JP2000263707A

JP2000263707A - 被覆体

Info

Publication number: JP2000263707A
Application number: JP11065268A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本; Hiroko Tanaka; 弘子田中
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】硬さと共に、耐衝撃性等の特性に優れたハー
ドコート層が被覆された被覆体を提供すること。【解決手段】表面にハードコート層が被覆された被覆
体であって、このハードコート層の組成をＸ線光電子分
光法で測定したときに、ケイ素原子と炭素原子との比Ｓ
ｉ／Ｃが０．１〜１０．０であるハードコート性に優れ
た被覆体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面にハードコー
ト層が形成された被覆体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂フィルムやボトル等の成形体、ＦＲ
Ｐ製品、木製品、金属製品等の各種物体の表面の摩耗や
傷付きを防ぐため、ハードコート層を付与することが知
られている。ハードコート層は、硬さの他に、耐衝撃
性、密着性、耐湿性等の性能に優れていることが求めら
れるが、ハードコート層の形成に利用される有機シラン
系ポリマーは、硬くすれば脆くなるため、特に、硬度と
耐衝撃性の両立が難しいという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、硬さ
と共に、耐衝撃性等の特性に優れたハードコート層が被
覆された被覆体の提供を課題として掲げた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、表面にハードコート層が被覆された被覆体であっ
て、このハードコート層の組成をＸ線光電子分光法で測
定したときに、ケイ素原子と炭素原子との比Ｓｉ／Ｃが
０．１〜１０．０であるところに要旨を有する。Ｓｉと
Ｃの比を上記範囲に設定することで、硬さと耐衝撃性の
両立が可能となり、他の特性も優れたことが見出され
た。また、上記構成により、Ｘ線光電子分光法でＳｉと
Ｃの比率を分析するだけで、ハードコート層の他の特性
の評価を行わなくても、優れた特性のハードコート層が
形成されていることを確認することができるため、研究
開発、品質管理等の時間・コストの短縮に役立つことと
なった。なお、ハードコート層の鉛筆硬度は、Ｈ〜９Ｈ
に設定することが好ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の被覆体は、各種物体（被
塗物）の表面にハードコート性に優れたハードコート層
が被覆されているものである。このハードコート層中の
ケイ素原子と炭素原子との比Ｓｉ／Ｃは、０．１〜１
０．０でなければならない。ハードコート層中のＳｉと
Ｃの比は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳまたはＥＳＣＡ）
で決定することができる。

【０００６】ケイ素原子と炭素原子との比Ｓｉ／Ｃが
０．１より小さいと、ハードコート層中のＳｉが少ない
ことを意味する。従って、コート層を構成するポリマー
中に緻密なポリシロキサン部分が少なくなり、ハードコ
ート性が発現しない。また、ハードコート層の耐摩耗
性、耐衝撃性、耐久性等の性能が向上しない。一方、Ｓ
ｉ／Ｃが１０．０を超えると、Ｓｉが含まれているポリ
シロキサン部分が多すぎて、ハードコート層がもろくな
り、やはり、ハードコート性に劣るものとなる。鉛筆硬
度も低くなるため、好ましくない。より好ましいＳｉ／
Ｃの下限は０．２、さらに好ましくは０．３である。ま
た、より好ましいＳｉ／Ｃの上限は８．０、さらに好ま
しくは０．６である。

【０００７】本発明の被覆体のハードコート層は、ハー
ドコート性に優れていることを示す目安として、鉛筆硬
度がＨ〜９Ｈであることが好ましい。鉛筆硬度は、ＪＩ
ＳＫ５４００に準じて測定し、ハードコート層のすり傷
で評価するものとする。より好ましい鉛筆硬度は２Ｈ以
上であり、４Ｈ以上がさらに好ましい。

【０００８】本発明の被覆体は、被塗物を特定するわけ
ではなく、ハードコート層が必要とされる対象物質であ
れば、プラスチック、ＦＲＰ、木、金属、金属箔、編
物、織物、不織布、紙、合成紙等、あらゆるものにハー
ドコート層を形成して、本発明の被覆体とすることがで
きる。中でも、プラスチックフィルム、ボトル・容器、
あるいは種々の成形品等の樹脂成形体が好ましい被塗物
として挙げられる。

