JPS6127184B2 - - Google Patents

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JPS6127184B2
JPS6127184B2 JP50204979A JP50204979A JPS6127184B2 JP S6127184 B2 JPS6127184 B2 JP S6127184B2 JP 50204979 A JP50204979 A JP 50204979A JP 50204979 A JP50204979 A JP 50204979A JP S6127184 B2 JPS6127184 B2 JP S6127184B2
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JP
Japan
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polycarbonate
silica
composition
organopolysiloxane
protective coating
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JP50204979A
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English (en)
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JPS55500856A (ja
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Shiigufuraido Haaman Shurootaa
Danieru Robaato Oruson
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS55500856A publication Critical patent/JPS55500856A/ja
Publication of JPS6127184B2 publication Critical patent/JPS6127184B2/ja
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    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00865Applying coatings; tinting; colouring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/042Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
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Description

請求の範囲 1 (i) 一般式CH2=CYCOOR1(但し、式中、
Yは水素又はメチル基でR1はアルキル基を示
めす)で表わされる少なくとも1種のモノマー
の重合によつて得られる熱可塑性アクリルポリ
マーから成る下塗り層、および (ii) 式RSi(OH)3のシラノール(但し、式中の
Rは炭素原子数1〜3のアルキル基、ビニル
基、3,3,3―トリフルオロプロピル基、γ
―グリシドキシプロピル基又はγ―メタクリロ
キシプロピル基であり、シラノールの少なくと
も70重量%はCH3Si(OH)3である)の縮合生
成物であるオルガノポリシロキサンにコロイド
状シリカを充填して熱硬化させたオルガノポリ
シロキサンよりなる、 前記の下塗り層に被着された保護被膜を、少な
くとも1つの表面上に有するポリカーボネート基
体よりなる不透明でない被覆されたポリカーボネ
ート成形物品。 2 下塗り層が紫外線吸収剤を含む請求の範囲1
記載の物品。 3 オルガノポリシロキサンがCH3Si(OH)3
縮合生成物である請求の範囲1又は2記載の物
品。 4 シリカ充填オルガノポリシロキサンが10乃至
70重量%のコロイド状シリカを含む、請求の範囲
1乃至3のいずれかに記載の物品。 5 保護被膜が前記シラノールの部分縮合物の低
級脂肪族アルコール―水溶液中にコロイド状シリ
カを分散させた分散液から成る組成物の熱硬化生
成物で、前記シラノールの少なくとも70重量%は
CH3Si(OH)3で、前記組成物が10〜70重量%の
コロイド状シリカと30〜90重量%の上記部分縮合
体から成る固形分を10〜50重量%含み、前記組成
物が3.0〜6.0の範囲のPHを与えるのに十分な酸を
含むことを特徴とする請求の範囲1乃至4のいず
れかに記載の物品。 6 熱可塑性アクリルポリマーがポリ(メチルメ
タクリレート)、ポリ(エチルアクリレート)、ポ
リ(イソブチルメタクリレート)、メチルメタク
リレートとn―ブチルメタクリレートの共重合体
から選択されることを特徴とする請求の範囲1乃
至5のいずれかに記載の物品。 7 (i) 一般式CH2=CYCOOR1(但し、式中、
Yは水素又はメチル基でR1はアルキル基を示
