JPH02284930A - プラスチック成形品に対する表面保護法 - 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］ 本発明はプラスチック成形品に対する表面保Ｍ■法に関
し、さらに詳しくは、各種プラスチックの表面に耐沸騰
水性、耐摩耗性、耐熱性を有する硬化被膜を保護被膜と
して形成することによりプラスチック成形品を保護する
プラスチック成形品に対する表面保護法に関する。

［従来の技術］ 近年、透明プラスチック材料は破砕しにくく、しかも軽
量であることから、ガラスパネルに代わって広（利用さ
れるようになっている。しかし、透明プラスチックは、
上記の利点を有する反面、表面に引っ掻き傷などの損傷
を受けやすく、そのため透明性が低下して外観を損ない
やすいという欠点がある。また、透明プラスチックは、
日光などの紫外線に長（さらされると変色しやすいとい
う問題点がある。そこで透明プラスチックに耐摩耗性お
よび耐候性を付与する被覆用組成物が知られている（例
えば、特開昭５５−９４９７２号公報参照）、また、さ
らに優れた耐候性を付与する方法も知られている（例え
ば公表特許公報昭５５−５００８０９号参照）。

しかし、これらの従来技術の方法等では、耐摩耗性およ
び耐候性とともに耐熱性が優れたものは未だ見出されて
いない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の問題点を解決し、プラスチック成形品表
面に、優れた耐熱性を維持しつつ、耐沸騰水性、耐摩耗
性を有する硬化被膜を形成することからなる、プラスチ
ック成形品に対する表面保護法を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ 本発明のプラスチック成形品に対する表面保護法は、プ
ラスチック成形品の表面に、 （Ａ）官能基を有する熱可塑性アクリル系重合体９５〜
２０重量％　および （Ｂ）コロイド状シリカ　５〜８０重量％を含有する組
成物の第１被膜を形成したのちに。

さらにこの第１被膜上に （Ｃ）ＲＳｉ　（ＯＨ）ｓ （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基またはアリール
基からなる群より選ばれた１価の基を表す）で示される
オルガノシラントリオールおよび／またはその部分縮合
物　（Ｃ）および（Ｄ）成分の合計量の１０〜９０重量
％となる量、（Ｄ）コロイド状シリカ　（Ｃ）および（
Ｄ）成分の合計量の９０〜１０重量％となる量、（Ｅ）
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤　前記（Ｃ）および（Ｄ
）成分の合計量の２〜２０重量％となる量、 を含有する組成物の第２被膜を形成することを特徴とす
る。

まず、第１被膜形成用組成物（以下「第１組成物」とい
う）について説明する。

本発明で用いる（Ａ）成分は官能基を有する熱可塑性ア
クリル系重合体である。この（Ａ）成分のアクリル系重
合体は、下記−形式： ％式％ （式中、Ｙは水素またはメチル基を表し、Ｑは炭素原子
数１〜２０のアルキレン基を表し、Ｘは水酸基、カルボ
キシル基、アミノ基、エポキシ基、アミド基、ＳＨ基、
５ｏｓＨ基、ＣＯＯＲ１基およびＳ　ｉ　Ｒｓ−ａ（ｏ
Ｒ’＋ａ基（ただし、Ｒ１は炭素原子数１〜２０のアル
キル基、ａは１〜３の整数を示す）で示されるアクリル
酸エステルまたはメタクリル酸エステル単量体の１また
は２以上を重合して得られる熱可塑性の重合体または共
重合体である。

前記−形成で示される単量体としては、メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−
へキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチル
メタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタ
クリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、γ−メ
タシクロキシプロピルトリメトキシシランなどを例示す
ることができる。

（Ａ）成分のアクリル系重合体は公知の重合方法により
製造することができる。

（Ａ）成分のアクリル系重合体は、平均分子量が１０，
０００〜３００．０００であるものが好ましい。

（Ａ）成分のアクリル系重合体は、取り扱いおよび（Ｂ
）成分との混合操作の容易さから適当な有機溶媒に溶解
させて用いることが好ましい、この場合の有機溶媒とし
ては、エチレングリコールジアセテート、ブトキシェタ
ノール、メチレンジクロライド、１．２−ジクロロエチ
レン、クロロホルム、ベンゼン、トルエンを例示するこ
とができる。

