JPH07207190A

JPH07207190A - 紫外線硬化性ハードコーティング剤及びプラスチック製光学物品

Info

Publication number: JPH07207190A
Application number: JP6023353A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Takarada; 充弘宝田; Kazuharu Sato; 和治佐藤; Toshiyuki Umezawa; 敏行梅沢
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】紫外線照射で短時間に硬化してプラスチック
基材との密着性に優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性に優れ
た被膜を与える、紫外線硬化性ハードコーテーング剤を
提供する。【構成】（Ａ）（Ｉ）で示されるアクリル又はメタク
リル官能性シランの加水分解物と、（Ｂ）（ＩＩ）で示
されるエポキシ官能性シランの加水分解物と、（Ｃ）
（ＩＩＩ）で示される多官能アクリレート又はメタクリ
レートと、（Ｄ）コロイド状金属酸化物と、（Ｅ）光重
合開始剤と、（Ｆ）アルミニウム化合物とを配合してな
る紫外線硬化性ハードコーティング剤。（但し、式中Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数
３〜６の２価の有機基、Ｒ³，Ｒ⁴は一価炭化水素基、Ｒ
⁵は多価アルコール残基又はエステル残基であり、ａ、
ｂはそれぞれ０〜２の整数、ｃは２以上の整数であ
る。）およびこのハードコーティング剤の硬化皮膜が形
成されたプラスチック製光学物品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線照射で短時間に
硬化してプラスチック基材との密着性に優れ、かつ耐擦
傷性、染色性等の特性に優れた被膜を高い生産性で与え
る紫外線硬化性ハードコーティング剤、及びその硬化皮
膜が形成されたプラスチック製光学物品に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
プラスチック材料は、耐衝撃性、軽量性、易成形性、加
工性等の特性を活かしてガラスに代わる材料として広く
利用されている。特に眼鏡用レンズやサングラスにおい
ては、安全性、軽量性の面からアクリル樹脂、ジエチレ
ングリコールビスアリルカーボナート樹脂（商品名：Ｃ
Ｒ−３９）、ポリカーボナート樹脂等がかなり用いられ
ている。

【０００３】また、これらのプラスチック材料は、表面
硬度が低く傷がつき易いため、表面を種々のハードコー
ティング剤で被覆して耐擦傷性を向上させている。更
に、近年、眼鏡用レンズについては、防眩性やファッシ
ョン性を目的にプラスチック材料をハードコート被覆
後、分散染料で任意の色に染色するのが一般的となって
いる。

【０００４】一方、ハードコーティング剤として、例え
ば特公昭５７−２７３５号公報には、エポキシ基含有シ
ラン加水分解物、コロイダルシリカ及びアルミニウムキ
レートからなるハードコーティング剤が提案されてい
る。しかし、この場合は１００〜１５０℃で６０〜１８
０分間加熱硬化させて可染色ハードコート被覆レンズを
得るため、染色性は良いがレンズの生産性が著しく悪
く、製造コストが高いという欠点があった。

【０００５】そこで、生産コストを低減化するため、硬
化触媒の添加量を増量したり、過塩素酸アンモニウムや
過塩素酸マグネシウムのようにかなり硬化性の高い触媒
を添加して硬化時間を短縮させるという提案が特公昭６
２−９２６５号、特開昭６０−４６５０２号公報に記載
されているが、これらの改善効果は十分とは言えず、し
かもコーティング液のポットライフが短くなってしまう
という問題点を有していた。

【０００６】また、硬化様式については、加熱硬化様式
では熱変形温度の低いプラスチック基材を使用した場合
に変形し易いという欠点があることから、近年、コーテ
ィング剤に紫外線硬化様式を採用して生産性を向上させ
ることが行われている。例えば特開昭５９−２０４６６
９号公報では、メタクリロキシシラン加水分解物及び多
官能性アクリレート系にコロイダルシリカを加え、紫外
線照射して耐擦傷性被膜を得ている。しかし、この被膜
は、プラスチック基材との接着性に乏しく、かつ分散染
料ではほとんど染色することができないものであった。

【０００７】更に、プラスチック基材との密着性を向上
させることを目的として、オルガノポリシロキサンの硬
化の際に収縮率の少ない光重合性官能基含有ラダー型ポ
リシロキサンが特開平４−３３９３６号公報に提案され
ている。しかし、このラダー型ポリシロキサンを使用し
たハードコーティング剤は、硬化の際に体積減少が少な
いことからクラック等の発生はないが、染色性に乏しい
上、生産性が悪く収率も低いため、工業的に適した材料
ではない。

