JP2002030248A - ハードコート組成物 - Google Patents

ハードコート組成物

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JP2002030248A
JP2002030248A JP2000217013A JP2000217013A JP2002030248A JP 2002030248 A JP2002030248 A JP 2002030248A JP 2000217013 A JP2000217013 A JP 2000217013A JP 2000217013 A JP2000217013 A JP 2000217013A JP 2002030248 A JP2002030248 A JP 2002030248A
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bis
acetylacetonate
hard coat
coat composition
isopropoxy
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Takeshi Kadoya
武司 門屋
Yasunao Mori
泰直 森
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CCI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主剤の加水分解及び縮合反応を抑制して長期
に安定して使用することができるハードコート組成物を
提供すること。 【解決手段】 (ただし、式中のMeはCH3またはC25、nは1以
上である。)で表される主剤と、アルミニウムトリス
(アセチルアセトネート)、アルミニウムビス(エチル
アセトアセテート)モノ(アセチルアセトネート)、ジ
ルコニウム−n−テトラブチレート、鉄トリス(アセチ
ルアセトネート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)
ビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブ
トキシ)ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウム
トリス(sec−ブトキシド)、チタニウムビス(イソ
プロポキシ)ビス(エチルアセチルアセテート)、チタ
ニウムビス(イソプロポキシ)ビス(トリエタノールア
ミン)の中から選ばれる1種若しくは2種以上からなる
安定化剤とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック、木
材、セラミックス、ガラス及び金属等の材料表面に適用
されるハードコート組成物に関する。詳細にはテトラア
ルコキシシランのモノマーおよびまたはオリゴマーを主
剤とするハードコート組成物に関する。 【0002】 【従来の技術】従来のこの種のハードコート組成物とし
ては、テトラアルコキシシランのモノマーおよびまたは
オリゴマーを主剤とし、これに硬化触媒として塩酸、硫
酸、硝酸、リン酸などの無機酸、あるいは蟻酸、酢酸、
フタル酸、マレイン酸などの有機酸を配合し、さらに水
及びアルコール類を配合してなるものがあった。 【0003】そしてこのハードコート組成物にあって
は、これを基材表面に塗布することで、以下の(1)及
び(2)に示す加水分解及び縮合反応を経て基材表面に
硬化被膜が形成されるようになっていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところがこのハードコ
ート組成物にあっては、安定性に乏しく、主剤であるテ
トラアルコキシシランのモノマーおよびまたはオリゴマ
ーの反応が、上記反応式(2)の縮合反応まで進行し
て、ゲル化や沈殿を生じ易いという不具合があった。 【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、主剤の加水分解及び縮合反応を抑制して長
期に安定して使用することができるハードコート組成物
を提供することを目的とするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、 (ただし、式中のMeはCH3またはC25、nは1以
上である。)で表される主剤と、アルミニウムトリス
(アセチルアセトネート)、アルミニウムビス(エチル
アセトアセテート)モノ(アセチルアセトネート)、ジ
ルコニウム−n−テトラブチレート、鉄トリス(アセチ
ルアセトネート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)
ビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブ
トキシ)ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウム
トリス(sec−ブトキシド)、チタニウムビス(イソ
プロポキシ)ビス(エチルアセチルアセテート)、チタ
ニウムビス(イソプロポキシ)ビス(トリエタノールア
ミン)の中から選ばれる1種若しくは2種以上からなる
安定化剤と、を含むことを特徴とするハードコート組成
物をその要旨とした。 【0007】請求項2記載の発明は、安定化剤が主剤1
