JP2003206442A - 硬質保護被膜形成用コーティング剤及び光学物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 （１）下記式（Ａ） Ｒ_mＳｉＸ_4-m （Ａ） で示されるシラン化合物及び／又はその部分加水分解・
縮合物を、 １．２≦Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ≦１０ のモル比を満足する水量で加水分解し、部分縮合した部
分縮合物 （２）紫外線吸収性基及び親水性基を有し、含水親水性
溶剤に溶解又は分散可能なビニル系ポリマー （３）親水性有機溶剤を含有することを特徴とする耐候
性に優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。 【効果】 本発明の硬質保護被膜形成用コーティング剤
は、優れた耐候性、密着性を確保できる。この硬質保護
被膜形成用コーティング剤を透明プラスチック基材に被
覆処理することにより、プラスチック表面を硬質で耐擦
傷性に優れた表面に改質することができ、建築物用、自
動車或いは電車用窓ガラス、道路の遮音壁、各種ディス
プレイ、各種計器のカバー、透明プラスチックレンズ等
の耐久耐候性が求められる各種光学物品に好適に適用す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐候性に優れた硬
質保護被膜形成用コーティング剤及びこのコーティング
剤の保護被膜を有する光学物品に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】透明プ
ラスチック製品は、軽量である、加工が容易である等の
観点から、ガラスの代替として使用されている。しかし
ながら、表面が傷付き易いため、光学用途にはこのまま
では適用できない。表面をガラス並みに改良する目的
で、各種硬質コーティング剤を表面処理することが行わ
れている。大別すると、アクリルＵＶ硬化系とシリコー
ン系の２系列が実用化されている。アクリルＵＶ系は、
短時間で硬化可能なため生産性が求められる分野に好適
に使用されているが、骨格を構成するアクリル樹脂が耐
候性に劣るため、長期間の耐候性が求められる用途には
適していない。一方シリコーン系は、硬化速度が遅く生
産性に劣るものの、硬化後の主骨格となるシロキサン結
合は強く、置換基がメチル基の場合、紫外線領域に吸収
が無く耐候性に優れる。そのため、高度な耐擦傷性が求
められ、長期の耐候性が必要な分野に使用されている。

【０００３】しかし、シリコーン系硬質コーティング剤
には以下の問題点がある。シリコーン系硬質コーティン
グ剤は、Ｓｉ−ＯＨ基が関与する脱水或いは脱アルコー
ル反応で進行する縮合機構（例：≡Ｓｉ−ＯＨ＋ＨＯ−
Ｓｉ≡→≡Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ≡＋Ｈ₂Ｏ）により硬化す
る。その際、重量が減少するため、加熱硬化後被膜が収
縮し、更に室温に戻す際に、基材或いは基材上に設けら
れた接着性付与下塗り層との膨張係数が異なるため、接
着界面に歪が生じ、クラックが発生し易い。また、シリ
コーン系被膜は耐候性に優れるが、透過した光が基材或
いは基材上に設けられた接着性付与下塗り層を徐々に劣
化させるので、密着性が低下しクラックが経時に生成し
てくる。この現象を回避するため、種々の試みがなされ
ている。

【０００４】例えば、特開２００１−７９９８０号公報
では、テトラアルコキシシランとトリアルコキシシラン
からなる加水分解ゾル液にポリエチレングリコールを添
加している。この系では直鎖状ポリマーを配合している
ため、硬化時に発生する応力が緩和され、被膜形成直後
に発生するクラックは抑制されるが、ポリエチレングリ
コールの吸水性が高いため硬化被膜の耐水性が劣り、ま
たポリエチレングリコールが光により経時劣化し分解・
飛散すると、再度クラックが発生し易くなり、その効果
は十分とは言えない。

【０００５】特許第３１４５９８号公報では、加水分解
性基を１〜４個有するシラン化合物をコロイド状シリカ
中で部分加水分解したシリコーン系硬質コーティング剤
に、被膜に靭性を付与する目的で、エポキシ基と加水分
解性シリル基を同時に側鎖に有するアクリル系樹脂を添
加している。この系でもクラックの発生はかなり抑制さ
れるが、加水分解性シリル基によりシリコーン系樹脂と
架橋し、硬化系に取り込まれるため、可撓性の付与は不
十分である。また、被膜中に紫外線吸収性基を含有しな
いため、コーティングする表面（接着界面）を紫外線か
ら十分保護できず、経時で密着性が低下し被膜が剥離し
易いという欠点もある。

【０００６】特開２００１−２２０５４３号公報では、
特許第３１４５２９８号公報の系の加水分解性シリル基
を含有するアクリル樹脂に紫外線吸収性基を共重合によ
り導入し、更に末端がＳｉ−ＯＨ基でありフェニル基を
含有するポリオルガノシロキサンを配合している。しか
し、光による経時劣化は改善できているが、やはり可撓
性付与成分が硬化・架橋により固定化されているため、
クラック防止には十分ではない。

【０００７】特開平１１−５８６５４号公報では、コロ
イダルシリカを含有するポリオルガノシロキサン溶液中
に、紫外線吸収剤２，２’，４，４’−テトラヒドロキ
シベンゾフェノンを配合する系が提案されている。この
系では、紫外線吸収剤が被膜中に固定されておらず、同
剤が揮散・消失したり、親水性が強いため溶出したりす
る。その結果、若干耐候性は向上するものの、経時で被
膜中に空隙が発生し、シリコーン系被膜の更なる収縮が
起り、可撓性付与剤も添加されていないためクラックが
発生し易く、クラック防止は改善されていない。

【０００８】特開平１０−２３７４１８号公報では、シ
リコーン系硬質コーティング剤に、特定構造のベンゾフ
ェノン系紫外線吸収剤の構造中に加水分解性シリル基を
導入した有機ケイ素化合物を配合した系が提案されてい
る。この系では紫外線吸収剤が固定されるため、良好な
遮光性が得られるが、紫外線吸収性基の立体的嵩高さの
影響で被膜の架橋密度が低下するため、被膜が軟化し良
好な耐擦傷性が得られない。また、可撓性付与成分が配
合されていないため、耐クラック防止性は改善されてい
ない。

【０００９】このように、表面に高度な耐擦傷性保護被
膜を形成し、経時でのクラックの発生が無く、その機能
を長期間維持できるコーティング剤は、未だ見出せてい
ない。

