JPH02150431A - プラスチック成形品の表面保護法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチック成形品の表面保護法に関し、さ
らに詳しくは、優れた耐摩耗性、耐候性等を付与するプ
ラスチック成形品の表面保護法に関する。

（従来の技術） 近年、゛透明プラスチック材料は破砕しにくく、しかも
軽量であることから、ガラスに代わって広く使用される
ようになった。しかしながら、透明プラスチックは上記
の利点を有する反面、表面に引きかき傷等の損傷を受け
やすく、そのため透明性が低下して外観を損ないやすい
、また、透明プラスチックは、日光等の紫外線に長くさ
らされると変色しやすいという欠点がある。そこで、透
明プラスチックに耐摩耗性および耐候性を付与する試み
がなされている（例えば、特開昭５５−９４９７１号公
報および特開昭５９−６８３７７号公報参照）。また、
さらに優れた耐候性を付与する方法も試みられている（
例えば、特表昭５５−５００８０９号参照）。しかし、
これらの方法も充分な耐候性を付与するまでに至ってい
ない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の問題点を解決し、プラスチック成形品
の表面に優れた耐摩耗性、耐候性等を付与する表面保護
法を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ 本発明者らは、耐摩耗性、特に耐候性が優れたプラスチ
ックの成形品を得るべく鋭意研究を行った結果、プラス
チック成形品の表面に、第１被膜としてベンゾトリアゾ
ール系紫外線吸収剤を含む被膜を形成し、さらに第１被
膜上に第２被膜としてベンゾフェノン系紫外線吸収剤を
含む被膜を形成することにより、改善されることを見出
し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、 プラスチック成形品の表面に （Ａ）ポリアルキルメタクリレート９５〜３０重量部お
よび （Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤５〜７０重量
部 を含む組成物の第１被膜を形成し、さらに前記被膜上に （Ｃ）式Ｒ５１（ＯＨ）− （式中Ｒは、低級アルキル基又はアリール基を表す）で
示されるオルガノシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物１０〜９０重量部、 （Ｄ）コロイド状シリカ９０〜１０重量部および （Ｅ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を前記（Ｃ）と（
Ｄ）１００重量部に対して２〜２０重量部 を含む組成物の第２被膜を形成することを特徴とするプ
ラスチック成形品の表面保護法である。

本発明で使用する成分（Ａ）のポリアルキルメタクリレ
ートは、アルキルメタクリレートの１種以上を、公知の
重合方法により重合して得ることができる。ポリアルキ
ルメタクリレートの分子量は、一般に高い方が好ましく
、通常５０．０００以上であり、溶剤に溶解できるもの
であれば特に分子量の上限はない。

ここで使用することができるアルキルメタクリレートと
しては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート
、ｎ−ブチルメタクリレート等を挙げることができる。

これに該当する具体例としては、ＥＬＶＡＣＩＴＥ　２
０４１（商品名：デュポン社製）、ダイアナールＢＲ８
５（商品名；三菱レーヨン製）を挙げることができる。

成分（Ｂ）のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、ポ
リアルキルメタクリレートに相溶性のものであれば種類
や添加量に制限がない、ここで使用できるベンゾトリア
ゾール系紫外線吸収剤としては、ポリアルキルメタクリ
レートと相溶性がよい、’２−（２’　−ヒドロキシ−
５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、とくに２
−　（２′−ヒドロキシ−５′−ｔ−ブチルフェニル）
ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。これに該
当する具体例としては、ＫＥＭＩＳＯＲＢ７１　（商品
名、ケミプロ化成社製）、チヌビンＰ（商品名、チバガ
イギー社製）　、　ＫＥＭＩＳＯＲＢ７８　（商品名、
ケミプロ化成社製）およびチヌビンＰＳ（商品名、チバ
ガイギー社製）を挙げることができる。

成分（Ａ）と（Ｂ）の配合割合は、成分（Ａ）９５〜３
０重量％に対し、成分（Ｂ）５〜７０重量％である。成
分（Ａ）の配合割合が３０重量％未満の場合には、第１
被膜のプラスチック成形品に対する密着性が悪（なる。

一方、成分（Ｂ）の配合割合が５重量％より少ない場合
には、十分な耐候性が得られず、また、７０重量％より
多い場合は、第１被膜のプラスチック成形品に対する密
着性が悪くなる。

第１組成物は、塗布作業の容易さから成分（Ａ）および
（Ｂ）を適当な溶媒に溶解させたものを用いることが好
ましい。適当な溶媒としては、有機カルボン酸エステル
、芳香族炭化水素、ケトン類をあげることができ、これ
らの溶媒は下記塗装法（被膜形成方法）によって、単独
または２種以上の混合物を任意に選ぶことができる。