00重量部に対して0.01〜50重量部の割合で含ま
れていることを特徴とするハードコート組成物をその要
旨とした。 【0008】請求項3記載の発明は、主剤及び安定化剤
とともに、70:30〜5:95の重量比で混合された
水およびアルコール類をさらに含んでいることを特徴と
するハードコート組成物をその要旨とした。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明のハードコート組成
物を以下に示す実施の形態に従ってさらに詳しく説明す
る。本発明のハードコート組成物はプラスチック、木
材、セラミックス、ガラス及び金属等の材料表面に適用
される。このハードコート組成物における主剤には、 (ただし、式中のMeはCH3またはC25、nは1以
上である。)で表されるテトラアルコキシシランのモノ
マー及びまたはオリゴマーが使用される。 【0010】前記モノマー及びまたはオリゴマーは、例
えば四塩化珪素とメタノール又はエタノールとの反応、
金属珪素とメタノール又はエタノールとの反応により得
ることができる。 【0011】主剤の当該組成物における含有量としては
0.1〜5重量%、好ましくは1.5〜2.5重量%で
ある。主剤の含有量が0.1重量%よりも少なくなる
と、硬化被膜の形成が困難となり、5重量%を越えると
当該組成物の安定性が低下してゲル化することになる。 【0012】上記主剤には水およびアルコール類からな
る溶剤が配合される。溶剤を構成する水としては特に制
限されず通常の水道水で良いが、酸により特に腐食しや
すい軟鋼、銅、アルミニウム等の基材、耐熱皮膜、耐湿
皮膜、耐薬品皮膜等耐バリヤー皮膜等の電子基材料、電
気絶縁皮膜等の用途に用いる場合は脱塩素水を用いた
り、半導体等の用途のように不純物の混入が望ましくな
い場合は、超純水を用いることができる。 【0013】溶剤を構成するアルコール類としては、メ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール、nブ
タノール、イソブタノール、オクタノール、n−プロピ
ルアルコール等、またグリコール誘導体としてはエチレ
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n−ブロピルエーテル、エチレングリコ
ールモノn−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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート等が挙げられる。特にはメタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアル
コールが取り扱い性、保存安定性の点で好ましい。 【0014】水およびアルコール類は70:30〜5:
95の重量比で混合されている。さらに好ましくは6
0:40〜40:60である。これらのうち、水の比率
が70:30を越えて多くなる(アルコール類の比率が
少なくなる)と、主剤が溶解せずにそのまま沈殿してし
まい、水の比率が5:95を越えて少なくなる(アルコ
ール類の比率が多くなる)と、主剤の反応が進行し難く
なり、当該ハードコート組成物を基材に塗布したとき
に、良好な硬化被膜の形成ができなくなる。 【0015】尚、水およびアルコール類の割合を60:
40〜40:60としたときには、硬化被膜に親水性が
生じるようになる。 【0016】これら水およびアルコール類からなる溶剤
の含有量としては、99.9001〜92.5重量%の
範囲が好ましい。 【0017】これら水およびアルコール類からなる溶剤
を上記主剤に配合することで、前述の主剤の反応式
(1)及び(2)に示す加水分解及び縮合反応が進行
し、当該ハードコート組成物はゲル化または沈殿が生じ
ることになる。 【0018】本発明は、当該組成物のゲル化、沈殿の発
生を抑制するため、安定化剤を含ませている。安定化剤
は、当該ハードコート組成物中において主剤の反応式
(1)および(2)に示す加水分解反応および縮合反応
のうち、反応式(2)の縮合反応の進行を抑制する機能
をもつ成分である。 【0019】安定化剤には、アルミニウムトリス(アセ
チルアセトネート)、アルミニウムビス(エチルアセト
アセテート)モノ(アセチルアセトネート)、ジルコニ
ウム−n−テトラブチレート、鉄トリス(アセチルアセ
トネート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)ビス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブトキ
シ)ビス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリ
ス(sec−ブトキシド)、チタニウムビス(イソプロ
ポキシ)ビス(エチルアセチルアセテート)、チタニウ
ムビス(イソプロポキシ)ビス(トリエタノールアミ
ン)の中から選ばれる1種若しくは2種以上からなるも
のを用いる。 【0020】この安定化剤は、前記主剤100重量部に
対して0.01〜50重量部の割合で含まれている。安
定化剤の含有量が主剤100重量部に対して0.01重
量部を下回るとき、組成物のゲル化、沈殿の発生を抑制
する機能が十分に発揮されなくなり、反対に50重量部
を上回るときには、50重量部で十分な抑制機能が発揮
