JPH1143646A - プラスチック基材用のプライマーレスシリコーンハードコート組成物並びに関連製品 - Google Patents
プラスチック基材用のプライマーレスシリコーンハードコート組成物並びに関連製品Info
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- JPH1143646A JPH1143646A JP10121899A JP12189998A JPH1143646A JP H1143646 A JPH1143646 A JP H1143646A JP 10121899 A JP10121899 A JP 10121899A JP 12189998 A JP12189998 A JP 12189998A JP H1143646 A JPH1143646 A JP H1143646A
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- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐衝撃性に優れたプライマーレスシリコーン
ハードコート組成物の提供。 【解決手段】 （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未
満のコロイドシリカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オ
ルガノトリアルコキシシランとオルガノジアルコキシシ
ランとの混合物から誘導されるシリコーン樹脂約９５重
量％〜約７５重量％とを含んでなり、固形分約１０重量
％〜約５０重量％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液
１００重量部；及び（ｂ）ハードコート組成物とプラス
チック基材との付着性を向上させるのに好適な薬剤約１
〜約２０重量部を含んでなるプライマーレスシリコーン
ハードコート組成物。
ハードコート組成物の提供。 【解決手段】 （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未
満のコロイドシリカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オ
ルガノトリアルコキシシランとオルガノジアルコキシシ
ランとの混合物から誘導されるシリコーン樹脂約９５重
量％〜約７５重量％とを含んでなり、固形分約１０重量
％〜約５０重量％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液
１００重量部；及び（ｂ）ハードコート組成物とプラス
チック基材との付着性を向上させるのに好適な薬剤約１
〜約２０重量部を含んでなるプライマーレスシリコーン
ハードコート組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にプラスチック
基材用の保護コーティングに関する。より具体的には、
本発明は、シラン系組成物の部分縮合物と共にコロイド
シリカ分散液を成分とするハードコート組成物に関す
る。
基材用の保護コーティングに関する。より具体的には、
本発明は、シラン系組成物の部分縮合物と共にコロイド
シリカ分散液を成分とするハードコート組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】多種多様な熱可塑性プラスチック基材が
市販されており、どの材料を選ぶかはその材料のもって
いる性質によるところが大きい。例えば、ポリカーボネ
ート並びにポリ（メチルメタクリレート）のようなアク
リル系材料は、透明性、高い延性及び高い加熱撓み温度
のみならず寸法安定性という非常に魅力的な組合せの性
質を有していることが知られている。これらの材料の多
くは透明であるので、多種多様な用途でガラス代替物と
して使われている。ポリカーボネートなどの熱可塑性プ
ラスチックは、多くのガラスに比べると相対的に軽量で
破砕防止性であるという顕著な利点をもつ。
市販されており、どの材料を選ぶかはその材料のもって
いる性質によるところが大きい。例えば、ポリカーボネ
ート並びにポリ（メチルメタクリレート）のようなアク
リル系材料は、透明性、高い延性及び高い加熱撓み温度
のみならず寸法安定性という非常に魅力的な組合せの性
質を有していることが知られている。これらの材料の多
くは透明であるので、多種多様な用途でガラス代替物と
して使われている。ポリカーボネートなどの熱可塑性プ
ラスチックは、多くのガラスに比べると相対的に軽量で
破砕防止性であるという顕著な利点をもつ。
【０００３】しかし、こうしたタイプの材料の使用には
若干の不都合もある。例えば、透明プラスチックの多く
は引掻傷や摩耗を生じ易く、そのため透明度が減少して
しまう。これらは化学薬品及び溶剤に対する耐性に比較
的乏しく、紫外（ＵＶ）光による分解を受けやすい。そ
うすると黄変及び基材表面のエロージョンが起こる可能
性がある。
若干の不都合もある。例えば、透明プラスチックの多く
は引掻傷や摩耗を生じ易く、そのため透明度が減少して
しまう。これらは化学薬品及び溶剤に対する耐性に比較
的乏しく、紫外（ＵＶ）光による分解を受けやすい。そ
うすると黄変及び基材表面のエロージョンが起こる可能
性がある。
【０００４】熱可塑性プラスチック基材が損傷するのを
保護するための注目に値する方法では保護コーティング
を使用する。かかるコーティングは往々にして耐摩耗性
を改良するためのケイ素化合物を含んでおり、通常は熱
硬化又はＵＶ線で硬化される。コーティング材料はＵＶ
線吸収剤を含んでいてもよく、黄変の発生率を減少させ
るが、さもないと屋外暴露により黄変を生じかねない。
保護するための注目に値する方法では保護コーティング
を使用する。かかるコーティングは往々にして耐摩耗性
を改良するためのケイ素化合物を含んでおり、通常は熱
硬化又はＵＶ線で硬化される。コーティング材料はＵＶ
線吸収剤を含んでいてもよく、黄変の発生率を減少させ
るが、さもないと屋外暴露により黄変を生じかねない。
【０００５】初期の保護コーティング系の具体例は米国
特許第４０２７０７３号（Ｈ．Ｃｌａｒｋ）に記載され
ており、そのコーティングはシラノールの部分縮合物の
低級脂肪族アルコール−水混合溶液中のコロイドシリカ
の分散液をベースとするものである。シリカ分散液と各
種シランを成分とする組成物はその他にも多数開発され
ている。かっては、それらの大半は、後から塗布される
保護コーティングの付着性を増すために基材にプライマ
ー塗料を使う必要があった。そうしたプライマー塗料は
往々にして溶剤ブレンド中のポリアクリル樹脂などのア
クリル系のものであった。
特許第４０２７０７３号（Ｈ．Ｃｌａｒｋ）に記載され
ており、そのコーティングはシラノールの部分縮合物の
低級脂肪族アルコール−水混合溶液中のコロイドシリカ
の分散液をベースとするものである。シリカ分散液と各
種シランを成分とする組成物はその他にも多数開発され
ている。かっては、それらの大半は、後から塗布される
保護コーティングの付着性を増すために基材にプライマ
ー塗料を使う必要があった。そうしたプライマー塗料は
往々にして溶剤ブレンド中のポリアクリル樹脂などのア
クリル系のものであった。
【０００６】さらに開発が進んでプライマー層の必要性
はなくなったが、これは普通は基材に対する保護コーテ
ィング自体の付着性を高めることによる。例えば、米国
特許第５３４９００２号には、カプロラクトン系ポリエ
ステルポリオールをコロイドシリカ充填オルガノポリシ
ロキサンハードコート組成物用の付着性向上剤として使
用することが記載されている。また、米国特許第５４１
１８０７号には、付着性向上剤としてアクリレート又は
メタクリレートエステルを含んだプライマーレスシリコ
ーン系ハードコート組成物が記載されている。
はなくなったが、これは普通は基材に対する保護コーテ
ィング自体の付着性を高めることによる。例えば、米国
特許第５３４９００２号には、カプロラクトン系ポリエ
ステルポリオールをコロイドシリカ充填オルガノポリシ
ロキサンハードコート組成物用の付着性向上剤として使
用することが記載されている。また、米国特許第５４１
１８０７号には、付着性向上剤としてアクリレート又は
メタクリレートエステルを含んだプライマーレスシリコ
ーン系ハードコート組成物が記載されている。
【０００７】シリコーンハードコート組成物はその下の
基材を分解から保護するものの、特に基材が幾多のより
商業性の高い用途に使われるようになったことで、さら
に一段と大きな保護が要求されている。例えば、現在使
用されている大半のハードコート組成物はテーバー摩耗
試験のような標準的な評価法で実証されるような従来の
原因による摩耗に対しては確かに抵抗性をもつ。しか
し、そうしたハードコートは往々にして、飛んできた石
のような高衝撃源からかなりの損傷を受ける。石その他
の物体が、ヘッドライトのポリカーボネートレンズな
ど、自動車の塗装仕上その他の部品に対して引き起こし
かねない損傷については、Ｒａｍａｍｕｒｔｈｙ他のＰ
ｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏａｔｉｎ
ｇｓ ２５（１９９４）４３〜７１頁に記載されてい
