JP2018506595A - プライマーレスハードコート組成物 - Google Patents

Abstract

ハードコートを提供するのに適したコーティング組成物が、トップコートおよびエポキシ変性接着促進剤を含む。エポキシ変性接着促進剤は一つの実施形態において、式（１）を有する分子を含み：Ｕ−Ｑ−Ｒ１−ＳｉＲ２ｇＲ３（３−ｇ）（１）式中、Ｑは−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−Ｏ−または−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−ＮＲ４−；Ｕは：−Ｏ−（Ｃ６ＨｈＲ２（４−ｈ）−ＣＲ５−Ｃ６ＨｈＲ２（４−ｈ）−Ｏ−Ｈ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−Ｏ）ｉ−Ｃ６ＨｈＲ２（４−ｈ）−ＣＲ５−Ｃ６ＨｈＲ２（４−ｈ）−Ｏ−Ｊ；ここでＲ２はＣ１〜Ｃ１０アルキル基または置換もしくは非置換のフェニル基から選択され；Ｒ３はアルコキシ、アセトキシ、またはケトオキシムラジカルから選択され；Ｒ１はＣ１〜Ｃ４アルキレン；ｇは０〜２；ｈは０〜４；Ｒ４は水素または−ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２−Ｕ−；Ｒ５は水素またはアルキル；ｉは０〜１００；そしてＪはＨ、Ｑ−Ｒ１ＳｉＲ２ｈＲ３（３−ｈ）または式（２）である。このコーティング組成物は、プライマーを使用せずに基材に適用するのに適している。

Description

関連出願に対する相互参照
本出願は、２０１４年１２月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／０９５，８０４号の優先権および利益を主張し、この出願の全内容は参照によって本願に取り込まれる。

本発明は、保護用コーティング組成物およびこれを使用したコート物品（コーティングされた物品）に関する。より詳しくは、本発明は苛酷な熱成型用途において用いるのに適した、熱成型性ハードコート組成物に関する。

透明な熱可塑性樹脂は、多くの用途においてガラスを代替してきた。透明な熱可塑性樹脂から作成された製品の幾つかの例には、ビル、または列車、バス、および飛行機といった公共輸送機関の乗物用のグレージング、眼鏡用および他の光学機器用のレンズなどが含まれる。熱可塑性樹脂はガラスより軽量で耐破損性であるものの、耐摩耗性は比較的低い。典型的には、塵埃の存在下での通常の使用の場合であっても、また研磨性物質との接触、洗浄設備、および風化により、透明な熱可塑性プラスチックは損傷を受け、引っ掻き傷を生じうる。この表面硬さや耐摩耗性の欠如は、透明な熱可塑性材料の使用を大きく制限する。

これらの物質の耐摩耗性を改善させるため、透明な熱可塑性樹脂をコーティングする手段を扱った技術が相当数存在する。例えば、コロイド状シリカやシリカゲルといったシリカと加水分解性シランの、加水分解媒体中における混合物から広がったコーティングが、引っ掻き（スクラッチ）耐性を与えるものとして開発されている。米国特許第３，７０８，２２５号、第３，９８６，９９７号、第３，９７６，４９７号、第４，３６８，２３５号、第４，３２４，７１２号、第４，６２４，８７０号および第４，８６３，５２０号はそうした組成物を記載しており、参照によってそれらの全体が本願に取り込まれる。

この種のハードコート用に最も一般的に使用される熱可塑性物質の一つはポリカーボネートであるが、それはポリカーボネートが強い耐衝撃性、光学的透明度、および低い耐摩耗性を有するためである。残念ながら、現在のハードコート、そして特にシリコーン系のハードコートは、一般的にポリカーボネート基材に対して十分に接着しない。現在は、ポリカーボネート基材に対するハードコートの接着性を向上させるため、プライマー層が使用されている。したがって、種々の基材物質に対して良好な接着特性を有するハードコートに対する必要性が存在している。

