JPH11246818A - プラスチック体のためのバリヤー皮膜組成物 - Google Patents
プラスチック体のためのバリヤー皮膜組成物Info
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- C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硫化またはフッ素化の形で処理することを必
要とせず、従来のコーティング技術のようにコーティン
グの過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用するこ
とのないプラスチック体のためのバリヤー皮膜組成物を
提供する。 【解決手段】 以下の成分(a)エポキシド含有又はハ
ロゲン及びエポキシド含有金属酸化物ゾルが35〜75
重量%と、(b)以下の一般的な構造式 【化1】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が20〜
60重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が0.5〜5重量%とを実質的に含んでいることを
特徴とする。
要とせず、従来のコーティング技術のようにコーティン
グの過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用するこ
とのないプラスチック体のためのバリヤー皮膜組成物を
提供する。 【解決手段】 以下の成分(a)エポキシド含有又はハ
ロゲン及びエポキシド含有金属酸化物ゾルが35〜75
重量%と、(b)以下の一般的な構造式 【化1】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が20〜
60重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が0.5〜5重量%とを実質的に含んでいることを
特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック体の
ためのバリヤー皮膜組成物に関し、特に、好ましくはポ
リオレフィンからなる中空のプラスチック体に関する。
上記組成物は、揮発性有機炭化水素、例えばガソリン、
芳香族化合物または鉱物油の漏れに対して、改善された
バリヤー効果を示している。
ためのバリヤー皮膜組成物に関し、特に、好ましくはポ
リオレフィンからなる中空のプラスチック体に関する。
上記組成物は、揮発性有機炭化水素、例えばガソリン、
芳香族化合物または鉱物油の漏れに対して、改善された
バリヤー効果を示している。
【0002】
【従来の技術】今日、中空のプラスチック体は、固体や
液体の有機物質のための包装材料として広く使われてい
る。上記プラスチック体は、耐薬品性、優れた力学特性
および軽量であるといった点で優れている。さらなる利
点として、上記プラスチック体は、多数の異なった型に
簡単に成形でき、特にその中でも、高密度ポリオレフィ
ン(HDPE)は経済的な理由のために優位を占めてい
る。しかし、この様な容器は、例えば自動車の燃料タン
クとして使用される場合、ポリエチレンが力学特性に関
しての必要条件を満たしているものの、燃料中の芳香族
化合物に対してある程度の漏れを示すという問題があ
る。この問題を克服するために、以下の様ないくつかの
提案がなされている。 (a)共押出し(co-extrusion)によるラミネート構造
の生成(例えばポリアミド、EVOH等)。 (b)例えばフッ素化、硫化等による表面変性。 (c)ワニス処理(varnishing)によるバリヤー皮膜での
コーティング。
液体の有機物質のための包装材料として広く使われてい
る。上記プラスチック体は、耐薬品性、優れた力学特性
および軽量であるといった点で優れている。さらなる利
点として、上記プラスチック体は、多数の異なった型に
簡単に成形でき、特にその中でも、高密度ポリオレフィ
ン(HDPE)は経済的な理由のために優位を占めてい
る。しかし、この様な容器は、例えば自動車の燃料タン
クとして使用される場合、ポリエチレンが力学特性に関
しての必要条件を満たしているものの、燃料中の芳香族
化合物に対してある程度の漏れを示すという問題があ
る。この問題を克服するために、以下の様ないくつかの
提案がなされている。 (a)共押出し(co-extrusion)によるラミネート構造
の生成(例えばポリアミド、EVOH等)。 (b)例えばフッ素化、硫化等による表面変性。 (c)ワニス処理(varnishing)によるバリヤー皮膜での
コーティング。
【0003】ラミネート構造をもつブロー型(blow-moul
ded)中空体の大量製造は、製造技術に関して、むしろコ
スト的に高くつき(cost-intensive)、問題がある。そし
てこのような容器は、しばしば燃料タンクとしての試験
で必要条件を満たせずに失敗に終わっている。したがっ
て、表面変性の手段によって透過を減少させる方法が、
実際には広く実施されている。この様な方法の例とし
て、硫化(DE 1,953,321、米国特許第3,740,258号)、
フッ素化(Gas Aktuell 1993, 45, 第9頁、Plast.Eng.
1978, 34, 第4頁、特開昭61-230919号)、及びプラズマ
ポリマー化の実施(DE 4,318,086、EP 302,457、EP 73
9,655)がある。しかし、これらの方法は、高い有毒性
および化学的な攻撃性を有する気体を使用するため、材
料や安全技術に関して多大な努力を要求するものであ
る。
ded)中空体の大量製造は、製造技術に関して、むしろコ
スト的に高くつき(cost-intensive)、問題がある。そし
てこのような容器は、しばしば燃料タンクとしての試験
で必要条件を満たせずに失敗に終わっている。したがっ
て、表面変性の手段によって透過を減少させる方法が、
実際には広く実施されている。この様な方法の例とし
て、硫化(DE 1,953,321、米国特許第3,740,258号)、
フッ素化(Gas Aktuell 1993, 45, 第9頁、Plast.Eng.
