JP2002053804A - コーティング組成物及びこの硬化被膜を有する物品 - Google Patents

コーティング組成物及びこの硬化被膜を有する物品

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下記平均組成式(1) R1 m2 n3 pSiXq(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1,R2は互いに異なる炭素数3〜30の1価
のフッ素原子含有有機基、R3は水素原子又は炭素数1
〜10の1価の有機基、XはOH基又は1価の加水分解
性基から選ばれる基を示し、0<m<1、0<n<1、
0≦p<1、0<q<1.8、0<m+n≦1、0<m
+n+p+q≦3である。)で示される少なくとも2種
の含フッ素有機置換基を有するシリコーン樹脂を含有し
てなることを特徴とするコーティング組成物。 【効果】 本発明によれば、均一性が高く、低屈折率
で、撥水性、撥油性、防汚性に優れ、高硬度の塗膜を生
成するコーティング組成物を得ることができ、高屈折率
層の上に塗布することにより、反射率の優れた反射防止
物品を得ることができる。また、低温、短時間で高硬度
の低屈折率層を得ることができるので、作業性に優れ
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、低屈折率で、撥水
性、撥油性、防汚性に優れた高硬度の塗膜を低温短時間
で形成できるコーティング組成物及びこのコーティング
組成物の硬化被膜を有する物品に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
例えば外装用塗料による塗膜、ハードコート膜、防湿コ
ート膜、反射防止コート膜などのポリマー被膜には、基
材に対する密着性、耐擦傷性、耐候性、撥水性、防汚
性、低屈折率性など、諸特性が要求される。
【0003】最近では、建築外装用塗料などを始めとす
る各種の分野において、良好な耐候性などが発現される
ことから、フッ素原子を含有するポリマー材料が注目さ
れている。また、このようなポリマー材料において、フ
ッ素原子の含有割合を増加させることにより、材料の低
屈折率化を図ることが検討されている。
【0004】しかしながら、フッ素原子を含有するポリ
マーは、その溶解度パラメータが他の有機材料と著しく
異なり、また、分子間凝集力が小さいという特性を有す
る。このため、ポリマー材料を調製する際に使用できる
溶剤の種類が限定され、また、基材表面に被膜を形成す
る場合において、基材に対する密着力や被膜の硬度が低
く、しかも、十分な透明性を確保することができないな
どの問題を有している。これらの問題を解決するため
に、下記のような技術が提案されている。 (イ)特開昭61−258852号公報 フルオロオレフィンと、ビニルエーテルと、ビニルアル
コキシシランとを共重合させることにより、接着性の良
好なフッ素系重合体を得る方法。 (ロ)特開昭62−185740号公報 アミノ基及びカルボキシル基を有するフルオロオレフィ
ン系共重合体と、エポキシ官能性アルコキシシランと、
シラノール基含有化合物とにより、耐候性及び硬化性の
良好な組成物を得る方法。 (ハ)特開平4−275379号公報 ヒドロキシ基及びカルボキシ基を有するフッ素含有重合
体と、金属アルコキシドの加水分解縮合物とにより、耐
候性、耐擦傷性及び耐酸性の良好な自動車用の上塗り塗
料を得る方法。 (ニ)特開昭61−40845号公報、特開昭64−1
527号公報 フッ素化アルコキシシランの加水分解物を利用して反射
防止製品を作製する方法。 (ホ)特開平2−19801号公報、特開平4−226
177号公報 含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーが溶剤に溶解さ
れてなる組成物を低反射加工剤として使用する方法。 (ヘ)特開平10−147740号公報 官能基含有フッ素重合体とシラン化合物及び金属触媒に
より低屈折率被膜を作成する方法。 (ト)特開2000−119634号公報 含フッ素シラン化合物と非含フッ素多官能有機ケイ素化
合物の加水分解物の混合物を防汚剤として使用する方
法。
【0005】上記のような各種の方法が紹介されている
が、特開昭61−258852号公報、特開昭62−1
85740号公報及び特開昭64−1527号公報に開
示の方法では、形成された塗膜を長時間にわたって乾燥
処理する必要があり、生産効率の観点から問題があり、
また被膜の耐擦傷性も不十分である。また、特開昭61
−40845号公報及び特開平4−275379号公報
に開示の技術では、高温条件下で乾燥処理を行うため
に、適用可能な基材の種類が制限されるという問題があ
る。特開平2−19801号公報に開示の技術では、組
成物を構成する溶剤の種類が限定され、また、形成され
る被膜が十分な耐擦傷性を有するものとならないという
問題がある。特開平10−147740号公報の方法で
は製造工程が煩雑であり、高コストである。また屈折率
も今一つ下がらないという問題点があった。特開昭64
−1527号公報では、含フッ素シランとしてトリフル
オロプロピルトリアルコキシシランを使用しているため
屈折率が十分に低下せず、反射防止性が不十分である。
特開2000−119634号公報では、相溶性に劣る
化合物を使用するため、均一な被膜が得られないという
問題がある。
【0006】以上のように、従来においては、基材に対
する密着性、耐擦傷性、耐候性、撥水性、防汚染性、低
屈折率性及び透明性の全てについて良好な硬化被膜を効
率的に形成することができる被膜形成用組成物は知られ
ていない。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、基材に対する密着性、耐擦傷性、耐候性、撥水性、
防汚染性、低屈折率性及び透明性に優れた保護被膜を形
成するためのコーティング組成物及びこのコーティング
組成物の硬化被膜を有する物品を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、下記平均組成式(1) R1 m2 n3 pSiXq(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1,R2は互いに異なる炭素数3〜30の1価
のフッ素原子含有有機基、R3は水素原子又は炭素数1
