JPH05311119A - コーティング用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （１）一般式Ｒ₁ Ｓｉ（ＯＲ₂ ）₃ 、（但
し、Ｒ₁ は炭素数１〜４の飽和もしくは不飽和の炭化水
素残基、Ｒ₂ は炭素数１〜４の飽和炭化水素残基）で表
わされる少なくとも１種のオルガノアルコキシシラン
（Ａ）８５〜９８重量％と、一般式Ｓｉ（ＯＲ₃ ）₄ 、
（但し、Ｒ₃ は炭素数１〜４の飽和炭化水素残基であ
る）で表わされる少なくとも１種のテトラアルコキシシ
ラン（Ｂ）２〜１５重量％とからなる混合物の加水分解
・縮合生成物および（２）上記（１）の加水分解・縮合
生成物の固形分１００重量部に対して０．１〜２０重量
部のアミノ基含有シラン化合物を主成分とするコーティ
ング用組成物。 【効果】 プラスチック成形品、特に酢酸セルロース系
樹脂を素材とした成形品の表面に塗布し、硬化させて密
着性、耐擦傷性、耐熱水性および可撓性などにすぐれた
塗膜を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラスチック成形品
等に塗布、硬化させることにより、該成形品表面に耐擦
傷性や耐汚染性を有する保護皮膜を形成することのでき
るコーティング用組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品、殊にメタクリル樹
脂やポリカーボネート樹脂製成形品の表面の耐擦傷性を
向上させる方法としては、特開昭５３−２５６５５号公
報、特開昭５６−２２３６５号公報、特開昭６１−１６
６８２４号公報、特公昭６０−３４９７６号公報などに
より、シロキサン系化合物の加水分解物を成形品の表面
に塗布して硬化皮膜を形成させる方法が提案され、サン
グラスレンズ、度付きレンズ、光学レンズ、自動車メー
ターカバーなどにおいて実用に供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
公知のコーティング用組成物はプラスチック成形品に対
する密着性に難点があって、対象となる成形品がメタク
リル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを素材としたもの
に限定され、酢酸セルロースやエチルセルロースなどの
樹脂よりなる成形品には適用することが困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記に鑑
み、特に酢酸セルロース系樹脂よりなる成形品に対し
て、良好な密着性を具備し、かつ該成形品の表面に高硬
度とすぐれた耐摩耗性、透明性を有する保護皮膜を容易
に形成することのできるコーティング用組成物を得るべ
く検討の結果、この発明に至ったものである。

【０００５】即ち、この発明は（１）一般式Ｒ₁ Ｓｉ
（ＯＲ₂ ）₃ 、（但し、Ｒ₁ は炭素数１〜４の飽和もし
くは不飽和の炭化水素残基、Ｒ₂ は炭素数１〜４の飽和
炭化水素残基である）で表わされる少なくとも１種のオ
ルガノアルコキシシラン（Ａ）８５〜９８重量％と、一
般式Ｓｉ（ＯＲ₃ ）₄ 、（但し、Ｒ₃ は炭素数１〜４の
飽和炭化水素残基である）で表わされる少なくとも１種
のテトラアルコキシシラン（Ｂ）２〜１５重量％とから
なる混合物の加水分解・縮合生成物および（２）上記
（１）の加水分解・縮合生成物の固形分１００重量部に
対して０．１〜２０重量部のアミノ基含有シラン化合物
を主成分とするコーティング用組成物を提供するもので
ある。

【０００６】

【作用】この発明は、上記したように（Ａ）および
（Ｂ）の特定したシラン化合物の混合物を加水分解・縮
合し、さらにこの加水分解生成物に特定比率のアミノ基
含有シラン化合物を添加したのち、硬化触媒、溶媒を配
合してコーティング用組成物とし、さらに必要に応じて
有機高分子化合物を配合することにより、特に酢酸セル
ロース系樹脂よりなる成形品に対して密着性が良好で、
耐擦傷性、耐汚染性などに加えて可撓性に優れた皮膜を
与えるものである。