【００１０】本発明は、上記事情を鑑みなされたもの
で、耐候性に優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤
及びこのコーティング剤の保護被膜を有する光学物品を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた
結果、シリコーン系樹脂に紫外線吸収性基と親水性基を
含有し、加水分解性シリル基は含有しないビニル系ポリ
マーであって、含水有機溶剤に溶解或いは分散可能なポ
リマーを配合することにより、高いレベルの耐擦傷性を
維持しながら、可撓性に優れ、クラックの発生を防止で
き、それにより優れた耐候性を有する硬質保護被膜を形
成できることを見出し、本発明をなすに至った。

【００１２】具体的には、硬化直後の初期クラックを防
止するためには、可撓性のある直鎖状のビニル系ポリマ
ーを系内に配合し、硬化時に発生する応力を緩和するの
が有効である。そのポリマーを硬化したシリコーン系樹
脂中に固定すると十分な可撓性が得られず、ポリマー中
には加水分解性シリル基を含有しない方がよく、経時で
更に架橋が進行しないため好ましい。しかしながら、シ
リコーン樹脂中に固定しない分、硬化したシリコーン系
被膜は硬度が不足気味となる。また、このポリマー及び
塗工する基材を保護する目的で紫外線吸収性基を導入す
るのが好ましいが、架橋密度が低下するため、硬化した
シリコーン系被膜は硬度が不足気味となる。

【００１３】これらの硬度不足或いは耐擦傷性不足を補
うためには、シリコーン系硬質保護被膜形成用コーティ
ング剤の硬化可能なシリコーン系樹脂を完全に硬化させ
る必要がある。そのためには、シリコーン系樹脂の末端
をＳｉ−ＯＨ基に変換しておくのが好ましく、できるだ
け完全に加水分解を行っておく必要がある。そのために
は、加水分解を水過剰系で行わなければならない。その
結果、本コーティング剤溶液は含水系となり、紫外線吸
収性基を含み加水分解性シリル基を含まない上記ポリマ
ーを、含水コーティング剤中に溶解或いは均一に分散さ
せる必要があり、上記ポリマー中に親水性基を含有して
いる必要がある。以上を総合して、上記発明を為すに至
った。

【００１４】従って、本発明は下記（１），（２）及び
（３）成分を含有する硬質保護被膜形成用コーティング
剤を提供する。 （１）下記式（Ａ） Ｒ_mＳｉＸ_4-m （Ａ） （式中、Ｒは炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｘは炭 素数１〜６の加水分解性基であり、ｍは０，１又は２である。） で示されるシラン化合物及び／又はその部分加水分解・縮合物を、 １．２≦Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ≦１０ のモル比を満足する水量で加水分解し、部分縮合した部分縮合物 １００重量部 （２）紫外線吸収性基及び親水性基を有し、含水親水性溶剤に溶解又は分散可能 なビニル系ポリマー ０．１〜５０重量部 （３）親水性有機溶剤 ５０〜５０００重量部

【００１５】また、本発明は、透明プラスチック基材、
又は表面に接着性向上層（プライマー層）を設けたプラ
スチック基材に、上記コーティング剤を塗装・硬化して
なるプラスチック基材表面に耐候性に優れた硬質保護被
膜を形成した光学物品を提供する。

【００１６】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明の硬質保護被膜形成用コーティング剤の（１）成分
は、下記式（Ａ）で示されるシラン化合物及び／又はそ
の部分加水分解・縮合物の１種又は２種以上を、 １．２≦Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ≦１０ （但し、Ｘは後述する定義の通り。）のモル比を満足す
る水量で加水分解し、部分縮合した部分縮合物である。

【００１７】 Ｒ_mＳｉＸ_4-m （Ａ） （式中、Ｒは炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭
化水素基であり、Ｘは炭素数１〜６の加水分解性基であ
り、ｍは０，１又は２である。）

【００１８】ここで、Ｒは、炭素数１〜１０の置換又は
非置換の一価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基、シクロ
ヘキシル基、１，１，２−トリメチルプロピル基系の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、フェニル基、トリ
ル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等
のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、
ブテニル基等のアルケニル基等が例示され、またこれら
の基の水素原子の一部又は全部がエポキシ基、アミノ
基、メルカプト基、（メタ）アクリロキシ基、クロル等
のハロゲン原子、シアノ基等の官能基が置換されたもの
も挙げられる。これら置換基の具体例としては、γ−ク
ロロプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、β−
３，４−エポキシシクロヘキシル基、γ−アミノプロピ
ル基、γ−メルカプトプロピル基、Ｎ−（β−アミノエ
チル）−γ−アミノプロピル基、γ−（メタ）アクリロ
キシプロピル基、β−シアノエチル基、トリフルオロプ
ロピル基、パーフルオロアルキル基等が挙げられる。こ
の中で高硬度な被膜が得られ、紫外線領域に光の吸収が
無く、優れた耐候性を付与することができるメチル基が
好ましい。

【００１９】Ｘは炭素数１〜６の加水分解性基であり、
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、
フェノキシ基、イソプロペノキシ基、メトキシエトキシ
基等のアルコキシ基、アリールオキシ基、アルケニルオ
キシ基、アルコキシアルコキシ基や、アセトキシ基等の
アシルオキシ基、ブタノキシム基等のオキシム基等を挙
げることができる。この中で、アルコキシ基が好まし
く、特に取り扱いの容易さ、安定性から、メトキシ基、
エトキシ基が好ましい。

