JPH0764941B2 - Transparent coated molding - Google Patents

Transparent coated molding

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JPH0764941B2
JPH0764941B2 JP62059010A JP5901087A JPH0764941B2 JP H0764941 B2 JPH0764941 B2 JP H0764941B2 JP 62059010 A JP62059010 A JP 62059010A JP 5901087 A JP5901087 A JP 5901087A JP H0764941 B2 JPH0764941 B2 JP H0764941B2
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JP
Japan
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coating
transparent
titanium oxide
transparent coated
oxide particles
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森  薫
孝 谷口
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Toray Industries Inc
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    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐スリ傷性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐薬品性、
可撓性、耐熱性、耐光性、耐候性などに優れた透明被覆
成形体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to scratch resistance, abrasion resistance, impact resistance, chemical resistance,
The present invention relates to a transparent coated molded article excellent in flexibility, heat resistance, light resistance, weather resistance and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラスチック成形体、とりわけ、ポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレートに代表される透明プラスチック
成形体は、軽量、易加工性、耐衝撃性などの長所を生か
して、無機ガラス製品の代替として広く用いられている
が、反面、硬度不充分で傷がつきやすい、溶媒に浸され
やすい、帯電してほこりを吸着する、光により劣化し着
色するなどの欠点があり、窓ガラス用シートなどに適用
するためには無機ガラスに比べ実用上不満足であった。
Plastic molded articles, especially polycarbonate and transparent plastic molded articles typified by polymethylmethacrylate, are widely used as a substitute for inorganic glass products, taking advantage of their advantages such as light weight, easy workability and impact resistance. On the other hand, it has the drawbacks of insufficient hardness and being easily scratched, being easily immersed in a solvent, being charged and absorbing dust, being deteriorated by light and being colored, and so inorganic glass for application to window glass sheets, etc. Was unsatisfactory in practice compared to.

これらの欠点を改良しようとする試みはすでに数多く提
案されている。耐すり傷性向上、耐薬品性向上の目的と
してはプラスチック基材表面にSiO2などの無機硬質物質
を真空蒸着により被覆する方法(特開昭58−204031号公
報、特開昭56−147830号公報)やプラスチック基材の表
面にポリオルガノシラン系ハードコート膜やアクリル系
ハードコート膜を設ける方法(特開昭59−155437号公
報、特開昭59−174629号公報)また、さらに耐すり傷性
を向上するために、ハードコート膜にシリカ微粒子など
の無機微粒子を添加する方法も提案されている(特開昭
59−78240号公報、特開昭59−89368号公報)。また、特
開昭56−84729号公報にはチタニアゾルを含む各種無機
酸化物を含む被覆組成物およびその反射防止膜への応用
について開示されている。
Many attempts have already been proposed to improve these drawbacks. For the purpose of improving scratch resistance and chemical resistance, a method of coating an inorganic hard substance such as SiO 2 on the surface of a plastic substrate by vacuum vapor deposition (Japanese Patent Laid-Open No. 58-204031 and Japanese Patent Laid-Open No. 56-147830). Or a method of providing a polyorganosilane-based hard coat film or an acrylic hard coat film on the surface of a plastic substrate (JP-A-59-155437 and JP-A-59-174629), and further scratch resistance. In order to improve the property, a method of adding inorganic fine particles such as silica fine particles to the hard coat film has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-242)
59-78240, JP-A-59-89368). Further, JP-A-56-84729 discloses a coating composition containing various inorganic oxides containing titania sol and its application to an antireflection film.

一方、プラスチック基材の光による劣化を防止する手段
としては、基材や、前述のハードコート膜に酸化防止剤
や紫外線吸収剤などの安定剤を添加する方法がとられて
いる。
On the other hand, as a means for preventing the deterioration of the plastic substrate due to light, a method of adding a stabilizer such as an antioxidant or an ultraviolet absorber to the substrate or the above-mentioned hard coat film is used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、前記無機硬質物質を真空蒸着により被覆する方
法は表面硬度向上には有効であるが、密着性や耐熱性に
劣る欠点がある。
However, although the method of coating the inorganic hard material by vacuum vapor deposition is effective for improving the surface hardness, it has the drawback of being inferior in adhesion and heat resistance.

