DE112011101951B4

DE112011101951B4 - Bauteil für ein Fahrzeug und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112011101951B4
Application number: DE201111101951
Authority: DE
Inventors: Eiichi Okazaki; Toshihisa Shimo; Kyoko Kumagai; Hidetaka Hayashi; Naoharu Ueda; Kazumasa Inata; Takeshi Fujita; Satoshi Yoneda; Tetsuya Mitsuoka; Hiroaki Takashima; Yasuyuki Sanai
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: WO2011155138A1; CN102933646B; DE112011101951T5; US20130065062A1; JP2011256344A; JP5574166B2; CN102933646A; US8900712B2

Abstract

Bauteil für ein Fahrzeug, wobei das Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass: es ein Bauteil ist, das ausgestattet ist mit einem Harzsubstrat und einem Schutzfilm, der auf einer Oberfläche des Harzsubstrats zumindest teilweise gebildet ist; wobei der Schutzfilm hergestellt ist durch Härten einer härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung, die enthält: folgenden Bestandteil (A) in einer Menge von 99 bis 65 Massenteilen; folgenden Bestandteil (B) in einer Menge von 1 bis 35 Massenteilen; einen Radikal-Polymerisationsinitiator, der als Bestandteil (C) dient, in einer Menge von 0,1 bis 10 Massenteilen; einen Ultraviolettabsorber, der als Bestandteil (D) dient, in einer Menge von 1 bis 12 Massenteilen; und ein organisches Lösungsmittel, das als Bestandteil (E) dient, in einer Menge von 10 bis 1000 Massenteilen; bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden, wobei Bestandteil (A) eine Mischung von Isocyanurring-enthaltenden (Meth)acrylaten ist, wobei die Mischung zusammengesetzt ist aus einer Urethanadduktverbindung (a1) und einer Tri(meth)acrylatverbindung (a2) ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Verbindung bezieht sich auf ein Bauteil für ein Fahrzeug, wie etwa Innenseiten-/Außenseitenmaterialien für ein Fahrzeug, äußere Platten für ein Fahrzeug und Harzgläser, für welche eine hohe Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit benötigt werden, und ein Herstellungsverfahren dafür.
Technischer Hintergrund
Harzmaterialien, darunter transparente Harzmaterialien, welche durch Polycarbonat oder dergleichen dargestellt werden, wurden in verschiedenen Anwendungen herangezogen, während die Vorteile solcher Charakteristiken ausgenutzt wurden, das sie ein niedriges spezifisches Gewicht haben sowie leichtgewichtig sind, einfach prozessierbar sind und verglichen mit anorganischem Glas stark gegen Schläge sind. Jüngst gibt unter dem Gesichtspunkt des Einsparens von Erdölressourcen oder des Reduzierens von Kohlendioxidemissionen die Tendenz, die Fahrleistung oder den Kraftstoffverbrauch dadurch zu verbessern, in dem man Glasfenster und Innenseiten-/Außenseitenmaterialien für Automobile durch Kunststoffe ersetzt, um sie leichtgewichtiger zu machen.
Im Gegensatz dazu weisen Harzmaterialien die folgenden Nachteile auf: ihre Oberfläche ist anfälliger für Beschädigung, so dass sie anfälliger dafür sind, den Glanz oder die Transparenz zu verlieren; sie sind anfälliger dafür durch organische Lösungsmittel beschädigt zu werden; oder überdies, sind sie schlecht in der Witterungsbeständigkeit (z. B. die Fotostabilität gegenüber Ultraviolettstrahlen etc.) und in der Wärmebeständigkeit; und dergleichen. Fenstergläser für Automobile sind oft für eine lange Zeitperiode dem Sonnenlicht ausgesetzt. Konsequenterweise ist es für den Fall, dass Harzmaterialien für Automobile verwendet werden, notwendig, ihnen Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit mittels des Bedeckens ihrer Oberfläche durch einen Schutzfilm usw. zu verleihen.
Als ein Schutzfilm, der in der Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit gut ist, wird ein Hartbeschichtungsfilm genommen, welcher zum Beispiel durch Härten einer fotohärtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung hergestellt ist
Als eine fotohärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung, die in kombinierter Weise sowohl eine Abriebfestigkeit als auch eine Witterungsbeständigkeit bereitstellt, war eine Zusammensetzung zum Bilden einer verschleißfesten Beschichtung bekannt (siehe JP 3747065 B2 )). Die Zusammensetzung beinhaltet jeweils eine Monomermischung und einen Foto-Polymerisationsinitiator in einem spezifischen Verhältnis. Die Monomermischung umfasst: kolloidale Siliciumfeinteilchen, in welchen eine Silanverbindung, die eine Methacryloyloxygruppe, eine Acryloyloxygruppe oder eine Vinylgruppe aufweist, oberflächlich in einem vorherbestimmten Gewichtsverhältnis modifiziert ist; ein Poly[(meth)acryloyloxyalkyl]isocyanurat; und ein Urethan(poly)methacrylat, welches ein alizyklisches Gerüst aufweist.
Überdies war auch eine andere Beschichtungsmittelzusammensetzung bekannt (siehe JP 2000-063701 A )). Die Beschichtungsmittelzusammensetzung beinhaltet jeweils das Folgende in einem spezifischen Verhältnis: ein Poly(meth)acrylat von Mono- oder Poly-pentaerythritol; ein Urethan(poly)methacrylat, welches zumindest zwei radikalisch-polymerisierbare ungesättigte Doppelbindungen aufweist; ein Poly[(meth)acryloyloxyalkyl](iso)cyanurat, einen Ultraviolettabsorber; einen Lichtstabilisator basierend auf einem sterisch gehinderten Amin; und einen Foto-Polymerisationsinitiator.
Es ist auch ein Beispiel verfügbar, in welchem eine wärmehärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung verwendet wird. JP 2001-214122 A offenbart einen Plastikartikel. In dem Plastikartikeln ist eine erste Schicht, welche durch Härten einer wärmehärtenden Unterbeschichtsmittelzusammensetzung, welche gut in der Witterungsbeständigkeit ist, hergestellt ist, auf einer Oberfläche eines Harzsubstrats angeordnet; und eine zweite Schicht, welche durch Härten einer wärmehärtenden Beschichtungsmittelzusammensetzung, die gut in der Abriebfestigkeit ist, hergestellt ist, auf der ersten Schicht angeordnet.
EP 1 350 816 A1 beschreibt eine Aktivstrahlen-härtbare Zusammensetzung zum Beschichten von einer Optical Disc, die eine Urethan(meth)acrylatverbindung mit zumindest einer Amidgruppe in dem Molekül, eine ethylenisch ungesättigte Verbindung, die sich von der Urethan(meth)acrylatverbindung unterscheidet, und eine Fotopolymerisationsinitiator umfasst, und eine Optical Disc mit einer gehärteten Beschichtungsschicht, die durch Härten der Zusammensetzung erhalten ist.
US 6,306,502 B1 beschreibt eine Beschichtungszusammensetzung zum Bilden einer abriebsfesten Beschichtung, die (A) ein UV-härtbares Silikon, das durch chemisches Modifizieren eines partikulären kolloidalen Siliziumoxids mit einer spezifischen Silanverbindung hergestellt ist, (B) eine Monomermischung, die ein (Meth)acrylat mit einem spezifischen Isocyanatgerüst und ein Urethanpoly(meth)acrylat mit einem alicyclischen Gerüst umfasst, und (C) einen Fotopolymerisationsinitiator umfasst.
EP 2 371 871 A1 beschreibt eine härtbare Zusammensetzung, die ein Reaktions-produkt enthält, das durch Reagieren einer Alkoxysilanverbindung, die durch die Formel (1) dargestellt ist, und anorganisches Oxid-Mikropartikeln in der Gegenwart von Wasser und einem organischen Lösungsmittel erhalten ist; (P-SiO₃/₂)_1-a(P-Si(R⁰)O_2/2)_a(O_1/2R³)_z (1) wobei, in der Formel (1), P eine Maleimid-enthaltende Gruppe bezeichnet, R³ ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe bezeichnet, R⁰ eine einwertige organische Gruppe bezeichnet, a gleich 0 oder ein positive Zahl ist und 0 ≤ a < 1 erfüllt, und z eine positive Zahl ist und 0,1 ≤ z ≤ 2 erfüllt.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
In dem Plastikartikel, der in JP 2001-214122 A beschrieben ist, sind die Abriebfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit miteinander auf einem hohen Niveau kompatibel gemacht. Allerdings weisen wärmehärtbare Zusammensetzungen die folgenden Probleme auf: sie benötigen verglichen mit fotohärtbaren Zusammensetzungen eine große Menge an Energie, um die gehärteten Substanzen zu bilden; und sie sind schlecht bezüglich der Effizienz, weil längere Zeiten notwendig sind, um sie zu erwärmen; und dergleichen. Überdies sind sie unter dem Gesichtspunkt der Produktivität nicht erstrebenswert, weil die Anzahl von Prozessierungsschritten ansteigt, wenn nicht nur eine Beschichtungsmittelzusammensetzung sondern auch eine Unterschichtmittelzusammensetzung verwendet werden, wie in JP 2001-214122 A geschehen. Deshalb ist eine Beschichtungsmittelzusammensetzung höchst erstrebenswert, welche es möglich macht, Schutzfilme zu bilden, die eine ausreichende Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit vorzeigen, ohne irgendeine Unterschichtmittelzusammensetzung zu verwenden.
Die Verwendung einer fotohärtbaren Zusammensetzung ermöglicht die Produktion mit guter Effizienz. Obwohl das oben genannte Urethan(poly)methacrylat mit einem alizyklischen Gerüst ein Bestandteil ist, der die Witterungsbeständigkeit der Harzbeschichtungsschicht verbessert, ist sie bezüglich der Abriebfestigkeit unzureichend. In den entsprechenden Beispielen gemäß JP 3747065 B2 werden kolloidale Siliciumteilchen (oder ultravioletthärtendes Silikon), welche oberflächlich mit einer Silanverbindung mit einer Methacryloyloxygruppe modifiziert sind, zusammen mit diesem Urethan(poly)methacrylat verwendet. Allerdings kann nicht gesagt werden, dass die resultierende Abriebfestigkeit ausreichend ist und sie ist überdies unklar bezüglich der Witterungsbeständigkeit nach 2000 Stunden oder später.
Auf der anderen Seite weist eine Hartbeschichtungsschicht, welche durch Härten des oben genannten Poly(meth)acrylats von Mono- oder Poly-Penthaerythritol hergestellt ist, eine hohe Härte vor. Daher wird dieser Bestandteil in JP 2000-063701 A in Kombination mit einem Urethanpoly(meth)acrylat, das zumindest zwei radikalisch-polymerisierbare ungesättigte Doppelbindungen aufweist, verwendet, nämlich, ein Bestandteil, der die Witterungsbeständigkeit verbessert. Allerdings wurde als ein Ergebnis von Untersuchungen, die durch die vorliegende Erfinder ausgeführt wurden, verstanden, dass es nicht möglich ist, beschleunigten Tests für viel längere Zeitperioden durch einfaches Verwenden eines Bestandteils zum Verbessern der Abriebfestigkeit in Kombination mit einem anderen Bestandteil zum Verbessern der Witterungsbeständigkeit zu widerstehen.
Mit anderen Worten ist es schwierig, die resultierende Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit miteinander auf höherem Niveau miteinander kompatibel zu machen, selbst wenn eine Hartbeschichtungsschicht auf einer Oberfläche eines Harzsubstrats unter Verwendung der oben genannten fotohärtbaren Beschichtungs-Mittelzusammensetzung gebildet ist.
Angesichts dieser Problemfelder zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Bauteil für ein Fahrzeug bereitzustellen, das mit einem Schutzfilm, welcher exzellente Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit demonstriert, auf einer Oberfläche eines Harzsubstrats ausgestattet ist.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Als ein Ergebnis der ernsthaften Untersuchungen der vorliegenden Erfinder fanden diese heraus, dass eine Zusammensetzung, in welcher jeweils das Folgende in kombinierter Weise in spezifischen Verhältnissen verwendet wird: ein Urethanaddukt, das bezüglich der Witterungsbeständigkeit exzellent ist; und ein Reaktionsprodukt zwischen einem kolloidalen Siliciumoxid und einer Alkoxysilanverbindung, die eine Maleimidgruppe aufweist, und zu welcher zusätzlich Additive in entsprechend geeigneter Menge zugegeben sind, bezüglich einer Nachhärtungstransparenz und Abriebfestigkeit exzellent ist und die exzellente Witterungsbeständigkeit demonstriert, die die Urethanadduktverbindung aufweist. In dieser Weise kamen sie zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung.
Ein ein Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass:
es mit einem Harzsubstrat und einem Schutzfilm, der auf einer Oberfläche des Harzsubstrats zumindest teilweise gebildet ist, ausgestattet ist;
wobei der Schutzfilm durch Härten einer härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung hergestellt ist, die enthält:
folgenden Bestandteil (A) in einer Menge von 99 bis 65 Massenteilen;
folgenden Bestandteil (B) in einer Menge von 1 bis 35 Massenteilen;
einen Radikal-Polymerisationsinitiator, der als Bestandteil (C) dient, in einer Menge von 0,1 bis 10 Massenteilen;
einen Ultraviolettabsorber, der als Bestandteil (D) dient, in einer Menge von 1 bis 12 Massenteilen; und
ein organisches Lösungsmittel, das als Bestandteil (E) dient, in einer Menge von 10 bis 1000 Massenteilen;
bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden.
Bestandteil (A) ist eine Mischung von Isocyanurring-enthaltenden (Meth)acrylaten, wobei die Mischung aus einer Urethanadduktverbindung (a1) und einer Tri(meth)acrylatverbindung (a2) zusammengesetzt ist;
wobei die Urethanadduktverbindung (a1) durch eine Additionsreaktion einer Hydroxidgruppe-enthaltenden Di(meth)acrylatverbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt ist, und einer Isocyanatverbindung, welche zwei oder mehr Isocyanatgruppen innerhalb des Moleküls aufweist, erhältlich ist;
In der allgemeinen Formel (1) drückt jedes von R¹, R² und R³ eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen unabhängig von 2 bis 10 ist; jedes von R⁴ und R⁵ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n¹, n² und n³ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n¹ + n² + n³ = von 3 bis 9;
wobei die Tri(meth)acrylatverbindung (a2) durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist;
In der allgemeinen Formel (2) drückt jedes von R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist; jedes von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n⁴, n⁵ und n⁶ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n⁴ + n⁵ + n⁶ = von 3 bis 9.
Bestandteil (B) ist ein nicht-flüchtiger Bestandteil in Reaktionsprodukten, hergestellt durch Reagieren einer Alkoxysilanverbindung (b1), welche durch die folgende allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist, mit einem kolloidalen Siliciumoxid (b2), in einem Massenverhältnis von 9:1 bis 1:9 zwischen (b1) und (b2), wobei der nicht-flüchtige Bestandteil solche involviert, in welchen (b2) chemisch mit (b1) modifiziert ist; (P-SiO_3/2)(O_1/2R¹²)_z (3)
In der allgemeinen Formel (3) drückt ”P” eine Gruppe aus, die durch die folgende allgemeine Formel (4) ausgedrückt ist; R¹² drückt ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe aus; und ”z” drückt eine positive Zahl von 0,1 oder mehr bis 3 oder weniger aus; überdies, wenn ”z” weniger als 3 ist, involviert (b1) ein Kondensat, und jedes von ”P” und R¹² kann selbst zwei oder mehr Arten von verschiedenen Gruppen innerhalb eines Moleküls in dem Kondensat involvieren;
In der allgemeinen Formel (4) drückt jedes von R¹³ und R¹⁴ unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Arylgruppe oder eine Arylgruppe aus, oder drückt alternativ eine Kohlenwasserstoffgruppe aus, in welcher R¹³ und R¹⁴ vereinigt sind, um einen fünfgliedrigen Ring und einen sechsgliedrigen Ring zu bilden; und R¹⁵ drückt eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
Das Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung macht es möglich, gehärtete Filme herzustellen, die bezüglich Transparenz, Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit exzellent sind, weil es mit einem Schutzfilm ausgestattet ist, in welchem zusätzlich zu Bestandteil (A), der exzellente Witterungsbeständigkeit vorweist, Bestandteil (B), ein neues anorganisches Additiv, verwendet wird und welches zusätzlich durch Härten einer Zusammensetzung hergestellt ist, in welcher jeder der vorgenannten Bestandteile (A) bis (E) in einem spezifischen Verhältnis vermischt sind. Bauteile, die solche gehärteten Filme auf der Oberfläche aufweisen, sind in kombinierter Weise nicht nur mit Abriebfestigkeit ausgestattet, sondern auch mit Witterungsbeständigkeit, wie sie auch ausreichend sind für ihre Outdooranwendung.
Überdies, obwohl die verwendete härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung den Bestandteil (B), der als ein anorganisches Additiv dient, beinhaltet, ist sein Einmischungsverhältnis eine relativ geringe Menge. Daher wird angenommen, dass der resultierende Schutzfilm exzellentes Haftvermögen bezüglich der Oberfläche des Harzsubstrats vorweist.
Mittels des Härtens der härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung durch Bestrahlen derselben mit Licht, wird es möglich, diese mit niedrigerer Energie in einer kürzeren Zeitperiode zu härten. Überdies schreitet das Härten durch Spezifizieren eines Einmischungsverhältnisses des Ultraviolettabsorbers und darüber hinaus eines Typs des Ultraviolettabsorbers selbst dann zufriedenstellend voran, wenn die Zusammensetzung durch Bestrahlen mit Licht gehärtet wird. Dadurch werden gehärtete Filme erhältlich, welche bezüglich Transparenz exzellent sind und in welchen die Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit miteinander kompatibel gemacht sind.
Effekte der Erfindung.
Das Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung demonstriert exzellente Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit, weil es mit einem Schutzfilm ausgestattet ist, welcher durch Härten der spezifischen härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung auf einer Oberfläche des Harzsubstrats hergestellt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein perspektivisches Diagramm, das schematisch ein Schiebedach illustriert, in welchem ein Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein Fensterglas illustriert, eines von Bauteilen für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beste Ausführungsformen der Erfindung
Hiernach werden einige der besten Ausführungsformen des Bauteils für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Es ist zu bemerken, dass, solange es nicht anders spezifiziert ist, die Bereiche von numerischen Werten von ”'x' bis 'y'”, wie sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, die untere Grenze, ”x”, und die obere Grenze, ”y”, dieser Bereiche beinhalten. Und die anderen Bereiche von numerischen Werten sind zusammensetzbar durch beliebiges Kombinieren von Werten, die nicht nur solche Obergrenzwerte und Untergrenzwerte involvieren, sondern auch numerische Werte, die in den folgenden Beispielen benannt sind.
