JP2012224077A - 有機樹脂積層体 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】有機樹脂基材と複数層のコーティング層とを含み、紫外線遮蔽性と耐擦傷性を有する有機樹脂積層体であって、複数層のコーティング層は、有機ケイ素化合物をプラズマ重合してなる最表層(I)と複合酸化物微粒子分散物、シリコーン樹脂、硬化触媒及び溶剤を含むシリコーンコーティング組成物の下層(II)と、任意にアクリル樹脂の下層(III)を含む。
【効果】本発明によれば、積層被膜が可視光の透明性を維持しながら耐擦傷性、紫外線遮蔽性を発現し、更に長期の屋外暴露に耐え得る耐候性、耐久性を兼ね備えた有機樹脂積層体を提供することができる。本発明の積層体は車両、飛行機など運送機の窓、風防、建物の窓、道路の遮音壁等屋外で使用される用途に好適なものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐候性及び耐擦傷性に優れた有機樹脂積層体に関する。特に、ポリカーボネート成型基材の表面に、好ましくは下層(III)としてアクリル樹脂被覆膜を介して、下層(II)としてシリコーンコーティング硬化被膜及び最表層(I)として有機ケイ素化合物をプラズマ重合してなる硬質被膜、好ましくはプラズマ励起化学的堆積法(PECVD)により形成される酸化ケイ素被膜を順に積層することにより、非常に高度な耐擦傷性を有すると共に、塗膜の可視光透明性、紫外線遮蔽性を兼ね備え、長期耐候性に優れる塗膜を形成し得る積層体に関する。
有機樹脂材料は耐衝撃性、軽量性、加工性等の特徴を生かして、多方面の用途で使用されている。特に近年、その特性を生かして各種車両の窓材の用途に、表面硬度や耐摩耗性を高めた有機樹脂成型物を適用しようとする動きがある。このような用途ではガラス並みの高度な耐摩耗性や屋外での耐候性が要求される。例えば自動車では、ワイパー作動時の擦り傷防止やウインドウ昇降時の擦り傷防止等において高いレベルの耐摩耗性が要求されるし、非常に高い温度や湿度の環境下での使用も前提にしなくてはならない。
従来、プラスチック等の有機樹脂基材の表面に、高硬度、耐擦傷性の付与を目的とした表面保護塗膜を形成するコーティング剤として、加水分解性オルガノシランを加水分解もしくは部分加水分解して得られる組成物からなるコーティング剤、あるいは該組成物にコロイダルシリカを混合したコーティング剤が知られている。
例えば、特開昭51−2736号公報、特開昭53−130732号公報、特開昭63−168470号公報(特許文献1〜3)には、オルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキシシランの加水分解物及び/又はその部分縮合物、及びコロイダルシリカからなり、過剰の水でアルコキシ基をシラノールに変換してなるコーティング剤が提案されている。しかし、これらの湿式コーティングにより得られる塗膜は、硬度が十分でなく、代替対象のガラスに対比して耐擦傷性が劣るという問題があった。
しかしながら、長期にわたり太陽光や風雨に耐え得るコーティング膜とするためには、まだ課題を有している。上記の耐擦傷性を有する湿式あるいは乾式コーティング層は紫外線をカットする能力に乏しく、樹脂基材、基材接着性を付与するためのプライマー層、あるいはそれらの界面が紫外線で劣化・変色するという現象が見られる。これを防止するため、上記プライマー層に紫外線吸収剤を添加する方法、及びプライマーを構成する有機樹脂中に、紫外線吸収性の有機置換基を化学結合を介して導入する方法が提案されている。ここでいう紫外線吸収剤及び紫外線吸収性の有機置換基とは、例えばベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン等の置換基、及びそれらを含有する有機化合物のことを指す(特許文献4〜7:特開平4−106161号公報、特許第3102696号公報、特開2001−47574号公報、特許第3841141号公報参照)。
上記方法は、プライマー層に有機系の紫外線吸収剤を含ませ、紫外線カットする方法であるが、本来、プライマー層は、下地基材とシリコーン層との密着性向上を主目的としており、上記紫外線吸収剤の添加量が多くなりすぎると、密着力低下や透明性低下といった問題が生じる。また、長期間にわたる屋外曝露試験、促進耐候性試験において、プライマー層だけでの紫外線カットでは、有機樹脂基材の劣化、変色防止に対して十分ではないことが明らかとなってきた。
これら欠点を補う方法として、一方では、シリコーン層にも有機系紫外線吸収剤を添加する方法も以前から行われてきた。しかしながら、これらの化合物をコーティング組成物に単純に添加しただけでは、塗膜とした後の耐久性、即ち長期曝露後の紫外線吸収剤の表面からのブリード、流出が発生し、持続性に乏しいものである。そこで、コーティング層の主成分であるシロキサン化合物と化学結合が形成できるような、シリル変性した有機系紫外線吸収剤を用いる方法もこれまで開示されている(特許文献8〜11:特公昭61−54800号公報、特公平3−14862号公報、特公平3−62177号公報、特開平7−278525号公報参照)。これは、紫外線吸収剤がシロキサンマトリックスに強固に結合しているため、持続性は向上したが、その一方、本来のコーティング層の耐擦傷性が大幅に低下、あるいは可撓性低下によるミクロクラックの発生が顕著になる結果となった。このように、有機系の紫外線吸収剤を用いる方法には、耐候性を伸ばすため添加量を増やすほどシリコーン膜の硬度が低下するという本質的な欠点がある。
それに対し、紫外線遮蔽性を有する金属酸化物微粒子を添加することによって、硬度、耐擦傷性を維持する試みも行われてきた。例えば、金属酸化物微粒子としてアナターゼ型酸化チタン微粒子(特許文献12:特開2004−238418号公報)又はルチル型酸化チタン微粒子(特許文献13〜15:特許第2783417号公報、特開平11−310755号公報、特開2000−204301号公報)の例が開示されている。これらコーティング剤は、可視光透過性、耐擦傷性を保ちつつ、紫外線を遮断する塗膜を形成することができる。しかしながら、酸化チタン微粒子は光触媒活性を有しているため、たとえ表面をケイ素化合物などで被覆したとしても光触媒活性を完全に抑制することはできず、促進耐候性試験では比較的早い段階でクラックが発生するなど、耐候性は不十分であった。
また紫外線遮蔽性を有する金属酸化物微粒子として、酸化亜鉛微粒子を用いた例も知られている(特許文献16〜18:特開平11−209695号公報、特許第3347097号公報、特開2002−60687号公報)。一般的に酸化亜鉛微粒子の紫外線遮蔽能は酸化チタンのそれに比べやや劣るものの、光触媒活性はその分だけ低下している。しかしながら酸化亜鉛微粒子を塗膜に含有させた場合、残存する光触媒活性のため、耐候性試験を実施すると、塗膜にクラックが発生したり、剥離が生じたりする現象が避けられない。
更に酸化亜鉛微粒子の表面を酸化物被覆することで、光触媒活性を抑制する試みも開示されている(特許文献19,20:特許第3509749号公報、特開2002−87817号公報)。表面被覆することにより、耐候性試験において、表面被覆していない酸化亜鉛微粒子よりも塗膜は長寿命化するものの、長期の試験ではクラックが発生するなど、屋外の紫外線遮蔽材としては未だ十分ではない。
一般的に耐候性の表面保護塗膜を形成するコーティング剤は、可視光透明性も重要な特性のひとつである。紫外線遮蔽剤として金属酸化物微粒子を用いると、平均粒子径の大きさあるいは凝集のし易さにより、可視光透明性が大きく損なわれてしまう。特開平11−278838号公報(特許文献21)では、特定の方法で酸化亜鉛微粒子を製造することで、粒子径が小さく、かつ凝集しにくい分散体が得られることを開示している。この酸化亜鉛微粒子分散体をコーティング剤に配合すれば可視光透明性が良好となり得るが、実施例には記載されていない。
また、各種の硬化樹脂層上に二酸化ケイ素などの酸化物薄膜を析出させて、自動車のウインドウに要求されるハイレベルな耐摩耗性及び耐擦傷性を達成することも提案されている(特許文献22〜28:米国特許出願公開第2005/0202263号明細書、特表2009−540124号公報、特表2009−502569号公報、米国特許第7,163,749号明細書、米国特許第7,056,584号明細書、米国特許第6,376,064号明細書、米国特許第4,927,704号明細書)。ドライコーティングシステムから得られるこれらの被膜は、上述したウエットコーティングを越えて耐擦傷性を著しく改良する。更に、ドライコーティングは、下層コーティングを保護するバリヤー機能を与え、耐候性を高め、コーティングされたウインドウのライフタイムを増大する。
膨張熱プラズマ(ETP)プロセスは、ドライコーティングを高い析出速度で析出するために用いられてきた(特許文献29,30:特表2008−504652号公報、米国特許第7,282,244号明細書)。そのようなプラズマプロセスは高い耐摩耗性及び耐擦傷性を大スケールでかつ大面積部分にコートするのに適している(特許文献29〜42:特表2008−504652号公報、米国特許第7,282,244号明細書、米国特許出願公開第2008/0286492号明細書、米国特許出願公開第2008/0160205号明細書、米国特許出願公開第2008/0160197号明細書、特表2008−509283号公報、米国特許第7,645,492号明細書、米国特許第7,390,573号明細書、米国特許第7,595,097号明細書、米国特許第6,948,448号明細書、米国特許第6,681,716号明細書、米国特許第6,641,673号明細書、特開平11−071681号公報、米国特許第6,213,049号明細書)。
以上のように、湿式及び乾式コーティング被膜の耐候性、耐擦傷性などの改善について様々な試みがなされてきたが、被膜がガラス並みの非常に高度な耐擦傷性を維持しながら、可視光の透明性及び紫外線遮蔽性を発現し、更に長期の屋外暴露に耐え得る耐候性、耐久性を全て満たした積層体は存在してない。
特開昭51−002736号公報 特開昭53−130732号公報 特開昭63−168470号公報 特開平04−106161号公報 特許第3102696号公報 特開2001−047574号公報 特許第3841141号公報 特公昭61−54800号公報 特公平03−14862号公報 特公平03−062177号公報 特開平07−278525号公報 特開2004−238418号公報 特許第2783417号公報 特開平11−310755号公報 特開2000−204301号公報 特開平11−209695号公報 特許第3347097号公報 特開2002−060687号公報 特許第3509749号公報 特開2002−087817号公報 特開平11−278838号公報 米国特許出願公開第2005/0202263号明細書 特表2009−540124号公報 特表2009−502569号公報 米国特許第7,163,749号明細書 米国特許第7,056,584号明細書 米国特許第6,376,064号明細書 米国特許第4,927,704号明細書 特表2008−504652号公報 米国特許第7,282,244号明細書 米国特許出願公開第2008/0286492号明細書 米国特許出願公開第2008/0160205号明細書 米国特許出願公開第2008/0160197号明細書 特表2008−509283号公報 米国特許第7,645,492号明細書 米国特許第7,390,573号明細書 米国特許第7,595,097号明細書 米国特許第6,948,448号明細書 米国特許第6,681,716号明細書 米国特許第6,641,673号明細書 特開平11−071681号公報 米国特許第6,213,049号明細書
本発明は、有機樹脂基材に、硬化塗膜が可視光の透明性を維持しながら耐擦傷性、紫外線遮蔽性を発現し、更に長期の屋外暴露に耐え得る耐候性、耐久性を兼ね備えた被膜を被覆した積層体を提供することを目的とする。
本発明者らは、有機樹脂基材の表面に、好ましくは下層(III)としてアクリル樹脂被覆膜を介して、下層(II)として硬質シリコーンレジン硬化被膜(シリコーンコーティング硬化皮膜)、最表層(I)として有機ケイ素化合物をプラズマ重合してなる硬質被膜、好ましくはプラズマ励起化学的堆積法(PECVD)により形成される酸化ケイ素被膜を順次積層した積層体であって、下層(II)のシリコーンレジン硬化被膜中に、特定の被覆を施し光触媒活性を極めて高度に抑制した複合酸化亜鉛及び/又は酸化チタン微粒子の分散体を配合することにより、極めて高度な耐擦傷性、並びに該硬化塗膜が可視光透明性を維持しながら、紫外線遮蔽性を発現し、更にこれまで実現し得なかった屋外暴露における長期間の耐候性、耐クラック性が得られることを見出した。
本発明は、高度な耐擦傷性及び耐候性を併せ持つ積層体であって、有機樹脂基材の少なくとも一方の面に複数の層を被覆した積層体であって、最表層(I)が有機ケイ素化合物をプラズマ重合してなる硬質被膜であり、最表層に接する下層(II)が下記(2−A)〜(2−D)成分を含むシリコーンコーティング組成物の硬化被膜である、紫外線遮蔽性であり、表面が高耐擦傷性に優れることを特徴とする有機樹脂積層体を提供する。
(2−A)酸化亜鉛及び/又は酸化チタン微粒子の表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理した複合酸化物微粒子であり、光触媒活性を示さないか、あるいは下記で定義する光触媒分解性が25%以下である複合酸化物微粒子、
ここで光触媒分解性は、メチレンブルー溶液に該複合酸化物微粒子を添加、均一分散した溶液を用いて、ブラックライト照射前及び12時間照射後の653nmの吸光度を測定し、下記式により算出される、
光触媒分解性(PD)(%)=[(A0−A)/A0]×100
(但し、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。)
(2−B)下記一般式(1)
(R1m(R2nSi(OR34-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R1及びR2が相互に結合していてもよく、R3は、炭素数1〜3のアルキル基であり、m、nは、各々独立に、0又は1であり、かつm+nは、0,1又は2である。)
で表されるアルコキシシラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種を(共)加水分解及び/又は縮合することにより得られたシリコーンレジン、
(2−C)硬化触媒、
(2−D)溶剤、
但し、(2−A)複合酸化物微粒子分散体中の複合酸化物固形分量が、(2−B)シリコーンレジンの固形分に対して、1〜50質量%である。
好ましい態様では、最表層(I)が有機ケイ素化合物をプラズマによる重合及び酸化によって形成されるケイ素、酸素、炭素及び水素原子を含む硬質被膜である。プラズマ重合法としては、膨張熱プラズマ法が好ましく、これは析出速度が高く、大面積部分にスケールアップすることが容易であり、好適な化学組成及び物性を与えるという特性を有する。
更に好ましい態様では、最表層(I)が内側サブ層と外側サブ層とを含み、これらサブ層の性状が下層(II)に対する接着性及びコーティングシステムとして耐擦傷性を与え、下層(II)に対して保護バリヤーを与えるように調整されている。
好ましい態様では、最表層(I)及び下層(II)の性状が、ASTM D870の接着試験を少なくとも97%の割合で合格し、ASTM D1044のテーバー摩耗試験において2%未満のデルタヘイズ値(ΔHz)を示す積層体を形成するように設定されている。好ましくは、下層(II)が、石英板上に、膜厚0.5〜3μmの範囲で硬化被膜化した下層(II)の波長370nmでの透過率が80%以下である。
好ましい態様では、(2−A)成分中の複合酸化物微粒子が、更に下記一般式(2)
(R4x(R5ySi(X)4-x-y (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、Xは、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のアシルオキシ基又はイソシアネート基であり、xは、0又は1であり、yは、0,1又は2であり、かつx+yは、0,1,2又は3である。)
で表される加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種で表面処理されている。
また、好ましくは、(2−A)複合酸化物微粒子中の酸化物微粒子が、亜鉛及び/又はチタン原料を直流アークプラズマ法によって加熱、気化させ、その亜鉛及び/又はチタン蒸気を酸化、冷却することにより得られたものである。特に、(2−A)複合酸化物微粒子中の酸化物微粒子が、亜鉛原料を直流アークプラズマ法によって加熱、気化させ、その亜鉛蒸気を酸化、冷却することにより得られた酸化亜鉛微粒子であること、また、(2−A)複合酸化物微粒子の平均粒子径(体積平均粒子径D50)が10〜200nmであることが好ましい。
好ましい態様では、(2−B)成分であるシリコーンレジンがコロイダルシリカ(2−E)を含む。好ましくは、(2−E)成分のコロイダルシリカの含有量が、(2−B)成分のシリコーンレジン100質量部に対して5〜100質量部である。
好ましい態様では、下層(II)の基材に近い面と接して下層(III)を有し、該下層(III)がアクリル樹脂被覆膜である。この場合、下層(III)が
(3−A)有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基を側鎖に有するビニル系共重合体、
(3−B)架橋剤、
(3−C)溶剤
を含むアクリル樹脂コーティング組成物の硬化被膜であることが好ましい。
より好ましくは、下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物の(3−A)成分が、アルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体(3−A−i)と、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)と、これらビニル系単量体と共重合可能な他の単量体(3−A−iii)とからなる単量体成分を共重合して得られた共重合体である。また好ましくは、下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物の(3−B)架橋剤が、コロイダルシリカ又はポリオルガノシロキサンである。また、下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物中に有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を配合することが好ましい。下層(II)を構成するシリコーンコーティング組成物中に有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を配合することもできる。有機樹脂基材がポリカーボネート樹脂による成型基材であることが好ましい。
本発明によれば、積層被膜が可視光の透明性を維持しながら耐擦傷性、紫外線遮蔽性を発現し、更に長期の屋外暴露に耐え得る耐候性、耐久性を兼ね備えた有機樹脂積層体を提供することができる。本発明の積層体は車両、飛行機など運送機の窓、風防、建物の窓、道路の遮音壁等屋外で使用される用途に好適なものである。
実施例で用いた分散体(A−1)中の複合酸化亜鉛微粒子の粒子径分布を示すグラフである。
本発明において、UVは、電磁波スペクトルの紫外線領域を示す。また、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算重量平均分子量である。
本発明の積層体は、基材と、好ましくはこの基材上に積層される下層(III)と、基材又は下層(III)上に積層される下層(II)と、この下層(II)上に積層される最表層(I)とを含み、好適には下層(III)、下層(II)、最表層(I)から形成されるが、必要により下層(III)は省略し得る。
基材
本発明で用いられる基材としては、プラスチック材料(有機樹脂基材)であればよく、特にポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、変性アクリル樹脂、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ハロゲン化ビスフェノールAとエチレングリコールの重縮合物、アクリルウレタン樹脂、ハロゲン化アリール基含有アクリル樹脂、含硫黄樹脂などが好ましい。更にこれらの樹脂基材の表面が処理されたもの、具体的には、化成処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、酸やアルカリ液での処理、及び基材本体と基材表層が異なる種類の樹脂で形成されている積層基体を用いることもできる。積層基体の例としては、共押し出し法やラミネート法により製造されるポリカーボネート樹脂基材の表層にアクリル樹脂層もしくはウレタン樹脂層が存在する積層基体、又はポリエステル樹脂基材の表層にアクリル樹脂層が存在する積層基体などが挙げられる。
下層(III)
下層(III)としては、アクリル樹脂被膜層が好ましい。基材に付着した形態のアクリル樹脂被覆層の例として、例えば、共押し出し法やラミネート法により製造されるポリカーボネート樹脂などからなる基材の表層にアクリル樹脂層が存在する積層基体、又は基材の表面にプライマーコーティングしてなるアクリル樹脂硬化被膜が挙げられる。
具体的には、共押し出し法などによるアクリル樹脂被覆層はメチルメタクリレートとメチルアクリレート又はエチルアクリレートとの共重合体などが挙げられる。このアクリル樹脂の組成としては、共重合組成及び分子量は共押し出し条件により適宜選択すればよいが、共重合組成比としてメチルメタクリレート80〜99質量%、メチル又はエチルアクリレート1〜20質量%が好ましい。分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量で3〜30万程度であるが、これらだけに制限されるものではない。アクリル樹脂の耐熱性が劣ると、成型時に焼けこげ等の問題を起こすため、熱変形温度は90℃以上がよく、好ましくは95℃以上が、更に好ましくは100℃以上がよい。なお、熱変形温度の上限は特に制限されないが、通常120℃程度である。