また、ポリオルガノシラン系やアクリル系のハードコー
トを施す方法は、表面硬度向上、密着性、耐熱性に優れ
るものの、長時間光に暴露された場合、基材の光による
劣化を抑えることは出来ず、黄変や、クラック発生、密
着性が低下する問題がある。
Further, the method of applying a polyorganosilane-based or acrylic-based hard coat is excellent in surface hardness, adhesion, and heat resistance, but when exposed to light for a long time, deterioration of the base material due to light cannot be suppressed. However, there are problems such as yellowing, cracking, and poor adhesion.

また、従来の凝集体からなるチタニアゾルを使った被覆
物品は紫外光照射によって被膜自身が黄変するといった
問題がある。
Further, the conventional coated article using the titania sol composed of agglomerates has a problem that the coating itself turns yellow by irradiation with ultraviolet light.

また基材やハードコート膜に酸化防止剤や、紫外線吸収
剤などの安定剤を添加する方法は、耐光性は改良される
ものの、添加量には限界があり、また透明性、耐すり傷
性などの基材やハードコート膜の本来の性能の低下を起
こす欠点がある。
The method of adding a stabilizer such as an antioxidant or an ultraviolet absorber to the base material or the hard coat film improves the light resistance, but the amount added is limited, and the transparency and scratch resistance are also limited. However, there is a drawback that the original performance of the base material and the hard coat film is deteriorated.

本発明は、コーティング被膜が紫外線を吸収するため、
耐候性、耐光性に優れ、かつ強い付着性を有し、高い表
面硬度を有する透明被覆成形体を提供することを目的と
する。
The present invention, the coating film absorbs ultraviolet light,
It is an object of the present invention to provide a transparent coated molding having excellent weather resistance, light resistance, strong adhesion, and high surface hardness.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、上記目的を達成するために下記の構成を
有する。
The present inventors have the following configurations to achieve the above object.

すなわち本発明は、「透明プラスチック基体の表面に下
記AおよびB成分からなる被膜を設けたことを特徴とす
る透明被覆成形体。
That is, the present invention is a "transparent coated molded article characterized in that a coating comprising the following components A and B is provided on the surface of a transparent plastic substrate.

A.有機物含有ポリマー B.粒子の長軸の長さをLとし短軸の長さをDとしたと
き、L/Dが1〜10であり、LおよびDが4〜60mμであ
る、立方体状または直方体状である凝集体ではない酸化
チタン粒子。」に関する。
A. Organic matter-containing polymer B. Cubic shape in which L / D is 1 to 10 and L and D are 4 to 60 mμ, where L is the major axis length of the particle and D is the minor axis length. Alternatively, titanium oxide particles that are not rectangular parallelepiped aggregates. Regarding

本発明における透明プラスチック基材としては、例えば
アクリル樹脂、ポリカーボネート、ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートポリマー、アクリロニトリル
−スチレン共重合体、セルロースアセテート、ポリ塩化
ビニルエポキシ樹脂などがあるが、透明であれば特に限
定はされない。
Examples of the transparent plastic substrate in the present invention include acrylic resin, polycarbonate, diethylene glycol bisallyl carbonate polymer, acrylonitrile-styrene copolymer, cellulose acetate, polyvinyl chloride epoxy resin, etc., but are not particularly limited as long as they are transparent. .

本発明におけるB成分である酸化チタン粒子は水および
/またはアルコールなどの有機溶媒中のコロイド状分散
体として供給されるが、本発明における酸化チタン粒子
は、分散媒中に分散されている酸化チタン粒子の長軸の
長さをLとし、短軸の長さをDとしたとき、L/Dが1〜1
0、好ましくは1〜2.5であるから立方体状または直方体
状であり、60%以上の量で存在しているものが好まし
い。また、一般に長軸の長さLは約4〜60mμであり、
短軸の長さDも約4〜60mμであり、個々の酸化チタン
粒子は、凝集体ではなく、4〜60mμの大きさのアナタ
ーゼ結晶粒子が立方体状または、直方体状に成長した形
状となっているものが好ましい。
The titanium oxide particles as the component B in the present invention are supplied as a colloidal dispersion in an organic solvent such as water and / or alcohol, but the titanium oxide particles in the present invention are titanium oxide dispersed in a dispersion medium. When the length of the long axis of the particle is L and the length of the short axis is D, L / D is 1 to 1
Since it is 0, preferably 1 to 2.5, it is cubic or rectangular parallelepiped, and is preferably present in an amount of 60% or more. Also, generally, the length L of the long axis is about 4 to 60 mμ,
The length D of the short axis is also about 4 to 60 mμ, and the individual titanium oxide particles are not aggregates but have a shape in which crystal particles of anatase having a size of 4 to 60 mμ grow in a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape. Those that are present are preferable.

