JPS59155437A - プラスチツク用コ−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】 （発明の技術分野） 本発明はプラスチック用の新規なコーティング組成物に
関するものである。

（発明の背景） 現在使用されているプラスチック製品例えばグラスチッ
クレンズは、軽量で機械的性質にすぐれているものの、
ガラスや金属に比較すると、耐擦傷性に劣り、つまり、
傷つき易く、その需要が制限されていた。そのため、弱
点であるこの耐擦傷性を改善すべく種々のグラスチック
用コーティング組成物が開発さ１１、一部は既に市販さ
れている。

例えば、プラスチックレンズ用として（は、いわゆるハ
ードコートと称する硬質塗膜ヲ与えるシリコーン系のコ
ーティング組成物が市販されている。

しかしながら、これまでのコーティング組成物は、耐係
傷性も未だ十分に満足される訳ではなく、更に他の物性
例えば塗膜の耐熱性、耐候性及び染色性に於いても不満
足でおった。染色性は、ザングラスレンズ、ファッショ
ンレンズなどの用途ヲ考えると、重装な物性のひとつで
ある。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は、耐擦傷性、ｍｌ熱性、耐候性
及び染色性の点で総合的に優れた硬質塗膜を与えるプラ
スチック用コーティング組成物を提供することにある。

本発明者らは、予備研究の結果、上述の物件を満足させ
るコーティング組成物を得るには、主剤樹脂、充填剤及
び硬化触媒としてそれぞｎ何を選ぶかが重要であるばか
りでなく、それらをどのように組み合わせるかも非常に
型費であることを知り、更に研究を続けた結果、以下に
記述する組成物が目的に叶うことを見い出し、本発明を
成すに至った。

（発明の概要） 部ち、本発明は主成分として（ａ）エポキシ基含有トリ
アルコキシシランの加水分解生成物、（ｂ）コロイダル
シリカ、並ひに（ｃ）エチレンジアミン四ｎ１；酸、ヘ
キサフルオロアセチルアセトン、トリフルオロアセチル
アセトン、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル及びア
セト酢酸エチルから選ばれるキレート化剤が配位した４
価のジルコニウム、３価のインジウムまたは３価の鉄の
キレート化合物からなるプラスチック用コーティング組
成物を提供する。

ここに於いて（ａ）成分として使用されるエポキシ基含
有トリアルコキシシランは、一般式Ｘ、５ｉ（ＯＲ）。

で表わされるもの（但し、Ｘはエポキシ基含有有機基、
Ｒはアルキル基である）であり、例えばβ−グリシドキ
シエテ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オγ−グリシドキシメチルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシメチルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシメチルト１ノプロボギシシラン、
γ−クリシトキシメチルトリブトキシシラン、γ−グリ
シドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
エチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシエチルト
リプロボキシシラン、γ−グリシドキシエテルトリブト
キシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシグロビルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリグロポキシシラン、γ−
グリシドキシプロビルトリブトキシシラン、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、γ−グリシドキシブチルトリ
プロポキシシラン、γ−クリシトキシブチルトリブトキ
シシラン、δ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン
、δ−クリシト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）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、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルト
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）エテルトリプトキシシラン、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、γ−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）プロピルトリプロポキシシラン、γ−（３
、’４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリブトキ
シシラン、β−（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、β−（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、β−（３，４
−エポキシシクロヘキシル）ブ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）ブチルト
リブトキシシランなどが使用される。

上記シラン化合物の加水分解は、例えばシラン化合物１
モルに対し約２〜１２モル相当の水を含む希酸を添加し
て実施される。使用される希酸としては、０．０１〜０
．１規定の塩酸、硫酸、リン酸等の鉱酸及び酢酸、ギ酸
、シーウ酸、スルホン酸等の有機酸が挙げられる。また
加水分解は低級アルコール、ジオキサン等の有機溶剤の
存在下で行なってもよい。

そして、加水分解が済むと引続いて一部縮合が進み、ポ
リシロキサンのオリゴマーが生成する。

従って、（ａ）成分の加水分解生成物は、上記一般式Ｘ
　Ｓ　ｉ　（ＯＲ）ｓのＯＲ部分がハロゲンであるケイ
素化合物の加水分解によっても同一のものが生成するの
で、それも（ａ）成分として使用可能である。また、加
水分解は（ｂ）成分と混合する前に行なうことが好まし
いが、（ｂ）成分と混合中に又は混合後に行なってもよ
い。更に加水分解に際して、加水分解可能な他のケイ素
化合物例えばテトラアルコキンケイ素、一般式（Ｒ＋　
）ｎ　Ｓ＋　（０ル）、−ｎで表わされるシラン化合物
（但し、式中、Ｒ１はアミン基、ビー　ル基、メタクリ
ロキシ基、フェニル基、ハロゲン、メルカプト基などを
有し、又は有しないアルキル基、Ｒ２はアルキル基、ｎ
は１〜３の整数）などを差し支えない限り併用してもよ
い。

