JP2001520699A - 基板上に耐摩耗性被覆を施すための組成物 - Google Patents
基板上に耐摩耗性被覆を施すための組成物Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.改善された安定性を有し、基板に塗布されて硬化した時に基板上に耐摩耗性 被覆を提供する組成物において、 加水分解生成物と、エポキシ官能シラン、四官能シラン及び多官能化合物の部 分的濃縮物と、を含む水−有機溶媒混合物を含み、 多官能化合物は、多官能カルボン酸、多官能無水物、及びそれらの組み合わせ からなるグループから選択され、 エポキシ官能シランは、四官能シランに対するモル比が約0.1:1から約5 :1の間で存在する組成物。 2.加水分解生成物、並びにエポキシ官能シランと四官能シランの部分的濃縮物 は、水−有機溶媒混合物中に、被覆組成物の全固形分に基づいて約10から約9 9.9重量パーセントの量で存在し、 多官能化合物は、水−有機溶媒混合物中に、被覆組成物の全固形分に基づいて 約0.1から約30重量パーセントの量で存在する請求項1に記載の組成物。 3.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、アルコール、エーテル、グリコール、グ リコールエーテル、エステル、ケトン、グリコールエーテルアセテート、及びそ れらの混合物からなるグループから選択される請求項1又は2に記載の組成物。 4.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、一般式ROHを有するアルコールであり 、Rは1から約10の炭素原子を有する含むアルキル基である請求項1乃至3の いずれかに記載の組成物。 5.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、グリコール、エーテル、グリコールエー テル、及び式R1−(OR2)x−OR1の式を有するそれらの混合物からなるグル ープから選択され、xは0、1、2、3、又は4の整数であり、R1はH又は1 から約10の炭素原子を含むアルキル基であり、R2は1から約10の炭素原子 を有するアルキレン基及びその組み合わせである請求項1又は2に記載の組成物 。 6.エポキシ官能シランは、四官能シランに対するモル比が、約0.1:1から 約3:1で存在する請求項1乃至5のいずれかに記載の組成物。 7.エポキシ官能シランは、式R3 xSi(OR4)4-xで示され、xは1、2又は3 の整数であり、 R3は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を有し少なくとも1つのエポキシ官 能基を有するそれらの組み合わせであり、 R4は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、−Si( OR5)3-yR6 y基、及びそれらの組み合わせであり、 yは、0、1、2又は3の整数であり、 R5は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、別の−S i(OR5)3-yR6 y基、及びその組み合わせであり、 R6は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を含むそれらの組み合わせである請 求項1乃至6のいずれかに記載の組成物。 8.四官能シランは、式Si(OR7)4で示され、R7は、H、1から約5の炭 素原子を含むアルキル基及びそのエーテル、(OR7) カルボキシル酸塩、R8がHである−Si(OR8)3基、1から5の炭素数を有 するアルキル基及びそれらのエーテル、(OR8)カルボキシル酸塩、別の−S i(OR8)3基、及びそれらの組み合わせである請求項1乃至7のいずれかに記 載の組成物。 9.水−有機溶媒混合物中に存在する水の量は、加水分解生成物と、エポキシ官 能シラン及び四官能シランの部分的濃縮物との実質的に均質な混合物を提供する のに十分な量である請求項1乃至8のいずれかに記載の組成物。 10.水−有機溶媒混合物の溶媒成分の少なくとも一部は、エポキシ官能シラン と四官能シランの加水分解中に生成される請求項1乃至9のいずれかに記載の組 成物。 11.組成物を硬化させることにより作られる被覆に高められた耐摩耗性を与え るための有効な量の触媒をさらに含む請求項1乃至10のいずれかに記載の組成 物。 12.有効な量の触媒は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約10重量 パーセントである請求項11に記載の組成物。 13.水−有機溶媒混合物は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約50 重量パーセントの、式R9 xSi(OR10)4-xで示される加水分解生成物とシラ ン添加物の部分的濃縮物との混合物をさらに含み、xは1、2又は3の整数であ り、R9はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、官能性アルキル基、 アルキレン基、アリル基、アルキルエーテル基及びそれらの組み合わせであり、 R10 はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基及びそれらの組み 合わせである請求項1乃至12のいずれかに記載の組成物。 