JP3088511B2 - Coating composition and surface-coated article - Google Patents

Coating composition and surface-coated article

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JP3088511B2
JP3088511B2 JP03249125A JP24912591A JP3088511B2 JP 3088511 B2 JP3088511 B2 JP 3088511B2 JP 03249125 A JP03249125 A JP 03249125A JP 24912591 A JP24912591 A JP 24912591A JP 3088511 B2 JP3088511 B2 JP 3088511B2
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silane
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直己 山本
宏毅 畠山
博之 渡辺
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空気雰囲気下で活性エ
ネルギー線を照射することにより、耐摩耗性並びに耐溶
剤性の優れた被膜を形成しうる各種成形品用被覆用組成
物及びかかる組成物の硬化物で被覆された物品に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating composition for various molded articles capable of forming a coating excellent in abrasion resistance and solvent resistance by irradiating active energy rays in an air atmosphere and such a composition. And an article coated with a cured product of the article.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、透明板ガラスの代替として耐破砕
性の大きい透明なプラスチック材料を使用することは広
く行なわれている。しかしながら、透明プラスチック材
料はガラスに比較して表面が柔らかく、表面摩耗及び引
っ掻き傷を受けやすいという欠点を有する。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been widely used to use a transparent plastic material having high crush resistance as an alternative to a transparent plate glass. However, transparent plastic materials have the disadvantage that their surfaces are softer than glass and are more susceptible to surface wear and scratches.

【0003】従来、プラスチックスの耐摩耗性を改良す
るために多くの試みがなされてきた。例えば特開昭48
−26822号公報、特開昭59−64671号公報等
に開示されているように、アルコキシシラン化合物をプ
ラスチック成形品表面に塗布し熱により硬化させる方法
がある。また、特開昭56−106969号公報、特開
平2−272041号公報等に開示されているように、
コロイダルシリカと有機樹脂の混合物をプラスチック成
形品表面に塗布し熱により硬化させる方法も知られてい
る。しかしながら、これらの方法は熱により硬化させる
必要があるため、エネルギー消費量が大きく、また硬化
に長時間を要するため工業的に不利である。
Heretofore, many attempts have been made to improve the wear resistance of plastics. For example, JP
As disclosed in JP-A-26822 and JP-A-59-64671, there is a method in which an alkoxysilane compound is applied to the surface of a plastic molded product and cured by heat. Further, as disclosed in JP-A-56-106969 and JP-A-2-272204,
A method is also known in which a mixture of colloidal silica and an organic resin is applied to the surface of a plastic molded product and cured by heat. However, these methods need to be cured by heat, and therefore consume a large amount of energy, and require a long time for curing, which is industrially disadvantageous.

【0004】紫外線硬化性の被覆用組成物としては、特
公平3−6190号公報に多官能アクリレートとコロイ
ダルシリカとアクリロイルオキシ官能性シランの組み合
わせが開示されている。しかしながらこの組成物は高価
なアクリロイルオキシ官能性シランを使用する必要があ
る上に、アクリロイルオキシ官能性シランはシランカッ
プリング剤として働き、多官能アクリレートとコロイダ
ルシリカの界面の補強をするのみでありシリカ粒子は互
いに結合せず独立して存在するためシリカは骨格として
形成されておらず、その表面硬度は若干劣るものであっ
た。
As an ultraviolet-curable coating composition, Japanese Patent Publication No. 3-6190 discloses a combination of a polyfunctional acrylate, colloidal silica and an acryloyloxy-functional silane. However, this composition requires the use of an expensive acryloyloxy-functional silane, and the acryloyloxy-functional silane acts as a silane coupling agent and only reinforces the interface between the polyfunctional acrylate and the colloidal silica. Since the particles were not bonded to each other but existed independently, the silica was not formed as a skeleton, and the surface hardness was slightly inferior.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、合成樹脂
表面に耐擦傷性並びに耐溶剤性を付与する有効な被覆用
組成物は見いだされていない。
As described above, no effective coating composition for imparting abrasion resistance and solvent resistance to the surface of a synthetic resin has been found.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点について鋭意検討した結果、分子中に少なくとも2個
のアクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキ
シ基を有する重合性化合物、コロイド状シリカの存在下
でアルコキシシランを加水分解、縮重合させて得られた
シリカ微粒子、及びテトラ(アクリロイルオキシアルコ
キシ)シランもしくはテトラ(メタクリロイルオキシア
ルコキシ)シランからなる組成物を各種成形品表面に塗
布し、硬化することにより、合成樹脂表面に耐擦傷性並
びに耐溶剤性を付与できることを見いだした。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the above problems, and as a result, have found that a polymerizable compound having at least two acryloyloxy groups and / or methacryloyloxy groups in the molecule, a colloidal silica, A composition comprising silica fine particles obtained by hydrolyzing and polycondensing alkoxysilane in the presence and tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane is applied to the surface of various molded articles and cured. As a result, it has been found that scratch resistance and solvent resistance can be imparted to the surface of the synthetic resin.

【0007】すなわち、本発明は、(a)分子中に少な
くとも2個のアクリロイルオキシ基及び/又はメタクリ
ロイルオキシ基を有する重合性化合物、(b)コロイド
状シリカ存在下で、下記一般式(I) SiR1 a2 b(OR3c (I) (式中、R1 及びR2 はエーテル結合又はエステル結合
を有していてもよい炭素数1〜10の炭化水素残基であ
って、ラジカル重合可能基及びエポキシ基を有さないも
の、R3 は水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素残
基、a及びbは0〜3の整数、cは4−a−bであっ
て、1〜4の整数を表わす。)で表されるシラン化合物
を加水分解、縮重合させて得られたシリカ系縮重合体、
(c)テトラ(アクリロイルオキシアルコキシ)シラン
またはテトラ(メタクリロイルオキシアルコキシ)シラ
ン、及び(d)光重合開始剤 からなる耐摩耗性紫外線硬化性被覆用組成物である。
That is, the present invention relates to (a) a polymerizable compound having at least two acryloyloxy groups and / or methacryloyloxy groups in a molecule, and (b) a colloidal silica having the following general formula (I): SiR 1 a R 2 b (OR 3 ) c (I) (wherein, R 1 and R 2 are a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms which may have an ether bond or an ester bond, Those having no radical polymerizable group or epoxy group, R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, a and b are integers of 0 to 3, c is 4-ab, , And represents an integer of 1 to 4.) A silica-based condensation polymer obtained by hydrolysis and condensation polymerization of a silane compound represented by
An abrasion-resistant ultraviolet-curable coating composition comprising (c) tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane and (d) a photopolymerization initiator.

【0008】また、もう一つの本発明は、かかる被覆用
組成物の硬化物で表面が被覆された物品である。
Another object of the present invention is an article whose surface is coated with a cured product of such a coating composition.