本件技術は、ハードコートをもたらすのに適したコーティング組成物を提供する。特に本件技術は、別個のプライマーコーティングを必要とせずに、基材に直接接着しうるコーティング組成物を提供する。

一つの側面において、本件技術は、コーティング材料およびエポキシ変性接着促進剤を含むコーティング組成物を提供する。

一つの実施形態において、エポキシ変性接着促進剤は式（１）を有する物質であり：
Ｕ−Ｑ−Ｒ^１−ＳｉＲ^２ _ｇＲ^３ _{（３−ｇ）} （１）
式中、Ｑは−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ_２−Ｏ−または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−ＮＲ^４−；Ｕは：
−Ｏ−（Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｏ）_ｉ−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−Ｊ；
ここでＲ^２は独立して、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基または置換もしくは非置換のフェニル基から選択され；Ｒ^３は独立して、アルコキシ、アセトキシ、またはケトオキシムラジカルから選択され；Ｒ^１はＣ１〜Ｃ４アルキレン；ｇは０〜２；ｈは０〜４；Ｒ^４は水素または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｕ−；Ｒ^５は独立して水素またはアルキル；ｉは０〜１００；そしてＪはＨ、Ｑ−Ｒ^１−ＳｉＲ^２ _ｈＲ^３ _{（３−ｈ）}、または

であり、ここでｍは１〜２０である。

一つの実施形態において、接着促進剤は：

またはこれらの組み合わせから選択される。

一つの実施形態において、トップコートは、シリコーントップコート、アクリルトップコート、ビニルワニストップコート、またはこれらの二またはより多くの組み合わせから選択される。

一つの実施形態において、コーティングは、シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、金属酸化物を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、縮合触媒を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、平滑化剤を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、シラン架橋剤を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、抗酸化剤を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、染料を含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物はさらに、バインダーを含む。

一つの側面において、本件技術は、少なくとも一つの表面がコーティング組成物でコーティングされた物品を提供する。

一つの実施形態において、物品はポリカーボネートを含む。

一つの実施形態において、物品は合成有機ポリマーを含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物は物品の表面上で予備硬化されている。

一つの実施形態において、コーティング組成物は６０℃から９０℃の温度範囲で１５から６０分間予備硬化されている。

一つの実施形態において、コーティング組成物は硬化されて、物品の表面上に硬化コーティングをもたらしている。

一つの側面において、本件技術は、部分的に硬化されまたは完全に硬化されたコーティングを有するコート物品を調製するプロセスを提供し、それは：（ａ）コーティング組成物を基材に適用し、コーティング組成物がシリコーン系コーティングおよびエポキシ変性接着促進剤を含有し；そして（ｂ）このコーティング組成物を少なくとも部分的にまたは完全に硬化させて、部分的に硬化されまたは完全に硬化されたコーティングを有するコート物品を作成することを含む。

一つの実施形態において、コーティング組成物は約６０℃から９０℃の温度で約１５から６０分間加熱されて、コーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させる。

一つの実施形態において、コーティングされた基材は約１２０℃から約１８０℃の温度に加熱され、コーティング組成物を完全に硬化させる。

別の側面において、本件技術は、コーティング組成物で少なくとも部分的にコーティングされた物品を提供する。

本件技術は、ハードコートを形成するのに適したコーティング組成物を提供する。このコーティング組成物は、耐摩耗性のような優れた短期的および長期的特性を両方とも示すことができる。このコーティングは種々の基材をコーティングするのに使用可能であり、また例えば、特定の表面に対して耐摩耗性をもたらすためのコーティングとして使用可能である。付加的に、このコーティング組成物は、基材に対するコーティングの接着性を高めるためのプライマー層の必要なしに、基材表面に接着可能な組成物を提供する。

コーティング組成物は、耐摩耗性コーティングを形成するのに適したコーティング材料、例えばトップコート材料、およびエポキシ変性接着促進剤を含む。コーティング組成物はまた、付加的なフィラー成分を含んでよい。コーティング組成物は、耐摩耗性および／または他の所望とする性質を基材に与えうる、比較的硬いコーティングを提供するよう構成してよい。

