JPH02242864A - 耐ｕｖ性、耐磨耗性被覆 - 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】 （１）発明の分野 この発明は一般的にポリカーボネートのようなプラスチ
ックに対する保護被覆、より詳しくは紫外線へのｌＩＩ
露にはよって生じる被害から下層の基板を保護する被覆
に関する。

（２）発明の背慎 バネ−（Ｂａｎｅｙ　）らに対する米国特許用４．２７
５．１１８はポリカーボネートのようなプラスチック表
面上で硬化したとき硬い耐磨耗性の被覆を生じるアルコ
ール−水媒体中のコロイド酸化チタン、コロイドシリカ
及びヒドロキシル化シルセスキオキサンの酸性分散物を
含む被覆組成物を開示している。

フライエ（Ｆｒｙｅ）に対する米国特許用４．２９９．
７４６は水性コロイドシリカ分散物中のアルキルトリア
ルコキシシランを加水分解し、その加水分解生成物に少
量の２．４−ジヒドロキシベンゾフェノンのような紫外
線吸収化合物を加えることによって調製される改善され
たシリコーン樹脂耐磨耗性被覆組成物を開示している。

ホワイト（−旧ｔｅ　）らに対する米国特許用４゜３９
０．３７３及び第４．４４．２，１６８はＲ（Ｓ　＋　
（ＯＨ）３）の部分縮合物（ここにＲは有機ラジカル）
の重量比で約３０ニア０未満又は同等の水−アルコール
溶液中にコロイドアンチモン酸化物及びコロイドシリカ
を含有する、有効はの耐磨耗性コロイド分散物を含む、
硬化、透明、耐磨耗性被覆組成物を開示している。

チン（ｃｈｉｎｇ　）に対する米国特許用４．３９５゜
４６１は、最初にポリカーボネート基板の表面を加水分
解されたシリル化有機ＵＶスクリーンの溶液で処理し、
ついでその処理面上に硬化可能なシリコーンハードコー
ト組成物を通用することによるポリカーボネート基板の
耐候性改善方法を開示している。

フジ才力らに対する米国特許用４，４０５，６７９は、
成形されたポリカーボネート基板と、その基板上に浦さ
れ硬化されたアンダーコート及び、アンダーコート上に
施され便化されたオーバコートを含む、改善された耐磨
耗性のポリカーボネート型樹脂の、被覆された成形物品
を開示している。

ぞのオーバコートは有機ケイ素化合物の氷解物のグルー
プの少くともひとつのメンバーであるエポキシ含有ケイ
素化合物と、コロイドシリカと有機ヂタン酸、及び硬化
触媒を含む。

ドイン（Ｄｏｔｎ）らに対する米国特許用４．４７７．
４９９はルイス酸化合物を被覆組成物に加えることによ
って達成された改善された熟成形性と短縮された所要エ
ージングとをもつ耐紫外線シリコーン樹脂被覆を開示し
ている。

アシュロツク（Ａｓｈｌｏｃｋ　）らに対する米国特許
用４．５００，６６９及び第４．５７１，３６５は、金
属、合金、塩、それらの酸化物及び水酸化物を含む水に
不溶の分散質を、シラノールの部分縮合物の水−アルコ
ール溶液中に分散したコロイド分散物を含む透明、耐磨
耗性被覆組成物を開示している。

ムーア（ＨＯＯｒｅ　）に対する米国特許用４，５５２
．９３６は、耐磨耗性と耐溶剤性と耐候性をもつ熱成形
性物品をつくるために熱可塑性基板に適用されるポリカ
プロラクトンポリオールとアミノプラスト誘導体を含む
保護被覆組成物を開示している。

グーセン（Ｇｏｏｓｅｎｓ　）に対する米国特許用４゜
６１５．９４７は、磨耗の接着を増すオルガノポリシロ
キサンをもつ熱可塑性又は熱硬化性アクリル均質混合物
を含むブライマー層と、熱可塑性基板に対する耐溶剤性
オルガノポリシロキサンハードコートを記載している。

カリ−（ｃｕｒｒｙ　）らに対する米国特許用４，６８
３．１６９は、微細亀裂に対する改善された抵抗性をも
つポリカーボネートフィルム用のメチルメタクリレート
ＵＶ保護被覆を開示している。

ダウコーニング社のバネ−Ｂａｎｅｙ　）らによる“ゾ
ル−ゲルプロセスにより調製される炭素含有モノリスガ
ラス”と題する８６．０２．０５公開の欧州特許出願第
８５１１０２９３９は、式Ｒ８ｉ　（ＯＨ）３をもつシ
ラノールの部分縮合物の水−アルコール溶液中のコロイ
ド金属酸化物の分散物を含む中間体を開示している。こ
こに金属酸化物はｚｒｏ　　、ｓｎｏ　　、ｚｒｓｉｏ
４゜Ｂ２０３又はＬａ２Ｏ３である。

光学品質の耐磨耗性被覆プラスチック材料は通常基板を
紫外線（ＵＶ）の被害から保護する被覆を要求する。加
水分解劣化はＵｖへの１Ｉｌｉ！により明らかに加速さ
れるので、ポリカーボネートに対しては紫外線からの保
護は特に重要である。最も代表的な有機Ｕ■吸収剤は、
溶解度が少いために水／アルコールベースのゾル−ゲル
型耐磨耗性被覆組成物に十分な優を加えることが不可能
であり、更に硬度と被覆の接着力に逆の影響を与えない
で加えることはできないので、通常のＵ■安定剤は耐磨
耗性被覆に十分な保護性能を付与しない。更に代表的な
Ｕ■吸収剤は通常長期の曝露後に次第に活性を失い、又
次第に組成物から浸出することもある。