【0009】[0009]

【作用】本発明の被覆用組成物においては、コロイド状
シリカとその表面において加水分解、縮重合するシラン
化合物とからなるシリカ系縮重合体(b)のシリカ骨格
と、ラジカル重合性ビニル化合物の重合体とがセミIP
N(Interpenetrating Network) 構造を形成し、テトラ
(アクリロイルオキシアルコキシ)シランまたはテトラ
(メタクリロイルオキシアルコキシ)シランが更に緻密
化に寄与するため、極めて良好な表面硬度が発現する。
According to the coating composition of the present invention, a silica skeleton of a silica-based polycondensate (b) comprising colloidal silica and a silane compound hydrolyzed and polycondensed on the surface thereof, and a radical polymerizable vinyl compound Semi-IP with polymer
An N (Interpenetrating Network) structure is formed, and tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane further contributes to densification, so that extremely good surface hardness is exhibited.

【0010】本発明で使用される重合性化合物(a)
は、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオ
キシ基(アクリロイルオキシ基及び/又はメタクリロイ
ルオキシ基の意、以下同じ)を有する架橋重合性化合物
であって、各(メタ)アクリロイルオキシ基を結合する
残基が炭化水素またはその誘導体であり、その分子内に
はエーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、ア
ミド結合、ウレタン結合等を含むことができる。
The polymerizable compound (a) used in the present invention
Is a cross-linkable polymerizable compound having at least two (meth) acryloyloxy groups (meaning acryloyloxy group and / or methacryloyloxy group, the same applies hereinafter) in a molecule, wherein each (meth) acryloyloxy group is bonded Is a hydrocarbon or a derivative thereof, and the molecule can contain an ether bond, a thioether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or the like.

【0011】これらの重合性化合物(a)として、下記
一般式(II)〜(IV)
As these polymerizable compounds (a), the following general formulas (II) to (IV)

【0012】[0012]

【化4】 (式中、Y11、Y12、Y13、……Yp2、Yp3、Y14のう
ち少なくとも2個はアクリロイルオキシ基及び/又はメ
タクリロイルオキシ基、残りは水素原子、水酸基、アミ
ノ基、アルキル基又は置換されたアルキル基、pは1〜
5を表わす。)
Embedded image (In the formula, at least two of Y 11 , Y 12 , Y 13 ,... Y p2 , Y p3 , and Y 14 are an acryloyloxy group and / or a methacryloyloxy group, and the rest is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an alkyl group. Group or substituted alkyl group, p is 1 to
5 is represented. )

【0013】[0013]

【化5】 (式中、R4 は水素原子又はメチル基、R5 は2〜20
個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素又はその誘導体の
残基、R6 は2〜20個の炭素原子を有する脂肪族もし
くは芳香族の炭化水素またはその誘導体の残基、qは1
〜20の整数を表わす。)
Embedded image (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is 2-20
R 6 is a residue of an aliphatic hydrocarbon having 2 carbon atoms or a derivative thereof, R 6 is a residue of an aliphatic or aromatic hydrocarbon having 2 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, q is 1
Represents an integer of 2020. )

【0014】[0014]

【化6】 (式中、R7 は水素原子またはメチル基、rは2〜20
の整数、sは1〜50の整数を表わす。)で表される化
合物より選ばれた少なくとも1種を用いることが好まし
い。
Embedded image (Wherein R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, r is 2 to 20)
And s represents an integer of 1 to 50. It is preferable to use at least one selected from the compounds represented by the formula (1).

【0015】一般式(II)で表される化合物は、モノ又
はポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート
(アクリレートまたはメタクリレートの意、以下同じ)
やポリメチロールアルカンポリ(メタ)アクリレート等
であり、例えばペンタエリスリトールトリ(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、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリ
レート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリ
レート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリ
レート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アク
リレート、テトラペンタエリスリトールオクタ(メタ)
アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)ア
クリレート等が挙げられる。
The compound represented by the general formula (II) is a mono- or polypentaerythritol poly (meth) acrylate (meaning acrylate or methacrylate, the same applies hereinafter).
And polymethylolalkane poly (meth) acrylate, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipenta Erythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol hexa (meth) acrylate, tetrapentaerythritol octa (meth)
Acrylates and trimethylolpropane tri (meth) acrylate are exemplified.

【0016】一般式(III )で表される化合物は、基本
的には二価アルコールのヒドロキシル基と二価カルボン
酸及び(メタ)アクリル酸(アクリル酸及び/又はメタ
クリル酸の意、以下同じ)両者のカルボキシル基とが最
終的には等量となるような混合物を反応させることによ
り得られるが、特に好ましいものとしては、一般式HO
−R5 −OHで表されるグリコール類またはその誘導体
(α)、一般式 HOCO−R6 −COOHで表される
ジカルボン酸、これらの酸塩化物、無水物、もしくはエ
ステル(β)及び(メタ)アクリル酸またはこれらの酸
塩化物もしくはエステル(γ)とを、(α):(β):
(γ)=q+1:q:2〜2.2(モル比)の割合で反
応させて得られる化合物である。
The compound represented by the general formula (III) basically comprises a hydroxyl group of a dihydric alcohol, a dihydric carboxylic acid and (meth) acrylic acid (meaning acrylic acid and / or methacrylic acid, the same applies hereinafter). It can be obtained by reacting a mixture such that both carboxyl groups are finally equal in amount. Particularly preferred is a compound represented by the general formula HO
Glycols represented by —R 5 —OH or derivatives thereof (α), dicarboxylic acids represented by the general formula HOCO—R 6 —COOH, their acid chlorides, anhydrides, or esters (β) and (meth) ) Acrylic acid or their acid chlorides or esters (γ) with (α) :( β):
(Γ) = q + 1: q: a compound obtained by reacting at a ratio of 2 to 2.2 (molar ratio).

【0017】なお、化合物(α)としては、例えばエチ
レングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、テトラエチレングリコール、平均分子量が
300〜1000程度のポリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−
プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−
ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペ
ンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、2,2−ジメチル1,3−プロパンジ
オール、2−エチル1,3−ヘキサンジオール、2,
2’−チオジエタノール、1,4−シクロヘキサンジメ
タノール等が挙げられる。化合物(β)としては、例え
ばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカ
ルボン酸、テトラヒドロフタル酸、3,6−エンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸などの脂環族ジカルボン酸;
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、等の芳香族ジ
カルボン酸;チオジグリコール酸、チオジバレリン酸、
ジグリコール酸、などの主鎖に異種原子を含むジカルボ
ン酸など、またはこれらの酸塩化物、無水物及びエステ
ルを用いることができる。 一般式(III )で表される
化合物中、特に好ましい化合物としてはエチレングリコ
ール、フタル酸及びアクリル酸もしくはメタクリル酸と
から合成されるqが1〜10、特に1〜5のジ(メタ)
アクリレートである。
The compound (α) includes, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol having an average molecular weight of about 300 to 1,000, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-
Propanediol, 1,3-butanediol, 2,3-
Butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,
2'-thiodiethanol, 1,4-cyclohexane dimethanol and the like. As the compound (β), for example, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid and sebacic acid; alicyclic dicarboxylic acids such as tetrahydrophthalic acid and 3,6-endomethylenetetrahydrophthalic acid;
Aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid; thiodiglycolic acid, thiodivaleric acid,
It is possible to use diglycolic acid, such as diglycolic acid, which contains a heteroatom in its main chain, or acid chlorides, anhydrides, and esters thereof. Among the compounds represented by the general formula (III), particularly preferable compounds are di (meth) compounds having q of 1 to 10, particularly 1 to 5, synthesized from ethylene glycol, phthalic acid and acrylic acid or methacrylic acid.
Acrylate.