る。グラベロメーター／薬品暴露試験(Gravelometer/ch
emical exposure test) で実証されるようなより高い基
準の耐摩耗性を要求する熱可塑性プラスチックの顧客の
数は増え続けている。このタイプの試験では、塗装した
熱可塑性プラスチックに石を高速で発射し、次いで１種
類又はそれ以上の溶剤その他の薬品で処理する。次い
で、その部品をチッピング(chipping)もしくは亀裂及び
化学的攻撃に起因する損傷について検査する。
基材を分解から保護するものの、特に基材が幾多のより
商業性の高い用途に使われるようになったことで、さら
に一段と大きな保護が要求されている。例えば、現在使
用されている大半のハードコート組成物はテーバー摩耗
試験のような標準的な評価法で実証されるような従来の
原因による摩耗に対しては確かに抵抗性をもつ。しか
し、そうしたハードコートは往々にして、飛んできた石
のような高衝撃源からかなりの損傷を受ける。石その他
の物体が、ヘッドライトのポリカーボネートレンズな
ど、自動車の塗装仕上その他の部品に対して引き起こし
かねない損傷については、Ｒａｍａｍｕｒｔｈｙ他のＰ
ｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏａｔｉｎ
ｇｓ ２５（１９９４）４３〜７１頁に記載されてい
る。グラベロメーター／薬品暴露試験(Gravelometer/ch
emical exposure test) で実証されるようなより高い基
準の耐摩耗性を要求する熱可塑性プラスチックの顧客の
数は増え続けている。このタイプの試験では、塗装した
熱可塑性プラスチックに石を高速で発射し、次いで１種
類又はそれ以上の溶剤その他の薬品で処理する。次い
で、その部品をチッピング(chipping)もしくは亀裂及び
化学的攻撃に起因する損傷について検査する。
【０００８】大半のシリコーンハードコートにはその他
数多くの要件が確かに存在する。例えば、透明基材に対
して用いるときは、ハードコートは摩耗を受けた後も実
質的に透明のままでなければならない。さらに、ハード
コートは非常に柔軟でなければならない、例えば非常に
良好な歪−微小亀裂特性を有していなければならないこ
とも多々ある。ハードコートはまた大半の化学薬品及び
溶媒に対して実質的に耐性でなければならない。さら
に、コーティングはプライマー層を必要とせずに基材に
非常に良く付着すべきである。コーティングはまたＵＶ
分解に対して安定で、しかも塗布及び硬化が比較的簡単
であるべきである。
数多くの要件が確かに存在する。例えば、透明基材に対
して用いるときは、ハードコートは摩耗を受けた後も実
質的に透明のままでなければならない。さらに、ハード
コートは非常に柔軟でなければならない、例えば非常に
良好な歪−微小亀裂特性を有していなければならないこ
とも多々ある。ハードコートはまた大半の化学薬品及び
溶媒に対して実質的に耐性でなければならない。さら
に、コーティングはプライマー層を必要とせずに基材に
非常に良く付着すべきである。コーティングはまたＵＶ
分解に対して安定で、しかも塗布及び硬化が比較的簡単
であるべきである。
【０００９】
【発明の概要】本発明は上述のニーズに応えてなされた
ものである。一つの実施形態では、本発明は、下記成
分： （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未満のコロイドシ
リカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オルガノトリアル
コキシシランとオルガノジアルコキシシランとの混合物
から誘導されるシリコーン樹脂約９５重量％〜約７５重
量％とを含んでなり、固形分約１０重量％〜約５０重量
％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液１００重量部；
及び（ｂ）樹脂固形分１００重量部当たり約１〜約２０
重量部の、ハードコート組成物とプラスチック基材との
付着性を向上させるのに好適な薬剤を含んでなるプライ
マーレスシリコーンハードコート組成物に関する。
ものである。一つの実施形態では、本発明は、下記成
分： （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未満のコロイドシ
リカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オルガノトリアル
コキシシランとオルガノジアルコキシシランとの混合物
から誘導されるシリコーン樹脂約９５重量％〜約７５重
量％とを含んでなり、固形分約１０重量％〜約５０重量
％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液１００重量部；
及び（ｂ）樹脂固形分１００重量部当たり約１〜約２０
重量部の、ハードコート組成物とプラスチック基材との
付着性を向上させるのに好適な薬剤を含んでなるプライ
マーレスシリコーンハードコート組成物に関する。
【００１０】本明細書中では、特記しない限り、各種構
成成分は配合時の量について述べてたものである。本発
明の別の実施形態は、熱可塑性プラスチック基材とその
上に本発明のプライマーレスハードコート組成物を塗布
して硬化したものを含んでなる物品に関する。本発明の
ハードコート組成物は耐チッピング性で耐衝撃性に抜群
に優れており、そのため、かかるハードコートがなけれ
ば石その他の飛来物による損傷に非常に弱い部品を保護
するのに非常に有用である。
成成分は配合時の量について述べてたものである。本発
明の別の実施形態は、熱可塑性プラスチック基材とその
上に本発明のプライマーレスハードコート組成物を塗布
して硬化したものを含んでなる物品に関する。本発明の
ハードコート組成物は耐チッピング性で耐衝撃性に抜群
に優れており、そのため、かかるハードコートがなけれ
ば石その他の飛来物による損傷に非常に弱い部品を保護
するのに非常に有用である。
【００１１】これらの実施形態に関するその他の詳細に
ついては以下に記載する。
ついては以下に記載する。
【００１２】
【発明の実施の形態】上述の通り、本発明の成分の一つ
は、オルガノトリアルコキシシランとオルガノジアルコ
キシシランの混合物である。これらの物質については、
例えば米国特許第４９１４１４３号（Ｇ．Ｐａｔｅｌ）
に記載されており、この米国特許の開示内容は文献の援
用によって本明細書の内容の一部をなす。本発明に好適
なオルガノトリアルコキシシランの多くは式 Ｒ'Ｓｉ
(ＯＲ)3 に当てはまり、好適なオルガノジアルコキシシ
ランの多くは式 Ｒ'2Ｓｉ(ＯＲ)2 を有する。オルガノ
トリアルコキシシランの場合には、各Ｒは炭素原子数約
１〜８のアルキル基及び炭素原子数約６〜２０の芳香族
基からなる群から独立に選択され、各Ｒ' は炭素原子数
約１〜３のアルキル基及び炭素原子数約６〜１３の芳香
族基からなる群から独立に選択される。オルガノジアル
コキシシランの場合、各Ｒは炭素原子数約１〜８のアル
キル基からなる群から独立に選択され、各Ｒ' は炭素原
子数約１〜３のアルキル基からなる群から独立に選択さ
れる。Ｒ及びＲ' に好適なアルキル基の具体例はメチ
ル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチルな
どである。Ｒ及びＲ' に好適な芳香族基（オルガノトリ
アルコキシシランの場合）の具体例はフェニル基であ
る。
は、オルガノトリアルコキシシランとオルガノジアルコ
キシシランの混合物である。これらの物質については、
例えば米国特許第４９１４１４３号（Ｇ．Ｐａｔｅｌ）
に記載されており、この米国特許の開示内容は文献の援
用によって本明細書の内容の一部をなす。本発明に好適
なオルガノトリアルコキシシランの多くは式 Ｒ'Ｓｉ
(ＯＲ)3 に当てはまり、好適なオルガノジアルコキシシ
ランの多くは式 Ｒ'2Ｓｉ(ＯＲ)2 を有する。オルガノ
トリアルコキシシランの場合には、各Ｒは炭素原子数約
１〜８のアルキル基及び炭素原子数約６〜２０の芳香族
基からなる群から独立に選択され、各Ｒ' は炭素原子数
約１〜３のアルキル基及び炭素原子数約６〜１３の芳香
族基からなる群から独立に選択される。オルガノジアル
コキシシランの場合、各Ｒは炭素原子数約１〜８のアル
キル基からなる群から独立に選択され、各Ｒ' は炭素原
子数約１〜３のアルキル基からなる群から独立に選択さ
れる。Ｒ及びＲ' に好適なアルキル基の具体例はメチ
ル、エチル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチルな
どである。Ｒ及びＲ' に好適な芳香族基（オルガノトリ
アルコキシシランの場合）の具体例はフェニル基であ
る。
【００１３】いずれのシランに対しても好ましい実施形
態では、Ｒ及びＲ' は各々炭素原子数１〜３のアルキル
基、例えばメチル、エチル又はイソプロピルである。特
に好ましい実施形態では、オルガノトリアルコキシシラ
ンはメチルトリメトキシシラン及びメチルトリエトキシ
シランからなる群から選択され、オルガノジアルコキシ
シランはジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキ
シシラン及びジエチルジエトキシシランからなる群から