（ｂ）成分であるコロイダルシリカは、５〜１５０μｍ
の粒径を有するシリカであり、特に１０〜３０μｍのも
のが好捷しい。このシリカは充填剤として使用されるが
、他の成分との混合操作の容易性及び入手の容易さを考
えると、水又はアルコール分散液の形態のものを使用す
ることが好ましい。

シリカ水分散液は酸性、塩基性いずれのものも使用する
ことができる。市販品としては日量化学■製の商品名ス
ノーテックスー〇又は０Ｌ（ｐＨ２〜４）、触媒化成■
の商品名キャタロイドＳＮ、デュポン社のＬＵＤＯＸＨ
８−４０、ＬＳ、５Ｍ−３０、日量化学■製の商品名ス
ノーテックス−２０又はＣ又はＮ（ｐＩ（８，４〜１０
）が挙げられる。アルコール分散液は例えば日並化学（
□□□製の商品名　メタノールシリカゾル触媒化成■の
商品名オスカル１１３２などが挙げられる。粉末タイツ
としては、例えば触媒化成り０の商品名　オスキャップ
が挙げられる。

（ｃｌ成分のキレート化合物（は硬化触媒であり、それ
自体は公知のもので、一部は市販品として容易に入手で
きる。

本発明Ｖこかかるコーティング、４１１成物は、（ａ）
成分固形分１００重量部当り（ｂ）成分を固形分で１０
〜２５０重量部好ましく　’ｄ　３０〜２００　ｇ量部
、（ａｌ成分と（’ｂ）成分との固形分利１００重量都
当り（Ｃ）成分を０．００００１〜１０重量部の割合で
、それらの３成分を慣用的な混合手段により均一に混合
することによって容易に得られるが、もし粘度が高すぎ
たり、分相するような傾向があれば、必要に応じて水、
低級アルコール、酢酸ブチル、アセト′ン、２−ブトキ
ンエタノール、ジオキサンなどの各棟有機溶剤を添加す
る。そのほか組成物のホットライフを長くするためにｐ
Ｈ調％に行なってもよい。

丑だ、上記３成分のほかに塗膜の染色性及び可撓１生を
向上させる目的でエホキシ仙脂、ポリオール、繊維素系
側刀汀、メラミン柾脂、アルキッド樹脂等の樹力旨を、
塗布時の塗膜の平滑性を向上させ、才だ塗ノ漢表面のｊ
承悔係認を低下させる目的で界面活性Ｍ例えばジメチル
シロキサンとアルキレンオキザイドとのブロックまたは
グラフト共重合体を、塗ｊ摸に色をつける目的で顔料又
は染料を、その他耐候性を向上δぜる目的で紫外線吸収
剤、酸化防止剤等を、膜厚をＡ整する目的で粘度調節剤
などを併用してもよい５、 こうしで得られた本発明にかかる組成物をプラスチック
基材に対してハケ塗り、スプレー塗り、ロール塗り、流
し塗り、スピンコーティング、浸漬塗りなどの方法によ
り塗布し、その後必要に応じて常温乾燥した後、例えは
５０〜１８０℃好ましくは８０〜１４０℃に加熱するこ
とによって硬い無色透明な塗膜が得られる。

プラスチック基材の種類として（は、ポリメチルメタク
リレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリ（ジエチレングリコールビスアリル）カーボ
ネー）（ＣＲ−３９ポリマー）などに有効であり、なか
でもＣ’Ｒ−３９ホリマーに対して特に有効である。プ
ラスチック基材の形ｉ魚は特に問わないが、窓、風防、
レンズ、メガネレンズなどに有用である。

塗膜の好ましい１模厚は、０５〜３０ミクロン、より奸
才しくは１〜１０ミクロンである。０．５ミクロン以下
であると耐摩耗性が充分でなく、捷だ、３０ミクロン以
上になるとクラックが発生しやすくなる。

本発明の組成物から得られた塗膜は、スチールウールの
ような硬い材料で強く摩ゴしてもほとんど傷がつくこと
がなく、耐候性及び耐熱性も良好であり、また染色も可
能である。