【0018】一般式(IV)で表される化合物は、ポリア
ルキレングリコールのジ(メタ)アクリレートであり、
例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、平均分子
量が300〜2000程度のポリ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、ジプロピレングリコールジ(メタ)
アクリレート、プロパンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタン
ジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ
(メタ)アクリレート等が挙げられる。
The compound represented by the general formula (IV) is a poly (alkylene glycol) di (meth) acrylate,
For example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate having an average molecular weight of about 300 to 2,000, propylene glycol di (meth) acrylate , Dipropylene glycol di (meth)
Examples include acrylate, propanediol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, pentanediol di (meth) acrylate, and hexanediol di (meth) acrylate.

【0019】以上の本発明で使用される重合性化合物
(a)の中で特に好ましい架橋重合性化合物は、一般式
(II)で表される化合物である。
Among the polymerizable compounds (a) used in the present invention, a particularly preferred crosslinkable polymerizable compound is a compound represented by formula (II).

【0020】本発明に用いられるシリカ系縮重合体
(b)は、コロイド状シリカ存在下で、下記一般式
(I) SiR1 a2 b(OR3c (I) (式中、R1 、R2 はエーテル結合又はエステル結合を
有していてもよい炭素数1〜10炭化水素残基、R3
水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基、a、bは0
〜3の整数、cは4−a−bであって、1〜4の整数を
表わす。)で表わされるシラン化合物のOR3 基の大部
分を加水分解、縮重合させて得られた縮重合体であり、
その外表面には、OR3 基が、またはOR3 基とOH基
とが存在する。
The silica-based polycondensate (b) used in the present invention is prepared by reacting the following general formula (I): SiR 1 a R 2 b (OR 3 ) c (I) in the presence of colloidal silica. 1 , R 2 is a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms which may have an ether bond or an ester bond; R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms;
An integer of 1 to 3, c is 4-ab, and represents an integer of 1 to 4. Is a condensation polymer obtained by hydrolysis and condensation polymerization of most of the OR 3 groups of the silane compound represented by
On its outer surface there are OR 3 groups or OR 3 groups and OH groups.

【0021】かかるシリカ系縮重合体(b)は、コロイ
ド状シリカのみを重合性化合物(a)中に分散させよう
とした場合にゲル化してしまうようなシリカ分濃度にお
いても、重合性化合物(a)中に均一に分散することが
可能である。すなわち、本発明によれば、被覆用組成物
中にシリカを高濃度で均一分散することが可能となり、
硬化被膜に高度の耐摩耗性を付与することが可能にな
る。
The silica-based polycondensate (b) has a polymer content of the polymerizable compound (b) even at a silica concentration such that gelation occurs when only colloidal silica is dispersed in the polymerizable compound (a). a) It is possible to disperse evenly in it. That is, according to the present invention, it is possible to uniformly disperse silica at a high concentration in the coating composition,
It is possible to impart a high degree of wear resistance to the cured film.

【0022】本発明において使用されるコロイド状シリ
カとしては、各種の市販品が使用できる。コロイド状シ
リカの粒径は、通常1nm〜1μmであるが、特に限定
されるものではない。しかし、好ましい粒径は10nm
〜500nmである。コロイド状シリカの分散媒は、特
に限定されないが、通常、水;メタノール、イソプロピ
ルアルコールのようなアルコール類;セロソルブ類;ジ
メチルアセトアミド等が使用される。特に好ましい分散
媒は、アルコール類、セロソルブ類および水である。
As the colloidal silica used in the present invention, various commercial products can be used. The particle size of the colloidal silica is usually 1 nm to 1 μm, but is not particularly limited. However, the preferred particle size is 10 nm
500500 nm. The dispersion medium of the colloidal silica is not particularly limited, but usually, water; alcohols such as methanol and isopropyl alcohol; cellosolves; dimethylacetamide and the like are used. Particularly preferred dispersion media are alcohols, cellosolves and water.

【0023】本発明で用いる前記一般式(I)で表わさ
れるシラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、
テトラブトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エ
チルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、
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、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキ
シシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルフェ
ニルジメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、メ
トキシエチルトリエトキシシラン、アセトキシエチルト
リエトキシシラン、ジエトキシエチルジエトキシシラン
およびこれらの部分加水分解物が挙げられる。好ましい
シラン化合物は、前記一般式(I)において、R1 、R
2 、R3が炭素数が1〜4の炭化水素残基であるシラン
化合物である。R1 、R2 、R3が炭素数が4以下の炭
化水素残基であると、立体的な障害が小さいため、加水
分解、縮重合速度が速くなり、コロイド状シリカ粒子同
士を結合させ、シリカ骨格を形成させることが容易とな
り好ましい。特に好ましいシラン化合物は、前記一般式
(I)において、cが4であるテトラアルコキシシラン
類であり、テトラアルコキシシラン単独で、又は硬化前
の被覆組成物の安定性を考慮して、テトラアルコキシシ
ランにcが3もしくは2であるトリアルコキシシランも
しくはジアルコキシシランを混合したものを使用するこ
とが好ましい。
Examples of the silane compound represented by the general formula (I) used in the present invention include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane,
Tetrabutoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane,
Phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylethyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, trimethylethoxysilane, methoxyethyltriethoxysilane, acetoxyethyltriethoxysilane, diethoxyethyldiethoxy Silanes and their partial hydrolysates. Preferred silane compounds are those represented by R 1 and R in the general formula (I).
2 , R 3 is a silane compound having 1 to 4 carbon atoms. When R 1 , R 2 , and R 3 are hydrocarbon residues having 4 or less carbon atoms, steric hindrance is small, so that hydrolysis and polycondensation rates are increased, and colloidal silica particles are bonded to each other. A silica skeleton is easily formed, which is preferable. Particularly preferred silane compounds are tetraalkoxysilanes in which c is 4 in the general formula (I). The tetraalkoxysilane is used alone or in consideration of the stability of the coating composition before curing. It is preferable to use a mixture of trialkoxysilane or dialkoxysilane in which c is 3 or 2.

【0024】コロイド状シリカ存在下で一般式(I)で
表わされるシラン化合物を加水分解、縮重合させて得ら
れるシリカ系縮重合体(b)を誘導するには、一般式
(I)で表わされるシラン化合物だけを用いてもよい
し、一般式(I)で表わされるシラン化合物とこれと共
縮合可能な成分を併用してもよい。シラン化合物と共縮
合可能な成分としては、例えば金属アルコキシド、有機
金属塩、金属キレート物が挙げられる。共縮合可能な成
分の使用比率は、一般式(I)で表わされるシラン化合
物100重量部に対し、0〜100重量部が好ましく、
0〜50重量部がより好ましい。
In order to derive a silica-based condensed polymer (b) obtained by hydrolyzing and condensing a silane compound represented by the general formula (I) in the presence of colloidal silica, a compound represented by the general formula (I) is used. May be used alone, or a silane compound represented by the general formula (I) and a component capable of co-condensing therewith may be used in combination. Examples of the component capable of co-condensing with the silane compound include a metal alkoxide, an organic metal salt, and a metal chelate. The use ratio of the cocondensable component is preferably 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silane compound represented by the general formula (I).
0 to 50 parts by weight is more preferred.

