JPS62190234A - 被覆組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐摩耗性、とくにテーバ−摩耗性、さらには耐
すり偏性、耐候性、耐薬品性などに優れた硬化被膜を与
え得る被覆組成物に関する・ｂのである。

［従来の技術］ 近年、カラスヤ金屈に代わり、プラスチックから成る成
形体がその軽量性、易加工性、耐仲ｊ撃性等の長所を生
かし、電車や自動車などの窓、ショｒクインドー、眼鏡
、鏡などに広く利用されている。さらに、エンジニアリ
ングプラスチックの開発により、プラスチックの利用は
さらに多くなってきている。それらの表面光度、耐久性
の向上は必要不可欠な二すのであり、各方面からこれら
の改良に関する要望がなされてあり、これまでに表面硬
度、耐久性を何句しＪ、うとする試みが種々捉案されて
いる（特公昭５２−３９６９Ｌ特公昭５７−２７３５＞
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、これらの方法は表面硬度が不十分であり
、とくに自動中用意材などに必要とされるテーパー摩耗
性が悪く、実用上人きな問題である。

Ｕ問題点を解決１“るための手段］ 本発明者らは問題の改善について鋭意研究した結果、以
下にＲＴ述する本発明被覆組成物が問題を解決するため
に極めて有用なことを見い出し、本発明を完成した。

すなちわ、本発明【Ｊ１表面硬度に優れ、耐摩耗性、耐
すり１１２性が極めて良好である塗膜の製迅技）！１ｊ
を提供する。特にＪＩＳ　　Ｒ−３２１２などに定めら
れたテーパー厚粍特性に優れた塗膜の製造に適した被覆
組成物を提供する。

本発明は下記の構成からなる。

（１）下記の成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｂ）からなる被覆
組成物において、塗膜形成成分の固形分重量割合が（Ｃ
）／　（Ａ＞＝５４／１００〜４００／１００、（Ｂ）
／　（Ａ）＝１１／１００〜３５５／１００かつ、（Ｃ
）／（Ｂ）＝９〜０゜８２であることを￥１徴とする被
覆組成物に関するものである。

（Ａ）一般式Ｒ１Ｓ！Ｘ３で表わされる右はケイ素化合
物ＬＢＪ：び／またはその加水分解物。

（式中、Ｒ１はエポキシ基を右する有機ラジカルでＳｉ
とＳｉ−Ｃで結合している。Ｘは加水分解性官能基。） （Ｂ）一般式Ｒ２ＳｉＹ３で表わされる有機ケイ素化合
物および／またはその加水分解物。

（式中、Ｒ２は炭素数１〜３のアルキル基またはアルケ
ニル基、Ｙは加水分解性官能基である。）（Ｃ）平均粒
子径約５〜２００ｍμの微粒子シリカである。

本発明の成分（Ａ＞である上記一般式Ｒ１ＳｉＸ３で示
されるケイ素化合物とは、Ｒ１にエポキシ基を右し、Ｘ
が加水分解性官能基であれば何でもにい。ここでＲ１に
含まれるエポキシ基はを有覆るものであってもよい。と
くに染色性付与などのグリシドキシ基として含まれてい
るのが好ましく、又硬化物のカラス転移温度向上などの
目的にはエポキシシクロヘキシル基として含まれている
のが好ましい。一方、加水分解性官能基であるＸとして
は、各種アルコキシ基、アシル基、ハロゲン基などが挙
げられるが、加水分解の容易さ、加水分解物の安定性な
どの点からアルコキシ基、中でも炭素数１〜４の低級ア
ルコキシ基が好ましい。かかるエポキシ基を有する一般
式 Ｒ１Ｓ　ｉ　Ｘ３で表わされる具体的な化合物としては
、グリシドキシメヂルトリメトキシシラン、グリシドキ
シメヂルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエエチ
トリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエト
キシシラン、β−グリシドキシエエチトリメトキシシラ
ン、β−グリシドキシエエチトリエトキシシラン、α−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシ
ドキシプロビルトリエトキシシラン、β−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、β−グリシドキシプロビ
ルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリエトキ
シシラン、Ｔ−グリシドキシプロピルトリプロポキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリブ１−キシシラン
、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシエ１〜キシシ
ラン、Ｔ−グリシドキシプロピルトリフエノキシシラン
、α−グリシトキシブブチ１〜リメＩ〜キシシラン、α
−グリシドキシブブチ１へリエ１〜キシシラン、β−グ
リシトキシブブチトリメトキシシラン、β−グリシドキ
シブブチ１ヘリエトキシシラン、γ−グリシトキシブチ
ル１〜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、δ−グリシドキシブブチ１〜リメｉ〜
キシシラン、δ−グリシドキシブブチ１〜リエトキシシ
ラン、（３，４−エボキシシク［ｌヘキシル）メヂルト
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）エチルトリメトキシエ１〜キ
シシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリフエノキシシラン、γ−（３，４−エポ：１ニ
ジシクロヘキシル）プロピルトリメ１〜キシシラン、γ
−（３，４−エポキシシクロへギシル）プロピル１〜リ
エトキシシラン、β−（３，４−エボニ１ニジシクロヘ
キシル）ブチルｌ〜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お
よび／またはその加水分解物である。