第１組成物を溶媒に溶解させた濃度は、１〜２０重量％
であることが好ましい、かかる濃度の範囲外の場合には
、ブライマーとして好適な膜厚を形成することが難しく
なる。

第１被膜は、ポリカーボネート等のプラスチック成形品
の表面上に、第１組成物を浸漬法、スプレー法、バーコ
ード法、刷毛塗り法等の方法により１回以上塗布した後
、加熱乾燥することにより形成することができる。

この場合の加熱条件は、使用するプラスチックの耐熱性
の度合いに応じて選択することができるが、通常は１０
〜１８０℃で、６０〜１分間である。このようにして形
成された第１被膜の厚さは０．５〜１０−１好ましくは
１〜５−である。

第２組成物の構成成分である成分（Ｃ）の式Ｒ３１（Ｏ
Ｈ１，で示されるオルガノシラントリオールおよび／ま
たはその部分縮合物において、Ｒは低級アルキル基又は
アリール基を表し、低級アルキル基の具体例としては、
メチル、エチル、プロピルのような炭素数１〜３の基を
挙げることができ、アリール基の具体例としては、フェ
ニルを挙げることができる。

オルガノシラントリオールまたはその部分縮合物は、例
えば、次式： ％式％） （式中、Ｒは前記と同義であり、Ｒｏは炭素数１〜４の
アルキル基を表す）で示されるオルガノトリアルコキシ
シランを、触媒の存在下で加水分解することにより得る
ことができる。

ここで使用することができる加水分解触媒としては、無
水酢酸、氷酢酸、プロピオン酸、クエン酸、安息香酸、
ギ酸、シュウ酸等の有機酸；アルミニウムアセチルアセ
トネート、アルミニウムジ−ｎ−ブトキシモノエチルア
セテート等のアルミニウムキレート化合物をあげること
ができる。

これらの中でも無水酢酸および氷酢酸が好ましい。

成分（Ｄ）のコロイド状シリカは、通常水性分散液中に
分散させた形で使用するが、−船釣に１分散液が中性付
近であるとコロイド状シリカは不安定なため、例えば水
酸化ナトリウムを添加し、安定化させて使用する。水酸
化ナトリウムの添加量は組成物の調製を容易にし、さら
にその安定性を保持する上から、コロイド状シリカの固
形分１００重量部に対して０．３５重量部以下が好まし
い、コロイド状シリカの水性分散液の具体例としては、
スノーテックス（Ｓｎｏｗｔｅｘ　：８産化学社製、商
品名）などを挙げることができる。

成分（Ｅ）のベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、公知の
ものを使用できるが、とくに２．４−ジヒドロキシベン
ゾフェノンが好ましく、その具体例としては、ＫＥＭＩ
ＳＯＲＢＩＯ（商品名、ケミプロ化成製）を挙げること
ができる。

成分（Ｃ）と（Ｄ）の配合割合は、成分（Ｃ）１０〜９
０重量％に対して成分（Ｄ）９０〜１０重量％であり、
成分（Ｅ）の配合割合は、成分（Ｃ）と（Ｄ）の合計量
に対して２〜２０重量％が好ましい、成分（Ｃ）と（Ｄ
）の配合割合がこの範囲外であると、形成した第２被膜
にクラックが生じて連続被膜の形成が困難となり、また
被膜に適度な硬度を付与することができない。成分（Ｅ
）が２重量％より少ないと充分な耐候性を付与すること
ができない。また成分（Ｅ）が２０重量％より多いと、
密着性、耐湿性が低下するので好ましくない。

第２組成物はオルガノトリアルコキシシランを加水分解
して得た成分（Ｃ）のアルコール溶液と、成分（Ｄ）お
よび成分（Ｅ）とを混合することによって得ることがで
き、または成分（Ｄ）の水性分散液にオルガノトリアル
コキシシランおよび加水分解触媒を添加した後、該オル
ガノトリアルコキシシランを加水分解させ、更に成分（
Ｅ）を添加することによっても得ることができる。

なお、このようにして得られた第２組成物中に多量の水
を含むために、該組成物の塗布作業に恋影響が及ぶ場合
には、例えば第２組成物中に含有している水分量に対し
て過剰量のアルコールを添加した後、共沸させることに
より、水を除去しておくことが好ましい。

第２組成物には、必要に応じてレベリング剤、増粘剤、
顔料、染料、抗酸化剤、変性剤等を添加することができ
る。また、第２被膜を形成する際に効果を促進する目的
で、第２組成物に適当な触媒を添加することもできる。