Ein Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Harzsubstrat und einem Schutzfilm, der auf einer Oberfläche des Harzsubstrats zumindest teilweise gebildet ist, ausgestattet. Der Schutzfilm ist durch Härten einer härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung hergestellt, die hiernach beschrieben wird.
(härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung)
Eine härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung (hiernach wann immer angebracht abgekürzt als ”Zusammensetzung”) enthält: Bestandteil (A) in einer Menge von 99 bis 65 Massenteilen; Bestandteil (B) in einer Menge von 1 bis 35 Massenteilen; einen Radikal-Polymerisationsinitiator, der als Bestandteil (C) dient, in einer Menge von 0,1 bis 10 Massenteilen; einen Ultraviolettabsorber, der als Bestandteil (D) dient, in einer Menge von 1 bis 12 Massenteilen; und ein organisches Lösungsmittel, das als Bestandteil (E) dient, in einer Menge von 10 bis 1000 Massenteilen; bezüglich einer Summe des folgenden Bestandteils (A) und des folgenden Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden. Hiernach werden Details der Zusammensetzung und ihrer jeweiligen Bestandteile erklärt.
Es ist zu bemerken, dass in der vorliegenden Beschreibung eine Acryloylgruppe oder eine Methacryloylgruppe als ”(Meth)acryloylgruppe” ausgedrückt ist. Überdies wird Acrylat oder Methacrylat als ”(Meth)acrylat” ausgedrückt.
(Bestandteil (A))
Bestandteil (A) ist eine Mischung von Isocyanurring-enthaltenden (Meth)arcylaten, die zusammengesetzt ist aus einer Urethanadduktverbindung (a1) (hiernach bezeichnet als ”Bestandteil (a1)” und einer Tri(meth)acrylatverbindung (a2) (hiernach bezeichnet als ”Bestandteil (a2)”).
Bestandteil (a1) ist erhältlich durch eine Additionsreaktion einer Hydroxylgruppe-enthaltenden Di(meth)acrylatverbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt ist, und einer Isocyanatverbindung, welche zwei oder mehr Isocyanatgruppen innerhalb des Moleküls aufweist.
Hiernach wird die zuvor genannte Hydroxylgruppe-enthaltende Di(meth)acrylatverbindung als ein ”Di(meth)acrylat (1)” abgekürzt und die zuvor genannte Isocyanatverbindung wird als ein ”Polyisocyanat” abgekürzt.
In der allgemeinen Formel (1), die das Di(meth)acrylat (1) ausdrückt, drückt jedes von R¹, R² und R³ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist.
Für solch eine zweiwertige organische Gruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist, ist eine Alkylengruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 4 ist, wie etwa eine Ethylengruppe, eine Trimethylengruppe, eine Propylengruppe oder eine Tetramethylengruppe bevorzugt. Überdies sind auch Verbindungen involviert, in welchen die Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel (1), die eine von diesen Gruppen aufweisen, mit ε-Caprolacton modifiziert wurden. In diesem Fall involviert die zweiwertige organische Gruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist, -COCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-.
Von diesen ist es insbesondere bevorzugt, dass alle von R¹, R² und R³ jeweils eine Ethylengruppe sein können, weil Schutzfilme erhältlich sind, welche exzellent sind bezüglich der Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit.
In der allgemeinen Formel (1) drückt jedes von R⁴ und R⁵ unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus. Verbindungen, in welchen beide von R⁴ und R⁵ jeweils ein Wasserstoffatom sein können, sind insbesondere unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass sich die resultierenden Zusammensetzungen in solche verwandeln, welche exzellent sind bezüglich der Härtbarkeit.
Jedes von n¹, n² und n³ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus. Allerdings, n¹ + n² + n³ = von 3 bis 9. Bezüglich n¹, n² und n³, so können sie bevorzugt jeweils 1 sein. Bezüglich n¹ + n² + n³, so kann es bevorzugt 3 sein.
Das Di(meth)acrylat (1) kann bevorzugt durch Reagieren eines Alkylenoxidaddukts von Isocyanursäure mit einer (Meth)acrylsäure hergestellt werden. Es ist zu bemerken, dass n¹ + n² + n³ hierin eine mittlere zugegebene Molzahl von Alkylenoxid pro einem Molekül des Di(meth)acrylats (1) ausdrückt.
Bezüglich des Polyisocyanats sind verschiedene Verbindungen verwendbar.
Unter dem Gesichtspunkt der Witterungsbeständigkeit des resultierenden Schutzfilms kann das Polyisocyanat bevorzugt eine Verbindung sein, die keinen aromatischen Ring beinhaltet.
Bezüglich eines bevorzugten Beispiels des Polyisocyanats kann das Folgende gegeben werden: Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat; 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat; Norbonatdiisocyanat; und Isocyanurat-Typ Trimere davon.
Von diesen kann Isophorondiisocyanat eine besonders bevorzugte Option sein, weil es insbesondere bezüglich der Witterungsbeständigkeit exzellent ist.
Bestandteil (a1) kann mittels einer Additionsreaktion zwischen dem Di(meth)acrylat (1) und Polyisocyanat synthetisiert werden. Obwohl es möglich ist, diese Additionsreaktion ohne einen Katalysator auszuführen, ist es empfehlenswert einen Zinn-basierten Katalysator, wie etwa Dibutylzinndilaurat, oder einen Amin-basierten Katalysator, wie etwa Triethylenamin zuzugeben, um den Reaktionsverlauf effizienter zu machen.
Bestandteil (a2) ist durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt.
In der allgemeinen Formel (2), die den Bestandteile (a2) ausdrückt, drückt jedes von R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist.
Bezüglich einer zweiwertigen organischen Gruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist, ist eine Alkylengruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 4 ist, wie etwa eine Ethylengruppe, eine Trimethylengruppe, eine Propylengruppe oder eine Tetramethylengruppe bevorzugt. Überdies sind auch Verbindungen involviert, in welchen die Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel (2), die eine von diesen Gruppen aufweisen, mit ε-Caprolacton modifiziert wurden. In diesem Fall involviert die zweiwertige organische Gruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist, -COCH₂CH₂CH₂CH₂CH₂-.
Von diesen ist es insbesondere bevorzugt, dass alle von R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils eine Ethylengruppe sind, weil Schutzfilme erhältlich sind, welche exzellent sind bezüglich der Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit.
In der allgemeinen Formel (2) drückt jedes von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus. Verbindungen, in welchen alle von diesen jeweils ein Wasserstoffatom sein können, sind besonders unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, dass sich die resultierenden Zusammensetzungen in solche verwandeln, welche exzellent sind bezüglich der Härtbarkeit.
Jedes von n⁴, n⁵ und n⁶ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus. Allerdings, n⁴ + n⁵ + n⁶ = von 3 bis 9. Bezüglich n⁴, n⁵ und n⁶, können sie jeweils bevorzugt 1 sein. Bezüglich n⁴ + n⁵ + n⁶, so kann es bevorzugt 3 sein.
Der Bestandteil (a2) kann bevorzugt durch Reagieren eines Alkylenoxidaddukts von Isocyanursäure mit einer (Meth)acrylsäure hergestellt werden. Es ist zu bemerken, dass n⁴ + n⁵ + n⁶ hierin eine mittlere zugegebene Molzahl von Alkylenoxid pro einem Molekül von Bestandteil (a2) ausdrückt.
Bestandteil A ist eine Mischung von Bestandteil (a1) und Bestandteil (a2).
Es ist empfehlenswert, dass ein Verhältnis zwischen Bestandteil (a1) und Bestandteil (a2) in geeigneter Weise abhängig von den Aufgaben eingestellt werden kann. Allerdings ist eine Mischung bevorzugt, welche diese in solch einem Massenverhältnis wie (a1):(a2) = von 1:9 bis 7:3 beinhaltet. Es ist zu bemerken, dass eine Verbindung stärker bevorzugt ist, welche diese in solch einem Massenverhältnis wie (a1):(a2) = von 2:8 bis 6:4, oder überdies von 2:8 bis 4:6 beinhaltet.
Durch Einstellen eines Massenverhältnisses zwischen (a1) und (a2) in diesen Bereichen ist es möglich, die Zusammensetzung zu erhalten, welche bezüglich der Nach-Härtungs-Abriebfestigkeit wie auch der Witterungsbeständigkeit exzellent ist.
Ein Gehaltsverhältnis von Bestandteil (A) in der Zusammensetzung kann von 99 bis 65 Massenteilen, stärker bevorzugt von 98 bis 85 Massenteilen sein, bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden.
Durch Einstellen eines Gehaltsverhältnisses von Bestandteil (A) auf von 99 bis 65 Massenteilen ist es möglich, gehärtete Filme zu erhalten, welche bezüglich der Abriebfestigkeit wie auch der Witterungsbeständigkeit exzellent sind.
(Bestandteil (B))
Bestandteil (B) ist ein nicht-flüchtiger Bestandteil in Reaktionsprodukten, die hergestellt sind durch Reagieren einer Alkoxysilanverbindung (b1), welche durch die folgende allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist, mit einem kolloidalen Siliciumoxid (b2), in einem Massenverhältnis von 9:1 bis 1:9 zwischen (b1) und (b2), und ist einer, welcher solche involviert, in welchen (b2) chemisch mit (b1) modifiziert ist.
Es ist zu bemerken, dass obwohl die Erzeugung von Bestandteil (B) herkömmlicherweise in einem Lösungsmittel ausgeführt wird, der Bestandteil (B) Bestandteile sein können, von welchen Wasser und das organische Lösungsmittel, das in der Reaktion verwendet wurden, ausgeschlossen sind. Überdies kann der Bestandteil (B) Bestandteile sein, von welchen Alkohole, die durch Hydrolisieren von Alkoxysilanen erzeugt sind, und Wasser, das durch die Kondensation von Silanolen erzeugt wird, ausgeschlossen sind. Das heißt, dass der Bestandteil (B) nicht-flüchtige Bestandteile innerhalb der Reaktionsprodukte bedeutet. Um es anders auszudrücken, bedeutet es einen Si-enthaltenden Bestandteil. (P-SiO_3/2)(O_1/2R₁₂)_z (3)
In der allgemeinen Formel (3) drückt ”P” eine Gruppe aus, die durch die folgende allgemeine Formel (4) ausgedrückt ist; R¹² drückt ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe aus; und ”z” drückt eine positive Zahl von 0,1 oder mehr bis 3 oder weniger aus; überdies, wenn ”z” weniger als 3 ist, involviert (b1) ein Kondensat, und jedes von ”P” und R¹² kann selbst zwei oder mehr Arten von verschiedenen Gruppen innerhalb eines Moleküls in dem Kondensat involvieren.
In der allgemeinen Formel (4) drückt jedes von R¹³ und R¹⁴ unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Arylgruppe aus, oder drückt alternativ eine Kohlenwasserstoffgruppe aus, in welcher R¹³ und R¹⁴ vereinigt sind um einen fünfgliedrigen Ring oder einen sechsgliedrigen Ring zu bilden; und R¹⁵ drückt eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
In der allgemeinen Formel (3) drückt R¹² ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe aus.
Bezüglich der einwertigen organischen Gruppe für R¹² kann konkret das Folgende gegeben werden: eine Alkylgruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist; eine Alkoxyalkylgruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist; und andere organische Gruppen, die C-, H- und O-Atome umfassen, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
Unter dem Gesichtspunkt der Reaktivität kann R¹² bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine einwertige organische Gruppe, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist und welche ein Sauerstoffatom aufweisen kann, sein, oder stärker bevorzugt ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe sein, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
Bezüglich der Alkylgruppe für R¹³ und R¹⁴ ist eine Alkylgruppe, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen von 1 bis 4 beträgt, bevorzugt. Bezüglich der Alkenylgruppe ist eine Alkenylgruppe, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen von 2 bis 4 beträgt, bevorzugt. Bezüglich der Arylgruppe ist es möglich, eine Phenylgruppe und dergleichen zu nennen.
Insbesondere ist unter dem Gesichtspunkt, dass die resultierende Zusammensetzung bezüglich der Härtbarkeit exzellent ist und die gehärteten Filme, die aus ihr resultieren, sich in welche verwandeln, welche bezüglich der Abriebfestigkeit gut sind, die Folgenden stärker bevorzugt: eines von R¹³ und R¹⁴ ist ein Wasserstoffatom und das andere ist eine Methylgruppe; beide von diesen sind jeweils eine Methylgruppe; oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, in welcher sie miteinander vereinigt sind, um einen fünfgliedrigen Ring oder einen sechsgliedrigen Ring zu bilden.
Aus diesen kann das Folgende eine bevorzugte Option sein, weil es gut bezüglich der Witterungsbeständigkeit ist: eines, welches eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aufbaut, in welcher R¹³ und R¹⁴ vereinigt sind, um einen sechsgliedrigen Ring zu bilden, d. h. eine Gruppe, in welcher die Maleinimidgruppe in der allgemeinen Formel (4) durch die folgende allgemeine Formel (5) ausgedrückt ist (namentlich R¹³ und R¹⁴ sind vereinigt, um eine Tetramethylengruppe aufzubauen).
In der allgemeinen Formel (4) drückt R¹⁵ eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aus, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen 1 bis 6 beträgt, und kann ebenso eine geradkettige Struktur oder lineare Form oder selbst Verzweigungen aufweisen. Bezüglich einer linearen gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe ist es möglich, eine Ethylengruppe, eine 1,3-Propylengruppe, eine 1,4-Butylengruppe, eine 1,5-Pentandiylgruppe, und eine 1,6-Hexanediylgruppe beispielhaft zu erwähnen. Bezüglich einer verzweigten Alkylengruppe ist es möglich, eine 1,2-Propylengruppe, eine 1,2-Butylengruppe, eine 1,3-Butylengruppe, eine 2,3-Butylengruppe, eine 1,3-Pentandiylgruppe, eine 1,4-Pentandiylgruppe, eine 2,5-Hexandiylgruppe, eine 2-Methyl-1,3-Propylengruppe, eine 2-Ethyl-1,3-Propylengruppe und eine 3-Methyl-1,5-Pentandiylgruppe beispielhaft zu erwähnen.
Bezüglich R¹⁵ eine lineare, zweiwertige, gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen von 3 bis 6 beträgt.
Unter dem Gesichtspunkt, dass gehärtete Substanzen der Zusammensetzung sich in welche verwandeln, welche exzellent bezüglich der Abriebfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit sind, kann das Folgende eine besonders geeignete Option als R¹⁵ darstellen: eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 beträgt, oder überdies eine lineare zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, deren Anzahl von Kohlenstoffatomen von 3 bis 6 beträgt.
In der allgemeinen Formel (3) ist „z” eine positive Zahl und erfüllt 0,1 ≤ „z” ≤ 3. „z” drückt eine durchschnittliche Molzahl von einer restlichen OR¹²-Gruppe pro einem Mol von Si Atom aus, oder kann bevorzugt eine durchschnittliche Molzahl von restlicher Alkoxygruppe ausdrücken. Wenn „z” 3 beträgt, stellt (b1) P-Si (OR¹²)₃ dar (nachfolgend als ein „Monomer” bezeichnet). Überdies stellt, wenn „z” weniger als 3 beträgt, (b1) ein Monomerkondensat oder eine Mischung eines Monomerkondensats und des Monomers dar. Überdies kann diese Mischung bevorzugt eine Verbindung sein, in welcher eine Verbindung mit einer Alkoxysilylgruppe (d. h. in einem Fall, in dem R¹² eine Alkylgruppe ist) einen Hauptbestandteil ausmacht, oder kann ebenso eine Verbindung mit einbeziehen, die eine Silanolgruppe (d. h. in einem Fall, in dem R¹² ein Wasserstoffatom ist) mit einbezieht.
Durch Einstellen von „z” auf 0,1 oder mehr wird das kolloidale Siliziumoxid ausreichend oberflächlich modifiziert und somit verwandeln sich die resultierenden gehärteten Substanzen in solche, welche exzellent bezüglich der Kratzfestigkeit sind. Überdies kann „z” unter dem Gesichtspunkt der Reaktivität vorzugsweise 0,4 ≤ „z” ≤ 3 oder überdies 0,8 ≤ „z” ≤ 3 erfüllen.
Es ist anzumerken, dass es möglich ist, den Wert von „z” aus dem Integralverhältnis von Wasserstoffatomen nach der Messung des ¹H-NMR Spektrums für (b1) herauszufinden.
Es ist anzumerken, dass in einem Fall, in dem (b1) ein Kondensat darstellt, „P” innerhalb (P-SiO_3/2) und R¹² innerhalb (O_1/2R¹²) sogar jeweils zwei oder mehr Arten von unterschiedlichen chemischen Strukturen innerhalb eines Moleküls darstellen können.
Überdies wird angenommen, dass (b1) hauptsächlich eine Mischung eines Monomers und eines Oligomers (kondensierte Einheiten), wie etwa Dimere oder Trimere, sein würde. Daher ist es, obwohl ein Molekulargewicht von (b1) relativ gering ist, schwierig, das Molekulargewicht als ein durchschnittliches Molekulargewicht zu definieren, da es eine Mischung ist.
Erklärungen eines bevorzugten Produktionsprozesses für die Verbindung gemäß Formel (3) werden gegeben werden. Zum Beispiel kann ein Prozess, der das Folgende umfasst, gegeben werden: Umwandeln eines Carbonsäureanhydrids mit einer Doppelbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (6) ausgedrückt ist, in ein Säureamid durch Zugeben eines Aminoalkyltrialkoxysilans, welches durch die folgende allgemeine Formel (7) ausgedrückt ist, zu dem Carbonsäureanhydrid; danach Unterziehen des resultierenden Säureamids einem Ringschluss, um eine Maleinimidgruppe mittels Erwärmen herzustellen; und dann nachfolgendes Reagieren der Alkoxygruppe.
Dieser Prozess ist besonders unter einem Gesichtspunkt bevorzugt, dass es gemäß diesem Prozess möglich ist, (b1), welches geeignet für die härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, mittels einer Einschrittreaktion unter Verwendung von Rohmaterialien, welche leicht beschaffbar sind, herzustellen.
H₂N-R¹⁵-Si-(OR¹²)₃ (7)
Es ist anzumerken, dass in der Formel (6) und in der Formel (7) R¹² mit R¹⁵ synonym mit den oben genannten sind.