イ素化合物とは、Ｒ２が炭素１〜３のアルキル基または
アルケニル基、さらにはこれらのハロゲン置換化合物が
挙げられ、Ｙは加水分解が可能な官能基であれば何でも
よい。Ｒ２の具体的な例としては、メチル基、エチル基
、プロピル是、γ−りロロプロピル基、ビニル基なとて
あり、Ｙの具体的な例としては前記一般式Ｒ１ＳｉＸ３
のＸと同様である。ただし、ＹはＸと同一であっても異
な２　　　・ っていても何ら問題はない。かかるＲ３ＩＹ３で表わさ
れる具体的な化合物例としては、メヂルトリメトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリメ１〜キ
シエトキシシラン、メチルトリアミロキシシラン、メチ
ルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、
メチルトリアミロキシシラン、メチルトリブトキシシラ
ン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチルトリベン
ジルオキシシラン、エチル１〜リメトキシシラン、エチ
ルトリエトキシシラン、ビニル１〜リメトキシシラン、
ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、ビニルトリメｌルキシエトキシシラン、プロピルト
リメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
ランなどが挙げられる。

とくに耐候性、テーパー摩耗性の点からはメチル１〜リ
アル］キシシランが好ましいものとして挙げられ、とく
に加水分解物として使用されることが好ましい。

１　　・　　　　　　　２　　・ 前記一般式のＲ５ＩＸ３およびＲ２ＳｉＹ３はいずれも
１種のみならが２種以上を混合して使用覆ることも充分
可能である。

Ａ、Ｂ成分であるケイ素化合物は目的、用途などにＪ：
ってそれぞれ最適なものが使用される。

これらケイ素化合物の加水分解物は純水またはｍ酸ある
いは硫酸などの酸性水溶液で加水分ＶＲすることによっ
て製造される。通常ｔＪ、上記ケイ素化合物中に酸性水
溶液を一度に添加することによって行なわれる。Ｊ：だ
目的に応じて添加速度あるいは外温を調整することによ
り、加水分解速度を］ン１〜ロールすることも容易に可
能である。

加水分解に際しては、アルコール、アルコキシアルコー
ル、酌ｖＬなとの有機カルボン酸などが生成してくるの
で無溶媒で加水分解することが可能である。ざらには適
当な溶媒にケイ素化合物を混合させた後、加水分解する
こともできる。また目的に応じて無溶媒で加水分解した
後、生成１゛るアルコール、アルコキシアルコールある
いはＩｎなどの有機カルボン酸よおび水を加熱および／
または減圧下に適当量除去して使用することも可能であ
るし、その後に適当な溶媒を添加することにより実質的
に溶媒を置換することも可能である。溶媒としてはアル
コール、ニスデル、エーテル、ケｌ〜ン、ハロゲン化炭
素水素あるいはトルエンなどの芳香族系溶媒などが１］
的に応じて種々使用可能であり、必要に応じて混合溶媒
を使用することもできる。

本発明のＣ成分である平均粒子径か５〜２００ｍμの微
粒子状シリカとしての効果的な例としてはシリカゾルか
挙げられる。シリカゾルは高分子掲無水ケイ酸および／
またはアルコールなどの有機溶媒中のコロイド状分散体
である。本発明の目的のためには平均粒子径約５０−２
００ｍμのものが使用されるか、約７〜５０ｍμの径の
ものが特に好ましい。平均粒子径が約５μに満たないも
のは分散状態の安定性が悪く、品質の一定したものを１
ｑることが困難であり、また２００ｍμを越えるものは
、生成塗膜の透明↑４が悪く、濁りの大きなものしか得
られない。