【０００７】この発明において、一般式Ｒ₁ Ｓｉ（ＯＲ
₂ ）₃ で表わされる（Ａ）成分中のＲ₁ およびＲ₂ で表
わされる炭素数１〜４の飽和炭化水素残基としては、具
体的にはメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアル
キル基が包含され、またＲ₁で表わされる炭素数１〜４
の不飽和炭化水素残基にはビニル、アリルなどのアルケ
ニル基が包含される。

【０００８】そして、上式で示される（Ａ）成分として
は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、ビニ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、ｎ−プロピルトリ
メトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン等が
用いられる。

【０００９】また、（Ｂ）成分としては、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等が挙げられる。

【００１０】この発明は、上記した（Ａ）成分を８５〜
９８重量％、（Ｂ）成分を２〜１５重量％という特定比
率で混合して加水分解・縮合を行うものであるが、その
特性を損なわない範囲で上記した以外のγ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシランなどの三官能性シラン化合物、ジメチ
ルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどの二
官能性シラン化合物を併用することもできる。また、ポ
リシロキサン成分として一般に用いられるコロイダルシ
リカのような微粒子を添加することも可能である。

【００１１】さらに、上記の（１）の（Ａ）、（Ｂ）成
分の加水分解・縮合物に添加する（２）のアミノ基含有
シラン化合物としては、シランカップリング剤として用
いられているγ−アミノプロピルメトキシシラン、γ−
（２−アミノエチル）アミノプロピル−トリメトキシシ
ラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチル
ジメトキシシランのような各種化合物が使用可能である
が、なかでも特に好ましいのは、たとえば東レ・ダウコ
ーニング・シリコーン（株）社製で商品名ＳＺ６０５０
で市販されているアミノ基含有シラン化合物である。

【００１２】この発明のコーティング用組成物を得るに
用いる上記した（１）および（２）の成分の混合比率に
ついて述べると、（１）の（Ｂ）成分が２重量％より少
ないと、得られるコーティング用組成物はこれを三酢酸
セルロース樹脂成形品に被覆した時に、密着性および耐
擦傷性が低下し、また１５重量％より多いと、可撓性が
低下する傾向がある。しかしてこの（Ｂ）成分の好まし
い使用範囲は３〜１０重量％である。

【００１３】（２）の成分は、このコーティング用組成
物の三酢酸セルロース樹脂成形品への密着性付与に不可
欠であるが、その量は（１）の加水分解・縮合生成物の
固形分１００重量部に対して０．１重量部より少ない
と、密着性付与の効果が小さく、また２０重量部より多
いと、硬さが低下し、また得られた組成物の液としての
保存安定性が低下する。しかしてこの（２）成分の好ま
しい範囲は０．２〜１０重量部である。

【００１４】また、この発明では得られる組成物にさら
に柔軟性、可染性、耐久性などの塗膜性能の向上のため
に、必要に応じて有機高分子化合物を配合することがで
きるが、そのような有機高分子化合物としては、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポ
リウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられ、なかで
もアクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、メラミン
樹脂が好ましく、その使用量は耐擦傷性等の点から
（１）および（２）成分の混合物の固形分に対して０．
１〜５重量％が適当である。