【００２０】ｍは０，１又は２であり、好ましくは０，
１である。

【００２１】上記式（Ａ）で示されるシラン化合物の具
体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリス（２−メトキシエトキ
シ）シラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリ
プロポキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラ
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、プロピルトリメトキ
シシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメ
トキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、デシルトリ
メトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニ
ルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリ
イソプロペノキシシラン、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、フェニルトリアセト
キシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、
γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリプロポキシシラン、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、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、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−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、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、γ−メタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アクリルオキシプロピルトリエトキシシ
ラン、メタクリルオキシメチルトリメトキシシラン、ア
クリルオキシメチルトリメトキシシラン、メタクリルオ
キシメチルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピル
トリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキ
シシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシ
ラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラ
ン、γ−（パーフルオロポリオキシエチレン）置換プロ
ピルトリメトキシシラン、β−シアノエチルトリメトキ
シシラン等のトリアルコキシ又はトリアシルオキシシラ
ン類、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（２−メトキシエトキシ）シラン、
ジメチルジアセトキシシラン、ジメチルジプロポキシシ
ラン、ジメチルジイソプロペノキシシラン、ジメチルジ
ブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニ
ルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシ
シラン、ビニルメチルジ（２−メトキシエトキシ）シラ
ン、ビニルメチルジイソプロペノキシシラン、フェニル
メチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシ
ラン、フェニルメチルジアセトキシシラン、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
キシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジプロポキシシラン、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−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−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、
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、γ−メタクリルオキシプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−アクリルオキシプロピルメチ
ルジメトキシシラン、アクリルオキシメチルメチルジメ
トキシシラン、β−シアノエチルメチルジメトキシシラ
ン、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、パ
ーフルオロオクチルエチルメチルジメトキシシラン、パ
ーフルオロオクチルエチルメチルジエトキシシラン、γ
−（パーフルオロポリオキシエチレン）置換プロピルメ
チルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン又はジア
シルオキシシラン類、またテトラアルコキシシラン類の
例としてはメチルシリケート、エチルシリケート、ｎ−
プロピルシリケート、ｎ−ブチルシリケート、ｓｅｃ−
ブチルシリケート及びｔ−ブチルシリケート等を挙げる
ことができる。

【００２２】尚、上記各種シラン化合物を単独で或いは
混合物の部分加水分解・縮合物を使用してもよい。

【００２３】その他のシランとして、（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ
−Ｃ₂Ｈ₄−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、（Ｃ ₂Ｈ₅Ｏ）₃Ｓｉ−Ｃ₂
Ｈ₄−Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、（ＣＨ₃Ｏ）₂ＣＨ₃Ｓｉ−Ｃ₂
Ｈ₄−ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ−Ｃ₆
Ｈ₁₂−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ−Ｃ₆Ｈ₄−
Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ−Ｃ₂Ｈ₄−Ｃ₆Ｈ₄
−Ｃ₂Ｈ₄−Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃等のジシラン化合物を併用
してもよい。

【００２４】高硬度にするためには、加水分解性基が３
個或いは４個のシランを使用するのがよく、可撓性を付
与するためには加水分解性基が２個のものを併用するの
がよい。

【００２５】本発明においては、上記シラン化合物を、
１．２≦Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ≦１０（モル比）を満足する
水量を用いて、加水分解・部分縮合した形で使用する。
これは、硬度不足或いは耐擦傷性不足を補うために、シ
リコーン系硬質保護被膜形成用コーティング剤を完全に
硬化させる必要があり、そのためには、シリコーン系樹
脂の末端をＳｉ−ＯＨ基に変換しておくのが好ましく、
従ってできるだけ完全に加水分解を行っておく必要があ
ることから、加水分解を水過剰系で行わなければならな
いからである。１．２より小さい比率で加水分解する
と、≡Ｓｉ−ＯＲ＋Ｈ₂ＯとＳｉ−ＯＨ＋ＲＯＨとの平
衡により、完全には加水分解されず、硬化が不十分とな
る。また、１０より大きいと、被膜のレベリング性及び
乾燥性が遅くなる。

【００２６】この加水分解に使用する水は、水単独で添
加してもよいし、蟻酸、酢酸、塩酸硝酸、マレイン酸、
固体酸性触媒等の酸類、トリイソプロポキシアルミ、ア
ルミニウムトリスアセトアセトナート、テトラブトキシ
チタン、テトラブトキシジルコニウム、ジブチル錫ジア
セテート等の有機金属化合物類を加水分解性触媒として
含有する水を添加してもよいし、金属酸化物微粒子が分
散する水溶液として添加してもよい。

【００２７】加水分解は、上記シラン化合物単独、或い
はシラン化合物の混合物に水を０〜８０℃で添加し、０
〜８０℃で１０分〜５日反応させるとよい。より好まし
くは２０〜５０℃で１〜２４時間反応させるのがよい。
低温過ぎると反応の進行が遅く生産性に劣る場合があ
り、高温では反応の制御が難しくゲル化し易い場合があ
る。

【００２８】本発明の（２）成分は、紫外線吸収性基及
び親水性基を有し、含水親水性溶剤に溶解又は分散可能
なビニル系ポリマーである。特に下記重合性モノマー
（ａ）〜（ｃ）を共重合したものが好ましい。但し、
（ａ）〜（ｃ）の合計は１００重量％である。 （ａ）紫外線吸収性基含有ビニル重合性モノマー ５〜８０重量％ （ｂ）親水性基含有ビニル重合性モノマー １０〜８０重量％ （ｃ）Ｓｉ−Ｘ基を含まないその他のビニル重合性モノマー ０〜８５重量％ （式中、Ｘは上記と同じ。）

【００２９】ここで、紫外線吸収性基含有ビニル重合性
モノマー（ａ）としては、紫外線吸収性基がベンゾトリ
アゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系のものを
例示することができる。この中で、ベンゾトリアゾール
系、ベンゾフェノン系が好ましい。

【００３０】ベンゾトリアゾール系としては、２−
（２’−ヒドロキシ−５’−（メタ）アクリロイルオキ
シエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−
（２’−ヒドロキシ−５’−（メタ）アクリロイルオキ
シエチルフェニル）−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリア
ゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタ）アク
リロイルオキシプロピルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリ
アゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−（メタ）ア
クリロイルオキシプロピルフェニル）−５−クロロ−２
Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−
３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５’−（メタ）アクリロイル
オキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、
２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−
５’−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニル）−
５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等を例示するこ
とができる。

【００３１】ベンゾフェノン系としては、２−ヒドロキ
シ−４−［２−（メタ）アクリロイルオキシ］エトキシ
ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−［２−（メタ）
アクリロイルオキシ］ブトキシベンゾフェノン、２，
２’−ジヒドロキシ−４−［２−（メタ）アクリロイル
オキシ］エトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４
−［２−（メタ）アクリロイルオキシ］エトキシ−４’
−［２−ヒドロキシエトキシ］−ベンゾフェノン等が例
示される。

