JPS5840365A - コ−テイング組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プラスチック成形品等の表面硬度、耐擦傷
性、耐薬品性などの表面状ａを改良するためのコーティ
ング組成物に関し、有機ケイ素化合物を基剤とするもの
である。

プラスチック成形品は、その軽量、易加工性等の長所を
生かして多量に使用されているが、一般に硬度が低く耐
摩耗性、耐擦傷性に劣ることから成形品表面に傷がつき
やすく、また、有機溶剤と接触してクラック音生じたり
、透明性が失なわれる等の欠点を有する。特に、眼鏡レ
ンズ等の光学的用途にはこれが重大な欠陥となり、プラ
スチック成形品の使用が大幅に制限される。

これらの欠点を改良するために、従来より有機ナイ素化
合物をプラスチック成形品表面に塗布しコーティング族
を形成させる方法が数多く提案さ　−れている。

例えば、特公昭ｊＴＯ−２１４１≠を号公報において、
アルキル゛トリアルコキシシラン及びテトラアルコキシ
シランの加水分解物と有機カルボン酸のアルカリ金属塩
かもなるコーティング組成物が提案されている。しかし
このコーティング組成物は高温（約９０″Ｃ以上）で熱
硬化させる必要があるため、耐熱性の良好なポリメチル
メタクリレート注溜品には適用て禽ても、射出成形品に
は黒変形？生じるため適用できず、★た熱水中でクラン
クを発生しやすく耐熱水性も良好でない。

これらの欠点を改良するために、（リニ官能性シランモ
ノ！−を添加する方法（特開昭ｌｌ９−１１１５３３号
公報参照）、（リナフテン酸のアルカリ金属塩を触媒と
する方法（特開昭３０−１１３１２−号公報参照）痔が
提案されているが、いずれも十分に満足な結果を与える
とは言えない。

この発明は、上記にかんがみて、プラスチック成形品表
面に表面硬度、耐擦傷性、耐薬品性、耐熱水性に優れた
コーテイング膜を形成でき、しかも低温（９０′Ｃ以下
）でも硬化させることができる＝−ティ″ング組成物全
提供することを目的とすと； この発明のコーティング組成物は、オルガツト２アルコ
キシシラン又はこれとテトラアルコキシ７ランの混合物
にａ、ω−ジヒドロキシジメチルシロキサンを添加して
上記シランｔ−加水分解したものにグアニジン系触媒を
添加して、上記目的を達成する。

以Ｆ、この発明の詳細な説明する。以Ｆ、特にことわら
ない限り「部」は「重量部」を指す。

下記成分（Ａ）１００部に下記成分（Ｂ）０．０２〜一
部を添加して成分（Ａ）を加水分解したものに下記成分
（ｃ）ｏ、ｉ〜ｊ部添加してコーティング組成物を得る
。

上記加水分解に際しては、水は０．Ｉ　Ｎ以下の鉱＃酸
性の水で行なうことが好ましく、さらには、溶剤Ｙｅｆ
Ｉｈ合して行なうことが好ましい。この溶剤として社、
成分（Ａ）、（Ｂ）’、（Ｃ）をよく溶かし、かつプラ
スチック成形品の基体に影響のないものが望ましい。通
常は、メタノール、エタノール、ブタノール等の低級ア
ルコールが有用で、必要に応じてケトン、エステル、グ
リコールエーテル等を混合して使用する。なお、上記溶
剤は、加水分解後又祉触媒添加後添加してもよい。

ｌｉ分（Ａ）オルガノトリアルコキシシラン又はそれと
テトラアルコキシシランの混合物上記オルガノトリアル
コキシシランは、一般式ＲＳ４　（ＯＲ’）、で示され
る（但り、Ｒ，メチル、ビニル基又はフェニル基、Ｒ′
Ｉ炭素数ｌ−ダのアルキル基）。Ｘ体的には、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
トリプロポキシシラン、メチルトリプトキシシラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリプトキシシラ
ン、フェニルトリメト中ジシラン、７エ二ルトリエトキ
シシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルト
リプトキシシラン等を例示できる。この発明においては
、上記例示のうちメチルトリアルコキシシランが特に好
ましく、他のオルガノトリアルコキシシランを併用する
場合テも、ｓｏｗｔ％（加水分解物換算）以上含有する
ことが好ましい。

