TW201601922A - 耐久性優異之防霧性塗布被覆物品 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種防霧性塗布被覆物品,其係於作為聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂之包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,形成具有下述化學式1所示之包含二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之支鏈二醇成分、及/或直鏈二醇成分之(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構之聚胺基甲酸酯樹脂組合物之防霧性塗布被膜而成,且上述共聚酯樹脂基材亦可為包含聚碳酸酯樹脂之聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂。
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Description
本發明係關於一種於聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂基材上形成防霧性塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品。特別是關於一種於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂上形成防霧性之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品。
揭示有如下情況:於用於偏光透鏡用途之聚碳酸酯等樹脂基材上,使用聚酯樹脂(稱為Tritan TX2001之Eastman Chemical公司製造之聚酯樹脂)作為熱接合性樹脂片基材,於偏光透鏡上形成防霧性塗布被膜(專利文獻1)。揭示有如下情況:於用於光學用途等之同種之熱塑性脂環式共聚酯樹脂基材(Eastman Chemical公司製造,商品名「Tritan」)上形成包含聚胺基甲酸酯底塗層及聚矽氧清漆之被膜(專利文獻2)。此處,上述共聚酯樹脂係定義為由作為脂肪族之2種醇與1種酸之聚縮合而獲得之脂環式共聚酯類者。
一般而言,含有界面活性劑之水溶性樹脂組合物之被膜具有親水性,因此初期防霧性良好,但存在水擦拭或乾拭等之耐久性或與樹脂基材之附著性不充分之問題。又,揭示有一種防霧性乙烯基樹脂組合物:其於作為防霧性乙烯基樹脂組合物中之交聯劑發揮作用之具有異氰酸酯基之胺基甲酸酯樹脂中,包含作為具有異氰酸酯基之交聯劑之例如異佛酮二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯、作為具有形成交聯結構之羥基之乙烯系單體成分之例如三羥甲基胺等、及作為界面活性
劑之二烷基磺基琥珀酸鹽(專利文獻3)。亦揭示有含有作為水溶性乙烯系單體之交聯官能基之N-羥甲基、N-烷氧基羥甲基之防霧性樹脂塗布組合物(專利文獻4、5)。然而,存在界面活性劑與未交聯之共聚物自塗膜內溶出而析出之問題。又,已知有包含界面活性劑作為膜用途之防霧處理劑之丙烯酸系樹脂(專利文獻6)。
然而,對於上述防霧性塗料組合物,作為形成於聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂基材上之防霧性塗布被膜,存在防霧耐久性及附著性不充分之問題。於包含胺基甲酸酯樹脂之防霧性樹脂塗布組合物中,胺基甲酸酯樹脂組合物可藉由異氰酸酯與多元醇之聚縮合反應而形成塗布被膜,但作為所推薦之硬化溫度較高而使之於聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂之耐熱溫度附近進行硬化從而形成於該樹脂基材上之防霧性塗布被膜而言,存在防霧耐久性及附著性不充分之問題。此處,所謂聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂,係意指包含酸成分之對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)、醇或二醇成分之環己烷二甲醇(CHDM)、環丁二醇(CBD)之共聚酯樹脂且包含上述聚酯樹脂(稱為Tritan之Eastman Chemical公司製造之共聚酯樹脂)者。
[專利文獻1]日本專利特開2012-215725號公報
[專利文獻2]日本專利特表2013-521157號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-150351號公報
[專利文獻4]日本專利特開2004-250601號公報
[專利文獻5]日本專利特開2003-105255號公報
[專利文獻6]日本專利特開2001-247632號公報
[專利文獻7]國際公開WO/2012/111860號
[專利文獻8]日本專利特開2003-026867號公報
[專利文獻9]日本專利特開2009-256124號公報
[專利文獻10]日本專利特開平9-059603號公報
鑒於上述關於防霧性塗布被膜之課題,本發明之目的在於提供一種防霧性塗布物品,其係於作為耐化學品性優異之透明樹脂之聚對苯二甲酸環己二甲酯共聚酯樹脂、特別是聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成耐久性及附著性良好之防霧性塗布被膜而成。例如,較佳為本申請人所申請之經施行國際公開WO/2012/111860號所揭示之含有紫外線吸收劑及水解抑制劑作為添加劑之耐候性配方之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂。
於本發明中,作為形成防霧性塗布被膜之基材,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂較佳為包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%。聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂更佳為包含對苯二甲酸(TPA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基16mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基32mol%。
本發明係一種防霧性樹脂塗布被覆物品,其特徵在於:其係於包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成具有下述化學式1所示之包含下述化學式2及化學式3所示之二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之化學式4所示之支鏈二醇成分(硬段)、及/或化學式5所示之直鏈二醇成分(軟段)或化學式6所
示之側鏈二醇成分之(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構的聚胺基甲酸酯樹脂組合物之防霧性塗布被膜而成。
此處,作為用於防霧劑之二異氰酸酯成分,可為公知之鏈狀脂肪族聚異氰酸酯類、例如具有將胺基甲酸酯基(NCO基)間以直鏈或支鏈之伸烷基鍵結而成之結構之聚異氰酸酯化合物,及環狀鏈狀脂肪族聚異氰酸酯類、例如鍵結於胺基甲酸酯基(NCO基)之間之伸烷基具有環狀結構之聚異氰酸酯化合物。作為鏈狀脂肪族聚異氰酸酯類,可例示亞甲基二異氰酸酯、伸乙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、1-甲基伸乙基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、七亞甲基二異氰酸酯等二異氰酸酯、及酯化物。作為環狀脂肪族聚異氰酸酯類,可例示環己烷二異氰酸酯(包含異構物)、異佛酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲基甲烷二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、氫化苯二甲基二異氰酸酯等、及芳香族聚異氰酸酯類(參照專利文獻8)。
