JPH09194760A - 被覆材組成物、それを用いてなる機能性に優れた物品、及びプラスチックレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性に優れ、耐擦傷性、耐久性、染色性、
及び基材との密着性に優れた硬化被膜を形成しうる被覆
材組成物を得る。 【解決手段】 コロイダルシリカ、ラジカル重合性シラ
ン化合物及びアルキル基含有シラン化合物を加水分解
し、ついで縮合させて得られるラジカル重合性に優れた
化合物を含む被覆材組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱あるいは活性
エネルギー線の照射により架橋硬化し得る被覆材組成
物、及び、基材表面に該被覆材組成物を塗布、硬化させ
て得られる、透明性、耐擦傷性、耐久性、染色性、及び
基材との密着性に優れた架橋被膜を有する物品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般に用いられている、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、
ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート等の
透明プラスチック材料は、無機ガラスと比較して耐衝撃
性、軽量性、加工性、染色性等の各種性能が優れている
ため、自動車用ヘッドランプカバー、眼鏡レンズ等の光
学材料や、防音壁、透明窓材等の建材をはじめ、様々な
分野に多量に使用されている。しかしながら、これらプ
ラスチック材料は、無機ガラスに比べて、耐擦傷性、耐
薬品性が劣るという欠点を有する。

【０００３】そこで、プラスチック材料の耐擦傷性及び
耐薬品性を改良する手段として、特公昭５７−２７３５
号公報記載のコロイダルシリカとエポキシ基含有アルコ
キシシランからなる熱硬化性塗料や、特公昭５７−４３
１６８号公報、同５６−３４０３３号公報、同５５−２
９１０２号公報、特開昭５７−６７６６６号公報記載の
エポキシ基含有アルコキシシランとテトラアルコキシシ
ランを主成分とする熱硬化性塗料などが提案されてい
る。しかしながら、これらの熱硬化性塗料は、硬化時間
が長いため、生産性に劣り、製造コストも高くなってし
まう。さらに、塗料を塗布するプラスチック基材の耐熱
性により、硬化時の熱処理温度も制限されるといった課
題がある。

【０００４】この課題を解決するために、特表昭５７−
５００９８４号公報記載のコロイダルシリカ、メタクリ
ロイル基又はグリシジル基の官能基を有するアルコキシ
シラン及び非シリルアクリレートからなる紫外線硬化性
塗料を成形品表面に塗布し、ついでこれに紫外線を照射
し耐磨耗性を有する合成樹脂成形品を得る方法や、特開
昭５８−１７５６号公報記載のコロイダルシリカとシリ
ルアクリレートの加水分解物、多官能アクリレート及び
光重合開始剤とからなる実質的に有機溶媒を含有しない
耐磨耗性被覆材組成物が提案されている。これらは、紫
外線を用いて短時間に硬化させる方法であり、従来の課
題であったシリコン系塗膜の硬化時間を大幅に短縮でき
るという利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コロイ
ダルシリカに、（メタ）アクリロイル基のようなラジカ
ル重合性基を有するメトキシシラン化合物又はエトキシ
シラン化合物を加水分解した後に縮合して複合化したシ
リコン化合物（ラジカル重合性シリコン）は、光重合開
始剤の共存下で、紫外線照射を行うことにより耐擦傷性
の優れた硬化被膜を得ることはできるが、耐久性の点で
は未だ十分に満足できる性能が得られるものではなかっ
た。特に、これらの硬化被膜は、基材であるプラスチッ
ク板の温湿度変化による膨張収縮により容易にクラック
を生じるといった欠点があった。また、これらのシリコ
ン化合物から得られる硬化被膜は染色性、着色性にも乏
しいものであった。

