JP2000204260A - アルコキシシラン組成物、コ―ティング剤およびプラスチックの表面コ―ティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック材料表面にプライマーなどの前
処理をしなくても基材との密着性に優れ、透明、高硬
度、耐擦傷性などの表面特性に優れたコーティング膜を
付与しうる材料を提供すること。 【解決手段】 （１）アミノ基を含有しないアルコキシ
シランおよび（２）アミノ基を含有するアルコキシシラ
ンを含有してなるアルコキシシラン組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルコキシシラン
組成物、当該アルコキシシラン組成物を用いたコーティ
ング剤、さらにはプラスチックの表面コーティング方法
に関する。本発明のコーティング剤は、とりわけポリカ
ーボネート樹脂などの傷つきやすい透明性プラスチック
表面のコーテイングに有用である。このような表面特性
の向上した改質プラスチックは、各種成形品、たとえ
ば、雑貨、日用品をはじめ、航空機の窓やドア材、オー
トバイの風防、ヘッドライトや各種照明器具カバー、看
板、ディスプレーなどの大型構造物やメーターパネル、
機器カバーなどへ利用できる。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート、メタクリル樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等に代表さ
れるプラスチック材料は、ガラス材料に比較して軽量で
耐破砕性に優れることから、ガラス代替等透明性が必要
とされる各種用途にて多く使用されている。なかでもポ
リカーボネートはこれら透明プラスチック材料の中でも
強靭で、耐衝撃性、耐熱性、良好な寸法安定性等に優れ
ることから、ガラス代替材料として将来的にも非常に注
目されているプラスチック材料である。しかし、これら
透明プラスチック材料は軽量でガラス材料よりも耐破砕
性等に優れる反面、表面硬度が不十分なため、チリやゴ
ミ等を取り除く拭掃作業や、摩擦、引っ掻き等により、
表面に傷が付きやすく、そのため使用中に光沢や透明性
が失われやすいという欠点がある。また、これらのプラ
スチック基材は有機溶剤に侵されやすく耐薬品性に欠
け、光劣化などの耐候性にも問題がある。

【０００３】従来、これら透明プラスチック材料の欠点
を改良する方法として、プラスチック基材表面に硬度の
高い塗膜にてコーティングすることがなされている。具
体的な方法としては、種々のオルガノポリシロキサン系
のコーティング剤が古くから知られている。オルガノポ
リシロキサン系のコーティング剤は、シロキサン結合の
特性として、高い架橋密度が容易に構成されることか
ら、耐候性に優れ、硬度の非常に高いハードコート層が
簡単な方法によって得られるため、大型の成形品や複雑
な形状の成形品のコーテイング剤として利用されてい
る。かかるオルガノポリシロキサン系のコーテイング
は、アルコキシシラン類が加水分解されシラノール基の
生成を経て重縮合によってオルガノポリシロキサンとな
り硬化するものであり、アルコキシシランなどのオルガ
ノシランの構造単位は、１官能性のものから４官能性の
ものまである。

【０００４】４官能性のアルコキシシランからの硬化膜
は、造膜性が悪く、また密着性も無いために、そのまま
では用いられず、有機ポリマー材料との複合化、ハイブ
リッド化や、６００度以上に加熱して生成シリカ粒子を
融着させなくてはならない。実用化された事例として
は、４官能性のアルコキシランの加水分解・重縮合物と
酢酸ビニル、ヒドロキシアルキルビニルエーテルなどと
テトラフルオロエチレンなどの弗化オレフインとの共重
合物からなる有機ポリマーとの複合体が知られている
（米国特許第３４２９８４５号明細書、同３４２９８４
６号明細書）。

【０００５】３官能性のアルコキシシランを用いる方法
としては、はじめに加水分解・縮合した硬化可能なラダ
ー構造の樹脂を得た後、溶剤に再溶解して、硬化触媒を
加えて熱硬化する方法が知られている（米国特許第３４
５１８３８号、同３５５４６９８号）。