〜10の1価の有機基、XはOH基又は1価の加水分解
性基から選ばれる基を示し、0<m<1、0<n<1、
0≦p<1、0<q<1.8、0<m+n≦1、0<m
+n+p+q≦3である。)で示される少なくとも2種
の含フッ素置換基を有するシリコーン樹脂を含有するコ
ーティング組成物を用いることにより、低温短時間の硬
化で、フッ素含有率が高く、低屈折率でかつ高硬度な均
一透明被膜を形成し、この被膜は撥水性、撥油性、防汚
染性に優れたものであり、また被膜の屈折率を1.42
以下に下げることが可能となり、屈折率1.65以上の
高屈折率層の上に積層すると、反射率に優れた反射防止
物品が得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【0009】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のコーティング組成物は、下記平均組成式(1) R1 m2 n3 pSiXq(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1,R2は互いに異なる炭素数3〜30の1価
のフッ素原子含有有機基、R3は水素原子又は炭素数1
〜10の1価の有機基、XはOH基又は1価の加水分解
性基から選ばれる基を示し、0<m<1、0<n<1、
0≦p<1、0<q<1.8、0<m+n≦1、0<m
+n+p+q≦3である。)で示される少なくとも2種
の含フッ素有機置換基を有するシリコーン樹脂を含有す
る。
【0010】ここで、このシリコーン樹脂は、下記成分
(1)〜(3)の混合物を加水分解又は加水分解・部分
縮合することにより得ることができる。 (1)下記式(1a)で示されるフッ素原子含有シラン化合物又はその(部分) 加水分解物もしくは縮合物 100重量部、 R13 aSiY3-a (1a) (2)下記式(1b)で示されるフッ素原子含有シラン化合物又はその(部分) 加水分解物もしくは縮合物 1〜1,000重量部、 R23 bSiY3-b (1b) (3)下記式(1c)で示されるフッ素原子無含有シラン化合物又はその(部分 )加水分解物もしくは縮合物 0〜1,000重量部 R3 cSiY4-c (1c) (式中、R1,R2,R3は上記と同様の意味を示し、Y
はOH基又は1価の加水分解性基である。a,b,cは
0≦a≦2、0≦b≦2、0≦c≦の整数である。)
【0011】ここで、R1,R2の炭素数3〜30の1価
のフッ素原子含有有機基としては、 Rf(CH2rZ(CH2s− で示されるものが挙げられる。この場合、Rfは、Cx
2x+1又は
【0012】
【化1】 (但し、xは1〜20の整数、yは1以上、好ましくは
1〜20、より好ましくは1〜10の整数である。)で
表されるエーテル結合を1個以上含んでもよいポリフル
オロアルキル基を示す。また、Zは−CH2−、−CH2
O−、−NR−、−COO−、−CONR−、−S−、
−SO3−又はSO2NR−の1種又は2種以上の結合基
を示し、Rは水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基で
ある。rは0〜3の整数であり、sは1〜3の整数であ
る。
【0013】この場合、R1とR2は互いに異なるもので
あるが、R1としては3,3,3−トリフルオロプロピ
ル基であることが好ましく、R2はこれと異なる含フッ
素有機基であることが好ましい。
【0014】また、R3は、水素原子又は炭素数1〜1
0の1価の有機基であり、炭素数1〜10の1価の有機
基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキ
シル、オクチル、デシル等のアルキル基、ビニル、アリ
ル、プロペニル、ブテニル、ヘキセニル等のアルケニル
基、フェニル、トリル、キシリル等のアリール基、ベン
ジル等のアラルキル基などの非置換1価炭化水素基や、
これらの基の水素原子の一部がアクリロキシ基、メタク
リロキシ基、メルカプト基、エポキシ基、アミノ基、ア
ルキルアミノ基などで置換された基を挙げることができ
る。
【0015】紫外線硬化性とする場合、R3としては、
その少なくとも一部が3−アクリロキシプロピル基又は
3−メタクリロキシプロピル基であることが好ましい。
【0016】更に、上記式において、XはOH基又は1
価の加水分解性基であり、この加水分解性基としては、
アルコキシ基、アセトキシ基、アルケノキシ基、塩素原
子等が例示され、これらの中ではアルコキシ基、特に炭
素数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
【0017】式(1)において、m,n,p,qは、0
<m<1、0<n<1、0≦p<1、0<q<1.8、
0<m+n≦1、0<m+n+p+q≦3を満足する数
である。好ましくは、0.05≦m≦0.95、0.0
5≦n≦0.90、0≦p≦0.90、0.1≦m+n
+p+q≦2.75であり、更に好ましくは、0.05
≦m≦0.80、0.05≦n≦0.60、0≦p≦
0.50、0.1≦m+n+p+q≦1.9である。
【0018】Rfは、Cx2x+1又はCF3CF2CF2
(CFCF3CF2O)yCFCF3−(x,yは上記の通
り)であり、Cx2x+1としては、CF3−、C25−、
37−、C49−、C613−、C817−、C1021
−、C1225−、C1429−、C1633−、C18
37−、C2041−などが挙げられる。
【0019】上記式(1a),(1b)で示されるシラ
ン化合物としては、下記のものを例示することができ
る。 Rf(CH22Si(OH)3 Rf(CH22SiCH3(OH)2 Rf(CH22Si(OCH3)(OH)2 Rf(CH22Si(OCH2CH3)(OH)2 Rf(CH22Si(CH32(OH) Rf(CH22Si(OCH32(OH) Rf(CH22Si(OCH2CH32(OH) Rf(CH23Si(OH)3 Rf(CH23SiCH3(OH)2 Rf(CH23Si(OCH3)(OH)2 Rf(CH23Si(OCH2CH3)(OH)2 Rf(CH23Si(CH32(OH) Rf(CH23Si(OCH32(OH) Rf(CH23Si(OCH2CH32(OH) RfNH(CH22Si(OH)3 RfNH(CH22SiCH3(OH)2 RfNH(CH22Si(OCH3)(OH)2 RfNH(CH22Si(OCH2CH3)(OH)2 RfNH(CH22Si(CH32(OH) RfNH(CH22Si(OCH32(OH) RfNH(CH22Si(OCH2CH32(OH) RfNH(CH22NH(CH22Si(OH)3 RfNH(CH22NH(CH22SiCH3(OH)2 RfNH(CH22NH(CH22Si(OCH3