【０００８】更にまた、特開平５−９３１７０号公報に
は、コロイダルシリカ、（メタ）アクリロキシ基含有シ
ラン又はグリシドキシ基含有シランの加水分解物、水酸
基含有アクリル系共重合体及び光開始剤からなる紫外線
硬化性被覆組成物が開示されている。しかし、この組成
物で形成された被膜は、十分満足できる耐擦傷性を有し
ていないのみならず、染色性にも乏しい。

【０００９】従って、上述した紫外線硬化性被膜は、い
ずれもプラスチック材料用ハードコーティング剤として
十分に満足できる特性を有するものとは言い難く、特に
染色性の点に劣るものであり、これら欠点の改善が望ま
れていた。

【００１０】本発明は上記要望に応えるためになされた
もので、紫外線照射で短時間に硬化してプラスチック基
材との密着性に優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性、耐溶剤
性、耐湿性、染色性に優れた被膜を与える紫外線硬化性
ハードコーティング剤、及びその硬化皮膜が形成された
プラスチック製光学物品を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、（Ａ）下記
一般式（Ｉ）で示されるアクリル又はメタクリル官能性
シランの加水分解物と、（Ｂ）下記一般式（ＩＩ）で示
されるエポキシ官能性シランの加水分解物と、（Ｃ）下
記一般式（ＩＩＩ）で示される多官能アクリレート又は
メタクリレートと、（Ｄ）コロイド状金属酸化物と、
（Ｅ）光重合開始剤と、（Ｆ）アルミニウム化合物とを
配合してなる紫外線硬化性ハードコーティング剤は、紫
外線照射で短時間に硬化してプラスチック基材との密着
性に優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性、耐溶剤性、耐湿
性、染色性に優れた被膜を与え、この硬化皮膜をプラス
チック製光学物品の表面に形成することにより生産性良
く製造し得ることを知見し、本発明をなすに至った。

【００１２】

【化２】（但し、式中Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数
３〜６の２価の有機基、Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ置換又は非
置換の一価炭化水素基、Ｒ⁵は多価アルコール残基又は
多価アルコールと多塩基酸とのエステル残基であり、
ａ、ｂはそれぞれ０〜２の整数、ｃはＲ⁵の残基の価数
で２以上の整数である。）

【００１３】即ち、上記紫外線硬化性ハードコーティン
グ剤は、（Ａ），（Ｂ）両成分（（メタ）アクリロキシ
基、グリシドキシ基を有するシロキサン）を主成分とす
るため、各種プラスチック基材との密着性に優れ、かつ
従来の加熱硬化型可染色ハードコート剤と同様の染色性
を有する。また、本発明では、上記（メタ）アクリロキ
シ基含有シランの加水分解物（ポリシロキサン）が紫外
線でラジカル重合することで硬質被膜が形成されること
から、従来の１００〜１５０℃で６０〜１８０分という
硬化条件を室温〜８０℃で５〜６０秒までに合理化する
ことが可能であり、それ故、ハードコート被覆工程の生
産性を著しく向上させることができる。更に、上記（メ
タ）アクリロキシ基、グリシドキシ基を有するシロキサ
ンに多官能（メタ）アクリレートを併用することで、耐
衝撃性の良いポリカーポネート樹脂とノープライマーで
良好に密着させることができ、（メタ）アクリロキシシ
ラン加水分解物とコロイダルシリカからなる組成物など
の従来の紫外線硬化型コーティング剤より耐湿密着性に
優れた被膜を得ることができるものである。

【００１４】従って、本発明は、（Ａ）上記一般式
（Ｉ）で示されるアクリル又はメタクリル官能性シラン
の加水分解物、（Ｂ）上記一般式（ＩＩ）で示されるエ
ポキシ官能性シランの加水分解物、（Ｃ）上記一般式
（ＩＩＩ）で示される多官能アクリレート又はメタクリ
レート、（Ｄ）コロイド状金属酸化物、（Ｅ）光重合開
始剤、（Ｆ）アルミニウム化合物を配合してなることを
特徴とする紫外線硬化性ハードコーティング剤、及びこ
のハードコーティング剤の硬化皮膜が形成されたプラス
チック製光学物品を提供する。