本発明で用いる（Ｂ）成分のコロイド状シリカは、形成
された第１被膜が透明被膜であればその粒子径や形態は
特に制限されない、したがって、（Ｂ）成分のコロイド
状シリカは通常の水性分散液の形態や有機溶媒に分散さ
せた形態で用いることができるが、（Ａ）成分に（Ｂ）
成分を均一かつ安定に分散させるためには（Ｂ）成分を
有機溶媒に分散させることが好ましい。

この有機溶媒としては、メタノール、インプロパツール
、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、キシレン／ブ
タノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミドを例示するこ
とができる。

（Ｂ）成分の有機溶媒に分散させた形態のコロイド状シ
リカとしては、分散媒に分散されている市販品、例えば
、メタノールシリカゾルＭＡ−ＳＴ、インプロパツール
シリカゾルＩ　ＰＡ−５Ｔ、ｎ−ブタノールシカゾルＮ
ＢＴ−ＳＴ、エチレングリコールシリカゾルＥＧ−３Ｔ
、キシレン・ブタノールシリカゾルＸＢＡ−３Ｔ、エチ
ル、セロソルブシリカゾルＥＴＣ−ＳＴ、ブチ・ルセロ
ソルプシリ力ゾルＢＣ−５Ｔ、ジメチルホルムアミドシ
リカゾルＤＭＦ−５Ｔ、ジメチルアセトアミドシリカゾ
ルＤＭＡＣ−３Ｔ　（以上商品名、日産化学社製）を用
いることができる。

（Ａ）成分および（Ｂ）成分の配合割合は、両成分の合
計量中、（Ａ）成分が９５〜２０重量％であり、（Ｂ）
成分が５〜２０重量％である。

（Ａ）成分の配合割合が２０重量％未満であると第１組
成物のプラスチック成形品に対する密着性が低下し、９
５重量％を超えると十分な耐熱性を有する第１被膜を形
成することができない。

第１組成物は、塗布作業を容易にするために適当な有機
溶剤で希釈することができる。この有機溶剤としては、
有機カルボン酸エステル、芳香族炭化水素、ケトン類を
例示することができる。これれらの有機溶剤は塗布方法
（被膜形成方法）に応じて適宜選択することができる。

第１組成物を有機溶媒で希釈して用いる場合の希釈濃度
は塗布方法により異なるが、通常は組成物の濃度が１〜
２０重量％になるように希釈することが好ましい０組成
物の濃度がこの範囲外であると塗布作業性が低下するの
であまり好ましくない。

本発明の第１被膜は第１組成物をプラスチック成形品表
面に塗布したのち、加熱乾燥することにより形成するこ
とができる。

塗布方法としては、浸漬法、スプレー法、バーコード法
、刷毛塗り法などの方法を適用することができる。

加熱条件は用いるプラスチック成形品の耐熱性の度合い
に応じて選択することができるが、通常は、１０〜１８
０℃で、６０〜１分間である。

本発明の第１組成物により形成される被膜の厚さは、０
．５〜１０μｍが好ましく、１〜５μｍがさらに好まし
い。

次に、第２被膜形成用組成物（以下「第２組成物」とい
う）について説明する。

（Ｃ）成分は一形式：Ｒ３ｉ　　（ＯＨ）ｓで示される
オルガノシラントリオールおよび／またはその部分縮合
物である。

前記−形式中のＲの炭素数１〜３のアルキル基はメチル
基、エチル基、プロピル基であり、アリール基としては
フェニル基を例示することができる。

前記−形成で示されるオルガノシラントリオールおよび
／またはその部分縮合物は、次式：Ｒ３ｉ　　（ＯＲ’
ｌ−（式中のＲは前記と同じ意味である）で示されるオ
ルガノトリアルコキシシランを触媒の存在下で加水分解
して得ることができる。この方法で（Ｃ）成分を得た場
合には、（Ｃ）成分はそのまま原料に相当するアルコー
ル溶液として用いることができる。

この加水分解触媒としては、無水酢酸、氷酢酸、プロピ
オン酸、クエン酸、安息香酸、ギ酸、シュウ酸などの有
機酸；アルミニウムアセトアセテート、アルミニウムジ
−ｎ−ブトキシモノエチルアセテートなどのアルミニウ
ムキレート化合物を例示することができる。これらのな
かでも無水酢酸、氷酢酸が好ましい。