（実施例） 次いで実施例により一本発明を具体的に説明する。

（１）シランの加水分解物の調製 γ−グリシドキシグロビルトリメトキシシラン２３６　
Ｆ　（，１モル）中にマグネティノクスターラーで攪拌
しながら０．０１規定塩酸水溶液７２２を一度に滴−ト
した。滴下直後は不透明な不均一溶液であるが滴下後数
分以内で発熱しながら透明になった。さらに攪拌を１時
間継続し、その後攪拌を停止して１昼夜放置、熟成した
。得られた加水分解物の固形分（９０℃の熱風乾燥機中
で２時間放酋俊の残存物）は６０％であった。

（２）コーティング組成物の調製 （ａ）成分と［〜て上記（１）の加水分解生成物、（ｂ
）成分として日量化学■製の「メタノールシリカゾル」
（固形分３０重量係、粒径１０〜２０μｍ）、Ｃｃ）成
分として下記第１表記載のキレート化合物を第１表記載
の割合で混合１−７、他に調整前のメタノールを加えて
均一に攪拌し、粘度約４センチボイズのコーテイング液
を調製しプこ。−！た比較のために（ｃ）成分として他
の硬化触媒を用いて同様にコーテイング液を調製した。

（３）プラスチック基材への塗布 ＣＲ−３９ホリマーで作られたテストピースに対し、浸
漬法（引き上げ速度、１２０　ｔａｎ　／　ｍｉ　ｎ）
により上記（２）のコーティング液？：塗布した後、１
２０℃の熱風乾燥機中に２時ｔｉｉ］放置し、硬化塗膜
を形成させた。

−２のテストピースについては、そのＩま次の性能試験
（イ）〜ホ）Ｋ供し、他のテストピースについては、硬
化塗膜の上に更にスパッタリング法により＜（Ｓｉ　０
２７５０　Ａ　／　Ｚｒ　０２５００人／５ｉｎ２２０
０久／　Ｚｒ　０２５００久／硬化皮膜）からなる４層
反射防止膜を形成した後、性能試験（へ）〜（ト）に供
した。

（４）性能試験 （イ）耐擦傷性 ５ｏｏｏｏのスチールウールで硬化塗膜の上をこすり、
その結果を肉眼により次の基準で評価した１、 Ａ：強くこすっても傷がつかない。

Ｂ：強くこすると少し傷つく Ｃ：弱くこすっても傷がつく なお、塗膜を有しない塗布前のテストピースの結果はＣ
であった。

（ロ）密着性試験 ＪＩＳ−Ｄ−０２０２に従い、硬化塗膜に１００個の升
目を作り、この上にセロノ・ン粘渭テープを貼った後、
手で累速く剥し、剥れずに残った塗膜の升目の数（ｎ）
　ｋ数え、”１．００で評価した。

（ハ）耐温水性 硬化塗膜を有するテストピースを沸騰水に６０分間浸漬
した後、外観及び剥離状態を観察した。

（５）染色性 ９０℃の温水１０００重量部ＶＣ三菱化成工業■製の染
料：商品名「ダイア二ノクス・ファストブルーＲ，Ｎ−
ＥＪ２重量部を溶解した後、硬化塗膜を有するテストピ
ースを１０分間浸漬し、水洗乾燥の候、肉眼及び透過率
計で染色したか否か’ｔ１４べた。

（ホ）耐候性（■） 硬化塗膜を有するテストピース金すンシャインウェーザ
、−メーター中に１．８０時間暴露した後、肉眼観察に
より透明１辻、着色の有無、表面状態などを総合的に調
べ、◎す△×の４段階で評価した。

（へ）耐熱性 反射防止膜を有するテストピースを１３０℃の熱風乾燥
機中Ｖこ１０分間放置した後、肉眼で観察して次の基準
により評価した。

◎　変化認められない ■　僅かにクラックあり △　著しいクラックあり ×　反射防止膜が剥離した （ト）耐候性（ｍ 反射防止膜を有するテストピースをサンシャインウェザ
−メーター中ｉｃ　１８０時間暴露した後、肉眼観察に
より透明朋、着色の有無、表面状態などを総合的に調べ
、◎○Δ×の４段階で評価した。

（５）結果 以上の結果を次の第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 主成分として、 （ａｔエポキシ基含有トリアルコキシシランの加水分解
   生成物、 ｆｂ）コロイダルシリカ、 及び（ｃｌエチレンジアミン四酢酸、ヘキサフルオロア
   セチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、アセ
   チルアセトン、アセト酢酸メチル及びアセト酢酸エチル
   から選ばれるキレート化剤が配位した４価のジルコニウ
   ム、３価のインジウムまたは３価の鉄のキレート化合物 からなることを特徴とするグラスチック用コーティング
   組成物。