Zuallererst wird die Aminogruppe eines Aminoalkyltrialkoxysilans zu einem Carbonsäureanhydrid mit einer Doppelbindung zugegeben und dadurch wird ein Säureamid (nachfolgend als „AMA” bezeichnet) erzeugt. Als Nächstes schreitet eine Ringschlussreaktion voran, wenn eine Lösung, die das AMA beinhaltet, erwärmt wird, und dadurch wird eine Maleinimidgruppe erzeugt. Da Wasser bei der Ringschlussreaktion erzeugt wird, schreitet eine hydrolytische Kondensationsreaktion der Alkoxygruppe unter Vermittlung dieses Wassers voran. (Reaktionsgleichung)
Es ist hier anzumerken, dass, in einem Fall, wenn die Ringschlussreaktion beendet ist und das erzeugte Wasser in Gänze für die hydrolytische Kondensationsreaktion von Alkoxysilan aufgebraucht ist, „z” theoretisch 1 wird. Es ist machbar, „z” in der Formel (3) in einem Bereich von 1 bis 3 einzustellen. Bezüglich eines Verfahrens zum Einstellen von „z” auf weniger als 1, kann ein Verfahren des Zugebens von Wasser zu dem Reaktionssystem genannt werden. Demgegenüber kann bezüglich eines Verfahrens zum Einstellen von „z” auf mehr als 1 das Folgende genannt werden: ein Verfahren des Entfernens von Wasser aus dem Reaktionssystem; oder ein Verfahren, bei welchem ein Entwässerungsmittel eingesetzt wird. Zum Beispiel kann in einem Fall des Verursachens der Reaktionen unter Bedingungen gemäß den später beschriebenen Beispielen das (b1) so generiert werden, dass „z” in etwa 1 ≤ „z” ≤ 1,5 erfüllt.
Es ist ratsam, dass der zuvor genannte Produktionsprozess in der Gegenwart eines organischen Lösungsmittels ausgeführt werden kann. Bezüglich des organischen Lösungsmittels sind organische Lösungsmittel bevorzugt, welche das AMA auflösen und welche nicht mit anderen Rohmaterialien reagieren. Um konkret zu sein, ist eine aromatische Verbindung wie etwa Toluol oder Xylol bevorzugt. Allerdings ist es, da die Reaktion zwischen Säureanhydrid und Aminogruppe sehr schnell ist, möglich, ein polares Lösungsmittel, wie etwa Alkohol oder Ester, genauso gut einzusetzen.
Bezüglich einer Temperatur für die Ringschlussreaktion kann sie bevorzugt in einen Bereich von 70 bis 150°C fallen.
In einem Fall, in dem eine Verbindung, die kaum Wasser löst (nämlich eine beispielsweise aromatische Verbindung), als das organische Lösungsmittel eingesetzt wird, ist es bevorzugt, eine Desolvatisierung nach dem Abschluss der Reaktion auszuführen.
Bezüglich eines Verhältnisses zwischen dem Carbonsäureanhydrid mit einer Doppelbindung und dem Aminoalkyltrialkoxysilan kann es äquimolar zueinander sein. Bezüglich des Carbonsäureanhydrids mit einer Doppelbindung und bezüglich des Aminoalkyltrialkoxysilans ist es ebenso möglich, kombiniert eine Mehrzahl von Spezies für jedes von diesen zu verwenden.
In einem Fall, in dem die resultierende Maleinimidgruppe in (b1) dazu neigt, einer thermischen Radikalpolymerisation in der zuvor genannten Reaktion zu unterliegen, ist es möglich, einen Polymerisationsinhibitor einzusetzen oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas, wie etwa Luft, in die Reaktionslösung zu dem Zweck einzuführen, eine Polymerisation der Rohmaterialien oder der Maleinimidgruppen in den resultierenden Produkten zu verhindern.
Bezüglich des Polymerisationsinhibitors kann das Folgende genannt werden: zum Beispiel Hydrochinon, tert-Butylhydrochinon, Hydrochinonmonomethylether, 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol, 2,4,6-tri-tert-Butylphenol, Benzochinon, Phenothiazin, N-Nitrosophenylhydroxylamin, Ammoniumsalze von N-nitrosophenylhydroxylamin, Aluminumsalze von N-Nitrosophenylhydroxylamin, Kupfer-Dibutyldithiocarbamat, Kupferchlorid und Kupfersulfat.
Demgegenüber wird in einem Fall, wo die resultierende Maleinimidgruppe in (b1) die Formel (5) ist, kein Polymerisationsinhibitor benötigt und es ist möglich, dieses in einer Inertgasatmosphäre, wie etwa Stickstoff, herzustellen, weil es weniger dazu neigt, einer thermischen Radikalpolymerisation zu unterliegen.
Obwohl es möglich ist, verschiedene Spezies bezüglich (b2) einzusetzen, ist eine, bei welcher sphärische Teilchen einheitlich dispergiert sind, bevorzugt. Zum Beispiel ist eine, bei welcher sie einheitlich in einem Alkohol-basierten Lösungsmittel dispergiert sind, stärker bevorzugt. Obwohl (b2) nicht insbesondere limitiert ist, soweit es sich in einem kolloidalen Zustand innerhalb eines Dispersionslösungsmittels befindet, ist es stärker bevorzugt, dass ein durchschnittlicher Primärteilchendurchmesser von 1 bis 100 nm, oder ferner von 5 bis 60 nm beträgt, und es ist insbesondere bevorzugt, dass er von 10 bis 50 nm sein kann. Ein Teilchendurchmesser des kolloidalen Siliziumoxids (d. h. (b2)), der zu groß ist, ist nicht bevorzugt, weil die Dispersionsfähigkeit von (b2) in einem organischen Lösungsmittel, welches für und während der Erzeugung des Bestandteils (b) ist, abnimmt, und ferner weil die Dispersionsfähigkeit des Bestandteils (B) in dem Bestandteil (E) (d. h. das beanspruchte organische Lösungsmittel) innerhalb der resultierenden Zusammensetzung abnimmt.
Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Erfindung der „durchschnittliche Primärteilchendurchmesser” Werte meint, die aus der spezifischen Oberfläche gemäß dem BET-Verfahren berechnet sind.
Überdies ist es anzuraten, dass eine spezifische Oberfläche von (b2) von 5 bis 3.000 m²/g sein kann, so dass übliche kolloidale Siliziumoxide in diesem Bereich abhängig von dem Teilchendurchmesser miteinbezogen sein können.
Ein bevorzugter Syntheseprozess für den Bestandteil (B) kann ein Prozess sein, der die Schritte des Beschickens von (b1) und (b2) jeweils in einem vorbestimmten Massenverhältnis in der Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, das Wasser beinhaltet; und danach Erwärmen dieser, um den Reaktionen zu unterliegen, umfasst. Obwohl es nicht möglich ist, die Heiztemperatur und die Zeit im Allgemeinen vorzuschreiben, weil sie von der Atmosphäre des Reaktionssystems und der Gegenwart oder Abwesenheit eines Katalysators abhängen, kann letztere bevorzugt von 0,5 bis 20 Stunden sein, wenn die erstere von 40 bis 140°C, oder wünschenswerterweise von 60 bis 120°C beträgt.
In dem Bestandteil (B) können nicht nur Siliziumoxidfeinteilchen, welche oberflächlich mit (b1) modifiziert sind, sondern sogar ebenso hydrolytische Kondensate von (b1), die keinerlei Siliziumfeinteilchen beinhalten, mit eingeschlossen sein, und somit sind solche, die diese beinhalten, als Bestandteil (B) definiert.
Obwohl ein Beschickungsmasseverhältnis zwischen (b1) und (b2) bei der Synthese des Bestandteils (B) von 1:9 bis 9:1 sein kann, kann es stärker bevorzugt von 2:8 bis 7:3, viel stärker bevorzugt von 2:8 bis 6:4 sein. Durch Einstellen des Massenverhältnisses zwischen (b1) und (b2) auf von 1:9 bis 9:1 ist es möglich, die Abriebfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit der resultierenden gehärteten Filme miteinander kompatibel zu machen.
Es ist bevorzugt, dass eine Menge von Wasser, die in das Reaktionssystem beschickt werden soll, von 0,3 bis 10 mol beträgt und es ist stärker bevorzugt, dass sie von 0,5 bis 5 mol beträgt, bezüglich 1 Mol Alkoxygruppe. Durch Einstellen der Beschickungsmenge von Wasser auf 0,3 bis 10 mol bezüglich 1 Mol Alkoxygruppe ist es möglich, die Oberfläche von Siliziumoxidfeinteilchen effektiv oberflächlich zu modifizieren, ohne die Siliziumoxidfeinteilchen jemals in ein Gel zu verwandeln.
Bezüglich des organischen Lösungsmittels ist eines, welches Wasser gleichförmig löst, bevorzugt; ein Alkohol basiertes Lösungsmittel, dessen Siedepunkt von 100°C bis 200°C beträgt, ist stärker bevorzugt; und ein Alkohol-basiertes Lösungsmittel, dessen Siedepunkt von 100°C bis 200°C beträgt und welches eine Etherbindung aufweist, ist viel stärker bevorzugt.
Als spezifische Beispiele des bevorzugten organischen Lösungsmittel können die folgenden genannt werden: Propylenglycolmonomethylether; Propylenglycolmonoethylether; Propylenglycolmonopropylether; Propylenglycolmonobutylether; Ethylenglycolmonomethylether; Ethylenglycolmonoethylether; Ethylenglycolmonopropylether; und Ethylenglycolmonobutylether.
Es ist anzumerken, dass, obwohl der Bestandteil (B) ohne jeglichen Katalysator hergestellt werden kann, es ratsam ist, einen sauren Katalysator oder einen basischen Katalysator zuzugeben. Überdies ist es ebenso zulässig, ein Polymerisationsinhibitor einzusetzen oder es ist sogar zulässig, ein Sauerstoff enthaltendes Gas, wie etwa Luft, in die Reaktionslösung zu dem Zweck des Verhinderns der Polymerisation der resultierenden Maleinimidgruppen einzuführen.
Nach dem Abschluss der Reaktion ist es zulässig, Wasser, das innerhalb des Reaktionssystems beinhaltet ist, zu entfernen. Es ist zulässig, die Lösung nach der Reaktion zu erwärmen oder einem Unterdruck auszusetzen, um Wasser zu entfernen und ferner um das organische Lösungsmittel abzudestillieren. Bei dieser Gelegenheit ist es bevorzugt, zu der Lösung nach der Reaktion ein weiteres organisches Lösungsmittel zuzugeben, dessen Siedepunkt höher ist als der von Wasser.
Ein Gehaltsverhältnis des Bestandteils (B) in der Zusammensetzung kann von 1 bis 35 Massenteile sein und kann stärker bevorzugt von 2 bis 15 Massenteile sein, bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die zu 100 Massenteile genommen werden.
Durch Einstellen des Gehaltsverhältnisses von Bestandteil (B) auf 1 bis 35 Massenteile ist es möglich, die Zusammensetzung in eine zu adaptieren, aus welcher gehärtete Filme erhältlich sind, die exzellent bezüglich Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit sind. Wenn das Verhältnis von Bestandteil (B) 1 Massenteil oder mehr ist, verbessert sich die Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme. Wenn allerdings der Bestandteil (B) zuviel wird, vermindert sich die Witterungsbeständigkeit, weil die resultierenden gehärteten Filme dazu neigen, sich zu kontrahieren, oder weil eine Zersetzung von organischen Segmenten in den resultierenden gehärteten Filmen schnell wird.
(Bestandteil (C): Radikalpolymerisationsinitiator)
Der Bestandteil (C) ist ein Radikalpolymerisationsinitiator und es ist möglich, verschiedene Verbindung dafür einzusetzen.
Wenn ein Photoradikalpolymerisationsinitiator als Bestandteil (C) eingesetzt wird, arbeitet die resultierende Zusammensetzung als eine fotohärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung und wird mittels einer Lichtbestrahlung gehärtet. Wenn ein thermischer Radikalpolymerisationsinitiator als Bestandteil (C) verwendet wird, so arbeitet die resultierende Zusammensetzung als eine wärmehärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung und wird durch Erwärmen gehärtet.
Es ist unter solch einem Gesichtspunkt, dass es das Härten mit geringerer Energie und für eine kürzere Zeitdauer machbar macht und exzellent bezüglich der Härtbarkeit und dergleichen ist, bevorzugt, dass die Zusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine fotohärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung ist, bei welcher ein Photopolymerisationsinitiator als Bestandteil (C) eingesetzt wird.
Bezüglich spezifischer Beispiele des Photopolymerisationsinitiators können die folgenden genannt werden:
Acetophenon-basierte Verbindung, wie etwa 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on, 1-Hydroxycyclohexyl-phenyl-keton, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-on, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinpropan-1-on, 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinphenyl)-butan-1-on, Diethoxyacetophenon, oligo{2-Hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanon} und 2-Hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)benzyl]phenyl}-2-methyl-propan-1-on; Benzophenon-basierte Verbindungen, wie etwa Benzophenon, 4-Phenylbenzophenon, 2,4,6-Trimethylbenzophenon und 4-Benzoyl-4'-methyl-diphenylsulfid; α-Ketoester-basierte Verbindungen, wie etwa Methylbenzoylformat, 2-(2-Oxo-2-phenylacetoxyethoxy)ethylester von Oxyphenylessigsäure und 2-(2-Hydroxyethoxy)ethylester von Oxyphenylessigsäure; Phosphinoxid-basierte Verbindungen, wie etwa 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, bis(2,4,6-Trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid, bis(2,6-Dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid; Benzoin-basierte Verbindungen, wie etwa Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether und Benzoinisobutylether; Titanocen-basierte Verbindungen; Acetophenon/Benzophenon-Hybrid-basierte Photoinitiatoren, wie etwa 1-[4-(4-Benzoylphenylsulfanyl)phenyl]-2-methyl-2-(4-methylphenylsulfinyl)propan-1-on; und Oximester-basierte Photopolymerisationsinitiatoren, wie etwa 2-(O-Benzoyloxim)-1-[4-(phenylthio)]-1,2-octanedion; ebenso wie Campherchinon.
Bezüglich spezifischer Beispiele des thermischen Radikalpolymerisationsinitiators können ein organisches Peroxid und eine Azobasierende Verbindung und dergleichen genannt werden. Bezüglich spezifischer Beispiele des organischen Peroxids können die Folgenden genannt werden: 1,1-bis(t-Butylperoxy)2-methylcyclohexan, 1,1-bis(t-Hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-bis(t-Hexylperoxy)cyclohexan, 1,1-bist-Butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-bis(t-Butylperoxy)cyclohexan, 2,2-bis(4,4-di-butylperoxycyclohexyl)propan, 1,1-bis(t-Butylperoxy)cyclododecan, t-Hexylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxymaleinsäure, t-Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoat, t-Butyl peroxylaurat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(m-toluylperoxy)hexan, t-Butylperoxyisopropylmonocarbonat, t-Butylperoxy-2-ethylhexylmonocarbonat, t-Hexylperoxybenzoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, t-Butylperoxyacetat, 2,2-bis(t-Butylperoxy)butan, t-Butylperoxybenzoat, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerat, di-t-Butylperoxyisophthalat, α,α'-bis(t-Butylperoxy)diisopropylbenzen, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, t-Butylcumylperoxid, di-t-Butylperoxid, p-Menthanhydroperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-3-hexen, Diisopropylbenzolhydroperoxid, t-Butyltrimethylsilylperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, Cumenhydroperoxid, t-Hexylhydroperoxid, und t-Butylhydroperoxid.
Bezüglich spezifischer Beispiele der Azo-basierten Verbindung können die Folgenden genannt werden: 1,1-Azo-bis(cyclohexan-1-carbonitril), 2-(Carbamoylazo)isobutyronitril, 2-Phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, Azo-di-t-octan und Azo-di-t-butan.
Es ist ebenso zulässig, eine der oben aufgezählten Radikalpolymerisationsinitiatoren unabhängig zu verwenden oder es ist sogar zulässig, zwei oder mehr davon kombiniert zu verwenden. Überdies ist es machbar, die organischen Peroxyde durch Kombinieren davon mit einem Reduktionsmittel in einen Redoxkatalysator umzuwandeln.
Das Gehaltsverhältnis des Bestandsteils (C) in der Zusammensetzung kann von 0,1 bis 10 Massenteile betragen und kann stärker bevorzugt von 0,5 bis 5 Massenteile betragen, oder kann insbesondere bevorzugt von 1 bis 3 Massenteile betragen, bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die zu 100 Massenteile genommen werden.
Durch Einstellen des Gehaltsverhältnisses des Bestandteils (C) auf von 0,1 bis 10 Massenteile wird die resultierende Zusammensetzung eine, die exzellent bezüglich der Härtbarkeit ist und somit sind Schutzfilme erhältlich, welche exzellent bezüglich Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit sind.
(Bestandteil (D): Ultraviolettabsorber)
Der Bestandteil (D) ist ein Ultraviolettabsorber und es ist möglich, verschiedene Verbindung oder Substanzen dafür einzusetzen.
Bezüglich spezifischer Beispiele des Ultraviolettabsorbers können die folgenden genannt werden: Triazin-basierte Ultraviolettabsorber, wie etwa 2-[4-[(2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxy-phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-[4-[(2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxy-phenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-[4-[(2-Hydroxy-3-(2-ethylhexyloxy)propyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2,4-bis(2-Hydroxy-4-butyloxyphenyl)-6-(2,4-bis-butyloxyphenyl)-1,3,5-triazin, und 2-(2-Hydroxy-4-[1-octyloxycarbonylethoxy]phenyl)-4,6-bis(4-phenylphenyl)-1,3,5-triazin; Benzotriazol-basierte Ultraviolettabsorber, wie etwa 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenyl-ethyl)phenol, 2-(2-Hydroxy-5-tert-butylphenyl)-2H-benzotriazol, und 2-[2-Hydroxy-5-(2-(meth)acryloyloxyethyl)phenyl]-2H-benzotriazol; Benzophenon-basierte Ultraviolettabsorber, wie etwa 2,4-Dihydroxybenzophenone, und 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenone; Cyanoacrylat-basierte Ultraviolettabsorber, wie etwa Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, und Octyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat; und organische Feinteilchen, wie etwa Titanoxidfeinteilchen, Zinkoxidfeinteilchen, Zinnoxidfeinteilchen, welche ultraviolette Strahlen absorbieren.
Es ist ebenso zulässig, einen der oben aufgezählten Ultraviolettabsorber unabhängig zu verwenden, oder es ist sogar zulässig, zwei oder mehr davon kombiniert zu verwenden.
Aus dem Obigen führt das Enthalten eines der Benzotriazol-basierten Ultraviolettabsorber, welche eine (Meth)acryloylgruppe aufweisen, dazu, dass es möglich wird, die Witterungsbeständigkeit und Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme miteinander kompatibel zu gestalten. Es ist bevorzugt, einen der Benzotriazol-basierten Ultraviolettabsorber, welche eine (Meth)acryloylgruppe aufweisen, ebenso wie einen der Triazin-basierten Ultraviolettabsorber unter dem Gesichtspunkt des Verbesserns der resultierenden Witterungsbeständigkeit kombiniert zu verwenden.
Ein Gehaltsverhältnis des Bestandteils (D) in der Zusammensetzung kann von 1 bis 12 Massenteile betragen, kann stärker bevorzugt von 3 bis 12 Massenteile betragen oder kann insbesondere bevorzugt von 4 bis 11 Massenteile betragen, bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden.