選択される。
態では、Ｒ及びＲ' は各々炭素原子数１〜３のアルキル
基、例えばメチル、エチル又はイソプロピルである。特
に好ましい実施形態では、オルガノトリアルコキシシラ
ンはメチルトリメトキシシラン及びメチルトリエトキシ
シランからなる群から選択され、オルガノジアルコキシ
シランはジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキ
シシラン及びジエチルジエトキシシランからなる群から
選択される。
【００１４】本明細書中で述べたようなシラン類は公知
であり、そうした物質の製造方法も含めて様々な文献に
記載されている。これに関しては米国特許第３９８６９
９７号（Ｃｌａｒｋ）、同第４０２７０７３号（Ｃｌａ
ｒｋ）、同第４１５９２０６号（Ａｒｍｂｒｕｓｔｅｒ
他）、同第４５００６６９号（Ａｓｈｌｏｃｋ他）及び
同第４６２４８７０号（Ａｎｔｈｏｎｙ）が参考にな
る。これらの米国特許の開示内容は文献の援用によって
本明細書の内容の一部をなす。さらに、その他にも例え
ばＣ．Ｅａｂｏｒｎ著、Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃｏｎ
Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ Ｓｃ
ｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ発行，１
９６０）などの文献にもこれに関する情報が記載されて
いる。この文献の開示内容も文献の援用によって本明細
書の内容の一部をなす。
であり、そうした物質の製造方法も含めて様々な文献に
記載されている。これに関しては米国特許第３９８６９
９７号（Ｃｌａｒｋ）、同第４０２７０７３号（Ｃｌａ
ｒｋ）、同第４１５９２０６号（Ａｒｍｂｒｕｓｔｅｒ
他）、同第４５００６６９号（Ａｓｈｌｏｃｋ他）及び
同第４６２４８７０号（Ａｎｔｈｏｎｙ）が参考にな
る。これらの米国特許の開示内容は文献の援用によって
本明細書の内容の一部をなす。さらに、その他にも例え
ばＣ．Ｅａｂｏｒｎ著、Ｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃｏｎ
Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ Ｓｃ
ｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ発行，１
９６０）などの文献にもこれに関する情報が記載されて
いる。この文献の開示内容も文献の援用によって本明細
書の内容の一部をなす。
【００１５】本発明に好適なシラン混合物の具体例に
は、メチルトリメトキシシランとジメチルジメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシランとジメチルジエトキシ
シラン、並びにメチルトリメトキシシランとジメチルジ
イソプロポキシシランがある。所定の用途に最も適した
混合物を選択するに当たっては、原料コスト、入手性、
及び所望の性質など様々な因子が考慮される。往々にし
て、好ましい混合物はメチルトリメトキシシランとジメ
チルジメトキシシランの組合せである。
は、メチルトリメトキシシランとジメチルジメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシランとジメチルジエトキシ
シラン、並びにメチルトリメトキシシランとジメチルジ
イソプロポキシシランがある。所定の用途に最も適した
混合物を選択するに当たっては、原料コスト、入手性、
及び所望の性質など様々な因子が考慮される。往々にし
て、好ましい混合物はメチルトリメトキシシランとジメ
チルジメトキシシランの組合せである。
【００１６】オルガノトリアルコキシシランとオルガノ
ジアルコキシシランとの比は普通は約９５：５〜約６
０：４０の範囲内にあり、好ましくは約８５：１５〜約
７０：３０の範囲内にある。これらの範囲内においてオ
ルガノジアルコキシシラン濃度が高いとハードコート組
成物の柔軟性及び耐衝撃性を向上するのに有用である
が、同時にその耐摩耗性を低下しかねない。このよう
に、生成物がある所定の性質をもつようにシラン比率を
調節することは本明細書中の教示内容に基づいて容易に
行うことができる。
ジアルコキシシランとの比は普通は約９５：５〜約６
０：４０の範囲内にあり、好ましくは約８５：１５〜約
７０：３０の範囲内にある。これらの範囲内においてオ
ルガノジアルコキシシラン濃度が高いとハードコート組
成物の柔軟性及び耐衝撃性を向上するのに有用である
が、同時にその耐摩耗性を低下しかねない。このよう
に、生成物がある所定の性質をもつようにシラン比率を
調節することは本明細書中の教示内容に基づいて容易に
行うことができる。
【００１７】本発明のハードコート組成物はさらに、樹
脂固形分１００部を基準にして、約５重量％〜約２５重
量％のコロイドシリカも含んでなる。好ましい実施形態
では、コロイドシリカの量は約１０重量％〜約１５重量
％の範囲内にある。コロイドシリカは通常は水性（例え
ば水）分散液或いは水性／有機溶剤分散液の形態にあ
る。該分散液は通常揮発性塩基で安定化される。
脂固形分１００部を基準にして、約５重量％〜約２５重
量％のコロイドシリカも含んでなる。好ましい実施形態
では、コロイドシリカの量は約１０重量％〜約１５重量
％の範囲内にある。コロイドシリカは通常は水性（例え
ば水）分散液或いは水性／有機溶剤分散液の形態にあ
る。該分散液は通常揮発性塩基で安定化される。
【００１８】コロイドシリカ及びコロイドシリカ分散液
の調製及び使用は当技術分野において周知であり、例え
ばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ
ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｖｏｌ．２０， ３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ及びＲ．Ｉｌ
ｅｒ著、Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆＳ
ｉｌｉｃａ ａｎｄ Ｓｉｌｉｃａｔｅｓ（Ｃｏｒｎｅ
ｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ発行，１９５
５）に記載されている。これらの文献の開示内容は文献
の援用によって本明細書の内容の一部をなす。一般に、
コロイドシリカの使用量は至適レベルの耐摩耗性が達成
されるように調節されるが、耐摩耗性はある程度シリカ
の表面積に依存する。
の調製及び使用は当技術分野において周知であり、例え
ばＫｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ
ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｖｏｌ．２０， ３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ及びＲ．Ｉｌ
ｅｒ著、Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆＳ
ｉｌｉｃａ ａｎｄ Ｓｉｌｉｃａｔｅｓ（Ｃｏｒｎｅ
ｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ発行，１９５
５）に記載されている。これらの文献の開示内容は文献
の援用によって本明細書の内容の一部をなす。一般に、
コロイドシリカの使用量は至適レベルの耐摩耗性が達成
されるように調節されるが、耐摩耗性はある程度シリカ
の表面積に依存する。
【００１９】本発明で使用することのできるコロイドシ
リカの水性分散液の幾つかは前述の米国特許第４９１４
１４３号及び同第３９８６９９７号、並びに米国特許第
５５０３９３５号（Ｐａｔｅｌ）に記載されている。最
後に挙げた米国特許の開示内容は文献の援用によって本
明細書の内容の一部をなす。ｐＨを最初に調節した後、
ｐＨが適当なレベル（例えば約３〜約７．５）に安定化
するまで分散液をおいておく。次に、シランの部分縮合
物と分散液の形成を確実にするため組成物をエージング
してもよい。その他のコロイドシリカ分散液の製造方法
も、例えば米国特許第４１７７３１５号に示されている
ように可能である。この米国特許の開示内容は文献の援
用によって本明細書の内容の一部をなす。
リカの水性分散液の幾つかは前述の米国特許第４９１４
１４３号及び同第３９８６９９７号、並びに米国特許第
５５０３９３５号（Ｐａｔｅｌ）に記載されている。最
後に挙げた米国特許の開示内容は文献の援用によって本
明細書の内容の一部をなす。ｐＨを最初に調節した後、
ｐＨが適当なレベル（例えば約３〜約７．５）に安定化
するまで分散液をおいておく。次に、シランの部分縮合
物と分散液の形成を確実にするため組成物をエージング
してもよい。その他のコロイドシリカ分散液の製造方法
も、例えば米国特許第４１７７３１５号に示されている
ように可能である。この米国特許の開示内容は文献の援
用によって本明細書の内容の一部をなす。
【００２０】本発明で用いるコロイドシリカは、透過型