【0025】共縮合可能な金属アルコキシド、有機金属
塩、金属キレート物としては、例えばチタンテトラエト
キシド、チタンテトライソプロポキド、ジルコニウムテ
トラエトキシド、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシ
ド、アルミニウムトリイソプロポキシド、亜鉛アセチル
アセトネート、酢酸鉛、シュウ酸バリウム等が挙げられ
る。
Examples of the cocondensable metal alkoxide, organic metal salt and metal chelate include, for example, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, zirconium tetraethoxide, zirconium tetra-n-butoxide, aluminum triisopropoxide, Examples include zinc acetylacetonate, lead acetate, and barium oxalate.

【0026】シラン化合物の加水分解、縮重合反応に際
しては、反応系中に水を存在させることが必要である。
反応系中における水の存在割合が反応速度に及ぼす影響
は一般には特に著しいものではないが、極端に少ない場
合には加水分解が緩慢すぎて縮重合体が得られない。
In the hydrolysis and polycondensation reaction of the silane compound, water must be present in the reaction system.
In general, the effect of the proportion of water in the reaction system on the reaction rate is not particularly significant. However, when the proportion is extremely small, hydrolysis is too slow to obtain a condensation polymer.

【0027】シラン化合物の加水分解反応を行う際の触
媒として、無機酸又は有機酸を使用することが可能であ
る。無機酸としては、例えば塩酸、弗化水素酸、臭化水
素酸等のハロゲン化水素酸や硫酸、硝酸、リン酸等が用
いられる。有機酸としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸、ア
クリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
As a catalyst for performing the hydrolysis reaction of the silane compound, an inorganic acid or an organic acid can be used. As the inorganic acid, for example, hydrohalic acid such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like are used. Examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, oxalic acid, acrylic acid, methacrylic acid and the like.

【0028】シラン化合物の加水分解反応系には、反応
を温和に、かつ、均一に行うために溶媒を用いることが
できる。溶媒としては、反応物であるシランアルコキシ
ドと水、触媒を相溶させ得るものが望ましい。かかる溶
媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類;アセト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類を挙げることがで
きる。これら溶媒は、前述したコロイド状シリカの分散
媒をそのまま用いてもよいし、新たに必要量加えてもよ
い。溶媒の使用量は反応物を均一に溶解できる量であれ
ば特に制限はないが、反応物の濃度が希薄になりすぎる
と、反応速度が著しく遅くなるおそれがある。シラン化
合物の加水分解と縮重合反応は、室温〜120℃程度の
温度で30分〜24時間程度の条件下で、好ましくは室
温〜溶媒の沸点程度の温度で1〜10時間程度の条件下
で行なわれる。
In the hydrolysis reaction system of the silane compound, a solvent can be used to carry out the reaction mildly and uniformly. As the solvent, a solvent capable of dissolving the reactant silane alkoxide, water and a catalyst is desirable. Examples of such a solvent include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol; ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone; and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. As the solvent, the above-described dispersion medium of colloidal silica may be used as it is, or a new necessary amount may be added. The amount of the solvent to be used is not particularly limited as long as the reactant can be uniformly dissolved, but if the concentration of the reactant is too low, the reaction rate may be significantly reduced. The hydrolysis and polycondensation reaction of the silane compound is carried out at a temperature of about room temperature to about 120 ° C. for about 30 minutes to about 24 hours, preferably at about room temperature to about the boiling point of the solvent for about 1 to about 10 hours. Done.

【0029】また、コロイド状シリカ存在下で一般式
(I)で表わされるシラン化合物を加水分解、縮重合さ
せて得られるシリカ系縮重合体(b)の誘導は、シラン
化合物の加水分解、縮重合の後、重合性化合物(a)お
よびテトラ(アクリロイルオキシアルコキシ)シランま
たはテトラ(メタクリロイルオキシアルコキシ)シラン
(c)を添加し、溶媒を留去する方法により実施するこ
とが好ましい。重合性化合物(a)等を添加しないで溶
媒を完全に留去すると、シラン化合物の縮重合が進み過
ぎ、本発明の被覆用組成物の安定性が損なわれる傾向に
ある。
The condensation of the silica-based condensed polymer (b) obtained by hydrolyzing and condensing the silane compound represented by the general formula (I) in the presence of colloidal silica is carried out by hydrolysis and condensation of the silane compound. After the polymerization, it is preferable to add the polymerizable compound (a) and tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane (c), and to carry out the method by distilling off the solvent. If the solvent is completely distilled off without adding the polymerizable compound (a) or the like, the condensation polymerization of the silane compound proceeds excessively, and the stability of the coating composition of the present invention tends to be impaired.

【0030】本発明においては、(c)テトラ(アクリ
ロイルオキシアルコキシ)シランまたはテトラ(メタク
リロイルオキシアルコキシ)シランを必須成分とする。
テトラ(アクリロイルオキシアルコキシ)シランまたは
テトラ(メタクリロイルオキシアルコキシ)シランとし
ては、通常テトラ(アクリロイルオキシエトキシ)シラ
ンが使用され、これはテトラクロルシランと2−ヒドロ
キシエチルアクリレートより合成される。テトラ(アク
リロイルオキシアルコキシ)シランまたはテトラ(メタ
クリロイルオキシアルコキシ)シランを使用することに
より、多官能アクリレートとコロイダルシリカが化学的
に結合し緻密化がなされ、さらに表面硬度が向上する。
In the present invention, (c) tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane is an essential component.
As tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane, tetra (acryloyloxyethoxy) silane is usually used, which is synthesized from tetrachlorosilane and 2-hydroxyethyl acrylate. By using tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane, the polyfunctional acrylate and colloidal silica are chemically bonded to each other for densification, and the surface hardness is further improved.

【0031】さらに、本発明においては各種の分子内に
1個のα,β−エチレン系不飽和結合を有する化合物を
使用してもよく、被覆用組成物の均一性を向上させるた
めに使用することが好ましい。分子内に1個のα,β−
エチレン系不飽和結合を有する化合物として特に好まし
いものは、分子中に水酸基、環状エーテル結合及び鎖状
エーテル結合の少なくとも一種を有する化合物であり、
これらは空気中における重合活性に特に優れている。分
子中の水酸基、環状エーテル結合及び鎖状エーテル結合
の少なくとも一種を有する化合物としては、例えば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、グリシジル(メタ)
アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリ
レート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、エチル
カルビトール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル
(メタ)アクリレート、1,4−ブチレングリコール
(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。
Further, in the present invention, a compound having one α, β-ethylenically unsaturated bond in various molecules may be used, and is used for improving the uniformity of the coating composition. Is preferred. One α, β- in the molecule
Particularly preferred as the compound having an ethylenically unsaturated bond is a compound having at least one of a hydroxyl group, a cyclic ether bond and a chain ether bond in a molecule,
These are particularly excellent in polymerization activity in air. Examples of the compound having at least one of a hydroxyl group, a cyclic ether bond, and a chain ether bond in a molecule include, for example, 2-
Hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth)
Acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, ethyl carbitol (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 1,4-butylene glycol (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate And the like.