【０００９】樹脂成形体を構成するプラスチックの種類
は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のスチレン
系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイ
ソフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、
ポリブチレンテレフタレートやこれらの共重合体等のポ
リエステル、ポリアミド樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸
およびそのエステル等のアクリル系樹脂、ポリオキシメ
チレン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体、ポリエーテルケト
ン、ポリカーボネート、セロファン、ポリエーテルサル
ホン、ポリサルホン、ポリフェニレンサルホン、ポリイ
ミド、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂
や、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹
脂、ユリア樹脂、珪素樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく
使用できる。もちろんこれらの２種以上の積層体を用い
てもよい。

【００１０】本発明の被覆体を製造する方法、すなわ
ち、ハードコート層形成用コーティング剤を被塗物にコ
ーティングする方法は特に限定されず、例えばロールコ
ーティング法、ディップコーティング法、バーコーティ
ング法、ノズルコーティング法、ダイコーティング法、
スプレーコーティング法等やこれらを組み合わせた方法
を採用できる。キャリアのコア粒子にコーティングする
場合は、ディプコーティング法、スプレーコーティング
法、フローコーターを用いる流動スプレーコーティング
法等を採用するとよい。コーティング後は、ハードコー
ト層の硬化および乾燥を行う。加熱、あるいは加熱・加
湿を行えば、ハードコート性に優れた緻密なハードコー
ト層を速やかに形成することができるため、推奨され
る。なお、コーティング剤の塗工前に、被塗物にウレタ
ン樹脂等の公知のアンカーコート層を設けてもよく、被
塗物に予め他の層が積層されていてもよい。

【００１１】ハードコート層の厚みは、特に限定されな
いが、ハードコート性に優れているため厚くする必要は
ない。通常、乾燥後で０．１〜５μｍの範囲が好まし
い。好ましくは０．３〜３μｍである。

【００１２】本発明の被覆体は、ハードコート層のＳｉ
／Ｃが０．１〜１０．０であれば、ハードコート層を形
成するためのコーティング剤の組成は限定されないが、
Ｓｉ／Ｃを上記範囲にするための好ましいコーティング
剤の組成について、以下説明する。そのコーティング剤
とは、官能基（ただし、アルコキシシリル基を除く）を
有する有機化合物（Ａ）、該有機化合物（Ａ）が有する
官能基と反応し得る官能基およびＳｉ（ＯＲ¹）基（Ｒ¹
は炭素数１〜４のアルキル基）を有する有機シラン化合
物（Ｂ）および／またはその加水分解縮合物、下記一般
式（Ｃ）で示される有機シラン化合物（Ｃ）および／ま
たはその加水分解縮合物、Ｒ² _mＭ（ＯＲ³）_n …（Ｃ）（式中、Ｍは金属元素、Ｒ²は同一または異なっていて
もよく、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、アリー
ル基、ビニル基または炭素鎖に直結した官能基を表し、
Ｒ³は同一または異なっていてもよく、炭素数１〜４の
アルキル基を表し、ｍは０または正の整数、ｎは１以上
の整数で、かつｍ＋ｎは金属元素Ｍの原子価と一致す
る。）とを含有するものである。

【００１３】有機化合物（Ａ）は、アルコキシシリル基
以外の官能基を有する有機化合物である。アルコキシシ
リル基を持たないので、有機シラン化合物（Ｂ）や有機
シラン化合物（Ｃ）の加水分解縮合反応には関与しな
い。有機シラン化合物（Ｂ）と有機シラン化合物（Ｃ）
とからなるハードコート層は、硬いがもろい（耐衝撃性
に劣る）という欠点を有しているが、有機化合物（Ａ）
をコーティング剤に加えることによって、ハードコート
層に柔軟性、可撓性を付与することができ、上記範囲に
Ｓｉ／Ｃを設定することができる。また、有機化合物
（Ａ）は、加水分解縮合反応には関与しないが、（Ａ）
の有する官能基によって、有機シラン化合物（Ｂ）と反
応することによりハードコート層を構成する高分子鎖の
中に組み込まれて、膜を構成する高分子鎖の中のいわば
ソフトセグメント部分を形成する。このため、硬度や強
度、緻密さを低下させることなく、ハードコート層の耐
衝撃性を向上させることができる。