（Ｄ）成分はコロイド状シリカである。この（Ｄ）成分
は、通常水性分散液中に分散された形態のものが好まし
いが、一般的には分散液が中性付近であるとコロイド状
シリカは不安定なため、例えば水酸化ナトリウムを添力
「し、安定化させて使用することが好ましい。

この場合の水酸化ナトリウムの添加量は第２組成物の製
造を容易にし、さらにその安定性を保持するうえからコ
ロイド状シリカの固形分１００重量部に対して０．３５
重量部以下が好ましい。

水性分散液形態のコロイド状シリカとしては、スノーテ
ックス（商品名、８産化学社製）を例示することができ
る。

（Ｃ）　ｉ３よび（Ｄ）成分の配合量は、両成分の合計
量中（Ｃ）成分が１０〜９０重量％であり、（Ｄ）成分
が９０〜ｌＯ重量％である。（Ｃ）および（Ｄ）成分の
配合量がこの範囲外であると形成された第２被膜にクラ
ックが生じゃすく連続被膜の形成が困難となり、また被
膜の硬度が低下する。

（Ｅ）成分はベンゾフェノン系紫外線吸収剤である。こ
の（Ｅ）成分としては２．４−ジヒドロキシベンゾフェ
ノンが好ましく、具体的にはＫＥＭＩＳＯＲＢ　　１０
　（ケミプロ化成製、商品名）を例示することができる
。

（Ｅ）成分の配合量は、（Ｃ）および（Ｄ）成分の合計
量の２〜２０重量％となる量である。

（Ｅ）成分の配合量が２重量％未溝であると第２被膜に
十分な耐候性を付与することができず、２０重量％を超
えると第２被膜の密着性、耐湿性が低下する。

このような（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）成分を含有する
第２組成物は、オルガノトリアルコキシシランを加水分
解して得た（Ｃ）成分のアルコール溶液と（Ｄ）成分お
よび（Ｅ）成分を配合する方法；　（Ｄ）成分の水性分
散液にオルガノトリアルコキシシランおよび加水分解触
媒を添加したのち、加水分解し、さらに（Ｅ）成分を配
合する方法；を適用することができる。

このようにして得られた第２組成物中にあまり多量の水
が含有されていると前記組成物の塗布作業に悪影響が及
ぶことから、例えば前記組成物中に含有されている水分
量に対して過剰量のアルコールを添加したのち、共沸さ
せて水を除去することが好ましい。

第２組成物には、必要に応じてレベリング剤、増粘剤、
顔料、染料、抗酸化剤、変性剤などを添加することがで
きる。

また、第２被膜の形成時に硬化を促進する目的で、適当
な触媒を添加することができる。この触媒としては、酢
酸ナトリウム、ギ酸カリウムなどのカルボン酸のアルカ
リ金属塩；ジメチルアミンアセテート、エタノールアミ
ンアセテートなどのアミンカルボキシレート：酢酸テト
ラメチルアンモニウムなどのカルボン酸第４級アンモニ
ウム塩：オクテン酸スズなどのカルボン酸金属塩；トリ
エタノールアミン、ピリジンなどのアミン類：水酸化ナ
トリウム、水酸化アンモニウムなどのアルカリ性水酸化
物：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−エチ
レンジアミンプロとルトリメトキシシランなどのアミン
系シランカップリング剤；アルミニウムキレート化合物
を例示することができる。

第２組成物は、通常はアルコール系溶媒に分散させて用
いることが好ましい、このアルコール系溶媒としてはメ
タノール、エタノール、プロパツール、ブタノール、ブ
チルセロソルブおよびアセトンアルコールを例示するこ
とができる。第２組成物をこのような分散液とする場合
には、固形分濃度を５〜４０重量％に調整することが好
ましい。

第２被膜は、第１被膜と同様な方法で第２組成物を１回
以上塗布し、加熱し乾燥することにより、形成すること
ができる。

加熱条件は６０〜１８０℃で、３〜１時間である。

第２被膜の厚さは２〜１５μｍが好ましく、５〜１０μ
ｍがさらに好ましい。

本発明の表面保護法は、各種プラスチック成形品、例え
ばＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリスルホン、ポリカー
ボネート、ポリエステルなどの成形品の表面保護法とし
て適用することができる。

［発明の効果］ 本発明の表面保護法によれば、プラスチック成形品の表
面に耐沸騰水性、耐摩耗性、耐熱性が優れた被膜を形成
することができ、この被膜は密着性も優れている。した
がって、本発明の保護法を適用することにより、プラス
チック成形品を外部からの物理的または化学的刺激から
有効に保護することができる。