酸化チタン粒子の長軸の長さLおよび短軸の長さDは、
以下のようにして決定される。すなわち酸化チタン粒子
を電子顕微鏡で観察して、その最も長い長手方向長さを
Lとする。また長手方向の長さのL/2の箇所での長手方
向と直交する方向の長さを短軸の長さDとする。このよ
うなL/Dが1〜2である酸化チタン粒子は、ほぼ立方体
状または直方体状である。
The major axis length L and the minor axis length D of the titanium oxide particles are
It is determined as follows. That is, the titanium oxide particles are observed with an electron microscope, and the longest length in the longitudinal direction is L. In addition, the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction at the position of L / 2 in the longitudinal direction is defined as the length D of the minor axis. Such titanium oxide particles having an L / D of 1 to 2 are substantially cubic or rectangular parallelepiped.

本発明における酸化チタン粒子の被膜中に占める割合
は、目的性能、適用基材などによって決められるべきで
あるが、5〜75重量%の範囲で好ましく適用される。す
なわち、5重量%未満では、酸化チタン粒子の添加効果
が認められず、また、75重量%を越えた場合は、塗膜の
白化、被膜のクラック、接着性不良などの問題が発生す
る。
The proportion of titanium oxide particles in the coating film in the present invention should be determined depending on the intended performance, the substrate to which it is applied, etc., but is preferably applied in the range of 5 to 75% by weight. That is, if it is less than 5% by weight, the effect of adding titanium oxide particles is not recognized, and if it exceeds 75% by weight, problems such as whitening of the coating film, cracking of the coating film, and poor adhesion occur.

本発明におけるA成分である有機物含有ポリマとして
は、被膜の透明性を損わないものであれば何でもよい。
使用可能なポリマの例としては、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルアルコール、セルロース類、メラミン樹
脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、アクリル樹脂
などが挙げられる。
The organic substance-containing polymer which is the component A in the present invention may be any polymer as long as it does not impair the transparency of the coating film.
Examples of usable polymers include polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, celluloses, melamine resins, epoxy resins, polysiloxane resins, acrylic resins and the like.

中でも表面硬度、耐熱性、耐熱水性、耐薬品性などの点
から熱硬化性樹脂が好ましく用いられるが、とくに表面
硬度向上の点からポリシロキサン樹脂が好ましく用いら
れる。有機ポリシロキサンを形成せしめる組成物の代表
的な例を挙げると次の一般式(I)で表わされる有機ケ
イ素化合物および/またはその加水分解物が挙げられ
る。
Among them, thermosetting resins are preferably used from the viewpoints of surface hardness, heat resistance, hot water resistance, chemical resistance, etc., and polysiloxane resins are particularly preferably used from the viewpoint of improving surface hardness. Typical examples of the composition capable of forming an organopolysiloxane include the organosilicon compound represented by the following general formula (I) and / or its hydrolyzate.