このような触媒としては、例えば酢酸ナトリウム、ギ酸
カリウム等のカルボン酸のアルカリ金属塩；ジメチルア
ミンアセテート、エタノールアミンアセテート等のアミ
ンカルボキシレート；酢酸テトラメチルアンモニウム等
のカルボン酸第４級アンモニウム塩；オクテン酸スズ等
のカルボン酸金属塩ニトリエタノールアミン、ピリジン
等のアミン類；水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム
等のアルカリ性水酸化物；γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、γ−エチレンジアミンプロピルトリメトキ
シシラン等のアミン系シランカップリング剤；もしくは
アルミニウムキレート化合物等を挙げることができる。

第２組成物は、通常、アルコール性溶媒に分散させて分
散液として使用する。この場合のアルコール性溶媒とし
ては、例えばメタノール、エタノール、プロパツール、
ブタノール、ブチルセロソルブ及びジアセトンアルコー
ル等を挙げることができる。また、第２組成物の分散液
は、固形分濃度が５〜４０重量％であることが好ましい
。

第２被膜は、第２組成物の分散液を、第１被膜上に第１
組成物と同様な方法により１回以上塗布した後、加熱乾
燥することにより形成することができる。加熱条件は６
０〜１８０°Ｃで、３〜１時間である。この様にして形
成された第２被膜の厚みは２〜１５ＪＪＭ、好ましくは
５〜１０７ｍである。

［発明の効果］ 本発明の方法により、プラスチック成形品の表面に設け
られた第１被膜および第２被膜からなる保護被膜は、プ
ラスチック成形品に対して優れた耐候性を付与し、また
同時にプラスチック成形品に対して優れた耐沸騰水性、
耐摩耗性および密着性を与えるものであり、その工業的
価値は極めて大である。か（して、プラスチックレンズ
、窓ガラス代替プラスチック、自動車などの輸送機器の
透明部品などに使用するのに好適である。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに詳述
する。なお、実施例中の「部」は全て「重量部」を、「
％」は全て「重量％」をあられし、第１表の各成分の配
合量は全て「重量部」である。

実施例１ 第１組成物１−１の調製 グイアナールＢＲ８５（商品名、三菱レーヨン■製；ポ
リメチルメタクリレート、分子量２５０．０００）４部
をエチルセロソルブ７６部およびジアセトンアルコール
２０部の混合溶媒に溶解し、この混合物に、２−　（２
′−ヒドロキシ−５′−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾト
リアゾールを４部溶解させて、第１組成物を得た６ 第２組成物２−１の調製 スノーチックＣ（固形分濃度２０％、ｐＨ８，５、平均
粒径１５ｍμのコロイド状シリカの水性分散液、８産化
学社製、商品名）４００部を、無水酢酸１．５部および
メチルトリエトキシシラン３００部からなる溶液に添加
し、２５〜３０℃の温度で撹拌しながら１６時間反応さ
せて、被膜形成成分の濃度が２７．５％の反応分散液を
得た６次いで、共沸用アルコールとしてインブタノール
５００部を添加し、２０〜５０℃の温度で、２０〜１５
０　ｍｍＨｇの減圧下、水−アルコールの共沸系中で過
剰の水を留去して、固形分含有量が５０％の反応分散液
を得た。この分散液に、２５杉のイソプロピルアルコー
ル、５０％のイソブチルアルコールおよび２５％の酢酸
エチレングリコールモノエチルエーテルからなる混合溶
媒を加えて、固形分含有量が２０％となるように調製し
た。この後、この溶液１００部に対し紫外線吸収剤であ
る２、４−ジヒドロキシベンゾフェノンを０．８部加え
、均一になるように撹拌した後濾過し、さらにギ酸テト
ラメチルアンモニウムを０．０５部添加し、第２組成物
２−１を得た。

前記の第１組成物１−１をニーピロン（商品名、三菱瓦
斯化学製；ポリカーボネートシート、厚さ３ｍｍ）の表
面に浸漬法で塗布したのち、８０℃で４０分間加熱乾燥
させた。その膜厚は１μｍであった。乾燥後、室温まで
冷却してから、第２組成物２−１を第１組成物と同様の
方法で塗布し、１２０°Ｃで１時間加熱乾燥させ保護被
膜を有するポリカーボネートシートを得た。

得られた被覆ポリカーボネートシートについて、耐候性
、密着性、耐沸騰水性および耐摩耗性を下記の方法で試
験した。結果は第２表に示すようにいずれも良好であっ
た。

耐候性：　ＱＵＶ耐候促進試験機を用いて保護被膜を有
するポリカーボネートシートを劣化させ、保護被膜が剥
離するまでの時間を測定した。

密着性二硬化被膜上に１ｍｍ幅のクロスカットで１００
目を作成し、クロスカット面上にセロハン粘着テープを
張付け、これを被膜に対して直角方向に強く引張り、被
膜の剥離状態を観察した。なお、下記の耐沸騰水性の試
験においても、密着性は本方法により試験した。