(OH)2 RfNH(CH22NH(CH22Si(OCH2
3)(OH)2 RfNH(CH22NH(CH22Si(CH32(O
H) RfNH(CH22NH(CH22Si(OCH3
2(OH) RfNH(CH22NH(CH22Si(OCH2
32(OH) RfCONH(CH22Si(OH)3 RfCONH(CH22SiCH3(OH)2 RfCONH(CH22Si(OCH3)(OH)2 RfCONH(CH22Si(OCH2CH3)(OH)
2 RfCONH(CH22Si(CH32(OH) RfCONH(CH22Si(OCH32(OH) RfCONH(CH22Si(OCH2CH32(O
H)
【0020】好ましいものとして下記のものが挙げられ
る。 CF3(CH22Si(OH)3 CF3(CH22SiCH3(OH)2 CF3(CH22Si(OCH3)(OH)2 CF3(CH22Si(CH32(OH) CF3(CH22Si(OCH32(OH) C817(CH22Si(OH)3817(CH22SiCH3(OH)2817(CH22Si(OCH3)(OH)2817(CH22Si(CH32(OH) C817(CH22Si(OCH32(OH) C37(CF(CF3)CF2O)3CF(CF3)CH2
O(CH23Si(OH)337(CF(CF3)CF2O)3CF(CF3)CH2
O(CH23SiCH3(OH)237(CF(CF3)CF2O)3CF(CF3)CH2
O(CH23Si(OCH3)(OH)237(CF(CF3)CF2O)3CF(CF3)CH2
O(CH23Si(OCH32(OH)
【0021】本発明においては、これらの含フッ素シラ
ン化合物は反応性に優れかつ相溶性に富む含フッ素シラ
ン化合物の2種以上を併用することにより、高含フッ素
シラン化合物を加水分解により系中に均一に取り込むこ
とができるので混合して用いる。
【0022】更に好ましくは、含フッ素シラン化合物の
1種がトリフルオロプロピルトリメトキシシラン及び/
又はトリフルオロプロピルトリエトキシシランであるこ
とがよい。
【0023】また、上記式(1c)で示される併用可能
な2,3,4個の加水分解性基を持つフッ素原子無含有
シラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、エチ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、ジブチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
メチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
エトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
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トリメトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ア
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロ
キシプロピルメチルジメトキシシラン、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、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−アミノプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン、ρ−スチリルトリメ
トキシシラン、ρ−スチリルメチルジメトキシシランな
どを挙げることができる。これらのフッ素原子無含有シ
ラン化合物は単独で又は2種以上を混合して使用するこ
とができる。これらのうち、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシランなどのメチルトリアルコキシシラ
ン、テトラアルコキシシランが硬化物の耐擦傷性向上の
観点から特に好ましい。UV硬化させる場合は、(メ
タ)アクリル官能基やグリシジル基、エポキシシクロヘ
キシル基等のエポキシ官能基を有するシラン化合物が好
ましい。
【0024】2種類の含フッ素シラン化合物の混合比率
は、成分(1)の含フッ素シラン化合物(1a)100
重量部に対して、成分(2)の含フッ素シラン化合物
(1b)は1〜1,000重量部の割合で混合して用い
る。より好ましくは30〜500重量部である。
【0025】また、2種類の含フッ素シラン化合物とフ
ッ素原子無含有シラン化合物との割合は、成分(1)の
含フッ素シラン化合物(1a)100重量部に対し、成
分(3)のフッ素原子無含有シラン化合物(1c)が0
〜1,000重量部であることが好ましく、更に好まし
くは1〜100重量部である。フッ素原子無含有シラン
化合物の使用量が過小である場合には、調製される組成
物によって形成される被膜が十分な耐擦傷性を有するも
のとならない場合がある。一方、この使用量が過剰であ
ると、形成される硬化被膜の屈折率が高くなり、良好な
反射防止効果などを発揮することができない場合があ
る。
【0026】上記シラン化合物の加水分解及び縮合反応
は、酸性化合物を含有する水溶液を使用するのが一般的
であるが、反応性に乏しい含フッ素シラン化合物は更に
加水分解並びに縮合を促進させるための触媒を併用する
ことが好ましく、そのための触媒としては、下記一般式
(2) M(Q)w (2) (式中、Mはアルミニウム、チタニウム、ジルコニウ
ム、スズ、亜鉛などの金属原子を表し、Qはハロゲン原
子、水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、ベンゾイ
ルオキシ基、過塩素酸基、β−ジケトン、β−ジケトエ
ステルから選ばれる1種以上の置換基を表す。また、w
はMの原子価を示す。)で示される金属化合物を使用す
ることが好ましい。
【0027】式(2)で示される金属化合物として具体