【００３２】トリアジン系としては、２，４−ジフェニ
ル−６−［２−ヒドロキシ−４−（２−アクリロイルオ
キシエトキシ）］−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（２
−メチルフェニル）−６−［２−ヒドロキシ−４−（２
−アクリロイルオキシエトキシ）］−Ｓ−トリアジン、
２，４−ビス（２−メトキシフェニル）−６−［２−ヒ
ドロキシ−４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）］
−Ｓ−トリアジン等を例示することができる。

【００３３】これらの紫外線吸収性基含有ビニル重合性
モノマーは２種以上併用してもよい。（ａ）紫外線吸収
性基含有ビニル重合性モノマーは全モノマー中、５〜８
０重量％、特に１０〜７０重量％が好ましい。５重量％
より少ないと十分な耐候性が得られず、８０重量％より
多いと分散性が不良となり、良好な被膜硬度も得られな
くなる場合がある。

【００３４】（ｂ）親水性基含有ビニル重合性モノマー
としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート
等のＯＨ基含有モノマー、（メタ）アクリル酸等のＣＯ
ＯＨ基含有モノマー、エトキシジエチレングリコール
（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコー
ル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコ
ール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコ
ール（メタ）アクリレート、アルキルフェノキシポリエ
チレングリコール（メタ）アクリレート等のポリエチレ
ングリコール鎖を有するモノマー、アクリルアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド等のアミド基含有モノ
マー、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の
アミノ基含有モノマー、グリシドキシ（メタ）アクリレ
ート等のエポキシ基含有モノマー、アクリロニトリル、
２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロキシプロピルト
リメチルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウ
ム塩構造含有モノマー、テトラヒドロフルフリル（メ
タ）アクリレート、２−スルホエチル（メタ）アクリル
酸ナトリウム等のスルフォン酸ナトリウム塩構造含有モ
ノマー、ＥＯ変性リン酸（メタ）アクリレート等を挙げ
ることができる。ここで、配合した系の安定性を考慮す
ると、ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを使
用するのが好ましい。

【００３５】（ｂ）親水性基含有ビニル重合性モノマー
は、全モノマー中１０〜８０重量％特に、３０〜７０重
量％が好ましい。１０重量％より少ないと、含水系中へ
の分散性が劣り、良好な可撓性が得られない場合があ
り、また、８０重量％より多いと親水性が勝り、被膜が
吸水性となり、密着性及び耐候性が低下する場合があ
る。

【００３６】（ｃ）Ｓｉ−Ｘ基を含まないその他のビニ
ル重合性モノマーとしては、加水分解性ケイ素原子を含
まないものであれば、従来公知の種々のものを使用する
ことができる。例えば、メチル（メタ）アクリレート、
ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレー
ト、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル
（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）
アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレー
ト、イソボルニル（メタ）アクリレート、スチレン、環
状ヒンダートアミン構造を有する２，２，６，６−テト
ラメチル−４−ピペリジニルメタクリレート、１，２，
２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニルメタクリ
レート等を具体例として示すことができるが、この例に
限定されるものではない。多官能アクリレート化合物は
分岐構造を形成するため、微量であれば差し支えない
が、原則的には使用は好ましくない。

【００３７】（ｃ）Ｓｉ−Ｘ基を含まないその他のビニ
ル重合性モノマーは、全モノマー中０〜８５重量％使用
するのがよく、特に、０〜５０重量％が好ましい。

【００３８】これらのビニル重合性モノマーを重合して
得られるポリマーは、上記した各種モノマーを含有する
有機溶剤溶液に、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイル
パーオキサイド等のパーオキサイド類又はアゾビスイソ
ブチロニトリル等のアゾ化合物から選択されるラジカル
重合用開始剤を加え、加熱下に反応させることにより容
易に得られる。また、上記した各種ビニル重合性モノマ
ーを乳化し重合する乳化重合法でも調製することができ
る。この場合、ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素
水、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパ
ーオキシマレイン酸、コハク酸パーオキサイド、２，
２’−アゾビス−［２−Ｎ−ベンジルアミジノ］プロパ
ン塩酸塩等の水溶性タイプ、ベンゾイルパーオキサイ
ド、キュメンハイドロパーオキサイド、ジブチルパーオ
キサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、
クミルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシ
オクトエート、アゾイソブチロニトリル等の油溶性タイ
プ、酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビ
ン酸等の還元剤を併用したレドックス系等を使用するこ
とができる。乳化重合により得られたポリマーを乳化物
のまま使用してもよいし、一旦水系から取り出し再度有
機溶剤に溶解してから使用してもよい。不要なものが入
らない溶液重合で調製したものを使用するのが好まし
い。

【００３９】上記のようにして重合したポリマーは、重
量平均分子量が２，０００〜２００，０００の範囲のも
のを使用するのが好ましい。重量平均分子量が２，００
０より小さいと、十分な可撓性付与効果が発現せず、２
００，０００より大きいと、溶液粘度が上がり過ぎ、取
り扱いが困難になる場合がある。特に、重量平均分子量
が３，０００〜１００，０００であるものが好ましい。

【００４０】このポリマーは、（３）成分の親水性有機
溶剤に溶解又は分散可能である必要がある。本発明のコ
ーティング剤は、実質的に水を含み得るため、水を含ん
だ場合、特に親水性有機溶剤に対して、水を５重量％以
上含んだ場合でも溶解又は分散可能なものであることが
好ましい。ここで、分散可能とは、溶液中で沈降・分離
せず、懸濁状態で溶液中に分散している状態を意味す
る。

【００４１】（２）成分のポリマーは、（１）成分の加
水分解し、部分縮合した部分縮合物１００重量部に対し
て、０．１〜５０重量部添加する。添加量が少ないと十
分な可撓性が得られず、多過ぎると硬化被膜の硬度が低
下し、十分な耐擦傷性が得られない。

【００４２】本発明の（３）成分は、親水性有機溶剤で
ある。これは、加水分解する際に併用することにより、
（２）成分を、本発明のコーティング剤中に溶解或いは
均一に分散させるのに有効である。親水性溶剤として
は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル、ブタノール、ｔ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノー
ル、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロ
ピルエーテル、プロピレングリコール、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
プロピルエーテル、ジアセトンアル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、アセチルアセトン、エチルアセトアセテート
等のケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、
テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、エチレング
リコールジメチルエーテル等のエステル類等を例示する
ことができる。この親水性溶剤の中には、（１）成分の
加水分解性シラン化合物を加水分解することにより副生
するアルコールを中心とした溶剤類も含まれる。