【００１５】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の紫外線硬化性ハードコーティング剤の
（Ａ）成分は、下記一般式（Ｉ）で示されるアクリル又
はメタクリル官能性シランの加水分解物であり、この成
分は本発明コーティング剤が後述する（Ｅ）成分の光重
合開始剤によって光重合し、硬化被膜を形成するときの
主成分となるものである。

【００１６】

【化３】（但し、式中Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数
３〜６の２価の有機基、Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ置換又は非
置換の一価炭化水素基であり、ａは０〜２の整数であ
る。）

【００１７】ここで、式中Ｒ¹は水素原子又はメチル基
であり、またＲ²は炭素数３〜６の２価の有機基、例え
ばトリメチレン基、テトラメチレン基等のアルキレン基
である。Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ置換又は非置換の一価炭化
水素基であり、好ましくは炭素数１〜１２、特に１〜１
０のもので、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、
イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等のアルキル
基、フェニル基等のアリル基などが挙げられる。なお、
ａは０〜２の整数である。

【００１８】このような式（１）のアクリル又はメタク
リル官能性シランとして具体的には、３−アクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリ
エトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエト
キシシラン等が例示され、特に３−アクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシランが好適である。

【００１９】次に、（Ｂ）成分は下記一般式（ＩＩ）で
示されるエポキシ官能性シランの加水分解物であり、こ
の成分はプラスチック基材との密着性や染色性に寄与す
る成分であると共に、（Ｆ）成分の硬化触媒により重合
して表面硬度の高い硬化被膜を形成させるのに重要な成
分である。

【００２０】

【化４】（但し、式中Ｒ²，Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ上記と同様であ
り、ｂは０〜２の整数である。）

【００２１】このような式（ＩＩ）のエポキシ官能性シ
ランとして具体的には、３−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシ
ラン等が例示される。特に、３−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン等の２官能性シランを使用する
と、染色効率を高くすることができる。

【００２２】上記式（Ｉ）のアクリル又はメタクリル官
能性シランの加水分解物及び上記式（ＩＩ）のエポキシ
官能性シランの加水分解物は、それぞれ上記式（Ｉ）の
アクリル又はメタクリル官能性シラン及び上記式（Ｉ
Ｉ）のエポキシ官能性シランを別々に低級アルコールの
存在下、量論の水で塩酸、酢酸等の希薄な酸性条件下に
おいて加水分解することにより得ることができる。

【００２３】また、（Ａ）成分として上記式（Ｉ）のシ
ランと他のシランとを共加水分解したもの、（Ｂ）成分
として上記式（ＩＩ）のシランと他のシランとを共加水
分解したものをそれぞれ使用することもできる。この場
合、他の加水分解性シランとしては、例えばテトラメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、メチルポリシリケ
ート、エチルポリシリケート、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、ジメチルジエトキシシラン、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、ジフェニルジ
メトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェ
ニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキ
シシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、
３、３、３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラ
ン、２−パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラ
ン、２−（３’，４’−エポキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、２−（３’，４’−エポキシシ
クロヘキシル）エチル・メチルジメトキシシラン等のア
ルコキシシランが挙げられ、これらの１種類を単独で又
は２種類以上を混合して使用することができる。

【００２４】上記（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分の
固形分１００部（重量部、以下同様）に対して２０〜１
５０部、特に３０〜１００部とすることが好ましく、２
０部未満では被膜が染色性に乏しくなる場合があり、１
５０部を超えると紫外線硬化性に乏しくなる場合があ
る。

【００２５】本発明の（Ｃ）成分は、下記一般式（ＩＩ
Ｉ）で示される多官能性アクリレート又はメタクリレー
トである。この化合物は、上記（Ａ）成分と共にラジカ
ル重合してプラスチック基材との密着性や被膜の脆さを
改良する成分である。

【００２６】

【化５】（但し、式中Ｒ¹は上記と同様の意味を示し、Ｒ⁵は多価
アルコール残基又は多価アルコールと多塩基酸とのエス
テル残基であり、ｃはＲ⁵の残基の価数で２以上の整数
であるが、好ましくは２〜６、より好ましくは２〜４で
ある。）