プライマーコーティングの具体例としては、有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基を側鎖に有するビニル系共重合体からなるプライマーが好ましい。このようなプライマーとしては、特許第4041968号公報、特開2008−120986号公報、特開2008−274177号公報の例が挙げられる。
更に詳述すると、プライマーコーティングからなるアクリル樹脂硬化被膜としては、下記(3−A)〜(3−C)成分を含むアクリル樹脂コーティング組成物の硬化被膜であることが好ましい。
(3−A)有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基を側鎖に有するビニル系共重合体
(3−B)架橋剤
(3−C)溶剤
有機系紫外線吸収性基とアルコキシシリル基とが側鎖に結合したビニル系共重合体(3−A)としては、アルコキシシリル基がSi−C結合を介してビニル系共重合体主鎖と結合していることが好ましく、更に有機系紫外線吸収性基もビニル系共重合体主鎖と結合していることが好ましい。このような共重合体は、アルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体(3−A−i)と、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)と、共重合可能な他の単量体(3−A−iii)とからなる単量体成分を共重合して得ることができる。
ここで、(3−A−i)のアルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体は、一分子中に1個のビニル重合性官能基と、1個以上のアルコキシシリル基を含有するものであれば、如何なるものでも使用することができる。
ビニル重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、(α−メチル)スチリル基を含む炭素数2〜12の有機基を示すことができる。具体的には、ビニル基、5−ヘキセニル基、9−デセニル基、ビニルオキシメチル基、3−ビニルオキシプロピル基、(メタ)アクリルオキシメチル基、3−(メタ)アクリルオキシプロピル基、11−(メタ)アクリルオキシウンデシル基、ビニルフェニル基(スチリル基)、イソプロペニルフェニル基(α−メチルスチリル基)、ビニルフェニルメチル基(ビニルベンジル基)などが挙げられる。反応性、入手のし易さから、(メタ)アクリルオキシプロピル基を使用することが好ましい。
アルコキシシリル基中のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基などを具体例として示すことができる。加水分解性の制御のし易さ、及び入手のし易さから、メトキシ基、エトキシ基が好適に使用できる。
上記置換基以外の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、デシル基などのアルキル基、フェニル基などを例示できる。入手のし易さから、メチル基を用いるのが好ましい。
アルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体(3−A−i)としては、例えば、
メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
メタクリロキシウンデシルトリメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、
アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
アクリロキシメチルトリメトキシシラン、
アクリロキシウ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、
ビニルメチルジメトキシシラン、
アリルトリメトキシシラン、
スチリルトリメトキシシラン、
スチリルメチルジメトキシシラン、
スチリルトリエトキシシラン
などを挙げることができる。これらの中でも、入手のし易さ、取り扱い性、架橋密度及び反応性などから、
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
が好ましい。
(3−A−i)のアルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体の量は、共重合組成で1〜50質量%、特に3〜40質量%の範囲が好ましい。1質量%未満では上記ビニル系共重合体同士の架橋によるシロキサンネットワークの形成が不十分となり塗膜の線膨張係数が十分に低くならず、耐熱性、耐久性が改良されない場合がある。また50質量%を超えると架橋密度が高くなりすぎて硬くなり接着性が低下したり、未反応のアルコキシシリル基が残存し易くなり、経時での後架橋が生起し、クラックが発生し易くなる場合がある。
次に、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)については、分子内に紫外線吸収性基とビニル重合性基を含有していれば、如何なるものでも使用することができる。
このような有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)の具体例としては、分子内に紫外線吸収性基を有する(メタ)アクリル系単量体が示され、下記一般式(3)で表されるベンゾトリアゾール系化合物、及び一般式(4)で表されるベンゾフェノン系化合物を挙げることができる。

(式中、Yは水素原子又は塩素原子を示す。R6は水素原子、メチル基、又は炭素数4〜8の第3級アルキル基を示す。R7は直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基を示す。R8は水素原子又はメチル基を示す。nは0又は1を示す。)

(式中、R8は上記と同じ意味を示す。R9は置換又は非置換の直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基を示す。R10は水素原子又は水酸基を示す。R11は水素原子、水酸基、又は炭素数1〜6のアルコキシ基を示す。)
上記一般式(3)において、R6で示される炭素数4〜8の第3級アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘキシル基、tert−ヘプチル基、tert−オクチル基、ジtert−オクチル基等を挙げることができる。
7で示される直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、ブチレン基、オクチレン基、デシレン基等を挙げることができる。
また、上記一般式(4)において、R9で示される直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2〜10のアルキレン基としては、上記R7で例示したものと同様のもの、あるいはこれらの水素原子の一部をハロゲン原子で置換した基等を挙げることができる。R11で示される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。
上記一般式(3)で表されるベンゾトリアゾール系化合物の具体例としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロキシフェニル)−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)アクリロキシメチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、
2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)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’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)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−3’−メチル−5’−(8−(メタ)アクリロキシオクチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール
等を挙げることができる。
上記一般式(4)で表されるベンゾフェノン系化合物の具体例としては、例えば、
2−ヒドロキシ−4−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−(4−(メタ)アクリロキシブトキシ)ベンゾフェノン、
2,2’−ジヒドロキシ−4−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、
2,4−ジヒドロキシ−4’−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、
2,2’,4−トリヒドロキシ−4’−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−(3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、
2−ヒドロキシ−4−(3−(メタ)アクリロキシ−1−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン
等を挙げることができる。
上記紫外線吸収性ビニル系単量体としては、式(3)で表されるベンゾトリアゾール系化合物が好ましく、中でも2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−(メタ)アクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールが好適に使用される。
更に、上記紫外線吸収性ビニル系単量体は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)の使用量は、共重合組成で1〜30質量%、特に3〜25質量%が好ましい。1質量%未満では良好な耐候性が得られず、また、30質量%を超えると塗膜の密着性が低下したり、白化などの塗膜外観不良を引き起こしたりする場合がある。
次に、上記単量体(3−A−i)及び(3−A−ii)と共重合可能な他の単量体(3−A−iii)としては、共重合可能な単量体であれば特に制限されないが、環状ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、アルキルビニルエーテル、アルキルビニルエステル、スチレン、及びこれらの誘導体等を挙げることができる。
環状ヒンダードアミン構造を有する(メタ)アクリル系単量体の具体例としては、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が挙げられ、これらの光安定剤は2種以上併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル及びその誘導体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸イソヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸イソヘプチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸n−ウンデシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の一価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシブチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(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(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等のアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル類;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等の多価アルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレングリコール単位数は例えば2〜20)、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレングリコール単位数は例えば2〜20)等の多価アルコールのポリ(メタ)アクリル酸エステル類;
コハク酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、コハク酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、アジピン酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、アジピン酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、フタル酸モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]、フタル酸ジ[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]等の非重合性多塩基酸と(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルとの(ポリ)エステル類;
(メタ)アクリル酸2−アミノエチル、(メタ)アクリル酸2−(N−メチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N−エチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸4−(N,N−ジメチルアミノ)ブチル等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類
等を挙げることができる。
また、(メタ)アクリロニトリルの誘導体の具体例としては、α−クロロアクリロニトリル、α−クロロメチルアクリロニトリル、α−トリフルオロメチルアクリロニトリル、α−メトキシアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができる。
(メタ)アクリルアミドの誘導体の具体例としては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメトキシ(メタ)アクリルアミド、N−エトキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエトキシ(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。
アルキルビニルエーテルの具体例としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル等を挙げることができる。
アルキルビニルエステルの具体例としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等を挙げることができる。
スチレン及びその誘導体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができる。
これらの単量体のうち、(メタ)アクリル酸エステル類が好ましく、特に(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル等が好ましい。
共重合可能な他の単量体(3−A−iii)は、前記単量体を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
共重合可能な他の単量体(3−A−iii)の使用量は、共重合組成で20〜98質量%、特に35〜94質量%の範囲が好ましい。単量体(3−A−iii)が多すぎると得られるビニル系共重合体同士や架橋剤(3−B)との架橋が不十分となり、塗膜の線膨張係数が低くならず耐熱性、耐久性が改善されなかったり、良好な耐候性が得られない場合があり、少なすぎると架橋密度が高くなりすぎて接着性が低下したり、白化などの塗膜外観不良を引き起こしたりする場合がある。
前記ビニル系共重合体(3−A)において、アルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体(3−A−i)と、有機系紫外線吸収性基を含有するビニル系単量体(3−A−ii)と、前記共重合可能な他の単量体(3−A−iii)との共重合反応は、これら単量体を含有する溶液にパーオキサイド類(ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等)及びアゾ化合物(アゾビスイソブチロニトリル等)から選択されるラジカル重合用開始剤を加え、50〜150℃、特に70〜120℃の加熱下で1〜10時間、特に3〜8時間反応させることにより容易に得られる。
なお、このビニル系共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量は、1,000〜300,000、特に5,000〜250,000であることが好ましい。分子量が大きすぎると粘度が高くなりすぎて合成しにくかったり、取り扱いづらくなる場合があり、小さすぎると塗膜の白化などの外観不良を引き起こしたり、十分な接着性、耐久性、耐候性が得られない場合がある。
プライマーとしてのアクリル樹脂コーティング組成物の構成成分として、有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基とが側鎖に結合したビニル系重合体(3−A)以外に、(3−B)架橋剤を併用することが好ましい。
この(3−B)成分の架橋剤としては、
i.加水分解性ケイ素化合物及び/又はその加水分解縮合物、
ii.コロイダルシリカ、
iii.ポリオルガノシロキサン
のいずれかを用いることが好ましい。
まず、加水分解性ケイ素化合物及び/又はその加水分解縮合物を説明する。
この加水分解性ケイ素化合物又はその加水分解縮合物としては、分子内に窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する有機ケイ素化合物又はその部分加水分解縮合物が好適に用いられる。
以下、(3−B)架橋剤として使用される分子内に窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する有機ケイ素化合物について説明する。この分子内に窒素原子及びアルコキシシリル基を含有する有機ケイ素化合物(3−B)を配合することにより、プライマー塗膜層に耐水性の良好な接着性が付与されること、更に、加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と有機系紫外線吸収性基とが側鎖に結合したビニル系重合体(3−A)中の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と架橋するため、被膜が緻密化され、しかも有機ケイ素化合物(3−B)中の窒素原子により、それらの架橋反応が促進されることにより被膜中の残存アルコキシシリル基量を低減できるため、経時での後架橋によるクラックを抑制でき、また必要に応じて添加される紫外線吸収剤や光安定剤などをプライマー塗膜層中に効率よく固定化できる。
具体的には、架橋剤(3−B)として、好ましくは一分子内に窒素原子を1個以上及びアルコキシシリル基を1個以上含有する化合物、より好ましくは一分子内に窒素原子を1個以上及びアルコキシシリル基を2個以上含有する化合物が挙げられる。このような化合物としては、アミノ基含有アルコキシシラン、アミノ基含有ジ(アルコキシシラン)、アミド基含有アルコキシシラン、アミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシラン及びシリル化剤との反応生成物をアミド化したもの、アミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物との反応生成物、アミノ基含有アルコキシシランと(ポリ)(メタ)アクリル化合物との反応生成物、アミノ基含有アルコキシシランと(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとの反応生成物、ポリアミン化合物と(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとの反応生成物、アミノ基含有アルコキシシランとポリイソシアネート化合物との反応生成物をアミド化したもの、イソシアヌレート環を含む(ポリ)シラン化合物などが好適に使用されるが、より好ましくはアミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシラン及びシリル化剤との反応生成物をアミド化したもの、アミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物との反応生成物が望ましい。
これらの成分として使用されるものの具体例を下記に例示すると、アミノ基含有アルコキシシランとしては、
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、
3−(トリメトキシシリルプロピル)アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−(トリエトキシシリルプロピル)アミノプロピルトリエトキシシラン、