コーティング組成物は、エポキシ変性接着促進剤を含む。一つの実施形態において、コーティング組成物は、式（１）の少なくとも一つの分子を有するエポキシ変性接着促進剤を含み：
Ｕ−Ｑ−Ｒ^１−ＳｉＲ^２ _ｇＲ^３ _{（３−ｇ）} （１）
式中、Ｑは−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ_２−Ｏ−または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−ＮＲ^４−；Ｕは：
−Ｏ−（Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｏ）_ｉ−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−Ｊ；
ここでＲ^２は独立して、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基または置換もしくは非置換のフェニル基から選択され；Ｒ^３は独立して、アルコキシ、アセトキシ、またはケトオキシムラジカルから選択され；Ｒ^１はＣ１〜Ｃ４アルキレン；ｇは０〜２；ｈは０〜４；Ｒ^４は水素または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｕ−；Ｒ^５は独立して水素またはアルキルから選択され；ｉは０〜１００；そしてＪはＨ、Ｑ−Ｒ^１−ＳｉＲ^２ _ｈＲ^３ _{（３−ｈ）}、または式（２）：

であり、ここでｍは１〜２０である。

一つの実施形態において、式（１）のエポキシ変性接着促進剤は、モメンティブ・スペシャルティ・ケミカルズ社（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）のＥｐｏｎ^登録商標８２８とモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）のＳｉｌｑｕｅｓｔ^登録商標Ａ−１１００の反応生成物であるアミノ官能性材料であり、式：

またはこれらの組み合わせを有する。

コーティング組成物は、約０．１重量パーセントから約５０重量パーセントの接着促進剤；約０．５重量パーセントから約２５重量パーセントの接着促進剤；さらには約１重量パーセントから約５重量パーセントの接着促進剤を含むことができる。他の実施形態においては、コーティング組成物は接着促進剤を、約０．１重量パーセントから約１重量パーセント、約０．２重量パーセントから約０．８重量パーセント、さらには約０．３から約０．６重量パーセントの量で含む。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。

コーティング組成物はまた、ハードコートまたはトップコートのコーティングを形成するのに適したコーティング材料を含む。このコーティング材料は特に限定されるものではなく、任意の適切なトップコートを含んでよいが、それは、限定するものではないが、シリコーントップコート、アクリルトップコート、またはビニルワニストップコートを含んでいる。ハードコートをもたらすシリコーンコーティングの一例は、シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物である。シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物は例えば、米国特許出願第１３／０３６，３４８号および米国特許第８，６３７，１５７号に記載されており、これらの全開示は、参照によって全てを本願に取り込むものとする。

シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物は、当技術分野で既知である。その組成物は一般に、メチルトリメトキシシランであることができるアルキルトリアルコキシシランの部分縮合物の脂肪族アルコール／水の溶液中に、コロイド状シリカの分散物を有する。水性コロイド状シリカ分散物は一般に、直径が５から１５０ミリミクロンの範囲にある粒径を有する。これらのシリカ分散物は、当技術分野で周知の方法によって調製され、商業的に入手可能である。最終的なコーティング組成物中で所望とされる固形分の割合に応じて、追加のアルコール、水、または水混和性の溶媒を添加することができる。一般に、シラノールの縮合により形成されるシロキサノールの溶解性を確保するため、溶媒系は、約２０から約７５重量パーセントのアルコールを含有するべきである。所望ならば、アセトン、ブチルセロソルブなどのような、少量の追加的な水混和性極性溶媒を、水−アルコール溶媒系に添加することができる。組成物は、シラノールの部分縮合物、すなわちシロキサノールの形成を確実にするため、短時間熟成することが許される。シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物を担持した水性／有機溶媒の例は、クラーク氏に付与された米国特許第３，９８６，９９７号に見出すことができ、これはｐＨが約３〜６の、アルコール−水媒体中におけるコロイド状シリカとヒドロキシル化シルセスキオキサンの酸性分散物を記載している。また、ウーバーサックス氏に付与された米国特許第４，１７７，３１５号は、約５から５０重量パーセントの固形分および約９５から５０重量パーセントの溶媒を含むコーティング組成物を開示しており、固形分は約１０から７０重量パーセントのシリカと、約９０から３０重量パーセントの部分的に重合された一般式ＲＳｉ（ＯＨ）_３の有機シラノールを含み、ここでＲはメチルおよび約４０％まではビニル、フェニル、ガンマグリシドキシプロピル、およびガンマメタクリロキシプロピルからなる群より選択されるラジカルから選ばれ、溶媒は約１０から９０重量パーセントの水と、約９０から１０重量パーセントの低級脂肪族アルコールを含み、コーティング組成物は約６．２より高く約６．５より低いｐＨを有している。ヴォーン氏に付与された米国特許第４，４７６，２８１号は、７．１〜７．８のｐＨを有するハードコート組成物を記載している。別の例では、オルソン氏等に付与された米国特許第４，２３９，７９８号は、熱硬化性のシリカ充填オルガノポリシロキサントップコートを開示しており、これは式ＲＳｉ（ＯＨ）_３のシラノールの縮合生成物であり、Ｒは１から３の炭素原子のアルキルラジカル、ビニルラジカル、３，３，３−トリフルオロプロピルラジカル、ガンマグリシドキシプロピルラジカル、およびガンマメタクリロキシプロピルラジカルからなる群より選択され、シラノールの少なくとも７０重量パーセントはＣＨ_３Ｓｉ（ＯＨ）_３である。以上の特許の内容は、参照によって本願に取り込むものとする。

本願に記載の上記シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物は、オルガノトリアルコキシシランおよびジオルガノジアルコキシシランの両者の部分縮合物を含有することができ；また例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールといった１から４炭素原子のアルカノール；グリコールおよびプロピレングリコールメチルエーテル等といったグリコールエーテル、およびこれらの混合物のような、適切な有機溶媒を用いて調製可能である。

適切なシリコーンコーティング材料の例には、限定するものではないが、ＳｉｌＦＯＲＴ ＡＳ４７００、ＳｉｌＦＯＲＴ ＰＨＣ ５８７、ＡＳ４０００、ＡＳ４７００、ＳＨＣ２０５０、ＳＩＬＶＵＥ １２１、ＳＩＬＶＵＥ ３３９、ＳＩＬＶＵＥ ＭＰ１００、ＨＩ−ＧＡＲＤ １０８０、その他が含まれる。

コーティング組成物は任意選択的に、金属酸化物を含んでよい。金属酸化物には、限定するものではないが、シリカ、アルミナ、チタニア、セリア、酸化スズ、ジルコニア、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化鉄、酸化鉄および／またはジルコニアでドープされたチタニア、希土類酸化物、およびこれらの混合物ならびに複合酸化物を含んでよい。こうした金属酸化物が粉末形態にある、コロイド状の分散物もまた使用してよい。代替的には、粉末形態にある金属酸化物をコーティング組成物中に分散させてもよい。

一つの実施形態において、金属酸化物はコロイド状シリカである。コロイド状シリカの水性分散物は、２〜１５０ｎｍ、３〜１００ｎｍ、４〜５０ｎｍ、さらには５〜３０ｎｍの範囲にわたる平均粒径を有することができる。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。例えば、商業的に入手可能である分散物には、ＬＵＤＯＸ^登録商標（デュポン社（ＤｕＰｏｎｔ））、ＳＮＯＷＴＥＸ^登録商標（日産化学社（Ｎｉｓｓａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ））、およびＢＩＮＤＺＩＬ^登録商標（アクゾ社（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ））およびＮＡＬＣＯＡＧ^登録商標（ナルコ社（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ））が含まれる。こうした分散物は、酸性および塩基性のヒドロゾルの形態で入手可能である。