【０００６】しかし、これらオルガノシロキサン系コー
ティング剤では、一般に硬化速度がかなり遅いこと、ま
たポリカーボネート樹脂などのプラスチック基材には濡
れ性が悪く、界面活性剤を併用しても基材との密着性が
悪いため剥離しやすく、またそのために耐擦傷性に欠け
るという欠点を有している。これら欠点を回避するため
に、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリメトキシシランなどのシランカッ
プリング剤等の一般的なシランカップリング剤による処
理、あるいはアミノ基を含有するシラン化合物と酸無水
物からなる反応生成物（特開昭５６−１６５７３号公
報）、アミノ基を含有するシラン化合物とエポキシ樹脂
からなる反応生成物（特開昭５１−２７３６号公報）、
熱可塑性アクリル樹脂（特開昭５２−１３８５６５号公
報、特開昭５８−１９６２３７号公報）等の適切なプラ
イマーを選択して使用することが不可欠になっている。

【０００７】近年、こうした欠点の対処法として、アク
リルモノマー等とビニルトリメトキシシランのようなア
ルコキシシリル基を有するモノマーの共重合体を使用し
て、アクリル樹脂とポリシロキサンの複合化を行い、ポ
リカーボネート等のプラスチック基材との密着性を改善
する方法が提案されているが、充分な密着性及び耐擦傷
性を有するには至っていない。またアクリルモノマー等
とアルコキシシリル基を有するモノマーとの共重合が困
難であるという問題もある。さらには、複合化組成を徐
々に変化させ多層コートすることで、硬度、耐擦傷性と
ともに密着性を付与する方法等が提案されているが、工
程が複雑になることから、特殊な用途を除いては実用化
には問題が多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリカーボ
ネート等のプラスチック材料表面にプライマーなどの前
処理をしなくても基材との密着性に優れ、透明、高硬
度、耐擦傷性などの表面特性に優れたコーティング膜を
付与しうる材料を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重た結果、（１）アミノ基を含
有しないアルコキシシランと（２）アミノ基を含有する
アルコキシシランを併用してなるアルコキシシラン組成
物を、プラスチック表面に塗布し、加熱、乾燥硬化させ
ることにより得られる塗膜が、プライマーなどの前処理
をしなくてもプラスチック表面への密着性が非常に良
く、しかも透明、高硬度、耐擦傷性などの表面特性に優
れたコーティング層をプラスチック表面に形成できるこ
とを見出し、本発明を完成するに到った。さらには、当
該アルコキシシラン組成物が非水系で長期保存安定性に
優れることも見出した。

【００１０】すなわち本発明は、（１）アミノ基を含有
しないアルコキシシランおよび（２）アミノ基を含有す
るアルコキシシランを含有してなるアルコキシシラン組
成物；アルコキシシラン組成物が、非水系組成物である
前記アルコキシシラン組成物；前記アルコキシシラン組
成物からなるコーティング剤；プラスチック基材表面
に、前記コーティング剤を塗布した後、加熱乾燥により
硬化させ、プラスチック基材表面にコーティング膜を形
成することを特徴とするプラスチックの表面コーティン
グ方法、に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の（１）アミノ基を含有し
ないアルコキシシランとしては、たとえば、 一般式（１）：Ｒ^１ _ｐＳｉ（ＯＲ^２）_ｑ （式中、Ｒ^１は炭素原子に直結した官能基（但し、アミ
ノ基を除く）を持っていてもよい低級アルキル基、アリ
ール基、不飽和脂肪族残基を、Ｒ^２は水素原子または低
級アルキル基を示す。ｐは０〜３の整数、ｑは１〜４の
整数でｐ＋ｑ＝４を満足するものを示す。）で表される
有機ケイ素化合物および／またはそれらの部分加水分解
物があげられる。なお、Ｒ^１、Ｒ^２の低級アルキルとは
炭素数１〜７程度の直鎖または分岐鎖のアルキル基を示
し、Ｒ^１の炭素原子に直結した官能基としては、エポキ
シ基、メルカプト基、カルボキシル基等を示す。また、
Ｒ^１、Ｒ^２が複数の場合にはこれらは、同一でも異なっ
ていてもよい。

【００１２】前記Ｒ^１としては、例えばメチル基、エチ
ル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル
基、ｉ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、
ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル
基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基、ｓｅｃ−ヘキシ
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘ
プチル基、ビニル基、フェニル基、トルイル基、３−ク
ロロプロピル基、３−グリシドキシプロピル基、３−メ
タクリルオキシプロピル基、３−メルカプトプロピル
基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等があげられ
る。Ｒ^２としては、Ｒ ^１で例示した低級アルキル基があ
げられる。

