JP2014531334A - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
を開示する。
これら又はその他の限定のない本発明の特徴については、より具体的に以下に詳述する。
(2−A)無機酸化物ナノ粒子、特に、シリカ(二酸化ケイ素(SiO2))、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる無機酸化物ナノ粒子
(2−B)有機系紫外線吸収性基、及びアルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる反応性基を有するビニル系共重合体、及び
(2−C)溶剤
a.1000サイクルのASTM D1044のテーバー摩耗試験において2%未満のデルタヘーズ値
b.ASTM D3359、B方式の密着テープ試験において97%以上の合格値
c.3日間、65℃に保ったイオン交換水を用いた、ASTM D870による水浸漬後の密着テープ試験において97%以上の合格値
d.ASTM D3359、B方式の密着テープ試験において97%以上の合格値、及び
e.2時間、100℃に保ったイオン交換水を用いた、ASTM D870による水浸漬後の密着テープ試験において97%以上の合格値
上記積層体は、上記試験において、被膜が剥離せず残存した面積が97%以上であれば、良好な密着性を示す。言い換えれば、クロスカット面積から取り除かれた面積が3%未満である。更には、最表層(I)及び中間層(II)の性状が、ANSI Z26.1.の項目2の自動車用ガラス要求特性における合格値を有する積層体となることが好ましい。
(2−B−i)有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体:5〜50質量%、
(2−B−ii)アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する反応性基含有ビニル系単量体:2〜30質量%、
(2−B−iii)これらビニル単量体と共重合可能な他の単量体:20〜93質量%。
ここで、上記の質量%は、ビニル共重合体(2−B)の全量に基づく割合である。
(R1)m(R2)nSi(OR3)4-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R1とR2と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。)
(R4O)3-p(R6)pSi−R8−Si(R7)q(OR5)3-q (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、炭素数1〜3のアルキル基であり、R6及びR7は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R8は、酸素原子、フェニレン基、又は非置換もしくは置換の炭素数2〜10のアルキレン基であり、p、qは、各々独立に、0又は1である。)
X−[(R15)Si(R16)y(OR17)3-y]z (3)
(式中、Xは、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン残基、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン残基、又はイソシアヌレート残基であり、R15は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R16は、水素原子又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R17は、炭素数1〜3のアルキル基であり、yは、0又は1であり、zは、3〜4の整数である。)
本発明で用いられる基材としては、プラスチック材料(例えば、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、ポリエステル、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、及び上記のプラスチック材料を1種以上含む組み合わせが好ましい。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、及び上記の処理を少なくとも一つを含む組み合わせであってもよい。また、単層の基材であっても複数層の基材であってもよい。例えば、ベース樹脂と、このベース樹脂とは異なるタイプの樹脂から形成されてこのベース樹脂上の表面層とを含む積層基材を用いることもできる。例えば、基材が単層のプラスチック材料(例えば、ポリカーボネートのような透明プラスチック材料)で、その上に、例えば、プラスチック基材の表面に物理的に接触させて直接に積層した上述した多層コーティング層を積層したものが挙げられる。別の態様として、上記の基材が複数層からなる基材(例えば、共押し出し法やラミネート法により製造されるもの)がある。この複数層の積層基体の例としては、キャップ層(例えば、アクリル樹脂層及び/又はウレタン樹脂層)と共に、共押し出し法やラミネート法により製造されるプラスチック層であり、この場合、多層コーティング層が上記キャップ層の上に形成される。この複数層の基材の例としては、プラスチックの基材と紫外線吸収性を有する表皮層を含むものであり、具体例として、ポリカーボネートベース樹脂と表皮層としてアクリル樹脂層もしくはウレタン樹脂層を有する積層基材、又はポリエステルベース樹脂と表皮層としてアクリル樹脂層を有する積層基材等であって、これらの複数層基材が共押し出し法やラミネート法により製造されたものである。
中間層(II)は、(2−A)無機酸化物ナノ粒子成分、(2−B)ビニル系共重合体、及び(2−C)溶剤を含む複合コーティング組成物(2)の硬化被膜からなる。特に、複合コーティング組成物(2)は、下記の成分を含有する。
(2−A)無機酸化物ナノ粒子
(2−B)有機系紫外線吸収性基、及び反応性基を有するビニル系共重合体、及び
(2−C)溶剤
上記ナノ粒子としては、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、及びこれらを少なくとも1種を含む組み合わせが挙げられる。有機系紫外線吸収性基は主鎖に有することができる。反応性基としては、アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基、及びこれらを少なくとも1種有する組み合わせを挙げることができる。