【0032】また、本発明は光重合開始剤を使用するこ
とが必須である。光重合開始剤としては、波長2000
〜5000オングストロームの範囲において活性化し得
るラジカル発生剤が効果的であり、一般にカルボニル化
合物、アゾ化合物、過酸化物、硫黄化合物、ハロゲン化
物、キノン系化合物等が使用可能で、これらの化合物は
1種のみならず2種以上組み合わせて使用することもで
きる。光重合開始剤の配合量は、ラジカル重合可能な単
量体混合物100重量部に対し0.01〜10重量部が
好ましい。
In the present invention, it is essential to use a photopolymerization initiator. As the photopolymerization initiator, a wavelength of 2000
Radical generators that can be activated in the range of up to 5000 angstroms are effective, and generally carbonyl compounds, azo compounds, peroxides, sulfur compounds, halides, quinone compounds and the like can be used. In addition, two or more kinds can be used in combination. The compounding amount of the photopolymerization initiator is preferably from 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the radical-polymerizable monomer mixture.

【0033】また、本発明の被覆用組成物には、特公昭
63−28094号に開示されているように、硬化被膜
の透明性、平滑性などの外観を低下させることなく、硬
化被膜の基材との密着性を改善する目的で、(メタ)ア
クリル酸アルキルエステル重合体を添加してもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル重合体としては、
重合体分子量の目安となる極限粘度[η](g/l)が
0.01〜0.30の範囲にあるものが好ましく、炭素
数1〜8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アル
キルエステルより選ばれる単量体の単独重合体またはそ
れらの共重合体から選ばれる。
Further, as disclosed in JP-B-63-28094, the coating composition of the present invention can be used without reducing the appearance of the cured film, such as transparency and smoothness. For the purpose of improving the adhesion to the material, an alkyl (meth) acrylate polymer may be added.
As the (meth) acrylic acid alkyl ester polymer,
It is preferable that the intrinsic viscosity [η] (g / l), which is a measure of the molecular weight of the polymer, is in the range of 0.01 to 0.30, and that the alkyl (meth) acrylate has an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. It is selected from homopolymers of the selected monomers or copolymers thereof.

【0034】(メタ)アクリル酸アルキルエステル重合
体の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エ
チル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレ
ート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メ
タ)アクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメ
タクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチル−
1−ヘキシル(メタ)アクリレート、3−ペンチルアク
リレート、3−メチル−1−ヘキシル(メタ)アクリレ
ート、ア−メチル1−ヘキシル(メタ)アクリレート、
3−メチル−1−ブチルアクリレートの単独重合体また
はそれらの共重合体等が挙げられる。これらの重合体は
一種を単独で使用してもよいし、二種以上を混合して用
いてもよい。
Specific examples of the alkyl (meth) acrylate polymer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and amyl methacrylate. , Hexyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethyl-
1-hexyl (meth) acrylate, 3-pentyl acrylate, 3-methyl-1-hexyl (meth) acrylate, a-methyl 1-hexyl (meth) acrylate,
Examples include a homopolymer of 3-methyl-1-butyl acrylate or a copolymer thereof. These polymers may be used alone or in a combination of two or more.

【0035】本発明における各種成分の配合量は特に限
定されないが、好ましくはコロイド状シリカ固形分10
0重量部に対し、一般式(I)で表されるシラン化合物
5〜200重量部、さらに好ましくは25〜100重量
部、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオ
キシ基を有する重合性化合物(a)5〜1000重量
部、さらに好ましくは20〜200重量部、テトラ
((メタ)アクリロイルオキシアルコキシ)シラン
(c)1〜50重量部、さらに好ましくは5〜30重量
部である。
The amounts of the various components in the present invention are not particularly limited, but preferably, the solid content of colloidal silica is 10%.
5 to 200 parts by weight, more preferably 25 to 100 parts by weight, of a silane compound represented by formula (I) based on 0 parts by weight, a polymerizable compound having at least two (meth) acryloyloxy groups in a molecule (A) 5 to 1000 parts by weight, preferably 20 to 200 parts by weight, tetra ((meth) acryloyloxyalkoxy) silane (c) 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight.

【0036】本発明においては、かかる被覆用組成物を
各種成形品表面に塗布し、重合硬化させる。塗布に際し
て均一に塗布を行なうために、有機溶剤で希釈された被
覆用組成物を使用することが好ましい。有機溶剤は、
被覆用組成物と混合して均一な溶液を形成し、常圧で
の沸点が50℃以上200℃以下であり、常温での粘
度が10センチポイズ以下である、等の条件を満足する
必要がある。具体的には、エタノール、イソプロピルア
ルコール、ノルマルプロピルアルコール、ノルマルブチ
ルアルコールなどのアルコール、ベンゼン、トルエン等
の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等
のケトン類、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル、
酢酸ブチル等のエステル類、N,N−ジメチルホルムア
ミドなどが挙げられ、これらの有機溶剤は単独で又は2
種以上を混合して使用することができる。これらの溶剤
の使用量は、被覆用組成物5〜90重量部に対し95〜
10重量部であることが好ましい。
In the present invention, such a coating composition is applied to the surface of various molded articles and polymerized and cured. It is preferable to use a coating composition diluted with an organic solvent in order to perform uniform coating at the time of coating. Organic solvents are
It is necessary to satisfy conditions such as mixing with the coating composition to form a uniform solution, having a boiling point at normal pressure of 50 ° C. or more and 200 ° C. or less, and a viscosity at normal temperature of 10 centipoise or less. . Specifically, ethanol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, alcohols such as normal butyl alcohol, benzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, ethers such as dioxane, ethyl acetate,
Esters such as butyl acetate; N, N-dimethylformamide; and the like.
A mixture of more than one species can be used. The amount of these solvents used is 95 to 90 parts by weight based on the coating composition.
It is preferably 10 parts by weight.

【0037】また、本発明の被覆用組成物においては、
必要に応じて表面平滑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、
あるいは貯蔵安定剤などの添加剤を適宜添加して使用す
ることができる。
In the coating composition of the present invention,
If necessary, surface smoothing agent, surfactant, UV absorber,
Alternatively, an additive such as a storage stabilizer can be appropriately added and used.

【0038】被覆用組成物を各種成形品の表面に塗布す
る方法としては、刷毛塗り法、流延法、ローラーコート
法、バーコート法、噴霧コート法、エアーナイフコート
法、ディッピング法等が挙げられるが特に限定されな
い。これらの中で、作業性あるいは生産性の点よりディ
ッピング法が特に好ましい。
Examples of the method of applying the coating composition to the surface of various molded articles include a brush coating method, a casting method, a roller coating method, a bar coating method, a spray coating method, an air knife coating method, a dipping method and the like. But is not particularly limited. Among these, the dipping method is particularly preferable from the viewpoint of workability and productivity.

【0039】被覆用組成物の各種成形品表面に対する塗
布量としては、膜厚が1〜30μmの厚みになるように
塗布するのが適当である。膜厚が1μm未満の場合は、
耐摩耗性に劣り、膜厚が30μmを越える場合には硬化
被膜にクラック等が入りやすく好ましくない。
The coating amount of the coating composition on the surface of various molded articles is suitably applied so that the film thickness becomes 1 to 30 μm. When the film thickness is less than 1 μm,
If the film has a poor abrasion resistance and the film thickness exceeds 30 μm, the cured film is liable to crack or the like, which is not preferable.