RRa 1SiX3-a (I) (ここで、Rは炭素数1〜10)の有機基,R1は炭素数1
〜6の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基,Xは加水
分解性基であり、aは0または1である。) これらの有機ケイ素化合物の具体的な代表例としては、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラ
ン、メチルトリメトキシエトキシシラン、メチルトリア
セトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチル
トリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、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、フェニ
ルトリアセトキシシラン、γ−クロロプルピルトリメト
キシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、
γ−クロロプロピルトリアセトキシシラン、3,3,3−ト
リフロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリル
オキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシエトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、N−
β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、β−シアノエチルトリエトキシシラン、メチ
ルトリフェノキシシラン、クロロメチルトリメトキシシ
ラン、クロロメチルトリエトキシシラン、グリシドキシ
メチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエ
トキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシ
ラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β
−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシ
ドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリキドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキ
シブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチル
トリエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメト
キシシラン、、β−グリシドキシブチルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシ
ドキシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブ
チルトリエトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)メチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、β−(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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
エトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシ
エトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリフェノキシシラン、γ−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、γ−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリエトキ
シシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチ
ルトリメトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘ
キシル)ブチルトリエトキシシランなどのトリアルコキ
シシラン、トリアシルオキシシランまたはトリフェノキ
シシラン類またはその加水分解物およびジメチルジメト
キシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジア
セトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メチ
ルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシ
ラン、グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、グ
リシドキシメチルメチルジエトキシシラン、α−グリシ
ドキシエチルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキ
シエチルメチルジエトキシシラン、β−グリシドキシエ
チルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシエチル
メチルジエトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメ
チルジメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピルメチルジ
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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポ
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシ
エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフ
ェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジア
セトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシ
シランなどジアルコキシシラン、ジフェノキシシランま
たはジアシルオキシシラン類またはその加水分解物がそ
の例である。
RR a 1 SiX 3-a (I) (where R is a carbon number of 1 to 10) organic group, R 1 is a carbon number of 1
6 to a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, X is a hydrolyzable group, and a is 0 or 1. ) Specific examples of these organosilicon compounds include:
Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxyethoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane , Vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane,
γ-chloropropyltriacetoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyl Trimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxyethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, N-
β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, chloromethyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxy Methyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β
-Glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β -Glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ
-Glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxyethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriphenoxysilane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β-glycidoxybutyltrimethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ
-Glycidoxybutyltriethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) Methyltriethoxysilane, β- (3,4
-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl Tributoxysilane, β-
(3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxyethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriphenoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ-
Trialkoxysilanes such as (3,4-epoxycyclohexyl) propyltriethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, triacyloxy Silane or triphenoxysilane or its hydrolyzate and dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-
Chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ- Aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyl Dimethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane Silane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldibutoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxyethoxysilane, γ-glycid Xypropylmethyldiphenoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiacetoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyl dimetho Sisilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylphenyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylphenyldiethoxysilane, etc. Dialkoxysilane, diphenoxysilane or diacyloxysilanes or their hydrolysis The thing is an example.

これらの有機ケイ素化合物は1種または2種以上添加す
ることも可能である。とくに染色性付与の目的にはエポ
キシ基、グリシドキシ基を含む有機ケイ素化合物の使用
が好適である。または硬化速度、加水分解の容易さなど
の点からXとしては、C1〜C4のアルキルまたはアルコキ
シアルキルが好ましく使用される。
These organosilicon compounds may be added alone or in combination of two or more. Particularly, for the purpose of imparting dyeability, it is preferable to use an organic silicon compound containing an epoxy group or a glycidoxy group. Alternatively, from the viewpoints of curing rate, easiness of hydrolysis, etc., C 1 -C 4 alkyl or alkoxyalkyl is preferably used as X.

これらの有機ケイ素化合物はキュア温度を下げ、硬化を
より進行させるためには加水分解して使用することが好
ましい。
These organosilicon compounds are preferably used after being hydrolyzed in order to lower the curing temperature and accelerate curing.

加水分解は純水または塩酸、酢酸、あるいは硫酸などの
酸性水溶液を添加、撹拌することによって製造される。
さらに純水、あるいは酸性水溶液の添加量を調節するこ
とによって加水分解の度合をコントロールすることも容
易に可能である。加水分解に際しては、一般式(I)の
X基と等モル以上、3倍モル以下の純水または酸性水溶
液の添加が硬化促進の点で特に好ましい。
Hydrolysis is produced by adding pure water or an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid, acetic acid, or sulfuric acid and stirring.
Furthermore, the degree of hydrolysis can be easily controlled by adjusting the amount of pure water or acidic aqueous solution added. At the time of hydrolysis, it is particularly preferable to add pure water or an acidic aqueous solution that is equimolar or more and 3 times or less the molar amount of the X group of the general formula (I) from the viewpoint of promoting the curing.