2−(トリメトキシシリルプロピル)アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
2−(トリエトキシシリルプロピル)アミノエチル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−ビニルベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン及びその塩酸塩
などが例示される。
アミノ基含有ジ(アルコキシシラン)としては、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミンなどが例示される。
アミド基含有アルコキシシランとしては、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルメチルジメトキシシラン、ウレイドプロピルメチルジエトキシシランなどが例示される。
ジカルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル置換テトラヒドロ無水フタル酸、メチル置換ヘキサヒドロ無水フタル酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチル置換−3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸などが例示される。
(ポリ)(メタ)アクリル化合物としては、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート等のアルキルメタクリレート類、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアルキルアクリレート類、アクリルアミド、アクリルニトリル、エチレングリコールジメタクリレートなどが例示される。
ポリアミン化合物としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ピペラジンなどが例示される。
ポリイソシアネート化合物としては、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、
2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、
p−フェニレンジイソシアネート、
4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、
3,3’−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、
ジアニシジンジイソシアネート、
m−キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
1,5−ナフタレンジイソシアネート、
trans−1,4−シクロヘキシルジイソシアネート、
リジンジイソシアネート、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、
トリフェニルメタントリイソシアネート、
トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート
などが例示される。
(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとしては、上述のアルコキシシリル基を含有するアクリル系単量体の例示化合物が挙げられる。
イソシアヌレート環含有シランとしては、トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アリルイソシアヌレート、トリス(トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどを例示できる。
アミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシラン及びシリル化剤との反応生成物をアミド化したものは、下記の方法により製造することができる。この場合、アミノ基含有アルコキシシランとしては、上記に示されたものが挙げられるが、接着性、操作性の点からN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどが好ましい。また、ここで使用されるエポキシ基含有アルコキシシランは特に限定されないが、反応性の点から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)エチルメチルジメトキシシランとすることが好ましい。なお、ここで使用されるシリル化剤としては、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ホルムアミド、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレアなどが例示されるが、このものはアミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシランとの反応により生成するOH基を保護してOH基とアルコキシシリル基との反応を防止し、この反応生成物の経時変化を防止するためのものである。
このアミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシラン及びシリル化剤との反応は、アミノ基含有アルコキシシランとシリル化剤との混合物にエポキシ基含有アルコキシシランを滴下し、加熱反応させればよく、あるいはアミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシランとを反応させ、この反応生成物にシリル化剤を添加して反応させるようにしてもよい。反応条件は、適宜選定されるが、50〜150℃、特に80〜140℃で、1〜12時間、特に3〜8時間とすることが好ましい。
なお、この反応におけるアミノ基含有アルコキシシランとエポキシ基含有アルコキシシランの配合比はエポキシ基/アミノ基(=N−H)のモル比が0.3未満では一分子中の架橋に関与するアルコキシ基の数が少なすぎて硬化性が弱くなるし、分子全体の広がりがなくなり、面接着性が弱くなって接着性が劣るようになり、これが1.2を超えると、後述するアミド化においてアミド化し得る=N−H基が殆どなくなって耐水接着性が悪くなるおそれがあるので、0.3〜1.2の範囲とすることが好ましい。
更に、この成分は、この反応生成物をアミド化したものとされるが、このアミド化は酢酸クロリド、酢酸ブロミド、プロピオン酸クロリド、無水酢酸、酢酸イソプロペニル、ベンゾイルクロリドなどで例示されるカルボン酸の酸ハロゲン化物、酸無水物、酸イソプロペニルエステル化合物と反応させればよい。
アミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物との反応生成物は、下記の方法により製造することができる。この場合、アミノ基含有アルコキシシランとしては、上記に示したものが挙げられるが、接着性、安定性の点から、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシランなどが好ましい。
また、ジカルボン酸無水物としては、上記に示したものが挙げられるが、接着性、安定性の点から、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル置換テトラヒドロ無水フタル酸、メチル置換ヘキサヒドロ無水フタル酸、3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチル置換−3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸などが好ましい。
このアミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物との反応は、ジカルボン酸無水物にアミノ基含有アルコキシシランを滴下し、反応させればよく、また逆にアミノ基含有アルコキシシランへジカルボン酸無水物を滴下、反応させてもよい。この場合の反応条件も、適宜選定され、0〜150℃、特に20〜120℃で、1〜12時間、特に2〜8時間とすることが好ましい。
なお、この反応におけるアミノ基含有アルコキシシランとジカルボン酸無水物の配合比は、アミノ基(−NH2)/ジカルボン酸無水物のモル比が0.3未満では反応生成物中の架橋に関与するアルコキシ基の数が少なすぎて硬化性が弱くなると共に、密着性も低下するようになるおそれがあり、これが1.8を超えると、未反応のアミノ基含有アルコキシシランのアミノ基により、下塗り剤組成物としての保存安定性が低下するおそれがあるので、0.3〜1.8の範囲とすることが好ましい。
また、架橋剤(3−B)の例として、有機溶剤に分散したコロイダルシリカ乃至シリカ微粒子も挙げることができる。ここでシリカ微粒子は粒子表面にSiOH基を有するため、(3−A)成分のビニル系重合体の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基との間でシロキサン架橋することにより有機−無機複合体を生成する。その結果、線膨張係数が低くなり、下層(II)及び最表層(I)のクラックを抑制することができる。
また、プライマー硬化塗膜中での分散性及び透明性を考慮すると、シリカ微粒子の一次粒子径は0.5〜100nmであるのが好ましい。より好ましくは2〜50nmがよい。100nmを超えると、シリカ微粒子の分散安定性が低下したり、本発明の積層体に外観異常を引き起こしたり、積層体の透明性が著しく低下したりする場合がある。
このような有機溶剤に分散したシリカ微粒子としては、オルガノシリカゾルと称される有機溶剤に分散したコロイダルシリカが好ましい。特にエチレングリコール分散シリカゾル、エチレングリコールモノn−プロピルエーテル分散シリカゾル、エチルセロソルブ分散シリカゾル、ブチルセロソルブ分散シリカゾル、プロピレングリコールモノメチルエーテル分散シリカゾル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散シリカゾル、メチルエチルケトン分散シリカゾル、メチルイソブチルケトン分散シリカゾルが例示できる。
更に、前記有機溶剤に分散したシリカ微粒子は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
なお、これらの有機溶剤に分散したコロイダルシリカとしては、市販品が用いられる。例えばこのような市販品として、PMA−ST(後述する実施例で用いた)のほか、MEK−ST、MIBK−ST、IPA−ST−L、IPA−ST−MS、EG−ST−ZL、DMAC−ST−ZL、XBA−ST(日産化学工業(株)製)、OSCAL1132、1332、1532、1722、ELCOM ST−1003SIV(触媒化成工業(株)製)を挙げることができる。
また、架橋剤(3−B)の別の例として、下記一般式(5)で表されるオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
(R12aSi(Z)b(4-a-b)/2 (5)
(式中、R12は同一又は異種のアミノ基含有一価炭化水素基以外の炭素数1〜18の置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、Zは同一又は異種の水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数2〜4のアルコキシアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基、炭素数1〜6のアルケノキシ基、又はイソシアネート基であり、a、bは、各々0<a<2、0<b<3、0<a+b<4を満たす数である。)
ここで、オルガノポリシロキサンは、分子内に加水分解性シリル基及び/又はSiOH基を有するため、(3−A)成分のビニル系重合体の加水分解性シリル基及び/又はSiOH基との間でシロキサン架橋することにより複合体を生成する。
上記式(5)中、R12は同一又は異種のアミノ基含有一価炭化水素基以外の炭素数1〜18の置換又は非置換の一価炭化水素基であり、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アリール基、アルケニル基、又はこれらの炭化水素基の水素原子の一部がエポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、メルカプト基などで置換された、またO,S等のヘテロ原子が介在された有機基などが挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、フェニル基、フェネチル基などのアリール基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基等のハロゲン化アルキル基、p−クロロフェニル基などのハロゲン化アリール基、ビニル基、アリル基、9−デセニル基、p−ビニルベンジル基などのアルケニル基、3−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)エチル基、9,10−エポキシデシル基などのエポキシ基含有有機基、γ−メタクリルオキシプロピル基、γ−アクリルオキシプロピル基などの(メタ)アクリルオキシ基含有有機基、γ−メルカプトプロピル基、p−メルカプトメチルフェニルエチル基などのメルカプト基含有有機基などを例示することができる。これらの中でも、得られるプライマー組成物が特に耐擦傷性や耐候性が要求される用途に使用される場合にはアルキル基が好ましく、密着性が要求される場合にはエポキシもしくは(メタ)アクリロキシ置換炭化水素基が好ましい。
また、Zは同一又は異種の水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数2〜4のアルコキシアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基、炭素数1〜6のアルケノキシ基、又はイソシアネート基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、アセトキシ基、イソプロペノキシ基等が例示される。これらの中でも、オルガノポリシロキサンの反応性を考慮すると、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基が好ましい。
a、bは、各々0<a<2、0<b<3、0<a+b<4を満たす数であり、好ましくは0.2≦a≦1.7、0.1≦b≦2.7、0.3≦a+b≦3.7を満たす数である。
(3−B)架橋剤としてのオルガノポリシロキサンは、下記一般式(6)で表されるシラン化合物もしくはその部分加水分解縮合物を1種以上用いて公知の方法で(共)加水分解縮合することにより得ることができ、また、これらのシラン化合物の(共)加水分解縮合物は1種単独で又は2種以上の混合物として使用することもできる。
(R13cSi(A)4-c (6)
(式中、R13は前記式(5)のR12と同一であり、Aは同一又は異種の炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数2〜4のアルコキシアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基、炭素数1〜6のアルケノキシ基、又はイソシアネート基であり、cは0〜2の整数である。)
また、式(6)において、Aはそれぞれ独立に炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数2〜4のアルコキシアルコキシ基、炭素数1〜6のアシロキシ基、炭素数1〜6のアルケノキシ基、及びイソシアネート基から選ばれる基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、アセトキシ基、イソプロペノキシ基等が例示される。これらの中でも、加水分解縮合の反応性が高いこと、及び生成するアルコール又はケトンA−H等の蒸気圧が高く、留去のし易さなどを考慮すると、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基が好ましい。
これらの条件を満たす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、
エチルトリメトキシシラン、
エチルトリエトキシシラン、
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、
3,3,3−トリフルオロ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−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
等のトリアルコキシ又はトリアシルオキシシラン類、及びメチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「KC−89S」、「X−40−9220」信越化学工業(株)製)、メチルトリメトキシシランとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「X−41−1056」信越化学工業(株)製)などを挙げることができる。
また、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、
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−プロピルメチルジメトキシシラン、
γ−プロピルメチルジエトキシシラン、
γ−プロピルメチルジプロポキシシラン、
3,3,3−トリフルオロ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、
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−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、
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
等のジアルコキシシラン又はジアシルオキシシラン類などを挙げることができる。
更に、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等、及びテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「Mシリケート51」多摩化学工業(株)製、商品名「MSI51」コルコート(株)製)、商品名「MS51」、「MS56」三菱化学(株)製)、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「シリケート35」、「シリケート45」多摩化学工業(株)製、商品名「ESI40」、「ESI48」コルコート(株)製)、テトラメトキシシランとテトラエトキシシランとの共部分加水分解縮合物(商品名「FR−3」多摩化学工業(株)製、商品名「EMSi48」コルコート(株)製)などを挙げることができる。
また、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)デカン、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、ビス(トリメトキシシリルオキシジメチルシリル)ベンゼン等のビスシラン化合物を挙げることができる。
例えば、(3−B)成分としてのオルガノポリシロキサンを得るには、上記式(6)のケイ素化合物もしくはその部分加水分解縮合物の単独又は混合物を、pHが1〜7、好ましくはpHが2〜6、特に好ましくはpHが2〜5の水で(共)加水分解させる。この際、水中にコロイダルシリカなどの金属酸化物微粒子が分散されたものを使用してもよい。このpH領域に調整するため及び加水分解を促進するために、フッ化水素、塩酸、硝酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸、マレイン酸、安息香酸、マロン酸、グルタール酸、グリコール酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸などの有機酸及び無機酸、もしくは表面にカルボン酸基やスルホン酸基を有する陽イオン交換樹脂等の固体酸触媒、あるいは酸性の水分散コロイダルシリカなどの水分散金属酸化物微粒子を触媒に用いてもよい。また加水分解時にコロイダルシリカなどの金属酸化物微粒子を水もしくは有機溶剤中に分散させたものを共存させてもよい。
この加水分解において、水の使用量は前記式(6)のケイ素化合物及び/又はその部分加水分解縮合物の合計100質量部に対して水20〜3,000質量部の範囲であればよいが、過剰の水の使用は、装置効率の低下ばかりでなく、最終的なプライマー組成物とした場合、(3−A)成分のビニル重合体への溶解性が低下したり、残存する水の影響による塗工性、乾燥性の低下をも引き起こすおそれがある。これらを考慮すると、50質量部以上200質量部以下とすることが好ましい。水が20質量部より少ないと、得られるオルガノポリシロキサンのGPC分析におけるポリスチレン換算重量平均分子量が後述する最適領域にまで大きくならないことがある。