【0040】本発明により、その表面に被膜が形成され
る成形品としては、公知の合成樹脂成形品が使用できる
が、特にポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレ
ートを主構成成分とする共重合体、ポリスチレン、スチ
レン−メチルメタクリレート共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、ポリカーボネート、セルロース
アセテートブチレート樹脂、ポリアクリルジグリコール
カーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル
樹脂が好ましい。
According to the present invention, as a molded article having a film formed on its surface, a known synthetic resin molded article can be used. In particular, polymethyl methacrylate, a copolymer containing methyl methacrylate as a main component, polystyrene, Styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, polycarbonate, cellulose acetate butyrate resin, polyacryl diglycol carbonate resin, polyvinyl chloride resin, and polyester resin are preferred.

【0041】[0041]

【実施例】次に実施例によりさらに具体的に本発明を説
明するが、本発明はこれらによって限定されるものでは
ない。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0042】実施例、比較例中の「部」、「%」は各々
「重量部」、「重量%」を示す。なお、実施例中の被膜
性能の評価は、以下の方法で行なった。
"Parts" and "%" in Examples and Comparative Examples indicate "parts by weight" and "% by weight", respectively. The evaluation of the film performance in the examples was performed by the following method.

【0043】耐摩耗性 #000スチールウールを直径25mmの円筒先端に装着
し、水平に置かれたサンプル面に接触させ、0.6kg荷
重で5回転(20rpm )し、キズの程度を目視観察し、
次の基準で評価した。 〇:サンプル表面にほとんどキズがついていない。 △:サンプル表面に少しキズがつく。 ×:サンプル表面にひどくキズがつく。
Wear resistance # 000 steel wool was mounted on the tip of a cylinder having a diameter of 25 mm, brought into contact with a horizontally placed sample surface, rotated 5 times (20 rpm) under a load of 0.6 kg, and visually observed the degree of scratches. ,
Evaluation was made according to the following criteria. 〇: There is almost no scratch on the sample surface. Δ: The surface of the sample is slightly scratched. X: The sample surface is severely scratched.

【0044】密着性 架橋硬化被膜に対するクロスカット−セロハンテープ剥
離テストによった。すなわち、被膜に1mm間隔に基材に
達する被膜切断線を、縦、横それぞれに11本入れて1
mm2 の目数を100個作り、その上にセロハンテープを
貼りつけ、急激にはがした。 〇・・・・・・・・架橋硬化被膜の剥離目無し。 △・・・・・・・・剥離目の数1〜50個。 ×・・・・・・・・剥離目の数51〜100個。
Adhesion A cross-cut cellophane tape peel test was performed on the crosslinked cured film. That is, 11 cut lines of the coating reaching the substrate at 1 mm intervals were inserted in the coating in each of the vertical and horizontal directions.
100 squares of mm 2 were made, cellophane tape was stuck on it, and it was rapidly removed. 〇 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 剥離 無 し 無 し 無 し 剥離 無 し 無 し ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・. Δ: Number of peeling lines 1 to 50 ×: Number of peeling lines: 51 to 100

【0045】参考例 テトラクロルシラン425重量部を塩化メチレン100
0重量部に溶かした溶液に、2−ヒドロキシエチルアク
リレート1300重量部を、撹拌しながら液温を10℃
以下に保って滴下した。滴下終了後、溶液を室温で3時
間撹拌し、その後、減圧下で揮発分を完全に留去してテ
トラ(アクリロイルオキシエトキシ)シランを得た。
Reference Example 425 parts by weight of tetrachlorosilane was added to 100 parts of methylene chloride.
1300 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate was added to a solution dissolved in 0 parts by weight, and the solution was stirred at a temperature of 10 ° C.
It was dropped while keeping below. After completion of the dropwise addition, the solution was stirred at room temperature for 3 hours, and thereafter, volatile components were completely distilled off under reduced pressure to obtain tetra (acryloyloxyethoxy) silane.

【0046】実施例1 テトラエトキシシラン156重量部、イソプロピルアル
コール分散型コロイダルシリカ(シリカ含量30重量
%、触媒化成工業(株)製、商品名OSCAL−143
2)600重量部、脱イオン水54重量部及び36%塩
酸0.5重量部をフラスコ内に投入した後、撹拌しなが
ら80℃で1時間加熱した。
Example 1 156 parts by weight of tetraethoxysilane, isopropyl alcohol-dispersed colloidal silica (silica content: 30% by weight, trade name OSCAL-143, manufactured by Kasei Kagaku Kogyo KK)
2) 600 parts by weight, 54 parts by weight of deionized water and 0.5 part by weight of 36% hydrochloric acid were charged into the flask, and heated at 80 ° C. for 1 hour with stirring.

【0047】その後、生成物を室温付近まで冷却し、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート65重量部、
テトラエチレングリコールジアクリレート65重量部、
及びテトラ(アクリロイルオキシエトキシ)シラン36
重量部を添加した後、10〜150mmHgの圧力下におい
て20〜40℃の温度で系内に存在する水及び有機溶媒
を固形分50重量%となるまで留去した。
Thereafter, the product was cooled to around room temperature, and 65 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate was added.
65 parts by weight of tetraethylene glycol diacrylate,
And tetra (acryloyloxyethoxy) silane 36
After the addition of parts by weight, water and organic solvent present in the system were distilled off at a temperature of 20 to 40 ° C. under a pressure of 10 to 150 mmHg until the solid content became 50% by weight.

【0048】上記混合溶液100重量部に、2−ヒドロ
キシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン2.7重量
部、ベンゾインイソブチルエーテル0.5重量部及びメ
タクリル酸メチル/メタクリル酸ブチル=50/50
(重量比)の共重合体([η]=0.04)0.4重量
部を加え、硬化液を調製した。
To 100 parts by weight of the above mixed solution, 2.7 parts by weight of 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone, 0.5 parts by weight of benzoin isobutyl ether, and methyl methacrylate / butyl methacrylate = 50/50.
(Weight ratio) of 0.4 part by weight of the copolymer ([η] = 0.04) was added to prepare a curing liquid.

【0049】得られた組成物に、厚さ5mmのポリメチル
メタクリレート樹脂板(三菱レイヨン(株)製、商品名
アクリライトL)を浸漬して0.5cm/sec の速度で板
を引き上げ、被膜を形成させた。そのまま10分間放置
した後、空気中で高圧水銀灯(岩崎電気製2kw HO−
L21)の紫外線を板の両面各々20cmの距離から15
秒間照射し、表面処理されたメタクリル板を得た。得ら
れたメタクリル板の評価結果を表1に示す。
A 5 mm-thick polymethyl methacrylate resin plate (Acrylite L, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was immersed in the obtained composition, and the plate was pulled up at a speed of 0.5 cm / sec. Was formed. After leaving it for 10 minutes, a high-pressure mercury lamp (2 kw HO-
L21) UV rays from a distance of 20 cm on both sides of the plate
Irradiated for 2 seconds to obtain a surface-treated methacryl plate. Table 1 shows the evaluation results of the obtained methacryl plates.