本件技術においては、酸性および塩基性のいずれのコロイド状シリカも使用可能である。アルカリ含有量の少ないコロイド状シリカは、より安定なコーティング組成物をもたらす。コロイド状シリカのいくつかの例には、ナルコ社により市販されているＮＡＬＣＯＡＧ^登録商標１０３４Ａ、および日産化学社により市販されているＳＮＯＷＴＥＸ^登録商標０４０およびＳＮＯＷＴＥＸ^登録商標ＯＬ−４０が含まれる。

コーティング組成物は任意選択的に、完全にまたは部分的に加水分解されたトップコート材料の縮合を促進する、縮合触媒を含んでよい。この触媒は、シロキサンの硬化を促進するのに適した触媒であることができる。有利には、縮合触媒が使用可能である。適切な縮合触媒には、限定するものではないが、ジブチルスズジラウレートおよびジオクチルスズジラウレートのようなジアルキルスズジカルボキシレート、三級アミン、オクタン酸第一スズおよび酢酸第一スズのようなカルボン酸の第一スズ塩などが含まれる。他の有用な触媒には、キング社（Ｋｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）から市販されているＫ−ＫＡＴ^登録商標ＸＣ６２１２、Ｋ−ＫＡＴ^登録商標５２１８およびＫ−ＫＡＴ^登録商標３４８のようなジルコニウム含有、アルミニウム含有、およびビスマス含有錯体、デュポン社から入手可能なＴＹＺＯＲ^登録商標シリーズのようなチタンキレート、およびケンリッチ社（Ｋｅｎｒｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．）から入手可能なＫＲシリーズ、ならびに他の有機金属触媒、例えばＡｌ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅその他のような金属を含有する有機金属触媒が含まれる。一つの実施形態において、成分（Ｅ）は熱硬化触媒である式（５）：［（Ｃ_４Ｈ_９）_４Ｎ］^＋［ＯＣ（Ｏ）−Ｖ］⁻のテトラブチルアンモニウムカルボキシレートであり、式中のＶは、水素、Ｃ１〜Ｃ８アルキル基、およびＣ６〜Ｃ２０芳香族基からなる群より選択される。一つの実施形態において、Ｖは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、およびイソブチルのような、約１から４の炭素原子を含有する基である。式（５）の例示的な触媒には、限定するものではないが、テトラ−ｎ-ブチルアンモニウムアセテート（ＴＢＡＡ）、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムホルメート、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムベンゾエート、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム−２−エチルヘキサノエート、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム−ｐ−エチルベンゾエート、およびテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムプロピオネートが含まれる。

コーティング組成物はまた、界面活性剤を平滑化剤として含むことができる。適切な界面活性剤の例には、限定するものではないが、ミネソタ州セントポールのスリーエム社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）が市販するＦＬＵＯＲＡＤ^登録商標のようなフッ素化界面活性剤、およびニューヨーク州アルバニーのモメンティブ社（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）からＳｉｌｗｅｔ^登録商標およびＣｏａｔＯＳｉｌ^登録商標の商品名で入手可能なシリコーンポリエーテル、およびコネチカット州ウォーリングフォードのビーワイケイ社（ＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ ＵＳＡ）から入手可能なＢＹＫが含まれる。

コーティング組成物はまた、シラン架橋剤、ヒンダードフェノールのような酸化防止剤（例えばチバ社（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）が市販するＩＲＧＡＮＯＸ^登録商標１０１０）、染料（例えばメチレングリーン、メチレンブルーその他）、フィラー、および他の添加剤を含むことができる。

コーティング組成物はさらに、バインダーを含んでよい。バインダーは特に限定されず、バインダーとして適した任意の材料から選択可能である。一つの実施形態において、バインダーは、エポキシ化合部、硬化性のケイ素含有化合物、またはこれらの二またはより多くの組み合わせから選択可能である。バインダーに適したケイ素含有化合物の例には、限定するものではないが、硬化性ポリシロキサンが含まれる。硬化性ポリシロキサンの例には、限定するものではないが、縮合硬化型シロキサンまたはヒドロシリル化を介して硬化可能なシロキサンが含まれる。適切なシロキサンの例には、限定するものではないが、ハイドロジェンポリジメチルシロキサン、ヒドロキシル官能性ポリジメチルシロキサン、その他が含まれる。他の適切なシロキサンには、アミノ官能性またはエポキシ官能性シロキサン、例えばアミノ官能性またはエポキシ官能性ポリジメチルシロキサンが含まれる。