(3−B)成分としてのオルガノポリシロキサンを得るには、前記の加水分解に続いて、縮合させることが必要である。縮合は、加水分解に続いて連続的に行えばよく、通常、液温が常温又は100℃以下の加熱下で行われる。100℃より高い温度ではゲル化する場合がある。更に80℃以上、常圧又は減圧下にて、加水分解で生成したアルコールやケトンなどを留去することにより、縮合を促進させることができる。更に、縮合を促進させる目的で、塩基性化合物、酸性化合物、金属キレート化合物などの縮合触媒を添加してもよい。縮合工程の前又は最中に、縮合の進行度及び濃度を調整する目的で有機溶剤を添加してもよく、またコロイダルシリカなどの金属酸化物微粒子を水もしくは有機溶剤中に分散させたものを添加してもよい。一般的にオルガノポリシロキサンは縮合が進行すると共に、高分子量化し、水や生成アルコールへの溶解性が低下していくため、添加する有機溶剤としては、オルガノポリシロキサンをよく溶解し、沸点が80℃以上の比較的極性の高い有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤の具体例としてはイソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコールなどのケトン類;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、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ブチルエーテル、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メチルエーテルアセテートなどのエーテル類;酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシルなどのエステル類などを挙げることができる。
この縮合により得られたオルガノポリシロキサンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析におけるポリスチレン換算重量平均分子量Mwは、1,000以上であることが好ましく、1,000〜50,000であることがより好ましく、1,500〜20,000であることが更に好ましい。分子量がこの範囲より低いと、塗膜の靱性が低く、密着性が十分でない傾向があり、一方、分子量が高すぎると、(3−A)成分のビニル系重合体への溶解性が低下して、塗膜中の樹脂が相分離するため塗工性が低下したり、塗膜白化を引き起こす場合がある。
本発明の積層体の下層(III)における上記加水分解性シリル基及び/又はSiOH基と有機系紫外線吸収性基とが側鎖に結合したビニル系重合体(3−A)と架橋剤(3−B)の配合量は、ビニル系重合体(3−A)の樹脂分100質量部に対し、架橋剤(3−B)の固形分を0.1〜100質量部含有するのが好ましく、より好ましくは1〜50質量部含有するのがよい。架橋剤(3−B)を100質量部を超えて添加すると、下層(III)として架橋密度が高くなりすぎて、基材や後述する下層(II)に積層したポリシロキサン系被膜との密着性が不良となる場合がある。また、0.1質量部未満では得られる被膜の架橋密度が低くなりすぎ、基材及び下層(II)への期待した密着性、耐クラック性が得られない場合がある。
次に、本発明の積層体の下層(III)に任意に添加できる構成成分について説明する。
下層(III)がアクリル硬化塗膜層の場合には、熱可塑性ビニル系樹脂を配合してもよい。配合することで、下層(III)のアクリル硬化塗膜に可撓性を付与することができると共に、環境温度変化、特に比較的高温領域での相変化や軟化現象を抑えることができ、下層(III)での歪みを抑制でき、結果として上層の下層(II)及び最表層(I)のクラックを防止できること、更に下層(III)自身に耐熱性、耐水性を付与できる。
この熱可塑性ビニル系樹脂の配合量は、下層(III)中の硬化塗膜層有効成分(固形分換算で(3−A)成分と(3−B)成分の合計量、以下同様。)100質量部に対して0〜50質量部がよく、配合する場合、1〜50質量部、特に3〜45質量部とすることが好ましい。50質量部を超えて添加すると塗膜の架橋密度が低下するため、硬度低下したりする場合がある。
下層(III)のアクリル樹脂被覆膜には、分子内に1個以上の環状ヒンダードアミン構造、もしくはヒンダードフェノール構造を有する光安定剤を添加してもよい。添加することにより、耐候性を向上させることができる。使用される光安定剤としては、アクリル樹脂との相溶性がよく、また低揮発性のものが好ましい。
光安定剤の具体例としては、3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、N−メチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、N−アセチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、セバシン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジノールとトリデカノールとの縮合物、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]デカン−2,4−ジオン、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β’−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)ジエタノールとの縮合物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β’−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)ジエタノールとの縮合物、また、光安定剤を固定化させる目的で、特公昭61−56187号公報にあるようなシリル化変性の光安定剤、例えば2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルトリメトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルメチルジメトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルトリエトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルメチルジエトキシシラン、更にこれらの(部分)加水分解物等が挙げられ、これらの光安定剤は2種以上併用してもよい。
光安定剤の添加量は、下層(III)中のアクリル樹脂被覆膜の有効成分100質量部に対して0〜10質量部がよく、配合する場合、1〜10質量部とすることが好ましい。10質量部を超えて添加すると被膜の密着性が低下する場合がある。
下層(III)のアクリル硬化被覆膜には、弊害を及ぼさない範囲で、有機系紫外線吸収剤を加えてもよい。この場合、上記プライマー組成物と相溶性が良好な有機系紫外線吸収剤が好ましい。特に、主骨格がヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系である化合物誘導体が好ましい。更に、側鎖にこれら紫外線吸収剤を含有するビニルポリマーなどの重合体でもよい。具体的には、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ベンジロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジエトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジプロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジブトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−プロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−ブトキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2−(2−ヒドロキシ−5−t−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−4,6−ジフェニルトリアジンなどが例示される。これらの紫外線吸収剤は2種以上併用してもよい。
また、下層(III)に弊害を及ぼさない範囲で、機能性の金属酸化物微粒子を加えてもよい。この場合被膜化した際に、被膜が白濁せずに一定の透明性を保てるものであればよい。具体的には、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、アンチモン含有酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、酸化鉄、アルミナなどの単一もしくはこれらの複合金属酸化物微粒子、及びこれらの混合物を挙げることができる。
上記金属酸化物微粒子の配合量は、下層(III)のアクリル樹脂被覆膜中の有効成分の合計100質量部に対して0〜30質量部がよく、配合する場合、1〜30質量部とすることが好ましい。30質量部を超えると、被膜の透明性が低下する場合がある。
下層(III)のアクリル樹脂被覆膜がプライマーコーティングの硬化被膜の場合、このアクリル樹脂コーティング組成物は、(3−C)成分の溶剤が配合される。溶剤としては、上記(3−A)成分、(3−B)成分としての(i)又は(iii)成分を溶解し得るものであればいずれのものでもよいが、好ましくは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、エチ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、エチレングリコールモノエチルエーテル、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−プロピルアルコール、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、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン、トルエンなどが挙げられる。
この場合、(3−C)成分の溶剤の配合量は、有効成分濃度が5〜20質量%になる量が好ましい。
また、塗膜の平滑化をはかるため、フロラードFC−4430(住友スリーエム(株)製)、KP−341(信越化学工業(株)製)等のフッ素系あるいはシリコーン系の界面活性剤を効果量添加してもよい。また、この塗膜の硬化を促進させるためにネオスタンU−810(日東化成(株)製)、B−7(日本曹達(株)製)、オルガチックスZA−60、TC−200(松本製薬工業(株)製)等の架橋硬化触媒を触媒量添加してもよい。
下層(III)の膜厚は、共押出により製造されたアクリル樹脂層の場合、1〜80μmがよく、好ましくは3〜60μm、更に好ましくは5〜50μmである。
またプライマーコーティングを硬化被膜とする場合には、好ましくは3〜30μm、更に好ましくは3〜20μmとすればよい。
1μm未満では所望の耐候性が得られなくなり、80μm以上ではポリカーボネート樹脂の耐衝撃性を著しく低下させたり、更には経済性においても不利である。またプライマーコーティングの場合には塗工性が低下する。
プライマーコーティングの塗布方法は特に限定されないが、ロールコート、ディップコート、フローコート、バーコート、スプレーコート、スピンコートなどにより行うことができる。
下層(III)のアクリル樹脂被覆膜は、樹脂基材の表面に、直接又は必要に応じて密着促進層や紫外線吸収層、印刷層、記録層、熱線遮蔽層、粘着層、無機蒸着膜層などを介して形成することもできる。
このような下層(III)の表面に後述する下層(II)及び最表層(I)を被覆した積層体は、下層(III)中の紫外線吸収性基の効果によって、高度の耐候性が得られる。
下層(II)
本発明の積層体に用いられる下層(II)は下記の成分を含むシリコーンコーティング組成物の硬化塗膜からなる。
(2−A)酸化亜鉛及び/又は酸化チタン微粒子の表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理した複合酸化物微粒子を、分散媒体中に分散させた複合酸化物微粒子分散体であって、メチレンブルー溶液に該複合酸化物微粒子分散体を投入し、ブラックライト照射前後で653nmの吸光度を測定した際の653nmでの吸光度変化から下記式で算出される光触媒分解性(PD)評価において、ブラックライト照射12時間後の光触媒分解性が25%以下である複合酸化物微粒子分散体
光触媒分解性(%)=[(A0−A)/A0]×100
(但し、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。)
(2−B)下記一般式(1)
(R1m(R2nSi(OR34-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R1及びR2が相互に結合していてもよく、R3は、炭素数1〜3のアルキル基であり、m、nは、各々独立に、0又は1であり、かつm+nは、0,1又は2である。)
で表されるアルコキシシラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種を(共)加水分解・縮合することにより得られたシリコーンレジン
(2−C)硬化触媒
(2−D)溶剤
これらの成分について詳述する。(2−A)成分は酸化亜鉛及び/又は酸化チタン微粒子の表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理した複合酸化物微粒子を、分散媒体中に分散させた複合酸化物微粒子分散体であって、メチレンブルー溶液に該複合酸化物微粒子分散体を投入し、ブラックライト照射前後で653nmの吸光度を測定した際の653nmでの吸光度変化から下記式で算出される光触媒分解性(PD)評価において、ブラックライト照射12時間後の光触媒分解性が25%以下である複合酸化物微粒子分散体であればよい。
光触媒分解性(%)=[(A0−A)/A0]×100
(但し、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。)
より好ましくは、亜鉛及び/又はチタン原料を直流アークプラズマ法によって加熱、気化させ、その金属蒸気を酸化、冷却することにより得られ、更にその表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理した複合酸化物微粒子を、分散媒体中に分散させた複合酸化物微粒子分散体である。
上記の(表面被覆)複合酸化物微粒子における光触媒活性は十分に低いことが特徴である。一般的な酸化物微粒子は紫外線遮蔽作用を有すると同時に光触媒としても機能する。このような酸化物微粒子を紫外線遮蔽剤としてハードコート剤に使用した場合、光触媒によるバインダーの劣化に伴うクラックが発生するが、上記の(表面被覆)複合酸化物微粒子は、光触媒活性が十分に低いのでクラック発生が抑制される。前述のように、(表面被覆)複合酸化物微粒子は、酸化物微粒子の表面をシリカ等の酸化物もしくは水酸化物で被覆し、好ましくは更に加水分解性シランにより表面処理されているので、光触媒活性を十分に低くすることができる。
ここで、光触媒活性はメチレンブルーの光分解による吸光度変化を測定することで評価できる。濃度0.01mmol/Lのメチレンブルーの水メタノール(1:1質量比)溶液20gに、(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体を(表面被覆)複合酸化物微粒子の固形分が0.15gになる量で投入し、30分間暗所にて撹拌した後に、15Wのブラックライトにより12時間光照射する。その後、3,000rpm、15分の遠心分離を行い、上澄みの653nmのメチレンブルーの吸光度を紫外可視分光光度計にて測定し、下記式により光触媒分解性(PD)を算出する。
光触媒分解性(%)=[(A0−A)/A0]×100
ここで、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。
この光触媒分解性(PD)が25%以下である(表面被覆)複合酸化物微粒子であればよく、23%以下がより好ましい。
このような光触媒分解性が25%以下である複合酸化物微粒子は、光触媒活性の低い複合酸化物微粒子を選択したり、複合酸化物微粒子表面を上記表面処理剤で被覆することにより得ることができる。
酸化物微粒子の製造方法としては、直流アークプラズマ法、プラズマジェット法、高周波プラズマ法等のプラズマ法が挙げられるが、直流アークプラズマ法が光触媒活性の低い複合酸化物微粒子が得られ易く、生産性にも優れているため最も好ましい。この直流アークプラズマ法で製造した酸化物微粒子は、表面の結晶状態がよいためか極めて吸着性が強く、分散剤のアミノ基、イミノ基、第4級アンモニウム塩基等の官能基を強く吸着するので、微粒子同士が吸着することなく、分散性が良好になる。その結果、前記プラズマ法で製造された酸化物微粒子を配合したコーティング組成物を被膜化した際には、濁りがなく、透明性の高い被膜となる。
上記の酸化物微粒子の製造方法として好ましく使用される直流アークプラズマ法は、金属亜鉛及び/又はチタン等の金属原料を消費アノード電極とし、カソード電極からアルゴンガスのプラズマフレームを発生させ、前記金属原料を加熱、蒸発させ、その金属蒸気を酸化、冷却するものである。この方法は、光散乱法で測定した平均粒子径(体積平均粒子径D50)が10〜200nmの範囲である酸化物微粒子を好適に製造することができる。
(2−A)成分は、まず酸化物微粒子の表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理し、複合酸化物微粒子とする。この複合酸化物微粒子としては、例えばAl、Si、ZrあるいはSnのアルコキシドを用い、これを加水分解することで酸化物被覆を施したもの、又は、ケイ酸ナトリウム水溶液などを用い、中和させることにより表面に酸化物や水酸化物を析出させたもの、更には析出した酸化物や水酸化物を加熱して結晶性を高めたものなどを例示することができる。
前記複合酸化物微粒子中における前記酸化物及び/又は水酸化物の被覆量は、0.1〜20質量%、より好適には1〜10質量%であることが好ましい。前記の被覆量が0.1質量%を下回ると、被覆によって光触媒活性を抑制する効果がなく、酸化物、特に酸化の場合、耐薬品性を向上させることは難しい。一方、被覆量が20質量%を超えると、酸化物の量が80質量%未満となり、単位量あたりの紫外線遮蔽効率が低下する場合がある。
また、複合酸化物微粒子の表面を下記式(2)
(R4x(R5ySi(X)4-x-y (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、Xは、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のアシルオキシ基又はイソシアネート基であり、xは、0又は1であり、yは、0,1又は2であり、かつx+yは、0,1,2又は3である。)
で表される加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種で表面処理されている表面被覆複合酸化物微粒子であることが好ましい。
具体的に上記の表面処理は、複合酸化物微粒子を、水及び塩基性有機化合物の存在下、式(2)で表される加水分解性シランを加水分解させ、その加水分解物のシラノール縮合反応、所謂、ゾル−ゲル法により形成される。
式(2)中、R4及びR5は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、一価炭化水素基としては、炭素数1〜12、特に1〜8のものが好ましく、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基が挙げられる。また、置換の一価炭化水素基の置換基としては、塩素、フッ素等のハロゲン原子、アミノ基、エポキシ基、グリシジルオキシ基、メルカプト基、(メタ)アクリロイルオキシ基、カルボキシ基などが挙げられる。Xはハロゲン原子、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のアシルオキシ基又はイソシアネート基であり、xは、0又は1であり、yは、0,1又は2であり、かつx+yは、0,1,2又は3である。
上記の加水分解性シランの具体例として、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n−プロポキシ)シラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ(n−ブトキシ)シラン等の4官能シラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、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、4−ブチルフェニルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−カルボキシプロピルトリメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン等の3官能シラン類、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジドデシルジメトキシシラン、メチルオクチルジメトキシシラン、ドデシルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等の2官能シラン類、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルメチルメトキシシラン、ジフェニルメチルエトキシシラン等の1官能シラン類が挙げられる。
また、これらの加水分解性シランの部分加水分解縮合物としては、例えば、テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「Mシリケート51」多摩化学工業(株)製、商品名「MSI51」コルコート(株)製、商品名「MS51」、「MS56」三菱化学(株)製)、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「シリケート35」、「シリケート45」多摩化学工業(株)製、商品名「ESI40」、「ESI48」コルコート(株)製)、テトラメトキシシランとテトラエトキシシランとの共部分加水分解縮合物(商品名「FR−3」多摩化学工業(株)製、商品名「EMSi48」コルコート(株)製)などを使用してもよい。