Durch Einstellen des Gehaltsverhältnisses des Bestandteils (D) auf von 1 bis 12 Massenteile, ist es möglich, die Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit der resultierenden gehärteten Filme miteinander kompatibel zu gestalten. Wenn der Bestandteil (D) weniger als 1 Massenteil beträgt, sind keine gehärteten Filme, welche ausreichend Witterungsbeständigkeit aufweisen, erhältlich. Dem gegenüber, wenn der Bestandteil (D) zu viel ist, wird nicht nur weil die Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme abnimmt, sondern auch weil die Witterungsbeständigkeit ebenso dazu neigt abzunehmen, der Bestandteil (D) auf 12 Massenteile oder weniger eingestellt. Insbesondere sind durch Einstellen des Gehaltsverhältnisses des Bestandteils (D) auf von 4 bis 11 Massenteile gehärtete Filme, bei welchen exzellente Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit miteinander kompatibel gemacht sind, erhältlich. Es ist anzumerken, dass in einem Fall wo ein Benzotriazol-basierter Ultraviolettabsorber und ein Triazin-basierter Ultraviolettabsorber kombiniert verwendet werden, der Vorteil des Verbesserns der Witterungsbeständigkeit erreicht werden kann, selbst wenn eine Zugabemenge des Triazin-basierten Ultraviolettabsorbers solch eine kleine Menge wie 3 Massenteile oder weniger oder überdies von 2 bis 3 Massenteile beträgt.
(Bestandteil (E): Organisches Lösungsmittel)
Der Bestandteil (E) ist ein Lösungsmittel und es ist möglich, verschiedene Verbindungen dafür einzusetzen.
Bezüglich des Bestandteils (E) ist es bevorzugt, einen zu verwenden, der den Bestandteil (A), den Bestandteil (B), den Bestandteil (C) und den Bestandteil (D) und zusätzlich die später beschriebenen weiteren Bestandteile gleichförmig dispergieren oder lösen kann.
Bezüglich spezifischer Beispiele bevorzugter Lösungsmittel können die Folgenden genannt werden: Alkohole, wie etwa Ethanol und Isopropanol; Alkylenglycolmonoether, wie etwa Ethylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propyleneglycolmonopropylether, und Propylenglycolmonobutylether; aromatische Verbindungen, wie etwa Toluol, Xylol; Ester, wie etwa Propylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylacetat, und Butylacetat; Ketone, wie etwa Aceton, Methylethylketon, und Methylisobutylketon; Ether, wie etwa Dibutylether; und Diacetonalkohol; ebenso wie N-Methylpyrrolidon. Aus diesen sind die Alkylenglycolmonoether, wie etwa Propylenglycol, Monomethylether, insbesondere bevorzugt, nicht nur weil sie exzellent bezüglich der Dispergierfähigkeit oder Löslichkeit für jede der bezüglichen Bestandteile sind, sondern auch weil, in einem Fall, in dem das Harzsubstrat, auf welches die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird, aus Polycarbonatharzen angefertigt ist, diese Dipolycarbonatharze nicht lösen.
Ein Gehaltsverhältnis des Bestandteils (E) in der Zusammensetzung kann von 10 bis 1000 Massenteile bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, sein. Wenn eine Beimischmenge des Bestandteils (E) zu wenig ist, ist es weniger wahrscheinlich, eine einheitliche Beschichtung auszuführen; wohingegen es weniger wahrscheinlich ist, gehärtete Filme mit einer ausreichenden Dicke zu erhalten, wenn es zu viel ist. Daher kann das Gehaltsverhältnis vom Bestandteil (E) vorzugsweise von 50 bis 500 Massenteile sein, oder kann stärker bevorzugt von 50 bis 300 Massenteile unter dem Gesichtspunkt der Produktivität sein, wenn man so kühn sein kann, es festzusetzen, obwohl es ratsam ist, das Gehaltsverhältnis in Abhängigkeit von dem Beschichtungsverfahren angemessen zu wählen.
Es ist anzumerken, dass das Gehaltsverhältnis des Bestandteils (E) organische Lösungsmittel, welche zum Zeitpunkt des Anfertigens der Zusammensetzung nicht nur gemeinsam mit den Bestandteilen (A) bis (B), sondern auch mit dem später beschriebenen Bestandteil (F) und (G), ebenso wie weiteren Bestandteilen vorhanden sind, involvieren soll.
(Bestandteil (F): Lichtstabilisator basierend auf einem sterisch gehinderten Amin)
Obwohl die Zusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine ist, bei welcher die Bestandteile (A) mit (E) unabdingbar sind, ist es anzuraten, ferner einen auf einem sterisch gehinderten Amin-basierten Lichtstabilisator (F) (nachfolgend als „Bestandteil (F)” bezeichnet) beizumischen, um die Witterungsbeständigkeit zu verbessern.
Bezüglich spezifischer Beispiele des auf einem sterisch gehinderten Amin-basierten Lichtstabilisators können die folgenden Lichtstabilisatoren basierend auf einem sterisch gehinderten Amin genannt werden: bis(1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat, Methyl(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacat, 2,4-bis[N-Butyl-N-(1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-yl)amino]-6-(2-hydroxyethylamin)-1,3,5-triazin, und Decandionsäure-bis(2,2,6,6-tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl)ester.
Aus diesen sind solche, deren Basizität des sterisch gehinderten Amins geringer ist, vom Gesichtspunkt der Stabilität der resultierenden Zusammensetzung bevorzugt. Um konkret zu sein sind solche mit einer Aminoethergruppe, namentlich sogenannte NOR-Typ Verbindungen stärker bevorzugt.
Bezüglich eines Gehaltsverhältnisses von Bestandteil (F) ist von 0,05 bis 1,5 Massenteile, oder überdies von 0,1 bis 1,5 Massenteile bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, bevorzugt.
(Bestandteil (G): Oberflächenmodifizierer)
Um eine Verlaufeigenschaft zum Zeitpunkt des Aufbringens zu verbessern, oder um eine Gleiteigenschaft der resultierenden gehärteten Filme zu erhöhen, um die Kratzfestigkeit zu erhöhen, ist es ebenso ratsam, ferner verschiedene Oberflächenmodifizierer zu der Zusammensetzung beizumengen. Bezüglich dieser Oberflächenmodifizierer ist es möglich, verschiedene Additive zum Modifizieren von oberflächlichen Eigenschaften einzusetzen, welche kommerziell erhältlich sind unter solchen Namen, wie etwa ein Oberflächenmodifikationsmittel, ein Verlaufmittel, ein Gleiteigenschaftvermittelndes Mittel, oder ein Antifoulingeigenschaft-vermittelndes Mittel und dergleichen erhältlich sind. Aus diesen sind Silikon-basierte Oberflächenmodifizierer und Fluor-basierte Oberflächenmodifizierer geeignet.
Bezüglich deren spezifischer Beispiele können die Folgenden genannt werden: Silikon-basierte Polymere und Oligomere, welche eine Silikonkette und eine Polyalkylenoxidkette aufweisen; Silikon-basierte Polymere und Oligomere, welche eine Silikonkette und eine Polyesterkette aufweisen; Fluor-basierte Polymere und Oligomere, welche eine Perfluoralkylgruppe und eine Polyalkylenoxidkette aufweisen; und Fluor-basierte Polymere und Oligomere, welche eine Perfluoralkyletherkette und eine Polyalkylenoxidkette aufweisen. Es ist erlaubt, eines oder mehrere Arten von ihnen zu verwenden. Für den Zweck des Verbesserns und dergleichen der Aufrechterhaltbarkeit der resultierenden Gleiteigenschaft ist es ebenso zulässig, einen einzusetzen, der eine (Meth)acryloylgruppe innerhalb des Moleküls aufweist.
Eine bevorzugte Einmischmenge des Oberflächenmodifizierers kann von 0,01 bis 1,0 Massenteile bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteilen genommen werden, sein. Durch Einstellen der Einmischmenge des Oberflächenmodifizierers auf von 0,01 bis 1,0 Massenteile ist es möglich, die oberflächliche Flachheit oder Glattheit der resultierenden Anstrichfilme zu verbessern.
(Weitere Bestandteile)
Obwohl die Zusammensetzung, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine ist, bei welcher die Bestandteile (A) mit (E) unabdingbar sind, ist es möglich, ferner verschiedene Bestandteile gemäß den Anforderungen beizumengen. Es ist ebenso zulässig, einen aus dem zuvor genannten Bestandteil (F), Bestandteil (G) und den nachfolgend aufgezählten weiteren Bestandteilen unabhängig beizumengen, oder es ist sogar zulässig, zwei oder mehrere Spezies davon beizumengen.
Für den Zweck, die Vorhaltebeständigkeit befriedigend zu gestalten, ist es bevorzugt, einen Radikalpolymerisationsinhibitor dazuzugeben.
Bezüglich spezifischer Beispiele des Polymerisationsinhibitors können die Folgenden genannt werden: Hydrochinon, tert-Butylhydrochinon, Hydrochinonmonomethylether, 2,6-di-tert-Butyl-4-methylphenol, 2,4,6-tri-tert-Butylphenol, Benzochinon, Phenothiazin, N-Nitrosophenylhydroxylamin, Ammoniumsalze von N-Nitrosophenylhydroxylamin, Aluminumsalze von N-Nitrosophenylhydroxylamin, Kupfer-Dibutyldithiocarbamat, Kupferchlorid und Kupfersulfat.
Es ist bevorzugt, die Zugabemenge des Polymerisationsinhibitors auf von 10 bis 10.000 ppm einzustellen, oder sie kann stärker bevorzugt von 100 bis 3.000 ppm bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, sein.
Für den Zweck, die Wärmebeständigkeit und Witterungsbeständigkeit der resultierenden Schutzfilme zufriedenstellend zu machen, ist es ebenso ratsam, ferner verschiedene Oxidationsinhibitoren zu der Zusammensetzung zuzugeben. Bezüglich einiger der Oxidationsinhibitoren können primäre Oxidationsinhibitoren, wie etwa auf einem sterisch gehinderten Phenol-basierte Oxidationsinhibitoren; und Schwefel-basierte und Phosphor-basierte sekundäre Oxidationsinhibitoren genannt werden.
Bezüglich spezifischer Beispiele der primären Oxidationsinhibitoren können die Folgenden genannt werden: Pentaerythritol-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], Ethylen-bis(oxyethylen)bis[3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl)propionat] und 1,3,5-tris[(4-tert-Butyl-3-hydroxy-2,6-xylyl)methyl]-1,3,5-triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-trion.
Bezüglich spezifischer Beispiele der sekundären Oxidationsinhibitoren können die Folgenden genannt werden: Didodecyl-3,3'-thiodipropionat, 4,6-bis(Octylthiomethyl)-o-cresol und tris(2,4-di-tert-Butylphenyl)phosphit.
Eine bevorzugte Zugabemenge der Oxidationsinhibitoren kann von 0 bis 5 Massenteile oder stärker bevorzugt von 0 bis 3 Massenteile bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, sein.
Es ist ebenso ratsam, zusätzlich eine Verbindung zu der Zusammensetzung zuzugeben, welche sich von Bestandteil (A) und Bestandteil (B) unterscheidet, und welche eine oder mehrere radikalisch polymerisierbare ungesättigte Gruppen innerhalb eines Moleküls enthält.
Die Verbindung mit einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe innerhalb eines Moleküls (nachfolgend als „ungesättigte Verbindung” bezeichnet) kann beigemengt werden, um das Haftvermögen zwischen dem harzartigen Substrat und dem resultierenden gehärteten Filmen zu verbessern.
Bezüglich der radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe in der ungesättigten Verbindung ist ein (Meth)acryloylgruppe bevorzugt.
Bezüglich eines Beimengverhältnisses der ungesättigten Verbindung ist es vom Gesichtspunkt des Verhinderns, dass sich die resultierende Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit verschlechtern, bevorzugt, sie auf 20 Massenteile oder weniger bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, einzustellen.
In der ungesättigten Verbindung können bezüglich Verbindungen mit einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe innerhalb eines Moleküls die Folgenden genannt werden: (Meth)acrylsäure, Dimere der Acrylsäure vom Michael-Additionstyps, ω-Carboxypolycaprolactonmono(meth)acrylat, Monohydroxylethylphthalat(meth)acrylat, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, (Meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt mit Phenol, (Meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt mit Alkylphenol, Cyclohexyl(meth)acrylat, tert-Butylcyclohexyl (Meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, (Meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt mit Paracumylphenol, Orthophenylphenol(meth)acrylat, (Meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt mit Orthophenylphenol, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Tricyclodecanemethylol(meth)acrylat, 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat, N-(2-(Meth)acryloxyethyl)hexahydrophthalimid, N-(2-(Meth)acryloxyethyl)tetrahydrophthalimid, N,N-Dimethylacrylamid, Acryloylmorpholin, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcaprolactam.
In der ungesättigten Verbindung ist es ebenso ratsam, ferner eine weitere Verbindung mit zwei oder mehreren radikalisch polymerisierbaren gesättigten Gruppen innerhalb eines Moleküls (nachfolgend als „multifunktionale ungesättigte Verbindung” bezeichnet) beizumengen. Das Beinhalten einer weiteren Verbindung kann zu einem Fall führen, in dem das Haftvermögen zwischen den resultierenden gehärteten Filmen und dem harzartigen Substrat ebenso wie die Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme verbessert werden kann. Es ist bevorzugt, dass eine Anzahl der radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppen in der multifunktionalen ungesättigten Verbindung 3 oder mehr innerhalb eines Moleküls sein kann, und kann stärker bevorzugt von 4 bis 20 sein, um nicht die resultierende Abriebfestigkeit zu verringern.
Bezüglich eines Mischverhältnisses der multifunktionalen ungesättigten Verbindung ist es vom Gesichtspunkt des Verhinderns, dass sich die resultierende Witterungsbeständigkeit verschlechtert, bevorzugt, es auf 20 Massenteile oder weniger bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Massenteile genommen werden, einzustellen.
Bezüglich der multifunktionalen ungesättigten Verbindung ist eine Verbindung mit 2 oder mehreren (Meth)acryloylgruppen innerhalb eines Moleküls bevorzugt. Bezüglich spezifischer Beispiele können die folgenden Verbindungen genannt werden: Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Bisphenol F, Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Bisphenol Z, Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Bisphenol S, Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Thiobisphenol, Di(meth)acrylat von Bisphenol A, Di(meth)acrylat von Bisphenol F, Di(meth)acrylat von Bisphenol Z, Di(meth)acrylat von Bisphenol S, Di(meth)acrylat von Thiobisphenol, Tricyclodecan-dimethyloldi(meth)acrylat, Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Polyethylenglycoldi(meth)acrylat, Propylenglycoldi(meth)acrylat, Polypropylenglycoldi(meth)acrylat, Neopentylglycoldi(meth)acrylat, 1,6-Hexanedioldi(meth)acrylat, 1,9-Nonanedioldi(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat, Di(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Glycerin, Dimersäuredioldi(meth)acrylat, Cyclohexanedimethyloldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Tri(meth)acrylat als Alkylenoxidaddukt von Trimethylolpropan, Tri- und Tetra-acrylate von Pentaerythritol, Tri- und Tetra-acrylate als Alkylenoxidaddukt von Pentaerythritol, Ditrimethylolpropantetra(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa- und -penta-acrylate, Polyester(meth)acrylat, Epoxy(meth)acrylat, Urethan(meth)acrylat und Siliconharze mit einer (Meth)acryloylgruppe an den Enden.
Bezüglich des Polyester(meth)acrylats können dehydratisierte Kondensate zwischen Polyesterpolyol und (Meth)acrylsäure genannt werden. Bezüglich des Polyesterpolyols können Reaktionsprodukte, die aus Polyolen mit geringem Molekulargewicht und Säurebestandteilen hergestellt sind, genannt werden. Überdies können die Polyole mit geringem Molekulargewicht Ethylenglycol, Polyethylenglycol, Cyclohexandimethylol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, Propylenglycol, Polypropylenglycol, 1,6-Hexandiol und Trimethylolpropan ebenso wie Polyole als Alkylenoxidaddukte und dergleichen aus diesen Polyolen mit geringem Molekulargewicht sein. Zusätzlich kann der Säurebestandteil eine zweiwertige Säure, wie etwa Adipinsäure, Bernsteinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäure und Tetraphthalsäure oder deren Anhydride sein. Überdies können dehydratisierte Kondensate zwischen verschiedenen dendrimerartigen Polyolen und (Meth)acrylsäure genannt werden.
Bezüglich des Epoxy(meth)acrylats können die Folgenden genannt werden: (Meth)acrylsäureaddukte von Bisphenol-Typ-A Epoxyharzen, (Meth)acrylsäureaddukte von hydrierten Bisphenol-Typ-A Epoxyharzen, (Meth)acrylsäureaddukte von Phenol oder Cresol Novolac-Typ Epoxyharzen, (Meth)acrylsäureaddukte von Biphenyl-Typ Epoxyharzen, (Meth)acrylsäureaddukte als Diglycidylether von Polyether, wie etwa Polytetramethylenglycol, (Meth)acrylsäureaddukte als Diglycidylether von Polybutadien, (Meth)acrylsäureaddukte von internem Epoxid in Polybutadien, (Meth)acrylsäureaddukte von Siliconharzen mit einer Epoxygruppe, (Meth)acrylsäureaddukte von Limonendioxid, und (Meth)acrylsäureaddukte von 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat.
Bezüglich des Urethan(meth)acrylats können die Folgenden genannt werden: Verbindungen, in welchen organische Polyisocyanate und Hydroxylgruppe enthaltende (Meth)acrylate eine Additionsreaktion durchgeführt haben; und Verbindungen, bei welchen organisches Polyisocyanat, Polyol und Hydroxylgruppe enthaltendes (Meth)acrylat eine Additionsreaktion durchgeführt haben.
Hier können bezüglich einiger der Polyole die Folgenden genannt werden: Polyole geringen Molekulargewichts, Polyetherpolyol, Polyesterpolyol und Polycarbonatpolyol.
Bezüglich einiger der Polyole geringen Molekulargewichts können die Folgenden genannt werden: Ethylenglycol, Propylenglycol, Neopentylglycol, Cyclohexandimethylol, 3-Methyl-1,5-pentaediol, und Glycerin.
Bezüglich des Polyetherpolyols, können Polypropylenglycol und Polytetramethylenglycol genannt werden.
Bezüglich des Polyesterpolyols können Reaktionsprodukte genannt werden, Reaktionsprodukte, welche zwischen diesen Polyolen geringen Molekulargewichts (und/oder Polyetherpolyolen) und Säurebestandteilen, wie etwa zweiwertigen Säuren, wie etwa Adipinsäure, Bernsteinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäure und Tetraphthalsäure oder deren Anhydride hergestellt sind.