バインダーに適したエポキシ化合物の例には、限定するものではないが、ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦエポキシド；ビスフェノールＡエポキシド；エポキシノボラック樹脂；脂肪族エポキシ樹脂；エポキシ官能性アクリルポリマー；エポキシエステル；反応性エポキシ希釈液；これらの二またはより多くの組み合わせ、その他が含まれる。

コーティング組成物は、ハードコート材料と接着促進剤を混合することによって調製可能である。実施形態において、接着促進剤は、コーティング材料へと添加される予備形成された材料であってよい。別の実施形態においては、接着促進剤は現場で形成してよい。すなわち接着促進剤を形成するための成分はコーティング材料に添加してよく、そして接着促進剤は、コーティング組成物を硬化する反応プロセスの一部として形成されてよい。

加水分解縮合反応に使用される溶媒は、通常、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、メトキシプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールブチルエーテル、またはこれらの組み合わせといった、アルコールである。アセトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノプロピルエーテル、および２−ブトキシエタノールといった、他の水混和性有機溶媒もまた使用可能である。典型的には、これらの溶媒は水と組み合わせて使用される。

加水分解反応のための温度は一般に、約２０℃から約５０℃の範囲、そして好ましくは４０℃未満に維持される。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。大まかには、加水分解が許容される反応時間が長いほど、最終的な粘度は高くなる。

必要ならば、加水分解プロセスの際に、加水分解触媒が存在してよい。一つの実施形態において、加水分解媒体は酸である。適切な酸には、塩酸、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、フェニル酢酸、ギ酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、およびシュウ酸が含まれる。触媒は希釈せずに、または水溶液の形態で使用可能である。

コーティング組成物は、約３から約９の範囲、約４から約８の範囲、さらには約５から約７の範囲にあるｐＨを有することができる。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。加水分解縮合反応の後、組成物のｐＨをこれらの範囲内とするように調節することが必要であるうる。ｐＨ値を高くするためには、水酸化アンモニウムのような揮発性の塩基を使用してよい。ｐＨ値を低くするためには、酢酸やギ酸のような揮発性の酸を使用してよい。

コーティング組成物は、限定するものではないが、ブラシ、ローラー、噴霧、浸漬、その他を含む、任意の適切な方法によって適用可能である。硬化は、例えば熱縮合などを含む、任意の適切な硬化機構によって達成可能である。

コーティング組成物は、所望の厚みのコーティング層をもたらすように適用可能である。一つの実施形態において、コーティング組成物は、０．５マイクロメートルから約５００マイクロメートル；約１マイクロメートルから約３００マイクロメートル；さらには約３マイクロメートルから約２００マイクロメートルの厚みを有する。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。

コーティング組成物は、引っ掻き耐性が所望とされる、種々の用途において使用可能である。コーティング組成物は、プライマーを使用せずに、プラスチックまたは金属表面のような基材上へと、適宜コーティング可能である。そうしたプラスチックの例には、ポリカーボネート、アクリルポリマー、例えばポリ（メチルメタクリレート）その他；ポリエステル、例えばポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）その他；ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエンターポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンその他といった、合成有機高分子材料が含まれる。

特に言及されるのは、ポリカーボネート、サビック社（ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）から入手可能なＬＥＸＡＮ^登録商標ポリカーボネート樹脂として知られているようなポリカーボネートであり、かかる材料から作成された透明なパネルが含まれる。本発明の組成物は、そうした物品の表面上の保護コーティングとして、特に有用である。

本件技術のコーティング組成物は、基材上にコーティングされたなら、例えば蒸発によって溶媒をすべて除去することによって乾燥され、それによって乾燥コーティングが残される。