めす)で表わされる少なくとも1種のモノマー
の重合によつて得られる熱可塑性アクリルポリ
マーから成る下塗り層及び (ii) 前記下塗り層上の保護被膜組成物を少なくと
も1つの表面上に有するポリカーボネート基体
から成り、前記保護被膜組成物が式RSi
(OH)3のシラノールの部分縮合体の低級脂肪族
アルコール―水溶液中に分散したコロイド状シ
リカの分散液の熱硬化生成物から成り、式中、
Rは1〜3個の炭素原子のアルキル基、ビニル
基、3,3,3―トリフルオルプロピル基、ガ
ンマーグリシドキシプロピル基及びガンマーメ
タクリロキシプロピル基から成る群より選択さ
れ、前記シラノールの少なくとも70%がCH3Si
(OH)3で、前記分散液が実質的に10〜70重量%
のコロイド状シリカと30〜90重量%の上記部分
縮合体から成る固形分を10〜50重量%含み、前
記分散液が3.0〜6.0の範囲のPHを有するのに十
分な酸を含むことを特徴とする不透明でない被
覆ポリカーボネート物品。 8 (i) 一般式CH2=CYCOOR1(式中、Yは水
素又はメチル基でR1はアルキル基)で表わさ
れる少なくとも1種のモノマーの重合によつて
得られる熱可塑性アクリルポリマーを有機溶媒
に溶解してなる下塗り組成物をポリカーボネー
ト物品の表面に塗布し、 (ii) 前記下塗り組成物から溶媒を蒸発して、熱可
塑性アクリルポリマーを含む固体の下塗り層を
形成し; (iii) 前記下塗り層上に式RSi(OH)3のシラノー
ルの部分縮合体の低級脂肪族アルコール―水溶
液中に分散したコロイド状シリカの分散液から
成る水性の保護被膜用組成物を塗布し(但し、
式中、Rは1〜3個の炭素原子のアルキル基、
ビニル基、3,3,3―トリフルオルプロピル
基、ガンマーグリシドキシプロピル基及びガン
マーメタクリロキシプロピル基から成る群より
選択され、シラノールの少なくとも70重量%は
CH3Si(OH)3で、前記組成物は実質的に10〜
70重量%のコロイド状シリカと30〜90重量%の
上記部分縮合体から成る固形分を10〜50重量%
含有しかつ前記組成物は3.0〜6.0の範囲のPHを
有するために十分な酸を含む)、 (iv) 前記保護被膜用組成物から揮発性の溶媒を蒸
発し、そして、 (v) 熱を加えて前記シラノールの部分縮合体を更
に縮合してシルセスキオキサンを生成し、これ
によつて、 均一かつ強固に接着した耐摩損性かつ耐化学溶
媒性被膜をポリカーボネート上に形成する、諸工
程よりなる不透明でない被覆されたポリカーボネ
ート成形物品の製造方法。 明細書 本発明はシリカを充填したオルガノポリシロキ
サンの保護被膜がポリカーボネートの基体に強固
に接着している、耐摩損性及び耐化学溶媒性の、
シリカを充填したオルガノポリシロキサンで被覆
したポリカーボネート製物品並びにかかる物品を
製造するための方法に関する。更に具体的には、
本発明はポリカーボネートの基体とシリカを充填
したオルガノポリシロキサンの保護被膜との間に
熱可塑性アクリル樹脂から成る下塗り層を有す
る、シリカを充填したオルガノポリシロキサンで
被覆したポリカーボネート製物品に関する。前記
物品を製造するための方法は、ポリカーボネート
物品上に接着促進性、熱可塑性アクリル樹脂の薄
膜を形成することにより前記ポリカーボネート基
体を前記アクリル樹脂で下塗りし、該下塗りした
面をシリカを充填した硬化性オルガノポリシロキ
サン保護被膜形成用組成物で更に被覆し、前記シ
リカを充填した硬化性オルガノポリシロキサンを
硬化して接着性の、耐摩損性かつ耐化学溶媒性の
保護被膜を形成することから成る。 発明の技術的背景 窓及び風防ガラス等用にポリカーボネート樹脂
を使つた透明なガラス材を構造部材として用いる
ことは周知である。このようなポリカーボネート
樹脂は所望の形状に容易に成形され、かつガラス
より低密度であるがガラスより高い耐破損性を有
するといつたような優れた物理的及び化学的特性
を有するが、それらの耐摩損性及び耐化学溶媒性
は比較的低い。 ひつかき傷やその他の損傷に対するこのように
比較的低い耐性を克服しまた成形基体の表面特性
を他の何らかの点で改善するために、ポリカーボ
ネート樹脂に対してさまざまな被膜が施されて来
ている。アメリカ特許第3582398にはポリカーボ
ネート基体及びその上に適用された熱可塑性ポリ
メチル―メタアクリレートの透明被膜から成る改
良された光学的特性を有する成型ポリカーボネー
ト部品が開示されている。更に、アメリカ特許第
3582398号には1オレフイン系不飽和有機モノマ
ーとアクリル系ポリマーとの混合物であるアクリ
ル樹脂、及び2ヒドロキシベンゾトリアゾールお
よびヒドロキシベンゾフエノンと或る種の触媒と
の或る種のウレタン類から成る、ポリカーボネー
ト用被膜が開示されている。アメリカ特許第
3451838号、3986997号及び4027073号はオルガノ
ポリシロキサン被膜組成物及びこれらのオルガノ
ポリシロキサン被膜組成物をポリカーボネート表
面へ施すための技術を開示する。これらの被膜
は、例えば、硬く、耐摩損性かつ耐化学溶媒性と
いつた、多くの望ましい特性を有するが、一方、
これらのオルガノポリシロキサン被膜が必ずしも
全ての場合に於いてこれらのカーボネート表面に