14.水−有機溶媒混合物は、さらに、水成−有機混合物を基板上に広げると共 に水−有機溶媒混合物と基板との実質的に均一な接触を提供するための有効な量 の平滑剤を含む請求項1乃至13のいずれかに記載の組成物。 15.水−有機溶媒混合物は、さらに、組成物中の全固形分組成物に基づいて約 0.1から約50重量パーセントのシリカを組成物に提供するための有効な量の コロイドシリカを含む請求項1乃至14のいずれかに記載の組成物。 16.基板と、 基板の少なくとも1つの表面上に形成される実質的に透明な耐摩耗性被覆であ って、被覆は、基板表面上に塗布された、水−有機溶媒混合物を含む被覆組成物 を硬化することにより形成され、水−有機溶媒混合物は、 組成物の全固形分に基づいて約10から約99.9重量パーセントの加水分 解生成物並びにエポキシ官能シランと四官能シランの部分的濃縮物であって、エ ポキシ官能シランは四官能シランに対して約0.1:1から約5:1のモル比で 存在し、水成溶媒分散の溶媒成分はエポキシ官能シラン及び四官能シランと適合 性を有する加水分解生成物及び濃縮物と、 組成物の全固形分に基づいて約0.1から約30重量パーセントの多官能化 合物であって、多官能カルボン酸、多官能無水物及び それらの混合物からなるグループから選択される多官能化合物と、を含む物品。 17.エポキシ官能シランは、四官能シランに対して、約0.1:1から約3: 1のモル比で存在する請求項16に記載の物品。 18.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、アルコール、エーテル、グリコール、 グリコールエーテル、エステル、ケトン、グリコールエーテルアセテート、及び それらの混合物からなるグループから選択される請求項16又は17に記載の物 品。 19.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、一般式ROHを有するアルコールであ り、Rは1から約10の炭素原子を有する含むアルキル基である請求項16乃至 18のいずれかに記載の物品。 20.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、グリコール、エーテル、グリコールエ ーテル、及び式R1−(OR2)x−OR1の式を有するそれらの混合物からなるグ ループから選択され、xは0、1、2、3、又は4の整数であり、R1はH又は 1から約10の炭素原子を含むアルキル基であり、R2は1から約10の炭素原 子を有するアルキレン基及びその組み合わせである請求項16又は17に記載の 物品。 21.エポキシ官能シランは、式R3 xSi(OR4)4-xで示され、xは1、2又は 3の整数であり、 R3は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を有し少 なくとも1つのエポキシ官能基を有するそれらの組み合わせであり、 R4は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、−Si( OR5)3-yR6 y基、及びそれらの組み合わせであり、 yは、0、1、2又は3の整数であり、 R5は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、別の−S i(OR5)3-yR6 y基、及びその組み合わせであり、 R6は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を含むそれらの組み合わせである請 求項16乃至20のいずれかに記載の物品。 22.四官能シランは、式Si(OR7)4で示され、R7は、H、1から約5の 炭素原子を含むアルキル基及びそのエーテル、(OR7)カルボキシル酸塩、R8 がHである−Si(OR8)3基、1から5の炭素数を有するアルキル基及びそれ らのエーテル、(OR8)カルボキシル酸塩、別の−Si(OR8)3基、及びそ れらの組み合わせである請求項16乃至21のいずれかに記載の物品。 23.水−有機溶媒混合物中に存在する水の量は、加水分解生成物と、エポキシ 官能シラン及び四官能シランの部分的濃縮物との実質的に均質な混合物を提供す るのに十分な量である請求項16乃至22のいずれかに記載の物品。 24.水−有機溶媒混合物の溶媒成分の少なくとも一部は、エポキシ官能シラン と四官能シランの加水分解中に生成される請求項16乃至23のいずれかに記載 の物品。 25.組成物を硬化させることにより作られる被覆に高められた耐摩耗性を与え るための有効な量の触媒をさらに含む請求項16乃至24のいずれかに記載の物 品。 26.有効な量の触媒は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約10重量 パーセントである請求項25に記載の物品。 27.