此處,作為形成防霧性被膜之多元醇,可例示包含適當量之吸水成分之氧伸烷基系多元醇,例如氧化乙烯/氧化丙烯共聚物多元醇、聚乙二醇,作為短鏈多元醇,可例示乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、三乙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇
等、及該等之異構物(參照專利文獻9)。
於式1中,R1為直鏈或環狀之經取代或未經取代之烷基,一般以CnH2n表示,n為1以上之整數,較佳為1~10之整數。R2為支鏈之經取代或未經取代之烷氧基,一般以CHn‧(CH2O)m表示,n、m為滿足n+m=4之整數。R3為直鏈狀之經取代或未經取代之二醇基,一般以(CH2CH2O)n表示,n為1以上之整數,較佳為1~10之整數。
根據本發明之一態樣,使(AB)n型多嵌段共聚物之聚胺基甲酸酯樹脂之基本結構例如包含作為二異氰酸酯成分A之以下化學式2及化學式3所示之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及/或異佛酮二異氰酸酯、作為二醇成分B之以下化學式4所示之三羥甲基乙烷或三羥甲基丙烷、及/或化學式5所示之聚乙二醇或七乙二醇之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之基材上形成結構單元中包含作為上述二異氰酸酯成分A之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及異佛酮二異氰酸酯60~70mol%、作為上述二醇成分B之三羥甲基乙烷及聚乙二醇30~40mol%之上述胺基甲酸酯樹脂組合物之塗膜,並於100℃~未達130℃、較佳為110℃~120℃之硬化溫度下形成為塗布被膜。
於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成上述胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品的拉伸特性或動態黏彈性等被膜特性良好,且由於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材之耐熱(荷重撓曲)溫度為100℃~110℃,故而可於上述樹脂基材之耐熱溫度附近之恰當之溫度範圍形成(AB)n型多嵌段共聚物,從而獲得耐久性及附著性優異之防霧性塗布被覆成形品。
式中,l、m、n分別為表示結構單元-(CH2-CH2-O)-之重複單元之整數,且l+m+n為10以上且21以下。
於上述胺基甲酸酯樹脂組合物中,包含化學式2所示之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及化學式3所示之異佛酮二異氰酸酯,且該等係於異氰酸酯之三聚物即三聚氰酸之存在下以化學式7所示之1,6-六亞甲基氰尿酸酯及化學式8所示之異佛酮氰尿酸酯之形態存在。於該等異氰酸酯成分作為取代基R:加成於三聚氰酸而成之氰尿酸酯中,化學式4所示之三羥甲基乙烷藉由與異氰酸酯進行脫水縮合而形成胺基甲酸酯鍵,且藉由與化學式5所示之聚乙二醇進行脫氫鍵結而作為多元醇鏈延長劑發揮作用。
直鏈二醇成分之聚乙二醇形成圖1中模式性地表示之聚醚系胺基甲酸酯樹脂之基本分子結構,另一方面,由於在分子鏈末端具有羥基(未圖示),故而認為呈親水性,且與後述之界面活性劑一起表現防霧性。
此處,作為用於防霧性組合物之界面活性劑,陰離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑之任一者皆為人所知。作為陰離子系界面活性劑,例示性而言,有月桂基硫酸鈉等高級醇硫酸酯類、十二烷基苯磺酸鈉等洗基苯磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、聚氧乙烯烷基醚硫酸鈉等聚氧乙烯硫酸鹽等。作為陽離子系界面活性劑,例示性而言,有乙醇胺類、三乙醇胺單硬脂酸酯等甲酸鹽及乙酸鹽、月桂基三甲基氯化銨、二月桂基二甲基氯化銨、月桂基二甲基苄基氯化銨等四級銨鹽。作為非離子系界面活性劑,有聚氧乙烯月桂醇等聚氧乙烯高級醇醚類、聚氧乙烯辛基苯酚等聚氧乙烯烷基芳基醚類(參照專利文獻10)。
根據本發明之另一態樣,使(AB)n型多嵌段共聚物之聚胺基甲酸酯樹脂組合物之基本結構例如包含作為二異氰酸酯成分A之上述化學式2及/或化學式3所示之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及/或異佛酮二異氰酸酯、作為二醇成分B之化學式4所示之三羥甲基丙烷、及化學式5或化學式6所示之七乙二醇或聚氧乙烯甘油醚之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之基材上形成為結構單元中包含作為上述二異氰酸酯成分A之異佛酮二異氰酸酯42~50mol%、作為上述二醇成分B之三羥甲基丙烷14~16mol%、及七乙二醇36~42mol%之塗布被膜。於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成包含作為硬化劑之三羥甲基丙烷及異佛酮二異氰酸酯之下述化學式9所示之加成物之上述胺基甲酸酯樹脂組合物之塗膜,並於80℃~未達120℃、較佳為90℃~未達110℃之硬化溫度下形成為塗布被膜。
於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成包含上述主劑及加成劑之胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品的拉伸特性或動態黏彈性等被膜特性良好,且由於聚(對
苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材之耐熱(荷重撓曲)溫度為90℃~110℃,故而於上述樹脂基材之耐熱溫度附近之恰當之溫度範圍與七乙二醇、三羥甲基丙烷或三羥甲基丙醇及異佛酮二異氰酸酯之加成物形成(AB)n型多嵌段共聚物,從而獲得耐久性及附著性優異之防霧性塗布被覆成形品。
二醇成分之七乙二醇或聚氧乙烯甘油醚與異佛酮二異氰酸酯及三羥甲基丙烷之加成物一起,與第一實施態樣之聚乙二醇同樣地形成圖1中模式性地表示之聚醚系胺基甲酸酯樹脂之基本分子結構,另一方面,由於在主鏈或側鏈之分子鏈末端具有羥基,故而認為呈親水性,且與後述之其他界面活性劑一起,或即便不添加界面活性劑成分,亦表現防霧性。關於聚氧乙烯甘油醚,認為加入其他界面活性劑,會表現更優異之防霧性。
於本發明之第一實施態樣中,上述胺基甲酸酯樹脂組合物之恰當硬化溫度為100℃~未達130℃,作為於100℃~未達130℃之處理溫度、較佳為100℃~120℃之處理溫度下所形成之塗布被膜,為1.5×10-5~2.0×10-4mol/cc、較佳為5.0×10-5~2.0×10-4mol/cc之交聯密度。對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材側之表示耐熱性之熱變形溫度(HDT)於低荷重(0.455MPa)下為100℃~110℃、詳細而言為104℃~109℃之耐熱級之共聚酯樹脂,即便於共聚酯樹脂之熱變形溫度附近之恰當之溫度範圍、特別是未達熱變形溫度之處理溫度下,例如維持30~240分鐘,於硬化反應中共聚酯樹脂基材亦不會應變,塗布被膜與樹脂基材之密接性亦得以保持,結果為可防止因於共聚酯樹脂基材與胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之間產生間隙等而引起之耐水防霧性或附著性之降低。
於本發明之第二實施態樣中,上述胺基甲酸酯樹脂組合物之恰