PD(%)=[(A0−A)/A0]×100
ここで、A0は初期の吸光度であり、Aはブラックライト照射後の吸光度である。
(式中、Yは水素原子又は塩素原子を示す。R9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。R10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。R11は水素原子又はメチル基を示す。)
また、下記一般式(5)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。
R10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。
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−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−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’−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。
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。
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;
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;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。
(R1)m(R2)nSi(OR3)4-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R1とR2と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。)
(R4O)3-p(R6)pSi−R8−Si(R7)q(OR5)3-q (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、炭素数1〜3のアルキル基であり、R6及びR7は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R8は、酸素原子、フェニレン基、又は非置換もしくは置換の炭素数2〜10のアルキレン基であり、p、qは、各々独立に、0又は1である。)
X−[(R15)Si(R16)y(OR17)3-y]z (3)
(式中、Xは、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン残基、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン残基、又はイソシアヌレート残基であり、R15は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R16は、水素原子又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R17は、炭素数1〜3のアルキル基であり、yは、0又は1であり、zは、3〜4の整数である。)
具体的な態様では、最表層は低圧膨張熱プラズマ(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のような希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チャンバー(例えば、低圧チャンバー)内において膨張する。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。
無機酸化物ナノ粒子(2−A)
成分(2−A)は、以下に示す分散体である。
(2−A−a):日産化学工業(株)製PMA−ST(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、固形分濃度30%、平均粒子径15〜20nm)
(2−A−b):シーアイ化成(株)製ZNTANB15wt%−E34(直流アークプラズマ法で製造した酸化亜鉛ナノ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)。
PD(%)=[(A0−A)/A0]×100
ここで、A0は初期の吸光度であり、Aはブラックライト照射後の吸光度である。
有機系紫外線吸収性基及び水酸基を有するビニル系重合体(2−B)の合成
合成例1
単量体の種類と配合量を表1のように変えて、合成例1と同様の操作で有機系紫外線吸収性基及び反応性基を有するビニル系重合体(2−B−b)〜(2−B−e)を得た。
合成例6
1Lのフラスコに、1,2−エチレンビス(トリメトキシシラン)65g(0.48Siモル)、IPA−ST(日産化学工業(株)製:イソプロパノール分散シリカゾル)300g、イソプロパノール100g、レバチットK2649DR(ランクセス(株)製:陽イオン交換樹脂)2gを仕込み、室温下、純水40gを投入し、引き続き、内温が40℃にて3時間撹拌し、加水分解縮合を完結させた。室温まで冷却後、アセチルアセトン170g、触媒としてのアルミニウムアセチルアセトナート6g、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)0.1gを添加し、撹拌して、不揮発分濃度20.2質量%、GPC分析による重量平均分子量1,830、分散度1.72のシリコーンレジン溶液(2−D−a)を得た。
1,2−エチレンビス(トリメトキシシラン)の代わりに、X−12−965(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、信越化学工業(株)製)49.5g(0.24Siモル)を用いた以外は合成例2と同様の操作を行い、イソプロパノールで不揮発分濃度が20質量%になるよう調製し、不揮発分濃度18.9質量%、GPC分析による重量平均分子量1,830、分散度2.05のシリコーンレジン溶液(2−D−b)を得た。