的には、塩化アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、ヒ
ドロキシ塩化アルミニウム、アルミニウムトリエトキシ
ド、アルミニウムトリプロポキシド、アルミニウムイソ
プロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、アルミニ
ウムトリスアセチルアセトナート、チタニウムテトラメ
トキシド、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、
ジルコニウムテトラメトキシド、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、ジブ
チルチンジラウレート、ジオクチルチンジアセテート、
オクチル酸亜鉛などが例示される。上記成分は2種以上
を併用することも可能である。最も好ましくはアルミニ
ウムトリスアセチルアセトナートであり、基材との密着
性、安定性、低温硬化性に特に有効である。
【0028】加水分解の方法としては、(i)上記成分
(1)〜(3)の混合物を加水分解触媒として酸性化合
物を用いて加水分解を行い、次いで金属化合物を加え、
更に加水分解又は加水分解・縮合を行う方法、(ii)
上記成分(1)及び(2)と金属化合物とを混合し、酸
性化合物を用いて加水分解を行い、次に成分(3)を加
え、更に加水分解又は加水分解・縮合を行う方法、(i
ii)上記成分(1)〜(3)と金属化合物とを混合
し、これに酸性化合物を含有する水を加えて加水分解を
行う方法等いずれの方法も適用可能である。特に好まし
くは、含フッ素シラン化合物を均一に組み込める(i)
の多段階加水分解法である。このような多段階加水分解
法で得られたコーティング組成物は、塗膜のハジキや塗
膜のヨリ現象を発生しない平坦で均一な塗膜が簡単に得
られる。
【0029】本発明におけるコーティング組成物を得る
ために有効な(i)の多段階加水分解合成法は、成分
(1)の含フッ素シラン化合物100重量部と成分
(2)の含フッ素シラン化合物1〜1,000重量部に
対して成分(3)のフッ素原子無含有シラン化合物0〜
1,000重量部を、1段階目の加水分解触媒として塩
酸、硝酸、硫酸、酢酸などの酸性化合物含有水溶液を用
いて加水分解を行うものである。この反応を行う温度
は、0〜60℃の温度範囲で行うことが好ましく、より
好ましくはできるだけ低温で行う方が安定性が良好なも
のとなる。また、この反応を行う際は、無溶剤下でも有
機溶剤下でも行うことが可能であるが、有機溶剤存在下
で行う方がより好ましい。有機溶剤の具体例としては、
イソブチルアルコール、ジアセトンアルコール、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
【0030】次に、加水分解反応を完結させるための2
段階目の加水分解触媒としては、上記一般式(2)の金
属化合物を添加して、上記と同様にして加水分解を行
う。この場合、金属化合物の添加量は、成分(1)〜
(3)の合計100重量部に対して0.001〜20重
量部、特に0.01〜10重量部であることが好まし
い。また、加水分解に用いる水の量は加水分解性シリル
基1モルに対して0.5〜10モルとすることが好まし
い。反応温度は0〜60℃とすることが好ましい。な
お、(ii),(iii)の方法も、上記と同様にして
加水分解を行うことができる。
【0031】本発明のコーティング組成物は、上記式
(1)のシリコーン樹脂を含有するものであるが、更に
本発明のコーティング組成物には、塗布性を向上させる
目的として各種の界面活性剤を配合することもでき、特
にジメチルポリシロキサンとポリエーテルとの共重合体
やフッ素系界面活性剤が有効である。また耐候性を向上
させるため、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾ
トリアゾール系等の従来公知の有機系紫外線吸収剤、酸
化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の無機系紫外
線吸収剤を添加することもできる。
【0032】本発明のコーティング組成物は、紫外線も
しくは電子線で硬化させることも可能であり、この方法
を用いるには、本発明のシリコーン樹脂中に(メタ)ア
クリロイル基又はエポキシ基を含有していることが必須
となる。このもの単独、或いは、硬度、基材に対する密
着性、耐擦傷性等の物性を調整すること又は組成物の粘
度、硬化性等を調整することを目的として、アクリロイ
ル基又はメタクリロイル基を有する化合物(以下、(メ
タ)アクリレート化合物という)又はエポキシ基を有す
る化合物(エポキシ化合物)を更に添加してもよい。
【0033】(メタ)アクリレート化合物の具体例は、
エチレンオキサイド変性フェノールの(メタ)アクリレ
ート、プロピレンオキサイド変性フェノールの(メタ)
アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノー
ルの(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性
ノニルフェノールの(メタ)アクリレート、2−エチル
ヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、イソボル
ニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、
ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘ
キシル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ
(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレー
ト、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジ
オールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ネ
オペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレート、エチ
レンオキサイド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アク
リレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA
のジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性水
添ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロ
ールプロパンアリルエーテルジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エ
チレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチ
ロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリ
スリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート等の多官能(メタ)アクリレ
ート、アロニックスM−6400(東亞合成株式会社製
ポリエステルアクリレート)等のポリエステルアクリレ
ート、アロニックスM−1200(東亞合成株式会社製
ウレタンアクリレート)等のウレタンアクリレート等で
ある。
【0034】また、屈折率を更に下げる目的でフルオロ
アルキル基含有単官能或いは多官能性(メタ)アクリレ
ート化合物を用いてもよい。具体的には、 CF3(CH22COOCH=CH237(CH22COOCH=CH2613(CH22COOCH=CH2817(CH22COOCH=CH2 CF3(CH22COOC(CH3)=CH237(CH22COO(CH3)=CH2613(CH22COO(CH3)=CH2817(CH22COO(CH3)=CH2 CH2=CHCOO(CH22612(CH22COO
CH=CH2 CH2=CHCOO(CH22816(CH22COO
CH=CH2などが挙げられる。
【0035】エポキシ化合物としては、ジグリシジルエ
ーテル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等を
例示することができる。
【0036】その配合割合は、使用目的により異なり、
特に制限されるものではないが、本発明のシリコーン樹
脂100重量部に対する(メタ)アクリレート化合物又
はエポキシ化合物の配合割合は5〜1,000重量部が
好ましく、更に好ましくは10〜300重量部である。
【0037】また、この系に光重合開始剤を添加し、光
重合を行わせるのが好ましく、光重合開始剤としては、
アリールケトン系光重合開始剤(例えば、アセトフェノ
ン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノ
ン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル
類、ベンジルジメチルケタール類、ベンゾイルベンゾエ
ート類、α−アシロキシムエステル類など)、含硫黄系
光重合開始剤(例えば、スルフィド類、チオキサントン
類など)、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、
その他の光重合開始剤がある。また、光重合開始剤はア
ミン類などの光増感剤と組み合わせても使用できる。
【0038】具体的な光重合開始剤としては、例えば以
下のような化合物が挙げられる。4−フェノキシジクロ
ロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフ
ェノン、4−t−ブチル−トリクロロアセトフェノン、
ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソ
プロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロ
パン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−
メチルプロパン−1−オン、1−{4(2−ヒドロキシ
エトキシ)フェニル}−2−ヒドロキシ−2−メチルプ
ロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フ
ェニル}−2−モルホリノプロパン−1−オン、ベンジ
ル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、
ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタ
ール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイ
ル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒド
ロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、
3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、
3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカ
ルボニル)ベンゾフェノン、9,10−フェナントレン
キノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、2−エ
チルアントラキノン、4’,4”−ジエチルイソフタロ
フェノン、α−アシロキシムエステル、フェニルグリオ
キシル酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェ
ニルスルフィド、チオキサントン、2−クロロチオキサ
ントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチル
チオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4
−ジクロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサ
ントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,
4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオ
キシド、ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、
2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキ
シド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,
4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどで
ある。
【0039】光重合開始剤の添加量は、本発明のシリコ
ーン樹脂と(メタ)アクリレート化合物の合計100重
量部に対して0.01〜20重量部、特に0.1〜5重
量部が好ましい。
【0040】本発明のコーティング組成物が塗布される
基材としては、プラスチック、ガラス、セラミックス、
金属などが挙げられる。接着性向上のために各種プライ
マーを塗布した上に塗布してもよい。反射防止用途に適
用する場合、下層に屈折率1.65以上の高屈折率層を
塗布したプラスチック、ガラス、セラミックスなどから
なる透明基材を用いることもできる。特にポリカーボネ
ート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアリレート、ポ
リオレフィン、PETなどのポリエステル、TACなど
のセルロース誘導体に適用することが有効である。
【0041】この場合、本発明のコーティング組成物に
よる硬化被膜は、その屈折率が1.42以下、より好ま
しくは1.40以下、特に1.35〜1.40であるこ
とが好ましい。
【0042】本発明によれば、上記基材の表面に上記コ
ーティング組成物の硬化被覆を保護被膜として形成した
物品が提供され、この物品は、撥水性、撥油性、防汚性
に優れたものであり、また反射防止性に優れたものであ
る。なお、この硬化被膜の厚さは特に制限されないが、
0.02〜1μm、特に0.05〜0.5μmとするこ
とが好ましい。
【0043】また、このコーティング組成物による硬化
被膜が形成された反射防止性物品は、上述したように、
下層に屈折率が1.65以上の高屈折率層を形成するこ
とができるが、この高屈折率層にはZnO、TiO2
Sb25、Y23、La23、ZrO2、Al23、I
TO等の金属酸化物ゾルやこれらの金属を含む複合酸化
物ゾルを含有させることが好ましい。
【0044】本発明のコーティング組成物をコーティン
グする方法としては、ディッピング法、スピンコート
法、フローコート法、ロールコート法、スプレーコート
法、スクリーン印刷法など特に限定されるものではない
が、膜厚の制御を容易に行うことができることから、デ
ィッピング法及びスプレーコート法、ロールコート法が
好ましい。
【0045】コーティングされた本発明の塗膜は、基
材の変形温度以下の温度で加熱し、シラノール基を縮合
させる方法で硬化させることができる。また、有機置
換基に(メタ)アクリル基或いはメルカプト基、ビニル
基、エポキシ基を含む場合には、UV,EB硬化などの
放射線硬化方式も可能であり、エポキシ基の開環重合
を利用して硬化させることもできる。置換基にSiH
基とビニル基を含有する場合、白金化合物などの遷移金
属化合物存在下にヒドロシリル化反応を起こさせ、架橋
させるなどの従来公知の種々の硬化方式を適用し、形成
することができる。
【0046】加熱硬化させる場合の温度は、通常30〜
200℃、好ましくは60〜120℃とされ、乾燥時間
としては、通常1〜120分、好ましくは3〜10分と
される。なお、本発明のコーティング組成物に硬化促進
剤を添加することにより、乾燥温度の低下や、乾燥時間
の短縮を図ることができる。
【0047】硬化促進剤の具体例としては、ジブチルチ
ンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、オクチル
チントリスラウレートなどの有機スズ化合物、酢酸ナト
リウム、ギ酸ナトリウム、プロピオン酸カリウムなどの
有機酸塩を挙げることができる。硬化促進剤の添加量
は、通常、コーティング組成物100重量部に対して
0.001〜1.0重量部とされる。
【0048】紫外線を照射して硬化させる場合は、光源
として高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどが使
用される。コーティング組成物100重量部に対して光
重合開始剤を通常0.5〜10重量部、好ましくは1〜
5重量部加えて基材に塗布し、紫外線を200〜1,2
00ミリジュール照射して硬化させる。
【0049】有機置換基にエポキシ基を含んだコーティ
ング組成物は、硬化触媒として金属錯体化合物を用いて
硬化させることも可能である。この場合はコーティング
組成物100重量部に対してアルミニウムアセチルアセ
トナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセトナー
トなどの金属錯体化合物を1〜10重量部添加し、塗布
した基材を80〜120℃で30〜120分加熱すると
高硬度の硬化被膜を得ることができる。
【0050】置換基にSiH基とビニル基を含有する場
合、白金化合物などの遷移金属化合物存在下にヒドロシ
リル化反応を起こさせ架橋して硬化することも可能であ
る。この場合は、コーティング組成物100重量部に対
してPL−2,PL−52(信越化学工業(株)製白金
触媒の商品名)などを0.05〜1.0重量部添加し、
塗布した基材を100〜120℃で60〜120分加熱
することで硬化する。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、均一性が高く、低屈折
率で、撥水性、撥油性、防汚性に優れ、高硬度の塗膜を
生成するコーティング組成物を得ることができ、高屈折
率層の上に塗布することにより、反射率の優れた反射防
止物品を得ることができる。また、低温、短時間で高硬
度の低屈折率層を得ることができるので、作業性に優れ
る。
【0052】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
【0053】[実施例1]トリフルオロプロピルトリメ
トキシシラン1,200g、ヘプタデカフルオロデシル
トリメトキシシラン300g、テトラエトキシシラン5
00g、イソブタノール200g、アルミニウムアセチ
ルアセトナート6gをフラスコに仕込み、撹拌した。次