対して必要とされている程度の均一な粘着性や耐
久性を具備している訳ではない。アメリカ特許第
3707397号は、一例として、ポリカーポヌート製
物品上に硬質の被膜を付ける方法を開示し、該方
法はポリカーボネート表面を粘着を促進する熱硬
化可能のアクリル樹脂の下塗りし、かつ該下塗り
した表面上にオルガノポリシロキサンを適用する
工程を含む。この方法によつて製造された物品に
於いて、基体に対するオルガノポリシロキサンの
粘着度は初期に於いては一応許容し得る程度であ
るが、長期間外気に、特に、日光に曝した場合、
オルガノポリシロキサンが基体に対する粘着性を
一般に失いがちであるという欠点がある。更に、
熱硬化したアクリル下塗り層の厚さが増えるに従
つて、被覆された物品の耐摩損性は通常低下す
る。従つて、均一に、強固にかつ耐久性を以つて
接着した、耐摩損性かつ耐化学溶媒性被膜を有す
る非不透明ポリカーボネート製物品に対する必要
性は解決されないますに残つて居る。従つて、本
発明はかかる物品及びその為に比較的簡単かつ経
済的製造方法を提供することを主たる目的とす
る。 発明の説明 本発明は熱可塑性アクリルポリマーから成る接
着促進下塗り層を有する、非不透明の即ち、不透
明でない、シリカを充填したオルガノポリシロキ
サンで被覆したポリカーボネート製物品及びこれ
らの物品を製造するための方法に関する。 本発明を実施するにあたつて、ポリカーボネー
ト表面にシリカを充填したオルガノポリシロキサ
ン被膜を施す前に、ポリカーボネート表面に熱可
塑性アクリルポリマーを含有する下塗り組成物を
まず下塗りし、次いでその上にシリカを充填した
オルガノポリシロキサン被膜を適用する。 本発明の芳香族性カーボネートポリマーは次式
の反復ユニツトを有する。 式中、各―R―はフエニレン、ハロゲン置換フ
エニレン及びアルキル置換フエニレンから成る群
より選択され、A及びBはそれぞれ水素、脂肪族
不飽和結合を含まない炭化水素基及び隣接する―
C―原子とシクロアルカン基を形成する基から成
る群より選択され、A及びB中に於ける全炭素原
子数は12以下である。 本発明の芳香族カーボネートポリマーは本発明
の属する技術分野で周知の方法、例えば米国特許
第3989672号(この明細書全部を本明細書中に参
考として含む)に記載されたような方法により作
成し得る。 また、上記のカーボネートポリマーには、多官
能性芳香族化合物を二価フエノール及びカーボネ
ート前駆物質と反応せしめて得た、式の反復ユ
ニツトが枝分かれしている基を含む熱可塑性の、
ランダムに枝分れしたポリカーボネートとも含ま
れる。 好適なポリカーボネート樹脂はビスフエノール
―Aとホスゲンの反応により誘導され得る。これ
らのポリカーボネートは次式の反復ユニツトを10
〜40個有する。 前記のポリカーボネートは、塩化メチレン中で
25℃で測定した場合、0.3と1.0の間の、好ましく
は、0.40乃至0.65の個有粘度を有するべきであ
る。 本発明に従つて下塗り材中に用いられる熱可塑
性アクリルポリマーは本発明の属する技術分野に
於いて熱可塑性アクリルポリマーとして良く知ら
れている熱可塑性アクリルポリマーである。本発
明を実施するにあたつて使用される熱可塑性アク
リルポリマーの例は、例えば、1964年著作権取得
の、Interscience Publishers及びJohn W.ley&
Sons.Inc.発行の“Encyclopedia of Polymer
Science and Technology”(高分子化学及び高分
子技術百科辞典)の第256ページ以降及びその中
で引用した参考文献中に記載されている。前記百
科辞典及び参考文献もまた本明細書中に参考とし
て含む。 本明細書中で使用する「熱可塑性アクリルポリ
マー」なる用語はその範疇に一種或いはそれ以上
のアクリル酸エステルモノマー及びメタアクリル
酸エステルモノマーの重合によつて得られる熱可
塑性ポリマーを包括するものとする。これらのモ
ノマーは下記の一般式 CH2=CYCOOR1 で表わされ、式中、Yは水素又はメチル基、R1
はアルキル基、好ましくは1〜約20個の炭素原子
を含むアルキル基である。 上記の一般式中のR1で表わされたアルキル基
の例はメチル、エチル、n―プロピル、イソプロ
ピル、n―ブチル、イソブチル、sec―ブチル、
tert―ブチル、イソブチル、n―アミル及びそれ
らのさまざまな位置異性体、並びに同様にヘキシ
ル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル基等の
対応直鎖及び分枝異性体である。 式で表わされたアクリル酸エステルモノマー
の例には、メチルアクリレート、イソプロピルア
クリレート、n―プロピルアクリレート、n―ブ
チルアクリレート、イソブチルアクリレート、
sec―ブチルアクリレート、2―エチルヘキシル
アクリレート等がある。式で表わされるメタク
リル酸エステルモノマーの例には、メチルメタク
リレート、エチルメタクリレート、n―ブチルメ
タクリレート、イソブチルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート等がある。上記のアクリレー