【００１３】このような（１）アミノ基を含有しないア
ルコキシシランの具体例としては、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラｉ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、
テトラｉ−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメト
キシシラン、ｉ−プロピルトリメトキシシラン、３−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、フェニルトリメトキシラン、メチルトリエトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルト
リエトキシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、
３−クロロプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、フェニルトリエトキシラン、メチルトリ
ｉ−プロポキシシラン、エチルトリｉ−プロポキシシラ
ン、ｎ−プロピルトリｉ−プロポキシシラン、ｉ−プロ
ピルトリｉ−プロポキシシラン、３−クロロプロピルト
リｉ−プロポキシシラン、ビニルトリｉ−プロポキシシ
ラン、フェニルトリｉ−プロポキシシラン、メチルトリ
ブトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ｎ−プロ
ピルトリブトキシシラン、ｉ−プロピルトリブトキシシ
ラン、３−クロロプロピルトリブトキシシラン、ビニル
トリブトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、
３，３，３−トリフルオロトリメトキシシラン、３−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘ
キシルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロ
トリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリ
エトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、３，４−エポキシシクロヘキシルトリエトキシシラ
ン、３，３，３−トリフルオロトリｉ−プロポキシシラ
ン、３−メタクリロキシプロピルトリｉ−プロポキシシ
ラン、３−グリシドキシプロピルトリｉ−プロポキシシ
ラン、３−メルカプトプロピルトリｉ−プロポキシシラ
ン、３，４−エポキシシクロヘキシルトリｉ−プロポキ
シシラン、３，３，３−トリフルオロトリブトキシシラ
ン、３−メタクリロキシプロピルトリブトキシシラン、
３−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、３−メ
ルカプトプロピルトリブトキシシラン、３，４−エポキ
シシクロヘキシルトリブトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニル
ジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等が挙
げられる。これらは１種を単独で使用または２種以上を
併用することができる。またこれらアルコキシシランの
部分加水分解縮合物を使用することができる。

【００１４】前記（１）アミノ基を含有しないアルコキ
シシランのなかでも、汎用性、取扱い性の面から、テト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニル
トリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、およびそれらの部分加水分解縮合物が好ましい。特
に、コーティング膜の表面特性に優れることから、テト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブト
キシシラン等の４官能性アルコキシシランおよびそれら
の部分加水分解縮合物が好ましい。

【００１５】また、本発明の（２）アミノ基を含有する
アルコキシシランとしては、たとえば、一般式（２）：
Ｒ^３ _ｌＲ^４ _ｍＳｉ（ＯＲ^５）_ｎ （式中、Ｒ^３はアミノ基
を含有するアルキル基を、Ｒ^４は低級アルキル基を、Ｒ
^５は水素原子または低級アルキル基を示す。ｌは１〜２
の整数、ｍは０〜２の整数、ｎは１〜３の整数を示し、
ｌ＋ｍ＋ｎ＝４を満足するものを示す。）で表されるで
表される有機ケイ素化合物および／またはそれらの部分
加水分解物があげられる。なお、前記Ｒ^３のアミノ基を
含有するアルキル基としては、たとえば、３−アミノエ
チル基、３−アミノプロピル基、３−アミノフェニル
基、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル基
等があげられる。Ｒ^４、Ｒ^５の低級アルキルはＲ^１と同
様である。また、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５が複数の場合にはこ
れらは、同一でも異なっていてもよい。

【００１６】このような（２）アミノ基を含有するアル
コキシシランの具体例としては、たとえば、３−アミノ
エチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、３−アミノフェニルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、３−アミノエチルトリエトキシシラ
ン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミ
ノフェニルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチ
ル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−ア
ミノエチルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、３−アミノフェニルメチル
ジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノエチ
ルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、３−アミノフェニルメチルジエトキ
シシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロ
ピルメチルジエトキシシラン、３−アミノエチルジメチ
ルメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルメトキ
シシラン、３−アミノフェニルジメチルメトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピジメ
チルメトキシシランが挙げられる。