當硬化溫度為80℃~未達120℃,作為於80℃~未達120℃之處理溫度、較佳為90℃~未達110℃之處理溫度下所形成之塗布被膜,為1.0×10-4~8.0×10-4mol/cc、較佳為5.0×10-4~7.0×10-4mol/cc左右之交聯密度。對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材側之表示耐熱性之熱變形溫度(HDT)於低荷重(0.455MPa)下約為90℃~110℃、詳細而言為94℃~104℃之共聚酯樹脂,即便於共聚酯樹脂之熱變形溫度附近之恰當之溫度範圍,特別是未達熱變形溫度之硬化溫度下,例如維持30~240分鐘,於硬化反應中共聚酯樹脂基材亦不會應變,塗布被膜與樹脂基材之密接性亦得以保持,結果為可防止因於共聚酯樹脂基材與胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之間產生間隙等而引起之耐水防霧性或附著性之降低。
圖1係模式性地表示聚醚系胺基甲酸酯樹脂之基本分子結構之圖。
圖2係表示本發明之防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物之1H-NMR頻譜之圖。
圖3係表示本發明之防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物之13C-NMR頻譜之圖。
圖4係表示本發明之防霧性胺基甲酸酯樹脂塗布被膜(120℃硬化)之動態黏彈性測定結果之圖。
圖5係表示本發明之防霧性胺基甲酸酯樹脂塗布被膜(130℃硬化)之動態黏彈性測定結果之圖。
圖6係表示本發明之防霧性胺基甲酸酯樹脂塗布被膜(100℃硬化)之動態黏彈性測定結果之圖。
本發明係一種防霧性塗布被覆物品,其係於包含作為聚(對苯二
甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%之基材上,形成具有下述化學式10所示之包含二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之支鏈二醇成分(硬段)、及/或直鏈二醇成分(軟段)之(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構之聚胺基甲酸酯樹脂組合物之防霧性塗布被膜而成。較佳為經施行含有紫外線吸收劑及水解抑制劑作為添加劑之耐候性配方之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂(參照專利文獻7)。
<基材>
構成防霧性塗布被覆成形品之基材包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂。例示性而言,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)。防霧性塗布被覆成形品係於耐熱級之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上塗布防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物而形成塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品。
作為形成防霧性塗布被膜之樹脂基材,耐熱級之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂較佳為包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲
酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%。聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂更佳為包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基16mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基32mol%。剩餘部分為上述共聚酯樹脂之共聚時所生成之酯衍生物。亦可為包含其他聚酯系樹脂成分、例如聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等之共聚酯樹脂。
包含上述組成之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之對苯二甲酸(TPA)與2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇化合物(TMCD)之酯化率較高,且表示耐熱性之熱變形(荷重撓曲)溫度(HDT)於低荷重(0.455MPa)下為100℃~110℃,例如為104℃~109℃。
作為形成防霧性塗布被膜之基材,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂亦可為包含聚碳酸酯(PC)樹脂成分之共聚酯樹脂。例示性而言,普通級之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂較佳為包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基8~15mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基35~42mol%。
作為形成防霧性塗布被膜之基材,普通級之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂更佳為包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基10mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基38mol%。
於一實施形態中,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂組合物相對於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂100重量份含有聚碳酸酯樹脂10~30重量%,較佳為20~30重量%。於聚碳酸酯樹脂/共聚酯樹脂之混合比未達10重量%之情形時,耐熱性降低。於聚碳酸
酯樹脂/共聚酯樹脂之混合比超過30重量%之情形時,耐化學品性降低。防霧性塗布被覆成形品係於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂中包含聚碳酸酯樹脂之共聚酯樹脂基材上塗布防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物而形成塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品。
包含上述組成之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂中包含聚碳酸酯樹脂之共聚酯樹脂基材之表示耐熱性之熱變形(荷重撓曲)溫度(HDT)例如於低荷重(0.455MPa)下為104℃~109℃。於聚碳酸酯樹脂/共聚酯樹脂之混合比未達10重量%之情形時,耐熱性降低。於聚碳酸酯樹脂/共聚酯樹脂之混合比超過30重量%之情形時,耐化學品性降低(例如,參照國際公開WO/2013/065740號)。
<防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物>
本實施形態之防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物係形成(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構之聚胺基甲酸酯樹脂組合物,且包含二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之低分子支鏈二醇成分(硬段)、及/或高分子直鏈二醇成分(軟段)。