電子顕微鏡とそれに続く画像分析で測定して、約１０ナ
ノメートル（ｎｍ）（「ミリミクロン」とも呼ばれる）
未満の平均粒径を有していなければならない。好ましい
実施形態では、粒子体積を基準にして少なくとも約８０
％のコロイドシリカ粒子が約６〜９ｎｍの範囲内の直径
を有する。このような粒度の小さいコロイドシリカをオ
ルガノジアルコキシシランと併せて使用すると、米国特
許第４９１４１４３号に開示されているようなハードコ
ート組成物の「熱成形性 (thermoformability)」が大幅
に向上する。このような特性（例えば、昇温下での熱成
形後の亀裂がないこと）は、粒度の大きなコロイドシリ
カを用いたときに実証された結果とは対照的に、オルガ
ノジアルコキシ基の範囲を変えたときでも存在し続け
る。
電子顕微鏡とそれに続く画像分析で測定して、約１０ナ
ノメートル（ｎｍ）（「ミリミクロン」とも呼ばれる）
未満の平均粒径を有していなければならない。好ましい
実施形態では、粒子体積を基準にして少なくとも約８０
％のコロイドシリカ粒子が約６〜９ｎｍの範囲内の直径
を有する。このような粒度の小さいコロイドシリカをオ
ルガノジアルコキシシランと併せて使用すると、米国特
許第４９１４１４３号に開示されているようなハードコ
ート組成物の「熱成形性 (thermoformability)」が大幅
に向上する。このような特性（例えば、昇温下での熱成
形後の亀裂がないこと）は、粒度の大きなコロイドシリ
カを用いたときに実証された結果とは対照的に、オルガ
ノジアルコキシ基の範囲を変えたときでも存在し続け
る。
【００２１】好ましい実施形態では、成分(ａ)(ii)は約
９５重量％〜約９０重量％のシラン混合物を含んでな
る。さらに、成分(ａ)自体（すなわち、シリカとシラン
混合物との組合せ）は固形分約１０重量％〜約５０重量
％であるのが普通であり、好ましくは固形分約１５重量
％〜約２５重量％である。本発明のプライマーレスシリ
コーンハードコート組成物は一般に、ハードコートの塗
布される基材に対する付着性を向上させるための薬剤を
必要とする。好適な付着性向上剤の多くは先行技術文献
に記載されている。具体例には、米国特許第５４１１８
０７号に記載されているようなアクリレートエステル又
はメタクリレートエステルがある。この米国特許の開示
内容は文献の援用によって本明細書の内容の一部をな
す。こうしたタイプの物質は、ユニオン・カーバイド・
コーティング・レジンズ(Union Carbide Coating Resin
s)社からＴｏｎｅモノマーとして市販されている。この
タイプの好ましい付着性向上剤の具体例はカプロラクト
ンアクリレート及びカプロラクトンメタクリレートであ
る。これらは普通樹脂固形分１００重量部を基準にして
約１重量部〜約２０重量部の量で用いられる。ある好ま
しい実施形態では、これらは約３重量部〜約８重量部の
量で用いられる。
９５重量％〜約９０重量％のシラン混合物を含んでな
る。さらに、成分(ａ)自体（すなわち、シリカとシラン
混合物との組合せ）は固形分約１０重量％〜約５０重量
％であるのが普通であり、好ましくは固形分約１５重量
％〜約２５重量％である。本発明のプライマーレスシリ
コーンハードコート組成物は一般に、ハードコートの塗
布される基材に対する付着性を向上させるための薬剤を
必要とする。好適な付着性向上剤の多くは先行技術文献
に記載されている。具体例には、米国特許第５４１１８
０７号に記載されているようなアクリレートエステル又
はメタクリレートエステルがある。この米国特許の開示
内容は文献の援用によって本明細書の内容の一部をな
す。こうしたタイプの物質は、ユニオン・カーバイド・
コーティング・レジンズ(Union Carbide Coating Resin
s)社からＴｏｎｅモノマーとして市販されている。この
タイプの好ましい付着性向上剤の具体例はカプロラクト
ンアクリレート及びカプロラクトンメタクリレートであ
る。これらは普通樹脂固形分１００重量部を基準にして
約１重量部〜約２０重量部の量で用いられる。ある好ま
しい実施形態では、これらは約３重量部〜約８重量部の
量で用いられる。
【００２２】ポリエステルポリオールは本発明に有用な
付着性向上剤の別の群をなす。例として、カプロラクト
ン系ポリエステルポリオールが米国特許第５３４９００
２号に記載されている（その開示内容は文献の援用によ
って本明細書の内容の一部をなす）。これらの物質の多
くは二官能性又は三官能性であり、ユニオン・カーバイ
ド社からＴｏｎｅポリオールとして市販されている。具
体的なグレードには、Ｔｏｎｅ ０２００ジオール、Ｔ
ｏｎｅ ０３０１トリオール及びＴｏｎｅ ０３１０ト
リオールがある。その他にも、分子量、ヒドロキシ価、
融点、粘度などの種々異なる数多くのグレードが入手で
きる。これに代わるポリエステルポリオールは、ウレタ
ンで変性又はシリコーンで変性したタイプである。普
通、これらのタイプの付着性向上剤も、樹脂固形分１０
０重量部を基準にして約１重量部〜約１０重量部の量で
用いられる。
付着性向上剤の別の群をなす。例として、カプロラクト
ン系ポリエステルポリオールが米国特許第５３４９００
２号に記載されている（その開示内容は文献の援用によ
って本明細書の内容の一部をなす）。これらの物質の多
くは二官能性又は三官能性であり、ユニオン・カーバイ
ド社からＴｏｎｅポリオールとして市販されている。具
体的なグレードには、Ｔｏｎｅ ０２００ジオール、Ｔ
ｏｎｅ ０３０１トリオール及びＴｏｎｅ ０３１０ト
リオールがある。その他にも、分子量、ヒドロキシ価、
融点、粘度などの種々異なる数多くのグレードが入手で
きる。これに代わるポリエステルポリオールは、ウレタ
ンで変性又はシリコーンで変性したタイプである。普
通、これらのタイプの付着性向上剤も、樹脂固形分１０
０重量部を基準にして約１重量部〜約１０重量部の量で
用いられる。
【００２３】別のタイプの好適な付着性向上剤はアクリ
ル化ポリウレタン又はメタクリル化ポリウレタンであ
る。かかる物質は米国特許第５５０３９３５号（その開
示内容は文献の援用によって本明細書の内容の一部をな
す）に概説されている。これらは往々にして半固体又は
粘稠な物質であり、シリコーン分散液に直接添加でき
る。かかるポリウレタンは普通約４００〜約１５００の
範囲内の分子量を有する。アクリル化ウレタンの市販品
の例は、ＳＮＰＥシミー (SNPE Chimie)社（フランス）
のＡｃｔｉｌａｎｅ ＣＢ−３２、並びにラドキュア・
スペシャルティーズ(Radcure Specialties) 社（ケンタ
ッキー州ルーイビル）のＥｂｅｃｒｙｌ ８８０４であ
る。メタクリル化ウレタンの市販品の例は、エコー・レ
ジンズ・アンド・ラボラトリ(Echo Resins & Laborator
y)のＭ−４０７である。この物質はイソホロンジイソシ
アネートと２−ヒドロキシエチルメタクリレートとの付
加物であり、約４８２の分子量を有する。アクリル化及
びメタクリル化ポリウレタンは各々普通樹脂固形分１０
０重量部を基準にして約１重量部〜約１５重量部の量で
用いられる。
ル化ポリウレタン又はメタクリル化ポリウレタンであ
る。かかる物質は米国特許第５５０３９３５号（その開
示内容は文献の援用によって本明細書の内容の一部をな
す）に概説されている。これらは往々にして半固体又は
粘稠な物質であり、シリコーン分散液に直接添加でき
る。かかるポリウレタンは普通約４００〜約１５００の
範囲内の分子量を有する。アクリル化ウレタンの市販品
の例は、ＳＮＰＥシミー (SNPE Chimie)社（フランス）
のＡｃｔｉｌａｎｅ ＣＢ−３２、並びにラドキュア・
スペシャルティーズ(Radcure Specialties) 社（ケンタ
ッキー州ルーイビル）のＥｂｅｃｒｙｌ ８８０４であ
る。メタクリル化ウレタンの市販品の例は、エコー・レ
ジンズ・アンド・ラボラトリ(Echo Resins & Laborator
y)のＭ−４０７である。この物質はイソホロンジイソシ
アネートと２−ヒドロキシエチルメタクリレートとの付
加物であり、約４８２の分子量を有する。アクリル化及
びメタクリル化ポリウレタンは各々普通樹脂固形分１０
０重量部を基準にして約１重量部〜約１５重量部の量で
用いられる。
【００２４】本発明に好適なさらに別のタイプの付着性
向上剤は反応性又は相互作用性部位を有する（数平均）
分子量約１０００〜約１００００のアクリル系共重合体
である。このような物質（普通は熱硬化性である）も米
国特許第５５０３９３５号に記載されている。これらは
シリコーン分散液に直接添加することができる。反応性
又は相互作用性部位はヒドロキシル部位とすることがで
き、約３０〜約１６０の範囲内のヒドロキシ価、約４未
満の酸価及び約１０００〜約１００００の分子量（数平
均）を与える。このような共重合体の幾つかはＭａｒｋ
他著Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｖｏｌ．４（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ発
行，１９８６）３７４〜３７５頁に記載されている。こ
れらは各種コモノマーのラジカル重合で合成することが
できる。Ｋ．Ｊ． Ｓａｕｎｄｅｒｓ著、Ｏｒｇａｎｉ
ｃＰｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（Ｃｈａｐｍａ
ｎ Ｈａｌｌ（ロンドン）発行，１９７３）に記載され
ている通り、共重合体が適当な組合せの性質をもつよう
にするために様々なモノマーを使用することができる。
簡単にいうと、アクリロニトリルやメチルメタクリレー
トのようなモノマーは典型的には共重合体に硬さを与
え、エチルアクリレートや２−エチルヘキシルアクリレ
ートのようなモノマーは柔軟性を与える。さらに、ジメ
チルアミノエチルメタクリレートやアクリル酸のような
モノマーは重合に適した反応性部位を与えるのが普通で
ある。一般に、付着性向上剤として好ましいアクリル系
共重合体の幾つかは、アミン、カルボン酸、アミド、エ
ポキシ、ヒドロキシ又はアシルオキシ基を含んでいる。
向上剤は反応性又は相互作用性部位を有する（数平均）
分子量約１０００〜約１００００のアクリル系共重合体
である。このような物質（普通は熱硬化性である）も米
国特許第５５０３９３５号に記載されている。これらは
シリコーン分散液に直接添加することができる。反応性
又は相互作用性部位はヒドロキシル部位とすることがで
き、約３０〜約１６０の範囲内のヒドロキシ価、約４未
満の酸価及び約１０００〜約１００００の分子量（数平
均）を与える。このような共重合体の幾つかはＭａｒｋ
他著Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｖｏｌ．４（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ発
行，１９８６）３７４〜３７５頁に記載されている。こ
れらは各種コモノマーのラジカル重合で合成することが
できる。Ｋ．Ｊ． Ｓａｕｎｄｅｒｓ著、Ｏｒｇａｎｉ
ｃＰｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（Ｃｈａｐｍａ
ｎ Ｈａｌｌ（ロンドン）発行，１９７３）に記載され
ている通り、共重合体が適当な組合せの性質をもつよう
にするために様々なモノマーを使用することができる。
簡単にいうと、アクリロニトリルやメチルメタクリレー
トのようなモノマーは典型的には共重合体に硬さを与
え、エチルアクリレートや２−エチルヘキシルアクリレ
ートのようなモノマーは柔軟性を与える。さらに、ジメ
チルアミノエチルメタクリレートやアクリル酸のような
モノマーは重合に適した反応性部位を与えるのが普通で
ある。一般に、付着性向上剤として好ましいアクリル系
共重合体の幾つかは、アミン、カルボン酸、アミド、エ
ポキシ、ヒドロキシ又はアシルオキシ基を含んでいる。
【００２５】好ましいアクリル系共重合体の市販品の例
は、ＳＣジョンソン・ワックス社(S.C. Johnson Wax C
o.)のＪｏｎｃｒｙｌ（商標）アクリル系ポリオール、
並びにローム・アンド・ハース社(Rohm and Haas Compa
ny) のアクリロイドアクリル樹脂である。米国特許第５
５０３９３５号に記載されている通り、好適なアクリル
系共重合体の幾つかはヒドロキシアルキルアクリレート
系のものであり、シラノールとの反応性又は相互作用部
位を与える。本発明に好適なアクリル系共重合体の製造
技術の具体例は、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏａｔｉｎ
ｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．５９， Ｎｏ．
７４６（Ｍａｒｃｈ， １９８７）５１〜５６頁のＫａ
ｍａｔｈ他の論文に見いだすことができる。アクリル共
重合体は普通樹脂固形分１００重量部を基準にして約１
重量部〜約１５重量部の量で用いられる。
は、ＳＣジョンソン・ワックス社(S.C. Johnson Wax C
o.)のＪｏｎｃｒｙｌ（商標）アクリル系ポリオール、
並びにローム・アンド・ハース社(Rohm and Haas Compa
ny) のアクリロイドアクリル樹脂である。米国特許第５
５０３９３５号に記載されている通り、好適なアクリル
系共重合体の幾つかはヒドロキシアルキルアクリレート
系のものであり、シラノールとの反応性又は相互作用部
位を与える。本発明に好適なアクリル系共重合体の製造
技術の具体例は、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏａｔｉｎ
ｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．５９， Ｎｏ．
７４６（Ｍａｒｃｈ， １９８７）５１〜５６頁のＫａ
ｍａｔｈ他の論文に見いだすことができる。アクリル共
重合体は普通樹脂固形分１００重量部を基準にして約１
重量部〜約１５重量部の量で用いられる。
【００２６】本発明のハードコート組成物はその他様々
な成分を各成分の機能に有効な量で含んでいてもよい。
これらの成分の具体例には、硬化触媒（例えばテトラ−
ｎ−ブチルアンモニウムアセテート）、ラジカル開始
剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、染料、顔
料、流れ調整剤、均展剤及び離型剤がある。酸化アンチ
モン、酸化セリウム、酸化アルミニウム又は二酸化チタ
ンなどの、コロイド金属酸化物が存在していてもよい。
な成分を各成分の機能に有効な量で含んでいてもよい。
これらの成分の具体例には、硬化触媒（例えばテトラ−
ｎ−ブチルアンモニウムアセテート）、ラジカル開始
剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、染料、顔
料、流れ調整剤、均展剤及び離型剤がある。酸化アンチ
モン、酸化セリウム、酸化アルミニウム又は二酸化チタ
ンなどの、コロイド金属酸化物が存在していてもよい。
【００２７】本発明のある実施例で非常に有用なもう一
つの成分は紫外線（ＵＶ）安定剤である。紫外線安定剤
はＵＶ「吸収剤」と呼ばれることもある。これらの物質
の多くは、所望とあれば、有機溶剤の溶液の形で供給す
ることができる。有用なＵＶ吸収剤の例は米国特許第５
３９１７９５号、同第４９１４１４３号、同第４５４４
５８２号、同第４３０８３１７号及び同第４２７８８０
４号（これらの開示内容は文献の援用によって本明細書
の内容の一部をなす）に記載されている。（ＵＶ吸収剤
の混合物も使用できる。）例示的な部類には、ヒドロキ
シベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、シアノア
クリレート類、ベンジリデンマロネート類及びトリアジ
ン類がある。
つの成分は紫外線（ＵＶ）安定剤である。紫外線安定剤
はＵＶ「吸収剤」と呼ばれることもある。これらの物質
の多くは、所望とあれば、有機溶剤の溶液の形で供給す
ることができる。有用なＵＶ吸収剤の例は米国特許第５
３９１７９５号、同第４９１４１４３号、同第４５４４
５８２号、同第４３０８３１７号及び同第４２７８８０
４号（これらの開示内容は文献の援用によって本明細書
の内容の一部をなす）に記載されている。（ＵＶ吸収剤
の混合物も使用できる。）例示的な部類には、ヒドロキ
シベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、シアノア
クリレート類、ベンジリデンマロネート類及びトリアジ
ン類がある。
【００２８】ある好ましい実施形態では、ＵＶ吸収剤は
用いたシランのいずれか又は双方と共反応し得るもので
ある。かかる物質は上記の米国特許第４９１４１４３
号、並びに米国特許第４６８０２３２号及び同第４３７
４６７４号（これらの開示内容も文献の援用によって本
明細書の内容の一部をなす）にも記載されている。具体
例にはシリル化ベンゾフェノン型の物質、例えば４−
［γ−（トリメトキシシリル）プロポキシ］−２−ヒド
ロキシベンゾフェノン及び４−［γ−（トリエトキシシ
リル）プロポキシ］−２−ヒドロキシベンゾフェノンな
どがある。
用いたシランのいずれか又は双方と共反応し得るもので
ある。かかる物質は上記の米国特許第４９１４１４３
号、並びに米国特許第４６８０２３２号及び同第４３７
４６７４号（これらの開示内容も文献の援用によって本
明細書の内容の一部をなす）にも記載されている。具体
例にはシリル化ベンゾフェノン型の物質、例えば４−
［γ−（トリメトキシシリル）プロポキシ］−２−ヒド
ロキシベンゾフェノン及び４−［γ−（トリエトキシシ
リル）プロポキシ］−２−ヒドロキシベンゾフェノンな
どがある。
【００２９】個々のコーティング系についてＵＶ吸収剤
の至適量を決定することは当業者が容易になし得ること
である。普通、約４重量％〜約２０重量％（溶剤は除
外、シランの総重量を基準）のＵＶ吸収剤が用いられる
が、約１０重量％〜約１５重量％の量が往々にして好ま
しい。本発明のハードコート組成物の製造技術は当技術
分野において公知であり、既に挙げた文献の多くに記載
されている。一般に、上記２種類のシランを任意には加
水分解触媒の存在下で予備混合し、次いで水性コロイド
シリカを加える。水性コロイドシリカ成分は任意には、
用いる有機溶剤の一部を含んでいてもよい。これらの段
階の間の反応温度は通常約２０℃〜約４０℃の範囲内で
ある。さらに、シランを加水分解するのに普通約４〜約