【００１４】有機化合物（Ａ）は、アルコキシシリル基
以外の官能基を有する化合物であることが必要である
が、官能基の種類は特に限定されず、有機シラン化合物
（Ｂ）が持つ官能基との組合わせによって、種々の官能
基を用いることができる。中でも、アミノ基とエポキシ
基の組合わせは反応速度が速く、ハードコート層が速や
かに硬化するため好ましい。有機化合物（Ａ）として、
官能基を２個以上有する化合物であることも硬化を速や
かにするために効果的である。

【００１５】コーティング剤の好適な実施態様として、
有機化合物（Ａ）が、エポキシ基、イソシアネート基、
カルボキシル基もしくはその無水物、オキサゾリニル
基、ハロゲン化アルキル基およびヒドロキシル基からな
る群より選択される少なくとも１種の官能基を有する化
合物である構成が挙げられる。中でもエポキシ基を有し
ていることが好ましい。この場合、有機シラン化合物
（Ｂ）は、アルコキシシリル基とアミノ基とを有してい
るものを用いることが推奨される。

【００１６】コーティング剤の別の好適な実施態様とし
て、有機化合物（Ａ）が、アミノ基を有する化合物であ
り、中でも分子量が２００以上の高分子化合物である構
成が、被膜に可撓性を付与する観点から好ましい。さら
に好ましくは、ポリエチレンイミン類であり、この場
合、有機シラン化合物（Ｂ）は、アルコキシシリル基と
共に、アミノ基と反応し得る官能基を持つ有機シラン化
合物となるが、特にエポキシ基を有する化合物であるこ
とが好ましい。

【００１７】アミノ基を有する有機化合物（Ａ）の具体
例としては、アリルアミン、ジアリルアミン、イソプロ
ピルアミン、ジイソプロピルアミン、イミノビスプロピ
ルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、２−エチル
ヘキシルアミン、３−エトキシプロピルアミン、ジイソ
ブチルアミン、３−ジエチルアミノプロピルアミン、ジ
−２−エチルヘキシルアミン、ジブチルアミノプロピル
アミン、プロピルアミン、ジメチルアミノプロピルアミ
ン、メチルイミノビスプロピルアミン、３−メトキシプ
ロピルアミン、エチレンジアミン、１，４−ジアミノブ
タン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプ
ロパン、ヘキサメチレンジアミン、エタノールアミン、
ジエタノールアミン等のアミノ基を１個以上有する低分
子有機化合物；ポリエチレンイミン類、例えば日本触媒
社製エポミンシリーズ（エポミンＳＰ−００３、エポミ
ンＳＰ−００６、エポミンＳＰ−０１２、エポミンＳＰ
−０１８、エポミンＳＰ−１０３、エポミンＳＰ−１１
０、エポミンＳＰ−２００、エポミンＳＰ−３００、エ
ポミンＳＰ−１０００、エポミンＳＰ−１０２０等）、
ポリアリルアミン類（例えば日東紡績社製ＰＡＡ−Ｌ、
ＰＡＡ−Ｈ等）、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等
のアミノ基含有（メタ）アクリレートのホモポリマー
や、これらのアミノ基含有（メタ）アクリレートと他の
（メタ）アクリレート類や（メタ）アクリル酸とのコポ
リマー、ポリオキシエチレンアルキルアミン類等のアミ
ノ基含有高分子有機化合物が挙げられる。