Bezüglich der organischen Polyisocyanate können die Folgenden genannt werden: Tolylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat.
Bezüglich des Hydroxylgruppe enthaltenden (Meth)acrylats können die Folgenden genannt werden: Hydroxyalkyl(meth)acrylat, wie etwa 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, und 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat; oder Hydroxylgruppe-enthaltendes multifunktionales (Meth)acrylat, wie etwa Pentaerythritoltri(meth)acrylat, und Dipentaerythritol-Penta(meth)acrylat.
Es ist ebenso zulässig, eine der oben aufgezählten ungesättigten Verbindungen unabhängig zu verwenden, oder es ist sogar erlaubt, zwei oder mehr davon kombiniert zu verwenden.
Für den Zweck, ein Ablösen zum Zeitpunkt des Härtens zu reduzieren, während eine Transparenz aufrechterhalten wird und dergleichen, ist es ebenso möglich, ferner ein organisches Polymer in die Zusammensetzung einzumengen. Bezüglich eines geeigneten Polymers können (Meth)acryl-basierte Polymere genannt werden. Bezüglich eines geeigneten aufbauenden Monomers können die folgenden genannt werden: Methyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, (Meth)acrylsäure, Glycidyl(meth)acrylat und N-(2-(meth)acryloxyethyl)tetrahydrophthalimid. In einem Fall, wo Polymere durch Copolymerisieren von (Meth)acrylsäure hergestellt sind, ist es ebenso ratsam, eine (Meth)acryloylgruppe in die Polymerkette durch Zugeben von Glycidyl(meth)acrylat dazu einzuführen.
In dem Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Harzsubstrat insbesondere bezüglich seiner Materialqualität und Konfiguration nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann das Folgende genannt werden: Polycarbonatharze, Polymethylmethacrylat, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Epoxyharze und Polyurethanharze. Unter diesen ist Polycarbonat bevorzugt. Da Polycarbonat ausreichend Transparenz und Schlagfestigkeit vorweist, ist es als Fensterglas für Fahrzeuge geeignet.
Überdies ist anzuraten, dass der Schutzfilm eine Dicke von 5 bis 50 μm oder überdies von 10 bis 40 μm haben kann. Je dicker die Dicke des resultierenden gehärteten Films ist, umso mehr verbessert sich die Witterungsbeständigkeit. Allerdings ist es von der Ansehnlichkeit der resultierenden gehärteten Filme und unter dem Gesichtspunkt der Produktivität nicht wünschenswert, sie zu dick zu machen. Wenn man Witterungsbeständigkeit, Ansehnlichkeit und Produktivität in Betracht zieht, ist es wünschenswert, die Filmdicke von beschichteten Filmen nach dem Härten innerhalb des zuvor genannten Bereichs einzustellen. Da die resultierende Abriebfestigkeit nicht ausreichend ist, ist eine Filmdicke von weniger als 5 μm nicht wünschenswert.
Es ist zu bemerken, dass in dem Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung exzellentes Haftvermögen zwischen dem Harzsubstrat und dem Schutzfilm zur Schau gestellt werden kann ohne jemals irgendeine Unterbeschichtungsschicht gebildet zu haben.
Bezüglich der Verwendung des Bauteils für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Folgende genannt werden: Innenseiten-/Außenseitenbauteile für ein Fahrzeug, wie Automobile, industrielle Fahrzeuge, PKW, zum Selbstfahren geeignete Karosserie, und Schienenfahrzeuge; Außenplatten für ein Fahrzeug; und Harzfenster.
Bezüglich des Außenbauteils kann das Folgende genannt werden: Türverkleidungen, Rahmen für Außenspiegel, Radkappen, Spoiler, Stoßfänger, Blinker-Linsen, Säulenverkleidung, Heckfinisher, und Rückleuchtenabdeckung.
Bezüglich der Innenseitenbauteile kann das Folgende genannt werden: Instrumententafel, Konsole, Zählerkappe, Türverriegelungsrahmen, Lenkrad, Schaltbasis für elektrische Fensterheber, Center-Cluster, Armaturenbrett und Motorhaube.
Bezüglich des Außenplatten kann das Folgende genannt werden: vordere Kotflügel, Tür-Panel, Schiebedach, Motorhaube, Kofferraumdeckel und Hintertür-Panel.
Bezüglich der Harzfenster kann das Folgende genannt werden: Schiebedach, Windschutzscheibe, Seitenfenster, Heckscheibe, Rückseitenfenster und Hecktürfenster.
(Herstellungsverfahren für ein Bauteil für ein Fahrzeug)
Hiernach werden Erklärungen über das Herstellungsverfahren für ein Bauteil für Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben. Ein Herstellungsverfahren für ein Bauteil für Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet hauptsächlich einen Darstellungsschritt, einen Aufbringungsschritt und einen Härtungsschritt.
Der Darstellungsschritt ist ein Schritt des Darstellens der oben genannten Zusammensetzung durch jeweiliges Einstellen der entsprechenden vorherbestimmten Beimischungsverhältnisses. Es ist möglich, die Zusammensetzung herzustellen durch Einwiegen der Bestandteile (A) bis (E), welche bereits erklärt wurden, sowie falls notwenig anderen Bestandteilen, wie etwa Bestanteil (F) und Bestandteil (G), in jeweils vorherbestimmten Mengen, und dann Rühren und Mischen derselben.
Der Aufbringungsschritt ist ein Schritt des Aufbringens der Zusammensetzung auf zumindest teilweise eine der gegenüberliegenden Oberflächen des Harzsubstrats.
Es ist zulässig, konventionelle Verfahren zum Ausführen eines Beschichtungsverfahrens für die Zusammensetzung zu befolgen. Beispielsweise sind die folgenden bevorzugt: Sprayverfahren, Rotationsbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Streichbeschichtungsverfahren und Fließbeschichtungsverfahren; und es ist zulässig, eines von diesen abhängig von den Konfigurationen des Substrats auszuwählen. Bei dieser Gelegenheit können, wenn eine der gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats derart ausgestaltet ist, dass sie der Zusammensetzung nicht für eine lange Zeitdauer ausgesetzt ist, Verschlechterungen des Substrats aufgrund von organischen Lösungsmitteln verhindert werden.
Obwohl eine Filmdicke der resultierenden beschichten Filme, die mittels eines Beschichtens gebildet werden, von einem Verhältnis von Feststoffgehalten, die in der Zusammensetzung beinhaltet sind, abhängt, ist es ratsam, die Dicke in Übereinstimmung mit einer Dicke von erhältlichen Schutzfilmen einzustellen. Zum Beispiel ist es zulässig eine Filmdicke der resultierenden beschichteten Filme (bevor sie getrocknet und gehärtet werden) bei von 6 bis 100 μm einzustellen. Es ist zu bemerken, dass es, wenn die Dicke nach dem Trocken oder nach dem Härten unzureichend ist, ferner zulässig ist, die Schritte vom Auftragen bis Härten wiederholt auszuführen.
Es ist anzuraten, eine Temperatur zum Trocknen der gehärteten Filme in Abhängigkeit von der Wärmebeständigkeit des Harzsubstrats angemessen auszuwählen und die Temperatur kann der Erweichungspunkt des Harzes oder darunter sein. Zum Beispiel ist es für den Fall, dass das Harzsubstrat aus Polycarbonatharz hergestellt ist, bevorzugt, die Temperatur bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 bis 120°C einzustellen.
Der Härtungsschritt ist ein Schritt des Härtens der Zusammensetzung (oder der beschichteten Filme), wodurch ein Schutzfilm auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen des Harzsubstrats gebildet wird.
In einem Fall, wo die Zusammensetzung eine fotohärtbare Zusammensetzung ist, ist es anzuraten, die Zusammensetzung zu trocknen, nachdem sie auf das Harzsubstrat aufgebracht wurde und dann mit Licht, wie etwa ultravioletten Strahlen, zu bestrahlen. Bezüglich eines bevorzugten Herstellungsverfahrens ist es möglich, ein Verfahren zu nennen, bei welchem das Harzsubstrat nach dem Trocknen mit Licht in solch einem Zustand bestrahlt wird, dass es bei hohen Temperaturen gehalten wird.
In einem Fall wo die Zusammensetzung eine fotohärtbare Zusammensetzung ist, kann bezüglich der Temperatur beim Bestrahlen der Zusammensetzung mit einer ultravioletten Strahlung und dergleichen, nachdem sie getrocknet wird, obwohl die Temperatur nicht insbesondere limitiert sein soll solange sie eine Temperatur oder weniger ist, bei welcher die Leistungsfähigkeit der Substratmaterialien beibehalten werden kann, diese vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 50°C bis 200°C fallen. Beispielsweise ist sie in dem Fall von Polycarbonatharz bevorzugt auf die Temperatur innerhalb eines Bereichs von 50 bis 120°C, stärker bevorzugt von 60 bis 110°C, viel stärker bevorzugt von 70 bis 100°C, und insbesondere bevorzugt von 80 bis 100°C eingestellt. Durch Beibehalten einer Temperatur des Substrats innerhalb eines Bereichs von 50 bis 100°C beim Bestrahlen davon mit ultravioletten Strahlen ist es möglich, die Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme zu verbessern.
Bezüglich einiger der Lichter werden, obwohl ultraviolette Strahlen und sichtbare Strahlen genannt werden können, ultraviolette Strahlen insbesondere bevorzugt.
Bezüglich einiger von Ultraviolettbestrahlungsvorrichtungen können Hochdruckquecksilberlampen, Metallhalogenidlampen, elektrodenfreie UV-Lampen und LEDs genannt werden. In dem Fall von elektrodenfreien UV-Lampen ist es möglich, geeigneterweise diese von neueren Typen einzusetzen, die mittels einer Spannung betrieben werden, die aus einer Gleichstromenergiequelle resultiert.
Eine Bestrahlungsenergie sollte in Abhängigkeit von den Typen von aktiven Energiestrahlen oder den Gemengezusammensetzungen angemessen eingestellt sein. Allerdings können die folgenden als eines von solchen Beispielen in einem Fall genannt werden, wo eine Hochdruckquecksilberlampe eingesetzt wird: Die Bestrahlungsenergie kann bevorzugt von 100 bis 10000 mJ/cm² oder stärker bevorzugt von 1.000 bis 6000 mJ/cm² durch Bestrahlungsenergie in einem UV-A-Bereich sein.
In einem Fall, wo die Zusammensetzung eine wärmehärtbare Zusammensetzung ist, ist es ratsam, die Zusammensetzung zu trocknen, nachdem sie auf das Harzsubstrat aufgebracht ist, und sie dann weiter zu erwärmen. Bezüglich einer Erwärmungstemperatur kann sie, obwohl sie nicht insbesondere limitiert sein soll, solange sie eine Temperatur oder weniger ist, bei welcher die Leistungsfähigkeit der Substratmaterialien beibehalten werden kann, vorzugsweise von 80 bis 200°C betragen.
Bezüglich einer Erwärmungszeit kann sie bevorzugt von 10 Minuten oder mehr bis 120 Minuten oder weniger betragen. Wenn unter dem Gesichtspunkt der Produktivität betrachtet, ist es ratsam, sie auf 60 Minuten oder weniger und überdies 30 Minuten oder weniger einzustellen.
Es ist anzumerken, dass es ebenso zulässig ist, das Härten der Zusammensetzung in Luft auszuführen, oder es ist sogar erlaubt, es in einem Vakuum oder in einer Inertgasumgebung auszuführen. Obwohl es bevorzugt ist, das Härten in Hinblick auf die vorteilhafte Leistungsfähigkeit der resultierenden gehärteten Filme in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre auszuführen, ist es ebenso unter dem Gesichtspunkt der Produktivität ratsam, es in Luft auszuführen.
In der vorliegenden Beschreibung sind die Temperaturen zum Trocknen und Erwärmen die oberflächliche Temperatur von beschichten Filmen und sind quasi gleich zu der atmosphärischen Temperatur beim Trocknen oder Erwärmen.
Bis hier wurden Erklärungen bezüglich einiger der Ausführungsformen für das Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht eine, welche auf die vorgenannten Ausführungsmodi beschränkt ist. Es ist möglich, die vorliegende Erfindung in verschiedenen Modi auszuführen, auf welche Abänderungen oder Modifikationen, die ein Fachmann ausführen kann, innerhalb eines Bereichs, der nicht von der Quintessenz abweicht, angewandt werden.
BEISPIELE
Hiernach werden Beispiele und Vergleichsbeispiele dargestellt, wodurch die vorliegende Erfindung detaillierter erklärt wird. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung durch diese Beispiele nicht im Geringsten beschränkt sein soll.
Im Folgenden bedeutet ”Teile” Massenteile, und ”%” bedeutet Massen-%. Überdies werden multifunktionale Urethan(meth)acrylate, die sich von dem zuvor genannten Bestandteil (A) unterscheiden, welche nicht mit dem Bestandteil (A) korrespondieren, hiernach als Bestandteil (A)' bezeichnet. Überdies werden kolloidale Siliciumoxide (d. h. nicht-flüchtige Bestandteile, von welchen Dispersionsmedien beseitigt wurden), welche nicht mit dem Bestandteil (B) korrespondieren, als Bestandteil (B)' bezeichnet. Das heißt, dass kolloidale Siliciumoxide, die sich von dem zuvor genannten Bestandteil (B) unterscheiden, als Bestandteil (B)' bezeichnet werden. Es ist zu bemerken, dass eine Zusammensetzung, die Bestandteil (B)' beinhaltet, welche überhaupt kein kolloidales Siliciumoxid beinhaltet, aber welche ein Alkoxysilankondensat beinhaltet, das eine (Meth)acryloylgruppe als eine funktionelle Gruppe beinhaltet, als ”Referenzbeispiel” gekennzeichnet wird.
(1) Produktionsbeispiel Nr. 1
Produktion von Bestandteil (A) (”IPDI-M313”)
Das Folgende wurde in einen 2-L separierbaren Kolben gefüllt, der mit einer Rührvorrichtung und einem Luftblasrohr ausgestattet war: 1430 g Di- und Tri-acrylate in 3 Mol Ethylenoxidaddukt von Isocyanursäure (enthaltend Diacrylate in einer Menge von 1 Mol) (hiernach bezeichnet als ”M-313”); 0,77 g 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (hiernach bezeichnet als ”BHT”); und 0,46 Dibutylzinndilaurat (hiernach bezeichnet als ”DBTL”). Dann wurden 111 g (d. h. 0,5 Mol) Isophorondiisocyanat (hiernach bezeichnet als ”IPDI”) zu diesen hinzugetropft, während sie bei einer Flüssigkeitstemperatur von 70 bis 75°C gerührt wurden.
Für ”M-313” wurde ARONIX M-313, hergestellt durch TOAGOSEI Co., Ltd. verwendet.
Nach dem Vervollständigen des Zutropfens wurden sie ferner bei 85°C für 2 Stunden gerührt und ihre Reaktionen wurden beendet, nachdem das Verschwinden von Isocyanatgruppen in dem resultierenden Reaktionsprodukt durch IR-(oder Infrarotabsorption-)Analyse bestätigt wurde, wodurch eine Isocyanurring-enthaltende Acrylatmischung erhalten wurde. Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”IPDI-M313” bezeichnet.
”IPDI-M313” war eine Mischung, die eine Urethanadduktverbindung (a1) (nämlich ein Reaktionsprodukt zwischen einer Verbindung gemäß der zuvor genannten allgemeinen Formel (1) und Isophorondiisocyanat) und eine Tri(meth)acrylatverbindung (a2), die durch die allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist, in einem Massenverhältnis von (a1):(a2) = 3:7 enthielt.
Diese Verbindungen korrespondierten mit einer Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (1), worin alle von R¹, R² und R³ jeweils eine Ethylengruppe waren, alle von R⁴ und R⁵ jeweils ein Wasserstoffatom waren, n¹, n² und n³ jeweils 1 waren und n¹ + n² + n³ gleich 3 war; bzw. einer anderen Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (2), wobei alle von R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils eine Ethylengruppe waren, alle von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ jeweils ein Wasserstoffatom waren, n⁴, n⁵ und n⁶ jeweils 1 waren, und n⁴ + n⁵ + n⁶ gleich 3 war.
(2) Produktionsbeispiel Nr. 2
Produktion von Bestandteil (A) (”HDI-M313”)
Das Folgende wurde in einen Kolben gefüllt, welcher identisch mit dem in Produktionsbeispiel Nr. 1 war: 1430 g ”M313” (enthaltend Diacrylat in einer Menge von 1 Mol); 0,76 g ”BHT”; und 0,45 g ”DBTL”. Dann wurden 84 g (d. h. 0,5 Mol) Hexamethylendiisocyanat (hiernach bezeichnet als ”HDI”) zu diesen hinzugetropft, während sie bei einer Flüssigkeitstemperatur von 70 bis 75°C gerührt wurden.
Nach dem Vervollständigen des Zutropfens wurden sie ferner bei 85°C für 2 Stunden gerührt und ihre Reaktionen wurden beendet, nachdem das Verschwinden von Isocyanatgruppen in dem resultierenden Reaktionsprodukt durch IR-(oder Infrarotabsorptions-)Analyse bestätigt wurde, wodurch eine Isocyanurring-enthaltende Acrylatmischung erhalten wurde. Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”HDI-M313” bezeichnet.
”HDI-M313” war eine Mischung, die eine Urethanadduktverbindung (a1) (nämlich ein Reaktionsprodukt zwischen einer Verbindung gemäß der zuvor genannten allgemeinen Formel (1) und Hexamethylendiisocyanat) und eine Tri(meth)acrylatverbindung (a2), die durch die allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist, in einem Massenverhältnis von (a1):(a2) = 3:7 enthielt.
Diese Verbindungen korrespondierten mit einer Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (1), wo alle von R¹, R² und R³ jeweils eine Ethylengruppe waren, alle von R⁴ und R⁵ jeweils ein Wasserstoffatom waren, n¹, n² und n³ jeweils 1 waren, und n¹ + n² + n³ gleich 3 war; bzw. einer anderen Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (2), wo alle von R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils eine Ethylengruppe waren, alle von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ jeweils ein Wasserstoffatom waren, n⁴, n⁵ und n⁶ jeweils 1 waren und n⁴ + n⁵ + n⁶ gleich 3 war.
(3) Produktionsbeispiel Nr. 3
Produktion von Bestandteil (A)' (”IPDI-M305”)
Das Folgende wurde in einen Kolben gefüllt, welcher identisch mit dem in Reaktionsbeispiel Nr. 1 war: 993 g Tri- und Tetra-Acrylate von Pentaerythritol (enthaltend Tri-Acrylat in einer Menge von 2 Mol) (hiernach bezeichnet als ”M305”); 0,61 g ”BHT”; und 0,36 g ”DBTL”. Dann wurden 222 g (d. h. 1,0 Mol) ”IPDI” zu diesen hinzugetropft, während sie bei einer Flüssigkeitstemperatur von 70 bis 75°C gerührt wurden.