【００１５】次に、この発明のコーティング用組成物に
おいては、その硬化速度を上げ、また成形品との密着性
をより一層向上させる目的で硬化触媒を使用することが
できるが、そのような硬化触媒としては、特にシラノー
ル基の脱水縮合に有効なものがよく、例えば三弗化ホウ
素およびその電子供与体との錯体、ＺｎＣｌ₂ 、ＡｌＣ
ｌ₃ など各種のルイス酸およびその錯体、酢酸ナトリウ
ム、ナフテン酸コバルトなどの有機酸金属塩、ホウフッ
化金属塩類、ホウ酸有機エステル類、有機チタネートエ
ステル類、クロムアセチルアセトネート、アルミニウム
アセチルアセトネート、などの金属アセチルアセトネー
ト類、ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミンなど
のアミン類、１．８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウ
ンデセン−７、１．５−ジアザビシクロ（４．３．０）
ノネン−５のような二環式アミジンまたはその塩、など
が挙げられるが、それらの中でも二環式アミジンまたは
その塩が特に好ましく、通常（１）および（２）成分の
混合物の固形分に対して０．０１〜５重量％用いればよ
い。

【００１６】この発明のコーティング用組成物は、有機
溶剤溶液の形態でプラスチック成形品に塗布して適用さ
れる。溶剤としては、従来からこの種組成物に用いられ
ている水、アルコール類、ケトン類、エステル類、セロ
ソルブ類、酢酸、ジオキサン、トルエン、キシレン等の
１種単独もしくは２種以上混合したものを用いればよ
い。なかでも特に、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアル
コール類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類お
よびこれらの混合物を主体とする溶剤が好適である。

【００１７】また、この発明のコーティング用組成物ま
たはその溶剤溶液には、さらに必要に応じて公知の各種
の添加剤、例えばゲル化防止剤、塗膜平滑性向上剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤などを任意に添加する
ことができる。

【００１８】代表的なゲル化防止剤としては、蟻酸、酢
酸等の有機カルボン酸類を、塗膜平滑性向上剤としては
低級アルキレンオキサイドと低級ジアルキルシロキサン
との共重合体等のシリコン系界面活性剤、また着色剤と
しては各種の染料や顔料が挙げられる。また、増粘、密
着性向上、光沢調整、硬度の向上および耐久性向上など
を目的として各種の有機ポリマー微粉末、無機フィラー
などを添加することも可能である。

【００１９】この発明のコーティング用組成物をプラス
チック成形品に塗布する方法としては、常法に従い、浸
漬法、吹付け法、ロールコート法などの各種方法により
行えばよく、また塗布後の塗膜の硬化も常法に従い、基
材が熱変形を受けない温度、通常７０〜１３０℃程度の
温度下で加熱することにより容易に行うことができる。

【００２０】プラスチック成形品表面へのこの発明のコ
ーティング用組成物の塗布量、即ち塗膜厚さは、被塗布
材料の使用目的に応じて適宜に選択でき、自動車、電機
部品、光学機器、建材などの通常の使用目的には約１〜
１０μｍ程度とすればよく、これにより耐摩耗性等の所
期の硬化を発現する保護皮膜を形成することができる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、部数はすべて重量部である。

【００２２】実施例１ ０．０２Ｎ塩酸２０２部とイソプロピルアルコール８
３．８部、ブチロセロソルブ２５部を混合し、これにメ
チルトリエトキシシラン６３０部およびテトラエトキシ
シラン３２部の混合物を２０〜２５℃の温度で攪拌しな
がら徐々に滴下し、さらに濃度５０％のアミノ基含有シ
ラン化合物（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、
商品名ＳＺ６０５０）３部を加えて２時間攪拌した。か
くして得られた混合液にポリビニルブチラール樹脂（積
水化学工業社製、エスレックＢ）１０部、シリコーン系
界面活性剤０．３部、酢酸２０部および１．８−ジアザ
ビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７ ２部を室温で
混合して固形分２６％、粘度８ｃｐｓ／２０℃のコーテ
ィング用組成物を得た。

【００２３】次いで、１００ｍｍ×５０ｍｍで厚さ８０
μの三酢酸セルロースフィルム（富士写真フィルム社
製、フジタック）に、上記で得たコーティング用組成物
を２０℃、６５％ＲＨの室内で引上げ速度３０ｃｍ／ｍ
ｉｎで浸漬法により塗布し、その後１２０℃で５分熱風
乾燥機で加熱硬化して該フィルム上に３μｍの塗膜を形
成した。