此處,二異氰酸酯成分A包含於一分子內、較佳為於分子鏈之末端具有2個或2個以上異氰酸酯基之二異氰酸酯化合物及該等之衍生物。二醇成分B之低分子支鏈二醇成分係於一分子內、較佳為於分子鏈之末端具有2個或3個以上羥基之二醇化合物及該等之衍生物。二醇成分B之高分子直鏈二醇成分係於一分子內、較佳為於分子鏈之末端具有2個或2個以上羥基之二醇化合物及該等之衍生物。
於本實施形態中,聚胺基甲酸酯樹脂組合物係包含下述化學式11所示之二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之化學式12所示之低分子二醇成分b1、及/或化學式13所示之高分子二醇成分b2之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物。
式中,R1為直鏈或環狀之經取代或未經取代基。R1較佳為直鏈或環狀之經取代或未經取代之烷基,一般以CnH2n表示,n為1以上之整數,較佳為1~10之整數。
[化12]HO-R2-OH
式中,R2為支鏈之經取代或未經取代基。R2較佳為支鏈之經取代或未經取代之烷氧基,一般以CHn‧(CH2O)m表示,n、m為滿足n+m=4之整數。
[化13]HO-R3-OH
式中,R3為直鏈狀之經取代或未經取代基。R3較佳為直鏈狀之經取代或未經取代之二醇基,一般以(CH2CH2O)n表示,n為1以上之整數,較佳為1~10之整數。
化學式11所示之二異氰酸酯成分A與作為二醇成分B之化學式12所示之低分子支鏈二醇成分(硬段)交聯,且加成化學式13所示之高分子直鏈二醇成分(軟段),而構成化學式14所示之(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構。關於(AB)n型多嵌段共聚物,作為分子結構單元,低
分子支鏈二醇成分b1、高分子直鏈二醇成分b2與化學式11所示之二異氰酸酯成分A之異氰酸酯基鍵結,具有圖1中模式性地表示之支鏈型單體多元醇之交聯結構。化學式13所示之直鏈二醇成分(軟段)不僅為主鏈之末端基上配置有OH基之二醇成分,例如亦包含具有配置於側鏈之一部分烷基上之OH基之二醇成分、聚氧乙烯甘油醚等。
於較佳之實施態樣中,胺基甲酸酯樹脂組合物為具有(AB)n型多嵌段共聚物之聚胺基甲酸酯樹脂之基本結構之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物。例如為包含作為化學式11所示之二異氰酸酯成分A之以下化學式15之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及/或化學式16之異佛酮二異氰酸酯、作為化學式12所示之二醇成分B之低分子二醇成分b1之化學式17之三羥甲基乙烷或三羥甲基丙烷、及/或作為化學式13所示之高分子二醇成分b2之化學式18之聚乙二醇或七乙二醇之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物。上述聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物包含含有作為二異氰酸酯成分A之化學式16所示之異佛酮二異氰酸酯、作為二醇成分B之化學式17所示之低分子二醇成分之三羥甲基丙烷、及/或化學式18或化學式19所示之高分子二醇成分之七乙二醇或聚氧乙烯甘油醚的胺基甲酸酯樹脂組合物。
式中,l、m、n分別為表示結構單元-(CH2-CH2-O)-之重複單元之整數,且l+m+n為10以上且21以下。
於將上述胺基甲酸酯樹脂組合物塗布於基材上而形成之被膜中,結構單元中較佳為包含作為上述二異氰酸酯成分A之化學式15所示之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及化學式16所示之異佛酮二異氰酸酯60~70mol%、作為二醇成分B之低分子二醇成分及作為高分子二醇成分之化學式17所示之三羥甲基乙烷及/或化學式18所示之聚乙二醇30~40mol%。或者可包含化學式18所示之七乙二醇或化學式19所示之聚氧乙烯甘油醚。
於一實施形態中,防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物為1液熱硬化型樹脂組合物,且包含作為上述二異氰酸酯成分A之1,6-六亞甲基二異氰酸酯14mol%、及異佛酮二異氰酸酯52mol%、上述低分子二醇成分B及作為高分子二醇成分C之三羥甲基乙烷21mol%及聚乙二醇14
mol%。
上述胺基甲酸酯樹脂組合物作為有效成分於以下有機溶劑中較佳為含有20~30重量%。作為適當之有機溶劑,例如為1-甲氧基-2-丙醇、乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯、二丙酮醇、及甲苯,較佳為將該等組合而使用。作為溶劑,較佳為包含1-甲氧基-2-丙醇30~60重量%、乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯1~5重量%、二丙酮醇10~30重量%,且亦可包含甲苯未達1重量%。
於上述胺基甲酸酯樹脂組合物中,包含作為化學式2及化學式3所示之異氰酸酯成分之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及/或異佛酮二異氰酸酯,且該等係於異氰酸酯之三聚物即三聚氰酸之存在下以化學式20所示之1,6-六亞甲基氰尿酸酯及化學式21所示之異佛酮氰尿酸酯之形態存在。於該等異氰酸酯成分作為取代基R:加成於三聚氰酸而成之氰尿酸酯中,作為二醇成分,作為化學式4所示之低分子支鏈二醇成分之三羥甲基乙烷藉由與異氰酸酯進行脫水縮合而形成胺基甲酸酯鍵,且藉由與作為化學式5所示之高分子直鏈二醇成分之聚乙二醇進行脫氫鍵結而作為多元醇鏈延長劑發揮作用。高分子直鏈二醇成分之聚乙二醇形成圖1中模式性地表示之聚醚系胺基甲酸酯樹脂之基本分子結構,另一方面,由於在分子鏈末端具有作為親水基之羥基,故而認為與後述之界面活性劑一起表現防霧性。
<黏連劑>
上述胺基甲酸酯樹脂組合物亦可包含作為黏連劑之酚類、吡唑類等含有芳香族羥基之化合物,較佳為含有3,5-二甲基吡唑。3,5-二甲基吡唑如例如化學式22及化學式23所示般鍵結於異氰酸酯成分之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及異佛酮二異氰酸酯。3,5-二甲基吡唑防止自常溫直至適當之硬化溫度下之與多元醇成分之聚縮合反應,可獲得於常溫下穩定之1液硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物。
<界面活性劑>
上述胺基甲酸酯樹脂組合物亦可包含作為上述具有防霧性之組合物之界面活性劑成分之公知之非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑,例如含有作為陰離子界面活性劑之二烷基磺酸鹽10~20重量%。較佳為化學式24所示之二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉於上述有機溶劑中作為有效成分較佳為含有5~10重量%。二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉係用以作為有機溶劑中之穩定劑發揮作用且於胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜中作為具有磺酸基及羧基之親水性化合物而表現防霧性之有效成分。
於另一實施形態中,防霧性胺基甲酸酯樹脂組合物為2液熱硬化型樹脂組合物,且為包含作為上述二異氰酸酯成分A之化學式16所示之異佛酮二異氰酸酯42~50mol%、作為上述二醇成分B之化學式17所示之三羥甲基丙烷14~16mol%及化學式18所示之七乙二醇36~42mol%之熱硬化型樹脂組合物。2液熱硬化型樹脂組合物亦可為包含作為上述二異氰酸酯成分A之化學式16所示之異佛酮二異氰酸酯、作為上述二醇成分B之化學式17所示之三羥甲基丙烷、作為化學式18所示之七乙二醇之置換體之化學式19所示之聚氧乙烯甘油醚之熱硬化型樹脂組合物。再者,認為化學式24所示之二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉即便於包含下述化學式25所示之聚氧乙烯甘油醚之2液熱硬化型樹脂組合物中,亦為用以表現防霧性之有效成分。於此情形時,上述化學式24所示之二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉於有機溶劑中作為有效成分