Für ”M-305” wurde ARONIX M-305, hergestellt durch TOAGOSEI Co., Ltd., verwendet.
Nach dem Vervollständigen des Zutropfens wurden sie ferner bei 85°C für 2 Stunden gerührt und ihre Reaktionen wurden beendet, nachdem das Verschwinden von Isocyanatgruppen in dem resultierenden Reaktionsprodukt durch IR-(oder Infrarotabsorptions-)Analyse bestätigt wurde, wodurch ein multifunktionales Urethanacrylat erhalten wurde.
Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”IPDI-M305” bezeichnet.
(4) Produktionsbeispiel Nr. 4
Produktion von Bestandteil (b1) (”THPI-Alkoxysilan”)
Das Folgende wurde in einen 3-L separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer ausgestattet war: 1119 g Toluol; und 456 g (d. h. 3,0 Mol), 3,4,5,6-Tetrahydrophtalsäureanhydrid. Dann wurden in der Anwesenheit von Stickstoff 663 g (d. h. 3,0 Mol) 3-Aminopropyltriethoxysilan zu diesen hinzugetropft, während sie bei Raumtemperatur gerührt wurden. Nach dem Vervollständigen des Zutropfens, wurde die Temperatur erhöht, bis das Ethanol abdestilliert war und sie wurden nachfolgend für weitere 4 Stunden reagieren gelassen, während die Reaktionsflüssigkeit innerhalb eines Bereichs von 85 bis 110°C beibehalten wurde.
Nach dem Vervollständigen ihrer Reaktionen wurden Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt, wie etwa Toluol und Ethanol, durch Dekompression abdestilliert, während der Kolben in einem 80°C Ölbad erwärmt wurde, wodurch eine Alkoxysilanverbindung (b1) synthetisiert wurde. Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”THPI-Alkoxysilan” bezeichnet.
Es wurde mittels eines ¹H-NMR Spektrums nachgeprüft, dass das so erhaltene ”THPI-Alkoxysilan” eine Struktur hatte, die von einer Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (3) und der allgemeinen Formel (4) hergestellt war, wobei R¹³ und R¹⁴ gesättigte Kohlenwasserstoffgruppen waren (d. h. Tetramethylengruppen), die vereinheitlicht waren, um einen sechsgliedrigen Ring zu bilden, R¹⁵ eine Trimethylengruppe war, R¹² eine Ethylgruppe war und ”z” gleich 1,2 war.
Das resultierende ”THPI-Alkoxysilan” wurde als ein Rohmaterial (b1) in den später beschriebenen Produktionsbeispielen Nr. 5 bis Produktionsbeispiel Nr. 8 verwendet.
(5) Produktionsbeispiel Nr. 5
Produktion von Bestandteil (B) (”THPI-Siliciumoxid-1”)
Das Folgende wurde in einen 1-L separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer und einem Kühlrohr ausgestattet war: 47,2 g ”THPI-Alkoxysilan”; 240 g Propylenglykolmonoethylether (hiernach als ”PGM” bezeichnet); und 5,9 g Wasser. Dann wurden diese gerührt und nacheinander bei Raumtemperatur gelöst. Hiernach wurde ferner eine Isopropylalkohol-(hiernach als ”IPA” bezeichnet)-kolloidales Siliciumoxid-Dispersion (hiernach einfach als ”IPA-ST” bezeichnet) in den Kolben in einer Menge von 200 g gefüllt. In diesem Fall war ein Massenverhältnis zwischen Bestandteil (b1) und Bestandteil (b2) 44:56.
Für ”IPA-ST” wurde IPA-ST (ein Produkt von NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd.) verwendet, wobei das IPA-ST einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 15 nm (z. B. Werte, die von den spezifischen Oberflächenbereichen gemäß der BET Methode berechnet wurden) vorwiesen, einen Feststoffgehalt in einer Menge von 30% hatte und IPA in einer Menge von 70% enthielten.
Nachdem diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit bei 80°C in der Anwesenheit von Stickstoff erwärmt wurde, um sie für 4 Stunden reagieren zu lassen, wurde sie durch Abdestillieren von IPA, Wasser, und dergleichen, kondensiert, bis der resultierende nicht-flüchtige Bestandteil 50% ausmachte. Anschließend wurde ferner 240 g ”PGM” hinzugegeben und dann wurde ferner eine geringe Menge an Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, wodurch Reaktionsprodukte mit 50% nicht-flüchtigem Bestandteil erhalten wurden. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”THPI-Siliciumoxid-1” genannt.
(6) Produktionsbeispiel Nr. 6
Produktion von Bestandteil (B) (”THPI-Siliciumoxid-2”)
Das Folgende wurde in einen 500 mL separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer und einem Kühlrohr ausgestattet war: 11,8 g ”THPI-Alkoxysilan”; 160 g ”PGM”; und 1,5 g Wasser. Dann wurden diese gerührt und nacheinander bei Raumtemperatur gelöst. Danach wurde ferner ”IPA-ST” in den Kolben in einer Menge von 133,3 g gefüllt. In diesem Fall war ein Massenverhältnis zwischen Bestandteil (b1) und Bestandteil (b2) 23:77.
Diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit wurde durch dieselben Operationen und unter den gleichen Bedingungen wie denen in Produktionsbeispiel Nr. 5 reagieren gelassen, um abzudestillieren und dann den resultierenden nichtflüchtigen Bestandteil zu kondensieren. Anschließend wurden ferner 160 g ”PGM” hinzugegeben und dann wurde ferner eine geringe Menge an Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, wodurch Reaktionsprodukte mit 50% nicht-flüchtigem Bestandteil erhalten wurden. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”THPI-Siliciumoxid-2” genannt.
(7) Produktionsbeispiel Nr. 7
Produktion von Bestandteil (B) (”THPI-Siliciumoxid-3”)
Das Folgende wurde in einem 500 mL separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer und einem Kühlrohr ausgestattet war: 11,8 g ”THPI-Alkoxysilan”; 160 g ”PGM”; und 1,5 g Wasser. Dann wurden diese gerührt und dann nacheinander bei Raumtemperatur gelöst. Danach wurde ferner eine ”IPA”-kolloidales Siliciumoxid-Dispersion (hiernach einfach bezeichnet als ”IPA-ST-L”) in den Kolben in einer Menge von 133,3 g gefüllt. In diesem Fall war ein Massenverhältnis zwischen Bestandteil (b1) und Bestandteil (b2) 23:77.
Für ”IPA-ST-L” wurde IPA-ST-L (ein Produkt von NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd.) verwendet, wobei das IPA-ST-L einen mittleren Teilchendurchmesser von 40 bis 50 nm vorwies (z. B. Werte, die mittels der BET Methode gemessen wurden), einen Feststoffgehalt in einer Menge von 30% hatte und ”IPA” in einer Menge von 70% enthielt.
Diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit wurde durch dieselben Operationen und unter den gleichen Bedingungen wie denen in Produktionsbeispiel Nr. 5 reagieren gelassen, um abzudestillieren und dann den resultierenden nichtflüchtigen Bestandteil zu kondensieren. Anschließend wurden ferner 160 g ”PGM” hinzugegeben und dann wurde ferner eine geringe Menge an Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, wodurch Reaktionsprodukte mit 50% nicht-flüchtigem Bestandteil erhalten wurden. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”THPI-Siliciumoxid-3” genannt.
(8) Produktionsbeispiel Nr. 8
Produktion von Bestandteil (B) (”THPI-Siliciumoxid-4”)
Das Folgende wurde in einen 500 mL separierbaren Kolben gefüllt, der mit einem Rührer und einem Kühlrohr ausgestattet war: 57,6 g ”THPI-Alkoxysilan”; 57,6 g ”PGM”; und 14,4 g Wasser. Dann wurden diese gerührt und dann nacheinander bei Raumtemperatur gelöst. Danach wurde ferner ”IPA-ST” in den Kolben in einer Menge von 93,3 g gefüllt. In diesem Fall war ein Massenverhältnis zwischen Bestandteil (b1) und Bestandteil (b2) 67:33.
Diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit wurde durch dieselben Operationen und unter den gleichen Bedingungen wie denen in Produktionsbeispiel Nr. 5 reagieren gelassen, um abzudestillieren und dann den resultierenden nicht-flüchtigen Bestandteil zu kondensieren. Anschließend wurde die folgende Prozedur dreimal wiederholt, um Reaktionsprodukte zu erhalten: 58 g ”PGM” wurde ferner zu dem nicht-flüchtigen Bestandteil hinzugegeben; und dann wurde ferner eine geringe Menge von Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, um den nicht-flüchtigen Bestandteil auf 50% zu kondensieren. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”THPI-Siliciumoxid-4” genannt.
(9) Produktionsbeispiel Nr. 9
Produktion von Bestandteil (b1) (”CI-Alkoxysilan”)
Das Folgende wurde in einen 2-L separierbaren Kolben gefüllt, der mit einem Rührer ausgestattet war: 400 g Toluol; 134,4 g (d. h. 1,2 Mol) Citraconsäureanhydrid; und 0,29 g Hydroquinonmonomethylether (hiernach bezeichnet als ”MQ”). Dann wurde 265,2 g (d. h. 1,2 Mol) 3-Aminopropyltriethoxysilan zu diesen hinzugetropft, während sie bei Raumtemperatur gerührt wurden. Nach dem Vervollständigen des Zutropfens, wurde die Temperatur erhöht, bis Ethanol abdestilliert war, und anschließend wurden sie für weitere 4 Stunden reagieren gelassen, während die Reaktionsflüssigkeit innerhalb eines Bereichs von 100 bis 110°C beibehalten wurde.
Nach dem Vervollständigen Ihrer Reaktionen, wurden Bestandteile mit niedrigem Siedepunkt, wie etwa Toluol und Ethanol, durch Dekompression abdestilliert, während der Kolben in einem 80°C Ölbad erwärmt wurde, wodurch eine Alkoxysilanverbindung (b1) synthetisiert wurde. Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”CI-Alkoxysilan” bezeichnet.
Es wurde mittels eines ¹H-NMR Spektrums nachgeprüft, dass das so erhaltene ”CI-Alkoxysilan” eine Struktur hatte, die von einer Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (3) und der allgemeinen Formel (4) hergestellt war, wobei eines aus R¹³ und R¹⁴ ein Wasserstoffatom war und das andere eine Methylgruppe war, R¹⁵ eine Trimethylengruppe war, R¹² eine Ethylgruppe war und ”z” gleich 1,1 war.
Das resultierende ”CI-Alkoxysilan” wurde als ein Rohmaterial (b1) in dem nächsten Produktionsbeispiel Nr. 10 verwendet.
(10) Produktionsbeispiel Nr. 10
Produktion von Bestandteil (B) (”CI-Siliciumoxid”)
Das ”CI-Alkoxysilan” wurde in ”PGM” in einer Konzentration von 50% gelöst und ein weiß gefärbter Rest wurde dann in einer geringen Spurenmenge abgefiltert, um eine schwachgelb gefärbte transparente Lösung zu erhalten.
Dann wurde das Folgende in einen 300 mL separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer und einem Kühler ausgestattet war: 73,4 g von dieser Lösung (umfassend 36,7 g ”CI-Alkoxysilan” und 36,7 g ”PGM”); 10,8 g Wasser; und 14 mg eines Aluminiumsalzes von N-Nitrosophenyhydroxylamin (z. B. ”Q-1301” hergestellt durch WAKO JUNYAKU KOGYO, Co., Ltd.), ein Polymerisationsinhibitor. Überdies wurden diese gerührt und dann nacheinander bei Raumtemperatur gelöst. Hiernach wurde ferner das ”IPA-ST” in den Kolben in einer Menge von 50 g gefüllt. In diesem Fall war ein Massenverhältnis zwischen Bestandteil (b1) und Bestandteil (b2) 71:29.
Nachdem diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit für 4 Stunden bei Erwärmen bei 80°C in der Anwesenheit von Luft reagieren gelassen wurden, wurden das ”IPA”, Wasser und dergleichen abdestilliert, bis der resultierende nicht-flüchtige Bestandteil 50% ausmachte. Anschließend wurde die folgende Prozedur dreimal wiederholt, um Reaktionsprodukte zu erhalten: 37 g ”PGM” wurde ferner zu dem nicht-flüchtigen Bestandteil hinzugegeben; und dann wurde ferner eine geringe Menge an Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, um den nicht-flüchtigen Bestandteil auf 50% zu kondensieren. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”CI-Siliciumoxid” genannt.
(11) Produktionsbeispiel Nr. 11
Produktion von Bestandteil (B)' (”Methacryl-Siliciumoxid”)
Das Folgende wurde in einen 500 ml separierbaren Kolben gefüllt, welcher mit einem Rührer und einem Kühler ausgestattet war: 37,2 g (d. h. 0,15 Mol) 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan; 120 g ”PGM”; 26 mg eines Aluminiumsalzes von N-Nitrosophenylhydroxylamin (z. B. ”Q-1301” hergestellt durch WAKO JUNYAKU KOGYO, Co., Ltd.), ein Polymerisationsinhibitor; 90 g des ”IPA-ST”; und 8,1 g Wasser. Dann wurden diese gerührt und dann nacheinander bei Raumtemperatur gelöst.
Nachdem diese kolloidale Dispersionsflüssigkeit für 4 Stunden bei Erwärmen bei 80°C in der Anwesenheit von Luft reagieren gelassen wurden, wurden das ”IPA”, Wasser und dergleichen abdestilliert, bis der resultierende nicht-flüchtige Bestandteil 50% ausmachte. Anschließend wurde die folgende Prozedur dreimal wiederholt, um Reaktionsprodukte zu erhalten: 120 g ”PGM” wurden ferner zu dem nicht-flüchtigen Bestandteil hinzugegeben; und dann wurde ferner eine geringe Menge an Wasser, usw., welches in dem Reaktionssystem verblieben war, zusammen mit ”PGM”, usw. abdestilliert, um den nicht-flüchtigen Bestandteil auf 50% zu kondensieren. Hiernach wird, von den hier erhaltenen Reaktionsprodukten, der nicht-flüchtige Bestandteil (d. h. Bestandteil (B)'), von welchem Lösungsmittel etc. beseitigt wurden, ”Methacryl-Siliciumoxid” genannt.
(12) Produktionsbeispiel Nr. 12
Produktion von Bestandteil (B)' (Produktion von Organosiliciumverbindung)
Nachdem 150 g 1-Propanol für eine Alkoholaustauschreaktion und 36,53 g (d. h. 0,24 Mol) Tetramethoxysilan (hiernach bezeichnet als ”TMOS”) in einen Reaktor, der mit einem Rührer und einem Thermometer ausgestattet war, gefüllt wurden, wurden 4,37 g Methanollösung von 25 Massen-% Tetramethylammoniumhydroxid (d. h. 0,1 Mol Methanol und 12 mMol Tetramethylammoniumhydroxid) zu den obigen graduell hinzugegeben, während sie gerührt wurden, und wurde mit diesen bei einer Temperatur von 25°C bei pH 9 für 6 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde ihre interne Temperatur auf 60°C eingestellt und dann wurden sie miteinander für eine weitere Stunde reagieren gelassen, während sie gerührt wurden. Es ist hierbei zu bemerken, dass, wenn die Reaktionsflüssigkeit durch Gaschromatographie (oder TCD-Detektor) analysiert wurde, das Folgende detektiert wurde: Verbindungen, in welchen die Methoxygruppen des ”TMOS” jeweils durch eine n-Propoxygruppe ersetzt waren (von monosubstituiertem Produkt bis zu tetrasubstituiertem Produkt); und das unreagierte ”TMOS”. Überdies wurde ”TMOS” nur in einer Spurenmenge detektiert. Von diesen war ein Verhältnis von Verbindungen, die eine n-Propoxygruppe enthielten, insgesamt nahezu 100%. Basierend auf einem Peakbereich der Produkte in der Gaschromatographie wurde eine Substitutionszahl von 1-Propanol (d. h. eine mittlere Zahl von n-Propoxygruppen pro einem Molekül der Verbindungen, die eine n-Propoxygruppe enthalten) von 2,7 gefunden.
Als Nächstes wurden 59,62 g (d. h. 0,24 Mol) 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan zu der vorgenannten Reaktionsflüssigkeit hinzugegeben und 30,2 g Wasser wurde ferner hinzugegeben. Und 7,88 g Methanollösung von 25%igem Tetramethylammoniumhydroxid (d. h. 0,18 Mol Methanol und 21,6 mMol Tetramethylammoniumhydroxid) wurde ferner zu dieser Reaktionsflüssigkeit gegeben, während sie gerührt wurde, und wurde mit dieser bei einer Temperatur von 25°C bei pH 9 für 24 Stunden reagieren gelassen. Danach wurde 22,2 g (d. h. 35,3 mMol) wässrige Lösung von 10 Massen-% Salpetersäure hinzugegeben, um die Reaktionsflüssigkeit zu neutralisieren. Anschließend wurde die resultierende neutralisierte Flüssigkeit in eine gemischte Flüssigkeit von 120 g Diisopropylether und 180 g Wasser hinzugegeben, um eine Extraktion auszuführen. Salze und überschüssige Säure wurden durch Waschen der resultierenden Diisopropyletherschicht mit Wasser entfernt. Danach wurde ein Aluminiumsalz von N-Nitrosophenylhydroxylamin (z. B. ”Q-1301 (Handelsname)” hergestellt durch WAKO JUNYAKU KOGYO, Co., Ltd.), welches als ein Polymerisationsinhibitor diente, zu der Diisopropyletherschicht in einer Menge von 11,5 mg hinzugegeben. Die organischen Lösungsmittel wurden von der so erhaltenen Diisopropyletherlösung unter Dekompression abdestilliert, wodurch eine Organosiliciumverbindung als ein farbloser transparenter Feststoff erhalten wurde. Seine Ausbeute war 57,72 g.
Die Organosiliciumverbindung wurde durch ¹H-NMR analysiert und es wurde nachgeprüft, dass die so erhaltene Organosiliciumverbindung ein Copolykondensat war, das erhalten wurde durch stöchiometrisches reagieren lassen von 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und Tetrapropoxysilan.
Ein Gehaltsverhältnis der Alkoxygruppe (d. h. n-Propoxygruppe, die an das Siliciumatom gebunden ist), welches von einer ¹H-NMR Auftragung der Organosiliciumverbindung berechnet wurde, war solch eine Menge, die äquivalent war zu 2,5% bezüglich der Gesamtheit von Alkoxygruppen, die in den beschickten Rohmaterialien beinhaltet waren. Überdies war der M_n gleich 9600. Hiernach wird dieses Reaktionsprodukt als ”Mac-TQ” bezeichnet.