に0.25Nの酢酸水500gを少量ずつ滴下した。滴
下終了後、室温で3時間撹拌した。その後、ジアセトン
アルコール600g、シリコーン系レベリング剤3gを
添加して、コーティング組成物(1)を調製した。
【0054】[実施例2]トリフルオロプロピルトリメ
トキシシラン1,600g、ヘプタデカフルオロデシル
トリメトキシシラン400g、テトラエトキシシラン5
00g、イソブチルアルコール200gをフラスコに仕
込み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水600gを少
量ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。
次にアルミニウムアセチルアセトナート6gを加え、更
に撹拌を3時間行った。その後、ジアセトンアルコール
600g、シリコーン系レベリング剤3gを添加して、
コーティング組成物(2)を調製した。
【0055】[実施例3]γ−アクリロキシプロピルト
リメトキシシラン300g、γ−アクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン100g、トリフルオロプロピ
ルトリメトキシシラン800g、ヘプタデカフルオロデ
シルトリメトキシシラン400g、テトラエトキシシラ
ン800g、イソブタノール200gをフラスコに仕込
み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水600gを少量
ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。次
にアルミニウムアセチルアセトナート6gを加え、更に
撹拌を3時間行った。その後、ジアセトンアルコール6
00g、シリコーン系レベリング剤3gを添加して、コ
ーティング組成物(3)を調製した。
【0056】[実施例4]γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン800g、トリフルオロプロピルトリ
メトキシシラン800g、ヘプタデカフルオロデシルト
リメトキシシラン400g、イソブタノール200gを
フラスコに仕込み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水
419gを少量ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時
間撹拌した。次にアルミニウムアセチルアセトナート6
gを加え、更に撹拌を3時間行った。その後、ジアセト
ンアルコール600g、シリコーン系レベリング剤3g
を添加して、コーティング組成物(4)を調製した。
【0057】[実施例5]トリフルオロプロピルトリメ
トキシシラン1,200g、ヘプタデカフルオロデシル
トリメトキシシラン300g、メチルトリエトキシシラ
ン500g、イソブタノール200gをフラスコに仕込
み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水475gを少量
ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。次
にアルミニウムアセチルアセトナート6gを加え、更に
撹拌を3時間行った。その後、ジアセトンアルコール6
00g、シリコーン系レベリング剤3gを添加して、コ
ーティング組成物(5)を調製した。
【0058】[実施例6]トリフルオロプロピルトリメ
トキシシラン1,200g、ヘプタデカフルオロデシル
トリメトキシシラン400g、イソブタノール200
g、アルミニウムアセチルアセトナート6gをフラスコ
に仕込み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水320g
を少量ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌し
た。上記加水分解物にテトラエトキシシラン800gを
加え、更に0.25Nの酢酸水300gを少量ずつ滴下
した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。その後、ジ
アセトンアルコール600g、シリコーン系レベリング
剤3gを添加して、コーティング組成物(6)を調製し
た。
【0059】[比較例1]γ−アクリロキシプロピルト
リメトキシシラン300g、γ−アクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン100g、ヘプタデカフルオロ
デシルトリメトキシシラン400g、テトラエトキシシ
ラン800g、イソブタノール200gをフラスコに仕
込み、撹拌した。次に0.25Nの酢酸水400gを少
量ずつ滴下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。
その後、ジアセトンアルコール600g、シリコーン系
レベリング剤3gを添加して、コーティング組成物
(7)を調製した。
【0060】[比較例2]ヘプタデカフルオロデシルト
リメトキシシラン400g、テトラエトキシシラン80
0g、イソブタノール200gをフラスコに仕込み、撹
拌した。次に0.25Nの酢酸水315gを少量ずつ滴
下した。滴下終了後、室温で3時間撹拌した。その後、
ジアセトンアルコール600g、シリコーン系レベリン
グ剤3gを添加して、コーティング組成物(8)を調製
した。
【0061】硬化被膜の形成:実施例1,2,4,5,
6により得られた本発明のコーティング組成物(1),
(2),(4),(5),(6)及び比較例1,2によ
り得られた比較用の組成物(7),(8)の各々100
重量部に、ギ酸ナトリウム(1%水/アルコール溶液)
0.4重量部を添加して塗布液を調製し、当該塗布液の
各々を、ディッピング法により、ガラスからなる透明基
材(厚さ3.0mm)の表面に塗布し、熱風循環式オー
ブンを用いて80℃で3分間にわたり塗膜を乾燥し、膜
厚0.1μmの硬化被膜を形成した。
【0062】一方、実施例3により得られた本発明のコ
ーティング組成物(3)100重量部に光重合開始剤と
してフェニル−2−ヒドロキシ−2−プロピルケトン5
重量部を添加して塗布液を調製し、当該塗布液をバーコ
ーターNO−6のワイヤーバーを用いて、ガラスからな
る透明基材(厚さ3.0mm)の表面に塗布し、風乾1