ト及び/又はメタクリレートモノマーの共重合体
も本明細書中で使用される「熱可塑性アクリルポ
リマー」の用語内に含まれる。本発明を実施する
のに有用な熱可塑性アクリルポリマーを提供する
ためのモノマー状のアクリル酸エステル及びメタ
アクリル酸エステルの重合は公知の重合技術のい
ずれによつても成し遂げられる。少くなくとも約
15000の分子量を有する熱可塑性アクリルポリマ
ーが本発明の実施に一般に好ましい。 本発明を実施するのに有用な熱可塑性アクリル
ポリマーにはアクリル酸エステルモノマーから誘
導されたアクリルエステルホモポリマー、メタア
クリル酸モノマから誘導されたメタアクリル酸エ
ステルホモポリマー、及び2種の異つたアクリル
酸エステルモノマー、2種の異つたメタアクリル
酸エステルモノマー或いはアクリル酸エステルモ
ノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとから
誘導された共重合体がある。 上記の熱可塑性アクリルポリマーの2種或いは
それ以上、例えば、2種或いはそれ以上の異つた
アクリルエステルホモポリマー、2種或いはそれ
以上の異つたアクリルエステル共重合体、2種或
いはそれ以上の異つたメタアクリルエステルホモ
ポリマー、2種或いはそれ以上の異つたメタアク
リルエステル共重合体、1種のアクリルエステル
ホモポリマーと1種のメタアクリルエステルホモ
ポリマー、1種のアクリルエステル共重合体と他
の1種のアクリルエステル共重合体、1種のアク
リルエステルホモポリマーと1種のメタアクリル
エステル共重合体等の混合物も本発明に於いて使
用可能である。 上記の熱可塑性アクリルポリマーは該熱可塑性
アクリルポリマーと、不活性、即ち処理すべきポ
リカーボネート部品とは反応しないが該熱可塑性
アクリルポリマーを溶解することの出来る、性状
に於いて有機或いは無機質の揮発性溶媒を含む下
塗り用組成物から下塗り材として通常適用され
る。一般に、下塗り用組成物中の熱可塑性アクリ
ルポリマーの濃度は約0.5から約25重量パーセン
ト、好ましくは、約1から約15パーセントであ
る。好適な溶媒系の例として、エチレングリコー
ルジアセテート、ブトキシエタノール、ジクロロ
メチレン、1,2―ジクロロエチレン、クロロホ
ルム、ベンゼン、トルエン及びそれらの混合物が
ある。 本発明の下塗り材用組成物は種々の平坦剤、紫
外線吸収剤、界面活性剤及びシキソトロピー化剤
を任意に含むことができる。これらの添加剤及び
その使用は本発明の属する技術分野で良く知られ
ているので、それに関して広範な説明を行う必要
はない。従つて、極く限られた範囲の添加剤が引
用されるが、即ち、平坦剤、界面活性剤及び紫外
線吸収剤として同じような形で機能する能力を有
する化合物は何でも使用可能であると理解された
い。 陽イオン性、陰イオン性及び非イオン性界面活
性剤を含む、さまざまな界面活性剤が1969年ニユ
ーヨークのInterscience Publishersから発行され
たKirk―Othmer著Encyclopedia of Chemical
Technology(化学技術百科辞典)、第19巻、507
〜593ページ及び1960年ニユーヨークの
Interscience Publishersから発行されたEncy―
Clopedia of Polymer Scienca and Technology
(高分子科学及び高分子技術百科辞典)、第13巻、
477〜486ページ記載されている。上記百科辞典を
参考文献として本明細書中に含む。 紫外線吸収化合物即ち安定剤の例として、ヒド
ロキシベンゾフエノン或いはベンゾトリアゾール
系の化合物を含む。これらの例は、2―ヒドロキ
シ―4―n―オクトキシベンゾフエノン、置換さ
れたヒドロキシフエニルベンゾトリアゾール、2
―(2′―ヒドロキシ―5′―メチルフエニル)―ベ
ンゾトリアゾール、及び2―ヒドロキシ―4―メ
トキシベンゾフエノンである。本発明の実施にあ
たつて使用することの可能な紫外線吸収剤の他の
例はアメリカ特許第3043709号中に見い出され得
る。一般に、紫外線吸収剤の量は該下塗り材組成
物の重量に基づいて約0.5乃至約15重量パーセン
トまで変動可能である。 下塗り材組成物の均一なフイルムは浸漬、噴
霧、ロール塗り等のいかなる公知手段によつてポ
リカーボネート表面に適用される。成形されたポ
リカーボネート部品に上記の下塗り材組成物を塗
布したのち不活性の揮発性溶媒は該被覆物品をそ
の揮発性溶媒が蒸発して、該下塗り剤組成物を適
用したポリカーボネート表面上に熱可塑性アクリ
ルポリマーを含む下塗り層或いは塗膜が残存する
まで乾燥することによつて、除去され得る。この
乾燥工程は、例えば、乾燥用オーブンのような乾
燥装置を利用することによつて短縮可能である。
一般に、下塗り層は約0.002ミルから約1ミル、
好ましくは約0.01ミルから約0.5ミルの間を変動
する厚さを有する均一の膜である。 被覆すべきポリカーボネート物品に下塗り材組
成物を適用し、その下塗り材組成物中の溶媒成分
を蒸発して下塗りした後、ポリカーボネート物品
の下塗りを施した表面をシリカを充填したオルガ
ノポリシロキサンの被膜で被覆する。本発明の実