【００４３】親水性溶剤の含有量は、（１）成分の加水
分解し、部分縮合した部分縮合物１００重量部に対し
て、５０〜５０００重量部である。５０重量部より少な
いと、（１）成分の加水分解し、部分縮合した部分縮合
物の濃度が上がり十分な保存安定性が確保できない。ま
た５０００重量部より多いと、塗装時に十分な膜厚が確
保できず、硬化被膜の耐擦傷性が不足する。特に、１０
０〜３０００重量部が好ましい。

【００４４】本発明の硬質保護被膜形成用コーティング
剤には、硬化被膜の硬度及び耐擦傷性を向上させたり、
導電性或いは紫外線遮蔽等の機能を付与する目的で、
（４）成分として１次粒径が１〜１００ｎｍの金属酸化
物微粒子を含有することが好ましい。この金属酸化物微
粒子としては、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化
スズ、酸化インジウム、或いはこれらの複合酸化物等の
無機酸化物微粒子が好ましく、またＴｉ、Ｚｒ、Ｃｅ等
々の金属アルコキシド、或いはキレート化合物を加水分
解して得られたものでもよい。この中で、硬度を向上さ
せるためにはシリカ（ＳｉＯ₂）が好ましく、紫外線を
遮蔽する目的には、酸化チタン或いはＴｉ原子を含む複
合酸化物、導電性を付与する目的には酸化スズ或いはＳ
ｎ原子を含む複合酸化物が好ましい。これらの微粒子の
粒径は、硬化被膜の透明性を確保するために、１次粒径
が１〜１００ｎｍであることが好ましい。１ｎｍより小
さいと、粒子が不安定となる場合があり、１００ｎｍよ
り大きいと硬化被膜が白濁する場合がある。更に好まし
くは５〜５０ｎｍの範囲である。これらの金属酸化物微
粒子は、その表面をシラン系、チタン系、アルミニウム
系、或いはジルコニウム系カップリング剤等の有機金属
化合物で処理したものを使用してもよい。

【００４５】金属酸化物微粒子を配合する場合、その添
加量は（１）成分の加水分解し、部分縮合した部分縮合
物１００重量部に対し、固形分換算で１〜３００重量部
であるのがよく、より好ましくは１０〜１５０重量部で
ある。３００重量部より多く添加すると形成される硬化
被膜の透明性が低下する場合があり、１重量部より少な
いと十分な硬度或いは機能が得られない場合がある。

【００４６】金属酸化物微粒子は、通常、分散媒中に分
散された状態（金属酸化物ゾル）で使用するのが好まし
い。分散媒としては、水及び有機溶剤を挙げることがで
きる。無機酸化物微粒子の分散媒として水を使用する場
合には、当該分散媒のｐＨが２〜１０、特に３〜７に調
整されていることが好ましい。また分散媒として好適な
有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、ブタノール、ｔ−ブタノール、イソブ
タノール、エチレングリコール、エチレングリコールモ
ノプロピルエーテル、プロピレングリコール、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
ルモノプロピルエーテル等のアルコール類、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、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン等のアミド類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ
−ブチロラクトン等のエステル類、テトラヒドロフラ
ン、１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチル
エーテル等のエステル類を挙げることができる。これら
の中で、アルコール類及びケトン類が水を分散し易いた
め好ましい。これら有機溶剤は、単独で又は２種以上混
合して分散媒として使用することができる。

【００４７】本発明の硬質保護被膜形成用コーティング
剤には、加水分解により生成したシラノール（Ｓｉ−Ｏ
Ｈ）基の縮合を促進させ、架橋密度を向上させることで
被膜をより高硬度にするために、硬化触媒を含有するこ
とが好ましい。硬化触媒の具体例としては、蟻酸、酢
酸、クエン酸、マレイン酸、塩酸、硫酸、燐酸、メタン
スルホン酸のような酸系触媒、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、ナトリウムメチラート、カリウムメチラー
ト、ジメチルアミン、トリエチルアミン、ＤＢＵ、酢酸
エタノールアミン、蟻酸ジメチルアニリン、安息香酸、
テトラエチルアンモニウム塩、酢酸ナトリウム、プロピ
オン酸ナトリウム、蟻酸ナトリウム、酢酸ベンゾジルト
リメチルアンモニウム塩等のアルカリ系触媒、テトラ−
ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、
ジブトキシ−（ビス−２，４−ペンタンジオネート）チ
タン、テトラブトキシジルコニウム、ジ−ｉ−プロポキ
シ（ビス−２，４−ペンタンジオネート）チタンテトラ
−ｉ−プロポキシジルコニウム、ジブトキシ−（ビス−
２，４−ペンタンジオネート）ジルコニウム、ジ−ｉ−
プロポキシ（ビス−２，４−ペンタンジオネート）ジル
コニウム、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニ
ウムトリイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセ
トナート、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウム、
コバルトオクチレート、コバルトアセチルアセトナー
ト、亜鉛オクチレート、亜鉛アセチルアセトナート、鉄
アセチルアセトナート、スズアセチルアセトナート、ジ
ブチルスズオクチレート、ジブチルスズラウレート等の
有機金属化合物触媒、アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、２−アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン等のアミノシラン類等が挙げられる。本触媒の添加量
は、（１）成分の加水分解し、部分縮合した部分縮合物
に対して０．０１〜１０重量％とするのが好ましく、特
に０．０２〜２重量％が好ましい。

【００４８】本発明の硬質保護被膜形成用コーティング
剤には、更に有機系及び無機系の紫外線吸収剤、レベリ
ング剤、系内のｐＨをシラノール基が安定に存在しやす
いｐＨ２〜７に制御するための緩衝剤、例えば、酢酸、
酢酸ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、クエン酸等
の任意成分が含まれていてもよい。

【００４９】本発明の硬質保護被膜形成用コーティング
剤によって基材表面に形成される硬化被膜の膜厚は、通
常１〜１０μｍとされ、好ましくは１〜８μｍとされ
る。本発明の硬質保護被膜形成用コーティング剤を基材
表面に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、スクリーン印刷法等が挙げられ
る。特に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、スプレー法及びロールコート法で
所定の膜厚になるように行うのが好ましい。コーティン
グの方法としては、透明プラスチック基材に塗装後、６
０℃〜プラスチック基材の軟化温度以下の条件で加熱・
硬化させればよい。