1978, 34, 第4頁、特開昭61-230919号)、及びプラズマ
ポリマー化の実施(DE 4,318,086、EP 302,457、EP 73
9,655)がある。しかし、これらの方法は、高い有毒性
および化学的な攻撃性を有する気体を使用するため、材
料や安全技術に関して多大な努力を要求するものであ
る。
【0004】プラズマ中でケイ素有機化合物(silicon-
organic compounds)を分解することによって、バリヤ
ー効果を持つSiOx皮膜が堆積することがよく知られ
ている(Vak. Prax. 1991, 3, 第27頁)。さらに、特許
文献EP558,886と551,819は、プラズマ
処理に続いてスチームセットジイソシアナート(moistu
re-setting diisocyanate)で、中空体の内側表面を処
理することを提案している。この方法は、有毒性の高い
化合物を使用することが必要である点で問題があり、ま
た、製造技術に関して実施することが困難である。
organic compounds)を分解することによって、バリヤ
ー効果を持つSiOx皮膜が堆積することがよく知られ
ている(Vak. Prax. 1991, 3, 第27頁)。さらに、特許
文献EP558,886と551,819は、プラズマ
処理に続いてスチームセットジイソシアナート(moistu
re-setting diisocyanate)で、中空体の内側表面を処
理することを提案している。この方法は、有毒性の高い
化合物を使用することが必要である点で問題があり、ま
た、製造技術に関して実施することが困難である。
【0005】透過を抑制するため、ワニス処理により皮
膜でコーティングすることもよく知られている。この様
にして、可塑化(plastifying)ポリウレタンと組み合わ
せて(DE 3,447,022)、または、バインダー(binder)とし
て尿素又はメラミン・ホルムアルデヒド樹脂を使用し、
硫化反応と組み合わせて(GB2,069,870)、ポリエポキシ
ドをワニスバインダーとして使用することが提案されて
いる。しかし、上記の方法では、透過を防ぐ効果が不十
分である。
膜でコーティングすることもよく知られている。この様
にして、可塑化(plastifying)ポリウレタンと組み合わ
せて(DE 3,447,022)、または、バインダー(binder)とし
て尿素又はメラミン・ホルムアルデヒド樹脂を使用し、
硫化反応と組み合わせて(GB2,069,870)、ポリエポキシ
ドをワニスバインダーとして使用することが提案されて
いる。しかし、上記の方法では、透過を防ぐ効果が不十
分である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、硫化またはフッ素化の形で処理することを必要
とせず、従来のコーティング技術のようにコーティング
の過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用すること
なく、プラスチック体のための新規なバリヤー皮膜を開
発することである。
目的は、硫化またはフッ素化の形で処理することを必要
とせず、従来のコーティング技術のようにコーティング
の過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用すること
なく、プラスチック体のための新規なバリヤー皮膜を開
発することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、以下の成分 (a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含有
金属酸化物ゾルが35〜75重量%と、(b)以下の一
般的な構造式
に、本発明は、以下の成分 (a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含有
金属酸化物ゾルが35〜75重量%と、(b)以下の一
般的な構造式
【化4】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル(hemi ester)共重合
体、又はフッ素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド(hem
i amide)共重合体が20〜60重量%と、(c)1以上
の第三級アミンを基にした触媒が0.5〜5重量%とを
実質的に含んでいることを特徴とするバリヤー皮膜組成
物を提供するものである。
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル(hemi ester)共重合
体、又はフッ素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド(hem
i amide)共重合体が20〜60重量%と、(c)1以上
の第三級アミンを基にした触媒が0.5〜5重量%とを
実質的に含んでいることを特徴とするバリヤー皮膜組成
物を提供するものである。
【0008】本発明によるバリヤー皮膜組成物のさらな
る好適な実施例は、以下の成分 (a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含有
金属酸化物ゾルが45〜65%重量と、(b)以下の一
般的な構造式
る好適な実施例は、以下の成分 (a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含有
金属酸化物ゾルが45〜65%重量と、(b)以下の一
般的な構造式
【化5】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が30〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が1〜5重量%とを実質的に含んでいること、また
