JP2021530576A - 着色可能な耐摩耗性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、35 U.S.C.§119(e)の下で、2018年10月12日に出願された米国仮特許出願第62/744,871号および2018年6月29日に出願された62/691,949号に対する優先権を主張し、当該出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸と共にシランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
c)部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
を含み、
トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
安定なコーティング組成物が形成される方法を提供する。
a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、上記方法に従ってコーティングするステップ;
b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光でコーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
を含み、
前記マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、
方法を提供する。
以下の定義は、明細書および特許請求の範囲の明確で一貫した理解を提供するために含まれる。本明細書中で使用される場合、列挙された用語は、以下の意味を有する。本明細書中で使用されるすべての他の用語および語句は、当業者が理解するように、それらの通常の意味を有する。このような通常の意味は、Hawley’s Condensed Chemical Dictionary 14 th Edition,by R.J.Lewis,John Wiley & Sons,New York,N.Y.,2001などの技術的辞書を参照することによって得ることができる。
本開示は、式Iのオルガノシランから調製されるコポリマーコーティングの種々の実施形態を提供する:
各々のR1は、独立して、OH、−(C1〜C6)アルキル、または−O(C1〜C6)アルキルであり;
各々のJは、独立して−(C1〜C6)アルキルであり;
Eは、エポキシド(例えば、グリシジル)であり;
各々の−(C1〜C6)アルキルおよび各々の−O(C1〜C6)アルキルは、独立して直鎖状または分岐状である。
a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸でシランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
c)部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
を含み、
トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
方法を提供する。
a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、本明細書に記載の方法に従ってコーティングするステップ;
b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光でコーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
を含み、
マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する。
開示されるコーティング組成物の硬化は、好ましくは、フリーラジカル開始剤によって光活性化されるが、熱活性化フリーラジカル開始剤を使用することもできる。この目的のための有用な光開始剤のいくつかの例は、ハロアルキル化芳香族ケトン、クロロメチルベンゾフェノン、特定のベンゾインエーテル、特定のアセトフェノン誘導体、例えばジエトキシアセトフェノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンなどである。
Bayer摩耗試験:Bayer摩耗試験は、しばしば引用される耐摩耗性の試験方法である。摩耗試験は、コーティングされたおよびコーティングされていないCR−39標準レンズの両方について行った。摩耗は、アルミナジルコニア(例えば、砂)の振動粒子から生じる。設定されたサイクル数の後、生成された曇りのレベルを、両方のレンズに関して測定した。コーティングされていないレンズとコーティングされたレンズの曇りレベルの比は、Bayer比である。「1」のBayer比は、コーティングがコーティングされていないCR−39標準に対して同等の耐摩耗性を有することを意味する。「5」のBayer比は、コーティングされていないCR−39標準がコーティングされたレンズとしての曇りレベルの5倍を有することを意味する。報告されている結果は、試験した3つのレンズの平均である。
加水分解されたエポキシシランは、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、脱イオン水および濃HCLを表2に従った量で丸底フラスコ中に添加し、フラスコを室温の水浴中に浸漬することによって調製される。フラスコを回転させて混合物を撹拌した。混合物を60〜65℃に加熱し、1時間保持する。温度を60〜65℃に保持しながら、揮発性物質の理論質量の90〜99%が除去されるまで沸騰を防ぐために、わずかな真空を注意深く適用する。揮発性物質は、主にメチルアルコールである。次いで、低粘度オリゴマーを室温に冷却する。
コーティング組成物1および2(表3)を、ポリカーボネートレンズ上に、スピンコーティングによって適用し、コーティングされたレンズを0.385〜0.395mJで硬化させて、4.5〜5.0ミクロンの最終膜厚を得た。コーティングは、5Bの値を有する優れた耐沸騰水性を有した。
コーティング組成物3、4および5(表5)を、スピンコーティングによってポリカーボネートレンズ上に適用し、コーティングされたレンズを0.385〜0.395mJで硬化させて、4.5〜5.0ミクロンの最終膜厚を得た。
Claims (24)
- a)1つ以上の(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシラン;b)1つ以上のアクリレート;およびc)1つ以上のエーテルからのモノマー単位を含み、前記1つ以上のエーテルは、グリシジルエーテル、オキセタニルエーテル、ビニルエーテル、またはそれらの組み合わせであり;前記モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)は、硬化されたコポリマーコーティングを形成し、前記コポリマーコーティングのトリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成した、コポリマーコーティング。