【００１７】かかる（２）アミノ基を含有するアルコキ
シシランは、主にシランカップリング剤として使用され
ていたものであり、アミノ官能基の性質により基材との
密着性を向上させる。また、アミノ官能基は、アルコキ
シシラン（１）（２）に対する触媒能を有する。本発明
は、こうした（２）アミノ基を含有するアルコキシシラ
ンの性能に着目し、これを前記（１）アミノ基を含有し
ないアルコキシシランと組み合わせることで、良好な熱
硬化性とプラスチック基材に対する密着性、硬化による
高硬度、耐擦傷性を有するコーティング膜の形成を実現
している。

【００１８】本発明のアルコキシシラン組成物は、前記
（１）アミノ基を含有しないアルコキシシランと前記
（２）アミノ基を含有するアルコキシシラン、を含有し
てなるが、これらの組成比は使用されるアルコキシシラ
ン（１）（２）の種類により異なり、適宜に調整され
る。通常は、（２）アミノ基を含有するアルコキシシラ
ン１００重量部に対し、（１）アミノ基を含有しないア
ルコキシシランを１０〜１０００重量部程度とするのが
好ましい。透明プラスチック用コーティング膜として十
分な硬度、耐擦傷性の表面特性を実現するには、（１）
アミノ基を含有しないアルコキシシランの使用量は３０
重量部以上、さらには５０重量部以上とするのが、より
好ましい。また、（１）アミノ基を含有しないアルコキ
シシランの使用量が多くなると、硬化、乾燥後のコーテ
ィング膜に亀裂が生じやすくなることから、（１）アミ
ノ基を含有しないアルコキシシランの使用量は５００重
量部以下、さらには４００重量部以下とするのが、より
好ましい。

【００１９】本発明のアルコキシシラン組成物は、前記
（１）アミノ基を含有しないアルコキシシランと（２）
アミノ基を含有するアルコキシシランとを、通常、２０
〜８０℃程度で攪拌、混合して調製するが、調製は非水
状態で行い、得られるアルコキシシラン組成物を非水系
組成物とするのが好ましい。

【００２０】通常、アルコキシシランを出発原料とする
オルガノシロキサン系組成物は、アルコキシシランに対
し所定モル量の水分を添加し、加水分解反応によって生
成するシリカゾルをコーティング剤等として使用してい
る。この場合、生成しているシラノールが非常に反応活
性なため、その後、架橋反応が容易に進行してゲル化し
やすい傾向があり、長期保存安定性に問題があった。こ
うした問題に対して従来は、シラノールの反応を抑制す
るために、シラノールと錯体を形成できるような添加剤
を添加するなどの工夫がなされているが、それでもゲル
化反応の進行を押さえきるのは難しく、また、硬化反応
をいったん抑制するために、塗布後の硬化にかなりのエ
ネルギーと時間を必要としてしまう傾向がある。このよ
うに、従来、アルコキシシランを出発原料とするオルガ
ノシロキサン系組成物は、通常、水分が必須とされてい
たことから組成物の保存安定性等に問題があった。

【００２１】一方、本発明のアルコキシシラン組成物で
は、（２）アミノ基を含有するアルコキシシラン自身が
有しているアミノ基がシラノールの縮合反応に対して非
常に効果の高い触媒能を有しているために、組成物中に
所定モル量の水分がなくても硬化が進行する。すなわ
ち、本発明のアルコキシシラン組成物によれば、非水系
の組成物とすることが可能であり、保存安定性の良好な
ものとすることができる。非水系とした本発明のアルコ
キシシラン組成物は、密閉状態、室温保存下で通常６０
日以上、ゲル化を起こさない。なお、本発明でいう非水
系とは実質的に水のない状態をいう。したがって、硬化
促進剤としてゲル化を促進しない程度に微量の水を含む
ことは妨げられない。

【００２２】前記本発明のアルコキシシラン組成物は、
必要に応じて各種溶剤を使用することができる。溶剤は
前記（１）アミノ基を含有しないアルコキシシランおよ
び（２）アミノ基を含有するアルコキシシランを溶解さ
せ得るものであれば特に限定されない。例えば、アルコ
ール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、芳香族炭
化水素類、窒素含有溶剤等を用いることができる。具体
的には、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プ
ロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチ
ルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチル
アルコール、ｔ−ブチルアルコール、エチレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテル、テトラヒドロ
フルフリルアルコール、１，４−ジオキサン、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢
酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸プロピレ
ン、エチレングリコールモノエチルエーテリアセテー
ト、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等を挙
げることができる。これらの溶剤は単独使用または２種
以上を混合して使用できる。