加水分解に際しては、アルコール等が生成してくるの
で、無溶媒で加水分解することが可能であるが、加水分
解をさらに均一に行なう目的で有機ケイ素化合物と溶媒
を混合した後、加水分解を行なうことも可能である。ま
た目的に応じて加水分解後のアルコール等を加熱および
/または減圧下に適当量除去して使用することも可能で
あるし、その後に適当な溶媒を添加することも可能であ
る。
During the hydrolysis, alcohol or the like is generated, so it is possible to perform the hydrolysis without a solvent, but the hydrolysis is performed after mixing the organic silicon compound and the solvent for the purpose of making the hydrolysis more uniform. It is also possible. It is also possible to remove an appropriate amount of alcohol after hydrolysis under heating and / or reduced pressure for use depending on the purpose, and to add an appropriate solvent after that.

これらの溶媒としてはアルコール、エステル、エーテ
ル、ケトン、ハロゲン化炭化水素あるいはトルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素などの溶媒が挙げられる。
またはこれらの溶媒は必要に応じて2種以上の混合溶媒
として使用することも可能である。また、目的に応じて
加水分解反応を促進し、さらに予備縮合等の反応を進め
るために室温以上に加熱することも可能であるし、予備
縮合を抑えるために加水分解温度を室温以下に下げて行
なうことも可能であることは言うまでもない。
Examples of these solvents include alcohols, esters, ethers, ketones, halogenated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene.
Alternatively, these solvents can be used as a mixed solvent of two or more kinds, if necessary. Further, depending on the purpose, it is possible to accelerate the hydrolysis reaction and further heat it to room temperature or higher in order to proceed the reaction such as precondensation, or to lower the hydrolysis temperature to room temperature or lower in order to suppress precondensation. It goes without saying that it is possible to do it.

本発明は透明基材の表面に酸化チタン微粒子と、有機物
含有ポリマとを主成分といしなるコーティング組成物を
塗布し、加熱硬化せしめてなるものであるが塗布にあた
っては、清浄化、接着性向上、耐水性向上などを目的と
して基材に各種の前処理を施すことが可能である。とく
に本発明に有効な手段としては活性化ガス処理、薬品処
理などが挙げられる。
In the present invention, a coating composition comprising titanium oxide fine particles and an organic matter-containing polymer as a main component is applied to the surface of a transparent substrate and cured by heating. It is possible to subject the substrate to various pretreatments for the purpose of improving water resistance. Particularly, effective means for the present invention include activated gas treatment, chemical treatment and the like.

本発明のコーティング組成物の硬化にあたっては、硬化
促進、低温硬化などを可能とする目的で各種の硬化剤が
併用可能である。硬化剤としては各種エポキシ樹脂硬化
剤、あるいは各種有機ケイ素樹脂硬化剤などが使用され
る。
In curing the coating composition of the present invention, various curing agents can be used in combination for the purpose of accelerating curing and curing at low temperature. As the curing agent, various epoxy resin curing agents or various organic silicon resin curing agents are used.

これらの硬化剤の具体的な例としては、各種の有機酸お
よびそれらの酸無水物、窒素含有有機化合物、各種金属
錯化合物あるいは金属アルコキシド、さらにはアルカリ
金属の有機カルボン酸塩、炭酸塩などの各種塩が挙げら
れる。これらの硬化剤は2種以上混合して使用すること
も可能である。これら硬化剤の中でも本発明の目的に
は、塗料の安定性、コーティング後の被膜の着色の有無
などの点から、特に下記に示すアルミニウムキレート化
合物が有用である。
Specific examples of these curing agents include various organic acids and their acid anhydrides, nitrogen-containing organic compounds, various metal complex compounds or metal alkoxides, and organic carboxylates and carbonates of alkali metals. Various salts can be mentioned. These curing agents can be used as a mixture of two or more kinds. Among these curing agents, the aluminum chelate compounds shown below are particularly useful for the purpose of the present invention from the viewpoints of stability of the coating material and the presence or absence of coloring of the coating film after coating.

ここでいうアルミニウムキレート化合物とは、例えば、
一般式AlYnZ3-nで示されるアルミニウムキレート化合物
である。
The aluminum chelate compound here is, for example,
Aluminum chelate compound represented by the general formula AlY n Z 3-n.