（３）　　発明の要約 この発明はポリカーボネートのような下層プラスチック
基板に対する紫外線からの被害の保護を提供するもので
、その方法は末端ヒドロキシルグループをもつ親水性モ
イエティーを含む紫外線吸収有機化合物を含む透明被覆
であり、その化合物はケイ素及び／又はその他の金属の
アルコキシドが部分的に加水分解されたゾル中のシラノ
ールグループと反応可能で、それらは加水分解及び縮重
合によってプラスチック基板表面に耐磨耗性を与えるフ
ィルムを形成する。この発明の親水性に改善されたヒド
ロキシベンゾトリアゾール及びヒドロキシベンゾフェノ
ンの誘導体はアルコール性／水性ゾル−ゲル組成物及び
プロセスに適合し、無機酸化物被覆の耐磨耗性を損！す
ることなしにＵＶ保護を提供する。この発明は又ポリカ
ーボネートのような下層のプラスチック基板に対する紫
外線による被害からの保護を提供するもので、その方法
は、（メタ）アクリル共重合体の高分子混合物における
ヒドロキシベンゾフェノン及びヒドロキシベンゾトリア
ゾールのような無色、高効率ＵＶ吸収剤である紫外線吸
収有機化合物と、基板に対する被覆の接着を高める積極
的な溶剤とを含む組成物の被覆である。

（４）　　好ましい実施態様の説明 ポリカーボネートのようなプラスチック基板を紫外線に
よってひき起こされる被害から保護する被覆はアルコキ
シシラン及びその他の金属アルコキシドのような網目形
成金属アルコキシドを含むゾルから形成される。アルコ
キシシランはアルキルアルコキシシラン又はその他の有
機官能性アルコキシシランのような有機アルコキシシラ
ンである。アルコキシドはアルキル又はアリールグルー
プを含み加水分解可能なアルコキシドグループの残りに
関する限り２ｆｆｉ体又は高次縮合の形であるかもしれ
ない。シラノールグループと反応可能のヒドロキシグル
ープを含む紫外線吸収有機化合物が部分的に加水分解し
たゾルに加えられる。加水分解と縮合はその場で生じる
。あるいは、アルコキシドは部分的に又は完全に加水分
解され、そしである程度縮合されたあとヒドロキシル基
を含む有機Ｕ■吸収剤、好ましくはヒドロキシベンゾト
リアゾールと結合される。

ベンゾフェノ文ン及びベンゾトリアゾール及びそれらの
アルキル誘導体のような通常の紫外線吸収剤はアルコー
ル−水ベースの無芸ゾルーゲル型耐磨耗被覆への溶解度
が小さい。そして又通常のＵｖ吸収剤と無機被覆マトリ
ックスとの間の共有結合がないために、有ｍｕｖ吸収剤
は類１１間の使用中に浸出してしまう。

この発明によれば、ヒドロキシベンゾトリアゾール及び
ヒドロキシベンゾフェノンＵＶ吸収剤は無機ゾルとの綜
合反応のための末端ヒドロキシグループをもつ親水鎖の
伸展で修正され、硬化の際にポリマー酸化物網目構造の
部分になる。エトキシ及び／又はブＯボキシ親水モイエ
ティーの存在は液状の有機紫外線吸収剤を提供し、同時
に無機ゾルとの混合性を改善する。次の式のポリエチレ
ングリコールで置換されたヒドロキシベンゾトリアゾー
ルはこの発明によれば好ましいＵ■吸収剤である。

ここにｎは１から１０である。好適な組成物はチパガイ
ギー社からチヌヴイン（Ｔｔｎｕｖｉｎ　）　１１３０
として得られる。

得られた組成物はプライマー、又は基板又は被覆した基
板の保護被覆の両方に被覆組成物として使うことができ
る。代りの実ｍｓ様におては、組成物は紫外線に対する
抵抗性を増すために耐磨耗性被覆組成物のようなその他
の被覆組成物に加えることができる。どちらの場合にお
いても、被覆組成物はスプレー、浸漬、又は流下被覆の
ような通常の技術のどれでも適用できる。組成物は乾燥
し硬化しポリカーボネートのようなプラスチック基板に
よく接着する均一な耐久性のある被覆を形成する。被覆
は２４０から３８０ナノメートルの範囲の強くて広い吸
収を提供することによって紫外線から基板を保護する。

この発明の好ましい実ＩＭ態様においては、アルコキシ
ドはシラノールグループと反応可能なヒドロキシルグル
ープ末端をもつ親水性の伸展績を含む紫外線吸収有機化
合物を加える前に部分的に加水分解される。好ましくは
アルコキシドは一般式ＲＸＳｉ（ＯＲ’）　　　のアル
コキシシランで、ｘ　　　　　　　　４−ｘ ここにＲは有機ラジカル、Ｒ′は低分子機アルキルラジ
カルで構成するグループから選ばれ、Ｘは４未満でゼロ
でもよい。Ｒの有機ラジカルは好ましくはアルキル、ビ
ニル、メトキシエチル、フェニル、γ−グリシドキシプ
ロピル、又はγ−メタクリルオキシプロピルである。ア
ルコキシドは次の一般反応によって加水分解する。