【0050】実施例2 テトラエトキシシラン78重量部、メチルトリエトキシ
シラン67重量部、イソプロピルアルコール分散型コロ
イダルシリカ(シリカ含量30重量%、触媒化成工業
(株)製、商品名OSCAL−1432)600重量
部、脱イオン水47.3重量部および36%塩酸0.5
重量部をフラスコ内に投入した後、撹拌しながら80℃
で1時間加熱した。
Example 2 78 parts by weight of tetraethoxysilane, 67 parts by weight of methyltriethoxysilane, 600 parts by weight of isopropyl alcohol-dispersed colloidal silica (silica content: 30% by weight, trade name OSCAL-1432, manufactured by Kasei Kasei Kogyo KK) Parts, 47.3 parts by weight of deionized water and 0.5% of 36% hydrochloric acid
After putting parts by weight into the flask, 80 ° C with stirring
For 1 hour.

【0051】その後、生成物を室温付近まで冷却し、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート65重量部、
テトラエチレングリコールジアクリレート65重量部、
及びテトラ(アクリロイルオキシエトキシ)シラン54
重量部を添加した後、10〜150mmHgの圧力下におい
て20〜40℃の温度で系内に存在する水及び有機溶媒
をすべて留去した。
Thereafter, the product was cooled to around room temperature, and 65 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate was added.
65 parts by weight of tetraethylene glycol diacrylate,
And tetra (acryloyloxyethoxy) silane 54
After the addition of parts by weight, all water and organic solvent present in the system were distilled off at a temperature of 20 to 40 ° C. under a pressure of 10 to 150 mmHg.

【0052】上記生成物100重量部に、2−ヒドロキ
シ−4−n−オクトキシベンゾフェノン2.7重量部、
ベンゾインイソブチルエーテル0.5重量部、及びメタ
クリル酸メチル/メタクリル酸ブチル=50/50(重
量比)の共重合体([η]=0.04)0.4重量部を
加え、硬化液を調製した。
To 100 parts by weight of the above product, 2.7 parts by weight of 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone,
0.5 parts by weight of benzoin isobutyl ether and 0.4 parts by weight of a copolymer ([η] = 0.04) of methyl methacrylate / butyl methacrylate = 50/50 (weight ratio) were added to prepare a curing liquid. did.

【0053】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
の方法で表面処理されたメタクリル板を得た。得られた
メタクリル板の性質を表1に示す。
Using the obtained composition, a methacryl plate having been subjected to a surface treatment in the same manner as in Example 1 was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained methacrylic plate.

【0054】実施例3 テトラエトキシシラン58重量部、メチルトリエトキシ
シラン67重量部、ジメチルジエトキシシラン48重量
部、水分散型コロイダルシリカ(シリカ含量20重量
%、日産化学工業(株)製、商品名スノーテックスO)
900重量部をフラスコ内に投入した後、室温で1時間
撹拌した。セロソルブ1000重量部を添加した後、溶
剤及び水を減圧下40℃で除去した。ついでジペンタエ
リスリトールペンタアクリレート65重量部、テトラエ
チレングリコールジアクリレート65重量部、及びテト
ラ(アクリロイルオキシエトキシ)シラン54重量部を
添加し溶解させ、透明なアクリル−シリカ混合物を得
た。
Example 3 58 parts by weight of tetraethoxysilane, 67 parts by weight of methyltriethoxysilane, 48 parts by weight of dimethyldiethoxysilane, water-dispersible colloidal silica (silica content: 20% by weight, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) Name Snowtex O)
After 900 parts by weight were charged into the flask, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. After adding 1000 parts by weight of cellosolve, the solvent and water were removed at 40 ° C. under reduced pressure. Next, 65 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate, 65 parts by weight of tetraethylene glycol diacrylate, and 54 parts by weight of tetra (acryloyloxyethoxy) silane were added and dissolved to obtain a transparent acrylic-silica mixture.

【0055】上記生成物100重量部に、2−ヒドロキ
シ−4−n−オクトキシベンゾフェノン2.7重量部、
ベンゾインイソブチルエーテル0.5重量部、及びメタ
クリル酸メチル/メタクリル酸ブチル=50/50(重
量比)の共重合体([η]=0.04)0.4重量部を
加え、硬化液を調製した。
To 100 parts by weight of the above product, 2.7 parts by weight of 2-hydroxy-4-n-octoxybenzophenone,
0.5 parts by weight of benzoin isobutyl ether and 0.4 parts by weight of a copolymer ([η] = 0.04) of methyl methacrylate / butyl methacrylate = 50/50 (weight ratio) were added to prepare a curing liquid. did.

【0056】得られた組成物を用いて、実施例1と同様
の方法で表面処理されたメタクリル板を得た。得られた
メタクリル板の性質を表1に示す。
Using the obtained composition, a methacrylic plate whose surface was treated in the same manner as in Example 1 was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained methacrylic plate.

【0057】実施例4〜10,比較例1〜6 重合性化合物(a)、コロイド状シリカ、シラン化合
物、化合物(c)、他の添加物及び量を表1に示すよう
に変えたほかは実施例1と同様にして硬化液を調製し、
実施例1と同様の方法で表面処理されたメタクリル板を
得た。なお、実施例9は基板としてポリカーボネート、
実施例10は基板としてポリスチレンを用いた。得られ
たメタクリル板の評価結果を表1に示した。
Examples 4 to 10 and Comparative Examples 1 to 6 Polymerizable compound (a), colloidal silica, silane compound, compound (c), and other additives and amounts were changed as shown in Table 1. A curing liquid was prepared in the same manner as in Example 1,
A methacryl plate having been subjected to a surface treatment in the same manner as in Example 1 was obtained. In Example 9, polycarbonate was used as the substrate.
In Example 10, polystyrene was used as a substrate. Table 1 shows the evaluation results of the obtained methacryl plates.

【0058】あわせて表面処理されていないポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレンの樹
脂板の評価結果を、比較例4〜6として表1に示した。
The evaluation results of polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polystyrene resin plates not subjected to surface treatment are shown in Table 1 as Comparative Examples 4 to 6.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】[0060]