ただし式中、YはOL(Lは低級アルキル基)、Zは一般
式M1COCH2COM2(M1,M2はいずれも低級アルキル基)で示
される化合物に由来する配位子および一般式M3COCH2COO
M4(M3、M4はいずれも低級アルキル基)で示される化合
物に由来する配置子から選ばれる少なくとも1つであ
り、nは0、1または2である。
However, in the formula, Y is OL (L is a lower alkyl group), Z is a ligand derived from a compound represented by the general formula M 1 COCH 2 COM 2 (M 1 and M 2 are both lower alkyl groups), and a general ligand Formula M 3 COCH 2 COO
It is at least one selected from the distributors derived from the compound represented by M 4 (M 3 and M 4 are both lower alkyl groups), and n is 0, 1 or 2.

本発明の硬化剤として特に有用な一般式AlYnZ3-nで示さ
れるアルミニウムキレート化合物としては、各種の化合
物をあげ得るが、組成物への溶解性、安定性、硬化触媒
としての効果などの観点から特に好ましいのは、アルミ
ニウムアセチルアセトネート、アルミニウムビスエチル
アセトアセテートモノアセチルアセトネート、アルミニ
ウム−ジ−n−ブトキシド−モノエチルアセトアセテー
ト、アルミニウム−ジ−iso−プロポキシド−モノメチ
ルアセトアセテートなどである。これらは2種以上を混
合して使用することも可能である。
As the aluminum chelate compound represented by the general formula AlY n Z 3-n which is particularly useful as the curing agent of the present invention, various compounds can be mentioned, but solubility in the composition, stability, effect as a curing catalyst, etc. From the viewpoint of, aluminum acetylacetonate, aluminum bisethylacetoacetate monoacetylacetonate, aluminum-di-n-butoxide-monoethylacetoacetate, aluminum-di-iso-propoxide-monomethylacetoacetate and the like are preferable. is there. It is also possible to use a mixture of two or more of these.

本発明の透明基材に塗布される前記コーティング組成物
の塗布手段としては、刷毛塗り、浸漬塗り、ロール塗
り、スプレー塗装、スピン塗装、流し塗りなどの通常行
なわれる塗装方法が容易に使用可能である。
As a method for applying the coating composition applied to the transparent substrate of the present invention, a commonly used coating method such as brush coating, dip coating, roll coating, spray coating, spin coating, or flow coating can be easily used. is there.

本発明の被膜は、前記塗布手段で塗布され硬化させるこ
とによって得られるが硬化は主として加熱処理すること
によって行なわれる。なお、加熱温度は従来のコーティ
ング組成物の場合よりもかなり広範囲で使用でき、50〜
250℃で十分に良好な結果が得られる。
The coating film of the present invention can be obtained by coating and curing with the coating means, and the curing is mainly carried out by heat treatment. In addition, the heating temperature can be used in a considerably wider range than in the case of the conventional coating composition,
Good results are obtained at 250 ° C.

本発明における被膜の膜厚はとくに限定されるものでは
ない。しかし、接着強度の保持、硬度などの点から、0.
1〜20ミクロンの間で好ましく用いられる。さらに好ま
しくは0.4〜10ミクロンである。また、被膜の塗布にあ
たって作業性、被膜厚さ調節などから各種溶剤により、
希釈して用いられるが希釈溶剤としては、水、アルコー
ル、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素などが挙
げられる。
The film thickness of the coating film in the present invention is not particularly limited. However, from the viewpoint of maintaining adhesive strength and hardness, it is 0.
It is preferably used between 1 and 20 microns. More preferably, it is 0.4 to 10 microns. In addition, when applying the coating, various solvents are used to control workability and film thickness.
The diluent solvent used after being diluted includes water, alcohol, ester, ether, halogenated hydrocarbon and the like.

本発明によって得られる被膜は300nm〜380nm付近の紫外
光に対する吸収が大きく、また被膜自身はほとんど劣化
しないことから、紫外光に弱い基材、たとえばポリカー
ボネート、ポリスチレン、ハロゲン、くに塩素、臭素、
ヨウ素などを含有するポリマーの表面硬度を高めるとと
もに耐候性までも向上させることが期待できるものであ
る。
The coating obtained by the present invention has a large absorption for ultraviolet light around 300 nm to 380 nm, and since the coating itself hardly deteriorates, it is a substrate weak against ultraviolet light, for example, polycarbonate, polystyrene, halogen, chlorine, bromine,
It is expected that the surface hardness of the polymer containing iodine and the like will be increased and the weather resistance will be improved.