調製例1
合成例1のビニル系共重合体(2−B−a)40g、無機酸化物ナノ粒子(2−A−a)13.3g、プロピレングリコールメチルエーテル26.7gをよく混合させた。この混合物をナイロンメッシュストレーナーにより濾過して、複合コーティング組成物(2−a)を得た。
表2のように、ビニル系共重合体及び無機酸化物ナノ粒子の種類と配合量を変えて、場合によっては添加剤を加え、調製例1と同様の操作で複合コーティング組成物(2−b)〜(2−f)及び比較調製例の複合コーティング組成物(2−g),(2−h)を得た。
実施例1
調製例1の複合コーティング組成物(2−a)を、表面清浄化したレキサン(Lexan)ポリカーボネート板(150mm×150mm×4mm厚)に硬化塗膜として約9〜14μmになるようにフローコートし、120℃にて60分加熱硬化させ、中間層(II)を得た。更に該塗膜上に、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最表層(I)として積層、積層体を得た。具体的には、まずプラズマ重合の前に、複合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。この有機ケイ素試薬はオクタメチルシクロテトラシロキサン(Gelest社製)であり、酸化剤は工業用グレードの酸素99%(Airgas社製)であった。基材は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40〜70℃に加熱された。
調製例2〜6の複合コーティング組成物(2−b)〜(2−f)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、下記評価を行い、その結果を表4に示す。
比較調製例1,2の複合コーティング組成物(2−g),(2−h)を用いて、実施例1と同様の操作により積層体を得た。比較調製例3では、最表層(I)設けずに実施例1と同様の操作により積層体を得た。比較調製例4では、比較調製例3と同様の操作により積層体を得、次いで、特開2008−120986号公報の合成例5に記載のシリコーンハードコーティング組成物を被覆した。
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。ヘイズ差(ΔHz)の2.5%以下は合格値と判定する。
ASTM D3359のB方式に準じ、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、密着テープ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。初期密着性が97%以上であれば合格値と判定する。
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。また、積層体を100℃に保ったイオン交換水中に2時間浸漬した後に、ASTM D3359のB方式に準じて密着性試験を行った。水浸漬後の密着性が97%以上であれば合格値と判定する。
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(相対湿度)、照度が一平方センチメートルあたり50ミリワット(mW/cm2)、降雨10秒/1時間で4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サイクル及び70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。40サイクル後に黄変度の変化(ΔYI)が1.0以下であり、外観の異常なし(クラック及び剥離の発生がない)ものを合格値と判定する。
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
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
RUVA−1:2−[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)
RUVA−2:2−ヒドロキシ−4−(2−アクリロキシエチル)ベンゾフェノン(BP
−1A、大阪有機化学工業(株)製)
HEMA :2−エチルヒドロキシメタクリレート
MATMS :メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
GMA :グリシジルメタクリレート
MMA :メチルメタクリレート
EMA :エチルメタクリレート
MHALS :1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート
単位:部(固形分中の質量%)
PGM :プロピレングリコールメチルエーテル
T400 :トリアジン系紫外線吸収剤(Tinuvin400、チバ・スペシャリテ
ィー製)
B−882N:ブロックイソシアネート(タケネートB−882N、三井化学ポリウレタ
ン(株)製、固形分濃度70%、酢酸ブチル溶液)
*SC = 特開2008−120986号公報の合成例5に記載のシリコーンハードコーティング組成物を被覆したもの
(i)最表層(I)は、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、及び/又は、
(ii)最表層(I)が内側サブ層と外側サブ層とを含み、サブ層の性状が中間層(II)への密着性及びコーティングシステムに耐擦傷性を与えるように調整すること、及び/又は、
(iii)内側サブ層が1.449〜1.463の範囲の屈折率を有すること、及び/又は、
(iv)外側サブ層が1.430〜1.434の範囲の屈折率を有すること、及び/又は、
(v)内側サブ層が1.616〜1.676GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有すること、及び/又は、
(vi)外側サブ層が2.265〜2.667GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有すること、及び/又は、
(vii)最表層(I)が2.5〜5.0μmの範囲のトータル厚さを有すること、及び/又は、
(viii)最表層(I)が2.7〜4.5μmの範囲のトータル厚さを有すること、及び/又は、