は(a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含
有金属酸化物ゾルが45〜55重量%と、(b)以下の
一般的な構造式
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が30〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が1〜5重量%とを実質的に含んでいること、また
は(a)エポキシド含有又はハロゲン及びエポキシド含
有金属酸化物ゾルが45〜55重量%と、(b)以下の
一般的な構造式
【化6】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が40〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が3〜5重量%とを含んでいることを特徴とするバ
リヤー皮膜組成物である。
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が40〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が3〜5重量%とを含んでいることを特徴とするバ
リヤー皮膜組成物である。
【0009】本発明によって提供されるバリヤー皮膜組
成物は、特にポリオレフィン、例えばポリエチレンから
作られた中空体に適している。例えば、バリヤー皮膜組
成物は、ワニス処理によって塗布されても良く、そし
て、例えば燃料からの芳香族化合物の漏れを抑制する点
で特に効果的である。プラスチックの中空体、好ましく
はポリエチレン又はポリプロピレン等といったポリオレ
フィンでできたものに特に適している。さらにコーティ
ングされてもよいプラスチック材料の例として、PET
(ポリエチレンテレフタレート)及びPVC(ポリ塩化
ビニル)がある。
成物は、特にポリオレフィン、例えばポリエチレンから
作られた中空体に適している。例えば、バリヤー皮膜組
成物は、ワニス処理によって塗布されても良く、そし
て、例えば燃料からの芳香族化合物の漏れを抑制する点
で特に効果的である。プラスチックの中空体、好ましく
はポリエチレン又はポリプロピレン等といったポリオレ
フィンでできたものに特に適している。さらにコーティ
ングされてもよいプラスチック材料の例として、PET
(ポリエチレンテレフタレート)及びPVC(ポリ塩化
ビニル)がある。
【0010】ブロッキング皮膜組成物として言及されて
も良い本発明によるバリヤー皮膜組成物は、ポリオレフ
ィン体、特にポリオレフィン中空体にとって、それが適
用される少なくとも一つの表面に対して好適に有用であ
る。しかし、本発明によれば、他の分野での使用も含ま
れる。これらは、例えば、溶媒に敏感な(solvent-sens
itive)ワニス皮膜に対してバリヤー皮膜を塗布するこ
とを含んでいる。もちろん、本発明のバリヤー皮膜組成
物を塗布するためのコーティング溶液に含まれる溶媒
は、ワニス皮膜を攻撃しないように選択されるだろう。
も良い本発明によるバリヤー皮膜組成物は、ポリオレフ
ィン体、特にポリオレフィン中空体にとって、それが適
用される少なくとも一つの表面に対して好適に有用であ
る。しかし、本発明によれば、他の分野での使用も含ま
れる。これらは、例えば、溶媒に敏感な(solvent-sens
itive)ワニス皮膜に対してバリヤー皮膜を塗布するこ
とを含んでいる。もちろん、本発明のバリヤー皮膜組成
物を塗布するためのコーティング溶液に含まれる溶媒
は、ワニス皮膜を攻撃しないように選択されるだろう。
【0011】本発明のバリヤー皮膜組成物のさらなる利
点は、ポリオレフィン等に対する付着(adhesion)に優
れていることと、透過を効果的に低減することである。
ブロッキング皮膜は、ポリオレフィン中空体の少なくと
も一つの表面に適用される。ポリオレフィンとしては、
ポリエチレンが好適である。このブロッキング皮膜は、
有機物質の透過を低減する。有機溶媒を例に挙げると、
ガソリンや鉱物油のような揮発性の炭化水素や芳香族化
合物の透過を低減する。さらに、殺虫剤、化粧品といっ
た物質類、そして特に拡散を抑えるべき液体類の透過を
低減する。本発明の好適な実施の形態において、バリヤ
ー皮膜組成物は、自動車用燃料タンクに適用される。
点は、ポリオレフィン等に対する付着(adhesion)に優
れていることと、透過を効果的に低減することである。
ブロッキング皮膜は、ポリオレフィン中空体の少なくと
も一つの表面に適用される。ポリオレフィンとしては、
ポリエチレンが好適である。このブロッキング皮膜は、
有機物質の透過を低減する。有機溶媒を例に挙げると、
ガソリンや鉱物油のような揮発性の炭化水素や芳香族化
合物の透過を低減する。さらに、殺虫剤、化粧品といっ
た物質類、そして特に拡散を抑えるべき液体類の透過を
低減する。本発明の好適な実施の形態において、バリヤ
ー皮膜組成物は、自動車用燃料タンクに適用される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態におい
て、ブロッキング皮膜組成物は、ブロッキング皮膜とし
ての組成物の機能に影響を及ぼさない又はわずかにしか
及ぼさない添加剤を、組成物全体に対し、付加的に0.
1〜25重量%含んでいる。本発明の好適な実施の形態
において、添加剤は、それぞれ組成物全体に対し、0.
1〜1重量%、3〜20重量%、または5〜15重量%
の割合で存在する。好適には、添加剤は、染料または染
料色素である。本発明によれば、また、本発明の組成物
のブロッキング皮膜機能に影響を及ぼさない又はあまり
重要でない影響しか及ぼさない限りにおいて、充填剤が
使われても良い。
て、ブロッキング皮膜組成物は、ブロッキング皮膜とし
ての組成物の機能に影響を及ぼさない又はわずかにしか
及ぼさない添加剤を、組成物全体に対し、付加的に0.
1〜25重量%含んでいる。本発明の好適な実施の形態
において、添加剤は、それぞれ組成物全体に対し、0.