【００５０】本発明の硬質保護被膜形成用コーティング
剤は、各種透明プラスチック基材に塗装することができ
る。プラスチックの具体例としては、光学的特性に優れ
るものであれば全て適用可能であるが、ポリカーボネー
ト樹脂、ＰＥＴ等のポリアルキレンテレフタレート樹
脂、ジアセチルセルロース、アセテートブチレートセル
ロース、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、
アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート等の液晶性樹
脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテ
ルケトン樹脂、トリメチルペンテン等のポリオレフィン
樹脂を例示することができるが、これに限定されるもの
ではない。特に好ましくは、ポリカーボネート樹脂、Ｐ
ＥＴ等のポリアルキレンテレフタレート樹脂、アクリル
樹脂である。透明基材は、成型部品、板状、フィルム状
いずれでもよい。

【００５１】接着性が不十分な場合、透明プラスチック
基材と硬質保護被膜形成用コーティング層との間に、従
来公知の各種接着向上剤層を設けてもよい。接着向上剤
層の具体例としては、各種アクリル系樹脂、ウレタン系
樹脂、或いはこれらに各種アミノシラン等の接着性付与
剤を添加したもの、更に無機系及び有機系の紫外線吸収
剤を含有するもの等を挙げることができる。

【００５２】

【実施例】以下、合成例及び実施例と比較例を示し、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。なお、下記の例において％は重
量％、部は重量部、平均分子量は、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィ（以下、ＧＰＣという。）によるポ
リスチレン換算の数平均分子量を示す。

【００５３】ポリマーの合成 ［合成例１］攪拌機、コンデンサー及び温度計を備えた
１リットルフラスコに、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル６５０ｇを仕込み、８０℃まで昇温させた。
窒素雰囲気下、加熱攪拌している上記溶媒中に、２−
（２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイルオキシエチ
ルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール３２３ｇ
（１．０モル）、メトキシポリエチレングリコールアク
リレート（ＥＯ平均重合度＝９）３２３ｇ（０．６７モ
ル）、及びアゾビスイソブチロニトリル１５ｇを混合し
たものを、３０分を要して滴下した。更に１００℃で加
熱攪拌を５時間行ったところ、数平均分子量８，０００
の、紫外線吸収性ビニル重合性モノマーを５０％含有
し、親水性ビニル重合性モノマーを５０％含有し、加水
分解性シリル基を含有しないアクリルポリマー溶液Ａを
得た。

【００５４】エタノール、イソブタノール、水を４０：
４０：２０の重量比で混合した溶液に、アクリルポリマ
ー溶液Ａを１０％になるように添加したところ、均一に
溶解した。

【００５５】［合成例２］合成例１と同様にして、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル６５０ｇの代りに
ジアセトンアルコールとメチルイソブチルケトンの２：
１の混合溶剤５５０ｇを使用し、ビニル重合性モノマー
として、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メタクリロイ
ルオキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール
１６２ｇ（０．５モル）、メトキシポリエチレングリコ
ールアクリレート（ＥＯ平均重合度＝３）２１８ｇ
（１．０モル）、グリシジルメタクリレート１１４ｇ
（０．８モル）、メチルメタクリレート３０ｇ（０．３
モル）及び２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリ
ジニルメタクリレート２０ｇ（０．１モル）を用いて合
成したところ、数平均分子量９，１００の、紫外線吸収
性ビニル重合性モノマーを３０％含有し、親水性ビニル
重合性モノマーを７０％含有し、加水分解性シリル基を
含有しないアクリルポリマー溶液Ｂを得た。

【００５６】この溶液を、合成例１における含水溶液に
１０％添加したところ、均一に溶解した。

【００５７】［合成例３］合成例１と同様にして、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルを５３３ｇ使用
し、ビニル重合性モノマーとして、２−ヒドロキシ−４
−［２−メタクリロイルオキシ］エトキシベンゾフェノ
ン３２６ｇ（１．０モル）、メトキシポリエチレングリ
コールアクリレート（ＥＯ平均重合度＝９）９６ｇ
（０．２モル）、２−ヒドロキシ−３−メタクリロキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド１１１ｇ
（０．５モル）を用いて合成したところ、数平均分子量
１１，３００の、紫外線吸収性ビニル重合性モノマーを
６１％含有し、親水性ビニル重合性モノマーを３９％含
有し、加水分解性シリル基を含有しないアクリルポリマ
ー溶液Ｃを得た。

【００５８】この溶液を、合成例１における含水溶液に
１０％添加したところ、均一に溶解した。

【００５９】［合成例４］合成例１と同様にして、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルを５６０ｇ使用
し、ビニル重合性モノマーとして、メトキシポリエチレ
ングリコールアクリレート（ＥＯ平均重合度＝３）２１
８ｇ（１．０モル）、メチルメタクリレート２００ｇ
（２．０モル）、ブチルアクリレート１４２ｇ（１．０
モル）を用いて合成したところ、数平均分子量３４，５
００の、紫外線吸収性ビニル重合性モノマーを含有せ
ず、親水性ビニル重合性モノマーを３９％含有し、加水
分解性シリル基を含有しないアクリルポリマー溶液Ｄを
得た。

【００６０】この溶液を、合成例１における含水溶液に
１０％添加したところ、均一に溶解した。

【００６１】［合成例５］合成例１と同様にして、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルを５５０ｇ使用
し、ビニル重合性モノマーとして、２−（２’−ヒドロ
キシ−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル）−
２Ｈ−ベンゾトリアゾール３２３ｇ（１．０モル）、メ
トキシポリエチレングリコールアクリレート（ＥＯ平均
重合度＝３）２２ｇ（０．１モル）、メチルメタクリレ
ート２００ｇ（２．０モル）を用いて合成したところ、
数平均分子量３，７００の、紫外線吸収性ビニル重合性
モノマーを５９％含有し、親水性ビニル重合性モノマー
を４％含有し、加水分解性シリル基を含有しないアクリ
ルポリマー溶液Ｅを得た。