【００１８】エポキシ基を有する有機化合物（Ａ）の具
体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリ
エチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチ
レングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレング
リコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコール
ジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリ
シジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエ
ーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテ
ル、グリセロールジグリシジルエーテル等の脂肪族ジグ
リシジルエーテル類；グリセロールトリグリシジルエー
テル、ジグリセロールトリグリシジルエーテル、トリグ
リシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレ
ート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等
のポリグリシジルエーテル類；アジピン酸ジグリシジル
エステル、ｏ−フタル酸ジグリシジルエステル等の脂肪
族および芳香族ジグリシジルエステル類；ビスフェノー
ルＡジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジ
ルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ビス
フェノールＳジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦ
ジグリシジルエーテル、および次式で表される化合物類

【００１９】

【化１】

【００２０】等の芳香環またはその水素添加環（核置換
誘導体も含む）を有するグリシジル類；あるいはグリシ
ジル基を官能基として有するオリゴマー類（例えばビス
フェノールＡジグリシジルエーテルオリゴマーの場合は
下式の様に表せる）；

【００２１】

【化２】

【００２２】等が挙げられる。

【００２３】また、ヘキサメチレンジイソシアネート、
トリレンジイソシアネート、１，４−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリジン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート等のイソシアネー
ト類；酒石酸、アジピン酸等のジカルボン酸類；ポリア
クリル酸等の含カルボキシル基重合体；オキサゾリニル
基含有重合体等も有機化合物（Ａ）として用いることが
できる。これらのうち１種または２種以上を用いてもよ
い。なお、上記例示した有機化合物（Ａ）の中でも芳香
環またはその水素添加環（核置換誘導体も含む）を有す
る化合物は、ハードコート層の耐水性を向上させる作用
がある。

【００２４】有機シラン化合物（Ｂ）は、前記した有機
化合物（Ａ）が有する官能基と反応し得る官能基とＳｉ
（ＯＲ¹）基（Ｒ¹は炭素数１〜３のアルキル基）を有す
る化合物であり、後述する有機シラン化合物（Ｃ）と共
に、ハードコート層中のＳｉ源となる化合物である。有
機化合物（Ａ）の官能基にあわせて、有機シラン化合物
（Ｂ）のもつ官能基を決定する。

【００２５】具体的には、Ｎ−β（アミノエチル）γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエ
チル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリイソプロポキ
シシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
トリブトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエ
チル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ
−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジイソ
プロポキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルメチルジブトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、Ｎ−
β（アミノエチル）γ−アミノプロピルエチルジエトキ
シシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
エチルジイソプロポキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルエチルジブトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプ
ロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリブトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルメチルジイソプロポキシシラン、γ−アミノプロ
ピルメチルジブトキシシラン、γ−アミノプロピルエチ
ルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジエト
キシシラン、γ−アミノプロピルエチルジイソプロポキ
シシラン、γ−アミノプロピルエチルジブトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリアセトキシシラン、γ−
（２−ウレイドエチル）アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−（２−ウレイドエチル）アミノプロピルトリ
エトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含
有化合物；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４
−エポキシシクロヘキシル）エチルトリイソプロポキシ
シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルメチルジメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシ
クロヘキシル）エチルメチルジエトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリイソプロポキシシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基含有化合
物；あるいはγ−イソシアノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−イソシアノプロピルトリエトキシシラン、γ−
イソシアノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソ
シアノプロピルメチルジエトキシシラン等のイソシアネ
ート基含有化合物；γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン
等のメルカプト基含有化合物；等が挙げられ、１種また
は２種以上を用いることができる。

【００２６】有機シラン化合物（Ｂ）は、有機化合物
（Ａ）と反応する他、加水分解性基であるＳｉ（Ｏ
Ｒ¹）基（Ｒ¹は前記と同じ意味）を有しているので、有
機化合物（Ａ）と反応する前もしくは反応後に加水分解
縮合が進行し、また後述の有機シラン化合物（Ｃ）の加
水分解性縮合基と共加水分解縮合を起こして縮重合が進
行していくため、速やかにハードコート性に優れた緻密
なハードコート層を形成することができる。ハードコー
ト層と被塗物との密着性を高める効果も有する。有機シ
ラン化合物（Ｂ）を予め単独で、あるいは有機シラン化
合物（Ｃ）と（共）加水分解縮重合を行っておいてもよ
い。コーティング時の有機シラン化合物（Ｂ）や有機シ
ラン化合物（Ｃ）の揮散を防ぐことができ、より速やか
にハードコート層を形成することができるためである。
また有機化合物（Ａ）として低分子化合物を使用すると
きには、前もって加水分解縮合をしておくことが好まし
い。