1〜1重量%、3〜20重量%、または5〜15重量%
の割合で存在する。好適には、添加剤は、染料または染
料色素である。本発明によれば、また、本発明の組成物
のブロッキング皮膜機能に影響を及ぼさない又はあまり
重要でない影響しか及ぼさない限りにおいて、充填剤が
使われても良い。
【0013】本発明による金属酸化物ゾルは、溶媒及び
触媒の存在下で、金属アルコキシド化合物、好適にはケ
イ素のそのような化合物を加水分解及び濃縮することに
より、ゾル/ゲル技術を用いたよく知られた方法で調整
されても良い(R. Reisfeld,C.K. Jorgensen, "Chemist
ry, Spectroscopy, and Application of Sol/Gel Glass
es, Structure and Bonding 77, Springer Verlag 1996
を参照)。本発明による金属酸化物ゾルの調整の例
は、水/溶媒混合物中でグリシジルシランを酸加水分解
(acid hydrolysis)したものである。好ましくは、アセ
トンと水との混合物が加水分解のために溶媒として使わ
れる。
触媒の存在下で、金属アルコキシド化合物、好適にはケ
イ素のそのような化合物を加水分解及び濃縮することに
より、ゾル/ゲル技術を用いたよく知られた方法で調整
されても良い(R. Reisfeld,C.K. Jorgensen, "Chemist
ry, Spectroscopy, and Application of Sol/Gel Glass
es, Structure and Bonding 77, Springer Verlag 1996
を参照)。本発明による金属酸化物ゾルの調整の例
は、水/溶媒混合物中でグリシジルシランを酸加水分解
(acid hydrolysis)したものである。好ましくは、アセ
トンと水との混合物が加水分解のために溶媒として使わ
れる。
【0014】エポキシド含有又はハロゲン含有シリコン
化合物の例として、グリシジルオキシプロピルトリメト
キシシラン、グリシジルオキシプロピルトリエトキシシ
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、クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシランがあ
る。
化合物の例として、グリシジルオキシプロピルトリメト
キシシラン、グリシジルオキシプロピルトリエトキシシ
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、クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシランがあ
る。
【0015】加えて、シリコンの他にも金属酸化物は、
アルミニウム、チタン、又はジルコニウムを酸化物とし
て含んでも良い。好ましい金属酸化物ゾルの例は、以下
の組成のアルコキシド化合物の出発混合物である。テト
ラエトキシシラン75重量%とグリシジルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン25重量%、テトラエトキシシラ
ン50重量%とグリシジルオキシプロピルトリメトキシ
シラン25重量%と2−エチルヘキシルチタネイト25
重量%、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン
75重量%とクロロプロピルトリメトキシシラン25重
量%、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン9
5重量%とトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラ
ン5重量%。
アルミニウム、チタン、又はジルコニウムを酸化物とし
て含んでも良い。好ましい金属酸化物ゾルの例は、以下
の組成のアルコキシド化合物の出発混合物である。テト
ラエトキシシラン75重量%とグリシジルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン25重量%、テトラエトキシシラ
ン50重量%とグリシジルオキシプロピルトリメトキシ
シラン25重量%と2−エチルヘキシルチタネイト25
重量%、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン
75重量%とクロロプロピルトリメトキシシラン25重
量%、グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン9
5重量%とトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラ
ン5重量%。
【0016】これら金属酸化物ゾルの調製は、好ましく
は、触媒として鉱物酸(mineral acids)の存在下で、ア
セトン、ジオキサン、メチルエチルケトン、又はテトラ
ヒドロフラン中で実施される。本発明によって使われる
フルオロ基(fluoro)又はチオ基(sulfo)を含むマレ
イン酸ヘミエステル共重合体、またはフルオロ基又はチ
オ基を含むマレイン酸ヘミアミド共重合体は、フッ素含
有又は硫黄含有のアルコール又はアミンで、無水マレイ
ン酸共重合体をポリマー化類似反応(polymer analogou
s reaction)によって好適に調製することができる。
は、触媒として鉱物酸(mineral acids)の存在下で、ア
セトン、ジオキサン、メチルエチルケトン、又はテトラ
ヒドロフラン中で実施される。本発明によって使われる
フルオロ基(fluoro)又はチオ基(sulfo)を含むマレ
イン酸ヘミエステル共重合体、またはフルオロ基又はチ
オ基を含むマレイン酸ヘミアミド共重合体は、フッ素含
有又は硫黄含有のアルコール又はアミンで、無水マレイ
ン酸共重合体をポリマー化類似反応(polymer analogou
s reaction)によって好適に調製することができる。