較佳為含有4.7重量%左右。
式中,l、m、n分別為1以上之整數,且l+m+n為10以上且21以下,l+mn。
上述胺基甲酸酯樹脂組合物作為有效成分於以下有機溶劑中較佳為含有20~50重量%。作為適當之有機溶劑,例如為十二醇、NN-雙(N-癸基)甲基胺、二丙酮醇、及乙酸乙酯,較佳為將該等組合而使用。作為主劑之七乙二醇之溶劑,較佳為包含二丙酮醇、少量之十二醇、NN-雙(N-癸基)甲基胺或N-甲基十一烷基壬基胺,且於作為硬化劑之異佛酮二異氰酸酯與三羥甲基丙烷之加成物之溶劑中亦可包含乙酸乙酯。於使用七乙二醇或聚氧乙烯甘油醚作為高分子二醇成分之情形時,於上述溶劑中較理想為包含MIBK(methyl isobutyl ketone,甲基異丁基酮)20wt%左右。
<防霧性塗布被膜>
將上述聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上藉由塗布、噴霧、浸漬等常法形成胺基甲酸酯樹脂塗膜之後,使之於不超過聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之耐熱溫度之溫度下進行熱硬化,形成為防霧性塗布被膜。
參考例1之防霧性樹脂塗布物品係於聚碳酸酯(PC)樹脂基材上形成上述實施形態中所記載之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜(FSI Coating Technologies公司製造,Visgard Premium Plus)而成之用
於眼鏡用途之試製物品(ASWAN公司製造,製品名GEN2)。
參考例2之防霧性樹脂塗布物品係於聚碳酸酯(PC)樹脂基材上形成聚醚改性矽樹脂塗布被膜(SDC Technologies Asia公司製造,Crystal Coat C-380)而成之市售製品(ASWAN公司製造),且為用於眼鏡用途者。
參考例3之防霧性樹脂塗布物品係於聚碳酸酯(PC)樹脂基材上形成乙酸纖維素系樹脂塗布被膜(4C乙酸酯)而成之市售製品(UVEX公司製造,製品名Ultravision),且為用於眼鏡用途者。
參考例4之防霧性樹脂塗布物品係於聚碳酸酯(PC)樹脂基材上形成聚醚改性矽樹脂塗布被膜而成之市售製品(山本光學製造,製品名PET AF),且為用於眼鏡用途者。
參考例5之防霧性樹脂塗布物品係於聚碳酸酯(PC)樹脂基材上形成聚醚系胺基甲酸酯樹脂塗布被膜(VF塗布)而成之市售製品(RIKEN OPTECH公司製造),且為用於眼鏡用途者。
將針對參考例1~5之防霧性樹脂塗布物品進行防霧性能試驗、鉛筆硬度試驗、密接性試驗、膜厚測定、接觸角測定之結果示於表1。
可知:於形成有聚醚系胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之參考例1中,防霧性能、密接性均良好,形成有聚醚改性矽樹脂塗布被膜之參考例2及參考例4就防霧性能之水洗耐久性而言,以非常少之重複次數而喪失其效果,防霧性能較差。關於形成有乙酸纖維素系樹脂塗布被膜之參考例3,雖然耐久性能良好,但罩於熱氣上20秒鐘左右便會變模糊,故而於初期之防霧性能方面存在問題。
參考例5係市售之形成有聚醚系胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之物品,防霧性能優異、藉由交叉切割法之密接性亦良好,但利用SEM(scanning electron microscope,掃描式電子顯微鏡)對剖面進行觀察,結果為於基材與塗布存在可見到間隙之部位,從而得出密接性不充分之結論。
可知:作為用以獲得防霧性能之塗布被膜,與參考例2~5相比,參考例1所使用之聚醚系胺基甲酸酯樹脂塗布組合物最適合。
<防霧性試驗>
1.初期性能
將60℃之蒸氣施加於試樣,測定直至變模糊之秒數。關於模糊之判定,已產生視野不良(包含水滴、不均一之水膜)之情形視為變模糊。
2.水洗試驗
上述防霧試驗後,將試樣置於流水10秒鐘。流速設為0.5dm3/sec。洗淨後於乾燥器內放置10分鐘以上,使之完全乾燥,並再次進行防霧試驗。重複該操作,將防霧性能較初期性能劣化時之重複次數作為試驗結果。
3.乾拭試驗
上述防霧試驗後,使試樣於乾燥器內乾燥10分鐘以上。利用吸
水紙乾拭乾燥後之試樣1次。此時,施加於試樣之荷重以成為3.0±0.5kgf之方式進行調整。對經乾拭之試樣再次進行防霧試驗,將防霧性能較初期性能劣化時之重複次數作為試驗結果。
<鉛筆硬度>「塗料普通試驗方法-第5部分:塗膜之機械性質-第4節:刮痕硬度(鉛筆法)(JIS K5600-5-4:1999)」
將鉛筆之芯以成為無損傷之平滑之圓柱狀之方式去除木質部,使芯露出。一面將鉛筆保持垂直一面將芯緊貼研磨紙前後移動,將芯之頂端弄平。將鉛筆之頂端緊貼試樣板,以0.5mm/sec之速度按壓7mm之距離,利用肉眼調查塗膜是否有壓痕。試驗進行2次,將2次均未產生傷痕之最硬之鉛筆之硬度作為試驗結果。
<密接性>「塗料普通試驗方法-第5部分:塗膜之機械性質-第6節:附著性(交叉切割法)(JIS K5600-5-6:1999)」
1.柵格試驗
自塗膜表面切出切口直至貫通至基底。切口以2mm間隔切6次,繼而,以90°對其重疊切口,且以可獲得25塊之晶格圖案之方式重複。自晶格之上方放置附著膠帶,使之牢固地附著於塗膜。將膠帶撕下,記錄塗膜未剝落之柵格之數。
2.剖面觀察
將試樣冷凍斷裂,藉由SEM(掃描電子顯微鏡)於倍率×200~1000下對剖面進行觀察。以基材與塗膜之間是否存在空隙而判斷密接性之良否。
<接觸角測定>「基板玻璃表面之潤濕性試驗方法(JIS R3257:1999基板玻璃表面之潤濕性試驗方法)」
於水平地放置之試樣上滴加水滴1.0μL,利用θ/2法求出接觸於試樣上之水滴之接觸角。
<膜厚測定>
藉由光學顯微鏡觀察,以1或2個以上區域作為對象視野,根據形成於樹脂基材上之塗布被膜之實際尺寸換算倍率,而求出膜厚之測定值。
<耐化學品試驗>
使化學品浸入於1cm見方之廢棉紗頭,並置於試樣上放置24小時。將廢棉紗頭取下並用水擦拭之後,拭去水分並觀察外觀變化。
針對本發明之實施例進行說明。然而,本發明並不限定於以下實施例。
於第一實施態樣中,對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材側之表示耐熱性之熱變形溫度(HDT)於低荷重(0.455MPa)下為100℃~110℃、詳細而言為104℃~109℃之耐熱級之共聚酯樹脂(Eastman Chemical公司製造,製品名Tritan TX2000、TX2001),於一實施形態中,胺基甲酸酯樹脂組合物之恰當硬化溫度為100℃~未達130℃,且於100℃~未達130℃之處理溫度、較佳為110℃~120℃之處理溫度下進行硬化。即便於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之熱變形溫度附近,特別是未達熱變形溫度之硬化溫度下,例如維持30~240分鐘,於硬化反應中共聚酯樹脂基材亦不會應變,塗布被膜與樹脂基材之密接性亦得以保持。
於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成上述第一實施形態之胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品的拉伸特性或動態黏彈性等被膜特性良好,且於上述樹脂基材之耐熱溫度附近之恰當之溫度範圍形成(AB)n型多嵌段共聚物,可獲得耐久性及附著性優異之防霧性塗布被覆成形品。
於第二實施態樣中,對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材側之表示耐熱性之熱變形溫度(HDT)於低荷重(0.455