６時間が必要とされ、その結果最初の二相混合物が単一
の液相へと転化し、その液相中にコロイドシリカが均一
に分散する。加水分解はさらに約１２〜１８時間続けて
おくのが普通であり、平衡化時間は合計約１６〜２４時
間となるが、熱を加えることによって合計平衡化時間を
約３〜８時間へと短縮するなどこうした時間に若干の変
更を加えることも可能である。
の至適量を決定することは当業者が容易になし得ること
である。普通、約４重量％〜約２０重量％（溶剤は除
外、シランの総重量を基準）のＵＶ吸収剤が用いられる
が、約１０重量％〜約１５重量％の量が往々にして好ま
しい。本発明のハードコート組成物の製造技術は当技術
分野において公知であり、既に挙げた文献の多くに記載
されている。一般に、上記２種類のシランを任意には加
水分解触媒の存在下で予備混合し、次いで水性コロイド
シリカを加える。水性コロイドシリカ成分は任意には、
用いる有機溶剤の一部を含んでいてもよい。これらの段
階の間の反応温度は通常約２０℃〜約４０℃の範囲内で
ある。さらに、シランを加水分解するのに普通約４〜約
６時間が必要とされ、その結果最初の二相混合物が単一
の液相へと転化し、その液相中にコロイドシリカが均一
に分散する。加水分解はさらに約１２〜１８時間続けて
おくのが普通であり、平衡化時間は合計約１６〜２４時
間となるが、熱を加えることによって合計平衡化時間を
約３〜８時間へと短縮するなどこうした時間に若干の変
更を加えることも可能である。
【００３０】ＵＶ吸収剤を使用する場合には、ＵＶ吸収
剤は加水分解の終了時点で有機溶剤の残りと共に添加す
るのが普通である。その他の添加剤の多くもこの時点で
添加できる。ある実施形態では、所望に応じて有機ジア
ルコキシシランを最初は加えずにおいて後で加えること
もできる。この種の反応に関して加水分解の途中及び後
に関与する化学は当技術分野で公知である。一般に、加
水分解でヒドロキシル置換基が生じてシランからシラノ
ールができると、縮合反応が始まってケイ素−酸素−ケ
イ素結合を生じるが、米国特許第４９１４１４３号に記
載されている通り、完全な縮合は普通は起こらない。そ
こで、一部の組成物はしばしば「部分縮合物」と呼ばれ
れる。全体の反応系が幾分ダイナミックであるという点
で、組成物全体はさらに個々の成分の反応生成物を含ん
でいることを理解すべきである（本明細書中で規定する
各種の重量百分率は配合時の組成物を基準にしたもので
ある）。
剤は加水分解の終了時点で有機溶剤の残りと共に添加す
るのが普通である。その他の添加剤の多くもこの時点で
添加できる。ある実施形態では、所望に応じて有機ジア
ルコキシシランを最初は加えずにおいて後で加えること
もできる。この種の反応に関して加水分解の途中及び後
に関与する化学は当技術分野で公知である。一般に、加
水分解でヒドロキシル置換基が生じてシランからシラノ
ールができると、縮合反応が始まってケイ素−酸素−ケ
イ素結合を生じるが、米国特許第４９１４１４３号に記
載されている通り、完全な縮合は普通は起こらない。そ
こで、一部の組成物はしばしば「部分縮合物」と呼ばれ
れる。全体の反応系が幾分ダイナミックであるという点
で、組成物全体はさらに個々の成分の反応生成物を含ん
でいることを理解すべきである（本明細書中で規定する
各種の重量百分率は配合時の組成物を基準にしたもので
ある）。
【００３１】組成物を製造する際の追加段階も当技術分
野において公知であり、適宜溶剤による固形分の調節及
びｐＨの調節などがある。上述の通り、本発明は、ハー
ドコート組成物を基材に塗布してできた物品を包含す
る。物品の最終用途に応じて、様々なプラスチック基材
（熱可塑性又は熱硬化性）を本発明に使用し得る。非限
定的な例には、ポリカーボネート類、アクリル樹脂、ポ
リフェニレンエーテル系基材、ポリエステル類、ポリス
ルホン類、ポリイミド類（例えばポリエーテルイミド
類）、酢酸セルロース、ポリ｛ジエチレングリコールビ
ス（アリルカーボネート）｝、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマーなど、並びに部分
的に又は完全にこれらのいずれかをベースとしたブレン
ド又は共重合体がある。
野において公知であり、適宜溶剤による固形分の調節及
びｐＨの調節などがある。上述の通り、本発明は、ハー
ドコート組成物を基材に塗布してできた物品を包含す
る。物品の最終用途に応じて、様々なプラスチック基材
（熱可塑性又は熱硬化性）を本発明に使用し得る。非限
定的な例には、ポリカーボネート類、アクリル樹脂、ポ
リフェニレンエーテル系基材、ポリエステル類、ポリス
ルホン類、ポリイミド類（例えばポリエーテルイミド
類）、酢酸セルロース、ポリ｛ジエチレングリコールビ
ス（アリルカーボネート）｝、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマーなど、並びに部分
的に又は完全にこれらのいずれかをベースとしたブレン
ド又は共重合体がある。
【００３２】時として、透明熱可塑性プラスチック基材
が特に重要とされる。例としては、ポリ（メチルメタク
リレート）のようなアクリル樹脂並びにビスフェノール
Ａ系のもののようなポリカーボネートがある。ポリカー
ボネート類のもつ物理的と機械的性質の組合せのため
に、ポリカーボネート類は概して多大な重要性をもつ。
ハードコート組成物を基材に塗布する方法は当業者の熟
知している事項である。例示的な技術としては、スプレ
ー塗、浸漬塗、ローラー塗、流し塗りなどがある。かか
るコーティングは次いで様々な方法で硬化し得る。例え
ば熱硬化、又は赤外もしくはマイクロ波エネルギーを利
用した硬化などである。熱硬化段階中に、重合、縮合及
び部分縮合物の架橋が起こって塗膜を形成する。塗膜の
厚さは物品の最終用途によるところが大きい。厚さ（硬
化後）は普通約１ミクロン〜約１５ミクロンの範囲内で
あり、好ましくは約５ミクロン〜約１０ミクロンであ
る。
が特に重要とされる。例としては、ポリ（メチルメタク
リレート）のようなアクリル樹脂並びにビスフェノール
Ａ系のもののようなポリカーボネートがある。ポリカー
ボネート類のもつ物理的と機械的性質の組合せのため
に、ポリカーボネート類は概して多大な重要性をもつ。
ハードコート組成物を基材に塗布する方法は当業者の熟
知している事項である。例示的な技術としては、スプレ
ー塗、浸漬塗、ローラー塗、流し塗りなどがある。かか
るコーティングは次いで様々な方法で硬化し得る。例え
ば熱硬化、又は赤外もしくはマイクロ波エネルギーを利
用した硬化などである。熱硬化段階中に、重合、縮合及
び部分縮合物の架橋が起こって塗膜を形成する。塗膜の
厚さは物品の最終用途によるところが大きい。厚さ（硬
化後）は普通約１ミクロン〜約１５ミクロンの範囲内で
あり、好ましくは約５ミクロン〜約１０ミクロンであ
る。
【００３３】ハードコートはいったん硬化してしまえ
ば、例えば砂利や石のような飛来する岩石様破片による
損傷から基材を保護する。下記の実施例に記載するよう
に、かかるハードコートの性能の評価は、岩石様破片へ
の暴露後に有機溶剤での処理を伴う場合が多々ある。
ば、例えば砂利や石のような飛来する岩石様破片による
損傷から基材を保護する。下記の実施例に記載するよう
に、かかるハードコートの性能の評価は、岩石様破片へ
の暴露後に有機溶剤での処理を伴う場合が多々ある。
【００３４】
【実施例】以下の実施例は単に例示的なものにすぎず、
特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定する種類
のものとして解釈すべきではない。ここでは、コーティ
ング組成物についての固形分（百分率）は次のようにし
て求めた。すべての成分の樹脂溶液約１〜２ｇをアルミ
ニウム皿に入れて秤量し、１５０℃で約１時間加熱して
揮発成分をすべて除去する。樹脂固形分の百分率は、
（固形分重量／樹脂溶液重量）×１００として算出でき
る。
特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定する種類
のものとして解釈すべきではない。ここでは、コーティ
ング組成物についての固形分（百分率）は次のようにし
て求めた。すべての成分の樹脂溶液約１〜２ｇをアルミ
ニウム皿に入れて秤量し、１５０℃で約１時間加熱して
揮発成分をすべて除去する。樹脂固形分の百分率は、
（固形分重量／樹脂溶液重量）×１００として算出でき
る。
【００３５】シリコーンハードコート組成物の複数の試
料を米国特許第４９１４１４３号及び同第４９９０３７
６号（その開示内容は文献の援用によって本明細書の内
容の一部をなす）の記載にそって調製した。表に示す通
り、試料Ａはジメチルジメトキシシラン（約２．６重量
％）及びメチルトリメトキシシランを共に含んでおり、
本発明の範囲に属する。試料Ａに用いたコロイドシリカ
は５ｎｍの平均粒度を有していた。試料Ａは付着性向上
剤も含んでおり、プライマーレス耐衝撃性塗膜の製造に
用いた。試料Ｂ及びＣは対照試料であり、ジメチルジメ
トキシシランを含んでおらず、粒度の大きなコロイドシ
リカを含んでいた。
料を米国特許第４９１４１４３号及び同第４９９０３７
６号（その開示内容は文献の援用によって本明細書の内
容の一部をなす）の記載にそって調製した。表に示す通
り、試料Ａはジメチルジメトキシシラン（約２．６重量