【００２３】本発明のアルコキシシラン組成物を、プラ
スチック基材のコーテフィング剤等に使用する場合の溶
剤としては、プラスチック基材への影響等を考慮すれ
ば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｉ−プロピ
ルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等を使用するのが好
ましい。

【００２４】また、本発明のアルコキシシラン組成物に
おいては、（２）アミノ基を含有するアルコキシシラン
が、硬化促進剤としても機能するが、より塗膜の硬化の
効率を上げるために、別途硬化促進剤を使用してもよ
い。硬化促進剤の具体例としては、アルコール性水酸化
カリウム、アルコール性水酸化ナトリウム、エチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタ
ノールアミン、Ａｌ（III）トリアセチルアセトン錯体
等のβ−ジケトン錯体、オクチル酸ジブチル錫等の有機
錫化合物等が使用できる。

【００２５】前記硬化促進剤の使用量は使用する促進剤
の種類により適宜決めることができるが、通常、アルコ
キシシラン（１）、（２）合計量１００重量部に対し、
最大で１０重量部程度とするのが好ましい。１０重量部
を超えて使用すると、塗膜の造膜性や透明性等の性状に
対する影響が大きくなるため好ましくない。これら硬化
促進剤は、使用する有機ケイ素化合物、目的とする塗膜
の物性等により、単独あるいは２種以上を混合して使用
することもできる。また、硬化促進剤添加の時期は特に
制限されず、アルコキシシラン組成物中にあらかじめ添
加してもよく、アルコキシシラン組成物を基材にコーテ
ィング等する直前に添加してもよい。

【００２６】なお、本発明のアルコキシシラン組成物に
は、本発明の効果を損なわない範囲で、粘度調節剤、レ
ベリング剤、消泡剤、着色剤、安定剤、溶解性、固形分
濃度を調製するための溶剤等、有機、無機系各種添加剤
を必要に応じて添加することもできる。

【００２７】かかる本発明のアルコキシシラン組成物
は、たとえばコーティング剤等として使用される。

【００２８】プラスチック基材表面に塗布したコーティ
ング剤は、濡れ性、密着性が良好で塗工作業性に優れ
る。また、プラスチック基材表面に塗布されたしたコー
ティング剤は、加熱乾燥によりアルコキシシランの脱ア
ルコール・重縮合が急速にすすんで硬化し、プラスチッ
ク表面に３次元シロキサン結合を有するコーティング膜
を形成する。コーティング剤の塗布方法は、たとえば、
ディップコート、ロールコート、バーコート、カーテン
フローコート、スプレーコート、スピンコートなど通常
の種々の塗布方法を採用できる。

【００２９】本発明のコーティング剤の基材として使用
されるプラスチックとしては、各種素材、形態のものを
使用できるが、なかでもコーティング膜が透明性に優れ
ることから、透明プラスチックの表面コーティングに好
適である。透明プラスチックの例としては、ポリメタク
リル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレート等が挙げられる。

【００３０】硬化温度は使用するプラスチック基材の変
形温度以下であり、通常、２０〜３００℃程度となる。
基材がポリカーボネートの場合は１３０℃以下で硬化を
行うのが好ましい。硬化時間はコーティング剤組成によ
って異なってくるが、３分〜２４時間程度、より好まし
くは５分〜１２０分、加熱乾燥硬化を行う。

【００３１】プラスチック基材表面に形成したコーティ
ング膜の膜厚は、通常、１回塗りで１〜５０ミクロン程
度の厚さとなる。本発明のコーティング剤では重ね塗り
が可能で、且つ密着性が良いため任意の厚さのコーテイ
ング膜を形成できる。また、着色剤を配合して各種色相
のものを塗装することもできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、各種プラスチック基
材、特にポリカーボネートなどの透明プラスチック基材
との密着性に優れたアルコキシシラン組成物を提供でき
る。従って、プライマーなどの前処理を必要とせず、生
産性の改善、低コスト化ができる。また、本発明のアル
コキシシラン組成物は非水系組成物としても使用できる
ことから長期保存安定性に優れている。