MPa)下約為90℃~110℃、詳細而言為94℃~104℃之共聚酯樹脂(Eastman Chemical公司製造,例如製品名TX1000、TX1001),一實施形態之胺基甲酸酯樹脂組合物之恰當硬化溫度為80℃~未達120℃,且於80℃~未達120℃之處理溫度、較佳為90℃~未達110℃之處理溫度下進行硬化。即便於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之熱變形溫度附近、未達熱變形溫度之硬化溫度下,例如維持30~240分鐘,於硬化反應中共聚酯樹脂基材亦不應變,塗布被膜與樹脂基材之密接性亦得以保持。
於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成上述第二實施形態之胺基甲酸酯樹脂組合物之塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品的拉伸特性或動態黏彈性等被膜特性良好,且於上述樹脂基材之耐熱溫度附近之恰當之溫度範圍形成(AB)n型多嵌段共聚物,獲得耐久性及附著性優異之防霧性塗布被覆成形品。
實施例1之防霧性樹脂塗布物品所使用之胺基甲酸酯樹脂組合物為下述包含胺基甲酸酯樹脂成分27.8重量%作為溶劑中之有效成分之1液熱硬化型聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物。
實施例1之胺基甲酸酯樹脂組合物係於含有1-甲氧基-2-丙醇30重量%、乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5重量%、二丙酮醇30重量%、及甲苯未達1重量%之溶劑中包含作為異氰酸酯成分之1,6-六亞甲基二異氰酸酯14mol%及異佛酮二異氰酸酯52mol%,且該等以氰尿酸酯之形態存在。包含作為低分子二醇成分之三羥甲基乙烷21mol%、及作為高分子二醇成分之聚乙二醇14mol%。進而,於常溫下均勻地混合亦作為乳化穩定劑發揮作用之作為界面活性劑成分之二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉6.2重量%等,而獲得熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物溶液。
圖2表示針對胺基甲酸酯樹脂組合物於己烷中所析出之樹脂成分進行1H-NMR測定之結果。圖3同樣地表示針對於己烷中所析出之樹脂
成分進行13C-NMR測定之結果。
作為低分子二醇成分之三羥甲基乙烷藉由與異氰酸酯進行脫水縮合而形成胺基甲酸酯鍵,且藉由與作為高分子二醇成分之聚乙二醇進行脫氫鍵結而作為多元醇鏈延長劑發揮作用。高分子二醇成分之聚乙二醇形成聚醚系胺基甲酸酯樹脂之基本骨架,另一方面,由於二醇之羥基為親水基,故而認為與界面活性劑二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉一起使形成於基材上之塗布被膜表現防霧性。
實施例1之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上述1液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(110℃)下保持約240分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜。此處,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂包含對苯二甲酸(TPA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基16mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基32mol%。剩餘部分為上述對苯二甲酸與二醇化合物之酯化時生成之衍生物。
實施例2之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上述胺基甲酸酯樹脂組合物,並於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(115℃)下保持約180分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜。此處,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂係與用於實施例1者相同之組成。
實施例3之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上
述2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(90℃)下保持約60分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜。此處,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂係與用於實施例1者相同之組成。
比較例1之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上述1液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於100℃下保持約120分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂被膜。然而,由於硬化反應不充分,故而未硬化成分殘存於被膜中,防霧性之表現不充分,且可見到被膜發黏之現象。此處,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂係與用於實施例1者相同之組成。
比較例2之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,藉由旋轉塗布法塗布上述2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於100℃下保持約60分鐘,藉此使之進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂被膜。被膜特性之附著性、密接性充分,但防霧性之表現不充分。此處,聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂係與用於實施例1者相同之組成。
實施例4之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上述1液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(110℃)下保持約240分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜。作為耐候性配方,相對於實施例1所使用之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂100重量份,包含紫外
線吸收劑(CYASORB UV-3638F)(0.25~1.0)重量%、及水解抑制劑(Carbodilite LA-1)0.13~0.50重量%。