これらの中で、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン等のトリアルコキシシラン類、及び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、ジヘキシルジメトキシシラン、オクチルメチルジメトキシシラン、ドデシルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン類、及びそれらの部分加水分解縮合物が好ましい。
また、アルコキシシラン類として、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン等のフッ化アルキル基やフッ化アリール基を有するアルコキシシラン類を単独使用もしくは併用することにより、形成される表面処理層に優れた耐水性、耐湿性、耐汚染性などを付与することができる。
これらの加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物は、1種を用いることとしても、2種以上の複数種を用いることとしてもよい。但し、複合酸化物微粒子における表面処理層の形成性の点で、1官能シラン類の使用量は、全シラン類の70モル%以下となるようにすることが望ましい。また、3官能及び4官能シラン類の使用量を、全シラン類の1〜90モル%とするのが好ましい。なお、表面処理層の緻密性を向上させ、耐水性、耐酸性、耐亜鉛溶出性、光触媒作用の封鎖能などを向上させるなどの点から、その上限値は、80モル%以下とするのが更に好ましく、70モル%以下とするのが特に好ましく、その下限値は、5モル%以上とするのが更に好ましく、10モル%以上とするのが特に好ましい。
これらの加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物の使用量は、複合酸化物微粒子中の全金属原子のモル数に対する加水分解性シラン中のケイ素原子のモル数比として、0.1〜100倍モルとするのが好ましい。なお、その上限値は、単位量あたりの酸化物の含有量を大きくできるなどの点から、70倍モル以下とするのが更に好ましく、50倍モル以下とするのが特に好ましい。一方、その下限値は、複合酸化物微粒子に対する非凝集性付与などの点から、0.5倍モル以上とするのが好ましく、1倍モル以上とするのが特に好ましい。
複合酸化物微粒子の表面処理には、加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物の加水分解、及び相当するシラノール縮合反応の触媒として塩基性有機化合物を用いることが好ましい。具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリフェニルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン等の3級アミン類、ピリジン、メチルピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、キノリン等の含窒素複素環類などが挙げられ、中でも、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン等の炭素数6〜12の3級アミン類が好ましい。
これらの塩基性有機化合物の使用量は、加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物に対して、0.001〜10質量%とするのが好ましい。なお、その上限値は、反応の制御性、及び複合酸化物微粒子に対する非凝集性付与などの点から、8質量%以下とするのが更に好ましく、5質量%以下とするのが特に好ましく、一方、その下限値は、反応速度などの点から、0.002質量%以上とするのが更に好ましく、0.005質量%以上とするのが特に好ましい。
また、前記加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物を加水分解させるための水の使用量は、加水分解性シラン中の加水分解性基のモル数に対して、0.1〜10倍モルとするのが好ましい。なお、その上限値は、加水分解性シランの加水分解、シラノール縮合反応の制御性などの点から、7倍モル以下とするのが更に好ましく、5倍モル以下とするのが特に好ましい。一方、その下限値は、加水分解、及びシラノール縮合反応性などの点から、0.3倍モル以上とするのが更に好ましく、0.5倍モル以上とするのが特に好ましい。
複合酸化物微粒子の表面処理の方法において、前記加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物、前記塩基性有機化合物、及び水の添加方法や順序に特に制限はなく、例えば、前記複合酸化物微粒子を含む液相中に、(1)まず加水分解性シラン類を加え、次いで、塩基性有機化合物と水を逐次にあるいは同時に加える方法、(2)まず塩基性有機化合物を加え、次いで、加水分解性シラン類と水を逐次にあるいは同時に加える方法、(3)加水分解性シラン類と塩基性有機化合物と水を予め混合しておき、これを上記液相に加える方法などが可能である。これらの中で、水を最後に加える方法が反応の制御性の点で好ましく、先ず加水分解性シラン類を加え、次いで塩基性有機化合物を加え、最後に水を加える方法が最も好ましい。
(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体の分散安定性の観点から、分散剤を添加することが好ましい。分散剤は、無機粉体表面に吸着配向するような有機官能基を有しており、微細化した微粒子を保護する役割を担うため、分散安定性の高い分散体を調製する際には必須である。有機官能基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、イミノ基、第4級アンモニウム基、第4級ホスホニウム基、及びこれらの塩、アミド基、アセチルアセトナート基が挙げられる。特にカルボキシル基、リン酸基、及びこれらのナトリウム塩、アンモニウム塩基が好ましい。このような官能基を有する化合物であって、より分散性向上に貢献するものとして、これら官能基を側鎖に有する有機重合体であることが好ましい。より具体的には、(メタ)アクリル酸、リン酸基含有(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、スルホン酸基含有スチレン等の官能性モノマーを少なくとも1種以上含有する有機重合体であって、より好適には、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、リン酸基含有(メタ)アクリレートを含むポリアクリレート類、ポリエステルアミン類、脂肪酸アミン類、スルホン酸アミド類、カプロラクトン類、第4級アンモニウム塩等のイオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン、多価アルコールエステル等の非イオン性界面活性剤、ヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性高分子、ポリシロキサンなどが好ましい。具体的な商品名としては、ポイス520、521、532A、2100(花王(株)製)、Disperbyk102、161、162、163、164、180、190(BYK製)、アロンT−40(東亞合成(株)製)、ソルスパース3000、9000、17000、20000、24000(ゼネカ(株)製)などが使用可能であり、これらを単独もしくは適宜混合して用いることができる。
分散剤の使用量は、(表面被覆)複合酸化物微粒子固形分100質量部に対して、分散剤有効成分で0.5〜30質量部、特に1〜20質量部が好ましい。0.5質量部より少ないと、分散剤添加効果が現れないことがある。30質量部よりも多いと過剰な分散剤が塗膜の耐擦傷性、耐候性の低下をもたらすことがある。
(2−A)成分の(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体は、前述の(表面被覆)複合酸化物微粒子を各種の分散媒体に分散させたものである。分散媒体としては、特に制限されるものではなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ラウリルアルコール等のアルコール類、トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類、n−ヘキサン等の飽和炭化水素類など、及びそれらの混合物を例示することができる。
(2−A)成分の(表面被覆)複合酸化物微粒子の分散量は、特に制限されるものではなく、分散性を損なわない範囲内で可能な限り高濃度であることが好ましく、通常、分散体中に5〜80質量%、より好適には10〜60質量%含有される。分散量が5質量%未満では分散媒体の割合が高くなりすぎ、シリコーンレジン(2−B)を加えた後の全固形分濃度が小さすぎて、適当な膜厚の塗膜が得られない場合がある。一方、80質量%を超えると分散安定性を損なったり、高粘度化するなどのハンドリング上の不便が生じ易い場合がある。
機械的な粉砕分散装置としては、ビーズミル、ジェットミル、アトライター、サンドミル、超音波ミル、ディスクミル等公知なものが使用可能であるが、特に、ビーズを用いたビーズミルを使用した場合、(2−A)成分が短時間で得られ易く、好ましい。ビーズミルの具体例としては、アシザワファインテック(株)製ミニゼータ、ラボスター、スターミルLMZ、スターミルZRS、寿工業(株)製ウルトラアペックスミル、アイメックス(株)製マックスビスコミルなどが使用可能である。分散時間は、使用されるビーズ径、ビーズ材質、ビーズミルの周速などにより変わるが、一般に0.03〜0.5mm程度のビーズ径で、アルミナ、ジルコニア等のセラミックビーズの使用が適する。ビーズミルでの粉砕時間は20分〜5時間程度、より好ましくは30分〜3時間程度が好ましい。
前述の分散剤を使用する場合は、(表面被覆)複合酸化物微粒子と分散媒体を前述の装置を用いて機械的に粉砕分散する際に共存させるのが好ましい。(表面被覆)複合酸化物微粒子と分散媒体だけで機械的粉砕分散したのち、分散剤を添加した場合、目標とする分散体の平均粒子径まで凝集が解けにくいことがある。
(2−A)成分の(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体は、光散乱法で測定した平均粒子径(体積平均粒子径D50)が10〜200nmの範囲にあるものが好ましい。200nmを超えると、塗膜の可視光透過性が低下するおそれがある。より好ましくは、体積平均粒子径D50で150nm以下がよい。また、体積平均粒子径D50が10nm未満の場合、ハンドリングの点で好ましくない場合が生じる。これら分布は測定装置に依存しないが、ここではナノトラックUPA−EX150(日機装(株)製)、あるいはLA−910(堀場製作所(株)製)にて測定した値で規定することとする。
なお、上記(2−A)成分としては、市販品を使用することができ、例えばシーアイ化成(株)製ZNTANB15WT%−E16、同E15、同E16−(1)、同E16−(2)などを使用することができる。
(2−A)成分の配合量は、後述する(2−B)成分のシリコーンレジンの固形分に対し、(2−A)成分中の(表面被覆)複合酸化物微粒子固形分で1〜50質量%、より好ましくは3〜35質量%となる量を添加することが好ましい。(表面被覆)複合酸化物微粒子固形分が1質量%より少ない場合、期待されるほどの紫外線遮蔽能が得られない場合があり、50質量%より多いと塗膜の可視光透明性及び耐擦傷性を保つのが困難になる場合が生じる。
下層(II)を構成する成分として、(2−B)成分は下記一般式(1)
(R1m(R2nSi(OR34-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R1及びR2が相互に結合していてもよく、R3は、炭素数1〜3のアルキル基であり、m、nは、各々独立に、0又は1であり、かつm+nは、0,1又は2である。)
で表されるアルコキシシラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種を(共)加水分解・縮合することにより得られたシリコーンレジンである。
上記式中、R1及びR2は、水素原子又は置換もしくは非置換の好ましくは炭素数1〜12、特に1〜8の一価炭化水素基であり、例えば、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;フェニル基等のアリール基;クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基;γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メルカプトプロピル基、γ−アミノプロピル基、γ−イソシアネートプロピル基等の(メタ)アクリロキシ、エポキシ、メルカプト、アミノ、イソシアネート基置換炭化水素基などを例示することができる。また、複数のイソシアネート基置換炭化水素基同士が結合したイソシアヌレート基も例示することができる。これらの中でも、特に耐擦傷性や耐候性が要求される用途に使用する場合にはアルキル基が好ましく、靭性や染色性が要求される場合にはエポキシ、(メタ)アクリロキシ、イソシアヌレート置換炭化水素基が好ましい。
また、R3は、炭素数1〜3のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基を例示することができる。これらの中でも、加水分解縮合の反応性が高いこと、及び生成するアルコールR3OHの蒸気圧が高く、留去のし易さなどを考慮すると、メチル基、エチル基が好ましい。
上記式の例としては、m=0、n=0の場合、一般式:Si(OR34で表されるテトラアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物(2−B−i)である。このようなテトラアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物の具体例としては、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、テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「Mシリケート51」多摩化学工業(株)製、商品名「MSI51」コルコート(株)製)、商品名「MS51」、「MS56」三菱化学(株)製)、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「シリケート35」、「シリケート45」多摩化学工業(株)製、商品名「ESI40」、「ESI48」コルコート(株)製)、テトラメトキシシランとテトラエトキシシランとの共部分加水分解縮合物(商品名「FR−3」多摩化学工業(株)製、商品名「EMSi48」コルコート(株)製)などを挙げることができる。
また、m=1、n=0あるいはm=0、n=1の場合、一般式:R1Si(OR33あるいはR2Si(OR33で表されるトリアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物(2−B−ii)である。このようなトリアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物の具体例としては、ハイドロジェントリメトキシシラン、ハイドロジェントリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、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、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、プロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリ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トリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−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、γ−メルカプトプロピ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、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、イソシアネート基同士が結合したトリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、トリス(3−トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「KC−89S」、「X−40−9220」信越化学工業(株)製)、メチルトリメトキシシランとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物(商品名「X−41−1056」信越化学工業(株)製)などを挙げることができる。
m=1、n=1の場合、一般式:(R1)(R2)Si(OR32で表されるジアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物(2−B−iii)である。このようなジアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物の具体例としては、メチルハイドロジェンジメトキシシラン、メチルハイドロジェンジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ビニ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、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、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシ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−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシランなどを挙げることができる。
(2−B)成分のシリコーンレジンは、前記(2−B−i)、(2−B−ii)及び(2−B−iii)を任意の割合で使用して調製すればよいが、更に保存安定性、耐擦傷性、耐クラック性を向上させるには、(2−B−i)、(2−B−ii)、(2−B−iii)の合計100Siモル%に対して、(2−B−i)を0〜50Siモル%、(2−B−ii)を50〜100Siモル%、(2−B−iii)を0〜10Siモル%の割合で使用することが好ましく、更には(2−B−i)を0〜30Siモル%、(2−B−ii)を70〜100Siモル%、(2−B−iii)を0〜10Siモル%の割合で使用することが好ましい。この際、主成分となる(2−B−ii)が50Siモル%未満では、樹脂の架橋密度が小さくなるために硬化性が低く、また硬化膜の硬度が低くなる傾向がある。一方、(2−B−i)が50Siモル%より過剰に用いられると、樹脂の架橋密度が高くなりすぎ、靭性が低下してクラックを回避しにくくなる場合がある。
なお、Siモル%は全Siモル中の割合であり、Siモルとは、モノマーであればその分子量が1モルであり、2量体であればその平均分子量を2で割った数が1モルである。
(2−B)成分のシリコーンレジンを製造するに際しては、(2−B−i)、(2−B−ii)、(2−B−iii)を公知の方法で(共)加水分解・縮合させればよい。例えば、(2−B−i)、(2−B−ii)、(2−B−iii)のアルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物の単独又は混合物を、pHが1〜7.5、好ましくは2〜7の水で(共)加水分解させる。この際、水中にシリカゾル等の金属酸化物微粒子が分散されたものを使用してもよい。このpH領域に調整するため及び加水分解を促進するために、フッ化水素、塩酸、硝酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸、マレイン酸、安息香酸、マロン酸、グルタール酸、グリコール酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の有機酸及び無機酸、もしくは表面にカルボン酸基やスルホン酸基を有する陽イオン交換樹脂等の固体酸触媒、あるいは酸性の水分散シリカゾル等の水分散金属酸化物微粒子を触媒に用いてもよい。また加水分解時にシリカゾル等の金属酸化物微粒子を水もしくは有機溶剤中に分散させたものを共存させてもよい。更に前述した(2−A)成分である(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体において、分散媒が水、あるいは水溶性の有機溶剤である場合、この分散体共存下にて、水、酸性の加水分解触媒、及びアルコキシシランを混合することによって、加水分解・縮合反応をさせてもよい。この場合、(2−A)成分中の(表面被覆)複合酸化物微粒子の表面とアルコキシシランの加水分解縮合物が一部反応する可能性があるが、それにより(2−A)成分中の(表面被覆)複合酸化物微粒子の分散性が向上するためより好ましい。
この加水分解において、水の使用量は(2−B−i)、(2−B−ii)及び(2−B−iii)のアルコキシシラン及び/又はその部分加水分解縮合物の合計100質量部に対して水20〜3,000質量部の範囲であればよいが、過剰の水の使用は、装置効率の低下ばかりでなく、最終的な組成物とした場合、残存する水の影響による塗工性、乾燥性の低下をも引き起こすおそれがある。更に保存安定性、耐擦傷性、耐クラック性を向上させるためには、50質量部以上150質量部未満とすることが好ましい。水が少ないと、得られるシリコーンレジンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析におけるポリスチレン換算重量平均分子量が後述する最適領域にまで大きくならないことがあり、多すぎると、得られるシリコーンレジンに含まれる原料(2−B−ii)に由来する単位式:R’SiO(3-p)/2(OB)p(但し、R’はR1又はR2であり、Bは水素原子又はR3であり、R1、R2、R3は前記と同じであり、pは0〜3の整数である。)で表される単位中のR’SiO3/2(但し、R’は前記と同じ)で表される単位が、塗膜の耐クラック性を維持するための最適範囲にまで達しないことがある。
