳。工研院材化所為解決親水性防霧材料的缺點，導入一樹脂合成專利技術，開發一親水性樹脂合成的塗料，經塗佈加工紫外光固化製程後，可形成一穩定性高且具耐久性的防霧塗層。此親水防霧膜技術核心優勢，在於親水塗層具有良好的親水性，能夠減少水滴在表面上的聚集，使水分均勻地在表面擴散，形成一層均勻的薄水膜。這樣可避免水滴形成霧狀，從而防止光線的散射或折射，確保視線清晰不受干擾。

圖一、工研院親水防霧膜的水滴接觸角θ 可達6°

工研院材化所親水防霧膜/ 塗料具有以下特性：

► 優異的親水性：使水滴在表面形成均勻的水膜，防止水滴聚集，避免光線散射

► 高透明度：在不影響視覺效果的前提下，保持材料的清澈透明

► 耐久性和穩定性：能在不同環境條件下，保持長時間的防霧效果，不易老化或失效

► 表面硬度：具有一定的抗刮擦和耐磨損性能，確保長期使用後仍能維持其效果

■ 技術規格

工研院材化所所開發親水性樹脂合成的塗料，可將此塗料塗佈於塑膠基材上，包括PET( 聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC( 聚碳酸酯) 和PMMA( 聚甲基丙烯酸甲酯) 等各種塑膠基材，其形成防霧層，與塑膠基材、接著層和離型膜依次層疊構成( 如圖二所示)，具有極佳的防霧效果，非常適合使用於冰櫃，安全帽等容易起霧的環境。同時，此防霧膜擁有良好的親水性質，保持清晰可見，不會讓水珠阻礙行車視線。對於有強烈防霧需求之終端產品或製程，此親水防霧膜使用簡單，已於背面上膠可快速導入產業應用。