ＲｘＳ　ｒ　（ＯＲ’　）　４−ｘ　＋　、Ｈ２０→Ｒ
ｘＳ　ｉ　（ＯＲ’　）　４−Ｘ−、（ＯＨ）　、　＋
　、Ｒ’　ＯＨ加水分解されたアルコキシドの縮合は次
の一般反応によって進行するー。

２ＲＳ　；　（ＯＲ’　）　４−％−１７゛Ｘ （ＯＨ）、→ ＲｘＳ　ｉ　（ＯＲ’　）　４−ｘ−ｙ−１（ＯＨ）　
。

又は ２ＲＸＳ　ｉ　（ＯＲ’　）　４−ｘ−ｙ　（ＯＨ）　
、→ＲｘＳ　ｉ　（ＯＲ’　）　４−ｘ−ｙ　（ＯＨ）
　ｙ−１より一層の加水分解と縮合は親水性ヒドロキシ
ベンゾトリアゾールとの縮合と共にこれにつづく。

ｐＨ及び／又はアルコキシドの縮合の程度は必要であれ
ば調節することができる。それによって有機紫外線吸収
剤、好ましくはエトキシル化又はプロポキシル化された
ヒドロキシベンゾトリアゾールとの混合における曇り又
は沈殿を防ぎ、そして有機紫外線吸収剤の親水性伸展鋼
の末端ヒドロキシグループと部分的に加水分解された金
属アル」キシドとの縮合反応を容易にする。ゾルは好ま
しくは固形物型”隋で約０．５から５．０パーセントの
親水性ヒドロキシベンゾトリアゾールを含む。

チタン及び／又はジルコニウムのアルコキシドも又、耐
磨耗性のためのコロイドシリカと同じようにこの発明の
組成物に含まれる。この発明の親水性ヒドロキシベンゾ
トリアゾール含有被覆によって提供される紫外線の保護
は石英基板上に施された被覆のＵｖ吸収スペクトルの計
測により測定される。

ポリカーボネート基盤をこの発明の耐磨耗性ゾル−ゲル
組成物で被覆するために、好ましくは以下に示すアクリ
ルブライマー溶液が調製される。

熱可塑性アクリルブライマーは積極的な溶剤中でポリメ
チルメタクリレ−１−とポリエチルメタクリレートを混
ぜ合わせて調製される。有機ＵＶ吸収剤がＵ■保護を与
えるために加えられる。流動調整剤の添加が好ましい。

ポリメチルメタクリレート及びポリエチルメタクリレー
トはホモポリマーの混合物を含むか又は共重合されても
よい。好ましくは、その組成物は６０から９０パーセン
トのポリメチルメタクリレートと１０から４０パーセン
トのポリエチルメタクリレートを含む。ポリマーの平均
分子量はゲル滲透クロマトグラフィーで測定して８０．
０００から３５０．０００の範囲が好ましい。

清浄なポリカーボネート基盤はこの発明のブライマー溶
液を好ましくは浸漬法又は流下法で施し、ついでタック
フリーになるまで約１５分間空気乾燥される。ブライマ
ーが施されたプラスチック基板はその侵３０分間６０か
ら１００℃で炉の中で乾燥される。

ポリカーボネートのような基板を紫外線によって引きお
こされる被害から護る耐Ｕ■プライマーは主マトリック
スとして環境に安定なアクリレートによって形成される
。このようなへ分子アクリレートは無機ベースのトップ
コートとポリカーボネートとの重要な架橋接着を提供す
るだけでなく、高温多湿の環境とＵＶ線に対しかなりの
抵抗性も提供する。この発明によれば６５℃と１０５℃
の間のガラス転移温度を与えるアクリルマトリックスが
好ましい、（メタ）アクリレートユニットのタイプ、ポ
リマーの分子量、混合又は共重合のような混ぜ合わせ法
、が最適特性を提供するように選ばれる。

この発明において同様に重要なことは、Ｕｖ保護の効率
及び湿度に対するｆｔＬ感さの両方に影響する有様紫外
線吸収剤の選択であり、これは主アクリルマトリックス
に入れられるＵＶ吸収剤の効率と分子適合性によって左
右される。ブライマーマトリックスとＵＶ吸収剤との間
の分子聞和性及び適合性が低いことにより、トップコー
ト適用中のＵＶ吸収剤の保持が比較的短かく、又はその
伯光学的曇のように見られるように湿度抵抗性が低くな
り、又は短期の使用後でＵＶ吸収剤が浸出する。

この発明による好ましいアクリルマトリックスは６０か
ら９０１１１１１のポリ（メチルメタクリレート）と４
０から１０部のポリ（エチルメタクリレート）、好まし
くは８０から９０部のポリ（メチルメタクリレート）と
１０から２０部のポリ（エチルメタクリレート）とを重
ａ比で混合してつくられる。あるいは、アクリレート及
びそれらの誘導体に対応する共重合体も又この発明のブ
ライマー中のＵＶ吸収剤用のマトリックスとして十分に
使うことができる。

好ましくは、ベンゾトリアゾール型のＵＶ吸収剤は、ベ
ンゾフェノン型のＵＶ吸収剤と較べて主となるアクリル
マトリックスに対しよりよく適合するために選ぶことが
できる。この発明の好ましい組成物はヒドロキシベンゾ
トリエール環の上に次に示すようなさまざまな置換基を
もつことができる。