(ix)上記積層体の性状が、ASTM D3359、B方式の密着テープ試験及び3日間、65℃に保ったイオン交換水を用いた、ASTM D870に準じた密着テープ試験において、97%以上の合格値を有し、且つ、1000サイクル、ASTM D1044のテーバー摩耗試験において、2%未満のデルタヘーズ値を有すること、及び/又は、
(x)上記ビニル共重合体(2−B)は、(2−B−i)有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体が5〜50質量%、(2−B−ii)アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる反応性基含有ビニル系単量体が2〜30質量%、及び、(2−B−iii)これらビニル単量体と共重合可能な他の単量体が20〜93質量%、を含むものであること、及び/又は、
(xi)上記の反応性基は、アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせの群から選ばれること、及び/又は、
(xii)シリコーンレジン(2−A)が、式(1)、(2)、及び(3)のSiモル%の比率(1)/[(2)+(3)]で、50/50〜0/100であること、及び/又は、
(xiii)シリコーンレジン(2−A)が、式(2)及び(3)で表されるアルコキシシラン並びにそれらの部分加水分解縮合物から選ばれるものを加水分解縮合することにより得られたものであること、及び/又は、
(xiv)シリコーンレジン(2−A)が、式(3)で表されるアルコキシシラン並びにそれらの部分加水分解縮合物を加水分解縮合することにより得られたものであること、及び/又は、
(xv)複合コーティング組成物(2)が、更に(2−B)以外の有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を含むこと、及び/又は、
(xvi)有機樹脂基材がポリカーボネート樹脂による成形基材であること、及び/又は、
(xvii)上記基材が単層であり、この基材の一面に多層コーティング層が物理的に接触していること、及び/又は、
(xviii)上記基材が共押し出し又はラミネートしたベース樹脂とキャップ層とを有する複数層からなり、上記基材の一面に多層コーティング層が物理的に接触していること、及び/又は、
(xix)上記キャップ層が、ウレタン樹脂、アクリル樹脂層及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる材料を含むこと、及び/又は、
(xx)上記複合コーティング組成物(2)が、更に、下記一般式(1)〜(3)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ものを(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−D)を含有すること
(R1)m(R2)nSi(OR3)4-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは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。)
(R4O)3-p(R6)pSi−R8−Si(R7)q(OR5)3-q (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、炭素数1〜3のアルキル基であり、R6及びR7は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R8は、酸素原子、フェニレン基、又は非置換もしくは置換の炭素数2〜10のアルキレン基であり、p、qは、各々独立に、0又は1である。)
X−[(R15)Si(R16)y(OR17)3-y]z (3)
(式中、Xは、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン残基、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン残基、又はイソシアヌレート残基であり、R15は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R16は、水素原子又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R17は、炭素数1〜3のアルキル基であり、yは、0又は1であり、zは、3〜4の整数である。)、及び/又は、
(xviii)上記式(1)中のR1がメチル基又は紫外線吸収性基で置換された一価炭化水素基、m=1、n=0、R3がメチル基であり、式(2)中のR8が非置換もしくは置換の炭素数2〜8のアルキレン基、p、q=0、R4,R5がメチル基であり、かつ式(3)中のXがイソシアヌレート残基、y=0、R15がプロピレン基、R17がメチル基、z=3である。
Claims (20)
- 有機樹脂基材と、この基材の表面上の多層コーティング層とを有し、多層コーティング層が、有機ケイ素化合物をプラズマ重合することによって得られた硬質被膜の最表層(I)と、複合コーティング組成物(2)から形成される硬化被膜の中間層(II)とを含み、中間層(II)の一面が最表層と接し、他方の面が有機樹脂基材に接するように配され、複合コーティング組成物(2)が、
(2−A)シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせから選ばれるものを含む無機酸化物ナノ粒子、
(2−B)有機系紫外線吸収性基、及びアルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基から選ばれる反応性基を有するビニル系共重合体、及び
(2−C)溶剤
を含有する、耐候性及び耐擦傷性を有する有機樹脂積層体。 - 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、ケイ素、酸素、炭素及び水素原子を含む硬質被膜である請求項1記載の積層体。
- 最表層(I)が内側サブ層と外側サブ層とを含み、内側サブ層が1.449〜1.463の範囲の屈折率を有し、外側サブ層が1.430〜1.434の範囲の屈折率を有する請求項1又は2記載の積層体。