従って本発明成形体は屋内用途のみならず、建設物、電
車、自動車、航空機などの窓ガラス、ショーウィンド
ー、サングラス用あるいは矯正用のメガネレンズ、自動
車などのライトカバー、ヘルメットなどの屋外用途にも
好ましく適用されるものである。
Therefore, the molded product of the present invention is not only for indoor use, but also for outdoor use such as window glasses of constructions, trains, automobiles, aircrafts, show windows, eyeglass lenses for sunglasses or straightening, light covers of automobiles, helmets, etc. Is also preferably applied.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限
定されるものではない。
Examples will be described below, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 (1) コーティング組成物の調製 (a)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン加
水分解物の調製 回転子を備えた反応器中にγ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン95.3gを仕込み、液を10℃に保ち、マ
グネチックスターラーで撹拌しなが0.01規定塩酸水溶液
21.8gを徐々に滴下する。滴下終了後冷却をやめて、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解
物を得た。
Example 1 (1) Preparation of coating composition (a) Preparation of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane hydrolyzate A reactor equipped with a rotor was charged with 95.3 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. , Keep the liquid at 10 ℃, and stir it with a magnetic stirrer.
21.8 g is gradually added dropwise. After completion of dropping, stop cooling and
A hydrolyzate of glycidoxypropyltrimethoxysilane was obtained.

(b)塗料の調製 前記シラン加水分解物に、メタノール105.5g、シリコン
系界面活性剤0.9gを添加混合し、さらに水分散コロイド
状酸化チタンゾル(アナターゼ結晶型チタニアゾル、L/
D=2 平均粒子径:約10mμ、固形分10%)337g、アル
ミニウムアセチルアセトネート7.5gを添加し、充分撹拌
した後コーティング組成物とした。
(B) Preparation of paint To the above-mentioned silane hydrolyzate, 105.5 g of methanol and 0.9 g of a silicon-based surfactant were added and mixed, and further water-dispersed colloidal titanium oxide sol (anatase crystalline titania sol, L / L
D = 2 Average particle size: about 10 mμ, solid content 10%) 337 g, and aluminum acetylacetonate 7.5 g were added and sufficiently stirred to obtain a coating composition.

(2) 被覆成形体の作製 透明基材としてポリカーボネート板を使用し、あらかじ
めプライマー処理を行なった後、前記(1)で調製した
コーティング組成物を引き上げ速度10cm/分の条件で浸
漬塗布し、次いで82℃/12分の予備硬化を行ない、さら
に120℃/2時間加熱したのち被覆成形体を得た。
(2) Preparation of Covered Molded Body A polycarbonate plate was used as a transparent base material, and after the primer treatment was performed in advance, the coating composition prepared in (1) above was dip coated at a pulling rate of 10 cm / min, and then, Pre-curing was performed at 82 ° C for 12 minutes, and after heating at 120 ° C for 2 hours, a coated molded body was obtained.

(3) 性能評価 得られた透明成形態の性能は下記の方法に従って試験を
行なった。結果を第1表に示す。
(3) Performance evaluation The performance of the obtained transparent composition was tested according to the following method. The results are shown in Table 1.

イ.密着性試験 塗膜面に1mmの基体上に達するゴバン目を塗膜の上から
鋼ナイフで100個入れて、セロハン粘着テープ(商品名
“セロハンテープ” ニチバン株式会社製品)を強く貼
りつけ、90度方向に急速にはがし、塗膜剥離の有無を調
べた。
I. Adhesion test Put 100 pieces of crevices reaching the base of 1 mm on the surface of the coating with a steel knife from the top of the coating, and firmly attach cellophane adhesive tape (product name "Cellophane tape" manufactured by Nichiban Co., Ltd.) to 90 It was peeled off rapidly in the direction of the angle, and the presence or absence of peeling of the coating film was examined.

ロ.耐すり傷性試験 #0000のスチールウールで摩擦し、傷のつきにくさを調
べる。判定は次のように行なった。
B. Scratch resistance test Rub with # 0000 steel wool to check scratch resistance. The judgment was performed as follows.