上記テトラアルフキジシランは、コーテイング膜の硬度
を向上させる目的で添加し、一般式５ｉ（ＯＲ“λで示
される（但しＲ“；炭素＆／−１のアルキル基）。具体
的には、テＦラメトキシシラン、テトラエトキシシラン
、テトラプロポキシシラン。

テトラブトキシシラン等を例示できる。このテトラアル
コキシシランの使用量は、オルガノトリアルコキシシラ
ン１００ｓにへ対して１００部以下、さらには３０部以
下とすることが好ましい。これは、使用量が増大すると
、フー、ティング膜の硬度は向上するが、柔軟性が低下
し、ひび割れが生じたり密着性が低下するからである。

１分（Ｂ）　ａ　、ω−ジヒドロキシポリジメチルシロ
キサン 上記シロキサンは、耐擦傷性を向上させる役目を果し、
一般式ＨＯ＋　Ｓｉ　（ＣＨ，）、Ｏ＋ｎＨで示され、
ｎ＝！−１００，好ましくａｎ＝／ｊ−ダ０である。

添加量は上記数値範囲内で、好ましく　Ｆｉｏ、ｏ　ｓ
〜ｏ、ｓ部である。

添加量が少なすぎると添加効果が得られず、多すぎると
充分平滑かつ均質なコーテイング膜が得られない。また
、このシロキサンの添加は、成分（Ａ）を加水分解前に
添加する必要があり、後から添加したので社添加効果は
現われない。

成分（Ｃ）グアニジン又ｑＮ−アルキル置換グアニジン
若Ｌ＜はこれらの炭酸塩、カルビン酸塩から遍ばれる化
合物・ 上記グアニジン又はＮ−アルキル置換グアニジン祉、一
般式Ｒ’Ｒ’Ｎ０（＝ＮＨ）Ｎ　Ｒ”Ｒ’で示される（
但し、Ｒ１〜Ｂ４　＋水素又は低級アルキル基）。カル
ボン讃塩としては、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪拳塩、
吉草讃塩、安息香酸塩等を例示できる。成分（Ｃ）は、
成分（Ａ）の加水分解物の縮合硬化触媒の作用を奏し、
添加量は上記数値範囲内である添加量が少なすぎると、
硬化が不十分となり、多すぎると、密着性、耐熱水性低
下の一因となる。この硬化用触媒は、公知のアルカリ金
属塩に比して、耐ストレスクレージングに優れたコーテ
イング膜を与えるのみならず、かなりの低温＜ｔＳ℃）
においても充分密着性のあるコーティング展管与える。

この発明のコーティング組成物には、上記各成分の他に
有機酸、界面活性剤、染顔料等を添加して実用性を向上
させて使用することができる。上記有機酸は、調合後の
ゲル化防止、塗布後の硬化速度調節の作用を春し、揮発
性のギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等を例示できる。

また、界面活性削離、塗布時の平滑性を向上させる作用
を奏し、ジメチルシロキサンアルキレンオキジドブ田ツ
ク共重合体、ポリ７ツ化炭化水素系ノニオン型のものが
有用である。

このように調整したこの発明のコーティング組成物は１
プラスチック成形品の表面に浸漬等の手段により塗布し
て加熱硬化させれば、表面硬度。

耐擦傷性、耐薬品性、耐熱水性等に優れたコーテイング
膜を得ることができる。ここで硬化条件は、好ましくは
１０〜デＯ″ＯＸ／−一時間であるが１．ｇｊ’ｃ！Ｘ
Ｊ〜弘時間と相当な低温でも可能である。従って、耐熱
性に優れていないプラスチック成形品にも諸性能に優れ
なコーテイング膜を形成でき、プラスチック成形品の適
用範囲を大幅に拡大できる。