本発明で用いる被覆組成物はＡ、ＢあにびＣ成分を必須
成分としており、これらどの一つが欠【プても本発明の
目的とする耐摩耗性、耐すり配性の点が達成されない。

そしてＡ−Ｃ成分は塗膜形成成分の固形分手足割合が次
の範囲で用いられる。すなわち、Ｃ／Ａ＝５／ｌ／１０
０〜４００／１００、Ｂ／Ａ＝１１／１００〜３５５／
１００かつ、Ｃ／Ｂ＝９〜０゜８２である。各成分がこ
の範囲を越えると、箸しく表面硬度が低下し、到底実用
に耐える物でない。

また、塗膜の白化、クラックを起し塗料としての実用性
を失ってしまう。

また、添加剤としては、表面平滑性を改良する目的で各
種界面活性剤が使用可能であり、実例としてはシリコー
ン系化合物、フッ素系界面活性剤、有機界面活性剤など
が使用できる。

また、必要に応じ効果を促進する１」的でシラノールの
綜合およびまたはシラノールと水酸基の反応触媒として
知られる各種の触媒が用いられるか、一般式がＡｏ・Ｘ
ｎ　−Ｙ３−ｎで表わされるアルミニウムキレート化合
物を好ましく用いることができる。

（ここでＸｔま低級アルコキシ基、ＹｔＪ、ＭＩＣ○Ｃ
１−＋２ｃＯＭ２およびＭ３　ＣＯＣＨ２Ｃ００Ｍ４か
らなる群から選ばれた化合物から生ずる配位子（Ｍｌ、
Ｍ２、Ｍ３おＪ：びＭ４は低級アルキル暴）、ｎはＯｌ
ｌまたは２である）。

アルミニウムキレート化合物としては、各種の化合物か
使用できるが触媒活性、組成物中の溶解性、および安定
性の観点から好ましい化合物の例としては、アルミニウ
ムアセチルアセトナート、アルミニウムビスエチルアセ
１〜アセテートビスアセチルアセトナート、アルミニウ
ムビスアセ１〜アセテートアセデルアセトナ−１〜、ア
ルミニウムージ−ｎ−ブトキシド−モノエチルアセトア
セテート、アルミニウムージー１ＳＯ−プロボキシドー
モノメヂルアセ１〜アセテ−Ｉ・などてあり、これらの
化合物の混合物を用いることもできる。

さらに耐ＩＫ性を向上させる目的で紫外線吸収剤、また
耐熱劣化向上法として酸化防止剤を添加することも容易
に可能である。

本発明によって得られる塗膜は、本発明の被覆組成物を
硬化させることににつて得られるが、通常加熱処理づる
ことによって行なわれる。なお、加熱処理の場合の温１
哀は５０〜２５０’Ｃで行なうことができる。より好ま
しくは７０−２００℃で行なわれる。

被覆組成物の塗布手段としては、刷毛塗り、浸漬塗り、
ロール塗り、スプレー塗装、スピン塗装、流し塗りなど
の通常行なわれる塗イト方法が容易に使用可能である。

［実施例及び比較例］ 本発明の趣日を明瞭にするため次の実施例を挙げるが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、例中の部数および％は土足による。

＜１＞　　（Ａ＞成分、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン加水分解物の調製 回転子を備えた反応器中にγ−グリシド：１−ジプロピ
ルトリメトキシシラン２３６部を仕込み、マグネヂック
スターラーを用いてはげしく攪拌しながら、０．０１規
定塩酸水溶液５／１部を液温１０°Ｃに保ちながら徐々
に滴下する。滴下終了後冷却をやめて、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランの加水分解物を得た（以
下、Ｈ−Ｇ　Ｐ　Ｓと略′ｇ）。固形分Ｃ［は５８％で
あった。

＜２＞（Ｂ）成分、メチリ１−リメトキシシラン加水分
解物の調製 回転子を備えた反応器中にメヂルトリメｌ〜キシシラン
１３６部、酢？！１０．３７部を仕込み、マグネヂック
スターラーを用いて激しく攪拌しながら、０．０１規定
塩酸水溶液５／１部を液温を２０°Ｃに保ちながら滴下
し、滴下終了後さらに３０分間攪拌を続【プた。攪拌終
了後、冷却をやめてメヂルトリメトキシシランの加水分
解物を得た（以下１−（−Ｍ　Ｔ　Ｍと略す）。固形分
濃１哀は３３％であつ１こ。