【化7】 好ましくは、この反応は、50℃でアセトン又はメチル
エチルケトン中で実施される。フッ素又は硫黄含有化合
物の例として、次の構造式をもつ化合物である。
エチルケトン中で実施される。フッ素又は硫黄含有化合
物の例として、次の構造式をもつ化合物である。
【化8】
【0017】ビニルモノマーとして、共重合体は、スチ
レン、α−メチルスチレン、メチルビニルエステル、酢
酸ビニル、又はアクリルエステルを含んでも良い。ポリ
マーの分子量は、特に重要ではないが、5,000〜3
50,000Dが好ましい。組成物のための触媒とし
て、第三アミンが使用されても良い。好ましくは、トリ
エチルアミン、ジメチルベンジルアミン、又は1−メチ
ルイミダゾールが使用される。コーティングのための溶
媒として、好ましくは、アセトン又はメチルエチルケト
ンのようなケトンが使用される。加えてまた、固体化し
た皮膜の表面品質を改善するために高沸点ワニス溶媒が
使用されても良く、この場合、スプレーワニス処理をす
る場合に特に利点がある。そのような溶媒の例は、プロ
ピレングリコールメチルエーテル、エチルグリコール、
トルエン、キシレン、酢酸ブチルがある。
レン、α−メチルスチレン、メチルビニルエステル、酢
酸ビニル、又はアクリルエステルを含んでも良い。ポリ
マーの分子量は、特に重要ではないが、5,000〜3
50,000Dが好ましい。組成物のための触媒とし
て、第三アミンが使用されても良い。好ましくは、トリ
エチルアミン、ジメチルベンジルアミン、又は1−メチ
ルイミダゾールが使用される。コーティングのための溶
媒として、好ましくは、アセトン又はメチルエチルケト
ンのようなケトンが使用される。加えてまた、固体化し
た皮膜の表面品質を改善するために高沸点ワニス溶媒が
使用されても良く、この場合、スプレーワニス処理をす
る場合に特に利点がある。そのような溶媒の例は、プロ
ピレングリコールメチルエーテル、エチルグリコール、
トルエン、キシレン、酢酸ブチルがある。
【0018】バリヤー皮膜は、プラスチック中空体の外
側表面、内側表面、又はその両方の表面に適用されても
良い。コーティングは、スプレー又は浸漬ワニス処理に
よる、または、好ましくは4〜20μmの厚さを持つ皮
膜が用いられ、スプレーキャスト法(spray-cast)によ
って溶着されるプラスチック中空体に応用することによ
る従来技術で塗布されも良い。コーティングする前に、
付着を改善するための従来の方法において、表面処理を
施すことが有利である。この目的のための特に適した方
法として、火炎処理または、例えば酸素プラズマ又はヘ
リウム、アルゴン等の不活性ガスプラズマ等のようなプ
ラズマ処理がある。この処理は、コーティングの付着を
改善すると共に、任意のさらなる表面処理を簡単にす
る。
側表面、内側表面、又はその両方の表面に適用されても
良い。コーティングは、スプレー又は浸漬ワニス処理に
よる、または、好ましくは4〜20μmの厚さを持つ皮
膜が用いられ、スプレーキャスト法(spray-cast)によ
って溶着されるプラスチック中空体に応用することによ
る従来技術で塗布されも良い。コーティングする前に、
付着を改善するための従来の方法において、表面処理を
施すことが有利である。この目的のための特に適した方
法として、火炎処理または、例えば酸素プラズマ又はヘ
リウム、アルゴン等の不活性ガスプラズマ等のようなプ
ラズマ処理がある。この処理は、コーティングの付着を
改善すると共に、任意のさらなる表面処理を簡単にす
る。
【0019】本発明によるバリヤー皮膜は、プラスチッ
クに良く付着する点で優れており、そして、炭化水素が
容器壁を透過するのを防ぐ点で効果的である。さらなる
利点は、ワニス成分の有毒性が低く、バリヤー皮膜の応
用が安全技術及び材料技術に関してコスト負担の大きい
努力を要求しないことである。本発明のバリヤー皮膜が
適用されている中空体は、有機物質、特に燃料、鉱物
油、または殺虫剤、または化粧品のための貯蔵容器とし
て有益である。一般的に、本発明によって提供されたバ
リヤー皮膜は、好ましくは、拡散作用を改善する又は少
なくとも著しく減少させる必要がある液体の貯蔵に使用
される中空体をコーティングするのに有益である。した
がって、優れたバリヤー効果は、例えば、自動車の燃料
タンク又はオイルタンク等のコーティングに役立つもの
である。次に、本発明の実施例および比較例に関して詳
細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に限
定されるものではない。
クに良く付着する点で優れており、そして、炭化水素が
容器壁を透過するのを防ぐ点で効果的である。さらなる
利点は、ワニス成分の有毒性が低く、バリヤー皮膜の応
用が安全技術及び材料技術に関してコスト負担の大きい
努力を要求しないことである。本発明のバリヤー皮膜が
適用されている中空体は、有機物質、特に燃料、鉱物
油、または殺虫剤、または化粧品のための貯蔵容器とし
て有益である。一般的に、本発明によって提供されたバ
リヤー皮膜は、好ましくは、拡散作用を改善する又は少
なくとも著しく減少させる必要がある液体の貯蔵に使用
される中空体をコーティングするのに有益である。した
がって、優れたバリヤー効果は、例えば、自動車の燃料
タンク又はオイルタンク等のコーティングに役立つもの
である。次に、本発明の実施例および比較例に関して詳
細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に限
定されるものではない。
【0020】
【実施例】実施例1 エポキシド含有金属酸化物ゾル(ゾル1)の調製。スタ
ーラーを有する2リットルの3つ口フラスコ容器に、ア
セトンを1000ml入れ、次に0.1NのHClを2
50ml加えた。この溶液に、30分間かけて、グリシ
ジルオキシプロピルトリメトキシシラン250mlを滴
下して加えた。攪拌を室温で8時間続けた。使用に先立
ち濾過することによって、透明な溶液が得られた。実施例2 塩素及びエポキシド含有金属酸化物ゾル(ゾル2)の調