施にあたつて、更になお硬化可能なオルガノポリ
シロキサン及びコロイド状のシリカを含有するシ
リカを充填したオルガノポリシロキサン被覆組成
物を硬化した下塗り材上に適用し、次いで硬化し
て熱硬化したシリカを充填したオルガノポリシロ
キサン被膜を形成する。 上述のシリカを充填した更になお硬化可能なオ
ルガノポリシロキサン保護被覆組成物は次式を有
するシラノールの部分縮合体の低級脂肪族アルコ
ール―水溶液中にコロイド状シリカを分散せしめ
たものから成る。 R2Si(OH)3 式中、R2は1―3個の炭素原子を含有するア
ルキル基、ビニル基、3,3,3―トリフルオロ
プロピル基、ガンマ―グリシドキシプロピル基か
ら成る群から選択され、前記シラノールの少くな
くとも70重量パーセントはCH3Si(OH)3であ
る。この組成物は一般に約10〜約50重量パーセン
トの固形分を含み、その固形分は本質的には約10
〜約70重量パーセントのコロイド状シリカと約30
〜約90重量パーセントのシラノールの部分縮合物
とから成る。シラノールの部分縮合物、即ち、シ
ロキサノールは、好ましくは、CH3Si(OH)3
縮合によつて全部得られるが、前記部分縮合物は
CH3Si(OH)3の縮合によつて得られる主たる部
分とモノエチルトリシラノール、モノプロピルト
リシラノール、モノビニルトリシラノール、モノ
ガンマ―メタクリロキシ―プロピルトリシラノー
ル、ガンマ―グリシドキシプロピルトリシラノー
ル或いはそれらの混合物の縮合によつて得られる
従たる部分とから成ることもまた任意に可能であ
る。前記組成物は、さらに、PHを3.0から6.0の範
囲にするのに十分な酸を含有する。早期ゲル化を
防止し、シリカを充填したオルガノポリシロキサ
ン被覆組成物の保存可能期間を延長しかつ硬化し
た被膜が最適の特性を有するようにPHをこの範囲
に維持する。好適は酸には塩酸、塩化酢酸、酢
酸、クエン酸、安息香酸、ギ酸、プロピオン酸、
マレイン酸、シユウ酸、グリコール酸等の有機酸
及び無機酸の双方が含まれる。酸は、加水分解し
て該組成物のシラノール成分を形成するシラン、
或いはヒドロゾールの両成分を混合する前にその
いずれか一方に添加され得る。 本発明の保護被膜組成物中のトリシラノール成
分は対応するトリアルコキシシランをコロイド状
シリカの水性分散液に加えることにより反応系中
に生成される。好適なトリアルコキシシランはメ
トキシ、エトキシ、イソプロポキシ及びt―ブト
キシ置換基を含むものである。酸性の水性媒質中
にシラノールを生成せしめると、ヒドロキシル置
換基が縮合して―Si―O―Si―結合を形成する。
縮合は完全でなく、むしろシロキサンが認めうる
量のけい素に結合しているヒドロキシル基を保持
しているので、そのオルガノポリシロキサンポリ
マーを水―アルコール溶媒に可溶にする。この可
溶な部分縮合体はシロキサノールポリマーがいか
なる3個の―SiO―ユニツト当り少くなくとも1
個のけい素に結合したヒドロキシル基を有するこ
とにより特徴づけられる。下塗り材上の保護被覆
組成物を硬化させる間、これらの残留ヒドロキシ
ル基は凝縮してシルセスキオキサンR2SiO3/2
生成する。 保護被覆組成物中のシリカ成分はコロイド状シ
リカの形で存在する。水性コロイド状シリカ分散
液は一般に直径5〜150ミリミクロンの範囲の粒
径を有する。これらのシリカ分散液は本発明の属
する分野で周知の方法により作成され、市販され
ている。より大きな安定性を有する分散液を得か
つ卓越した光学的特性を有する保護被膜を提供す
るためには、直径が10から30ミリミクロンの範囲
の粒径を有するコロイド状シリカを使用するのが
好ましい。 シリカを充填したオルガノポリシロキサン保護
被膜用組成物はトリアルコキシシランをコロイド
状のシリカヒドロゾールに添加し、かつそのPHを
酸を加えることによつて3.0から6.0の範囲に調整
することにより作成される。前述の通り、酸はシ
ラン及びシリカヒドロゾールの両成分を混合する
前に、そのいずれか一方に添加することが出来
る。トリアルコキシシランがトリシラノールに加
水分解する間、アルコールが生成する。最終被覆
組成物中に望まれる固形分パーセントに従い、ア
ルコール、水、或いは水和性溶媒をさらに添加す
ることも可能である。好適なアルコールはメタノ
ール、エタノール、イソプロパノール、t―ブタ
ノールのような脂肪族アルコール及びそれらの混
合物である。一般に、溶媒系はシラノールの縮合
によつて形成されるシロキサノールの溶解性を確
実にするために約20から約75重量パーセントのア
ルコールを含むべきである。所望により、アセト
ン、ブチルセルロース等の他の水和性極性溶媒を
少量前記の水―アルコール溶媒系に加えることが
出来る。一般に、約10〜約70重量パーセントのコ
ロイド状シリカと約30〜約90重量パーセントのシ
ラノールの部分縮合体から成る固形物を約10〜約
50重量パーセント含有する組成物を得るために十
分な量のアルコール或いは水―アルコール溶媒が
添加される。組成物を短期間熟成せしめて、シラ
ノールの部分縮合体、即ちシロキサノールを確実
に形成する。この縮合は酸性の水性媒質中でシラ