ここにＲ及びＲ２は水素、アルキル、アリール等である
。この発明の好ましいｕｖ＠収剤は上の型のベンゾトリ
アゾールを含み、ここではＲ１及びＲ２は１．１−ジメ
チルベンジルフェニル（チバガイギー社のチヌヴイン（
Ｔｉｎｕｖｉｎ　）　９００　）、Ｒはｔ−ブチルでＲ
２はポリエチレングリコ−ルのプロピオン酸エステル（
チバガイギー社のチヌヴイン１１３０）　、又Ｒ１は水
素でＲ２はオクチルフェニル（アメリカンシアナミツド
社からのシアソルブ（Ｃｙａｓｏｒｂ　）　５４１１　
）である。

この発明は以下に記載の特定の実施例からよりよく理解
されるであろう。

（５）実施例１ 耐磨耗性で耐紫外線のシラン／ジルコニア被覆が以下の
ようにつくられた。有機アルコキシシラン組成物が２５
グラムのメチルトリエトキシシランと５０グラムのγ−
プロピルアクリルオキシトルメトキシシランと混合して
調製された。有機アルコキシシランに１．８グラムのエ
トキシル化ヒドロキシベンゾトリアゾール（チバガイギ
ー社のチヌヴイン１１３０）が加えられた。この組成物
は１０分間かき混ぜられた後３０グラムの２−ブＯパノ
ール、８グラムの脱イオン水及び５滴の塩酸が加えられ
有機アルコキシシランが加水分解された。加水分解され
た有機アルコキシシラン組成物は透明であった。加水分
解された有機アルコジシランに３０グラムのジルコニウ
ムｎ−プロポキシドが加えられた。２０分間かき混ぜた
後、加水分解を完了させるために２０グラムの脱イオン
水と、同時に６グラムの１０パーセント水酸化アンモニ
ウムと１．２グラムの追加のチヌヴイン１１３０を含む
１０グラムのジアセトンアルコールを加えた。混合物は
室温で２時間かき混ぜられた。

最後に０．５グラムのアゾイソブチルニトリルと５グラ
ムのジアセトンアルコールが加えられた。

比較のために、このようなゾル−ゲル耐磨耗性被覆組成
物にヒドロキシベンゾフェノン紫外線吸収剤が加えられ
たとき、色の変化が起りついで沈殿が生じた。

実施例２ アルコール−水ベースの無機ゾルとの改善された混和性
をもつ有機ＵＶ吸収剤が末端とドロキシグループをもつ
水に混和可能なエトキシル化又はプロポキシ化されたチ
ェノをとり込むことによって調製することができた。親
水性の置換されたヒドロキシベンゾフェノンが例えば２
１．４グラムの２．４−ジヒドロキシベンゾフェノン（
０，１０モル）と微量の水酸化カリウムを反応容器中の
１００グラムのジオキサンに溶かすことによって１１％
された。２３．２グラムのプロピレンオキシドの３５グ
ラムジオキサン中の溶液が２０℃のジオキサン溶液に３
０分間で徐々に加えられついで別の３０分間に３５℃に
上げられた。反応はジオキサンに約５グラムの水を加え
て冷却された。反応物は大量の過酸の水を加えることに
より反応物を溶剤から沈殿させて集められた。置換され
た製品の混和性はプロポキシル化の長さに依り、それは
又プロピレンオキシドとベンゾフェノンとのモル比によ
って決定される。

１１豊ユ盈ｆｆ４ 反応混合物が１００グラムのメチルトリエトキシシラン
（ユニオンカーバイドのＡ−１６２）、１０グラムのジ
メチルジェトキシシラン、６０グラムのシリカゾル（シ
ュボンのラドツクス（Ｌｕｄｏｘ　）　ＬＳ　）　、及
び３．６グラムの酢酸を含んでＩ製された。混合物は室
温で反応させられた。

約１日直の反応後、混合物は８０グラムのイソブタノー
ルで希釈され遠心機にかけられた。混合物が３分割され
、おのおのに、β−［３（２日−ペンゾトリアゾール−
２−イル−）４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル
−］プロピオン酸のゲル重量をベースにして０，１．５
％及び２％とともに分子量３００のポリエチレングリコ
ールのメチルエステルが加えられた。反応は室温で３日
問続けられた。

プライマーが施されたポリカーボネート基板が上記溶液
に約３分＠浸され、ついで１５分間乾熾された後１２０
℃で１時間硬化された。ＵＶ抵抗性は石英基板を通した
Ｕｖ膜吸収強さによって測定された。被覆の接着特性は
ＡＳＴＭ　　Ｄ−３３５９−８７によって、ガードナー
の１１歯スクライバ−（Ｇａｒｄｎｅｒ　１ｌ−ｔｏｏ
ｔｈ　５ｃｒｉｂｅｒ）をＸ一方向のクロススクライブ
に対して用い、ついでテープが３回１００スケアーの上
に引かれた。接着はどのスケアも失敗しなかったとき優
秀といわれる。

ＡＳＴＭ　　Ｆ７３５−８１が被覆のバイエル（Ｂａｙ
ｅｒ　）耐磨耗性の測定に用いられた。４″×４″の被
覆ポリカーボネートが振動シリカサンドボックスの２分
間の３００回の磨耗試験にかけられた。曇りメータ（パ
シフィックサイエンティフィックのヘイズガードシステ
ム（Ｈａｚｅｇａｒｄｓｙｓｔｅｍ）　）により測定さ
れた曇りのパーセンテージの変化が報告された。通常被
覆しないポリカーボネートはこの試験で５５−６０％の
曇りの増加を示す。