- 最表層(I)が内側サブ層と外側サブ層とを含み、内側サブ層が1.616〜1.676GPa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2.265〜2.667GPaの範囲のナノインデンティション硬度を有する請求項1〜3のいずれか1項記載の積層体。
- 上記基材が単層であり、この基材の一面に上記多層コーティング層が物理的に接触している請求項1〜4のいずれか1項記載の積層体。
- 上記基材が共押し出し又はラミネートしたベース樹脂とキャップ層とを有する複数層からなり、上記基材の一面に上記多層コーティング層が物理的に接触している請求項1〜4のいずれか1項記載の積層体。
- 上記キャップ層が、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる材料を含む請求項6記載の積層体。
- 最表層(I)が2.5〜5.0μmの範囲のトータル厚さを有する請求項1〜7のいずれか1項記載の積層体。
- 最表層(I)が2.7〜3.5μmの範囲のトータル厚さを有する請求項1〜8のいずれか1項記載の積層体。
- ASTM D3359、B方式の密着テープ試験及び3日間、65℃に保ったイオン交換水を用いた、ASTM D870に準じた密着テープ試験において、97%以上の合格値を有し、且つ、1000サイクルのASTM D1044のテーバー摩耗試験において、2%未満のデルタヘーズ値を有する請求項1〜9のいずれか1項記載の積層体。
- ビニル系共重合体(2−B)は、(2−B−i)有機系紫外線吸収性基を有するビニル系単量体が5〜50質量%、(2−B−ii)アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせから選ばれる反応性基含有ビニル系単量体が2〜30質量%、及び、(2−B−iii)これらビニル単量体と共重合可能な他の単量体が20〜93質量%、を含むものである請求項1〜10のいずれか1項記載の積層体。
- 上記の反応性基は、アルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、及びこれらの少なくとも1種を含む組み合わせの群から選ばれる請求項11記載の積層体。
- 上記複合コーティング組成物(2)が、更に、下記一般式(1)〜(3)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ものを(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−D)を含有する請求項1〜12のいずれか1項記載の積層体。
(R1)m(R2)nSi(OR3)4-m-n (1)
(式中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは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。)
(R4O)3-p(R6)pSi−R8−Si(R7)q(OR5)3-q (2)
(式中、R4及びR5は、各々独立に、炭素数1〜3のアルキル基であり、R6及びR7は、各々独立に、水素原子、又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R8は、酸素原子、フェニレン基、又は非置換もしくは置換の炭素数2〜10のアルキレン基であり、p、qは、各々独立に、0又は1である。)
X−[(R15)Si(R16)y(OR17)3-y]z (3)
(式中、Xは、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン残基、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン残基、又はイソシアヌレート残基であり、R15は、炭素数1〜3のアルキレン基であり、R16は、水素原子又は非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、R17は、炭素数1〜3のアルキル基であり、yは、0又は1であり、zは、3〜4の整数である。) - (2−D)シリコーンレジンが、式(1)、(2)、及び(3)のSiモル%の比率(1)/[(2)+(3)]で、50/50〜0/100である請求項1〜13のいずれか1項記載の積層体。
- 式(1)中のR1がメチル基又は紫外線吸収性基で置換された一価炭化水素基、m=1、n=0、R3がメチル基であり、式(2)中のR8が非置換もしくは置換の炭素数2〜8のアルキレン基、p、q=0、R4,R5がメチル基であり、かつ式(3)中のXがイソシアヌレート残基、y=0、R15がプロピレン基、R17がメチル基、z=3である請求項1〜14のいずれか1項記載の積層体。
- (2−D)シリコーンレジンが、式(2)及び(3)で表されるアルコキシシラン並びにそれらの部分加水分解縮合物から選ばれるものを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請求項1〜15のいずれか1項記載の積層体。
- (2−D)シリコーンレジンが、式(3)で表されるアルコキシシラン並びにそれらの部分加水分解縮合物を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請求項1〜16のいずれか1項記載の積層体。
- 複合コーティング組成物(2)が、更に(2−B)以外の有機系紫外線吸収剤及び/又は有機系紫外線安定剤を含む請求項1〜17のいずれか1項記載の積層体。
- 有機樹脂基材がポリカーボネート樹脂による成形基材である請求項1〜18のいずれか1項記載の積層体。
- 有機樹脂基材を形成し、この基材の表面に複合コーティング組成物(2)を適用することを含む有機樹脂積層体の製造方法において、複合コーティング組成物(2)が、
(2−A)シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせから選ばれるものを含む無機酸化物ナノ粒子、
(2−B)有機系紫外線吸収性基、及びアルコキシシリル基、水酸基、エポキシ基、カルボン酸基、アミノ基から選ばれる反応性基を有するビニル系共重合体、及び
(2−C)溶剤
を含有すると共に、有機ケイ素化合物をプラズマ重合することにより、上記複合コーティング組成物の上に最表層(I)を形成する有機樹脂積層体の製造方法。
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