5分後、高圧水銀灯を用いた紫外線硬化装置で、600
ミリジュールのUVを照射し、膜厚0.1μmの硬化被
膜を形成した。
【0063】硬化被膜の評価:上記のようにして透明基
材の表面に形成された硬化被膜の各々について、鉛筆硬
度及び屈折率を測定し、基材に対する密着性、耐候性、
透明性、反射防止性、保存安定性を評価した。結果を表
1に示す。なお、保存安定性の測定方法及び評価方法は
以下の通りである。 鉛筆硬度:JIS K5400に準じて測定した。 屈折率:膜厚30〜50μmのフィルムを作製し、この
フィルムについてアッベ屈折率計により測定した(測定
温度25℃)。 保存安定性:実施例1〜6により得られた本発明のコー
ティング組成物(1)〜(6)及び比較例1,2により
得られた比較用組成物(7),(8)の各々について、
濃度10%のコーティング組成物溶液をガラス容器中に
おいて40℃で2ケ月保管した後、目視により、異常
(凝集物及び着色)の有無を調べた。異常がない場合を
「○」、異常がある場合を「×」とした。
【0064】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 光雄 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 松村 和之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Fターム(参考) 4J038 DL071 GA01 GA02 GA03 GA07 GA09 GA12 GA13 HA096 HA126 HA216 HA326 HA376 JA33 JA37 JC38 KA04 MA07 NA03 NA07 NA11 NA19 NA27 PA17 PA19 PB05 PC02 PC03 PC08

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記平均組成式(1) R1 m2 n3 pSiXq(4-m-n-p-q)/2 (1) (式中、R1,R2は互いに異なる炭素数3〜30の1価
    のフッ素原子含有有機基、R3は水素原子又は炭素数1
    〜10の1価の有機基、XはOH基又は1価の加水分解
    性基から選ばれる基を示し、0<m<1、0<n<1、
    0≦p<1、0<q<1.8、0<m+n≦1、0<m
    +n+p+q≦3である。)で示される少なくとも2種
    の含フッ素有機置換基を有するシリコーン樹脂を含有し
    てなることを特徴とするコーティング組成物。
  2. 【請求項2】 上記式(1)において、R1が3,3,
    3−トリフルオロプロピル基である請求項1記載のコー
    ティング組成物。
  3. 【請求項3】 上記式(1)において、R3として3−
    アクリロキシプロピル基又は3−メタクリロキシプロピ
    ル基を含む請求項1又は2記載のコーティング組成物。
  4. 【請求項4】 シリコーン樹脂が、下記成分(1)〜
    (3)の混合物を加水分解又は加水分解・部分縮合する
    ことにより得られたものである請求項1乃至3のいずれ
    か1項記載のコーティング組成物。 (1)下記式で示されるフッ素原子含有シラン化合物又はその(部分)加水分解 物もしくは縮合物 100重量部、 R13 aSiY3-a (2)下記式で示されるフッ素原子含有シラン化合物又はその(部分)加水分解 物もしくは縮合物 1〜1,000重量部、 R23 bSiY3-b (3)下記式で示されるフッ素原子無含有シラン化合物又はその(部分)加水分 解物もしくは縮合物 0〜1,000重量部 R3 cSiY4-c (式中、R1,R2,R3は上記と同様の意味を示し、Y
    はOH基又は1価の加水分解性基である。a,b,cは
    0≦a≦2、0≦b≦2、0≦c≦である。)
  5. 【請求項5】 シリコーン樹脂が、上記成分(1)〜
    (3)の混合物を加水分解触媒として酸性化合物を用い
    て加水分解を行い、次いで金属化合物を加え、更に加水
    分解又は加水分解・縮合を行うことにより得られたもの
    である請求項4記載のコーティング組成物。
  6. 【請求項6】 シリコーン樹脂が、上記成分(1)及び
    (2)と金属化合物とを混合し、酸性化合物を用いて加
    水分解を行い、次に成分(3)を加え、更に加水分解又
    は加水分解・縮合を行うことにより得られたものである
    請求項4記載のコーティング組成物。
  7. 【請求項7】 シリコーン樹脂が、上記成分(1)〜
    (3)と金属化合物とを混合し、これに酸性化合物を含
    有する水を加えて加水分解を行うことにより得られたも
    のである請求項4記載のコーティング組成物。
  8. 【請求項8】 成分(3)としてメチルトリアルコキシ
    シラン及び/又はテトラアルコキシシランを用いる請求
    項4乃至7のいずれか1項記載のコーティング組成物。
  9. 【請求項9】 成分(3)として3−(メタ)アクリロ
    キシプロピルトリアルコキシシラン及び/又は3−(メ
    タ)アクリロキシプロピルメチルジアルコキシシランを
    用いる請求項4乃至7のいずれか1項記載のコーティン
    グ組成物。
  10. 【請求項10】 硬化被膜の屈折率が1.42以下であ
    る請求項1乃至9のいずれか1項記載のコーティング組
    成物。
  11. 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1項記載
    のコーティング組成物の硬化被膜を有することを特徴と
    する撥水性、撥油性及び防汚性に優れた保護被膜を有す
    る物品。
  12. 【請求項12】 請求項1乃至10のいずれか1項記載
    のコーティング組成物の硬化被膜を有することを特徴と
    する反射防止性に優れた反射防止用物品。
  13. 【請求項13】 屈折率が1.65以上の高屈折率層
    と、請求項1乃至10のいずれか1項記載のコーティン
    グ組成物の硬化被膜とが表面に積層された請求項12記
    載の物品。
  14. 【請求項14】 高屈折率層が金属酸化物ゾルを含有す
    る請求項13記載の物品。
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