ＵＶによる被害から、下層の基板を護る性能だけでなく
被覆それ自体のＵＶ抵抗性が、被覆されたポリカーボネ
ートを、ＡＳＴＭ　　Ｇ５３−７７に記載の試験方法に
従ってＱパネル社によってつくられたケイ光管（８３１
３ナノメータ）を備えた加速Ｑ−ＩＪＶｆ−？ンバーに
入れることによって評価された。そのチャンバーは７０
℃における８時間の照明サイクルに続いて４時間の５０
℃における湿度１００％における綜合のサイクルによっ
てプログラムされた。被覆の外観は点検され、そして退
色性は（ＪＶ／Ｖ［Ｓスペクトロフォトメータを用いた
黄色インデックスの条項（ＡＳＴＭＥ３０８−８５，１
９３１　　ＣＩＥ、イルミナントＣ）で報告された。被
覆されていないポリカーボネートは通常１００時間の曝
露直後に１０の値に達する。次の特性が観察された。

８０グラムのメチルトリメトキシシランと８グラムのジ
メチルジェトキシシランを含む反応混合物がＷ４製され
、それに対し、５５グラムのメタノールと５５グラムの
脱イオン水中に１．５グラムのポリビニルピロリドンを
溶かすことによって調製された溶液が加えられた。４グ
ラムの酢酸を添加後、混合物は室温で２時間かき混ぜら
れた。ついでその混合物に２グラムのチヌヴイン１１３
０と共に５０グラムのジアセトンアルコールと２５グラ
ムのイソブタノールが加えられ、ついで０．２グラムの
酢酸カリウムが加えられた。室温下のかき混ぜが３日間
続けられた。

清浄化されたポリカーボネートにプライマーが施されつ
いで上記被覆組成物溶液に３分間浸され、１５分間空気
乾燥され、ついで１２０℃で１時間硬化された。光学的
に透明な耐Ｕｖ性耐磨耗性被覆が得られた。

実施例６ １．５グラムのポリビニルピロリドンを５５グラムのメ
タノールと５５グラムの脱イオン水に溶かして溶液がｌ
１１１され、ついで４グラムの酢酸が加えられた。その
溶液に８０グラムのメチルトリメトキシシラン、８グラ
ムのジメチルジェトキシシラン及び実施例２の３グラム
のヒドロキシベンゾフエノンプロボキシレートの誘導体
が加えられた。反応混合物は室温で２時間かき混ぜられ
、ついで５０グラムの２−プロパツール、２５グラムの
ジアセトンアルコール及び０．２グラムの酢酸カリウム
が加えられた。室温で３日間反応が続けられた。

清浄なポリカーボネート基板にブライマーが施されつい
で上記被覆組成物で流下被覆され、空気乾燥され、１２
０℃で１時間硬化された。光学的に透明な耐磨耗性被覆
が得られた。

実施例７ 熱可塑性アクリルブライマーが、１２グラムのポリメチ
ルメタクリレートと３グラムのポリエチレンメタクリレ
ートを２３０グラムのブＯピレングリコールメチルエー
テル（ダウケミカフ９社のダウアノールＰＭ）と２０グ
ラムのトルエンに溶かして調製された。２グラムのシア
ソルブ５４１１Ｕ■吸収剤がＵ■保護を与えるために加
えられた。

流り調整剤が加えられた（シロキサン含有ポリエーテル
中に重量で０．０１パーセントの西独ＢＹＫ化学社のＢ
ＹＫ−３００）。

清浄化されたポリカーボネート基板が上記ブライマー溶
液に２分間浸され又は流下被覆され、ついでタックフリ
ーになるまで約１５分間は乾燥された。そのブライマー
を施されたプラスチックは３０分間６０から１００℃の
炉中で乾燥された。

１００グラムのメチルトリエトキシシラン（ユニオンカ
ーバイドのΔ−１６２）、１０グラムのジメチルジェト
キシシラン、６０グラムのシリカゾル（シュボンのラド
ツクスしＳ）、及び３．６グラムの酢酸を含む耐磨耗性
ゾル−ゲル被覆が調製された。混合物は室温で１日間反
応され、８０グラムのイソブタノールで希釈され、つい
で遠心機にかけられた。混合物は２分割され、おのおの
に、ゲル重量をベースにして、β−＜３−　（２Ｈ−ベ
ンゾトリアゾール−２−イル−）４−ヒドロキシ−５−
ｔ−ブチルフェニル−）プロピオン酸Ｏ及び１．５％が
それぞれ、分子１３００のポリエチレングリコールのメ
チルエステルとともに、加えられた。反応は室温で３日
間続けられた。ブライマーが施されたポリカーボネート
が上記溶液に１５℃で３分間浸され、１５分間空気乾燥
され、ついで１２０℃で１時間硬化された。

Ｕ■抵抗性は石英基板を通してＵ■吸収の強さによって
測定された。被覆の接着特性はＡＳＴＭＤ−３３５９−
８７によって、ガードナーの１１歯スクライバ−（Ｇａ
ｒｄｎｅｒ　１ｌ−ｔｏｏｔｈ　５ｃｒｉｂｅｒ）をＸ
方向のクロススクライブに対して用い、ついでテープが
３回１００スケアーの上に引かれることによって測定さ
れた。接着はどのスケアーも失敗しなかったとき優秀と
いわれる。