水−有機溶媒混合物は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約50 重量パーセントの、式R9 xSi(OR10)4-xで示される加水分解生成物とシラ ン添加物の部分的濃縮物との混合物をさらに含み、xは1、2又は3の整数であ り、R9はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、官能性アルキル基、 アルキレン基、アリル基、アルキルエーテル基及びそれらの組み合わせであり、 R10はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基及びそれらの 組み合わせである請求項16乃至26のいずれかに記載の物品。 28.水−有機溶媒混合物は、さらに、水成−有機混合物を基板上に広げると共 に水−有機溶媒混合物と基板との実質的に均一な接触を提供するための有効な量 の平滑剤を含む請求項16乃至27のいずれかに記載の物品。 29.水一有機溶媒混合物は、さらに、組成物中の全固形分組成物に基づいて約 0.1から約50重量パーセントのシリカを組成物に提供するための有効な量の コロイドシリカを含む請求項16乃至28のいずれかに記載の物品。 30.基板は、プラスチック、木、セラミクス、ガラスセラミクス、ガラス、鉱 物ベースの材料、皮、紙、織物、及び金属材料から作られる請求項16乃至29 のいずれかに記載の物品。 31.基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法において、 基板の少なくとも1つの表面に、水−有機溶媒混合物を含む有効な量の被覆組 成物を塗布して基板上に実質的に均一な被覆を設ける工程であって、水−有機溶 媒混合物は、加水分解生成物と、エポキシ官能シラン、四官能シラン及び多官能 化合物の部分的濃縮物とを含み、多官能化合物は、多官能カルボン酸、多官能無 水物及びそれらの組み合わせからなるグループから選択され、エポキシ官能シラ ンは四官能シランに対して約0.1:1から約5:1のモル比で存在する工程と 、及び 被覆組成物を硬化させて、実質的に透明な耐摩耗性被覆を基板に設ける工程と 、を有する方法。 32.加水分解生成物、並びにエポキシ官能シランと四官能シランの部分的濃縮 物は、被覆組成物の全固形分に基づいて約10から約99.9重量パーセントの 量で水−有機溶媒混合物中に存在し、多官能化合物は被覆組成物の全固形分に基 づいて約0.1から約30重量パーセントで水−有機溶媒混合物中に存在する請 求項31に記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 33.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、一般式ROHを有するアルコールであ り、Rは1から約10の炭素原子を有する含むアルキル基である請求項31又は 32に記載の基板上に実質的に透明な耐 摩耗性の被覆を設ける方法。 34.水−有機溶媒混合物の溶媒成分は、グリコール、エーテル、グリコールエ ーテル、及び式R1−(OR2)x−OR1の式を有するそれらの混合物からなるグ ループから選択され、xは0、1、2、3、又は4の整数であり、R1はH又は 1から約10の炭素原子を含むアルキル基であり、R2は1から約10の炭素原 子を有するアルキレン基及びその組み合わせである請求項31又は32に記載の 基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 35.エポキシ官能シランは、四官能シランに対するモル比が、約0.1:1か ら約3:1で水−有機溶媒混合物中に存在する請求項31乃至34のいずれかに 記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 36.水成−有機混合物中のエポキシ官能シランは、式R3 xSi(OR4)4-xで示 され、xは1、2又は3の整数であり、 R3は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を有し少なくとも1つのエポキシ官 能基を有するそれらの組み合わせであり、 R4は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、−Si( OR5)3-yR6 y基、及びそれらの組み合わせであり、 yは、0、1、2又は3の整数であり、 R5は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基、別の−S i(OR5)3-yR6 y基、及びその組み合わせであり、 R6は、H、アルキル基、官能性アルキル基、アルキレン基、アリル基、アル キルエーテル、及び1から約10の炭素原子を含むそ れらの組み合わせである請求項31乃至35のいずれかに記載の基板上に実質的 に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 37.