％）及びメチルトリメトキシシランを共に含んでおり、
本発明の範囲に属する。試料Ａに用いたコロイドシリカ
は５ｎｍの平均粒度を有していた。試料Ａは付着性向上
剤も含んでおり、プライマーレス耐衝撃性塗膜の製造に
用いた。試料Ｂ及びＣは対照試料であり、ジメチルジメ
トキシシランを含んでおらず、粒度の大きなコロイドシ
リカを含んでいた。
【００３６】コーティング組成物Ａ及びＢをポリカーボ
ネート製ヘッドライトレンズに塗布し、１３０℃で３０
分間硬化して、プライマーレス単層塗膜を製造した。組
成物Ｃは自然乾燥ウェットオンウェットアクリル系プラ
イマー層で下塗りしたレンズ上に塗布し、同様に硬化し
て二層塗膜を製造した。塗装レンズを用いて完全なヘッ
ドランプ装置を作り、ボッシュ(Bosch) 社及びプジョー
(Peugeot) 社で利用されているＰＳＡ−Ｂ２５７１１０
試験によって評価した。この試験は、まずグラベロメー
ターを用いて試料に衝撃を与え、次いでヘプタン６１．
５％、トルエン１２．５％、キシレン６．０％、トリク
ロロエチレン１２．５％及びテトラクロロエチレン７．
５％からなる溶剤混液を試料に噴霧することからなる。
このヘッドランプを点灯し、様々な荷重に付してクラッ
キングその他の塗膜の破壊が起こるときの破壊荷重を求
めた。結果を表１に示す。
ネート製ヘッドライトレンズに塗布し、１３０℃で３０
分間硬化して、プライマーレス単層塗膜を製造した。組
成物Ｃは自然乾燥ウェットオンウェットアクリル系プラ
イマー層で下塗りしたレンズ上に塗布し、同様に硬化し
て二層塗膜を製造した。塗装レンズを用いて完全なヘッ
ドランプ装置を作り、ボッシュ(Bosch) 社及びプジョー
(Peugeot) 社で利用されているＰＳＡ−Ｂ２５７１１０
試験によって評価した。この試験は、まずグラベロメー
ターを用いて試料に衝撃を与え、次いでヘプタン６１．
５％、トルエン１２．５％、キシレン６．０％、トリク
ロロエチレン１２．５％及びテトラクロロエチレン７．
５％からなる溶剤混液を試料に噴霧することからなる。
このヘッドランプを点灯し、様々な荷重に付してクラッ
キングその他の塗膜の破壊が起こるときの破壊荷重を求
めた。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】表に示す通り、グラベロメーター／薬品暴
露試験の結果によれば本発明のコーティング組成物
（Ａ）は対照試料Ｃに比べ格段に改良されている。追加
の試験をドイツ連邦共和国のヘラ(Hella) 社で行った。
これは「Ｈｅｌｌａ」試験と呼ばれる。ここでは、塗装
レンズ（ヘッドランプ装置の一部として）にグラベロメ
ーターで衝撃を加え、次にフロントガラス用クリーナー
で洗浄した。次いでランプを点灯し、亀裂発生までの或
いはその他の塗膜破壊（例えばチッピング、剥れ、層間
剥離）が起こるまでに要する時間について観察した。Ｈ
ｅｌｌａ試験の結果は完全な再現性をもつものではない
が、幾つかの観察結果は妥当であった。この試験では試
料Ａが最も耐衝撃性であり、４８時間の試験後に何の破
壊もみられなかった。対照的に、粒度の大きなコロイド
シリカを利用し、ジメチルジメトキシシランを含んでい
ないプライマーレス対照試料Ｂは約２４時間後に破壊し
た。プライマーを含んでいて、本発明の重要な成分を除
いた対照試料Ｃはほんの約１時間で破壊した。
露試験の結果によれば本発明のコーティング組成物
（Ａ）は対照試料Ｃに比べ格段に改良されている。追加
の試験をドイツ連邦共和国のヘラ(Hella) 社で行った。
これは「Ｈｅｌｌａ」試験と呼ばれる。ここでは、塗装
レンズ（ヘッドランプ装置の一部として）にグラベロメ
ーターで衝撃を加え、次にフロントガラス用クリーナー
で洗浄した。次いでランプを点灯し、亀裂発生までの或
いはその他の塗膜破壊（例えばチッピング、剥れ、層間
剥離）が起こるまでに要する時間について観察した。Ｈ
ｅｌｌａ試験の結果は完全な再現性をもつものではない
が、幾つかの観察結果は妥当であった。この試験では試
料Ａが最も耐衝撃性であり、４８時間の試験後に何の破
壊もみられなかった。対照的に、粒度の大きなコロイド
シリカを利用し、ジメチルジメトキシシランを含んでい
ないプライマーレス対照試料Ｂは約２４時間後に破壊し
た。プライマーを含んでいて、本発明の重要な成分を除
いた対照試料Ｃはほんの約１時間で破壊した。
【００３９】例示のため、好ましい実施形態を開示して
きたが、以上の説明は本発明の範囲を限定するものでは
ない。したがって、当業者であれば、本発明の技術的思
想及び範囲を逸れることなく、様々な修正、適合及び代
案を思いつくであろう。本明細書中で引用した特許明細
書、論文及び書物の開示内容はすべて文献の援用によっ
て本明細書の内容の一部をなす。
きたが、以上の説明は本発明の範囲を限定するものでは
ない。したがって、当業者であれば、本発明の技術的思
想及び範囲を逸れることなく、様々な修正、適合及び代
案を思いつくであろう。本明細書中で引用した特許明細
書、論文及び書物の開示内容はすべて文献の援用によっ
て本明細書の内容の一部をなす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 175:14）
Claims (10)
- 【請求項１】 下記成分： （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未満のコロイドシ
リカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オルガノトリアル
コキシシランとオルガノジアルコキシシランとの混合物
から誘導されるシリコーン樹脂約９５重量％〜約７５重
量％とを含んでなり、固形分約１０重量％〜約５０重量
％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液１００重量部；
及び （ｂ）ハードコート組成物とプラスチック基材との付着
性を向上させるのに好適な薬剤約１〜約２０重量部を含
んでなるプライマーレスシリコーンハードコート組成
物。 - 【請求項２】 前記オルガノトリアルコキシシランとオ
ルガノジアルコキシシランとの比が約９５：５〜約６
０：４０の範囲内にある、請求項１記載のハードコート
組成物。 - 【請求項３】 前記オルガノトリアルコキシシランが式
Ｒ'Ｓｉ(ＯＲ)3 （式中、Ｒは炭素原子数約１〜８のア
ルキル基及び炭素原子数約６〜２０の芳香族基からなる
群から選択され、各Ｒ' は炭素原子数約１〜３のアルキ
ル基及び炭素原子数約６〜１３の芳香族基からなる群か
ら選択され）を有する、請求項１記載のハードコート組
成物。 - 【請求項４】 前記オルガノジアルコキシシランが式
Ｒ'2Ｓｉ(ＯＲ)2 （式中、Ｒは炭素原子数約１〜８の
アルキル基からなる群から選択され、各Ｒ' は炭素原子
数約１〜３のアルキル基からなる群から選択され）を有
する、請求項１記載のハードコート組成物。 - 【請求項５】 前記成分（ｂ）の付着性向上剤が、 (Ｉ) アクリレートエステル又はメタクリレートエステ
ル、 (II) カプロラクトン系ポリエステルポリオール、 (III) アクリル化又はメタクリル化ポリウレタン、 (IV) 反応性又は相互作用性部位を有する分子量（数平
均）約１０００〜約１００００のアクリル系共重合体か
らなる群から選択される、請求項１記載のハードコート
組成物。 - 【請求項６】 成分(Ｉ)がカプロラクトンアクリレート
であり、成分(II)がポリカプロラクトンジオール及びポ
リカプロラクトントリオールからなる群から選択される
ものであり、成分(III) のアクリル化又はメタクリル化
ポリウレタンが約４００〜約１５００の範囲内の分子量
を有するものである、請求項５記載のハードコート組成
物。 - 【請求項７】 １種類以上の紫外線吸収剤をさらに含ん
でなる、請求項１記載のハードコート組成物。 - 【請求項８】 （Ａ）熱可塑性プラスチック基材、並び
に （Ｂ）下記成分： （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未満のコロイドシ
リカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オルガノトリアル
コキシシランとオルガノジアルコキシシランとの混合物
から誘導されるシリコーン樹脂約９５重量％〜約７５重
量％とを含んでなり、固形分約１０重量％〜約５０重量
％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液１００重量部；
及び （ｂ）樹脂固形分１００重量部当たり約１〜約２０重量
部の、ハードコート組成物とプラスチック基材との付着
性を向上させるのに好適な薬剤を含んでなるプライマー
レスシリコーンハードコート組成物を含んでなる物品。 - 【請求項９】 硬化プライマーレスシリコーンハードコ
ート組成物で塗装した熱可塑性プラスチック基材であっ
て、該ハードコート組成物が、下記成分： （ａ）(ｉ)シリカ平均粒度約１０ｎｍ未満のコロイドシ
リカ約５重量％〜約２５重量％と(ii)オルガノトリアル
コキシシランとオルガノジアルコキシシランとの混合物
から誘導されるシリコーン樹脂約９５重量％〜約７５重
量％とを含んでなり、固形分約１０重量％〜約５０重量