(Herstellung von fotohärtbarer Beschichtungsmittelzusammensetzung)
Es wurde einem gewöhnlichen Verfahren gefolgt, um zu rühren und dann die in Tabelle 1 und Tabelle 3 gezeigten Verbindungen zu mischen, wodurch fotohärtbare Beschichtungsmittelzusammensetzungen hergestellt wurden. Zusammensetzungen #E1 bis E11 sind in Tabelle 1 gegeben und Zusammensetzungen #C1 bis C7 und Zusammensetzung #C0 sind in Tabelle 3 gegeben.
Es ist zu bemerken, dass die numerischen Werte der jeweiligen Bestandteile in Tabelle 1 und Tabelle 3 als die Zahlen von Massenteilen dargestellt sind. Das Symbol ”–” bedeutet ”ungemischt”. Überdies drücken die Abkürzungen in den Tabellen die folgenden Verbindungen aus.
(Abkürzungen)

(i) Bestandteil (A) ”IPDI-M313”: Reaktionsprodukt gemäß Produktionsbeispiel Nr. 1; und ”HDI-M313”: Reaktionsprodukt gemäß Produktionsbeispiel Nr. 2
(ii) Bestandteil (A)' ”IPDI-M305”: Reaktionsprodukt gemäß Produktionsbeispiel Nr. 3
(iii) Bestandteil (B) ”THPI-Siliciumoxid-1”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 5; ”THPI-Siliciumoxid-2”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 6; ”THPI-Siliciumoxid-3”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 7; ”THPI-Siliciumoxid-4”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 8; und ”CI-Siliciumoxid”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 10
(iv) Bestandteil (B)' ”IPA-ST(NV)”: kolloidales Siliciumoxid-Isopropylalkohol-Dispersion hergestellt durch NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd., oder nicht-flüchtiger Bestandteil (30% Gehalt) in IPA-ST (Handelsname); ”Methacryl-Siliciumoxid”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 11; und ”Mac-TQ”: Reaktionsprodukt (oder nicht-flüchtiger Bestandteil) gemäß Produktionsbeispiel Nr. 12
(v) Bestandteil (C) ”Irg-819”: Photoradikal-Polymerizationsinitiator, hergestellt durch CHIBA JAPAN Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”IRGACURE 819”, nämlich bis(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-phenylphosphinoxid
(vi) Bestandteil (D) ”RUVA-93”: Benzotriazol-basierter Ultraviolettabsorber mit einer Methacryloylgruppe, ein Produkt von OTSUKA KAGAKU Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”RUVA-93,” nämlich, 2-[2-Hydroxy-5-(2-methacryloyloxyethyl)phenyl]-2H-benzotriazol; und ”T-479”: Triazin-basierter Ultraviolettabsorber, ein Produkt von CHIBA JAPAN Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”TINUVIN 479,” nämlich 2-(2-Hydroxy-4-[1-octyloxycarbonylethoxy]phenyl)-4,6-bis(4-phenylphenyl)-1,3,5-triazin
(vii) Bestandteil (E) ”PGM”: Propylenglykol Monomethylether; ”Lösungsmittel in DAC”: Lösungsmittel (80% Gehalt) in Fluorbasiertem Oberflächenmodifizierer, ein Produkt von DAIKIN KOGYO Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”OPTOOL DAC-HP”; und ”Lösungsmittel in IPA-ST”: Dispersionsmedium in kolloidales Siliciumoxid-Isopropylalkohol-Dispersion, ein Produkt von NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, Ltd., unter dem Handelsnamen IPA-ST
(viii) Bestandteil (F) ”T-123”: Lichtstabilisator basierend auf einem sterisch gehinderten Amin, ein Produkt von CHIBA JAPAN Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”TINUVIN 123”, nämlich Dekansäure bis(2,2,6,6-Tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl)ester
(ix) Bestandteil (G) ”DAC (NV)”: Wirkstoff (20% Gehalt) in Fluor-basiertem Oberflächenmodifizierer, ein Produkt von DAIKIN KOGYO Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”OPTOOL DAC-HP”; und ”8019add”: Silikon-basierter Oberflächenmodifizierer (oder Verlaufmittel), ein Produkt von DOW CORNING TORAY Co., Ltd., unter dem Handelsnamen ”8019 ADDITIVE,” mit 10% Wirkstoff.

Es ist zu bemerken, dass der mittlere Teilchendurchmesser des kolloidalen Siliciumoxids (oder der Wert, der von dem spezifischen Oberflächenbereich gemäß dem BET-Verfahren berechnet wurde) ein mittlerer primärer Teilchendurchmesser ist und er ist ein Katalogwert, für welchen die Dispersionen oder Variationen zwischen Produktchargen berücksichtigt werden.
Strukturen von Wirkstoffen im Bestandteil (D) und Bestandteil (F) sind nachfolgend illustriert.
(Herstellen des Schutzfilms)
Zusammensetzungen, die in Tabelle 1 und Tabelle 3 gezeigt sind, werden jeweils auf eine Oberfläche einer 10 cm² Polycarbonatharzplatte unter Verwendung eines Stabbeschichters aufgebracht, sodass eine Nachtrocknungslackfilmschichtdicke ungefähr 10 μm wurde. Nach dem Trocknen der resultierenden Lackfilme bei 100°C für 10 Minuten unter Verwendung eines Heißlufttrockners, wurde unverzüglich eine Ultraviolettbestrahlungsoperation auf die Lackfilme, deren Lackfilmoberflächentemperatur 90°C war, ausgeführt, wodurch die Proben gemäß der Beispiele Nr. 1 bis 11, der Vergleichsbeispiele Nr. 1 bis 7 und des Referenzbeispiels hergestellt wurden, die jeweils mit einem gehärteten Film auf einer der gegenüberliegenden Oberflächen der Harzplatte ausgestattet waren.
Für die Ultraviolettbestrahlungsoperation wurde eine elektrodenlose Lampe (oder H-Birne) hergestellt durch FUSION UV SYSTEMS JAPAN, Co., Ltd., verwendet. Die Lampenhöhe wurde auf die Brennweite (d. h. 10 cm) des lichtsammelnden Spiegels eingestellt und die gehärteten Filme wurden mit ultraviolettem Licht für 10 Durchgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 10 m/Min bestrahlt. In dem Bereich von UV-A gemäß UV POWER PUCK, hergestellt durch EIT Corp., war die Bestrahlungsenergie pro Durchgang 500 mJ/cm² (d. h. insgesamt 5000 mJ/cm²). Überdies war die Peakbestrahlungsintensität in dem UV-A Bereich 1600 mW/cm².
Für die erhaltenen gehärteten Filme wurde die Transparenz, das (initiale) Haftvermögen, die Abriebfestigkeit, die Witterungsbeständigkeit (z. B. das bewitterte Haftvermögen und die Anwesenheit oder Abwesenheit von Rissen) und die Kratzfestigkeit durch die unten beschriebenen Verfahren evaluiert. Die Evaluationsergebnisse sind in Tabelle 2, Tabelle 4 und Tabelle 5 gegeben.
(I) Initiales Haftvermögen
Elf Schlitze wurden in Abständen von 2 mm auf jede der longitudinalen und lateralen Seiten unter Verwendung eines Schneidemessers in die gehärteten Filme geschnitten, welche in dem initialen Zustand unmittelbar nach der Probenherstellung waren, wodurch jeweils 10 × 10 Raster-geformte Quadratelemente gebildet wurden. Danach wurde gemäß JIS K5400 ein Cellophanband, hergestellt durch NICHIBAN Co., Ltd., auf den Raster-geformten Quadratelementen angehaftet und dann wurde das Cellophanband jeweils abgezogen. Das Haftvermögen wurde durch ein Verhältnis residualer Filme nach dem Abziehen des Cellophanbands evaluiert (das heißt, eine Anzahl an verbliebenen Raster-geformten Quadratelementen (Einheiten: %)).
(II) Transparenz
Gemäß JIS K7136 wurde die Trübung H (%) der gehärteten Filme für jedes Substrat unter Verwendung eines ”NDH-2000” Turbidimeters, hergestellt durch NIHON DENSHOKU KOGYO, gemessen. Je geringer der H-Wert war, desto zufriedenstellender wurde die Transparenz evaluiert.
(III) Abriebfestigkeit
Ein Taber-Typ Abriebtest wurde gemäß ASTM D-1044 ausgeführt. Die Abriebfestigkeit wurde durch Messen der Trübungsdifferenz ΔH (%) zwischen den Werten vor und nach dem Taber-Typ Abriebtest, in welchem ein Taber-Typ Abriebtestgerät verwendet wurde, evaluiert. Es ist zu bemerken, dass das Abriebsrad CS-10F war, jede der Lasten auf 500 g eingestellt war und die Drehzahl bei 500 Mal eingestellt war. Je geringer der ΔH (%) war, desto zufriedenstellender wurde die Abriebfestigkeit evaluiert.
(IV) Witterungsbeständigkeit
Gemäß JIS K5400 wurde ein beschleunigter Test für 5000 Stunden unter Verwendung eines Kohlebogen-Typ Sonnenscheinbewitterungsmessgeräts ausgeführt, wodurch das Haftvermögen (oder bewittertes Haftvermögen) und die Anwesenheit oder Abwesenheit von Rissen alle 500 Stunden evaluiert wurde. Es ist zu bemerken, dass das Haftvermögen bei den Proben als zufriedenstellend beurteilt wurde, von welchen der gehärtete Film nicht abgezogen war, wenn ein Cellophanband angehaftet und dann von dem gehärteten Film nach dem beschleunigten Test abgezogen wurde. Überdies wurden bezüglich der Risse solche als zufriedenstellend beurteilt, bei welchen durch visuelle Beobachtung keine Risse entdeckt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und Tabelle 4 gezeigt. In den entsprechenden Tabellen sind die Zahlen der längsten Zeit für die Testzeiten bei dem beschleunigten Test, der für gehärtete Filme ausgeführt wurde, dargelegt, die dahingehend nachgeprüft wurden, dass sie bezüglich des Haftvermögens und der Risse zufriedenstellend sind. Solche mit einer größeren Zahl von Stunden wurden bezüglich der Witterungsbeständigkeit als zufriedenstellender evaluiert. Bezüglich solcher, welche eine zufriedenstellende Evaluation nach dem beschleunigten Test für 5000 Stunden erhalten haben, sind diese jeweils mit einem Symbol ”5000 <” bezeichnet.
(V) Kratzfestigkeit
Für die Proben #01, #02, #C1 und #C0 wurde die Kratzfestigkeit evaluiert. Glanzwerte (z. B. bei 20°) wurden für die entsprechenden gehärteten Filme gemessen, um den Unterschied vor und nach einem Kratztest zu finden, wodurch die Kratzfestigkeit durch eine Glanzretentionsrate evaluiert wurde.
Der Kratztest wurde ausgeführt durch Kratzen des gehärteten Films mit einer Last von 500 g für 150-maliges wechselseitiges Vor und Zurück unter Verwendung einer mit Wasser befeuchteten Nylonscheuerbürste mit Abriebsmittel (z. B. ”SCOTCH BRIGHT No. 96” hergestellt durch SUMITOMO 3M Co., Ltd.). Die gehärteten Filme vor und nach dem Kratztest wurden einer Messung für die Glanzretentionsrate unter Verwendung eines ”GAKUSHIN”-Typ Reibtestgeräts, einem Produkt von DAIEI KAGAKU SEIKI Co., Ltd., unterworfen, für die Echtheit des gefärbten Artikels. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kratzfestigkeit umso zufriedenstellender war, je höher die Retentionsrate war.
(Zu Bestandteil (A))
Die Proben #21 bis #23 (d. h. Vergleichsbeispiel Nr. 1 bis 3), welche unter Verwendung der Zusammensetzungen #C1 bis #C3 hergestellt wurden, waren Proben zum Evaluieren der Eigenschaften von Bestandteil (A). In dem initialen Zustand zeigte jede der Proben hohe Transparenz und hohes Haftvermögen. Die Probe #21, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #C1, die Bestandteil (A) beinhaltete, hergestellt wurde, war bezüglich der Witterungsbeständigkeit besser als #22, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #2, die Bestandteil (A)' beinhaltete, hergestellt wurde, aber war bezüglich der Abriebfestigkeit schlechter als diese. Überdies war die Witterungsbeständigkeit der Probe #23, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #C3, die sowohl Bestandteil (A) als auch Bestandteil (A)' beinhaltete, hergestellt wurde, niedriger als die von Probe #21, und die Abriebfestigkeit war niedriger als die von Probe #22. Das heißt, es wurde verstanden, dass wenn sowohl Bestandteil (A), welcher exzellent in der Witterungsbeständigkeit ist, als auch Bestandteil (A)', welcher exzellent in der Abriebfestigkeit ist, verwendet werden, die Charakteristiken, welche jedem der Bestandteile inhärent sind, nicht zufriedenstellend zur Schau gestellt werden.
Andererseits wiesen, wie in Tabelle 2 gezeigt, die Proben #01 bis #11 (d. h. Beispiel Nr. 1 bis Beispiel Nr. 11), welche unter Verwendung der Zusammensetzungen #E1 bis #E11, in welchen Bestandteil (A) und Bestandteil (B) kombiniert verwendet wurden, hergestellt wurden, die Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit vor, die miteinander auf höherem Niveau kompatibel gemacht waren, und ihr Haftvermögen zu der Harzplatte und die Transparenz waren auch zufriedenstellend.
Wenn man Probe #04 (d. h. Beispiel Nr. 4) mit Probe #05 (d. h. Beispiel Nr. 5) vergleicht, war Zusammensetzung #E4, die ”IPDI-M313” beinhaltete, viel besser bezüglich des bewitterten Haftvermögens zwischen dem gehärteten Film und der Harzplatte als die Zusammensetzung #E5, die ”HDI-M313” beinhaltete. Es wird angenommen, dass das aus dem Unterschied zwischen den Strukturen der zwei, nämlich denen von ”HDI-M313” und ”IPDI-M313”, resultiert.
Es ist zu bemerken, dass von den Evaluationsergebnissen von Probe #06 (d. h. Beispiel Nr. 6) und Probe #05 (d. h. Beispiel Nr. 5) verstanden wurde, dass das Reduzieren der Einmischungsmenge von Bestandteil (B) in der Zusammensetzung #E5 von 5 Teilen auf 2,4 Teilen, wie in Zusammensetzung #E6, zu einer Verbesserung der Witterungsbeständigkeit führt, obwohl die Abriebfestigkeit leicht sinkt.
(Zu Bestandteil (B))
In den entsprechenden Beispielen wurde Bestandteil (B) in einer Menge von 2,4 bis 12,5 Teilen bezüglich einer Summe von Bestandteil (A) und Bestandteil (B), die als 100 Teile genommen werden, verwendet. Die erhaltenen gehärteten Filme waren exzellent bezüglich der Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit. Allerdings war in Probe #26, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #C6 gemäß dem Vergleichsbeispiel Nr. 6 hergestellt wurde, die resultierende Witterungsbeständigkeit beachtlich geringer. Zusammensetzung #C6 war ein Vergleichsbeispiel, in welchem das Einmischungsverhältnis von Bestandteil (B) größer gemacht war. Das heißt, es wurde verstanden, dass die Witterungsbeständigkeit, welche Bestandteile (A) inhärent ist, beeinträchtigt ist, wenn das Einmischungsverhältnis von Bestandteil (B) zu groß ist. Mit anderen Worten, selbst wenn das Einmischungsverhältnis des Bestandteils (B) gering ist, war es durch die kombinierte Verwendung von Bestandteil (A) und Bestandteil (B) möglich, die Abriebfestigkeit zu verleihen, während die Witterungsbeständigkeit, die Bestandteil (A) inhärent ist, beibehalten wird.
Überdies wurde von Tabelle 2 verstanden, dass das Verwenden von Bestandteil (B) in solch einer Menge von ungefähr 2 bis 13 Teilen dazu führt, dass es möglich ist, die Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit (die mit den Evaluationsergebnissen von #21 korrespondieren) von Bestandteil (A) zu verbessern.
Andererseits wurden Proben #24 und #25 (d. h. Vergleichsbeispiele Nr. 4 und 5) unter Verwendung von Zusammensetzungen #C4 und #C5 hergestellt, die Bestandteil (B)' anstelle von Bestandteil (B) beinhalteten. Die Zusammensetzung #C4 ist ein Beispiel, in welchem ein kolloidales Siliciumoxid, das nicht oberflächlich modifiziert war, nämlich (b2), verwendet wurde, wie es war. In dem gehärteten Film gemäß Probe #24 war die Transparenz sehr niedrig und das bewitterte Haftvermögen war auch niedrig. Überdies beinhaltete Zusammensetzung #C5 (b2), welches oberflächlich mit einer Methacryloylgruppe modifiziert war, als Bestandteil (B)'. In den gehärteten Film gemäß Probe #25 war die Transparenz ausreichend, aber das bewitterte Haftvermögen war unzureichend.
(Zum Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2))
Die Zusammensetzungen #E4 bis #E8 waren Beispiele, in welchen Zusammensetzungen, deren Massenverhältnisse zwischen (b1) und (b2) im Bestandteil (B) sich voneinander unterschieden, verwendet wurden. Jede der Proben war exzellent bezüglich der Abriebfestigkeit, weil ΔH < 6 (%). Die Probe #04, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #E4, deren Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) im Bestandteil (B) 44:56 war, hergestellt wurde, war verglichen mit der Probe #08, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #E8, deren Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) im Bestandteil (B) 23:77 war, hergestellt wurde, exzellent bezüglich der Witterungsbeständigkeit.
Überdies war Zusammensetzung #E10 eine Zusammensetzung, die Bestandteil (B) enthielt, in welcher das Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) gleich 67:33 war. Obwohl die Zusammensetzung #E10 den Bestandteil (B) in einer relativ großen Menge (d. h. 12,5 Teile) beinhaltete, war ΔH in der Probe #10 nahezu 10%. Andererseits ging in Probe #04 und Probe #08 ΔH nicht über 6% hinaus, selbst wenn der Anteil von Bestandteil (B) 5 Teile war. Selbst wenn der Einfluss des Bestandteils (G) in Betracht gezogen wird, ist es möglich zu sagen, dass die Zusammensetzung #E4 und die Zusammensetzung #E8 einen größeren Effekt zum Verbessern der Abriebfestigkeit hatten als die Zusammensetzung #E10. Das heißt, es wurde verstanden, dass es bevorzugt ist, den Bestandteil (B) mit solch einem Massenverhältnis zu erzeugen, dass (b1) ≤ (b2) erfüllt ist. Es ist möglich zu sagen, dass ein besonders bevorzugtes Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) von 2:8 bis 5:5 sein kann und dass es von 4:6 bis 5:5 in einem Fall sein kann, in dem es bevorzugt ist, die resultierende Witterungsbeständigkeit weiter zu verbessern.
In jedem Fall wurde von den Evaluationsergebnissen der entsprechenden Beispiele verstanden, dass es als Bestandteil (B) effektiv ist, dass das Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) im Bestandteil (B) in einen Bereich von 20:80 bis 75:25 fällt.