Ｕ■による被害から、下層の基板を護る性能だけでなく
被覆それ自体のＵ■抵抗性が、被覆されたポリカーボネ
ートを、ＡＳＴＭ　　Ｇ５３−７７に記載の試験方法に
従ってＱパネル社によってつくられたケイ光管（８３１
３ナノメータ）を備えた加速Ｑ−ＵＶチャンバーに入れ
ることによつ評価さ・れた。そのチャンバーは７０℃に
おける８時間の照明サイクルに続いて４時間の５０℃に
おける湿度１００％における綜合のサイクルによってプ
ログラムされた。被覆の外観は点検され、そして退色性
はｔＪＶ／ＶＩＳスベクトロフＡトメータを用いた黄色
インデックスの条１１　（ＡＳＴＭ　　Ｅ３０８−８５
．１９３１　　ＣＩＥ、イルミナントＣ）で報告された
。被覆されていないポリカーボネートは通常１００時間
の曝露直後に１０の値に達する。

ブライマー単独、ブライマーと共に耐磨耗性被覆、及び
ブライマーと追加のＵ■吸収剤を含む耐磨耗性被覆の紫
外線抵抗性が下表で比較される。

実施例８ ９０部のポリメチルメタクリレートと１０部のポリエチ
ルメタクリレートのブライマー溶液が、２４．３グラム
のポリメチルメタクリレートと２．７グラムのポリエチ
ルメタクリレートを４１０グラムのダウアノールＰＭと
１３３グラムのジアセトンアルコールの温い混合物に溶
解することによってつくられた。上記に３２グラムのト
ルエン中に６．７グラムのヂヌヴイン９００　Ｕ　Ｖ吸
収剤を含む溶液を加えた。光学的に平滑な表面を得るた
めに流動調整剤としてシロキサン含有ポリエーテルであ
る０、０５グラムのＢＹＫ−３００が加えられた。

耐磨耗性被覆混合物が、３３グラムの脱イオン水と３．
３グラムのメタノール中の１．８グラムのポリビニルピ
ロリドン（ＧＡＦからのＰＶＰＫ９０）と、４８グラム
のメチルトリメトキシシラン、４．８グラムのジメチル
ジェトキシシラン及び２．４グラムの酢酸の混合物とを
混合することによって調製された。室温で２時間おいた
あと、反応混合物は３０グラムの２−プロパツールと１
５グラムのジアセトンアルコールで希釈された。

ついで０．２グラムの酢酸ナトリウムが加えられ反応が
２日間続けられた。０．１グラムのＢＹＫ−３００流動
調整剤添加後、混合物は１．８グラムのビオラッド（Ｂ
１０Ｒａｄ）カチオン交換樹脂（Ａ６．５０Ｗ−Ｘ８）
を用いたイオン交換によりｐＨ調整された。

清浄なポリカーボネート基板がブライマー溶液で流下被
覆された。約１５分間空気乾燥後プライマーは更に１０
０℃で３０分間乾燥された。耐磨耗性被覆混合物がブラ
イマーの施されたポリカーボネート上に流下被覆され、
空気で１５分間乾燥され、ついで１２０℃で２０分間硬
化された。光学的に透明な被覆が得られた。

ＡＳＴＭ　　Ｆ７３５−８１が被覆のバイエル耐磨耗性
の測定に用いられた。４”Ｘ４”の被覆ポリカーボネー
トが振動シリカサンドボックスの２分間に３００回の磨
耗試験にかけられた。、＠リメータ（パシフィックサイ
エンティフィックのベイ゛ズガードシステム）により測
定された曇りのパーセンテージの変化が報告された。通
常被覆しないポリカーボネートはこの試験で５５−６０
％の曇りの増加を示す。

耐磨耗性、ＵＶ抵抗性及び耐湿特性が下表の例２の欄に
示される。

表１ 実施例９ 例２のポリメチルメタクリレート／ポリエチルメタクリ
レート混合物が、メチルメタクリレートとエチルメタク
リレートの６０／４０比の共重合体の２７グラム（ポリ
サイエンスの）で置きかえられた。ＵＶ抵抗性及び耐湿
特性が実施例８の特性（例２のＩＩＩ）と共に表１の例
３の欄に示される。

実施例１０ ブライマーがメチルメタクリレートとエチルメタクリレ
ートとの共重合体くポリサイエンスの）の５．０グラム
を、６５グラムのプロピレングリコールメチルエーテル
と２０グラムのジアセトンアルコールの温い混合物に溶
解することによって１ｍ製された。５グラムのトルエン
中に０．３２５グラムのチヌヴイン９００と０．６８グ
ラムのチヌヴイン１１３０を含むＵＶ吸収剤溶液が加え
られた。流動調整剤（０，０１％のＢＹＫ−３００＞が
被覆の流動特性の調整のために加えられた。このブライ
マーは約２μｍの光学的に透明な保′ｒ！ｔ＠をポリカ
ーボネートの上に形成した。結果は表２の例４の欄に示
される。

実施例１１ ３．４５グラムのメチルメタクリレートのホモポリマー
と０．４４グラムのエチルメタクリレートのホモポリマ
ーとを含むブライマー溶液がＩｔｊされた。混合物は５
４．２グラムのプロピレングリコールメチルエーテルと
１７．６グラムのジアセトラアルコール中に可溶化され
た。Ｕｖ＠収剤溶剤溶液、５グラムのトルエン中の０．
７５グラムのチヌヴイン１１３０と０．４１グラムのチ
ヌヴイン９００で構成した。結果は表２の例５の欄に示
される。