水成−有機混合物中の四官能シランは、式Si(OR7)4で示され、R7 は、H、1から約5の炭素原子を含むアルキル基及びそのエーテル、(OR7) カルボキシル酸塩、R8がHである−Si(OR8)3基、1から5の炭素数を有 するアルキル基及びそれらのエーテル、(OR8)カルボキシル酸塩、別の−S i(OR8)3基、及びそれらの組み合わせである請求項31乃至36のいずれか に記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 38.水−有機溶媒混合物中に存在する水の量は、加水分解生成物と、エポキシ 官能シラン及び四官能シランの部分的濃縮物との実質的に均質な混合物を提供す るのに十分な量である請求項31乃至37のいずれかに記載の基板上に実質的に 透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法 39.水−有機溶媒混合物の溶媒成分の少なくとも一部は、エポキシ官能シラン と四官能シランの加水分解中に生成される請求項31乃至38のいずれかに記載 の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 40.水−有機溶媒混合物は、組成物を硬化させることにより作られる被覆に高 められた耐摩耗性を与えるための有効な量の触媒をさらに含む請求項31乃至3 9のいずれかに記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 41.有効な量の触媒は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約10重量 パーセントである請求項40に記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を 設ける方法。 42.水−有機溶媒混合物は、組成物の全固形分に基づいて約0.1から約50 重量パーセントの、式R9 xSi(OR10)4-xで示される加水分解生成物とシラ ン添加物の部分的濃縮物との混合物をさらに含み、xは1、2又は3の整数であ り、R9はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、官能性アルキル基、 アルキレン基、アリル基、アルキルエーテル基及びそれらの組み合わせであり、 R10はH、1から約10の炭素原子を含むアルキル基、アセチル基及びそれらの 組み合わせである請求項31乃至41のいずれかに記載の基板上に実質的に透明 な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 43.水−有機溶媒混合物は、さらに、水成−有機混合物を基板上に広げると共 に水−有機溶媒混合物と基板との実質的に均一な接触を提供するための有効な量 の平滑剤を含む請求項31乃至42のいずれかに記載の基板上に実質的に透明な 耐摩耗性の被覆を設ける方法。 44.水−有機溶媒混合物は、さらに、組成物中の全固形分組成物に基づいて約 0.1から約50重量パーセントのシリカを組成物に提供するための有効な量の コロイドシリカを含む請求項31乃至43のいずれかに記載の基板上に実質的に 透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 45.基板は、プラスチック、木、セラミクス、ガラスセラミクス、 ガラス、鉱物ベースの材料、皮、紙、織物、及び金属材料から作られる請求項3 1乃至44のいずれかに記載の基板上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける 方法。 46.実質的に透明な耐摩耗性被覆の基板への接着を促進するために基板を処理 する工程をさらに有する請求項31乃至45のいずれかに記載の基板上に実質的 に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法。 47.実質的に透明な耐摩耗性被覆を基板上に設けるために水−有機溶媒混合物 を硬化させる工程は、水−有機溶媒混合物の被覆を塗布された基板を、被覆を硬 化させるのに有効な時間にわたり約50℃から約200℃度の温度に加熱するこ とにより達成され、少なくとも5のバイエル数を有する実質的に透明で実質的に 均一な耐摩耗性被覆を基板に設ける請求項31乃至46のいずれかに記載の基板 上に実質的に透明な耐摩耗性の被覆を設ける方法 48.改善された安定性を有し、基板上に塗布され硬化した時に基板に耐摩耗性 被覆を提供する組成物であって、水−有機溶媒混合物を含む組成物。 49.基板と、 基板の少なくとも1つの表面上に形成された実質的に透明な耐摩耗性被覆であ って、基板の表面に塗布された、水−有機溶媒混合物を含む被覆組成物を硬化さ せることにより形成される被覆と、を有する物品。 50.実質的に透明な耐摩耗性被覆を基板に設ける方法であって、 水−有機溶媒混合物を含む有効な量の被覆組成物を基板の少なくとも1つの表 面に塗布して基板上に被覆を設ける工程を有する方法。 51.実質的に透明な耐摩耗性被覆を基板に設ける方法であって、 水−有機溶媒混合物を含む有効な量の被覆組成物を基板の少なくとも1つの表 面上に硬化させて基板上に被覆を設ける工程を有する方法。
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