【００６２】この溶液を、合成例１における含水溶液に
１０％添加したところ、溶解しなかった。

【００６３】［合成例６］合成例１と同様にして、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルを５３０ｇ使用
し、ビニル重合性モノマーとして、２−（２’−ヒドロ
キシ−５’−メタクリロイルオキシエチルフェニル）−
２Ｈ−ベンゾトリアゾール１６２ｇ（０．５モル）、メ
トキシポリエチレングリコールアクリレート（ＥＯ平均
重合度＝３）２１８ｇ（１．０モル）、メチルメタクリ
レート１００ｇ（１．０モル）、γ−メタクリルオキシ
プロピルトリメトキシシラン４９．６ｇ（０．２０モ
ル）、を用いて合成したところ、数平均分子量１４，６
００の、紫外線吸収性ビニル重合性モノマーを３１％含
有し、親水性ビニル重合性モノマーを４１％含有し、加
水分解性シリル基を９．４％含有するアクリルポリマー
溶液Ｆを得た。

【００６４】この溶液を、合成例１における含水溶液に
１０％添加したところ、均一に溶解した。

【００６５】プライマー溶液の調製 合成例１と同様にして、ＭＩＢＫ：プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル＝１：３の混合溶剤３７０ｇを使
用し、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン２４．８ｇ（０．２０モル）、メチルメタクリレート
１７５ｇ（１．７５モル）、２−（２’−ヒドロキシ−
５’−メタクリロキシエチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾ
トリアゾール１６．２ｇ（０．０５モル）及びアゾビス
イソブチロニトリル２ｇを混合したものを滴下し、数平
均分子量８３，０００のアクリルポリマーを含有する溶
液を得た。

【００６６】この溶液１００ｇに、γ−アミノエチル−
アミノプロピルトリメトキシシラン１．００モルとγ−
グリシドキシプロピルジメトキシシラン２．００モルと
をヘキサメチルジシラザン３．００モル共存下に開環反
応させ、更に無水酢酸を２．００モル反応させたものを
２０％含有するＭＩＢＫ溶液を１０ｇ加え、プライマー
溶液を調製した。

【００６７】コーティング剤の調製 ［コーティング剤Ｉ］攪拌機、コンデンサー及び温度計
を備えた１リットルフラスコに、メチルトリエトキシシ
ラン１７８ｇ（１．０モル）、イソブタノール５０ｇ、
及びプロピレングリコールモノメチルエーテル５０ｇを
仕込み攪拌した。氷冷下、０．１Ｎ酢酸水１０８ｇ
（６．０モル）を１時間かけて滴下した。更に室温で２
４時間攪拌し、加水分解を終了した。この溶液の１０５
℃／３時間の条件で測定した不揮発分は１７．９％であ
った。ここに、１次粒子径が２０ｎｍで有効成分量が３
０％のメタノール分散シリカゾル５０ｇ、１次粒子径が
１５ｎｍで有効成分量が２０％の水分散シリカゾル７５
ｇ、ポリエーテル変性シリコーンオイル０．１ｇを加え
た。更に、アクリルポリマー溶液Ａを２０ｇ、１０％酢
酸ナトリウム水溶液を１ｇ加え、コーティング剤Ｉを調
製した。得られたコーティング液は、濁りがなく、その
揮発分を１０５℃×３時間の条件で測定したところ８０
％であった。この系の（Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ）のモル比
は、３．１であった。

【００６８】［コーティング剤ＩＩ］コーティング剤Ｉ
と同様にして、メチルトリエトキシシラン１４２ｇ
（０．８モル）、テトラエトキシシラン４２ｇ（０．２
モル）、イソブタノール１７０ｇ、及びプロピレングリ
コールモノメチルエーテル６０ｇを仕込み攪拌した。氷
冷下、０．１Ｎ酢酸水１１５ｇ（６．４モル）を１時間
かけて滴下した。更に室温で２４時間攪拌し、加水分解
を終了した。この溶液の１０５℃／３時間の条件で測定
した不揮発分は１２．９％であった。更にポリエーテル
変性シリコーンオイル０．１ｇ、アクリルポリマー溶液
Ｂを４０ｇ、１０％酢酸ナトリウム水溶液を１ｇ加え、
コーティング剤ＩＩを調製した。得られたコーティング
液は、濁りがなく、その揮発分を１０５℃×３時間の条
件で測定したところ８５％であった。この系の（Ｈ₂Ｏ
／Ｓｉ−Ｘ）のモル比は２．０であった。

【００６９】［コーティング剤ＩＩＩ］コーティング剤
Ｉと同様にして、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン１１８ｇ（０．５モル）、メチルトリエトキシ
シラン８９ｇ（０．５モル）、イソブタノール２１０
ｇ、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル１０
０ｇを仕込み攪拌した。氷冷下、０．１Ｎ酢酸水８１ｇ
（４．５モル）を１時間かけて滴下した。更に室温で２
時間、４０℃で８時間攪拌し、加水分解を終了した。こ
こに、１次粒子径が２０ｎｍで重量構成比がＴｉＯ₂／
ＺｒＯ₂／ＳｉＯ₂＝８５／３／１２の有効成分量が３０
％のメタノール分散複合酸化物ゾル１５０ｇ、アルミニ
ウムアセチルアセトナートを２ｇ、ポリエーテル変性シ
リコーンオイルを０．１ｇ、アクリルポリマー溶液Ｃを
２０ｇ加え、コーティング剤ＩＩＩを調製した。得られ
たコーティング液は、濁りがなく、その揮発分を１０５
℃×３時間の条件で測定したところ７５％であった。こ
の系の（Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ）のモル比は１．５であっ
た。

【００７０】［コーティング剤ＩＶ〜ＶＩＩ］コーティ
ング剤Ｉにおいて、添加しているアクリルポリマー溶液
Ａの代りに、アクリルポリマー溶液Ｄ〜Ｆに置き換えた
以外は、実施例１と同様の方法で、コーティング剤ＩＶ
〜ＶＩ、及びアクリルポリマー溶液を添加しないコーテ
ィング液ＶＩＩを調製した。

【００７１】得られたコーティング液Ｉ〜ＶＩＩを下記
及び表１の方法で塗装・硬化させ、実施例１〜６，比較
例１〜８とし、下記方法で、耐擦傷性、硬化被膜の密着
性、耐候性を評価した。結果を表１に示す。