ｕ例１ａ 比較のために、ポリエチルメタクリレートのホモポリマ
ーを用いたブライマー溶液が、４゜２９グラムのポリエ
チルメタクリレートを５６グラムのダウアノールＰＭと
１７．１グラムのジアセトンアルコールとの温溶剤混合
物に溶解することによって調製された。０．５グラムの
チヌヴイン１１３０と０．３グラムのチヌヴイン９００
を２．５グラムのトルエン中に含む溶液が調製された。

シラン−ＰＶＰ型耐磨耗性被覆が実施例８及び９に記載
の方法によって調製された。ブライマーはポリカーボネ
ート上に流下被覆され、ついで１００℃で３０分間乾燥
された。耐磨耗性フィルムも又流下被覆され、そして１
２０℃で２０分間硬化された。ブライマー′！＆覆の耐
湿性は有機アクリルマトリックスとＵ■吸収剤の適合性
を反映するもので、総合耐湿性は６５．６℃、１００％
凝縮加湿試験結果を下表の例６の欄に示される。

表　　２ 注：＋は“ブライマー＋側磨耗性被覆”を示す。

実施例１３ シラン−アルミナ型耐磨耗性被覆が以下の成分を含んで
調製された。６２グラムの５％水中アルミナゾル、７５
グラムのメチルトリエトキシシラン、５グラムのジメチ
ルジェトキシシラン、２グラムの酢酸、１８グラムのジ
アセトンアルコール及び１８グラムの２−プロパツール
。

清浄なポリカーボネートが実施例１１でＷ￥Ｊされた溶
液でブライマー被覆され１００℃で３０分間乾燥された
。上記シラン−アルミナ溶液がブライマーの施されたポ
リカーボネートの表面に流下被覆され、１５分間空気乾
燥され、ついで１２０℃で２時間硬化された。被覆され
たポリカーボネートは優秀な耐磨耗性、３００サイクル
のバイエル磨耗試験後８．０パーセントの曇り、７００
時間のＱ−ｔＪＶＢ曝露後僅か３．０ＹＩＤの黄色化を
示した。６５．６℃、１００％関係湿度に１２００時間
曝露後ｗ１覆上に曇りは現われなかった。

上述の実施例はこの発明の説明のために提供されたもの
である。さまざまな加水分解可能のアルコキシド及び親
水性ヒドロキシベンゾフェノン及び／又はヒドロキシベ
ンゾトリアゾール組成物は、そこに酸化物網目を形成す
るのに十分なアルコキシドがあり、そして石英基板上の
被覆のＵ■吸収スペクトルによって測定するとき、被覆
の耐磨耗性を損することなしに紫外線抵抗性に所望の改
善を与えるのに十分な親水性ＵＶ吸収剤がある限り、広
い範囲の比率と濃度で組み合わすことができる。