【００２７】この場合、置換基Ｒ⁵の多価アルコール残
基を持つ官能性アクリレート又はメタクリレートは、有
機多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのエ
ステル化反応によって得ることができるものである。有
機多価アルコールとしては、アルコール性ＯＨ基を２〜
６、特に２〜４を持つものが好ましく、例えばエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、２，２，４−トリ
メチル−１，３−ペンタンジオール、プロピレングリコ
ール，ジプロピレングリコール、トリエチレングリコー
ル、１，４−シクロヘキシルジメタノール、ネオペンチ
ルグリコール、ペンタエリストール、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、１，４−
ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、トリエタノ
ールアミン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，３
−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール等が挙
げられ、これらの１種又は２種以上を使用することがで
きる。

【００２８】また、置換基Ｒ⁵の多価アルコールと多塩
基酸とのエステル残基は、上述した有機多価アルコール
とフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタ
ル酸イソフタル酸、ハイミック酸、コハク酸、アジピン
酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ピロメリット
酸、トリメリット酸等の多塩基酸又はその酸無水物から
選ばれる１種又は２種以上とにより構成されるエステル
の残基とすることができるこのような上記式（ＩＩＩ）の多官能性アクリレート又
はメタクリレートとしては、具体的にトリメチロールプ
ロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタ
ントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテト
ラ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、１，２−プロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）
アクリレート、ペンタエリストールトリ（メタ）アクリ
レート、ペンタエリストールジ（メタ）アクリレート、
トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールエタンジ（メタ）アクリレートなどが挙げら
れる他、下記構造の化合物を挙げることができる。

【００２９】

【化６】

【００３０】なお、（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分
１００部に対して５〜２００部、特に１０〜１００部と
することが好ましい。添加量が５部未満では被膜とポリ
カーボネート等の基材との密着性が得られないことがあ
り、２００部を超えると被膜の硬度が低くなったり、耐
候性が悪くなる場合がある。

【００３１】次いで、（Ｄ）成分としてのコロイド状金
属酸化物は、硬化被膜に表面硬度や耐摩耗性を与える成
分である。このコロイド状金属酸化物は、通常、金属酸
化物が水又は有機溶媒に分散したものであるが、中でも
本発明組成物の系への相溶性の面から有機溶媒に分散し
たものが好適に使用される。

【００３２】上記コロイド状金属酸化物の平均粒子径
は、１〜１００ｍμ、特に３〜２０ｍμであることが好
適であり、平均粒子径が１ｍμに満たないものは表面硬
度を上げることができない場合があり、１００ｍμを超
えると被膜の透明性が失われる場合がある。

【００３３】このようなコロイド状金属酸化物として具
体的には、シリカ、チタニア、アンチモン、酸化スズ、
酸化タングステン等の１種又は２種以上を使用すること
ができるが、特に経済的に安価なコロイダルシリカが好
ましく用いられる。また、基材としてポリカーボネート
を使用する場合は、その屈折率に合わせるためチタニ
ア、酸化アンチモン、酸化スズ等のゾルを使用すること
が望ましく、また混晶ゾル、混合ゾル等も用いることが
できる。なお、混晶ゾルとしては、例えば酸化アンチモ
ン・シリカゾル、チタニア・シリカゾル、酸化セリウム
・チタニアゾル、酸化鉄・チタニアゾル、酸化タングス
テン・酸化スズゾル等が挙げられる。

【００３４】上記コロイド状金属酸化物の配合量は、
（Ａ）成分１００部に対してゾル固形分として３０〜１
５０部、特に５０〜１００部とすることが好ましく、３
０部に満たないと被膜の耐摩耗性が不十分となる場合が
あり、１５０部を超えると被膜が脆くなり過ぎて基材と
の密着性に乏しくなる場合がある。

【００３５】更に、本発明では、（Ｅ）成分として上記
（Ａ）、（Ｃ）成分を紫外線硬化させるため、光重合開
始剤を配合する必要がある。この光重合開始剤として具
体的には、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベ
ンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエ
ーテル、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒド
ロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキ
シ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベ
ンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベン
ゾフェノン、４−トリメチルシリルベンゾフェノン、４
−トリメチルシリル−４’−ジメチルアミノベンゾフェ
ノン、４−メトキシベンゾフェノン等が例示され、これ
らの１種を単独で又は２種以上を混合して使用すること
ができる。なお、これらの中では特に液状の化合物を用
いることが（Ａ）、（Ｂ）成分との相溶性の上で好まし
い。