【表2】 実施例9はポリカーボネート、実施例10はポリスチレ
ンを基板として用い表面処理を行ない、評価した結果で
ある。比較例4,5,6は各々表面処理されていないポ
リメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチ
レンの評価結果である。各実施例、比較例中には、上記
組成物100重量部に対し、2−ヒドロキシ−4−n−
オクトキシベンゾフェノン2.7重量部、ベンゾインイ
ソブチルエーテル0.5重量部及びメタクリル酸メチル
/メタクリル酸ブチル=50/50(重量比)の共重合
体([η]=0.04)0.4重量部が添加されてい
る。表中の略称は、以下の通りである。 2P5A:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート TEDGA:テトラエチレングリコールジアクリレート BAEP:2,2−ビス−(4−アクリロイルオキシエ
トキシフェニルプロパン THFA:テトラヒドロフルフリルアクリレート OSCAL−1432:イソプロピルアルコール分散コ
ロイド状シリカ(商品名、シリカ含量30重量%、触媒
化成工業 (株) 製) スノーテックス−O:水分散コロイド状シリカ(商品
名、シリカ含量20重量%、日産化学工業 (株) 製) TES:テトラエトキシシラン MTES:メチルトリエトキシシラン DMDES:ジメチルジエトキシシラン DMDMS:ジメチルジメトキシシラン MPTMS:γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメ
トキシシラン TAS:テトラ(アクリロイルオキシエトキシ)シラン TMAS:テトラ(メタクリロイルオキシエトキシ)シ
ラン IPA:イソプロピルアルコール
[Table 2] Example 9 shows the results of surface treatment using polycarbonate and polystyrene as substrates, and the results of evaluation. Comparative Examples 4, 5, and 6 are evaluation results of polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polystyrene, respectively, which were not surface-treated. In each of the Examples and Comparative Examples, 2-hydroxy-4-n-
2.7 parts by weight of octoxybenzophenone, 0.5 parts by weight of benzoin isobutyl ether and 0.4 parts by weight of a copolymer ([η] = 0.04) of methyl methacrylate / butyl methacrylate = 50/50 (weight ratio) Parts are added. Abbreviations in the table are as follows. 2P5A: dipentaerythritol pentaacrylate TEDGA: tetraethylene glycol diacrylate BAEP: 2,2-bis- (4-acryloyloxyethoxyphenylpropane THFA: tetrahydrofurfuryl acrylate OSCAL-1432: isopropyl alcohol-dispersed colloidal silica (trade name, (Silica content: 30% by weight, manufactured by Kasei Kagaku Kogyo Co., Ltd.) Triethoxysilane DMDES: dimethyldiethoxysilane DMDMS: dimethyldimethoxysilane MPTMS: γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane TAS: tetra (acryloyloxy) ) Silane TMAS: tetra (methacryloyloxy ethoxy) silane IPA: Isopropyl alcohol

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、非常に良好な耐摩耗性
を有する硬化被膜が形成され、合成樹脂を利用する上で
問題となっていたキズによる審美性の低下を解消するこ
とができた。
According to the present invention, a cured film having very good abrasion resistance is formed, and the aesthetic deterioration due to scratches, which has been a problem in using synthetic resin, can be solved. Was.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−302041(JP,A) 特開 平3−275769(JP,A) 特開 平3−207765(JP,A) 特開 昭64−69673(JP,A) 特開 平5−255349(JP,A) 特開 平5−209027(JP,A) 特公 平3−6190(JP,B2) 特公 昭52−39691(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 4/06 C09D 183/00 C08F 299/02 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)Continuation of the front page (56) References JP-A-5-302041 (JP, A) JP-A-3-275769 (JP, A) JP-A-3-207765 (JP, A) JP-A-64-69673 (JP) JP-A-5-255349 (JP, A) JP-A-5-209027 (JP, A) JP-B-3-6190 (JP, B2) JP-B-52-39691 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09D 4/06 C09D 183/00 C08F 299/02 CA (STN) CAOLD (STN) REGISTRY (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)分子中に少なくとも2個のアクリ
ロイルオキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基を有
する重合性化合物、 (b)コロイド状シリカ存在下で、下記一般式(I) SiR1 a2 b(OR3c (I) (式中、R1 及びR2 はエーテル結合又はエステル結合
を有していてもよい炭素数1〜10の炭化水素残基であ
って、ラジカル重合可能基及びエポキシ基を有さないも
の、R3 は水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素残
基、a及びbは0〜3の整数、cは4−a−bであっ
て、1〜4の整数を表わす。)で表されるシラン化合物
を加水分解、縮重合させて得られたシリカ系縮重合体、 (c)テトラ(アクリロイルオキシアルコキシ)シラン
またはテトラ(メタクリロイルオキシアルコキシ)シラ
ン、及び (d)光重合開始剤 からなる耐摩耗性紫外線硬化性被覆用組成物。
(1) a polymerizable compound having at least two acryloyloxy groups and / or methacryloyloxy groups in a molecule; (b) in the presence of colloidal silica, the following general formula (I): SiR 1 a R 2 b (OR 3 ) c (I) (wherein, R 1 and R 2 are a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms which may have an ether bond or an ester bond, and a radically polymerizable group and having no epoxy group, an R 3 is a hydrocarbon residue hydrogen atom or a C1-10, a and b is an integer of from 0 to 3, c is 4-a-b, 1 to 4 A silica-based condensation polymer obtained by hydrolyzing and condensation-polymerizing a silane compound represented by the formula (c): tetra (acryloyloxyalkoxy) silane or tetra (methacryloyloxyalkoxy) silane; d) photopolymerization An abrasion-resistant UV-curable coating composition comprising an initiator.
【請求項2】 分子中に少なくとも2個のアクリロイル
オキシ基及び/又はメタクリロイルオキシ基を有する重
合性化合物(a)として、下記一般式(II)〜(IV) 【化1】 (式中、Y11、Y12、Y13、……Yp2、Yp3、Y14のう
ち少なくとも2個はアクリロイルオキシ基及び/又はメ
タクリロイルオキシ基、残りは水素原子、水酸基、アミ
ノ基、アルキル基又は置換されたアルキル基、pは1〜
5を表わす。) 【化2】 (式中、R4 は水素原子又はメチル基、R5 は2〜20
個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素又はその誘導体の
残基、R6 は2〜20個の炭素原子を有する脂肪族もし
くは芳香族の炭化水素またはその誘導体の残基、qは1
〜20の整数を表わす。) 【化3】 (式中、R7 は水素原子又はメチル基、rは2〜20の
整数、sは1〜50の整数を表わす。)で表される化合
物より選ばれた少なくとも1種を用いる請求項1記載の
被覆用組成物。
2. The polymerizable compound (a) having at least two acryloyloxy groups and / or methacryloyloxy groups in the molecule, represented by the following general formulas (II) to (IV): (In the formula, at least two of Y 11 , Y 12 , Y 13 ,... Y p2 , Y p3 , and Y 14 are an acryloyloxy group and / or a methacryloyloxy group, and the rest is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an alkyl group. Group or substituted alkyl group, p is 1 to
5 is represented. ) (Wherein, R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is 2-20
R 6 is a residue of an aliphatic hydrocarbon having 2 carbon atoms or a derivative thereof, R 6 is a residue of an aliphatic or aromatic hydrocarbon having 2 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, q is 1
Represents an integer of 2020. ) (Wherein, R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, r is an integer of 2 to 20, and s is an integer of 1 to 50). Coating composition.
【請求項3】 一般式(I)で表されるシラン化合物の
うち、c=4、a=b=0で表される化合物を使用する
請求項1又は2記載の被覆用組成物。
3. The coating composition according to claim 1, wherein a compound represented by c = 4 and a = b = 0 among the silane compounds represented by the general formula (I) is used.
【請求項4】 一般式(I)で表されるシラン化合物の
うち、c=4、a=b=0で表される化合物と、c=3
または2で表される化合物との混合物を使用する請求項
1又は2記載の被覆用組成物。
4. Among the silane compounds represented by the general formula (I), a compound represented by c = 4 and a = b = 0, and c = 3
The coating composition according to claim 1 or 2, wherein a mixture with the compound represented by (2) is used.
【請求項5】 請求項1記載の被覆用組成物の硬化物で
その表面が被覆された物品。
5. An article whose surface is coated with a cured product of the coating composition according to claim 1.
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