されるので、余分に含ませた分だけ無駄になり、さらに
は硬化被膜が白化するなどの弊害が生じることになる。 【0021】上記の如き成分を含むハードコート組成物
にあっては、主剤と安定化剤が溶剤中に溶解した状態で
保持されている。主剤は水との接触により、反応式
(1)の加水分解反応までは進むが、同じく組成物中に
溶解している安定化剤の影響で反応式(2)の縮合反応
までは進行しないようになっている。 【0022】ところがこの組成物を基材表面に塗布した
とき、組成物中の溶剤、特にはアルコール類が素早く蒸
発する。残った水中には主剤は溶けているが、水に不溶
の安定化剤は分離され、この結果、安定化剤による主剤
の縮合反応の抑制が働かなくなり、水を触媒として反応
が進行し、基材表面に硬化被膜が形成されるようにな
る。 【0023】尚、本発明のハードコート組成物には、前
記アルコール類の一部を高沸点水溶性溶剤に変更した
り、アクリル基変性シランを添加することで濡れ性を改
良したり、エポキシ基含有シランを添加することで斑を
少なくしたりすることもできる。 【0024】尚、本発明のハードコート組成物には、上
記主剤の反応を効果的に進行させるために、塩酸、酢
酸、硝酸、ギ酸、硫酸、リン酸などの無機酸、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン
酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸などの有機酸、水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、
アンモニア等のアルカリ触媒といった従来公知の硬化触
媒を添加することもできる。 【0025】 【実施例】下記表1に示す実施例(実例)1〜7、並び
に表2に示す比較例(比例)1〜4について安定性、成
膜性および親水性について評価した。 【表1】 【0026】 【表2】【0027】メチルシリケート51、56:三菱化学株式会社製のテト
ラメトキシシランのオリコ゛マー、エチルシリケート40、48:コルコート株式会社製
のテトラエトキシシランのオリコ゛マー。表1および表2中の安定性の評
価は、70℃で3日間放置後の各例の組成物の性状を目
視により評価したものである。成膜性の評価は、基材
(アルミニウム板、アクリル板、ガラス板)へ塗布後、
塗り残しがあるかどうかで評価した。親水性は、基材表
面に形成された硬化被膜に息を吹きかけて曇りが生じる
かどうかで評価した。 【0028】 【発明の効果】本発明は、テトラアルコキシシランのモ
ノマー及びまたはオリゴマーを主剤とするハードコート
組成物であって、これにアルミニウムトリス(アセチル
アセトネート)、アルミニウムビス(エチルアセトアセ
テート)モノ(アセチルアセトネート)、ジルコニウム
−n−テトラブチレート、鉄トリス(アセチルアセトネ
ート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)ビス(アセ
チルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブトキシ)ビ
ス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(s
ec−ブトキシド)、チタニウムビス(イソプロポキ
シ)ビス(エチルアセチルアセテート)、チタニウムビ
ス(イソプロポキシ)ビス(トリエタノールアミン)の
中から選ばれる1種若しくは2種以上からなる安定化剤
を含むことから、前記主剤の反応(縮合反応)が抑制さ
れるので、長期に安定して使用することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (ただし、式中のMeはCH3またはC25、nは1以
    上である。)で表される主剤と、 アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミ
    ニウムビス(エチルアセトアセテート)モノ(アセチル
    アセトネート)、ジルコニウム−n−テトラブチレー
    ト、鉄トリス(アセチルアセトネート)、チタニウムビ
    ス(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトネート)、
    ジルコニウムビス(ブトキシ)ビス(アセチルアセトネ
    ート)、アルミニウムトリス(sec−ブトキシド)、
    チタニウムビス(イソプロポキシ)ビス(エチルアセチ
    ルアセテート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)ビ
    ス(トリエタノールアミン)の中から選ばれる1種若し
    くは2種以上からなる安定化剤と、 を含むことを特徴とするハードコート組成物。 【請求項2】 安定化剤が主剤100重量部に対して
    0.01〜50重量部の割合で含まれていることを特徴
    とする請求項1記載のハードコート組成物。 【請求項3】 主剤及び安定化剤とともに、70:30
    〜5:95の重量比で混合された水およびアルコール類
    をさらに含んでいることを特徴とする請求項1または2
    に記載のハードコート組成物。
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