製。実施例1と同様に、フラスコにアセトンを1000
ml入れ、次に0.1NのHClを250ml加えた。
そして、この溶液に、グリシジルオキシプロピルトリメ
トキシシラン160mlと3−クロロプロピルトリメト
キシシラン90mlとの混合物を攪拌しながら滴下して
加えた。実施例3 フッ素及びエポキシド含有金属酸化物ゾル(ゾル3)の
調製。実施例1と同様に、フラスコにアセトンを100
0ml入れ、次に0.1NのHClを250ml加え
た。そして、この溶液に、トリデカフルオロオクチルト
リメトキシシラン12.5mlとグリシジルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン237.5mlとの混合物を加
えた。
ーラーを有する2リットルの3つ口フラスコ容器に、ア
セトンを1000ml入れ、次に0.1NのHClを2
50ml加えた。この溶液に、30分間かけて、グリシ
ジルオキシプロピルトリメトキシシラン250mlを滴
下して加えた。攪拌を室温で8時間続けた。使用に先立
ち濾過することによって、透明な溶液が得られた。実施例2 塩素及びエポキシド含有金属酸化物ゾル(ゾル2)の調
製。実施例1と同様に、フラスコにアセトンを1000
ml入れ、次に0.1NのHClを250ml加えた。
そして、この溶液に、グリシジルオキシプロピルトリメ
トキシシラン160mlと3−クロロプロピルトリメト
キシシラン90mlとの混合物を攪拌しながら滴下して
加えた。実施例3 フッ素及びエポキシド含有金属酸化物ゾル(ゾル3)の
調製。実施例1と同様に、フラスコにアセトンを100
0ml入れ、次に0.1NのHClを250ml加え
た。そして、この溶液に、トリデカフルオロオクチルト
リメトキシシラン12.5mlとグリシジルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン237.5mlとの混合物を加
えた。
【0021】実施例4 硫黄含有マレイン酸ヘミエステルスチレン共重合体(ポ
リマー1)の調製。スターラーと内部温度計が設置され
た加温式の2リットルの反応容器に、アセトンを900
g入れ、次に無水マレイン酸スチレン共重合体を100
g(130,000D分子量)加えた。この混合物を5
0℃に加温し、ポリマーが溶解するまで攪拌した。その
後、ヒドロキシプロパンスルフォン酸を65g滴下して
加えた。さらに、この混合物を50℃で24時間攪拌し
た。実施例5 フッ素含有マレイン酸ヘミエステルスチレン共重合体
(ポリマー2)の調製。実施例4と同様にして、フルオ
ロエタノールを30gでポリマー溶液と反応させた。
リマー1)の調製。スターラーと内部温度計が設置され
た加温式の2リットルの反応容器に、アセトンを900
g入れ、次に無水マレイン酸スチレン共重合体を100
g(130,000D分子量)加えた。この混合物を5
0℃に加温し、ポリマーが溶解するまで攪拌した。その
後、ヒドロキシプロパンスルフォン酸を65g滴下して
加えた。さらに、この混合物を50℃で24時間攪拌し
た。実施例5 フッ素含有マレイン酸ヘミエステルスチレン共重合体
(ポリマー2)の調製。実施例4と同様にして、フルオ
ロエタノールを30gでポリマー溶液と反応させた。
【0022】実施例6(比較例) 壁の厚さが0.5mmある0.5リットルのポリエチレ
ン・ボトル(HDPE、登録商標Lupolen426
1)を火炎処理し、さらに、メチルエチルケトン500
mlと、ビスフェノールAジグリシジルエーテル40g
と、イソホロンジアミン9.6gとからなるコーティン
グ溶液で浸漬ワニス処理(dip varnish)をした。30分
間大気乾燥させ、次に、85℃で45分間の後乾燥をさ
せることによって、4.1μmの厚さの皮膜を得ること
ができた。そして、コーティングされたボトルに、プレ
ミアム燃料(無鉛)を250ml入れ、アルミニウムの
キャップで蓋をした。ガソリンが容器壁を透過すること
によるロスは、貯蔵温度25℃で1ヶ月間保存した後、
重量を測定することで判明した。比較する目的のため
に、コーティングされていないボトルも同様に保存し測
定した。バリヤー皮膜の効果として、ブロッキング値
(bv、単位:%)は、次式から導き出した。 bv(%)=100−C1/C2×100 C1=コーティングされたボトルの重量ロス C2=コーティングされていないボトルの重量ロス 42%のブロッキング値を得ることができた。また、従
来の方法によってフッ素化されたボトルは、92%のブ
ロッキング値を得ることができた。
ン・ボトル(HDPE、登録商標Lupolen426
1)を火炎処理し、さらに、メチルエチルケトン500
mlと、ビスフェノールAジグリシジルエーテル40g
と、イソホロンジアミン9.6gとからなるコーティン
グ溶液で浸漬ワニス処理(dip varnish)をした。30分
間大気乾燥させ、次に、85℃で45分間の後乾燥をさ
せることによって、4.1μmの厚さの皮膜を得ること
ができた。そして、コーティングされたボトルに、プレ
ミアム燃料(無鉛)を250ml入れ、アルミニウムの
キャップで蓋をした。ガソリンが容器壁を透過すること
によるロスは、貯蔵温度25℃で1ヶ月間保存した後、
重量を測定することで判明した。比較する目的のため
に、コーティングされていないボトルも同様に保存し測
定した。バリヤー皮膜の効果として、ブロッキング値
(bv、単位:%)は、次式から導き出した。 bv(%)=100−C1/C2×100 C1=コーティングされたボトルの重量ロス C2=コーティングされていないボトルの重量ロス 42%のブロッキング値を得ることができた。また、従
来の方法によってフッ素化されたボトルは、92%のブ
ロッキング値を得ることができた。
【0023】実施例7 実施例6と同様に、アセトンが200mlと、メチルエ
チルケトンが200mlと、金属酸化物ゾル1が500
mlと、ポリマー溶液1が301gと、トリエチルアミ
ンが2.4gとからなる溶液組成を用いてコーティング