［実施例］ 以下、実施例および比較例を掲げ、本発明をさらに詳細
に説明する。なお、以下において１部」はすべて「重量
部」を表し、「％」はすべて「重量％」を表す。

実施例１ １Ｌ且双惣辺ｌ】 ダイナールＢＲ８５（商品名、三菱レーヨン■製：ポリ
メチルメタクリレート、平均分子量２５０．０００）４
部を、エチルセロソルブ５１部およびダイア七トンアル
コール２０部の混合溶媒に溶解させた０次に、さらにオ
ルガノシリカゾルＥＴＣ−ＳＴ　（シリカ分２０％、分
散媒エチルセロソルブ）２５部を溶解させて、第１組成
物を得た。

１１凰瓜亘辺１］ スノーテックスＣ（固形分濃度２０％、ｐＨ８，５、平
均粒径１５μｍのコロイド状シリカの水性分散液）４０
０部を、無水酢酸１．５部およびメチルトリエトキシシ
ラン３００部からなる溶液に添加した０次に、この溶液
を２５〜３０℃の温度で撹拌しながら１６時間反応させ
て、被膜形成成分の濃度が２７．５％の反応分散液を得
た。

その後４共沸用アルコールとしてイソブタノール５００
部を添加した９次に、２　Ｃ）−１５０ｍｍＨｇの減圧
下、２０〜５０℃の温度で過剰の水を留去して、固形分
濃度が５０％の反応分散液を得た。この分散液に、２５
％のイソプロピルアルコール、５０％のイソブチルアル
コールおよび２５％の酢酸エチレングリコールモノエチ
ルエーテルからなる混合溶媒を加えて、固形分濃度が２
０％になるように調整した。その後、この固形分濃度が
２０％の溶液１００部に、紫外線吸収剤として２．４−
ジヒドロキシベンゾフェノンを０．８部加え、均一にな
るように攪拌した。その後、これをｔ濾過し、さらに酢
酸テトラメチルアンモニウムを０．０５部添加して第２
組成物を得た。

このようにして得られた２種類の組成物を用いて下記の
方法でプラスチック成形品の表面保護を行った。

まず、第１組成物をニーピロン（商品名、三菱瓦斯化学
製；ポリカーボネート、厚さ３ｍｍ）の表面に浸漬法で
塗布したのち、８０℃で４０分間加熱乾燥させた。乾燥
後の膜厚は１μｍであった。その後室温まで冷却したの
ち、第２組成物を前記と同様にして第１被膜上に塗布し
た。その後、１２０℃で１時間乾燥させたのち、室温ま
で冷却し、第２被膜を形成した。第２被膜の厚さは５μ
ｍであった。

この第１および第２被膜を有するポリカーボネートシー
トについて、被膜の密着性、耐沸騰水性、耐摩耗性、耐
熱性を下記の方法で評価した。

結果を表に示す。

密着性：ポリカーボネートシートの第２被膜上に、１ｍ
ｍ幅のクロスカットを１００目作成し、そのクロスカッ
ト面上にセロハン粘着テープを張り付け、これを被膜に
対して直角方向に強く引っ張った場合の被膜の剥離状態
を目視で観察し、密着性を評価した。

耐沸騰水性：ポリカーボネートシートを沸騰水中に３０
分間浸漬したのち、前記試験と同様にして密着性を試験
して、耐沸騰水性を評価した。

耐摩耗性：東洋精機社製テーパー摩耗試験機を用い、摩
耗輪Ｃ５−１０Ｆ、荷重５００ｇ、５００サイクルの条
件でポリカーボネートシートの表面に傷を付け、その度
合いをスガ試験機社製直読ヘーズコンビュークーで解析
したヘーズ値（ΔＨ５％）で耐摩耗性を評価した。

耐熱性：ポリカーボネートシートを熱風循環式乾燥機中
で、１２０℃または１３０℃で乾燥させた場合にクラッ
クが発生した時間を測定し、耐熱性を評価した。

実施例２〜４ 第１組成物中のコロイド状シリカの配合量と第１被膜形
成時の乾燥条件を表に示すとおりにしたほかは同様にし
て、実施例１と同様のポリカーボネートシート表面に２
つの保護被膜を形成した。このシートについての各試験
の結果を表に示す。