特に、この発明のコーティング組成物により得られ念コ
ーティング膜は、スチールウール等ノ硬い材料で強く摩
擦してもほとんど傷つくことなく、ポリメタクリル酸メ
チル等の透明プラスチック成形品の使用中の擦り傷によ
る外観低下？：きたすことがないので、光学材料に適用
した場合、商品価値が著しく向上する。なお、この発明
のコーティング組成物は、ｌリメタクリル酸メチル以外
からなる成形品には直接密着しな−か、適当な齢処理又
は下塗りを行なうことにより他のプラスチック成形品に
も適用可能であり、さらに木材１紙。

金属、セラミック等の表面改質用としても有用である。

以下、この発明の効果を確認するために、実施例を比較
例とともに挙げる。

くコーティング組成物の調整方法〉 （り実施例／−１０、比較例／　−ｊ ゛＃Ｉ１表に示す部数の成分（Ａ／）メチル）　ＩＪメ
トキシシラン、成分（Ａ２）テトラエトキシシラン、１
１（Ｂ）！、ω−ジヒドロキシジメチルシロキサン（ｎ
中−〇１以下同じ）及びイソプロピルアルコール１０部
を混合して均一な溶液とした後、第１表に示す量Ｃｍ１
）の０．０７　Ｎ塩陵水を攪拌しながら除★に添加して
加水分解を行なう。室温に２．２ダ時間放置後、第１表
に示す部数の成分ＣＣ）グアニジン酢酸塩と酢ｐｉｏｇ
を加えて調整する。

、（鵞）実施例／／−１ｊｔ、比較例６〜７メチルトリ
エトキシシラン２００部、テトラエトキシシラシダ０部
、ａ、ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンＯ０一
部、イソプロピルアルコール１６０部、ポリ酢酸ビニル
５部及びポリフッ素厘界面活性剤Ｏ０一部を、上記（り
と同様に、混合し加水分解を行ない（ＨＯＪａｑ・６３
ｍ１添加）室温放置後、第−表に示す成分（Ｃ）各部数
と酢酸２！；部を加えて調整する。

（魯）実施例１６ メチルトリメトキシシラン１００部−ビニルトリエトキ
シシラン３ｏ部、ａ、ω−ジヒト°ロキシボリジメチル
シロキサンＯ１一部、エチルアルコール９５部及びメチ
ルイソブチルナ１２２Ｏ部を、上記（りと同様に、混合
し加水分解を行ない（ＨＣｅａｑ−６３ｍｇ添加）室温
放置後、テトラメチルグアニジン１部と酢酸２５部を加
えて調整する。

（り実施ｆＩ／７ フエニルトリメＦキシシラン＋０部、メチルトリメトキ
シシラン／２０部、テトラエトキシシラン３０部、α、
（１１−ジヒドロ中シボリジメチルシａ＋？ン０．Ｊｊ
ｌｌｌＳ、エチルアルコール／２０ｆ１１．Ｉ及び酢酸
ブチル３０部管、上記（りと同様に、混合し加水分解を
行＠　ｎ　（Ｈ（Ｊａｑ−ｊ　６　ＭＬＩｌ加）室温放
置後、テトラメチルグアニジン／部と酢１１／ｊｓｔ加
えて調整する。

（り実施例１１〜コＯ メチルトリメトキシシラン１６ｏａ、テトラエトキシシ
ラン４０部、ａ、ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキ
サンＯ，２５部、イソプロピルアルコール１６０部、ジ
メチルシロキサン−オキシエチレンブロックポリマー〇
、／　Ｉｓ及びポリビニルブチラール樹脂参部を、上記
（りと同様に、混合し加水分解を行ない（ＨＣｌｅ＞ｑ
・６６　ｔｅｌ添加）室温放置後、グアニジン酢酸塩１
．５部と酢酸ＪＯ８ｎ加えて調整する。

く試験方法〉 （り試験片の作成方法 嬉１表に示す各被塗布物に浸漬法（引き上げ速度７０ｃ
ｍ７分）で各コーティング組成物Ｙｔ塗布し、各条件で
硬化させて試験片を作成した。