【００３３】かかる本発明のアルコキシシラン組成物は
コーティング剤等として有用であり、プラスチック表面
には高硬度のコーティング膜を付与することができる。
得られた表面改質プラスチックのコーティング膜の表面
硬度は、鉛筆硬度で通常、Ｈ以上あり、＃０００番のス
チールウールでは全く傷がつかないレベルを達成するこ
とができる。

【００３４】また、プラスチック表面の耐擦傷性、耐摩
耗性、耐候性、耐薬品性、耐熱性などを著しく向上改善
させることができる。例えば、ポリカーボネートなどの
透明プラスチックは、有機溶剤に侵され易く透明性が損
なわれることが多いが、本発明のコーティング剤により
形成されたコーティング膜は耐溶剤性が著しく改善さ
れ、各種有機溶剤、例えばメチルエチルケトンなどのケ
トン系溶剤、トルエンなどの芳香族系溶剤、へキサン、
シクロヘキサンなどの脂肪族系溶剤などを含有する布で
ラビングしても透明性が損なわれることはない。

【００３５】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に限定される
ものでない。なお、実施例における特性評価は以下の方
法を用いて行った。

【００３６】「硬度（エンピツ硬度）」：ＪＩＳ−Ｋ５
４００に従い行った。

【００３７】「耐擦傷性」：＃０００番のスチールウー
ルを使用し、５００ｇ荷重で塗膜を１５往復こすった。
以下の基準で評価を行った。 ○：傷がほとんどない ×：傷つく、あるいは曇りが発生。

【００３８】「密着性（碁盤目テスト）」：プラスチッ
ク基材に達する１ｍｍ四方の碁盤目を塗膜に１００個
（１０×１０個）、鋼ナイフで刻みいれ、セロハンテー
プ（ニチバン社製）を圧着した後、９０℃方向へ急速に
引き剥がし、塗膜の剥離程度を評価した。 １００／１００：剥離なし。 ０／１００：すべて剥離。

【００３９】「塗膜外観」：目視により評価を行った。 ○：無色透明、均一 △：半透明、少し曇りあり。 ×：透明性なし。

【００４０】「耐薬品性」：キシレンを含ませた布で塗
膜表面を擦り、室温で１５分間放置した。 ○：塗膜に変化なし。 ×：塗膜が、白化、溶解または剥離。

【００４１】「保存安定性」：調製したアルコキシシラ
ン溶液を密閉状態、室温で放置し、１ヶ月後の外観変化
を以下の基準で観察した。また、調整３０日後放置後に
前記と同様の評価を行い特性の変化について確認した。 （１ヶ月後のアルコキシシラン溶液の外観） 〇：均一、無色透明 ×：ゲル化、固形分沈降、着色、高粘性化等の変化あり

【００４２】実施例１ 攪拌子の入った活栓付き三角フラスコ（１００ｍｌ）
に、テトラメトキシシラン１０ｇ、エタノール２０ｇを
入れ、次いでマグネチックスターラーを用いて室温で攪
拌しながら３−アミノプロピルトリエトキシシラン１０
ｇを加え、そのまま室温で３０分間攪拌混合し、無色透
明、均一なアルコキシシラン組成物を調製した。

【００４３】実施例２〜８ 実施例１において、アルコキシシラン組成物の組成また
は組成比を、表１に示すように変えた以外は実施例１と
同様にしてアルコキシシラン組成物を調製した。

【００４４】比較例１ 還流冷却器、攪拌機を備えた１００ｍｌ反応容器に、テ
トラメトキシシラン４ｇ、メチルトリメトキシシラン１
６ｇ、水１０ｇ、エチルアルコール２０ｇ、酢酸０．２
ｇを加え、７０℃下、２時間攪拌混合し、無色透明、均
一なアルコキシシラン組成物を調製した。

【００４５】比較例２ 還流冷却器、攪拌機を備えた１００ｍｌ反応容器に、メ
チルトリメトキシシラン２０ｇ、水１０ｇ、酢酸０．２
ｇを加え、７０℃下、５時間攪拌混合した。次いで、減
圧下で生成したアルコール分と水分を留去し、イソプロ
ピルアルコール２０ｇを加え透明、均一なアルコキシシ
ラン組成物を調製した。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１中、ＴＭＯＳ：テトラメトキシシラ
ン、ＴＥＯＳ：テトラエトキシシラン、ＭＴＭＯＳ：メ
チルトリメトキシシラン、ＭＳ−５１：Ｍシリケート５
１（多摩化学工業株式会社製、メチルポリシリケート、
ＳｉＯ_２としての含有量＝５０−５２重量％）、３ＡＰ
ＴＥＳｉ：３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３
ＡＰＴＭＳｉ：３−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ＮＡＥＡＰＴＭＳｉ：Ｎ−（２−アミノエチル）−
３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３ＡＰＭＤＥ
Ｓｉ：３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｅ
ｔＯＨ：エチルアルコール、ＩＰＡ：ｉ−プロピルアル
コール、を示す。