耐沸騰水性：沸騰水中に３０分間試験片を浸漬した後、
密着性を観察した。

耐摩耗性：東洋精機社製テーパー摩耗試験機を用い、摩
耗輪Ｃ５−１０Ｆ、荷重５００ｇ、５００サイクルの条
件で試験片の表面に傷を付け、その度合いをスガ試験機
社製直読ヘーズコンビュークーで解析したヘーズ値（△
Ｈ１％）で表した。

実施例２〜４ 第１表に記載した第１組成物の調製に使用した紫外線吸
収剤の添加量および保護被膜の乾燥条件以外は、実施例
１と同様にして、保護被膜を有するポリカーボネートシ
ートを得た。

結果を第２表に示す。

実施例５ 第１組成物１−２の調製 ダイアナールＢＲ８５（商品名、三菱レーヨン（掬製；
ポリメチルメタクリレート、分子量２５０．０００）４
部をエチルセロソルブ７６部およびジアセトンアルコー
ル２０部の混合溶媒に溶解し、この混合物に、チヌビン
Ｐ（商品名、チバガイギー社製：２−（２’　−ヒドロ
キシ−５′メチルフエニル）ベンゾトリアゾール）を６
部溶解させて、第１組成物１−２を得た。

第２組成物２−２の調製 スノーテックスＣ（固形分濃度２０％、ｐＨ８，５、平
均粒径１５ｍμのコロイド状シリカの水性分散液、８産
化学社製、商品名）４５０部を、無水酢酸１．５部およ
びメチルトリエトキシシラン５５５部からなる溶液に添
加し、２５〜３０℃の温度で撹拌しながら１６時間反応
させて、被膜形成成分の濃度が３０％の反応分散液を得
た。この分散液に２５％のイソプロピルアルコール、５
０％のイソブチルアルコールおよび２５％の酢酸エチレ
ングリコールモノエチルエーテルからなる混合溶媒を加
えて、固形分含有量が２０％となるように調製した。こ
の後、この溶液１００部に対し紫外線吸収剤である２、
４−ジヒドロキシベンゾフェノンを０．８部加え、均一
になるように撹拌した後濾過し、さらにギ酸テトラメチ
ルアンモニウムを０．０５部添加し、第２組成物２−２
を得た。

前記の第１組成物１−２をニーピロン（商品名、三菱瓦
斯化学製；ポリカーボネートシート、厚さ３ｍｍ）の表
面に浸漬法で塗布したのち、８０℃で４０分間加熱乾燥
させた。その膜厚は１ｉｒＩｎであった。乾燥後、室温
まで冷却してから、第２組成物を第１組成物と同様の方
法で塗布し、１２０°Ｃで１時間加熱乾燥させ保護被膜
を有するポリカーボネートシートを得た。

その試験結果を第２表に示す。

実施例６〜７ 第１表に記載した第１組成物の調製に使用した紫外線吸
収剤の種類、添加量および保護被膜の乾燥条件以外は実
施例５と同様にして、保護被膜を有するポリカーボネー
トシートを得た。

その試験結果を第２表に示す。

比較例１ 第１組成物１−１に紫外線吸収剤を用いなかった以外は
実施例１と全く同様にして、保護被膜を有するポリカー
ボネートシートを得た。

その試験結果を第２表に示す。

比較例２ 第１組成物１−１の紫外線吸収剤に２．４−ジヒドロキ
シベンゾフェノン（２，４−ＤＨＢＰ）を用い、乾燥を
室温２５°Ｃで６０分行った他は、実施例１と同様にし
て保護被膜を有するポリカーボネートシートを得た。

その試験結果を第２表に示す。

第１組成物中の紫外線吸収剤の量はポリメチルメタクリ
レート４部に対する部数を示第２表 第２表から明らかなように、本発明の方法により被覆さ
れた実施例のポリカーボネートシートは、密着性、耐沸
騰水性、耐摩耗性、耐候性のすべての点で比較例のもの
より優れていることが分かる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プラスチック成形品の表面に （Ａ）ポリアルキルメタクリレート９５〜３０重量部お
   よび （Ｂ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤５〜７０重量
   部 を含む組成物の第１被膜を形成し、この被膜上に （Ｃ）式ＲＳｉ（ＯＨ）＿３ （式中Ｒは、低級アルキル基又はアリール 基を表す）で示されるオルガノシラントリ オールおよび／またはその部分縮合物１０ 〜９０重量部、 （Ｄ）コロイド状シリカ９０〜１０重量部および （Ｅ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を前記（Ｃ）と（
   Ｄ）１００重量部に対して２〜 ２０重量部 を含む組成物の第２被膜を形成することを特徴とするプ
   ラスチック成形品の表面保護法。