コーティング組成物は次いで、約５０℃から約１８０℃の温度において硬化可能である。熱成型プロセスが所望とされる場合には、コーティング組成物を予備硬化することが有利である。予備硬化工程においては、自然乾燥されたコーティングが、比較的短い暴露時間でもって、僅かに昇温された温度へと曝され、予備硬化されたコーティングがもたらされる。

適切な予備硬化条件は、コート物品を種々の予備硬化温度へと種々の時間にわたって暴露し、そして次いで部材を約１００℃から約３００℃で５から３０分間、さらには約１５０〜１８０℃で５から３０分間にわたって熱成型することによって、求めることができる。ここで、明細書および特許請求の範囲の他の個所と同様に、数値は組み合わせて新たな、開示されていない範囲を形成してよい。熱成型された部材が微細なクラッキングを有さず、他方同時に優れたテーバー耐摩耗性を示す場合に、最適な条件が選択される。本発明は、種々の例示的な実施形態に関して説明してきたが、当業者には修正が想起されるところであり、本出願はそうした修正および発明を、本発明の思想の範囲内に収まるものとして、包含することを意図するものであることが理解されよう。

以下の実施例は例示的なものであり、本願に開示され特許請求された技術を限定するものと解釈されるものではない。

コーティング手順
４インチ（約１００ミリメートル）掛ける６インチ（約１５０ミリメートル）のポリカーボネート製プラーク（サビック社のＬｅｘａｎ^登録商標）をイソプロパノールで洗浄し、自然乾燥した。次いで、液状のコーティング材料を、洗浄したプラーク上に流してコーティングした。過剰のコーティング材料は、プラークを垂直に保って、流れ去るようにした。コーティングは少なくとも５分間自然乾燥し、その後１２０℃のオーブン中で一時間硬化した。

接着試験手順
接着性は、ＡＳＴＭ Ｄ３３５９に準拠したクロスハッチ接着試験を用いて測定した。接着性は５Ｂ〜０Ｂの尺度で格付けし、５Ｂがコーティングの最も高い接着性を示し、０Ｂがコーティングの完全な喪失を示す。

実施例１ａおよび１ｂ
モメンティブ・スペシャリティー・ケミカルズ社のＥＰＯＮ^登録商標８２８、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社のＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００、およびキシレンを、温度計、凝縮器、および窒素流入口を備えた３口丸底フラスコに、以下の表１に特定した量で仕込んだ。この溶液を窒素ガスでパージし、次いで８０℃で６時間加熱した。

実施例２
モメンティブ・スペシャリティー・ケミカルズ社のＥＰＯＮ^登録商標８２８、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社のＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００、およびキシレンを、温度計、凝縮器、および窒素流入口を備えた３口丸底フラスコに、以下の表２に特定した量で仕込んだ。この溶液を窒素ガスでパージし、次いで８０℃で６時間加熱した。

実施例３および４
コーティング配合物を雰囲気条件下で、表３にしたがってブレンドした。１２０℃で一時間硬化した後、ＡＳＴＭ Ｄ３３５９に準拠して接着性を評価した。長期間の性能を評価するために、コーティングした試料のいくつかについては、６５℃の温浴に１７日間浸漬した後での接着性試験も行った。結果を以下の表３および表４に示す。

この試験結果は、本件技術が別個のプライマー層を用いることなしに、ポリカーボネートのような基材に対するハードコートの接着を可能にすることを示している。

以上の記述は多くの具体例を含んでいるが、それらの具体例は本発明の範囲に対する限定をなすものとしてではなく、単にその好ましい実施形態を例示したものとして解釈されるべきである。本技術分野の当業者は、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲および思想に含まれる、多くの他の可能な変形例を想起しうるであろう。

Claims (23)