ノールが生成されることによつて起り、そのヒド
ロキシル置換基を通してSi―O―Si結合を形成す
る。縮合が完全でないので、けい素に結合したヒ
ドロキシル基を認めうる量有するシロキサンが得
られる。この熟成した、シリカを充填した硬化可
能なオルガノポリシロキサン保護被膜用組成物は
次いで、浸漬、噴霧、流し塗り等の周知の方法の
いずれかにより下塗りしたポリカーボネートに適
用される。保護被膜用組成物を下塗りしたポリカ
ーボネートに適用したのち、ポリカーボネートを
空気乾燥して、前記の保護被膜用組成物から揮発
性溶媒を蒸発する。しかる後、加熱して前記の保
護被膜を硬化する。硬化中、シロキサン中に残存
するヒドロキシル基は縮合してシルセスキオキサ
ンR2SiO3/2を生成する。その結果、基材に強固
に接着した、ひつかき傷、摩損、化学溶媒及びそ
の他の傷に対して高い抵抗力のある、シリカを充
填した架橋されたオルガノポリシロキサンから成
る保護被膜が得られる。一般に、前記の保護被膜
はシリカを約10〜約70重量パーセントとシルセス
キオキサンR2SiO3/2として存在するオルガノポ
リシロキサンを約30〜約90重量パーセント含有す
る。 保護被膜の厚さは、一般に、被膜の適用方法及
びシリカを充填した更に硬化可能なオルガノポリ
シロキサン保護被膜用組成物中に存在する固形物
の重量パーセントによる。一般に、固形物の含有
率が高くなればなるほど、また被膜を施す時間が
長くなればなるほど、得られる保護被膜の厚さは
増加する。硬化した保護被膜の厚さは、好ましく
は約0.1〜約0.5ミル、さらに好ましくは0.15〜約
0.4ミル、特に好ましくは約0.2〜約0.25ミルであ
る。 本発明の他の実施の態様は、傷、摩損、ひつか
き傷及び化学的に対して抵抗力を有するポリカー
ボネート物品を製造する方法である。該方法は(i)
ポリカーボネート上に熱可塑性アクリルエステル
ポリマー及び溶媒を含む下塗り材用組成物を適用
し、(ii)前記溶媒を蒸発してポリカーボネートの表
面上に固体の下塗り層を残留せしめ、(iii)式R2Si
(OH)3のシラノールの部分縮合体の低級アルカノ
ール―水溶液中にコロイド状シリカを分散せしめ
た分散液から成る保護被膜用組成物を上記の下塗
り層上に施し、この際R2は1〜3個の炭素原子
を含むアルキル基、ビニル基、3,3,3―トリ
フルトリプロピル基、ガンマ―グリシドキシプロ
ピル基及びガンマ―メタクリロキシプロビル基か
ら成る群から選択され、上記シラノールの少くな
くとも70%はCH3Si(OH)3であり、(iv)上記保護
被膜用組成物中に存在する揮発性溶媒を蒸発除去
し、(v)保護被膜を加熱することにより該保護被膜
を硬化して、シリカを充填した熱硬化したオルガ
ノポリシロキサン、即ち、シルセスキノキサンを
形成する、工程から成る。 本発明の好適な実施の態様 本発明がどのように実施され得るかを当業者が
よりよく理解するするために、下記の実施例を例
示的に、限定的にでなく、記載する。 例 1 2,2―ビス(4―ヒドロキシフエニル)プロ
パン及びホスゲンを酸受容体及び分子量制御剤の
存在の下で反応せしめ、固有粘度0.57の芳香族ポ
リカーボネートを生成する。生成物を約265℃に
て操作されている押出機に供給して、ペレツトに
細分する。 次に、ペレツトを約315℃で縦横それぞれ約4
インチ、厚さ約1/8インチの試料板に成形する。
試料板を摩損試験にかける。摩損試験では中央に
あけられた直径1/4インチの穴を有する試料板を
テーパー摩損機にかける。テーパー摩損機はCB
―10F回転体を備え、前記回転体を200回回転さ
せる毎にS―11表面仕上げ用デイスク上で20回回
転して摩損せしめ、その表面を新しくする。前記
のCS―10F回転体と一緒に用いる複数のおもり
はそれぞれ500グラムである。%曇りの測定はガ
ードナーヘーズメータを用いて、試料の将来摩損
を起す軌跡の周囲4ケ所において最初実施する。
回転体を300回転して試料を摩損し、イソプロパ
ノールで洗浄したのち、%曇りを前記と同じ4ケ
所で再測定する。それぞれの位置に於ける%曇り
の差が計算され、その平均をとつて△%曇りとす
る。結果は表1に記載されている。 例 2 37重量パーセントの固形物(その50%はSiO2
である)を含むシリカを充填したオルガノポリシ
ロキサン保護被膜用組成物は、粒径約13〜14ミリ
ミクロンのSiO2を有するコロイド状シリカの市
販水性分散液を、25重量パーセントの氷酢酸を加
えることによつて酸性化されているメチルトリメ
トキシシランに加えることによつて、調合され
る。この組成物を4時間混合したのち、氷酢酸を
更に加えてそのPHを3.9に調節する。この酸性化
された組成物に、次いで、イソプロパノールを添
加して固形分を18%に希釈し、4日間熟成して
CH3Si(OH)3の部分縮合物が確実に形成される
ようにする。 例 3 本実施例はポリカーボネートを被覆するための
手順及びそれによつてもたらされる強化された特
性を説明するために設定されている。熱可塑性下
塗り用組成物は熱可塑性アクリルポリマーを所望
の溶媒に所望の濃度で溶解させることにより作成
される。ほゞ例1の方法と同じ方法に従つて作成
されたポリカーボネートの試験用パネルをこれら