實施例5之防霧性樹脂塗布物品係於用於眼鏡用途之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由旋轉塗布法塗布上述1液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(110℃)下保持約240分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜。作為共聚酯樹脂基材,相對於實施例1所使用之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂100重量份,包含聚碳酸酯樹脂20重量%。實施例6之防霧性樹脂塗布物品係於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,同樣地藉由浸漬塗布上述2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於實質上不超過共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之處理溫度(90℃)下保持約60分鐘,藉此使胺基甲酸酯樹脂組合物中之異氰酸酯成分與多元醇成分進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂塗布被膜,該2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物係使用聚氧乙烯甘油醚作為七乙二醇之置換體製成溶劑並加入MIBK而成之胺基甲酸酯樹脂組合物。於實施例6中,防霧性樹脂塗布被膜之附著性、密接性充分,防霧性之表現亦充分。即,實施例6之2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物亦可應用於耐熱溫度低於實施例1所使用之共聚酯樹脂基材之普通級之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材。實施例7、實施例8之防霧性樹脂塗布物品係於聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上,藉由浸漬塗布上述2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物,並於90℃下保持約60分鐘,藉此使之進行反應硬化而形成胺基甲酸酯樹脂被膜,該2液熱硬化型胺基甲酸酯樹脂組合物係使用聚氧乙烯甘油醚作為七乙二醇之置換體之胺基甲酸酯樹脂組合物。於實施例7、實施例8中,被膜特性之附著性、密接性於
通常之條件下充分,防霧性之表現亦充分。但與實施例6相比,密接性在高速之膠帶剝離速度下確認有數塊之剝落。此處,實施例7之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂為普通級之共聚酯樹脂基材,及實施例8之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂為實施例1所使用之耐熱級之共聚酯樹脂基材。
針對實施例1、2、及實施例3~5之防霧性樹脂塗布組合物、比較例1、2之防霧性樹脂塗布組合物,進行注入至經塗布脫模劑之氟樹脂模具製作而成之塗膜之拉伸試驗、動態黏彈性試驗。將結果示於表2。於表2-1中,作為防霧性樹脂塗布被膜之特性,表示針對以實施例1、2、比較例1之防霧性樹脂塗布被膜之塗膜形成條件所獲得之試片之試驗結果、及該等防霧性樹脂塗布被膜之防霧性、密接性、拉伸試驗、及動態黏彈性之試驗結果。於表2-2中,表示針對以實施例3~5、比較例2之防霧性樹脂塗布被膜之塗膜形成條件所獲得之試片之試驗結果、及該等防霧性樹脂塗布被膜之防霧性、密接性、拉伸試驗、及動態黏彈性之試驗結果。於表2-3中,表示以實施例6、實施例7、實施例8之防霧性樹脂塗布被膜之塗膜形成條件所獲得之該等防霧性樹脂塗布被膜之防霧性、密接性之試驗結果。
<拉伸試驗>「塑膠-拉伸特性之試驗方法-第3部分:薄膜及片材之試驗方法(JIS K7127:1999)」
製作啞鈴型類型5(JISK7127)試樣。將啞鈴片安裝於拉伸試驗機之夾具,以拉伸速度100mm/min進行拉伸,並記錄斷裂時之應力及變形。將N=5之平均值作為測定結果。
<動態黏彈性試驗>
圖4表示於相當於實施例1之硬化溫度之處理溫度下進行硬化而成之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之動態黏彈性測定結果。圖5表示於相當於實施例2之硬化溫度之處理溫度下進行硬化而成之胺基甲酸酯樹
脂塗布被膜之動態黏彈性測定結果。圖6表示於相當於比較例1之硬化溫度之處理溫度下進行硬化而成之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之動態黏彈性測定結果。
<儲存彈性模數E'>
於測定模式為拉伸、且升溫速度為3℃/min、頻率為10Hz、測定間隔為每1℃下,自-50℃至100℃,於氮氣環境下進行測定。儲存彈性模數E'採用85℃之值作為平坦部之儲存彈性模數。
<交聯密度>
根據儲存彈性模數-溫度曲線之平坦區域(橡膠狀區域)之中85℃時之儲存彈性模數求出上述塗布被膜之交聯密度。算出式如下式(1)。
[數1]n=E'/3RT (1)
n:交聯密度(mol/cc)
E':儲存彈性模數(dyn/cm2)
R:氣體常數(8.31×107dyn‧cm/K‧mol)
T:絕對溫度(K)
<玻璃轉移溫度Tg>
根據儲存彈性模數E'之肩峰及損耗正切(tanδ)之波峰溫度求出玻璃轉移溫度Tg。
防霧性能*1:○初期性能、耐久性能均良好△初期性能不良,耐久性能良好×初期性能不良
密接性*2:藉由交叉切割法(JIS K 5600)之塗膜之未剝離數/柵格數
防霧性能*1:○初期性能、耐久性能均良好△初期性能不良,耐久性能良好×初期性能不良
密接性*2:藉由交叉切割法(JIS K 5600)之塗膜之未剝離數/柵格數
防霧性能*1:○初期性能、耐久性能均良好
△初期性能不良,耐久性能良好×初期性能不良
密接性*2:藉由交叉切割法(JIS K 5600)之塗膜之未剝離數/柵格數之比
*:密接性在膠帶剝離速度大的情況下確認有數塊之剝落。
就於比較例1之處理溫度(100℃)下進行硬化而成之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜而言,由於硬化溫度較低,故而無法充分地硬化,且殘存有未硬化部,未能製作拉伸試片。若將於實施例1之處理溫度(110℃)下進行硬化而成之被膜之拉伸特性與於實施例2之處理溫度(115℃)下進行硬化而成之被膜之拉伸特性進行比較,則存在於高溫側進行硬化而成之被膜較硬且延伸變少之傾向。進而,顯示了處理溫度過高防霧性亦會降低之結果。因此,預測對於實施例1及實施例2之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜而言恰當之硬化溫度處於實質上不超過聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材之耐熱溫度之100℃至未達130℃,較佳為110℃~未達130℃之處理溫度,更佳為110℃~120℃之溫度範圍。其中,作為聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材之耐熱溫度,所謂熱變形溫度(HDT),意指於固定之荷重下得以測定到規定之撓曲量之溫度(荷重撓曲溫度)(例如,參照ASTM D 648)。
就於比較例1之處理溫度(100℃)下進行硬化並殘留有未硬化部之被膜、及於實施例1、實施例2之處理溫度(110℃~115℃)下充分地進行硬化之被膜而言,若對交聯密度進行比較,則確認有如下傾向:若比較例1之交聯密度為1.23×10-5mol/cc以下,則硬化不充分,若實施例2之交聯密度為1.74×10-4mol/cc以上,則就1液熱硬化系而言,硬化反應之進行變得過度,且被膜變硬。推定最合適之防霧性塗布被膜之交聯密度為(1.5×10-5~2.0×10-4mol/cc),較佳為(5.0×10-5~2.0×10-4
mol/cc)之範圍。另一方面,關於2液熱硬化系胺基甲酸酯樹脂塗布被膜,若將實施例3與比較例2進行比較,則比較例2之硬化溫度較高為100℃,交聯密度為7.91×10-4mol/cc,拉伸伸長率較小,防霧性之表現不充分。若考慮到實施例3之硬化溫度為90℃且塗布被膜之交聯密度為5.15×10-4mol/cc,則推定最合適之防霧性塗布被膜之交聯密度為(1.0×10-4~8.0×10-4mol/cc),較佳為(5.0×10-4~7.0×10-4mol/cc)之範圍。於對實施例1施加耐候性配方之實施例4、及使用摻合有實施例1之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂及聚碳酸酯樹脂之樹脂基材而形成1液熱硬化系之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之實施例5中,硬化溫度為110℃,附著性、密接性、及防霧性之表現均充分,認為關於防霧性塗布被膜之交聯密度,9.86×10-5mol/cc為恰當之範圍內。