【００２４】かくして得た、この発明のコーティング用
組成物よりなる塗膜を形成したフィルムについて外観、
密着性、耐擦傷性などの性能テストを行ったところ、表
１の結果を得た。

【００２５】

【表１】

【００２６】なお、性能テストの試験法は次の通りであ
る。 （１）密着性：粘着テープ（ニチバン社製、セロテー
プ）を皮膜面に強く貼りつけ、９０度の方向に急速に剥
離して塗膜の異常の有無をみた。 （２）耐擦傷性：スチールウール（日本スチールウール
社製、＃００００）で塗膜面を摩擦し、傷のつき具合か
ら、Ａ：強く摩擦しても傷が全くつかない。Ｂ：強く摩
擦すると僅かに傷がつく。Ｃ：弱い摩擦でも傷がつく。
の３通りで判定した。 （３）可撓性：塗膜面を外側にして試料を直径５ｍｍの
鋼鉄製円筒面に強く押しつけた後、塗膜のクラック発生
の有無を調べた。 （４）耐熱水性：８０℃の熱水に６０分塗膜を浸漬後、
取出し、外観と密着性を調べた。 （５）耐湿熱性：７０℃、９５℃ＲＨの恒温恒湿槽に５
日間浸漬後の塗膜の外観と密着性を調べた。

【００２７】実施例２ 実施例１と同様の方法で表１に示す配合で、コーティン
グ用組成物を調製し、実施例１で用いたと同じ三酢酸セ
ルロースフィルムに塗布し、１２０℃×５分熱風乾燥機
にて加熱硬化して塗膜を形成した。得られた塗膜につい
て実施例１と同様の性能テストを行った。結果は表１に
示した。

【００２８】比較例１〜３ 表１に示す配合で実施例１と同様の方法でコーティング
用組成物を調製した。そして実施例１と同じように三酢
酸セルロースフィルムにコーティングし、加熱硬化して
塗膜を形成した後、同様の性能テストを行った。その結
果は表１に示した。なお、表１の配合中、括弧内の数値
は固形分である。

【００２９】以上のテスト結果から、この発明で必須と
する（１）および（２）の成分の何れかを欠く比較例の
塗膜に比べてこの発明のコーティング用組成物を塗布し
た塗膜は全ての性能においてすぐれていることが認めら
れた。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のコーテ
ィング組成物よりなる塗膜は、耐擦傷性、耐薬品性、耐
溶剤性などが良好であり、同時に可撓性にすぐれている
ので、特に三酢酸セルロース樹脂よりなる成形品あるい
は成形シートの表面保護用として有用であることが認め
られた。具体的には液晶表示用偏光板、保護眼鏡、自動
車部品、電機部品、建材など広汎な用途に利用すること
ができる。また、このほか各種のプラスチック、木材、
金属、セラミック、紙、不織布などの材料表面にも適用
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）一般式Ｒ₁ Ｓｉ（ＯＲ₂ ）₃ 、
   （但し、Ｒ₁ は炭素数１〜４の飽和もしくは不飽和の炭
   化水素残基、Ｒ₂ は炭素数１〜４の飽和炭化水素残基で
   ある）で表わされる少なくとも１種のオルガノアルコキ
   シシラン（Ａ）８５〜９８重量％と、一般式Ｓｉ（ＯＲ
   ₃ ）₄ 、（但し、Ｒ₃ は炭素数１〜４の飽和炭化水素残
   基である）で表わされる少なくとも１種のテトラアルコ
   キシシラン（Ｂ）２〜１５重量％とからなる混合物の加
   水分解・縮合生成物および（２）上記（１）の加水分解
   ・縮合生成物の固形分１００重量部に対して０．１〜２
   ０重量部のアミノ基含有シラン化合物を主成分とするこ
   とを特徴とするコーティング用組成物。