【００３６】この場合、光重合開始剤の配合量は、
（Ａ）成分１００部に対して０．０１〜２０部、特に
０．１〜１０部とすることが好ましい。配合量が０．０
１部未満では増感作用に乏しく、被膜にタックが残る場
合があり、２０部を超えると被膜が軟らかくなり、かつ
コーティング液の保存安定性が悪くなってしまう場合が
ある。

【００３７】次に、（Ｆ）成分のアルミニウム化合物
は、（Ａ）及び（Ｂ）成分に残存しているシラノール基
の縮合反応を促進させ、かつ（Ｂ）成分のエポキシ基と
前記シラノール基とを反応させる作用を有するものであ
る。このアルミニウム化合物としては、上記光重合開始
剤の光増感性を阻害しないものが好ましく、特に塩化ア
ルミニウム、過塩素酸アルミニウム、アルミニウム錯化
合物、アルミニウムアルコキシド等のルイス酸が効果的
である。

【００３８】このようなアルミニウム化合物として具体
的には、下記化合物が例示され、これらの１種を単独で
又は２種以上を混合して使用することができる。

【００３９】

【化７】

【００４０】上記アルミニウム化合物の配合量は、
（Ａ）成分１００部に対して０．０１〜２部、特に０．
０５〜１部とすることが好ましく、０．０１部未満では
縮合促進作用に乏しくなる場合があり、２部を超えると
コーティング液の保存安定性が悪くなる場合がある。

【００４１】ここで、本発明においては、紫外線照射時
に発生する熱を利用して、あるいは紫外線照射の前後に
加熱を施すことで、上記アルミニウム化合物により
（Ａ）及び（Ｂ）成分に残存するシラノール基を効率的
に縮合させることができる。具体的には、紫外線照射
後、５０〜１２０℃で〜１０分間程度ポストキュアーす
ることが好ましく、これにより高硬度かつ耐摩耗性、耐
擦傷性に優れていると共に、シラノール基が被膜に残ら
ないため基材、特にポリカーボネートとの密着性、耐水
性、耐候性に優れた被膜を形成することができる。

【００４２】更に本発明コーティング剤には、上記アル
ミニウム化合物以外にシラノール基の縮合促進剤として
例えば酢酸ナトリウム、トリメチルアンモニウムヒドロ
キシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テト
ラブチルホスホニウムヒドロキシド、オクチル酸亜鉛、
ジアザビシクロウンデセン・酢酸塩、コリン・酢酸塩等
を本発明の効果を妨げない範囲で必要に応じて任意に添
加することができる。

【００４３】また、本発明においては、コーティング剤
を安定なコーティング液とするため、ポリカーボネート
等の基材を侵さない低級アルコール等の有機溶剤を添加
し、溶液とすることが好ましい。この有機溶剤として
は、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、イソブタノール、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、
ジアセトンアルコール等が挙げられ、これらの１種類を
単独で又は２種類以上を混合物として用いることができ
る。また、この有機溶剤は、製剤中の不揮発分を２〜５
０％程度に調節するように使用することが好適であり、
被膜厚に応じて任意の配合量で用いることもできる。

【００４４】なお、本発明組成物には任意成分として紫
外線硬化性を阻害しない範囲で耐候性向上剤、シリコー
ン変性ポリエーテル系レベリング剤、増粘剤、着色剤、
帯電防止剤などを単独で又は併用して添加してもよい。
また、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール等の老
化防止剤を紫外線硬化の際に妨げにならない程度に必要
に応じて任意に添加してもよい。その他、紫外線吸収
剤、安定剤を任意に添加することも有効である。

【００４５】本発明のハードコーティング剤は、上記各
成分を混合することによって調製し得るが、特に（Ａ）
成分のアクリル又はメタクリル官能性シランの加水分解
物と（Ｂ）成分のエポキシ官能性シランの加水分解物と
を別々に合成した後、それぞれにコロイド状金属酸化物
を添加して室温で１〜１０時間程度熟成させ、更にアル
ミニウム化合物を加えて混合したものを調製し、次いで
これら成分に加えてその他の成分を混合し、製造するこ
とが望ましい。