【００２７】本発明に用いられる有機シラン化合物
（Ｃ）としては、下記一般式（Ｃ）で表されるものであ
れば特に限定されない。この有機シラン化合物（Ｃ）
は、有機化合物（Ａ）のもつ官能基と反応し得る官能基
を持たない点で有機シラン化合物（Ｂ）と区別できる。Ｒ² _mＳｉ（ＯＲ³）_n …（Ｉ）（式中、Ｒ²は同一または異なっていてもよく、水素原
子、炭素数１〜４のアルキル基、アリール基、ビニル基
または炭素鎖に直結した官能基を表し、Ｒ³は同一また
は異なっていてもよく、炭素数１〜３のアルキル基を表
し、ｍは０または正の整数、ｎは１以上の整数で、かつ
ｍ＋ｎは４である。）。

【００２８】有機シラン化合物（Ｃ）は、被塗物への密
着性を高め、かつ有機シラン化合物（Ｂ）と共にポリシ
ロキサン骨格の緻密なハードコート層を形成するので、
ハードコート性や耐熱性に優れた被覆体を形成すること
ができる。

【００２９】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、テトライソプロポキシシラン、
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、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシ
シラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプ
ロポキシシラン、エチ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、ジメチ
ルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラ
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、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジブ
トキシシラン等が挙げられる。中でも、反応性およびハ
ードコート層の耐水性向上の点から、テトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシランが好ましい。

【００３０】また、有機シラン化合物（Ｃ）と同様の効
果を発揮する有機金属化合物をコーティング剤の配合成
分の１つとして用いることができる。具体的には、チタ
ニウムテトラエトキシド、チタニウムテトライソプロポ
キシド、チタニウムテトラブトキシド等のチタニウムア
ルコキシド類、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコ
ニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラブ
トキシド等のジルコニウムアルコキシド類、アルミニウ
ムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシ
ド、アルミニウムトリブトキシド等のアルミニウムアル
コキシド類等である。

【００３１】有機シラン化合物（Ｂ）および有機シラン
化合物（Ｃ）は、ハードコート層形成時の乾燥を防ぐた
めに予め加水分解縮合を行っておくことが好ましい。こ
れらの（共）加水分解縮合反応は、空気中の水分で進行
するが、酸または塩基等の公知の触媒を用いると効率よ
く行うことができる。また、加水分解反応は溶媒中で行
うことが好ましく、溶媒を含むコーティング剤であれば
コーティング作業も容易となる。

【００３２】溶媒としては、メタノール、エタノール、
２−プロパノール、ブタノール、エチレングリコール等
のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、トルエン、ベンゼ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル
等のエステル類、その他、テトラヒドロフラン、プロピ
ルエーテル、水等が挙げられ、これらの１種または２種
以上を混合して用いることができる。中でも、加水分解
反応時の安定性や保存安定性に優れている点で、メタノ
ール、エタノール等のアルコール類が好ましい。

【００３３】コーティング剤中の溶媒の使用量は特に限
定されないが、全重量のうち２０〜８５重量％とするこ
とが好ましい。２０重量％より少ないと、塗工中に、コ
ーティング剤の粘度が上昇して均一塗工ができなくなる
可能性があり、８５重量％を超えると、有効成分が低濃
度となり過ぎるため、必要なハードコート層厚を確保で
きない場合がある。

【００３４】次に、Ｓｉ／Ｃを０．１〜１０．０の範囲
にするための各化合物の好ましい使用量を説明する。コ
ーティング剤中の溶媒以外の各化合物の合計量を１００
重量％としたときの有機化合物（Ａ）は、１〜４０重量
％が好ましい。最大の炭素源である有機化合物（Ａ）が
１重量％より少ないと、Ｓｉ／Ｃが１０．０を超えるこ
とがある。また、ハードコート層の可撓性が不充分であ
り、耐衝撃性を向上させる効果が発現しない。４０重量
％より多いと、Ｓｉ／Ｃが０．１より小さくなり、高硬
度のハードコート層が得られない。より好ましい（Ａ）
の使用量は５〜３０重量％の範囲であり、さらに好まし
くは５〜２０重量％である。