を行った。97%のブロッキング値を得ることができ
た。実施例8 実施例6と同様に、アセトンが100mlと、メチルエ
チルケトンが100mlと、金属酸化物ゾル2が500
mlと、ポリマー溶液1が258gと、トリエチルアミ
ンが2.4gとからなる溶液組成を用いて、酸素プラズ
マで処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、コー
ティングを行った。97%のブロッキング値を得ること
ができた。
チルケトンが200mlと、金属酸化物ゾル1が500
mlと、ポリマー溶液1が301gと、トリエチルアミ
ンが2.4gとからなる溶液組成を用いてコーティング
を行った。97%のブロッキング値を得ることができ
た。実施例8 実施例6と同様に、アセトンが100mlと、メチルエ
チルケトンが100mlと、金属酸化物ゾル2が500
mlと、ポリマー溶液1が258gと、トリエチルアミ
ンが2.4gとからなる溶液組成を用いて、酸素プラズ
マで処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、コー
ティングを行った。97%のブロッキング値を得ること
ができた。
【0024】実施例9 実施例6と同様に、アセトンが120mlと、メチルエ
チルケトンが80mlと、金属酸化物ゾル3が500m
lと、ポリマー溶液1が240gと、トリエチルアミン
が2.0gとからなる溶液組成を用いて、酸素プラズマ
で処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、コーテ
ィングを行った。98%のブロッキング値を得ることが
できた。実施例10 実施例6と同様に、アセトンが120mlと、メチルエ
チルケトンが50mlと、金属酸化物ゾル1が500m
lと、ポリマー溶液2が254gと、ジメチルベンジル
アミンが2.5gとからなる溶液組成を用いて、酸素プ
ラズマで処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、
コーティングを行った。98%のブロッキング値を得る
ことができた。
チルケトンが80mlと、金属酸化物ゾル3が500m
lと、ポリマー溶液1が240gと、トリエチルアミン
が2.0gとからなる溶液組成を用いて、酸素プラズマ
で処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、コーテ
ィングを行った。98%のブロッキング値を得ることが
できた。実施例10 実施例6と同様に、アセトンが120mlと、メチルエ
チルケトンが50mlと、金属酸化物ゾル1が500m
lと、ポリマー溶液2が254gと、ジメチルベンジル
アミンが2.5gとからなる溶液組成を用いて、酸素プ
ラズマで処理されたボトルの内側表面及び外側表面に、
コーティングを行った。98%のブロッキング値を得る
ことができた。
【0025】
【発明の効果】上記したように、本発明のバリヤー皮膜
組成物によれば、硫化またはフッ素化の形で処理するこ
とを必要とせず、従来のコーティング技術のようにコー
ティングの過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用
することがなく、さらにプラスチックに良く付着すると
いう利点を有し、また、炭化水素が容器壁を透過するこ
とを防ぐため、バリヤー効果の優れたバリヤー皮膜が提
供される。
組成物によれば、硫化またはフッ素化の形で処理するこ
とを必要とせず、従来のコーティング技術のようにコー
ティングの過程で攻撃性または有毒性の高い成分を使用
することがなく、さらにプラスチックに良く付着すると
いう利点を有し、また、炭化水素が容器壁を透過するこ
とを防ぐため、バリヤー効果の優れたバリヤー皮膜が提
供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598168830 エフエーヴェー・フォルシュンクス‐ウン ト・エントヴィックルンクスゲゼルシャフ ト・ヴォルフェン・ミット・ベシュレンク テル・ハフツング ドイツ連邦共和国、デー 06766 ヴォル フェン、インドゥストリーパルク・ヴォル フェン‐タールハイム (番地なし) (72)発明者 ヴェルナー・プロープスト ドイツ連邦共和国、デー 63628 バー ト・ゾーデン‐ザルミュンスター、キーフ ェルンシュトラーセ 4 (72)発明者 ペーター・クノープロッホ ドイツ連邦共和国、デー 93105 テーゲ ルンハイム、アム・ミッテルベルク 39 (72)発明者 クリストフ・ロート ドイツ連邦共和国、デー 06118 ハレ、 ホップベルクスブリック 11 (72)発明者 ハンス‐ユルゲン・ミュラー ドイツ連邦共和国、デー 06792 ザンデ ルスドルフ、フライリッヒラート‐シュト ラーセ 62
Claims (25)
- 【請求項1】 (a)エポキシド含有又はハロゲン及び
エポキシド含有金属酸化物ゾルが35〜75重量%と、
(b)一般的な構造式 【化1】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が20〜
60重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が0.5〜5重量%とを実質的に含んでいることを
特徴とするプラスチック体のためのバリヤー皮膜組成
物。 - 【請求項2】 (a)エポキシド含有又はハロゲン及び
エポキシド含有金属酸化物ゾルが45〜65重量%と、
(b)一般的な構造式 【化2】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が30〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が1〜5重量%とを実質的に含んでいることを特徴
とする請求項1に記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項3】 (a)エポキシド含有又はハロゲン及び