加水分解は、アルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物中に水を滴下又は投入したり、逆に水中にアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解縮合物を滴下又は投入したりしてもよい。この場合、有機溶剤を含有してもよいが、有機溶剤を含有しない方が好ましい。これは有機溶剤を含有するほど、得られるシリコーンレジンのGPC分析におけるポリスチレン換算重量平均分子量が小さくなる傾向があるためである。
(2−B)成分のシリコーンレジンを得るには、前記の加水分解に続いて、縮合させることが必要である。縮合は、加水分解に続いて連続的に行えばよく、通常、液温が常温又は100℃以下の加熱下で行われる。100℃より高い温度ではゲル化する場合がある。更に80℃以上、常圧又は減圧下にて、加水分解で生成したアルコールを留去することにより、縮合を促進させることができる。更に、縮合を促進させる目的で、塩基性化合物、酸性化合物、金属キレート化合物等の縮合触媒を添加してもよい。縮合工程の前又は最中に、縮合の進行度及び濃度を調整する目的で有機溶剤を添加してもよく、またシリカゾル等の金属酸化物微粒子を水もしくは有機溶剤中に分散させたものや、(2−A)成分である(表面被覆)複合酸化物微粒子分散体を添加してもよい。一般的にシリコーンレジンは縮合が進行すると共に、高分子量化し、水や生成アルコールへの溶解性が低下していくため、添加する有機溶剤としては、シリコーンレジンをよく溶解し、沸点が80℃以上の比較的極性の高い有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤の具体例としてはイソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン類;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、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ブチルエーテル、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メチルエーテルアセテート等のエーテル類;酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル等のエステル類などを挙げることができる。
この縮合により得られたシリコーンレジンのGPC分析におけるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、1,500以上であることが好ましく、1,500〜50,000であることがより好ましく、2,000〜20,000であることが更に好ましい。分子量がこの範囲より低いと、塗膜の靱性が低く、クラックが発生し易くなる傾向があり、一方、分子量が高すぎると、硬度が低くなる傾向があり、また塗膜中の樹脂が相分離するために塗膜白化を引き起こす場合がある。
(2−C)成分は、通常、シリコーンコーティング組成物に用いられる硬化触媒が使用できる。具体的には、シリコーンレジン(2−B)中に含まれる、シラノール基、アルコキシ基等の縮合可能基が縮合する反応を促進する硬化触媒であり、例えば、水酸化リチウム、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、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムアセテート、n−ヘキシルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジシアンジアミド等の塩基性化合物類;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタンアセチルアセトナート、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、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、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、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含金属化合物類;p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸等の酸性化合物類などが挙げられる。この中で特にプロピオン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジイソプロポキシ(エチルアセトアセテート)アルミニウムが好ましい。
(2−C)成分の配合量は、(2−B)成分のシリコーンレジンを硬化させるのに有効な量であればよく、特に限定されるものではないが、具体的には、シリコーンレジンの固形分に対し、0.0001〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量%である。0.0001質量%未満であると硬化が不十分となり、硬度が低下する場合があり、30質量%より多いと塗膜にクラックが発生し易くなる場合や、耐水性が低下する場合がある。
(2−D)成分は溶剤であり、(2−A)〜(2−C)成分を溶解する又は分散するものであれば特に限定されるものではないが、極性の高い有機溶剤が主溶剤であることが好ましい。有機溶剤の具体例としては、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、t−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン類;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、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ブチルエーテル、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メチルエーテルアセテート等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸シクロヘキシル等のエステル類などを挙げることができ、これらからなる群より選ばれた1種もしくは2種以上の混合物を使用することができる。
(2−D)成分の添加量としては、本発明のシリコーンコーティング組成物の固形分濃度を1〜30質量%、特に5〜25質量%とする量を用いることが好ましい。この範囲外では該組成物を塗布、硬化した塗膜に不具合が生じることがある。上記範囲未満の濃度では塗膜にタレ、ヨリ、マダラが発生し易くなり、所望の硬度、耐擦傷性が得られない場合がある。また上記範囲を超える濃度では、塗膜の流れスジ、白化、クラックが生じ易くなるおそれがある。
(2−B)成分のシリコーンレジンは、コロイダルシリカを含んでいてもよい。コロイダルシリカは、塗膜の硬度、耐擦傷性を特に高めたい場合、適量添加することができる。粒子径5〜50nm程度のナノサイズのシリカが水や有機溶剤の媒体にコロイド分散している形態であり、市販されている水分散、有機分散タイプが使用可能である。具体的には、日産化学工業(株)製スノーテックス−O、OS、OL、メタノールシリカゾルなどが挙げられる。
この場合、コロイダルシリカの配合量は、(2−B)成分のシリコーンレジンに対して0〜40質量%の範囲であることが好ましい。配合する場合は、(2−B)成分のシリコーンレジンに対して2質量%以上であることが好ましい。
更に、下層(II)を構成するシリコーンコーティング組成物の成分として、必要に応じて、pH調整剤、レベリング剤、増粘剤、顔料、染料、金属酸化物微粒子、金属粉、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、熱線反射・吸収性付与剤、可撓性付与剤、帯電防止剤、防汚性付与剤、撥水性付与剤などを本発明の効果に悪影響を与えない範囲内で添加することができる。
下層(II)を構成するシリコーンコーティング組成物の更なる保存安定性を得るために、液のpHを、好ましくは2〜7、より好ましくは3〜6にするとよい。pHがこの範囲外であると、貯蔵性が低下することがあるため、pH調整剤を添加し、上記範囲に調整することもできる。シリコーンコーティング組成物のpHが上記範囲外にあるときは、この範囲より酸性側であれば、アンモニア、エチレンジアミン等の塩基性化合物を添加してpHを調整すればよく、塩基性側であれば、塩酸、硝酸、酢酸、クエン酸等の酸性化合物を用いてpHを調整すればよい。しかし、その調整方法は特に限定されるものではない。
下層(II)を構成するシリコーンコーティング組成物の硬化塗膜に、有機樹脂製品を基材とした場合、基材の黄変、表面劣化を防ぐ目的で、本発明の(2−A)成分以外の紫外線吸収剤及び/又は紫外線安定剤を添加することもできるが、本発明のシリコーンコーティング組成物と相溶性が良好で、かつ揮発性の低い紫外線吸収剤及び/又は紫外線安定剤が好ましい。
紫外線吸収剤としては、(2−A)成分で述べた(表面被覆)複合酸化物微粒子以外で、紫外線遮蔽能を更に高めるため、公知の無機酸化物、例えば酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどであり、光触媒活性の抑制されたものが好ましい。また、チタン、亜鉛、ジルコニウム等の金属キレート化合物、及びこれらの(部分)加水分解物、縮合物などを用いることができる。有機系の例として、主骨格がヒドロキシベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系である化合物誘導体が好ましい。更に側鎖にこれら紫外線吸収剤を含有するビニルポリマー等の重合体、及び他のビニルモノマーとの共重合体、又はシリル化変性された紫外線吸収剤、その(部分)加水分解縮合物でもよい。
具体的には、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ベンジロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジエトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジプロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジブトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−プロポキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシ−4’−ブトキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2−(2−ヒドロキシ−5−t−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−4,6−ジフェニルトリアジン、2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロキシエトキシ)ベンゾフェノンの(共)重合体、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の(共)重合体、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノンとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応物、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応物、これらの(部分)加水分解物などが挙げられる。これらの有機系紫外線吸収剤は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収剤の配合量は、シリコーンコーティング組成物の固形分に対して0〜100質量%が好ましく、配合する場合、好ましくは0.3〜100質量%、特に0.3〜30質量%である。
紫外線安定剤としては、分子内に1個以上の環状ヒンダードアミン構造を有し、本発明のシリコーンコーティング組成物との相溶性がよく、また低揮発性のものが好ましい。紫外線光安定剤の具体例としては、3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、N−メチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、N−アセチル−3−ドデシル−1−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)ピロリジン−2,5−ジオン、セバシン酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)、セバシン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノールとトリデカノールとの縮合物、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]デカン−2,4−ジオン、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β’−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)ジエタノールとの縮合物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールとβ,β,β,β’−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン)ジエタノールとの縮合物、また、光安定剤を固定化させる目的で、特公昭61−56187号公報にあるようなシリル化変性の光安定剤、例えば2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルトリメトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルメチルジメトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルトリエトキシシラン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノ−4−プロピルメチルジエトキシシラン、更にこれらの(部分)加水分解物等が挙げられ、これらの光安定剤は2種以上併用してもよい。
紫外線光安定剤の配合量は、シリコーンコーティング組成物の固形分に対して0〜10質量%であることが好ましい。配合する場合、好ましくは0.03〜10質量%、特に0.03〜7.5質量%である。
ここで、シリコーンコーティング組成物の塗布方法としては、通常の塗布方法で基材または下層(III)の上にコーティングすることができ、例えば、刷毛塗り、スプレー、浸漬、フローコート、ロールコート、カーテンコート、スピンコート、ナイフコート等の各種塗布方法を選択することができる。
下層(II)であるシリコーンコーティング組成物を塗布した後の硬化層は、空気中に放置して風乾させてもよいし、加熱してもよい。硬化温度、硬化時間は限定されるものではないが、基材の耐熱温度以下で10分〜2時間加熱するのが好ましい。具体的には80〜135℃で30分〜2時間加熱するのがより好ましい。
下層(II)としての塗膜の厚みは特に制限はなく、使用用途により適宜選択すればよいが、0.1〜50μmであることが好ましく、塗膜の硬さ、耐擦傷性、長期的に安定な密着性、及びクラックが発生しないことを満たすためには、特に1〜20μmが好ましい。
最表層(I)
好ましい態様では、最表層は低圧ETP析出プロセスによって析出される。直流(DC)アーク発生器を通してAr又はHeのような貴ガスをイオン化することによりETPプロセスにおいてプラズマが発生する。プラズマは、気化した有機ケイ素物質が注入される低圧チャンバー内において膨張する。有機ケイ素物質の例としては、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン(V−D4)、テトラメチルジシロキサン(TMDSO)、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS)、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ビニルトリメチルシロキサン(VTMS)が挙げられる。プラズマ種は、有機ケイ素ガスと反応し、解離された分子を生成する。これは析出フィルムの先駆物質である。解離された反応体分子と反応させるため、酸化ガスをチャンバー内に添加してもよい。
コーティングチャンバーは、加熱ステーションと、内側サブ層及び外側サブ層を析出する2つのコーティングステーションからなる連続両サイドコーティングプロセスから構成される。コーティングステーションは、両サイドに整列した直流プラズマアーク発生器からなり、全ウインドウ表面をコートする。析出速度は、少なくとも200nm/minから10,000nm/minまでの範囲にある。一列のプラズマアーク発生器の数は、大面積のウインドウを完全にコートするためにスケールアップすることができる。
反応種は、プラズマアーク発生器から放出されるAr+イオン、有機ケイ素ガス、及び酸化剤からなる。これら3成分の相対量は、目的とする被膜特性、組成により異なり、被膜の屈折率と相関がある。有機ケイ素としてD4、酸化剤としてO2を用いることが好ましく、Ar+:4〜88%、D4:6〜71%、O2:0〜86%の範囲で用いることができる。得られる被膜の組成はSiCxyzであり、Si、C及びOの原子レベルでは、Siの割合は約37%であり、C/Oの比率は0.3〜1.0の範囲である。
好ましい態様では、内側サブ層は1.445〜1.493の範囲の屈折率を有し、外側サブ層は1.430〜1.456の範囲の屈折率を有する。より好ましくは外側サブ層は1.430〜1.435の範囲の屈折率を有する。また好ましくは、内側サブ層は1.123〜1.366GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有し、外側サブ層は1.345〜1.449GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有する。典型的には、最表層(I)は2.5〜4.5μm、より好ましくは3.0〜4.5μmの範囲のトータル厚さを有する。
本発明の積層体は、耐擦傷性が特徴のひとつである。その指標として、テーバー摩耗試験による耐擦傷性(ΔHz)で上限を定めることができる。ΔHzはASTM D1044に準じ、テーバー摩耗試験にて摩耗輪SC−10Fを装着、荷重500gの下での1,000回転後のヘイズを測定、試験前後のヘイズ差(ΔHz)である。ΔHzが5.0%以下、好ましくは3.0%以下、より好ましくは2.0%未満を満たすものが好ましい。
本発明の積層体は、密着性がもうひとつの特徴である。その指標として、ASTM D870に準じた密着試験による結果で定めることができる。密着性として、被膜が剥離せず残存した面積が97%以上であることが好ましい。
本発明の積層体は、耐候性が更にもうひとつの特徴である。その指標として、積層体の耐候性試験での被膜の異常、即ちクラックや剥離の有無、及び積層体の黄変の程度で定めることができる。耐候性試験での塗膜クラックの有無は、岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターW−151を使用し、[ブラックパネル温度63℃、湿度50%RH、照度50mW/cm2、降雨10秒/1時間で5時間]→[ブラックパネル温度30℃、湿度95%RHで1時間]を1サイクルとして、このサイクルを繰り返す条件で、40サイクル、好ましくは70サイクル、より好ましくは90サイクルで塗膜のクラック、剥離、又は基材の黄変の発生がないものが好ましい。
以下、合成例、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。なお、下記の例において%は質量%、部は質量部を示す。また、粘度はJIS Z 8803に基づいて測定した25℃での値であり、重量平均分子量は、標準ポリスチレンを基準としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
<(2−A)成分の表面被覆複合酸化物微粒子分散体>
紫外線遮蔽剤として下記の表面被覆複合酸化物微粒子分散体を用いた。
A−1:シーアイ化成(株)製 ZNTANB15WT%−E16(2)(直流アークプラズマ法で製造した酸化亜鉛微粒子をシリカ被覆した後、メチルトリメトキシシランで表面処理してから、分散剤を用いて、混合アルコールに分散した分散体、固形分濃度15%、ナノトラックUPA−EX150(日機装(株)製)を用いて測定した結果を図1に示す。平均粒子径(体積平均粒子径D50)105nm)。
A−2:シーアイ化成(株)製RTTDNB15WT%−E68(直流アークプラズマ法で製造した酸化チタン微粒子をシリカ被覆した後、分散剤を用いて、混合アルコールに分散した分散体、固形分濃度15%、平均粒子径(体積平均粒子径D50)99nm)。
<酸化物微粒子分散体の光触媒活性の測定>