の下塗り用組成物で流し被覆する。過剰の下塗り
用組成物を流去させてから、試験用パネルを125
℃で15分間乾燥する。次いで、下塗りした試験用
パネルを、ほゞ例2に従つて作成されたシリカを
充填したオルガノポリシロキサン保護被膜用組成
物で流し被覆する。過剰の保護被膜用組成物を流
去させてから、試験用パネルを30分間空気乾燥
し、しかる後、125℃で1時間加熱して上に塗つ
た硬化可能の、シリカを充填したオルガノポリシ
ロキサンを硬化する。これらの下塗り及び保護被
膜を施した試験用パネルを上述の摩損試験と下記
の接着性試験にかける。接着性試験は、多刃工具
を利用して被膜を通して基材中まで約1mm間隔で
平行な溝を切り、試料を90゜回転してから、上記
の溝切り作業を繰り返すことによつて、被膜中に
切り込まれた多数の1辺が1mmの正方形から成る
格子模様を形成し、交差綾目状に形成された表面
に粘着テープを貼つてからすばやくそのテープを
引きはがすことから成る(格子の正方形の被膜が
1つでもはがれた場合、試料は接着性試験に合格
しなかつたことになる)。試験用パネルはまた太
陽ランプによる劣化試験にもかけられる。この試
験では試料が紫外線の照射に過酷に曝露される。
上記の太陽ランプ劣化試験に於いて、被覆した試
料はRS―太陽ランプに曝露され、一定時間曝露
したのち、取り出して上記の接着性試験を行う。 被膜によりポリカーボネートの基体に賦与され
た耐摩損性の程度(それぞれ最初、即ち、RS太
陽ランプに曝露する前及びRS太陽ランプに曝露
した後)及び被膜の基体への接着性(それぞれ最
初、即ち、RS太陽ランプに曝露する前及びRS太
陽ランプに曝露した後)を決定するために設定さ
れた上記試験によつて得られた結果を、下塗り用
組成物中に存在する熱可塑性アクリルポリマー及
び該ポリマーに対する溶媒、該下塗り用組成物中
の熱可塑性アクリルポリマー濃度及び下塗り層の
厚さと共に表に示す。
【表】 例 4 本実施例は耐摩耗損性ポリカーボネート物品を
製造するために有効な耐久性のある強固に接着し
た被膜を提供するために、熱可塑性アクリルポリ
マーの下塗り層とシリカを充填したオルガノポリ
シロキサンの保護被膜を特別に組み合わせること
の重要性を示すために設定されている。下塗りし
ていないポリカーボネートのパネルを例1とほゞ
同じ方法で作成し、実質的に例2に従つて作成し
たシリカを充填したオルガノポリシロキサンの保
護被膜用組成物で流し被覆する。過剰の保護被膜
用組成物を流去させてから、下塗り層を有しない
被覆した試験用パネルを30分間空気乾燥して溶媒
を蒸発せしめたのち、250〓で1時間焼成して硬
化可能なオルガノポリシロキサンを硬化した。こ
れらの下塗り層を有しない、被覆した試験用パネ
ルを上記の接着試験(RS太陽ランプに曝露する
前及び曝露した後の双方)にかけ、その結果を表
に示す。
【表】 た。即ち、接着試験に合格したサンプルも
また不合格となつたサンプルもあつた。
表及び表からわかるように、本発明に従つ
て下塗りしたポリカーボネート基体へのオルガノ
ポリシロキサン保護被膜の接着力は、RS太陽ラ
ンプへ曝露する前及び曝露した後のいずれに於い
ても、下塗りしていないポリカーボネート基体へ
のオルガノポリシロキサン被膜の接着力に比較し
てかるかに優れている。 例 5 本実施例も同様に、耐摩損性ポリカーボネート
物品を製造するために有効な耐久性のある強固に
接着した被膜を提供するために、熱可塑性アクリ
ルポリマーの下塗り層とシリカを充填したオルガ
ノポリシロキサンの保護被膜を特別に組み合わせ
ることの重要性を示すために設定されている。ビ
ーケミカルカンパニーから市販されている熱硬化
性アクリル(ブタノール溶液中、固形分32%)で
あるEV―6174をn―ブタノールで種々の固形分
濃度に希釈する。これらの溶液中に例1とほゞ同
じ方法で作成したポリカーボネートの試験用パネ
ルを浸漬する。次いでこの下塗り溶液からポリカ
ーボネートのパネルを取り出し、約30分間大気中
に放置する。その間に下塗り溶液から溶媒が蒸発
して、ポリカーボネート表面に薄い下塗り被膜が
残る。しかる後、下塗りした試験用サンプルを例
2とほゞ同じ方法で作成したシリカを充填したオ
ルガノポリシロキサンの保護被膜用組成物で流し
被覆する。過剰の保護被膜用組成物を流去せし
め、次いで試験用パネル空気中で30分間乾燥した
のち、125℃で1時間加熱する。これらの下塗り
しかつ保護被膜を施した試験用パネルを上記の接
着試験(RS太陽ランプに曝露する前及び曝露し
た後の双方)及び摩損試験に付す。これらの試験
結果を、下塗り溶液中の熱硬化性アクリルの濃度
及び下塗り層の厚さと共に、表に示す。
【表】 不合格
10 0.116 11.2 合格 96時間曝露後
不合格
表及び表を比較することにより、熱硬化性
アクリルの下塗り層を含む被膜に比べて本発明に
係る熱可塑性アクリルの下塗り層はRS太陽ラン
プの下で紫外線による劣化条件に曝露された後で
極めて優れた耐久性を示す被覆をもたらすことが
わかる。さらに、熱硬化性アクリルの下塗り層の
場合、被覆によつて賦与される耐摩損性が下塗り
層の厚さが増すに従つて悪化することも表から