％のシリコーン分散液の形態の樹脂溶液１００重量部；
及び（ｂ）樹脂固形分１００重量部当たり約１〜約２０
重量部の、ハードコート組成物とプラスチック基材との
付着性を向上させるのに好適な薬剤を含んでなるもので
あって、該ハードコート組成物が上記の塗装した基材を
まず飛来する岩石様破片に暴露し次いで有機溶剤混液と
接触させたときの実質的にすべての損傷から該塗装基材
を保護する、塗装熱可塑性プラスチック基材。 - 【請求項１０】 前記基材がポリカーボネート系の基材
である、請求項９記載の塗装熱可塑性プラスチック基
材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US85045997A | 1997-05-05 | 1997-05-05 | |
| US08/850459 | 1997-05-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1143646A true JPH1143646A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=25308164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10121899A Pending JPH1143646A (ja) | 1997-05-05 | 1998-05-01 | プラスチック基材用のプライマーレスシリコーンハードコート組成物並びに関連製品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0877068A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1143646A (ja) |
| KR (1) | KR19980086743A (ja) |
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| JP2001247769A (ja) * | 1999-09-24 | 2001-09-11 | General Electric Co <Ge> | 硬化性耐摩耗コーティング組成物並びに該組成物を含む製品 |
| JP2004250583A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | コーティング組成物及び樹脂積層体 |
| KR100490402B1 (ko) * | 2002-04-16 | 2005-05-17 | 삼성전자주식회사 | 유기 감광체용 오버코트 형성용 조성물 및 이로부터형성된 오버코트층을 채용한 유기 감광체 |
| JP2006035593A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | 合成樹脂積層体及びその製造方法 |
| JP2006035591A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | 合成樹脂製積層体及びその製造方法 |
| JP2006035518A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | ポリカーボネート樹脂積層体およびその製造法 |
| JP2006035519A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Mitsubishi Engineering Plastics Corp | ポリカーボネート樹脂積層体及びその製造方法 |
| WO2007099784A1 (ja) | 2006-02-24 | 2007-09-07 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | コーティング組成物、硬化膜及び樹脂積層体 |
| US7767264B2 (en) | 2005-01-31 | 2010-08-03 | Otsuka Chemical Co., Ltd. | Method for producing resin substrate coated with titanic acid film |
| JP2011037948A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 耐摩耗性シリコーンコーティング組成物並びに被覆物品及びその製造方法 |
| KR20110030493A (ko) | 2008-07-02 | 2011-03-23 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 코팅액, 경화막 및 수지 적층체 그리고 그 경화막 및 수지 적층체의 제조 방법 |
| EP2740776A1 (en) | 2012-12-07 | 2014-06-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Coating composition for resins |
| KR20140131513A (ko) * | 2012-02-29 | 2014-11-13 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 적외선 흡수성 물품 및 이의 제조 방법 |
| US9896596B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-02-20 | Lg Chem, Ltd. | Plastic film |
| WO2020105683A1 (ja) | 2018-11-21 | 2020-05-28 | 株式会社ダイセル | ガラス代替基材用耐候性ハードコート組成物、硬化物、及び積層体 |
| WO2020189066A1 (ja) | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社大阪ソーダ | コーティング組成物 |
| US11866608B2 (en) | 2018-11-21 | 2024-01-09 | Daicel Corporation | Weather-resistant hard coat composition for metal, cured product, and coated metal substrate |
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| TWI301847B (en) * | 2001-11-13 | 2008-10-11 | Sumitomo Chemical Co | Composition comprising a hydrolyzable organosilicon compound and coating obtained from the same |
| US7316846B2 (en) | 2005-04-28 | 2008-01-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Hard coat compositions with acid functional organosiloxane polyol |
| EP1829917A1 (de) * | 2006-03-02 | 2007-09-05 | Sika Technology AG | Ohne Primer verklebbare thermisch gehärtete Silikonbeschichtung |
| US8637157B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-01-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Copolycarbonates, their derivatives and the use thereof in silicone hardcoat compositions |
| KR20150035642A (ko) * | 2013-09-27 | 2015-04-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치용 윈도우 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 |
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-
1998
- 1998-04-24 EP EP98303197A patent/EP0877068A3/en not_active Withdrawn
- 1998-05-01 JP JP10121899A patent/JPH1143646A/ja active Pending
- 1998-05-04 KR KR1019980015932A patent/KR19980086743A/ko not_active Application Discontinuation
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