濃度0.01mmol/Lのメチレンブルーの水メタノール(1:1質量比)溶液20gに、表面被覆複合酸化物微粒子分散体A−1又はA−2を酸化物微粒子の固形分が0.15gになる量を投入し、30分間暗所にて撹拌した後に、15Wのブラックライトにより12時間光照射する。その後、3,000rpm、15分遠心分離し、上澄みの653nmのメチレンブルーの吸光度を紫外可視分光光度計にて測定し、ブラックライト照射前後の吸光度から下記式により光触媒分解性を算出し、その結果を表1に示した。
光触媒分解性(%)=[(A0−A)/A0]×100
ここで、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。
<シリコーンコーティング組成物(II)の合成>
[合成例1]
2Lのフラスコに、メチルトリメトキシシラン287g(2.11Siモル)を仕込み、液温が約10℃になるよう冷却後、スノーテックスO(日産化学工業(株)製:水分散シリカゾル、平均粒子径15〜20nm、SiO220%含有品)211g、0.25Nの酢酸水溶液93gを滴下し、内温が40℃を超えないように冷却しながら加水分解を行った。滴下終了後、40℃以下で1時間、次いで、60℃にて3時間撹拌し、加水分解を完結させた。
その後、シクロヘキサノン300gを投入し、加水分解で生成したメタノールを、常圧にて液温が92℃になるまで加熱留去すると共に、縮合させた後、希釈剤としてイソプロパノール400g、酢酸1.6g、及び25%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH)1.6gを加え、撹拌した後、濾紙濾過を行い、不揮発分濃度19.2%、GPC分析による重量平均分子量2,510、分散度1.84の無色透明のシリコーンレジン溶液を得た。
得られたシリコーンレジン溶液100部(有姿)に上記A−1を26.7部、塗膜表面を平滑にするレベリング剤としてポリエーテル変性シリコーンKP−341(信越化学工業(株)製)0.014部を添加し、撹拌して、シリコーンコーティング組成物(II−a)を得た。
[合成例2〜9]
表面被覆複合酸化物微粒子分散体の種類と配合量及びレベリング剤の配合量を表2のように変えて、合成例1と同様の操作でシリコーンコーティング組成物(II−b〜II−i)を得た。
<分子内に窒素原子とアルコキシシリル基を含有する化合物の合成>
[合成例10]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコにN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン222gとシリル化剤としてのヘキサメチルジシラザン242gを仕込んで窒素気流下に120℃に加熱し、ここにγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン496gを滴下して反応させ、120℃で5時間加熱撹拌したのち、低沸点分を減圧下100℃で除去したところ、粘度1,387cS、屈折率1.4618、比重1.048の粘稠な化合物862gが得られた。
次いで、この反応生成物862gとトルエン862gを撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに仕込み、窒素気流下に室温でここに無水酢酸141gを滴下して反応させ、110℃で2時間加熱撹拌させたのち、50℃でメタノール141gを滴下し、50℃で1時間加熱撹拌し、次いで減圧下に100℃で低沸分を除去し、赤褐色透明で高粘稠な化合物を得た。
この化合物の赤外吸収スペクトル測定を行ったところ、3,000cm-1以上の領域にOH基あるいはNH基に起因する吸収は認められず、1,650cm-1にアミド基に起因する強い吸収が認められた。
得られた化合物を不揮発分(JIS K 6833)が25%になるようプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)で希釈したものを、分子内に窒素原子とアルコキシシリル基を含有する化合物(溶液)NSi−1とする。
<有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基が側鎖に結合したビニル系重合体からなるプライマー組成物の合成>
[合成例11]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコに溶剤としてジアセトンアルコール152gを仕込み、窒素気流下にて80℃に加熱した。ここに予め調製しておいた単量体混合溶液(2−[2’−ヒドロキシ−5’−(2−メタクリロキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(RUVA−93、大塚化学(株)製)67.5g、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン90g、メチルメタクリレート270g、グリシジルメタクリレート22.5g、ジアセトンアルコール350g)を混合したもののうち240g及び予め調製しておいた重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)2.3gをジアセトンアルコール177.7gに溶解した溶液のうち54gを順次投入した。80℃で30分反応させた後、残りの単量体混合溶液と残りの重合開始剤溶液を同時に80〜90℃で1.5時間かけて滴下した。更に80〜90℃で5時間撹拌した。
得られたトリメトキシシリル基及び有機系紫外線吸収性基が側鎖に結合したビニル系重合体の粘度は5,050mPa・s、またその共重合体中の紫外線吸収性単量体の含有量は15%、トリメトキシシリル基がSi−C結合を介して側鎖に結合したビニル系単量体量は20%であった。また、GPC分析による重量平均分子量は60,800であった。
こうして得られたビニル系重合体100部(有姿)に対して、熱可塑性アクリル樹脂であるエルバサイト2041(Lucite International社製)を32部、合成例10で合成した架橋剤として分子内に窒素原子とアルコキシシリル基を含有する化合物(NSi−1)29部とを、ジアセトンアルコール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルが質量比1/1の混合溶剤で希釈し、よく撹拌した後、濾紙濾過を行い、不揮発分濃度10.4%の黄色透明のプライマー組成物(III−a)を得た。
[合成例12]
撹拌機、コンデンサー及び温度計を備えた2リットルフラスコにメチルトリメトキシシラン338gを仕込み、撹拌しながら20℃に維持し、ここにスノーテックスO(日産化学工業(株)製:水分散コロイダルシリカ、平均粒子径15〜20nm、SiO220%含有品)98g、0.25Nの酢酸水溶液230gを添加して3時間撹拌した。更に、60℃にて3時間撹拌後、シクロヘキサノン300gを添加し、常圧にて副生メタノールを留去した。次いでイソプロパノール300g、0.25%テトラブチルアンモニウムヒドロキシドのイソプロパノール溶液134gを添加し、更に不揮発分(JIS K 6833)が20%となるようにイソプロパノールで調整した。こうして得られたオルガノポリシロキサン溶液の粘度は4.1mm2/s、GPC分析による重量平均分子量は2,500であった。
合成例11で合成したビニル系重合体100部に対して、上記オルガノポリシロキサン溶液18部、ジアセトンアルコール及びプロピレングリコールモノメチルエーテルが質量比1/1の混合溶剤98部をよく撹拌した後、濾紙濾過を行い、不揮発分濃度20.4%の無色透明のプライマー組成物(III−b)を得た。
<積層体の調製及び評価>
[実施例1]
合成例11,12のプライマー組成物(III−a,III−b)を、表面清浄化したレキサン(Lexan)ポリカーボネート板(150mm×150mm×5mm厚)に硬化塗膜として約7〜9μmになるようにフローコートし、130℃にて60分加熱硬化させた。更に該塗膜上に、合成例1〜9のシリコーンコーティング組成物(II−a〜II−i)を硬化塗膜として約3〜5μmになるようにフローコートし、130℃にて60分加熱硬化させた。
引き続き、プラズマ重合によりケイ素、酸素、炭素及び水素原子からなる被膜を積層して積層体を得た。
成形されたレキサン(Lexan)ポリカーボネートの平板と、耐スクラッチ性及び耐擦傷性層で被覆されたシリコーンコーティング組成物の硬化被膜から積層体を形成した。シリコーンコーティング組成物の硬化被膜に対し、従来法(S. M. Gasworth, et al. “Layered article with improved microcrack resistance and Method of Making”、米国特許第6,376,064号明細書、2000年8月7日)を使用して耐スクラッチ性及び耐擦傷性層を形成したが、受け入れられ得る良好な接着性は得られなかった。そこで、接着性及び耐擦傷性の要求を満たすため、新規な耐スクラッチ性及び耐擦傷性層を開発した。これらの層は、気化したD4とO2ガスのプラズマ重合により形成され、ケイ素、酸素、炭素及び水素原子を含んでいる。
プラズマ重合の前に、シリコーンコーティング組成物の硬化被膜が形成された基材はイソプロピルアルコール及び脱イオン水を用い、リントを含んでいない布により手によって清浄にした。次いで、真空チャンバー内において、連続的な両サイド(2−sided)膨張熱プラズマ(Expanding Thermal Plasma)プロセスによりプラズマ重合を行った(C. D. Iacovangelo, et al. “Expanding Thermal Plasma Deposition System”, US Patent Application Publication 2005/0202184, March 8, 2005)。2つのプラズマコーティング位置は、超音速でアルゴンプラズマジェットを創成する膨張熱プラズマ源列よりなる。プラズマジェットはプラズマコーティング位置で膨張し、チャンバー内に直接注入された有機ケイ素試薬と酸化剤と反応した。基材は2.0cm/sの線速度で連続的にチャンバーを通って移送され、コーティング位置に入る前に約70℃に加熱された。
プラズマプロセスの変数は、プラズマ源のエネルギー、アルゴンガスの流量、有機ケイ素試薬の流量、酸化剤の流量及び約30〜70mTorrの範囲のプロセス圧力を含む。これらのプロセス変数は、特定の化学的及び物理的性状を持った固体層を形成するように調整された。層の性状は、実験計画をつくり出すファクターとして使用された。
実験計画でのファクターとして使用されたプラズマ層の性状は、各サブ層の屈折率、各サブ層のナノインデンティション硬度、及びトータル厚さを含む。実験計画は、また、紫外線吸収剤(UVA)量、表面レベリング剤、フィルム厚さ、コーティングタイプ、及びUVAタイプを含むシリコーンコーティング組成物の硬化被膜の性状を取り入れた。全てのファクターは各々の主効果と、接着性及び耐テーバー摩耗性における相互作用効果を決めるために分析された。接着性はクロスハッチテープ引張り試験を脱イオン水に65℃で3日間浸漬したことと併せて試験し(ASTM D870)、ポリカーボネート基材上のコーティングシステムの保持率によって認定された。耐テーバー摩耗性は、一対の摩耗輪CS−10Fを荷重500g/摩耗輪において用い、テーバー摩耗を1,000サイクル行った後のヘイズ値の増加によって評価した(ASTM D1044)。
統計的な分析は、各ファクターの一次的な効果と、ファクター間の相互作用効果を含む。表3は、主効果(ME)及び接着性及びテーバーにおける相互作用効果(IE)を示すファクターについての分析結果を含む。相互作用効果の場合、与えられたファクターと相互作用する他のファクターは表中に指示される。
コーティング性状及びシリコーンコーティング組成物の硬化被膜と耐スクラッチ性及び耐擦傷性層との両者の性状の相互作用効果は、接着性及びテーバー摩耗結果に寄与した。シリコーンコーティング組成物の硬化被膜中の表面レベリング剤は、コーティング厚さ及び光学的外観を改良するために存在していることが好ましい。しかし、高表面レベリング剤は、接着性を低下させる傾向にあり、標準量の1/3量が許容し得る。標準表面レベリング剤の1/3量により、UVAの標準量(level=1)において接着性が保たれた。更に、プラズマ重合被膜の屈折率をより低くし、プラズマ層厚さをより厚くすることにより、テーバーΔヘイズを低くすることができた。好ましいファクター値により、接着性(97〜100%)及びテーバーΔヘイズ2%未満を満足させた。
[実施例2〜7]
実施例1で得られた積層体の中で、密着性及びテーバー磨耗試験でのΔHzが適切であったプラズマ重合条件にて得られた積層体について、下記評価を行い、その結果を表4に示す。
[比較例1〜4]
合成例11のプライマー組成物(III−a)及び合成例1,8のシリコーンコーティング組成物(II−a,II−h)を用いて、実施例1と同様の操作により積層体を得た。得られた積層体について、下記の評価を行い、その結果を表5に示す。
硬化被膜の評価方法
<透明性 Hz>
積層体のヘイズをヘイズメーター(NDH2000:日本電色工業(株))にて測定した。
<耐擦傷性 ΔHz>
ASTM D1044に準じ、テーバー摩耗試験機にて摩耗輪CS−10Fを装着し、荷重500g下での1,000回転後のヘイズを測定し、試験後と試験前のヘイズ差(ΔHz)を測定した。
<初期密着性>
ASTM D870に準じ、カミソリ刃を用いて、積層体に1mm間隔で縦、横11本ずつ切れ目を入れて100個の碁盤目を作製し、セロテープ(登録商標、ニチバン(株)製)をよく付着させた後、90°手前方向に急激に剥がした時、被膜が剥離せずに残存した面積を、%で表示した。
<耐水密着性>
積層体を65℃に保ったイオン交換水中に3日間浸漬した後に、前記初期密着性と同様にして密着性試験を行った。
<耐候性試験>
岩崎電気(株)製アイスーパーUVテスターW−151を使用し、[ブラックパネル温度63℃、湿度50%RH、照度50mW/cm2、降雨10秒/1時間で5時間]→[ブラックパネル温度30℃、湿度95%RHで1時間]を1サイクルとして、このサイクルを繰り返す条件で40サイクル、70サイクル、90サイクルの試験を行った。
耐候性試験前後に、JIS K 7103に準拠して黄変度の変化(ΔYI)を測定した。
また、クラック及び剥離の状態を下記評価基準にて目視又は顕微鏡(倍率250倍)にて観察した。
<クラック>
耐候性試験後の被膜外観を下記の基準で評価した。
○:異常なし
△:僅かにクラックあり
×:塗膜全体にクラックあり
<剥離>
耐候性試験後の被膜の状態を下記の基準で評価した。
○:異常なし
△:一部で剥離あり
×:全面剥離
本発明において、数値範囲は両端点を含むものであり、両端点はそれぞれ独立して組み合わせることができる。例えば、“25質量%以下、特に5質量%〜25質量%”の場合、“5質量%〜25質量%”の両端点及びこの範囲内のすべての値を含む。また、“併用する”とは、混合物、合金、反応生成物等を用いることを含む。更に、“第一の”、“第二の”等は、いかなる順序、量、重要性を示すものではなく、成分を区別するために用いられるものである。本明細書において、“態様”とは、特定の特徴、構造、特性、これらの組み合わせ等が少なくとも一つの態様に含まれることを意味し、これらは他の態様に含まれていても含まれなくてもよく、種々の態様において適宜組み合わせて用いられる。

Claims (24)

  1. 有機樹脂基材の少なくとも一方の面に複数の層を被覆した積層体であって、最表層(I)が有機ケイ素化合物をプラズマ重合してなる硬質被膜であり、最表層に接する下層(II)が下記(2−A)〜(2−D)成分を含むシリコーンコーティング組成物の硬化被膜である、紫外線遮蔽性であり、表面が高耐擦傷性に優れることを特徴とする有機樹脂積層体。
    (2−A)酸化亜鉛及び/又は酸化チタン微粒子の表面をAl、Si、Zr並びにSnの酸化物及び水酸化物から選ばれる少なくとも1種で被覆処理した複合酸化物微粒子であり、光触媒活性を示さないか、あるいは下記で定義する光触媒分解性が25%以下である複合酸化物微粒子、
    ここで光触媒分解性は、メチレンブルー溶液に該複合酸化物微粒子を添加、均一分散した溶液を用いて、ブラックライト照射前及び12時間照射後の653nmの吸光度を測定し、下記式により算出される、
    光触媒分解性(%)=[(A0−A)/A0]×100
    (但し、A0は初期吸光度を表し、Aは光照射後の吸光度を表す。)
    (2−B)下記一般式(1)
    (R1m(R2nSi(OR34-m-n (1)
    (式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R1及びR2が相互に結合していてもよく、R3は、炭素数1〜3のアルキル基であり、m、nは、各々独立に、0又は1であり、かつm+nは、0,1又は2である。)
    で表されるアルコキシシラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種を(共)加水分解及び/又は縮合することにより得られたシリコーンレジン、
    (2−C)硬化触媒、
    (2−D)溶剤、
    但し、(2−A)複合酸化物微粒子分散体中の複合酸化物固形分量が、(2−B)シリコーンレジンの固形分に対して、1〜50質量%である。
  2. 最表層(I)が有機ケイ素化合物をプラズマによる重合及び酸化によって形成されるケイ素、酸素、炭素及び水素原子を含む硬質被膜であることを特徴とする請求項1記載の積層体。
  3. 最表層(I)が内側サブ層と外側サブ層とを含み、これらサブ層の性状が下層(II)に対する接着性及びコーティングシステムとして耐擦傷性を与えるように調整されていることを特徴とする請求項1又は2記載の積層体。
  4. 内側サブ層が1.445〜1.493の範囲の屈折率を有し、外側サブ層が1.430〜1.456の範囲の屈折率を有することを特徴とする請求項3記載の積層体。
  5. 外側サブ層が1.430〜1.435の範囲の屈折率を有することを特徴とする請求項4記載の積層体。
  6. 内側サブ層が1.123〜1.366GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有し、外側サブ層が1.345〜1.449GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有することを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項記載の積層体。
  7. 最表層(I)が2.5〜4.5μmの範囲のトータル厚さを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の積層体。
  8. 最表層(I)が3.0〜4.5μmの範囲のトータル厚さを有することを特徴とする請求項7記載の積層体。
  9. 最表層(I)及び下層(II)の性状が、ASTM D870接着試験を少なくとも97%の割合で合格し、ASTM D1044テーバー摩耗試験において2%未満のデルタヘイズ値(ΔHz)を示す積層体を形成するように設定されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の積層体。
  10. 下層(II)が、石英板上に、膜厚0.5〜3μmの範囲で硬化被膜化した下層(II)の波長370nmでの透過率が80%以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の積層体。
  11. (2−A)成分中の複合酸化物微粒子が、更に下記一般式(2)
    (R4x(R5ySi(X)4-x-y (2)
    (式中、R4及びR5は、各々独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、Xは、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のアシルオキシ基又はイソシアネート基であり、xは、0又は1であり、yは、0,1又は2であり、かつx+yは、0,1,2又は3である。)
    で表される加水分解性シラン及びその部分加水分解縮合物から選ばれる少なくとも1種で表面処理されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の積層体。
  12. (2−A)成分中の酸化物微粒子が、亜鉛及び/又はチタン原料を直流アークプラズマ法によって加熱、気化させ、その亜鉛及び/又はチタン蒸気を酸化、冷却することにより得られたものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の積層体。
  13. (2−A)成分中の酸化物微粒子が、亜鉛原料を直流アークプラズマ法によって加熱、気化させ、その亜鉛蒸気を酸化、冷却することにより得られた酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の積層体。
  14. (2−A)成分中の複合酸化物微粒子の平均粒子径(体積平均粒子径D50)が10〜200nmであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の積層体。
  15. (2−B)成分であるシリコーンレジンがコロイダルシリカ(2−E)を含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項記載の積層体。
  16. (2−E)成分のコロイダルシリカの含有量が、(2−B)成分のシリコーンレジン100質量部に対して5〜100質量部であることを特徴とする請求項15記載の積層体。
  17. 更に、下層(II)の基材に近い面と接して下層(III)を有し、該下層(III)がアクリル樹脂被覆膜であることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項記載の積層体。
  18. 下層(III)が下記(3−A)〜(3−C)成分を含むアクリル樹脂コーティング組成物の硬化被膜であることを特徴とする請求項17記載の積層体。
    (3−A)有機系紫外線吸収性基及びアルコキシシリル基を側鎖に有するビニル系共重合体、