A……強く摩擦しても傷がつかない B……かなり強く摩擦すると少し傷がつく C……弱い摩擦でも傷がつく ハ.耐候性試験 促進耐候性試験機(THE Q−PANEL COMPANY 社製 商品
名 QUV)で100時間紫外線に暴露し、黄変度YI値をカラ
ーコンピュータ(スガ試験機社製)で判定した。
A: No scratches even with strong rubbing B ... Slight scratches with fairly strong rubbing C ... Scratches with weak rubbing c. Weather resistance test Exposed to ultraviolet rays for 100 hours with an accelerated weather resistance tester (trade name QUV manufactured by THE Q-PANEL COMPANY), and the yellowing YI value was determined by a color computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).

テスト前後の黄変度の差(ΔYI)を表1に示す。Table 1 shows the difference in yellowing degree (ΔYI) before and after the test.

比較例1,2 実施例1の酸化チタンを平均径が8mμのアナターゼ結晶
型チタニアの凝集体からなる水分散コロイド状酸化チタ
ンゾル(平均粒子径:約50mμ,固形分10%)(比較例
1)および水分散シリカゾル(平均粒子径:15mμ,固形
分10%)(比較例2)に変える以外はすべて実施例1と
同様にしてテストした。結果を表1に示す。
Comparative Examples 1 and 2 A water-dispersed colloidal titanium oxide sol (average particle size: about 50 mμ, solid content: 10%) made of the anatase crystalline titania aggregate having an average size of 8 mμ of the titanium oxide of Example 1 (Comparative Example 1) Also, the same tests as in Example 1 were carried out except that a water-dispersed silica sol (average particle size: 15 mμ, solid content 10%) (Comparative Example 2) was used. The results are shown in Table 1.

比較例3 実施例1で用いたポリカーボネート板を被覆せずに評価
した。結果を表1に示す。
Comparative Example 3 The polycarbonate plate used in Example 1 was evaluated without coating. The results are shown in Table 1.

〔発明の効果〕 本発明によって得られる被覆透明成形体には以下のよう
な効果がある。
[Effects of the Invention] The coated transparent molded article obtained according to the present invention has the following effects.

(1) 耐候性にすぐれている。(特にプラスチック基
材の光による黄変劣化防止に有効である) (2) 表面硬度が高い。
(1) Excellent weather resistance. (Especially effective for preventing yellowing deterioration of a plastic substrate due to light.) (2) High surface hardness.

(3) 耐薬品性にすぐれている。(3) It has excellent chemical resistance.

(4) 紫外線吸収性にすぐれている。(4) It has excellent ultraviolet absorption.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明プラスチック基体の表面に下記Aおよ
びB成分を主成分としてなる被膜を設けたことを特徴と
する透明被覆成形体。 A.有機物含有ポリマー B.粒子の長軸の長さをLとし短軸の長さをDとしたと
き、L/Dが1〜10であり、LおよびDが4〜60mμであ
る、立方体状または直方体状である凝集体ではない酸化
チタン粒子。
1. A transparent coated molded article, characterized in that a transparent plastic substrate is provided on its surface with a coating containing the following components A and B as main components. A. Organic matter-containing polymer B. Cubic shape in which L / D is 1 to 10 and L and D are 4 to 60 mμ, where L is the major axis length of the particle and D is the minor axis length. Alternatively, titanium oxide particles that are not rectangular parallelepiped aggregates.
【請求項2】酸化チタン粒子が、アナターゼ結晶粒子で
あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
透明被覆成形体。
2. The transparent coated molding according to claim 1, wherein the titanium oxide particles are anatase crystal particles.
【請求項3】有機物含有ポリマーが、熱硬化性樹脂であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の透
明被覆成形体。
3. The transparent coated molded article according to claim 1, wherein the organic substance-containing polymer is a thermosetting resin.
【請求項4】熱硬化性樹脂が、下記一般式(I)で表わ
される有機ケイ素化合物から得られる重合体であること
を特徴とする特許請求の範囲第(3)項記載の透明被覆
成形体。 RR1 aSiX3-a (I) (ここで、Rは炭素数1〜10の有機基、R1は炭素数1〜
6の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基、Xは加水
分解性基であり、aは0または1である。)
4. The transparent coated molding according to claim 3, wherein the thermosetting resin is a polymer obtained from an organosilicon compound represented by the following general formula (I). . RR 1 a SiX 3-a (I) (where R is an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 1 is 1 to 1 carbon atoms)
6 is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, X is a hydrolyzable group, and a is 0 or 1. )
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