実施例５ 箋ユｍ動ｌ袈】 コロイド状シリカの配合量を表に示す量にしたほかは実
施例１と同様にして第１組成物を得た。

箋Ｗ姐ｌ艮】 アクリルエステルＭ−１０（商品名、三菱レイヨン■製
：メチルメタクリレート）５部を、γ−メタシクロキシ
プロピルトリメトキシシラン１部、酢酸エチル６部、イ
ソプロパツール６部、アゾビスイソブチロニトリル０．
０３部を加熱しなが混合して、平均分子量的６０，００
０の共重合体を得た１次に、この共重合体８部、ダイア
ナールＢＲ８５（商品名、三菱レイヨン■製；ポリメチ
ルメタクリレート、平均分子量２５０．０００）３．２
部をエチルセロソルブ６０．８部およびダイアセトンア
ルコール３０部の混合溶媒に溶解させた。その後、この
混合物にオルガノシリカゾルＥＴＣ−３Ｔ　　１６部を
溶解させて第２組成物を得た。

これらの２種類の組成物を用いて実施例１と同様にして
保護被膜を有するポリカーボネートシートを得た。この
シートについての各試験の結果を表に示す。

実施例６ １上旦戊■辺１１ 実施例１と同様にして第１組成物を得た。

１１且炭惣五１１ スノーテックスＣ４５０部を、無水酢酸１．５部および
メチルトリエトキシシラン５５５部からなる溶液に添加
した０次に、この溶液を２５〜３０℃の温度で撹拌しな
がら１６時間反応させて、被膜形成成分の濃度が３０％
の反応分散液を得た。この分散液に、２５％のイソプロ
ピルアルコール、５０％のイソブチルアルコールおよび
２５％の酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルか
らなる混合溶媒を加えて、固形分濃度が２０％になるよ
うに調整した。その後、この固形分濃度が２０％の溶液
１００部に、紫外線吸収剤として２．４−ジヒドロキシ
ベンゾフェノンを０．８部加λ、均一になるように撹拌
した。その後、これを濾過し、さらに酢酸テトラメチル
アンモニウムを０．０５部添加して第２組成物を得た。

これらの２種類の組成物を用いて実施例１と同様にして
保護被膜を有するポリカーボネートシートを得た。この
シートについての各試験の結果を表に示す。

比較例 コロイド状シリカを用いずに第１組成物を製造したほか
は実施例１と同様にして保護被膜を有するポリカーボネ
ートシートを得た。このシートについての各試験の結果
を表１こ示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック成形品の表面に、 （Ａ）官能基を有する熱可塑性アクリル系重合体９５〜
   ２０重量％および （Ｂ）コロイド状シリカ５〜８０重量％ を含有する組成物の第１被膜を形成したのちに、さらに
   この第１被膜上に （Ｃ）ＲＳｉ（ＯＨ）＿３ （式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基またはアリール
   基からなる群より選ばれた１価の基を表す）で示される
   オルガノシラントリオールおよび／またはその部分縮合
   物（Ｃ）および（Ｄ）成分の合計量の１０〜９０重量％
   となる量、 （Ｄ）コロイド状シリカ（Ｃ）および（Ｄ）成分の合計
   量の９０〜１０重量％となる量、 （Ｅ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤前記 （Ｃ）および（Ｄ）成分の合計量の２〜２０重量％とな
   る量、 を含有する組成物の第２被膜を形成することを特徴とす
   るプラスチック成形品に対する表面保護法。
2. （２）（Ａ）成分が水酸基、カルボキシ基、アミノ基、
   エポキシ基、アミド基、ＳＨ基、ＳＯ＿３Ｈ基、ＣＯＯ
   Ｒ＾１基およびＳｉＲ＾１＿３＿−＿ａ（ＯＲ＾１）＿
   ａ基（ただし、Ｒ＾１は炭素原子数１〜２０のアルキル
   基、ａは１〜３の整数を示す）からなる群から選ばれる
   官能基を含有するものである請求項１記載のプラスチッ
   ク成形品に対する表面保護法。
3. （３）（Ｂ）成分がメタノール、イソプロピルアルコー
   ル、ｎ−ブチルアルコール、エチレングリコール、キシ
   レン、ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソル
   ブ、ジメチルホルムアミドまたはジメチルホルムアミド
   に分散されているコロイド状シリカである請求項１記載
   のプラスチック成形品に対する表面保護法。