1. トップコート材料と、エポキシ変性接着促進剤とを含む、ハードコートをもたらすのに適したコーティング組成物。
2. エポキシ変性接着促進剤が、式（１）を有する少なくとも一つの分子を有し：
   Ｕ−Ｑ−Ｒ^１−ＳｉＲ^２ _ｇＲ^３ _{（３−ｇ）} （１）
   式中、Ｑは−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｏ−または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−ＮＲ^４−；Ｕは：
   −Ｏ−（Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｏ）_ｉ−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−ＣＲ^５−Ｃ_６Ｈ_ｈＲ^２ _{（４−ｈ）}−Ｏ−Ｊ；
   ここでＲ^２は独立して、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基または置換もしくは非置換のフェニル基から選択され；Ｒ^３は独立して、アルコキシ、アセトキシ、またはケトオキシムラジカルから選択され；Ｒ^１はＣ１〜Ｃ４アルキレンであり；ｇは０〜２；ｈは０〜４；Ｒ^４は水素または−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｕ−；Ｒ^５は独立して水素またはアルキルから選択され；ｉは０〜１００；そしてＪはＨ、Ｑ−Ｒ^１ＳｉＲ^２ _ｈＲ^３ _{（３−ｈ）}または
   

   

   
   であり、ｍは１〜２０である、請求項１のコーティング。
3. 接着促進剤が：
   

   

   
   

   

   
   またはこれらの組み合わせである、請求項２のコーティング組成物。
4. 接着促進剤が組成物の重量を基準として約０．１から約５０重量パーセントの量で存在する、請求項１〜３のいずれかのコーティング組成物。
5. 接着促進剤が組成物の重量を基準として約０．１から約１重量パーセントの量で存在する、請求項１〜３のいずれかのコーティング組成物。
6. トップコートが、シリコーントップコート、アクリルトップコート、ビニルワニストップコート、またはこれらの二またはより多くの組み合わせから選択される、請求項１〜５のいずれかのコーティング組成物。
7. シリコーントップコートが、シロキサノール樹脂／コロイド状シリカ分散物を含む、請求項６のコーティング組成物。
8. 金属酸化物をさらに含む、請求項１〜７のいずれかのコーティング組成物。
9. 縮合触媒をさらに含む、請求項１〜８のいずれかのコーティング組成物。
10. 平滑化剤をさらに含む、請求項１〜９のいずれかのコーティング組成物。
11. シラン架橋剤をさらに含む、請求項１〜１０のいずれかのコーティング組成物。
12. 酸化防止剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれかのコーティング組成物。
13. 染料をさらに含む、請求項１〜１２のいずれかのコーティング組成物。
14. バインダーをさらに含む、請求項１〜１３のいずれかのコーティング組成物。
15. その表面の少なくとも一部に配置された、請求項１〜１４のいずれかのコーティング組成物のコーティングを含む表面を有する物品。
16. 物品が、ポリカーボネート、アクリルポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエンターポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、またはこれらの二またはより多くの組み合わせを含む、請求項１５の物品。
17. 前記コーティング組成物が前記物品の前記表面上で予備硬化されている、請求項１５〜１６のいずれかの物品。
18. 前記コーティング組成物が６０℃から９０℃の範囲の温度で１５から６０分間予備硬化されている、請求項１７の物品。
19. 前記コーティング組成物が硬化されて、前記物品の前記表面上に硬化コーティングをもたらしている、請求項１８の物品。
20. 前記物品が、前記コーティングと前記物品の前記表面との間にプライマー層を含まない、請求項１５〜１９のいずれかの物品。
21. 部分的に硬化しまたは完全に硬化したコーティングを有するコート物品を調製するためのプロセスであって、請求項１〜１４のいずれかのコーティング組成物を基材の表面の少なくとも一部に適用し；および、前記組成物を少なくとも部分的に硬化してハードコート層を形成することを含む、プロセス。
22. 前記コーティング組成物が約６０℃から９０℃の温度に約１５から６０分間加熱されて、前記コーティング組成物が少なくとも部分的に硬化される、請求項２１のプロセス。
23. 前記コーティングされた基材が約１６０℃から約１８０℃の温度に加熱されて、前記コーティング組成物が完全に硬化される、請求項２２のプロセス。