さまざまな有機ポリマー及び有機Ｕｖ吸収剤は広い範囲
の比率及び濃度で、有機基板への接着を高めるキシレン
のような芳香族溶剤などのさまざまな積楊的溶剤と混ぜ
合わすことができる。この発明により、これらの被覆は
さまざまな基板に対し又さまざまな耐磨耗性被覆ととも
に有用であり、それらの範囲は前掲の特許請求の範囲に
よって規定される。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線から基板を護るための光学的に透明な被覆
   組成物であつて以下を含むもの。 ａ、一般式Ｒ＿ＸＭ（ＯＲ′）＿Ｚ＿−＿Ｘの部分的に
   加水分解されたアルコキシド。式中Ｒは有機ラジカルで
   あり、Ｍはケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウ
   ム、セリウム及びそれらの混合物から選ばれ、Ｒ′は低
   分子量のアルキルラジカルであり、ＺはＭの原子価であ
   りそしてＸはＺ未満であり又ゼロでもよい。 ｂ、紫外線を吸収しそして親水性モイエティーを含むヒ
   ドロキシ含有有機化合物。
2. （２）請求項（１）に記載の組成物であって、前述のア
   ルコキシドが一般式Ｒ＿ＸＳｉ（ＯＲ′）＿４＿−＿Ｘ
   を含みそしてＲ′はメチル、エチル、プロピル及びブチ
   ルからなるグループから選ばれ、Ｒはアルキル、ビニル
   、フェニル、メトキシエチル、γ−グリシドキシプロピ
   ル及びγ−メタクリルオキシプロピルからなるグループ
   から選ばれ、そしてＸが１であることを特徴とする組成
   物。
3. （３）請求項（１）に記載の組成物であって、前述のヒ
   ドロキシ含有有機化合物がエトキシレート及びプロポキ
   シレートからなるグループから選ばれた親水性モイエテ
   ィーをもつヒドロキシベンゾトリアゾール又はヒドロキ
   シベンゾフェノンを含むことを特徴とする組成物。
4. （４）光学的に透明な紫外線抵抗性被覆組成物を調製す
   る方法であつて次のステップを含むもの。 ａ、一般式Ｒ＿ＸＭ（ＯＲ′）＿Ｚ＿−＿Ｘのアルコキ
   シドを少くとも部分的に加水分解するステップ。式中Ｒ
   は有機ラジカルであり、Ｍはケイ素、アルミニウム、チ
   タン、ジルコニウム、セリウム及びそれらの混合物から
   なるグループから選ばれ、Ｒ′は低分子量のアルキルラ
   ジカルであり、ＺはＭの原子価でありそしてＸはＺ未満
   であり又ゼロでもよい。 ｂ、前述の少くとも部分的に加水分解されたアルコキシ
   ドに紫外線を吸収しそして親水性モイエティーを含むヒ
   ドロキシ含有有機化合物を加えるステップ。
5. （５）請求項（４）に記載の方法であって、前述のアル
   コキシドが一般式Ｒ＿ＸＳｉ（ＯＲ′）＿４＿−＿Ｘを
   含みそしてＲ′はメチル、エチル、プロピル及びブチル
   からなるグループから選ばれ、Ｒはアルキル、ビニル、
   フェニル、メトキシエチル、γ−グリシドキシプロピル
   及びγ−メタクリルオキシプロピルからなるグループか
   ら選ばれ、そしてＸが１であることを特徴とする方法。
6. （６）請求項（４）に記載の方法であって、前述のヒド
   ロキシ含有有機化合物がエトキシレート及びプロポキシ
   レートからなるグループから選ばれた親水性モイエティ
   ーをもつヒドロキシベンゾトリアゾール又はヒドロキシ
   ベンゾフェノンを含むことを特徴とする方法。
7. （７）光学的に透明で、紫外線抵抗性でそして耐磨耗性
   の被覆を施された物品であって以下を含むもの。 ａ、透明な固体高分子基板と、 ｂ、一般式Ｒ＿ＸＭ（ＯＲ′）＿Ｚ＿−＿Ｘの金属アル
   コキシドの加水分解重縮合の反応生成物である紫外線抵
   抗性でそして耐磨耗性の被覆と、紫外線を吸収するヒド
   ロキシ含有有機化合物。但し上記一般式中Ｒは有機ラジ
   カルであり、Ｍはケイ素、アルミニウム、チタン、ジル
   コニウム、セリウム及びそれらの混合物からなるグルー
   プから選ばれ、Ｒ′は低分子量アルキルラジカルであり
   、ＺはＭの原子価であり、そしてＸはＺ未満であり又ゼ
   ロでもよい。
8. （８）請求項（７）に記載の物品であつて、Ｒ′がメチ
   ル、エチル、プロピル及びブチルからなるグループから
   選ばれ、Ｒがアルキル、ビニル、フェニル、メトキシエ
   チル、γ−グリシドキシプロピル及びγ−メタクリルオ
   キシプロピルからなるグループから選ばれ、そしてＸは
   １であり、又前述の基板がポリカーボネートであること
   を特徴とする物品。
9. （９）請求項（８）に記載の物品であつて、前述のヒド
   ロキシ含有有機化合物が、エトキシレートとプロキシレ
   ートとからなるグループから選ばれた親水性モイエティ
   ーを含むヒドロキシベンゾフェノンとヒドロキシベンゾ
   トリアゾールからなるグループから選ばれることを特徴
   とする物品。
10. （１０）紫外線からプラスチック基板を護るための光学
    的に透明な被覆組成物であって以下を含むもの。 ａ、紫外線を吸収する有機化合物、 ｂ、アルキルアクリレートの混合物を含むポリマーと、 ｃ、プラスチック基板に対する被覆組成物の接着を促進
    するためにプラスチック基板と反応する溶剤。
11. （１１）請求項（１０）に記載の組成物であって、前述
    の有機化合物がヒドロキシ含有化合物を含むことを特徴
    とする組成物。
12. （１２）請求項（１１）に記載の組成物であって、前述
    のヒドロキシ含有有機化合物がヒドロキシベンゾフェノ
    ン又はヒドロキシベンゾトリアゾールを含むことを特徴
    とする組成物。
13. （１３）請求項（１０）に記載の組成物であって、前述
    の溶剤がプロピレングリコールメチルエーテルを含むこ
    とを特徴とする組成物。
14. （１４）請求項（１３）に記載の組成物であつて、前述
    の溶剤が更にトルエンを含むことを特徴とする組成物。
15. （１５）光学的に透明な、紫外線抵抗性の被覆が施され
    た物品であって以下を含むもの。 ａ、光学的に重合された基板と、 ｂ、１）紫外線を吸収する有機化合物と、 ２）アルキルアクリレートの混合物を含むフィルム形成
    ポリマーとを含む透明な紫外線抵抗性の被覆。
16. （１６）請求項（１５）に記載の物品であって、基板が
    ポリカーボネートであることを特徴とする物品。
17. （１７）請求項（１５）に記載の物品であって、前述の
    被覆が紫外線を吸収するヒドロキシ含有有機化合物を含
    むことを特徴とする物品。
18. （１８）請求項（１１）に記載の物品であって、前述の
    有機化合物がヒドロキシベンゾフェノン及びヒドロキシ
    ベンゾトリアゾールからなるグループから選ばれること
    を特徴とする物品。
19. （１９）請求項（１５）に記載の物品であつて、前述の
    フィルム形成ポリマーがポリ（メチルメタクリレート）
    又はポリ（エチルメタクリレート）を含むことを特徴と
    する物品。
20. （２０）請求項（１５）に記載の物品であって、金属ア
    ルコキシドの加水分解重縮合の反応生成物である耐磨耗
    性被覆を更に含むことを特徴とする物品。