將針對實施例1、2之防霧性樹脂塗布被膜、比較例1之防霧性樹脂塗布被膜測定胺基甲酸酯/多元醇紅外吸光度比之結果示於表3。於表3中,表示關於包含作為主劑之七乙二醇、作為硬化劑之三羥甲基丙烷及異佛酮二異氰酸酯加成物之防霧性胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之胺基甲酸酯/多元醇紅外吸光度比之測定結果作為實施例3、比較例2,表示參考例5之防霧性胺基甲酸酯樹脂塗布被膜之測定結果作為比較例3。根據該等測定結果,推定關於防霧性塗布被膜之胺基甲酸酯/多元醇紅外吸光度比,1.0~2.5為最合適範圍。
<胺基甲酸酯/多元醇紅外吸光度比>
藉由傅立葉變換紅外線吸光度法(FT-IR),測定上述塗布被膜中之歸屬於胺基甲酸酯基之N-C-H之吸光度Abs(1530cm-1)及歸屬於C=O之吸光度Abs(1700cm-1)、及歸屬於多元醇基之吸光度Abs(1100cm-1)。求出歸屬於胺基甲酸酯基及多元醇基之吸光度比Abs(1700cm-1)/Abs(1100cm-1)作為胺基甲酸酯/多元醇紅外吸光度比。
<N含量>
藉由基於X射線激發能分散型分光法(EDX)之C、N、O、S、Na之元素分析進行強度修正,而測定上述塗布被膜中之N含量(質量濃度)。
實施例1之防霧性樹脂塗布被膜之藉由FT-IR之胺基甲酸酯與多元醇之吸收波峰強度比為1.24左右,且N含量為8.6質量%左右,關於實施例2,由於胺基甲酸酯與多元醇之吸收波峰強度比為1.20左右,且於硬化溫度115℃下硬化反應充分地進行,故而推定具有與實施例1相同程度之N含量。實施例3之防霧性樹脂塗布被膜之藉由FT-IR之胺基甲酸酯/多元醇比為1.09左右,可知N含量為7.4質量%左右。作為實施例1~實施例3之防霧性樹脂塗布被膜所優異之方面,若與比較例1、2之胺基甲酸酯/多元醇比進行對比,則高於比較例1之未硬化品之值0.94,且低於比較例2之硬塗被膜之值2.75,作為被認為對應於上述交聯密度之範圍之胺基甲酸酯/多元醇比,1.0~2.0為恰當範圍內。
於耐化學品性優異之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成防霧性之胺基甲酸酯樹脂塗布被膜而成之防霧性塗布被覆物品例如可用於保護眼鏡或面部保護面等用途。
Claims (11)
- 一種防霧性樹脂塗布被覆物品,其特徵在於:其係於包含對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%之聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂基材上形成具有下述化學式1所示之包含二異氰酸酯成分A、作為二醇成分B之支鏈二醇成分、及/或直鏈二醇成分之(AB)n型多嵌段共聚物之基本結構的聚胺基甲酸酯樹脂組合物之防霧性塗布被膜而成:
- 如請求項1之防霧性塗布被覆物品,其係使包含作為二異氰酸酯成分A之以下化學式2及化學式3所示之1,6-六亞甲基二異氰酸酯及/或異佛酮二異氰酸酯、作為二醇成分B之支鏈二醇成分之化學式4所示之三羥甲基乙烷或三羥甲基丙烷、及/或直鏈二醇成分之化學式5所示之聚乙二醇或七乙二醇之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之基材上形成為結構單元中包含作為上述二異氰酸酯成分A之1,6-六亞甲 基二異氰酸酯及異佛酮二異氰酸酯60~70mol%、作為上述二醇成分B之三羥甲基乙烷及聚乙二醇30~40mol%之塗布被膜而成:
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂包含含有對苯二甲酸(TPA)或對苯二甲酸二甲酯(DMA)、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)之共聚酯樹脂,且該聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之耐熱溫度為100℃~110℃。
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂包含對苯二甲酸(TPA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基15~20mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基30~35mol%。
- 一種防霧性樹脂塗布被覆物品,其特徵在於:其係使如請求項2之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之基材上形成為塗布被膜而成,該聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂包含對苯二甲酸(TPA)殘基50mol%、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)殘基8~15mol%、及2,2-4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)殘基35~42mol%,且相對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂100重量份包含聚碳酸酯樹脂20重量份~30重量份。
- 如請求項2至5中任一項之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中相對於上述聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂100重量份,含 有紫外線吸收劑0.25~1.0重量%、及水解抑制劑0.13~0.50重量%。
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中基於動態黏彈性試驗之上述塗布被膜之儲存彈性模數(85℃)為5.0×106dyn/cm2~2.0×107dyn/cm2。
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其基於動態黏彈性試驗由下式(1)所算出之交聯密度為5.0×10-5mol/cc~2.0×10-4mol/cc:[數1]n=E'/3RT (1)n:交聯密度(mol/cc)E':儲存彈性模數(dyn/cm2)R:氣體常數(8.31×107dyn‧cm/K‧mol)T:絕對溫度(K)。
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中上述聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物含有作為界面活性劑之下述化學式6所示之二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉5~10重量%:
- 如請求項2之防霧性樹脂塗布被覆物品,其中藉由傅立葉變換紅外線吸光度法(FT-IR)之上述塗布被膜中之歸屬於胺基甲酸酯基之吸光度Abs(1700cm-1)與歸屬於多元醇基之吸光度Abs(1100cm-1)之吸光度比Abs(1700cm-1)/Abs(1100cm-1)為1.0~2.5。
- 如請求項1之防霧性塗布被覆物品,其係使包含作為二異氰酸酯成分A之化學式3所示之異佛酮二異氰酸酯、作為二醇成分B之支鏈二醇成分之化學式4所示之三羥甲基乙烷或三羥甲基丙烷、及/或直鏈二醇成分之化學式5所示之七乙二醇或化學式7所示之聚氧乙烯甘油醚之聚醚系胺基甲酸酯樹脂組合物於包含聚(對苯二甲酸1,4-環己二甲酯)共聚酯樹脂之基材上形成為結構單元中包含作為上述二異氰酸酯成分A之異佛酮二異氰酸酯、作為上述二醇成分B之三羥甲基丙烷、及七乙二醇或聚氧乙烯甘油醚之塗布被膜而成:
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