    (3−B)架橋剤、
    (3−C)溶剤。
  19. 下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物の(3−A)成分が、アルコキシシリル基がSi−C結合を介して結合したビニル系単量体(3−A−i)と、有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体(3−A−ii)と、これら単量体(3−A−i)及び(3−A−ii)と共重合可能な他の単量体(3−A−iii)とからなる単量体成分を共重合して得られた共重合体であることを特徴とする請求項18記載の積層体。
  20. 下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物の(3−B)架橋剤が、コロイダルシリカであることを特徴とする請求項18又は19記載の積層体。
  21. 下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物の(3−B)架橋剤が、ポリオルガノシロキサンであることを特徴とする請求項18又は19記載の積層体。
  22. 下層(III)を構成するアクリル樹脂コーティング組成物中に有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を配合することを特徴とする請求項17〜21のいずれか1項記載の積層体。
  23. 下層(II)を構成するシリコーンコーティング組成物中に有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を配合することを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項記載の積層体。
  24. 有機樹脂基材がポリカーボネート樹脂による成型基材であることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項記載の積層体。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014531334A (ja) * 2011-08-26 2014-11-27 エグザテック・リミテッド・ライアビリティー・カンパニーExatec,LLC. 有機樹脂積層体、その製造及び使用方法、並びに有機樹脂積層体を含む物品
WO2016063693A1 (ja) * 2014-10-22 2016-04-28 信越化学工業株式会社 防水シート及び防水施工方法
EP3045506A1 (en) 2015-01-19 2016-07-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Actinic energy radiation-curable acrylic silicone resin composition and coated article
KR20160138047A (ko) 2014-03-27 2016-12-02 데이진 가부시키가이샤 하드 코트층이 부착된 고분자 기판 및 그 제조 방법
JP2017511399A (ja) * 2014-06-12 2017-04-20 エグザテック・リミテッド・ライアビリティー・カンパニーExatec,LLC. 有機樹脂積層体
WO2017115819A1 (ja) 2015-12-28 2017-07-06 信越化学工業株式会社 積層体の製造方法
WO2018181572A1 (ja) 2017-03-29 2018-10-04 帝人株式会社 ハードコート層付高分子基板
DE102018116875A1 (de) 2017-07-14 2019-01-17 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Laminat
US11028284B2 (en) 2015-09-25 2021-06-08 Teijin Limited Polymer substrate with hardcoat layer, and manufacturing method for same
JPWO2021172356A1 (ja) * 2020-02-26 2021-09-02

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6729270B2 (ja) 2016-10-11 2020-07-22 信越化学工業株式会社 積層体およびその製造方法
CN109148685B (zh) * 2017-06-15 2020-07-24 北京大学深圳研究生院 一种高介电常数的复合材料及其应用
WO2019015789A1 (en) 2017-07-21 2019-01-24 Sabic Global Technologies B.V. LAMINATE FOR USE IN GLAZING APPLICATIONS, GLAZING PRODUCT COMPRISING SUCH LAMINATE, VEHICLE COMPRISING SUCH A GLAZING PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH LAMINATE

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452034A (en) * 1977-10-03 1979-04-24 Toshiba Silicone Method of stabilizing organic silicone compounds substituted with aminoxy group
JP2008094956A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーンコーティング組成物、その製造方法及び被覆物品
JP2010065076A (ja) * 2008-09-08 2010-03-25 Shin-Etsu Chemical Co Ltd プライマー組成物の製造方法及び被覆物品
JP2010513103A (ja) * 2006-12-19 2010-04-30 エクスアテック、エル.エル.シー. プラスチック・グレージング・システム
JP2010202731A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 紫外線遮蔽性シリコーンコーティング組成物及び被覆物品
WO2010137721A1 (ja) * 2009-05-26 2010-12-02 帝人化成株式会社 オルガノシロキサン樹脂組成物およびその積層体

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53130732A (en) * 1977-03-18 1978-11-15 Rohm & Haas Weatherproof and wearrresistant coating composition and method of bonding same
JPH0832854B2 (ja) * 1987-01-06 1996-03-29 日本合成ゴム株式会社 コ−テイング用組成物
US4927704A (en) 1987-08-24 1990-05-22 General Electric Company Abrasion-resistant plastic articles and method for making them
CA2010331A1 (en) * 1989-03-02 1990-09-02 James O. Peterson Low stress epoxy encapsulant compositions
JP2783417B2 (ja) 1989-03-30 1998-08-06 触媒化成工業株式会社 ルチル型酸化チタンゾルの製造法
JP2831390B2 (ja) * 1989-07-31 1998-12-02 株式会社リコー 画像処理装置
JPH04106161A (ja) * 1990-08-24 1992-04-08 Toray Ind Inc プライマ及び複層コーティング物品
JP3102696B2 (ja) 1990-09-10 2000-10-23 日本エーアールシー株式会社 被覆組成物および該組成物を用いる被覆樹脂成形品
JPH06154800A (ja) * 1992-11-18 1994-06-03 Kunimine Kogyo Kk 汚泥の処理方法及びそれに用いる処理材
US5391795A (en) * 1994-02-18 1995-02-21 General Electric Company Silylated agents useful for absorbing ultraviolet light
US6110544A (en) 1997-06-26 2000-08-29 General Electric Company Protective coating by high rate arc plasma deposition
US6213049B1 (en) 1997-06-26 2001-04-10 General Electric Company Nozzle-injector for arc plasma deposition apparatus
JPH11209695A (ja) 1998-01-27 1999-08-03 Jsr Corp コーティング用組成物および硬化体
JP3982933B2 (ja) 1999-01-14 2007-09-26 触媒化成工業株式会社 被膜形成用塗布液および合成樹脂製レンズ
JP3347097B2 (ja) 1999-03-24 2002-11-20 松下電工株式会社 無機質塗装品
JP3533118B2 (ja) * 1999-08-11 2004-05-31 株式会社日本触媒 紫外線吸収性樹脂部材
US6376064B1 (en) 1999-12-13 2002-04-23 General Electric Company Layered article with improved microcrack resistance and method of making
JP3841141B2 (ja) 2000-02-04 2006-11-01 信越化学工業株式会社 下塗り剤組成物及びコーティング方法
JP2002060687A (ja) 2000-08-21 2002-02-26 C I Kasei Co Ltd 透明光触媒用塗料組成物
JP2002087817A (ja) 2000-09-12 2002-03-27 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 複合酸化亜鉛分散体
JP3509749B2 (ja) 2000-12-19 2004-03-22 松下電工株式会社 無機質塗装品
US6641673B2 (en) 2000-12-20 2003-11-04 General Electric Company Fluid injector for and method of prolonged delivery and distribution of reagents into plasma
JP2003025510A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Shin Etsu Chem Co Ltd 反射防止性及び耐擦傷性を有する多層積層体
US6681716B2 (en) 2001-11-27 2004-01-27 General Electric Company Apparatus and method for depositing large area coatings on non-planar surfaces
US6948448B2 (en) 2001-11-27 2005-09-27 General Electric Company Apparatus and method for depositing large area coatings on planar surfaces
JP4041968B2 (ja) 2002-10-09 2008-02-06 信越化学工業株式会社 下塗り剤組成物、該組成物を用いたコーティング方法、及びコーティング物品
US7056584B2 (en) 2002-10-11 2006-06-06 General Electric Company Bond layer for coatings on plastic substrates
US7163749B2 (en) 2002-12-20 2007-01-16 General Electric Company Process for depositing finely dispersed organic-inorganic films and articles made therefrom
JP2004238418A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 高耐候性ハードコート組成物及び塗装物品
US7282244B2 (en) 2003-09-05 2007-10-16 General Electric Company Replaceable plate expanded thermal plasma apparatus and method
KR101224310B1 (ko) 2004-03-09 2013-01-21 엑사테크 엘.엘.씨. 팽창성 열 플라즈마 침착 시스템
US20050202263A1 (en) 2004-03-09 2005-09-15 Jonathan Sargent Barrier layer to prevent the loss of additives in an underlying layer
KR101246387B1 (ko) 2004-03-09 2013-03-21 엑사테크 엘.엘.씨. 비평면 기재를 위한 플라즈마 코팅 시스템
US7645492B2 (en) 2004-07-30 2010-01-12 Exatec Llc Plasma coating system for accommodating substrates of different shapes
US8216679B2 (en) 2005-07-27 2012-07-10 Exatec Llc Glazing system for vehicle tops and windows
US20070286966A1 (en) 2006-06-09 2007-12-13 Meng Chen Method of depositing an abrasion-resistant layer onto an electroluminescent plastic window
JP2008120986A (ja) 2006-10-19 2008-05-29 Shin Etsu Chem Co Ltd プライマー組成物及び被覆物品
JP2010514936A (ja) 2006-12-28 2010-05-06 エクスアテック、エル.エル.シー. コーティングを安定化させるための方法及び装置
US8997687B2 (en) 2006-12-28 2015-04-07 Exatec Llc Apparatus and method for plasma arc coating
JP2008274177A (ja) 2007-05-07 2008-11-13 Shin Etsu Chem Co Ltd プライマー組成物及び被覆物品
EP2152931B1 (en) 2007-05-17 2013-08-14 Exatec, LLC. Method for depositing multiple coating materials in a common plasma coating zone
JP2010261012A (ja) * 2009-04-09 2010-11-18 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 紫外線遮蔽性コーティング組成物及び被覆物品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452034A (en) * 1977-10-03 1979-04-24 Toshiba Silicone Method of stabilizing organic silicone compounds substituted with aminoxy group
JP2008094956A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーンコーティング組成物、その製造方法及び被覆物品
JP2010513103A (ja) * 2006-12-19 2010-04-30 エクスアテック、エル.エル.シー. プラスチック・グレージング・システム
JP2010065076A (ja) * 2008-09-08 2010-03-25 Shin-Etsu Chemical Co Ltd プライマー組成物の製造方法及び被覆物品
JP2010202731A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 紫外線遮蔽性シリコーンコーティング組成物及び被覆物品
WO2010137721A1 (ja) * 2009-05-26 2010-12-02 帝人化成株式会社 オルガノシロキサン樹脂組成物およびその積層体

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014531334A (ja) * 2011-08-26 2014-11-27 エグザテック・リミテッド・ライアビリティー・カンパニーExatec,LLC. 有機樹脂積層体、その製造及び使用方法、並びに有機樹脂積層体を含む物品
KR20160138047A (ko) 2014-03-27 2016-12-02 데이진 가부시키가이샤 하드 코트층이 부착된 고분자 기판 및 그 제조 방법
EP3124525A4 (en) * 2014-03-27 2017-02-01 Teijin Limited Polymer substrate with hard coat layer and manufacturing method for such polymer substrate
US9758630B2 (en) 2014-03-27 2017-09-12 Teijin Limited Polymer substrate with hard coat layer and manufacturing method for such polymer substrate
JP2017511399A (ja) * 2014-06-12 2017-04-20 エグザテック・リミテッド・ライアビリティー・カンパニーExatec,LLC. 有機樹脂積層体
WO2016063693A1 (ja) * 2014-10-22 2016-04-28 信越化学工業株式会社 防水シート及び防水施工方法
JPWO2016063693A1 (ja) * 2014-10-22 2017-04-27 信越化学工業株式会社 防水シート及び防水施工方法
EP3045506A1 (en) 2015-01-19 2016-07-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Actinic energy radiation-curable acrylic silicone resin composition and coated article
US11028284B2 (en) 2015-09-25 2021-06-08 Teijin Limited Polymer substrate with hardcoat layer, and manufacturing method for same
JPWO2017115819A1 (ja) * 2015-12-28 2018-09-13 信越化学工業株式会社 積層体の製造方法
CN108472685A (zh) * 2015-12-28 2018-08-31 信越化学工业株式会社 层叠体的制造方法
US10682669B2 (en) 2015-12-28 2020-06-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for manufacturing laminate
CN108472685B (zh) * 2015-12-28 2021-02-02 信越化学工业株式会社 层叠体的制造方法
WO2017115819A1 (ja) 2015-12-28 2017-07-06 信越化学工業株式会社 積層体の製造方法
WO2018181572A1 (ja) 2017-03-29 2018-10-04 帝人株式会社 ハードコート層付高分子基板
KR20190117621A (ko) 2017-03-29 2019-10-16 데이진 가부시키가이샤 하드 코트층이 부착된 고분자 기판
US11866564B2 (en) 2017-03-29 2024-01-09 Teijin Limited Polymer substrate with hard coat layer
DE102018116875A1 (de) 2017-07-14 2019-01-17 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Laminat
JPWO2021172356A1 (ja) * 2020-02-26 2021-09-02
WO2021172356A1 (ja) * 2020-02-26 2021-09-02 富士フイルム株式会社 ハードコート積層体
JP7440607B2 (ja) 2020-02-26 2024-02-28 富士フイルム株式会社 ハードコート積層体

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