【００７２】塗装・硬化方法 表面を清浄化した厚さ＝３．０ｍｍ、１０ｃｍ×１０ｃ
ｍの大きさのＰＣ（ポリカーボネート）樹脂板及びアク
リル樹脂板に、硬化塗膜として３〜５μｍとなるように
浸漬法で塗布した。風乾により溶剤分を揮発させ、８０
〜１２０℃の熱風循環オーブン中で５〜３０分間保持
し、硬化させた。プライマー処理する場合も同様にし、
３〜５μｍの厚さに塗布した。

【００７３】物性の測定及び評価方法 耐擦傷性試験：ＡＳＴＭ１０４４に準拠し、テーバー
磨耗試験機にて磨耗輪ＣＳ−１０Ｆを装着し、荷重５０
０ｇ下で５００回転後の曇価を測定した。耐テーバー摩
耗性（％）は（試験後の曇価）−（試験前の曇価）＝△
Ｈｚで示した。

【００７４】硬化被膜の密着性試験：ＪＩＳ Ｋ５４
００に準拠し、サンプルをカミソリの刃で１ｍｍ間隔の
縦横１１本ずつ切り目を入れて１００個のゴバン目をつ
くり、市販セロハンテープをよく密着させた後、９０度
手前方向に急激にはがした時、被膜が剥離せずに残存し
たます目数（Ｘ）をＸ／１００で表示した。

【００７５】外観：被膜の全面が均一な透明性を有し
ている場合を「○」、透明性に損なわれた部分が認めら
れる場合、或いはミクロクラックが発生した場合を
「×」とした。

【００７６】耐候性試験：メタリング ウェザーメー
ター（スガ試験機（株）製）で５００時間照射後の表面
状態を観察した。表面にクラックが無い場合を「○」、
ミクロクラックがある場合を「△」、クラックが認めら
れた場合を「×」と判定した。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【発明の効果】本発明の硬質保護被膜形成用コーティン
グ剤は、紫外線吸収性基を含有し、含水溶剤系に分散可
能で、加水分解性ケイ素原子を含有しないポリマーを含
有する。このポリマーは被膜中に架橋により固定化され
ないため、硬質被膜に可撓性を付与でき、経時で硬化が
進行してもクラックの発生を防止でき、その結果、高硬
度で耐擦傷性に優れた被膜でありながら、同時に可撓性
に富みクラックの発生が防止された被膜となり、硬質保
護被膜が長期間維持される。また硬質保護被膜中に紫外
線吸収性基を導入・固定化できるので、下層の基材等の
劣化が防止され、優れた耐候性、密着性を確保できる。
この硬質保護被膜形成用コーティング剤を透明プラスチ
ック基材に被覆処理することにより、プラスチック表面
を硬質で耐擦傷性に優れた表面に改質することができ、
建築物用、自動車或いは電車用窓ガラス、道路の遮音
壁、各種ディスプレイ、各種計器のカバー、透明プラス
チックレンズ等の耐久耐候性が求められる各種光学物品
に好適に適用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 157/00 Ｃ０９Ｄ 157/00 // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 (72)発明者 古屋 昌浩 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 樋口 浩一 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） 4F006 AA22 AA35 AA36 AB24 AB39 AB76 BA03 CA05 EA03 4J038 CR072 DL021 DL031 HA216 HA446 KA06 NA03 PC08 4J100 AL08P AL08Q AM02P AM15P BA03 BA05 BA08 BA12 BC43 BC73 BC75 BD14Q CA04 CA05 JA01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）下記式（Ａ） Ｒ_mＳｉＸ_4-m （Ａ） （式中、Ｒは炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｘは炭 素数１〜６の加水分解性基であり、ｍは０，１又は２である。） で示されるシラン化合物及び／又はその部分加水分解・縮合物を、 １．２≦Ｈ₂Ｏ／Ｓｉ−Ｘ≦１０ のモル比を満足する水量で加水分解し、部分縮合した部分縮合物 １００重量部 （２）紫外線吸収性基及び親水性基を有し、含水親水性溶剤に溶解又は分散可能 なビニル系ポリマー ０．１〜５０重量部 （３）親水性有機溶剤 ５０〜５０００重量部 を含有することを特徴とする耐候性に優れた硬質保護被
   膜形成用コーティング剤。
2. 【請求項２】 上記（２）ビニル系ポリマーが、下記重
   合性モノマー（ａ）〜（ｃ） （ａ）紫外線吸収性基含有ビニル重合性モノマー ５〜８０重量％ （ｂ）親水性基含有ビニル重合性モノマー １０〜８０重量％ （ｃ）Ｓｉ−Ｘ基を含まないその他のビニル重合性モノマー ０〜８５重量％ （式中、Ｘは上記と同じ。）を共重合したものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の耐候性に優れた硬質保護
   被膜形成用コーティング剤。
3. 【請求項３】 更に、（４）１次粒径が１〜１００ｎｍ
   の金属酸化物微粒子を（１）成分１００重量部に対し１
   〜３００重量部を含有することを特徴とする請求項１又
   は２記載の耐候性に優れた硬質保護被膜形成用コーティ
   ング剤。
4. 【請求項４】 金属酸化物微粒子がＳｉＯ₂であること
   を特徴とする請求項３記載の耐候性に優れた硬質保護被
   膜形成用コーティング剤。
5. 【請求項５】 金属酸化物微粒子が少なくともＴｉ原子
   を含有することを特徴とする請求項３記載の耐候性に優
   れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。
6. 【請求項６】 更に、（５）硬化触媒を含有することを
   特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の耐候性に
   優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。
7. 【請求項７】 上記重合性モノマー（ａ）における紫外
   線吸収性基がベンゾトリアゾール構造を有するものであ
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の
   耐候性に優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。
8. 【請求項８】 上記重合性モノマー（ａ）における紫外
   線吸収性基がベンゾフェノン構造を含有するものである
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の耐
   候性に優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。
9. 【請求項９】 上記重合性モノマー（ｂ）における親水
   性基がポリオキシエチレン構造を含有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の耐候
   性に優れた硬質保護被膜形成用コーティング剤。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項記載のコ
    ーティング剤を透明プラスチック基材に塗装・硬化して
    なる、プラスチック基材表面に耐候性に優れた硬質保護
    被膜を形成した光学物品。
11. 【請求項１１】 表面に接着性向上剤層を設けたプラス
    チック基材に、請求項１〜９のいずれか１項記載のコー
    ティング剤を塗装・硬化してなる、プラスチック基材表
    面に耐候性に優れた硬質保護被膜を形成した光学物品。