【００４６】あるいは、（Ａ）成分、（Ｃ）成分、
（Ｄ）成分、（Ｆ）成分からなる調製品に、（Ｂ）成分
と（Ｅ）成分を後添加する方法や、（Ｂ）成分、（Ｄ）
成分、（Ｆ）成分からなる調製品に（Ａ）成分、（Ｃ）
成分、（Ｅ）成分を後添加して、本発明の組成物を得る
こともできる。

【００４７】本発明のハードコーティング剤は、種々の
プラスチック材料上に塗布することができる。例えば、
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート樹脂、ジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（商品
名：ＣＲ−３９）、チオウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポ
リスチレン、ポリエチレンテレフタレート等に塗布する
ことが可能である。なお、本発明のハードコーティング
剤は、特にポリカーボネート樹脂に対する密着性が高
く、ノープライマーでハードコーティング層を接着させ
ることができることから、上記プラスチック基材の中で
もポリカーボネート樹脂が好適に使用される。

【００４８】また、これらプラスチック基材に対する塗
布方法としては、流し塗り、浸漬塗り、スプレー塗り、
スピンコート等の通常の方法を適用することができ、一
般に基材表面に通常０．５〜５μｍの厚さに塗布するこ
とが好ましい。塗布後は、塗膜を自然乾燥又は加熱して
乾燥させた後、高圧水銀灯などの光源を用いて２０〜２
００Ｗ／ｃｍ²の照射量で５〜３００秒間紫外線を照射
し、必要に応じてポストキュアー（加熱）することによ
り、接着性に優れた硬質被膜が得られる。

【００４９】このように本発明のハードコーティング剤
をプラスチック材料上に塗布して処理することにより、
密着性に優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性、耐溶剤性、耐
湿性、染色性に優れた光学物品を高い生産性で得ること
ができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の紫外線硬化性ハードコーテーン
グ剤は、紫外線照射で短時間に硬化してプラスチック基
材との密着性に優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性、耐溶剤
性、耐湿性、染色性に優れた被膜を与え、この硬化皮膜
をプラスチック製光学物品の表面に形成することにより
生産性良く工業的に有利に製造することができる。

【００５１】

【実施例】以下、製造例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。なお、各例中の部はいずれも重量
部である。

【００５２】〔製造例１〕３−アクリロキシプロピルト
リメトキシシラン３００ｇとテトラメトキシシラン１０
０ｇ及びイソブチルアルコール１５０ｇとの混合物に
０．０５Ｎ希塩酸１１６ｇを５〜１０℃で４時間かけて
滴下し、続いてメタノールシリカゾル（日産化学工業
（株）製、コナイダルシリカ、不揮発分３０％）４００
ｇを添加後、室温で３時間熟成させ、ジアセトンアルコ
ール４００ｇ、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ₃・（Ｈ
₂Ｏ）₆）１２ｇを加えて混合して濾過し、原料−１を製
造した。

【００５３】〔製造例２〕３−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン１７５ｇとテトラメトキシシラン
２５ｇ及びイソブチルアルコール７５ｇとの混合物に
０．０５Ｎ希塩酸３８ｇを５〜１０℃で４時間かけて滴
下し、続いて上記メタノールシリカゾル５００ｇを添加
後、室温で３時間熟成させ、ジアセトンアルコール２５
０ｇ、塩化アルミニウム６．０ｇを加えて混合して濾過
し、原料−２を製造した。

【００５４】〔製造例３〕塩化アルミニウムを全く添加
しない以外は製造例１と同様にして原料−３を製造し
た。

【００５５】〔製造例４〕塩化アルミニウムを全く添加
しない以外は製造例２と同様にして原料−４を製造し
た。

【００５６】〔実施例１〕上記原料−１を２５ｇ、原料
−２を２５ｇ、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト３ｇ、ペンタエリストールトリアクリレート１６ｇ、
エピコート８２７（油化シェルエポキシ（株）製、エポ
キシ樹脂）３ｇ、ダロキュアー１１７３（メルク社製、
光重合開始剤２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン含有）５ｇ及びプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル２３ｇを混合し、コーティング
剤−１を調製した。