【００３５】有機シラン化合物（Ｂ）は０．５〜８０重
量％が好ましい。有機シラン化合物（Ｂ）が０．５重量
％より少ないと、Ｓｉ／Ｃが０．１より小さくなること
がある。また、被塗物に対するハードコート層の密着性
がよくない。しかし、８０重量％より多いと、Ｓｉ／Ｃ
が１０．０を超えると共に、ハードコート層の耐湿性が
劣る傾向にある。より好ましい有機シラン化合物（Ｂ）
の使用量は１〜７０重量％の範囲であり、さらに好まし
くは１〜６０重量％である。

【００３６】有機シラン化合物（Ｃ）は５〜９０重量％
が好ましい。有機シラン化合物（Ｃ）が５重量％より少
ないと、Ｓｉ／Ｃが０．１より小さくなることがある。
また、ハードコート層の耐湿性が不足する。しかし９０
重量％を超えて使用すると、有機化合物（Ａ）の使用量
が少なくなって、Ｓｉ／Ｃが１０．０を超えてしまう。
その結果、ハードコート層の可撓性が低下して、耐衝撃
性が悪くなる。より好ましい有機シラン化合物（Ｃ）の
使用量は１０〜９０重量％の範囲であり、さらに好まし
くは３０〜８０重量％である。

【００３７】コーティング剤の調製方法は特に限定され
ないが、有機化合物（Ａ）、有機シラン化合物（Ｂ）お
よび／またはその加水分解縮合物、有機シラン化合物
（Ｃ）および／またはその加水分解縮合物とを単に混合
する方法、予め有機化合物（Ａ）と有機シラン化合物
（Ｂ）との官能基反応を行ってから有機シラン化合物
（Ｃ）および／またはその加水分解縮合物を加える方法
や、有機化合物（Ａ）の存在下で有機シラン化合物
（Ｂ）と有機シラン化合物（Ｃ）を（共）加水分解縮合
する方法、有機シラン化合物（Ｂ）と有機シラン化合物
（Ｃ）を共加水分解縮合してから有機化合物（Ａ）と反
応させる方法等が挙げられる。

【００３８】上記コーティング剤には、必要に応じて、
硬化触媒、濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤等の
無機・有機系各種添加剤を必要に応じて添加してもよ
い。

【００３９】本発明のコーティング剤によるハードコー
ト層は、充分な強度・硬度を有し、耐摩耗性、耐衝撃
性、耐熱性、可撓性、透明性、耐湿性、耐溶剤性等に優
れているので、ハードコート層としてだけでなく、その
他、種々の目的で種々の用途に適用することができる。

【００４０】

【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。

【００４１】実施例１撹拌機、温度計、および冷却器を備えたフラスコに、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン１００ｇとメタノ
ール１００ｇを仕込み、６０℃に昇温した後、ビスフェ
ノールＡジグリシジルエーテル３０ｇを３０分かけて滴
下した。６０℃で４時間熟成してから室温まで冷却し、
水５．０ｇとメタノール２０ｇの混合液を加えて１時間
かけて熟成した。０．８ｇとメタノール１７．０ｇの混
合溶液を１５分かけて滴下し、１時間熟成した後、さら
に、テトラメトキシシランオリゴマー「Ｍシリケート５
１」（多摩化学社製）５０ｇとメタノール４７０ｇを加
え、室温で１時間熟成してコーティング剤１を得た。

【００４２】このコーティング剤１を、乾燥後の厚みが
２μｍになるようにポリエチレンテレフタレートフィル
ム（厚さ２０μｍ）にコーティングし、１００℃で１分
乾燥してハードコート層１を形成した。このハードコー
ト層１のＸＰＳ法によるＳｉ／Ｃの値と鉛筆硬度の測定
結果を表１に示した。