但し被塗布物において実施例／１．／９．−〇は下記プ
ライマー■、■、■をそれぞれ浸漬塗布し、それぞれ１
００℃、　４　ｏ　’ｃ　、　６部℃で／ｊ分間乾燥さ
せたものであるδ 当量的２０００）のｊｅｔ％エチルソルブＩｔ。

＾ ■３−メタクリロキシトリメトキシシラン−５部と０．
Ｉ　Ｎ塩酸６部を混合し３０分間激しく攪拌しシランを
加水分解後、これにＮ−（コーアミノエチル）−３−ア
ミラブルピルトリメトキシシラン４１１１６、酢＠１０
部、イソプ四ビルアルコールｌｊＯ部管加えて室温でコ
ダｈ放置し、さらにイソプロピルアルコール４００部を
加えり溶液。

（！）試験項目 （イ）外観・・・目視観察で透明性その他コーティング
膜の欠陥管調べる。

（ロ）密着性・・・コーテイング膜面にナイフで１ｗｌ
角のマス目を１００個切り、セロへン粘着テープを強く
貼り付け９０°方向に急激に剥がし、剥がれなかったマ
ス目の割合を表示する。

（ハ）硬度・・・Ｊ工Ｓ−に−３１Ｉ００に従って、鉛
筆引掻硬度試験Ｉｔ！（荷重１に９）により測定し、傷
のつかない最高の鉛筆硬度を表示した。

に）耐擦傷性・・・参ｏｏｏｏのスチールウールにより
コーティング展表面１＊り傷のつきにくさを調べた。判
定基準は下記の如くである。

Ａ；強く擦っても傷がつかない。

Ｂ、かなり強く擦ると傷がつく。

Ｃ；弱く擦っても傷がつく。

（ホ）耐メタノール性 メタノール（第１級試ａ）中に２時間浸漬して、コーテ
イング膜を目視観察した。

各試験結果は実施例／−１０、比較例／−ｊを第１表に
、実施例１ｉ−ｔｓ、比較例４〜７を第２表に、実施例
１６〜λＯを第３表にそれぞれ示す。

第１表から、成分ＣＡ）１００部に対する成分（Ｂ）０
．０２〜２部、成分（Ｃ）が０．／−５部の範囲内であ
れば、コーテイング膜の諸性能が良好なことが分かる。

成分（Ｃ）が多すぎると外観不良が生じかつ耐擦傷性が
低下しく比較例１）、少なすぎると硬度や耐擦傷性が低
下する。また、成分（Ａコ）が成分（Ａ／）に対して過
剰になると密着性が低下しく比較例３）、成分（Ｃ）が
無添加であると耐摩耗性が低下しく比較例亭）、過剰で
あると外観不良が発生する（比較例Ｓ）ことが分かる。

第２表から、グアニジン系化合物以外の硬化触媒を用い
ると、耐熱水性が大幅に低下することが分かる（比較例
６．７）。

第３表から、オルガノトリアルコキシシランがメチルト
リメトキシシランの他のオルガノトリアルフキジシラン
の混合物であってもコーティング膜祉優れた諸性能を示
すことが分かり（実施例／Ａ、／７）、ｔた、プラスチ
ック成形品がポリメチルメタクリレート以外から形成さ
れていても、プライマーを介すれば良好な諸性能を示す
ことが分かる（実施例／ｌ−２０）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オルガノトリアルコキシシラン又はこれとテトラアルコ
   キシシランの混合物からなる成分（Ａ）１００重量部に
   下記成分（Ｂ）０．０２〜２重量部を添加して成分（Ａ
   ）を加水分解したものに一ト記成分（Ｃ）０．／−ｊ重
   量部を添加した構成のコーティング組成物。 （Ｂ）ａ、ω−ジヒドロキシジメチルシロキサン （Ｃ）グアニジン又はＮ−アルキル置換グアニジン着し
   くはこれらの炭酸塩、カルボン酸塩から遍ばれる化合物