（３）被覆組成物の調製 上記（１）において調製したト（−ＧＰＳ、ｌ−１−Ｍ
　ＴＭｌおよびＣ成分としてメタノールシリカゾル（触
媒化成社製、商品名０３ＣＡＬ−１１３２、固形分３０
％）を表１の固形分重信割合で混合し、界面活性剤とし
てフッ素系ノニオン界面活性剤０゜５８部、アルミニウ
ムアセデルアセトネート５゜５部を添加し、さらにｎ−
プロピルアルコールで被覆組成物の固形分濃度を３０％
として充分攪拌した後、被覆組成物を２１１ノだ。

（４）被覆組成物の評価 得られた組成物を前処理を施したジエチレングリコール
ビスアリルカーボネ−１〜注型板（クリスロン社製、商
品名Ｃ−Ｃ−９）３厚さに、浸）肖法（引き上げ速１哀
１０ｃｍ／分）で塗布し、８０°Ｃの予備加熱後、１１
０℃の熱風乾燥機で２時間加熱硬化させて試験板とした
。得られた試験板を用いて、以下に記載した方法で耐摩
耗性、密着↑」、耐すり配性、外観を評価した。

イ、耐摩耗竹試験 テーパー摩耗輪（Ｃ３−１０Ｆ＞で荷単５００ｑ、１０
００回転後の曇り具合をヘーズ］ンビューターにＪ：す
４か所測定し、平均植（％）で表わした。なお、全く塗
布のないジエヂレングリ］−ルビスアリルカーボネート
注型板は６７．８％であった。

ロ、密谷性試験 塗膜面に’１ｍｍの基体上に達するゴバン目を塗膜の上
から鋼ナイフで１００個入れて、セロハン粘着テープ（
商品名、“セロテープ″ニチバン株式会社製品）を強く
はりつ（プ、９０度方向に急速にはがし、塗膜剥離の有
無を調べた。

ハ、耐すり偏性試験 ＃０ＯＯＯのスチールウールで摩際し、傷のつきにくさ
を調べる。判定は次のように行なった。

Ａ・・・・・・強く摩擦しても傷がつかないＢ・・・・
・・かなり強く摩擦すると少し傷がつくＣ・・・・・・
弱い摩擦でも傷がつく なお、全く塗布しないジエヂレングリコールビスアリル
カーボネート注型板はＣであった。

二、外観 肉眼観察で透明度その他塗膜の欠陥を調べた。

結果を表２に示す。

表１ 表２ ［発明の効果］ 以上のようにして本発明により冑られる塗膜あるいは成
形品は透明で硬度、とくにＮｒＪ摩耗１１１か優れ、テ
ーパー厚耗テストにおいても大変良好な結果が有られる
。プラスチック成形品の問題点であるた使用中におりる
摩耗、引っかきによる傷の外観低下を起すことがなく、
商品価顧の茗しく高い物品の製造に応用可能である。

ｆＪ　Ｒ’）出願人　　東し株式会林 手続ネｒ１１正書 昭和　　年　　月　　日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記の成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなる
   被覆組成物において、塗膜形成成分の固形分重量割合が
   （Ｃ）／（Ａ）＝５４／１００〜４００／１００、（Ｂ
   ）／（Ａ）＝１１／１００〜３５５／１００、かつ、（
   Ｃ）／（Ｂ）＝９〜０．８２であることを特徴とする被
   覆組成物。 （Ａ）一般式Ｒ＾１ＳｉＸ＿３で表わされる有機ケイ素
   化合物および／またはその加水分解物。 （式中、Ｒ＾１はエポキシ基を有する有機ラジカルでＳ
   ｉとＳｉ−Ｃで結合している。Ｘは加水分解性官能基。 ） （Ｂ）一般式Ｒ＾２ＳｉＹ＿３で表わされる有機ケイ素
   化合物および／またはその加水分解物。 （式中、Ｒ＾２は炭素数１〜３のアルキル基またはアル
   ケニル基、Ｙは加水分解性官能基である。）（Ｃ）平均
   粒子径約５〜２００ｍμの微粒子シリカ。
2. （２）（Ａ）成分の式中Ｒ＾１がγ−グリシドキシプロ
   ピル基である特許請求の範囲第（１）項記載の被覆組成
   物。
3. （３）（Ａ）成分の式中Ｘが炭素数１〜８のアルキル基
   、アルコキシアルキル基である特許請求の範囲第（１）
   項記載の被覆組成物。
4. （４）（Ｂ）成分の式中Ｙがメトキシ基である特許請求
   の範囲第（１）項記載の被覆組成物。
5. （５）（Ｂ）成分の式中Ｒ＾２がメチル基であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の被覆組成物
   。