Wenn man Beispiel Nr. 8 mit Beispiel Nr. 9 vergleicht, zeigte die Probe #09, welche unter Verwendung der Zusammensetzung #E9 hergestellt wurde, deren kolloidales Siliciumoxid große Teilchendurchmesser hatte (d. h. deren spezifischen Oberflächenbereiche der Siliciumoxidfeinteilchen geringer war), die gleiche Witterungsbeständigkeit wie die von Probe #04, selbst wenn das Massenverhältnis zwischen (b1) und (b2) gleich 23:77 war. Selbst wenn die Siliciumoxidteilchendurchmesser größer waren, war die Transparenz des gehärteten Films höher.
Aus den obigen Ergebnissen wird angenommen, dass ein geeignetes Größenverhältnis der oberflächlichen Modifikation zu (b2) mittels von (b1) zu einer Verbesserung der Witterungsbeständigkeit und Abriebfestigkeit beiträgt.
Obwohl die Zusammensetzung #E11 ein Beispiel war, in welchem ”CI-Siliciumoxid” als Bestandteil (B) verwendet wurde, war die Witterungsbeständigkeit des resultierenden gehärteten Films etwas gering verglichen mit der der Zusammensetzungen gemäß der anderen Beispiele, in welchen die Zusammensetzungen, die ”THPI-Siliciumoxid” beinhalteten, als Bestandteil (B) verwendet wurden. Daher ist es für den Fall, bei dem die größere Aufmerksamkeit auf die Witterungsbeständigkeit gelegt wird, insbesondere bevorzugt, ”THPI-Siliciumoxid” im Bestandteil (B) zu beinhalten.
(Zu Bestandteil (D))
Die Probe #27 wurde unter Verwendung der Zusammensetzung #C7 hergestellt, die keinen Bestandteil (D) beinhaltete, aber in welcher nichtsdestotrotz Bestandteil (A) und Bestandteil (B) kombiniert verwendet wurden. Obwohl Probe #27 bezüglich der Abriebfestigkeit exzellent war, war die Witterungsbeständigkeit gering. Das heißt, es wurde verstanden, dass das Beinhalten eines Ultraviolettabsorbers als Bestandteil (D) dazu führt, dass es möglich gemacht wird, die Vorteile von der kombinierten Verwendung von Bestandteil (A) und Bestandteil (B) maximal zur Schau zu stellen.
Die Probe #01 (d. h. Beispiel Nr. 1) wurde durch Verwendung der Zusammensetzung #E1 hergestellt, die nur ”RUVA-93”, einen von Benzotriazol-basierten Ultraviolettabsorbern mit einer Methacryloylgruppe, als Bestandteil (D) beinhaltete. Diese Probe #01 war bezüglich der Abriebfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit exzellent. Die Probe #02 (d. h. Beispiel Nr. 2) und die Probe #03 (d. h. Beispiel Nr. 3) wurden unter Verwendung der Zusammensetzung #E2 oder #E3 hergestellt, die ferner ”T-479”, einen von Triazin-basierten Ultraviolettabsorbern, als Bestandteil (D) beinhalteten. In jeder von diesen waren sie solche, deren Witterungsbeständigkeit besonders exzellent war, obwohl die Abriebfestigkeit verglichen mit der von #01 leicht vermindert war.
Überdies war die Witterungsbeständigkeit für jede von ihnen zufriedenstellend, wenn man Probe #04 (d. h. Beispiel Nr. 4) mit Probe #07 (d. h. Beispiel Nr. 7) vergleicht. Allerdings war eine, in welcher die Zusammensetzung #E4, die ”RUVA-93” als Bestandteil (D) beinhaltete, viel besser bezüglich der Abriebfestigkeit als die andere.
Aus dem Obigen ist es unter dem Gesichtspunkt der Abriebfestigkeit der resultierenden gehärteten Filme bevorzugt, den Bestandteil (D) zu verwenden, der einen Benzotriazol-basierten Ultraviolettabsorber mit einer Methacryloylgruppe beinhaltet.
(Zu Bestandteil (G))
Wenn man die Probe #03 (d. h. Beispiel Nr. 3) mit #04 vergleicht, wurde verstanden, dass die Verwendung von Zusammensetzung #E4, welche einen Fluor-basierten Oberflächenmodifizierer (d. h. ”DAC”) als Bestandteil (G) beinhaltete, zu einer Verbesserung der Abriebfestigkeit führt.
(Zur Kratzfestigkeit)
Es wurde von Tabelle 5 verstanden, dass die Kratzfestigkeit in den gehärteten Filmen gemäß der Beispiel Nr. 1 und 2, die unter der Verwendung der Zusammensetzung #01 und #02, die gleichzeitig sowohl den Bestandteil (A) als auch den Bestandteil (B) beinhalteten, hergestellt wurden, hoch war.
Andererseits war in der Zusammensetzung gemäß dem Vergleichsbeispiel Nr. 1, das keinerlei Bestandteil (B) beinhaltete, die Kratzfestigkeit des resultierenden gehärteten Films bemerkenswert gering. Es wurde aus den Evaluationsergebnissen von Probe #00 (siehe Tabelle 4) verstanden, dass in der Zusammensetzung #C0 gemäß dem Referenzbeispiel Nr. 1, das als Bestandteil (B)' ein Alkoxysilankondensat beinhaltete, das eine (Meth)acryloylgruppe als die funktionelle Gruppe beinhaltete, die Kratzfestigkeit des resultierenden gehärteten Films unzureichend war, obwohl die Abriebfestigkeit und Witterungsbeständigkeit miteinander kompatibel gemacht waren und das Haftvermögen an die Harzplatte wie auch die Transparenz zufriedenstellend waren.
(Fensterglas für Automobile)
Eine spezifische Ausführungsform, in welcher ein Bauteil für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Fensterglas (d. h. Schiebedach) für Automobile verwendet wird, wird hiernach unter Verwendung der 1 und 2 erklärt.
1 ist ein perspektivisches Diagramm, das schematisch das Schiebedach illustriert. Das Schiebedach umfasst ein Fensterglas 1, eine Rahmen-geformte Fassung 4, die den umgebenden Abschnitt des Fensterglases 1 trägert. Zu den umgebenden Abschnitten des Fensterglases 1 und der Fassung 4 ist eine Schleifen-geformte Dichtleiste 5, welche aus einem flexiblen Material gebildet ist, montiert, um eine Luftdichtigkeit innerhalb des Automobils zu gewährleisten. Dieses Schiebedach ist so angeordnet, dass es zu einer Öffnung geöffnet und geschlossen werden kann, die in einer Dachverkleidung des Automobils gebildet ist.
2 ist ein Querschnittsdiagramm, das schematisch das Fensterglas 1 illustriert. Das Fensterglas 1 umfasst einen Glaskörper 2, welcher aus Polycarbonat hergestellt ist, und einen Schutzfilm 3, welcher auf zumindest der äußeren Oberfläche des Glaskörpers 2 gebildet ist. Der Schutzfilm 3 ist mittels des Härtens einer der Zusammensetzungen #E1 bis #E11 durch die oben genannte Prozedur hergestellt.

Claims

Bauteil für ein Fahrzeug, wobei das Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass: es ein Bauteil ist, das ausgestattet ist mit einem Harzsubstrat und einem Schutzfilm, der auf einer Oberfläche des Harzsubstrats zumindest teilweise gebildet ist; wobei der Schutzfilm hergestellt ist durch Härten einer härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung, die enthält: folgenden Bestandteil (A) in einer Menge von 99 bis 65 Massenteilen; folgenden Bestandteil (B) in einer Menge von 1 bis 35 Massenteilen; einen Radikal-Polymerisationsinitiator, der als Bestandteil (C) dient, in einer Menge von 0,1 bis 10 Massenteilen; einen Ultraviolettabsorber, der als Bestandteil (D) dient, in einer Menge von 1 bis 12 Massenteilen; und ein organisches Lösungsmittel, das als Bestandteil (E) dient, in einer Menge von 10 bis 1000 Massenteilen; bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden, wobei Bestandteil (A) eine Mischung von Isocyanurring-enthaltenden (Meth)acrylaten ist, wobei die Mischung zusammengesetzt ist aus einer Urethanadduktverbindung (a1) und einer Tri(meth)acrylatverbindung (a2); wobei die Urethanadduktverbindung (a1) erhältlich ist durch eine Additionsreaktion einer Hydroxidgruppe-enthaltenden Di(meth)acrylatverbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt ist, und einer Isocyanatverbindung, welche zwei oder mehr Isocyanatgruppen innerhalb des Moleküls aufweist;
in der allgemeinen Formel (1) drückt jedes von R¹, R² und R³ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist; jedes von R⁴ und R⁵ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n¹, n² und n³ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n¹ + n² + n³ = von 3 bis 9; wobei die Tri(meth)acrylatverbindung (a2) durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist;
in der allgemeinen Formel (2) drückt jedes von R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist; jedes von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n⁴, n⁵ und n⁶ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n⁴ + n⁵ + n⁶ = von 3 bis 9; Bestandteil (B) ein nicht-flüchtiger Bestandteil in Reaktionsprodukten ist, hergestellt durch Reagieren einer Alkoxysilanverbindung (b1), welche durch die folgende allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist, mit einem kolloidalen Siliciumoxid (b2), in einem Massenverhältnis von 9:1 bis 1:9 zwischen (b1) und (b2), wobei der nicht-flüchtige Bestandteil solche involviert, in welchen (b2) chemisch mit (b1) modifiziert ist; (P-SiO_3/2)(O_1/2R¹²)_z (3) in der allgemeinen Formel (3) drückt ”P” eine Gruppe aus, die durch die folgende allgemeine Formel (4) ausgedrückt ist; R¹² drückt ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe aus; und ”z” drückt eine positive Zahl von 0,1 oder mehr bis 3 oder weniger aus; überdies, wenn ”z” weniger als 3 ist, involviert (b1) ein Kondensat, und jedes von ”P” und R¹² kann selbst zwei oder mehr Arten von verschiedenen Gruppen innerhalb eines Moleküls in dem Kondensat involvieren;
in der allgemeinen Formel (4) drückt jedes von R¹³ und R¹⁴ unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Arylgruppe aus, oder drückt alternativ eine Kohlenwasserstoffgruppe aus, in welcher R¹³ und R¹⁴ vereinheitlicht sind, um einen fünfgliedrigen Ring oder einen sechsgliedrigen Ring zu bilden; und R¹⁵ drückt eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine Maleimidgruppe in der allgemeinen Formel (4) durch die folgende allgemeine Formel (5) ausgedrückt ist:
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil (D) einen Benzotriazol-basierten Ultraviolettabsorber mit einer (Meth)acryloylgruppe beinhaltet.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Massenverhältnis zwischen dem (b1) und dem (b2) von 2:8 bis 8:2 ist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das (b2) einen mittleren primären Teilchendurchmesser von 5 bis 60 nm aufweist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: R¹, R² und R³ jeweils eine Alkylengruppe sind, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 4 ist; n¹, n² und n³ jeweils 1 sind; und n¹ + n² + n³ = 3 in der allgemeinen Formel (1) für den Bestandteil (A); und R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils eine Alkylengruppe sind, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 4 ist; n⁴, n⁵ und n⁶ jeweils 1 sind; und n⁴ + n⁵ + n⁶ = 3 in der allgemeinen Formel 2 für den Bestandteil (A).
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein Massenverhältnis zwischen der Verbindung (a1) und der Verbindung (a2) in dem Bestandteil (A) von 1:9 bis 7:3 ist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung ferner einen Lichtstabilisator basierend auf einem sterisch gehinderten Amin, der als Bestandteil (F) dient, in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Massenteilen bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden, enthält.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die härtbare Beschichtungsmittelzusammensetzung ferner einen Silikon-basierten und/oder Fluor-basierten Oberflächenmodifizierer, der als ein Bestandteil (G) dient, in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Massenteilen bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden, enthält.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil (C) ein Fotoradikal-Polymerisationsinitiator ist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil (B) ein nicht-flüchtiger Bestandteil in Reaktionsprodukten ist, erhältlich mittels eines Produktionsprozesses, der beinhaltet: einen Schritt des Zugebens eines Aminoalkyltrialkoxysilans zu einem Carboxylsäureanhydrid mit einer Doppelbindung, das durch die folgende allgemeine Formel (6) ausgedrückt ist, wodurch sie in eine Amidsäure verwandelt werden;
in der allgemeinen Formel (6) sind R¹³ und R¹⁴ synonym mit den oben genannten; einen Schritt des Verwandelns dieser Amidsäure in eine Maleimidgruppe mittels Unterwerfen der Amidsäure eines Ringschlusses durch Erwärmen, und Unterwerfen einer Alkoxylgruppe einer hydrolytischen Kondensationsreaktion durch Verwendung von Wasser, das in der Ringschlussreaktion generiert wird, wodurch eine Alkoxysilanverbindung (b1) erhalten wird, die durch die allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist; und einen Schritt des Reagierens des erhaltenen (b1) mit dem kolloidalen Siliciumoxid (b2) durch Erwärmen derselben in der Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels, das Wasser beinhaltet.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Schutzfilm eine Oberfläche des Harzsubstrates direkt kontaktiert.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, das ein Harzfenster für ein Fahrzeug ist.
Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, das ein Innenseiten-/Außenseitenbauteil für ein Fahrzeug ist.
Herstellungsverfahren für ein Bauteil für ein Fahrzeug, das exzellent ist bezüglich der Wetterfestigkeit und der Verschleißfestigkeit, wobei das Herstellungsverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es beinhaltet: einen Herstellungsschritt des Herstellens einer härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung, die beinhaltet: folgenden Bestandteil (A) in einer Menge von 99 bis 65 Massenteilen; folgenden Bestandteil (B) in einer Menge von 1 bis 35 Massenteilen; einen Radikal-Polymerisationsinitiator, der als Bestandteil (C) dient, in einer Menge von 0,1 bis 10 Massenteilen; einen Ultraviolettabsorber, der als Bestandteil (D) dient, in einer Menge von 1 bis 12 Massenteilen; und ein organisches Lösungsmittel, das als Bestandteil (E) dient, in einer Menge von 10 bis 1000 Massenteilen; bezüglich einer Summe des Bestandteils (A) und des Bestandteils (B), die als 100 Massenteile genommen werden, einen Aufbringungsschritt des Aufbringens der härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung auf eine Oberfläche eines Harzsubstrats zumindest teilweise; und einen Härtungsschritt des Härtens der härtbaren Beschichtungsmittelzusammensetzung, wodurch ein Schutzfilm auf der Oberfläche des Harzsubstrats gebildet wird, wobei Bestandteil (A) eine Mischung von Isocyanurring-enthaltenden (Meth)acrylaten ist, wobei die Mischung zusammengesetzt ist aus einer Urethanadduktverbindung (a1) und einer Tri(meth)acrylatverbindung (a2); wobei die Urethanadduktverbindung (a1) erhältlich ist durch eine Additionsreaktion einer Hydroxidgruppe-enthaltenden Di(meth)acrylatverbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt ist, und einer Isocyanatverbindung, welche zwei oder mehr Isocyanatgruppen innerhalb des Moleküls aufweist;
in der allgemeinen Formel (1) drückt jedes von R¹, R² und R³ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist; jedes von R⁴ und R⁵ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n¹, n² und n³ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n¹ + n² + n³ = von 3 bis 9; wobei die Tri(meth)acrylatverbindung (a2) durch die folgende allgemeine Formel (2) ausgedrückt ist;
in der allgemeinen Formel (2) drückt jedes von R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig eine zweiwertige organische Gruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 2 bis 10 ist; jedes von R⁹, R¹⁰ und R¹¹ drückt unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe aus; jedes von n⁴, n⁵ und n⁶ drückt unabhängig eine Zahl von 1 bis 3 aus; und n⁴ + n⁵ + n⁶ = von 3 bis 9; Bestandteil (B) ein nicht-flüchtiger Bestandteil in Reaktionsprodukten ist, hergestellt durch Reagieren einer Alkoxysilanverbindung (b1), welche durch die folgende allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist, mit einem kolloidalen Siliciumoxid (b2), in einem Massenverhältnis von 9:1 bis 1:9 zwischen (b1) und (b2), wobei der nicht-flüchtige Bestandteil solche involviert, in welchen (b2) chemisch mit (b1) modifiziert ist; (P-SiO_3/2)(O_1/2R¹²)_z (3) in der allgemeinen Formel (3) drückt ”P” eine Gruppe aus, die durch die folgende allgemeine Formel (4) ausgedrückt ist; R¹² drückt ein Wasserstoffatom oder eine einwertige organische Gruppe aus; und ”z” drückt eine positive Zahl von 0,1 oder mehr bis 3 oder weniger aus; überdies, wenn ”z” weniger als 3 ist, involviert (b1) ein Kondensat, und jedes von ”P” und R¹² kann selbst zwei oder mehr Arten von verschiedenen Gruppen innerhalb eines Moleküls in dem Kondensat involvieren;
in der allgemeinen Formel (4) drückt jedes von R¹³ und R¹⁴ unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Arylgruppe aus, oder drückt alternativ eine Kohlenwasserstoffgruppe aus, in welcher R¹³ und R¹⁴ vereinheitlicht sind, um einen fünfgliedrigen Ring oder einen sechsgliedrigen Ring zu bilden; und R¹⁵ drückt eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe aus, deren Anzahl an Kohlenstoffatomen von 1 bis 6 ist.
Herstellungsverfahren für ein Bauteil für ein Fahrzeug nach Anspruch 15, wobei der Bestandteil (B) eine nicht-flüchtige Verbindung in Reaktionsprodukten ist, erhältlich mittels eines Produktionsprozesses, der beinhaltet: einen Schritt des Zugebens eines Aminoalkyltrialkoxysilans zu einem Carboxylsäureanhydrid mit einer Doppelbindung, das durch die folgende allgemeine Formel (6) ausgedrückt ist, wodurch sie in eine Amidsäure verwandelt werden;
in der allgemeinen Formel (6) sind R¹³ und R¹⁴ synonym mit den oben genannten; einen Schritt des Verwandelns dieser Amidsäure in eine Maleimidgruppe mittels Unterwerfen der Amidsäure eines Ringschlusses durch Erwärmen, und Unterwerfen einer Alkoxylgruppe einer hydrolytischen Kondensationsreaktion durch Verwendung von Wasser, das in der Ringschlussreaktion generiert wird, wodurch eine Alkoxysilanverbindung (b1) erhalten wird, die durch die allgemeine Formel (3) ausgedrückt ist; und einen Schritt des Reagierens des erhaltenen (b1) mit dem kolloidalen Siliciumoxid (b2) durch Erwärmen derselben in der Anwesenheit eines organischen Lösungsmittels, das Wasser beinhaltet.