エポキシド含有金属酸化物ゾルが45〜55重量%と、
(b)一般的な構造式 【化3】 (ここで、Mはビニルモノマー、Xは酸素又は窒素、Y
は−(CH2)n−SO3H、−(CH2)n−F、又は−
(CF2)n−H、nは2〜12を表す)を持つフッ素又
は硫黄含有マレイン酸ヘミエステル共重合体、又はフッ
素又は硫黄含有マレイン酸ヘミアミド共重合体が40〜
50重量%と、(c)1以上の第三級アミンを基にした
触媒が3〜5重量%とを実質的に含んでいることを特徴
とする請求項1に記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項4】 上記エポキシド含有又はハロゲン及びエ
ポキシド含有金属酸化物ゾルが、シリコンアルコキシド
化合物、アルミニウムアルコキシド化合物、チタンアル
コキシド化合物又はジルコニウムアルコキシド化合物又
はそれらの混合物から調製されることを特徴とする請求
項1〜3のいずれかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項5】 上記金属酸化物ゾルが、グリシジルオキ
シプロピルトリメトキシシランを加水分解及び濃縮する
ことによって調製されることを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項6】 上記金属酸化物ゾルが、グリシジルオキ
シプロピルトリメトキシシランとクロロプロピルトリメ
トキシシランとの混合物を加水分解及び濃縮することに
よって調製されることを特徴とする請求項1〜5のいず
れかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項7】 上記共重合体が、フッ素含有又は硫黄含
有アルコール又はアミンに無水マレイン酸共重合体を反
応させることによって調製されることを特徴とする請求
項1〜6のいずれかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項8】 上記共重合体が、マレイン酸ヘミエステ
ル及びスチレンの硫黄で置換された共重合体であること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバリヤー
皮膜組成物。 - 【請求項9】 上記共重合体が、5,000〜350,
000Dの分子量であることを特徴とする請求項1〜8
のいずれかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項10】 上記共重合体のビニルモノマーが、ス
チレン、α−メチルスチレン、メチルビニルエーテル、
酢酸ビニル、又はアクリルエステルであることを特徴と
する請求項1〜9のいずれかに記載のバリヤー皮膜組成
物。 - 【請求項11】 上記触媒が、トリエチルアミン、トリ
ブチルアミン、1−メチルイミダゾール又は登録商標D
ABCOであることを特徴とする請求項1〜10のいず
れかに記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項12】 バリヤー皮膜組成物に適合する添加物
を、全組成物中に、付加的に0.1〜25重量%含んで
いることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載
のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項13】 バリヤー皮膜組成物に適合する添加物
を、全組成物中に、3〜20重量%含んでいることを特
徴とする請求項12に記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項14】 バリヤー皮膜組成物に適合する添加物
を、全組成物中に、5〜15重量%含んでいることを特
徴とする請求項13に記載のバリヤー皮膜組成物。 - 【請求項15】 上記添加物が、染料であることを特徴
とする請求項12〜14のいずれかに記載のバリヤー皮
膜組成物。 - 【請求項16】 請求項1〜15のいずれかに記載のバ
リヤー皮膜組成物を少なくとも1つの溶媒と共に含んで
いることを特徴とするプラスチック体のためのバリヤー
皮膜組成物を調製するためのコーティング溶液。 - 【請求項17】 上記溶媒がケトン、好ましくはアセト
ン又はメチルエチルケトンであることを特徴とする請求
項16に記載のバリヤー皮膜組成物を調製するためのコ
ーティング溶液。 - 【請求項18】 上記溶媒がプロピレングリコールメチ
ルエーテル、エチルグリコール、トルエン、キシレン、
又は酢酸ブチルであることを特徴とする請求項16又は
17に記載のバリヤー皮膜組成物を調製するためのコー
ティング溶液。 - 【請求項19】 請求項1〜18のいずれかに記載のバ
リヤー皮膜組成物のコーティングを持つことを特徴とす
るプラスチック体。 - 【請求項20】 プラスチック中空体であることを特徴
とする請求項19に記載のプラスチック体。 - 【請求項21】 ポリオレフィン中空体、好ましくはポ
リエチレン又はポリプロピレンプラスチック中空体であ
ることを特徴とする請求項20に記載のプラスチック
体。 - 【請求項22】 請求項1〜21のいずれかに記載のバ
リヤー皮膜組成物を4〜20μmの厚さで持つことを特
徴とする請求項1〜21のいずれかに記載のプラスチッ
ク体。 - 【請求項23】 プラスチック体に少なくとも1つのバ
リヤー皮膜を適用するための請求項1〜21のいずれか
に記載のバリヤー皮膜の使用。 - 【請求項24】 上記プラスチック体が燃料タンク又は
オイルタンクであることを特徴とする請求項23に記載
の使用。 - 【請求項25】 上記プラスチック体がポリオレフィン
で、又はPETもしくはPVCで作られたことを特徴と
する請求項23又は24に記載の使用。
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