明白である。本発明の熱可塑性アクリルの下塗り
層に関してはそのような傾向は見られない。 従つて、本発明に係る熱可塑性アクリルの下塗
り層の格別な利点はシリコーン樹脂の保護被膜で
被覆した後の耐摩損性が下塗り層の厚さ函数で表
わされるものではないということである。大きな
ポリカーボネート板を被覆する間にクサビ現象が
生ずることは当業者に良く知られている。従つ
て、耐摩損性のような特性が下塗り被膜の厚さに
依存しないということは多大な利点である。 厚い下塗り被膜を有することによる別の利点は
紫外線吸収剤及び他の安定剤をその被膜中に有効
に混入することが出来ることである。ポリカーボ
ネートは一般に光線による劣化をうけやすく、大
気中に長期曝露される間に黄色になる。しかしな
がら、若しポリカーボネートの表面が紫外線から
保護され得るならば、ポリカーボネートは光劣化
に対して安定化され得る。ポリカーボネート上の
被膜中に紫外線吸収剤を混入することは、従つ
て、これらの吸収剤が紫外線がポリカーボネート
表面に到達するのを遮蔽するので、特に望まし
い。しかしながら、実用上は、入射紫外線の90%
を越える部分がポリカーボネート表面から遮蔽さ
れるように、被膜は通常約0.2〜0.3ミルの厚さ
で、約10%の紫外線吸収剤を含有しなければなら
ない。90%を越える入射紫外線を確実に遮蔽する
ために、薄い下塗り被膜では一般により多量の紫
外線吸収剤を必要とする。耐摩損性は下塗り被膜
の厚さとは無関係なので、本発明に係る下塗り被
膜を比較的厚く出来るという事実により、紫外線
吸収剤は従つて本発明に係る熱可塑性アクリル下
塗り被膜中に有効に混入可能である。 例 6 本実施例は紫外線吸収剤を下塗り用組成物中に
混合するための手順を示すために設定されてい
る。熱可塑性アクリルポリマーの下塗り組成物は
熱可塑性ポリ(メチルメタクリレート)及び紫外
線吸収剤をエチレングリコールジアセテート20重
量部及びブトキシエタノール80重量部の混合物か
ら成る溶媒中へ所望の濃度で溶解することにより
作成される。例1の方法とほゞ同じ方法によつて
作成したポリカーボネートの試験用パネルをこれ
らの下塗り組成物で流し被覆する。過剰の下塗り
組成物を流去せしめたのち、試験用パネルを125
℃で15分間乾燥する。下塗りした試験用パネル
を、例2の方法とほゞ同じ方法によつて作成され
たシリカを充填したオルガノポリシロキサン保護
被膜用組成物で流し被覆する。過剰の保護被膜用
組成物を流去せしめ、試験用パネルを30分間空気
乾燥したのち、125℃で1時間加熱して硬化可能
なシリカを充填したオルガノポリシロキサンを硬
化する。これらの下塗りし、次いで保護被膜を施
した試験用パネルを256時間RS太陽光線に曝した
のち、その外観を肉眼で調べ、接着試験に付す。
接着試験及び肉眼による観察の結果を、使用した
紫外線吸収剤並びに下塗り組成物中のポリ(メチ
ルメタクリレート)及び紫外線吸収剤の濃度と共
に、表に示す。
【表】 例 7 本実施例はポリカーボネートを被覆するための
他の手順及びそれによつて得られる強化された耐
摩損性及び良好な耐衝撃性を示すために設定され
ている。熱可塑性アクリルポリマーを所望の溶媒
に所望の濃度で溶解して種々の熱可塑性下塗り組
成物を作成する。例1の方法とほゞ同じ方法で作
成したポリカーボネートの試験用パネルをこれら
の下塗り組成物で流し被覆する。過剰の下塗り組
成物を流去せしめてから、試験用パネルを125℃
で15分間乾燥する。下塗りした試験用パネルを、
次に、例2の方法とほゞ同じ方法で作成したシリ
カを充填したオルガノポリシロキサンの保護被膜
用組成物で流し被覆する。過剰の保護被膜用組成
物を流去せしめ、試験用パネルを30分間空気乾燥
したのち、1時間加熱して硬化可能のシリカを充
填したオルガノポリシロキサンを硬い、熱硬化し
た保護被膜に硬化せしめる。下塗りしかつその上
に保護被膜を施した試験用パネルを次いで摩損試
験及び接着試験に付す。これらの試験用パネル
を、ガードナー落下ダート式衝撃装置を用いて被
覆したパネルの裏面に衝撃を与えて、更に衝撃試
験にかける。これらの試験から得られた結果を、
下塗り剤中に含まれる特殊な熱可塑性アクリルポ
リマー、該下塗り剤中の該ポリマーの濃度及び下
塗り層の厚さと共に、表に示す。
【表】 表からわかる通り、本発明の被覆ポリカーボ
ネート物品は被覆していないポリカーボネートの
望ましい耐衝撃特性を失うことなく、優れた耐摩
損性を有する。 上述した本発明の説明は、上記の範囲或いは精
神から逸脱することなく多くの変形が当業者によ
つて可能であるから、本発明を限定するものとし
て考慮されるべきではない。例えば、上記実施例
は本発明において使用可能な非常に多くの熱可塑
性アクリルポリマーのうちの極く僅かのものに限
られているが、本発明は式及びこれらの実施例
に先だつ発明の詳細な説明によつて示されるよう
な格段に広範なポリマーを含むと理解すべきであ
る。
JP50204979A 1978-11-01 1979-10-29 Expired JPS6127184B2 (ja)

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