- 前記コポリマーコーティングが、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記モノマー単位a)〜c)が硬化されたコポリマーコーティングを形成し、前記硬化されたコポリマーコーティングが着色されて着色されたコポリマーコーティングを形成する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記着色されたコポリマーコーティングが、約10%〜約90%の全光透過率を有する、請求項3に記載のコポリマーコーティング。
- 前記コポリマーコーティングが、ポリカーボネート基材について少なくとも4BのASTM D3359接着試験値を有する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記コポリマーコーティングの前記トリアルコキシシラン部分の前記アルコキシ基の約30%〜約40%が加水分解されてシラノールを形成している、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記モノマー単位a)〜c)またはa)〜b)が、約0.1mJ〜約0.8mJの硬化エネルギーで前記硬化されたコポリマーコーティングを形成する、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 硬化エネルギーが約0.3mJ〜約0.65mJ、または約0.3mJ〜約0.5mJである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記1つ以上のアクリレートのうちの1つがジアクリレートである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記ジアクリレートがヘキサンジオールジアクリレートである、請求項9に記載のコポリマーコーティング。
- 前記1つ以上のアクリレートの1つの他のアクリレートが、3つ以上のアクリロイル基を有する、請求項10に記載のコポリマーコーティング。
- 前記1つの他のアクリレートがトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである、請求項11に記載のコポリマーコーティング。
- 前記1つ以上のエーテルがグリシジルエーテルであり、前記グリシジルエーテルがシクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記1つ以上のエーテルがオキセタニルエーテルであり、前記オキセタニルエーテルが、キシレンジオキセタン(XDO)、ジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 前記グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランモノマー単位が前記コポリマーコーティングの少なくとも約10重量%を含み、任意に前記グリシジルオキシアルキル(トリアルコキシ)シランが3−グリシジルオキシプロピル(トリメトキシ)シランである、請求項1に記載のコポリマーコーティング。
- 安定なコーティング組成物を形成する方法であって、以下:
a)(グリシジルオキシアルキル)トリアルコキシシランの水溶液を、触媒量の鉱酸で前記シランを加熱することによって部分的に加水分解して、部分的に加水分解された生成物を形成するステップ;
b)揮発性物質の少なくとも約95%を除去するステップ;ならびに
c)前記部分的に加水分解された生成物を、i)1つ以上のアクリレート、ii)カチオン開始剤、およびiii)ラジカル開始剤と混合し、安定なコーティング組成物を形成するステップ;
を含み、
トリアルコキシシラン部分のアルコキシ基の約25%〜約49%が加水分解されてシラノールを形成し、14日後の前記安定なコーティング組成物の粘度の変化が約10cps未満または約6cps未満である、
方法。 - 前記部分的に加水分解された生成物を、1つ以上のビニルエーテル、1つ以上のアリルエーテル、1つ以上のジグリシジルエーテル、1つ以上のトリグリシジルエーテル、1つ以上のオキセタニルエーテル、またはそれらの組み合わせと混合するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記1つ以上のジグリシジルエーテルのうちの1つが、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルである、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のトリグリシジルエーテルのうちの1つが、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルである、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの1つがキシレンジオキセタン(XDO)であり、前記1つ以上のオキセタニルエーテルのうちの他方がジオキセタニルエーテル(DOX)、またはそれらの組み合わせである、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上のアクリレートのうちの1つがヘキサンジオールジアクリレートであり、前記1つ以上のアクリレートのうちの他方がトリス[2−(アクリロイルオキシ)エチル]イソシアヌレートである、請求項17に記載の方法。
- 前記部分的に加水分解された生成物が前記安定なコーティング組成物の約50重量%〜約75重量%を含み、前記安定なコーティング組成物が表面添加剤を含み、前記部分的に加水分解された生成物がシロキサンオリゴマー、またはそれらの組み合わせを形成する、請求項16に記載の方法。
- マー耐性表面を形成する方法であって、以下:
a)基材の表面を安定なコーティング組成物で、請求項16〜22のいずれか一項に記載の方法に従ってコーティングするステップ;
b)硬化エネルギー約0.3mJ〜約0.8または約0.3mJ〜約0.5mJのUV光で前記コーティングした表面を硬化させて、耐マー表面を形成するステップ;および
c)任意に、染料の加熱溶液中でマー耐性表面を着色するステップ;
を含み、
前記マー耐性表面は、少なくとも約1.0のBayer摩耗比を有する、
方法。 - 前記基材がポリカーボネートであり、前記マー耐性表面が約3ミクロン〜約6ミクロンのコーティング厚さを有し、前記マー耐性表面が約5Bの沸騰耐水性値を有し、またはこれらの組み合わせである、請求項23に記載の方法。
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