【００４３】実施例２撹拌機、温度計および冷却器を備えたフラスコに、ポリ
エチレンイミン「エポミンＳＰ−００６」（日本触媒社
製）１０ｇ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン３ｇ、メタノール５０ｇを仕込み、６０℃に昇温し
た後、２時間熟成してから室温まで冷却し、水０．５ｇ
とメタノール５ｇの混合液を加えて室温で１時間熟成し
た。この反応液に、さらに、前記「Ｍシリケート５１」
１５ｇとメタノール４０ｇを加え、室温で１時間熟成し
てコーティング剤２を得た。

【００４４】このコーティング剤２を、乾燥後の厚みが
２μｍになるようにポリエチレンテレフタレートフィル
ム（厚さ２０μｍ）にコーティングし、１００℃で１分
乾燥してハードコート層２を形成した。このハードコー
ト層２のＸＰＳ法によるＳｉ／Ｃの値と鉛筆硬度の測定
結果を表１に示した。

【００４５】実施例３撹拌機、温度計および冷却器を備えたフラスコに、γ−
グリシドキシプロピルトリエトキシシラン１００ｇ、メ
タノール１００ｇを仕込み、６０℃に昇温した後、ヘキ
サメチレンジアミン１５ｇを３０分かけて滴下し、２時
間熟成した。次いで、この反応液を室温まで冷却し、水
４．０ｇとメタノール３６ｇの混合液を加えて室温で１
時間熟成した。さらに、前記「Ｍシリケート５１」３０
ｇとメタノール３５０ｇを加え、室温で１時間熟成して
コーティング剤３を得た。

【００４６】このコーティング剤３を、乾燥後の厚みが
２μｍになるように二軸延伸ポリプロピレンフィルム
（厚さ２０μｍ）にコーティングし、８０℃で１分乾燥
してハードコート層３を形成した。このハードコート層
３のＸＰＳ法によるＳｉ／Ｃの値と鉛筆硬度の測定結果
を表１に示した。

【００４７】比較例１実施例１で、ビスフェノールＡグリシジルエーテルを１
００ｇとし、「Ｍシリケート５１」を用いなかった以外
は、実施例１と同様にして、ハードコート層を形成し、
特性を評価した。結果を表１に併記した。

【００４８】比較例２撹拌機、温度計および冷却器を備えたフラスコに、テト
ラメトキシラン２０ｇと、水４．０ｇ、０．１Ｎ塩酸
０．８ｇとメタノール８０ｇを仕込み、室温で２４時間
撹拌して比較用コーティング剤を得て、ハードコート層
を形成し、特性を評価した。結果を表１に併記した。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明の被覆体は、Ｓｉ／Ｃの比が特定
範囲であるハードコート層が被覆されたものである。Ｓ
ｉとＣの比を上記範囲に設定することで、硬さと耐衝撃
性の両立が可能となり、他の特性も優れたことが見出さ
れた。また、上記構成により、Ｘ線光電子分光法でＳｉ
とＣの比率を分析するだけで、ハードコート層の他の特
性の評価を行わなくても、優れた特性のハードコート層
が形成されていることを確認することができるため、研
究開発、品質管理等の時間・コストの短縮に役立つこと
となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F006 AA35 AB39 BA02 CA07 CA08 DA04 4F100 AK42B AK52A BA02 EH46 GB15 GB16 JK09 JK12 JK12A JK14 YY00A 4J038 CG141 CG142 CH201 CH202 DB001 DB002 DF021 DF022 DJ011 DJ012 DL021 DL022 DL031 DL032 JB01 JC32 JC34 JC35 JC36 NA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にハードコート層が被覆された被覆
体であって、このハードコート層の組成をＸ線光電子分
光法で測定したときに、ケイ素原子と炭素原子との比Ｓ
ｉ／Ｃが０．１〜１０．０であることを特徴とするハー
ドコート性に優れた被覆体。
【請求項２】ハードコート層の鉛筆硬度がＨ〜９Ｈで
ある請求項１に記載のハードコート性に優れた被覆体。