【００５７】〔実施例２〕原料−１の配合量を３５ｇ、
原料−２の配合量を１５ｇとする以外は実施例１と同様
にしてコーティング剤−２を調製した。

【００５８】〔実施例３〕原料−１の配合量を２０ｇ、
原料−２の配合量を３０ｇとする以外は実施例１と同様
にしてコーティング剤−３を調製した。

【００５９】〔比較例１〕トリメチロールプロパントリ
アクリレート及びペンタエリストールトリアクリレート
を全く配合しない以外は実施例１と同様にしてコーティ
ング剤−４を調製した。

【００６０】〔比較例２〕原料−１の配合量を５０ｇと
し、原料−２を配合しない以外は実施例１と同様にして
コーティング剤−５を調製した。

【００６１】〔比較例３〕原料−１の代わりに原料−
３、原料−２の代わりに原料−４を配合する以外は実施
例１と同様にしてコーティング剤−６を調製した。

【００６２】上記実施例１〜３、比較例１〜３で得られ
たコーティング剤−１〜６をそれぞれポリカーボネート
平板にバーコーター（Ｎｏ．２０）で塗工し、１０分間
風乾後、８０Ｗ／ｃｍ²、２灯の高圧水銀灯で８ｃｍ離
した距離から、３０秒間紫外線を照射し、テストピース
１〜６を作製した。これらの被膜を下記方法で評価し
た。結果を表１に示す。密着性：縦横１ｍｍ間隔で１１本ずつナイフで碁盤目カ
ットを入れ、セロテープ（ニチバン社製）剥離試験を行
い、残ったマス目をカウントした。耐擦傷性：＃００００スチールウールを用いて約５００
ｇの荷重で１０回、皮膜を擦り、傷つきの状態を下記基
準で目視判定した。 ○：傷がほとんどなし △：わずかに傷がある ×：傷が多い耐摩耗性：テーバー摩耗試験（ＣＳ−１０研摩紙、５０
０ｇ、２０回）後の被膜のヘーズ（％）をヘーズメータ
ーで測定した。耐溶剤性：キシレンを含浸して脱脂綿で皮膜を１００回
ラビングし、外観状態を下記基準で目視判定した。 ○：異常なし △：わずかに皮膜の剥離あり ×：皮膜が全面剥離耐湿性：純水中に室温で１週間浸漬後の密着性をセロハ
ンテープ剥離試験で評価した。染色性：ＢＰＩグレイ（ＢＰＩ社製、分散染料３１００
０）８％水溶液を９０℃で保持し、上記テストピースを
１０分間浸漬後の光線透過率を測定した。

【００６３】表１の結果より、本発明のハードコーティ
ング剤（実施例１〜３）は、密着性、染色性、耐湿性に
優れ、かつ耐擦傷性、耐摩耗性にも優れ、特に染色後の
光線透過率が６５〜７５という良好な値であり、バラン
スのとれた特性を有する被膜を与えることがわかった。
これに対して、多官能性アクリレートを添加しない（比
較例１）と、ポリカーボネートとの密着性に乏しく、エ
ポキシ官能性シランの加水分解物を無配合の場合（比較
例２）は染色性に劣り、またアルミニウム触媒が存在し
ない（比較例３）と硬化性が悪くなることがわかった。

【００６４】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０１ 7/027 ５０２ 7/031 7/032 ５０１ 7/075 ５０１ (72)発明者梅沢敏行群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）下記一般式（Ｉ）で示されるアク
リル又はメタクリル官能性シランの加水分解物、（Ｂ）
下記一般式（ＩＩ）で示されるエポキシ官能性シランの
加水分解物、（Ｃ）下記一般式（ＩＩＩ）で示される多
官能アクリレート又はメタクリレート、（Ｄ）コロイド
状金属酸化物、（Ｅ）光重合開始剤、（Ｆ）アルミニウ
ム化合物を配合してなることを特徴とする紫外線硬化性
ハードコーティング剤。【化１】（但し、式中Ｒ¹は水素原子又はメチル基、Ｒ²は炭素数
３〜６の２価の有機基、Ｒ³，Ｒ⁴はそれぞれ置換又は非
置換の一価炭化水素基、Ｒ⁵は多価アルコール残基又は
多価アルコールと多塩基酸とのエステル残基であり、
ａ、ｂはそれぞれ０〜２の整数、ｃはＲ⁵の残基の価数
で２以上の整数である。）
【請求項２】請求項１のハードコーティング剤の硬化
皮膜が形成されたプラスチック製光学物品。