【００４８】前記実施例および比較例で得られたアルコ
キシシラン組成物を、以下の実用例においてコーティン
グ剤として使用した。

【００４９】実用例１ 実施例１で調製したコーティング剤（アルコキシシラン
組成物）をポリカーボネートシート（以下ＰＣシート；
日本ジーイープラスチックス（株）製 商品名：レキサ
ン：厚さ０．５ｍｍ両面保護フィルム付き）の保護フィ
ルムを剥がした試験片上に、ヨシミツ精機（株）製、Ｙ
ＢＡ型アプリケーター（塗工の間隙５０マイクロメータ
ー）を用いてコーティング後、１１０℃、３０分間、加
熱乾燥を行った。得られた塗膜について前記評価を行っ
た。結果を表２に示す。

【００５０】実用例３〜１２、比較実用例１〜２ 実用例１において、使用したコーティング剤（アルコキ
シシラン組成物）の種類を表２に示すように変えた他
は、実用例１と同様にしてコーティングを行い、１１０
℃で３０分加熱乾燥を行った。得られた塗膜について前
記評価を行った。結果を表２に示す。

【００５１】

【表２】

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 CA02 CB06 DA23 DB48 DC08 DC13 DC38 EA07 EB42 4F006 AA36 AB39 AB42 BA02 BA03 BA16 CA04 CA08 EA01 EA05 4J002 CP02W CP03W CP09X CP14W EX036 EX046 EX077 GH00 4J038 DL081 GA09 JA05 JA19 JA20 JA27 JA33 JA56 JA74 JB03 JB27 KA06 MA07 NA11 NA12 NA19 PB02 PB05 PB07 PB09 PC08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）アミノ基を含有しないアルコキシ
   シランおよび（２）アミノ基を含有するアルコキシシラ
   ンを含有してなるアルコキシシラン組成物。
2. 【請求項２】 （１）アミノ基を含有しないアルコキシ
   シランが、 一般式（１）：Ｒ^１ _ｐＳｉ（ＯＲ^２）_ｑ （式中、Ｒ^１は炭素原子に直結した官能基（但し、アミ
   ノ基を除く）を持っていてもよい低級アルキル基、アリ
   ール基、不飽和脂肪族残基を、Ｒ^２は水素原子または低
   級アルキル基を示す。ｐは０〜３の整数、ｑは１〜４の
   整数でｐ＋ｑ＝４を満足するものを示す。）で表される
   有機ケイ素化合物および／またはそれらの部分加水分解
   物である請求項１記載のアルコキシシラン組成物。
3. 【請求項３】 （２）アミノ基を含有するアルコキシシ
   ランが、 一般式（２）：Ｒ^３ _ｌＲ^４ _ｍＳｉ（ＯＲ^５）_ｎ （式中、Ｒ^３はアミノ基を含有するアルキル基を、Ｒ^４
   は低級アルキル基を、Ｒ ^５は水素原子または低級アルキ
   ル基を示す。ｌは１〜２の整数、ｍは０〜２の整数、ｎ
   は１〜３の整数を示し、ｌ＋ｍ＋ｎ＝４を満足するもの
   を示す。）で表される有機ケイ素化合物および／または
   それらの部分加水分解物である請求項１または２記載の
   アルコキシシラン組成物。
4. 【請求項４】 アルコキシシラン組成物が、非水系組成
   物である請求項１〜３のいずれかに記載のアルコキシシ
   ラン組成物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のアルコ
   キシシラン組成物からなるコーティング剤。
6. 【請求項６】 プラスチック基材表面に、請求項５記載
   のコーティング剤を塗布した後、加熱乾燥により硬化さ
   せ、プラスチック基材表面にコーティング膜を形成する
   ことを特徴とするプラスチックの表面コーティング方
   法。