【０００６】例えば、眼鏡用プラスチック製レンズのハ
ードコート材料や各種銘板用プラスチック板において
は、染色性は必須の性能である。

【０００７】染色性を発現させる方法としては、上述し
たラジカル重合性シリコン化合物にポリエチレングリコ
ール等の親水性骨格を有する（メタ）アクリレート化合
物を併用する方法などが提案されている。しかしなが
ら、染色性を得るために添加する親水性の（メタ）アク
リレート化合物は、反面該被膜の耐擦傷性を著しく低下
させ、染色性と耐擦傷性の両立が困難であった。また、
特開昭５８−１７５６号公報記載のラジカル重合性シリ
コン化合物と（メタ）アクリレート化合物の両者を配合
する場合、それらの相溶性に問題が発生する場合があ
り、特に、硬化被膜を厚く形成する場合には濁りが発生
しやすく、完全に透明な硬化被膜が得られないという問
題を有していた。

【０００８】本発明は、上述の背景になされたものであ
り、その目的とするところは、硬化性に優れ、かつ基材
表面に透明性、耐擦傷性、染色性、耐久性及び基材との
密着性に優れた架橋硬化被膜を形成しうる被覆材組成
物、及びその硬化被膜を有する物品にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、コロイダルシリカ、ラジカ
ル重合性シラン化合物及び長鎖アルキル基含有シラン化
合物を特定の条件下で加水分解し、ついで縮合させて得
られるラジカル重合性に優れた組成物を含む被覆材組成
物を用いることにより、上記課題を解決できることを見
いだした。

【００１０】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、 (a-1)コロイダルシリカ（固形分）４０〜８０重量部、 (a-2)下記一般式（Ｉ）で示される単量体もしくはその
加水分解物（固形分）１０〜６０重量部、

【化３】 （Ｘ−Ｒ¹）_a−Ｓｉ（Ｒ²）_b−（ＯＲ³）_c （Ｉ） （式中、ＸはＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ
₃）−ＣＯＯ−、又はＣＨ₂＝ＣＨ−を、Ｒ¹は炭素数０
〜８のアルキレン基または芳香族基、Ｒ²は炭素数１〜
８のアルキル基、Ｒ³はメチル基あるいはエチル基、ａ
は１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ｃは１〜３の整数
を表す。但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝４である。） (a-3)下記一般式（II）で示される単量体もしくはその
加水分解物（固形分）５〜２０重量部

【化４】（Ｒ⁴）_m−Ｓｉ−（ＯＲ⁵）_4-m (II) （式中、Ｒ⁴は炭素数８〜２０のアルキル基、Ｒ⁵はメチ
ル基あるいはエチル基を表す。ｍは１あるいは２を表
す。）を反応して得られる加水分解縮合物（Ａ）１００
重量部に対して、（Ｂ）ラジカル重合可能な単量体０〜
４０重量部、（Ｃ）ラジカル重合開始剤０．０１〜１０
重量部を含む被覆材組成物にある。

【００１１】また、その他に該被覆材組成物を塗布し、
架橋硬化させた被膜を有する物品にある。

【００１２】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１３】（Ａ）成分について 本発明の（Ａ）成分である、(a-1)成分、(a-2)成分及び
(a-3)成分を用いて合成される加水分解縮合物は、本発
明の被覆材組成物の主成分であって、透明性、耐擦傷
性、染色性、耐久性、及び基材との密着性を有する硬化
被膜を与える成分である。

【００１４】（Ａ）成分の具体的な合成方法としては、
(a-1)〜(a-3)成分を混合し、酸又はアルカリ触媒存在下
加熱して反応させるか、又は(a-1)成分と触媒の混合物
中に、加熱下(a-2)成分及び(a-3)成分を滴下して加え反
応させる方法等が挙げられる。いずれの合成方法も、加
水分解反応と縮合反応の進行に伴い発生するアルコール
と水を系外に除去することにより、より反応を進行させ
ることができる。このような方法により、(a-2)成分及
び(a-3)成分の−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）と−Ｓｉ（ＯＣＨ₂
ＣＨ₃）基は、酸触媒、アルカリ触媒下で加水分解を受
けて、−Ｓｉ−ＯＨ基を発生させる。さらにこれらの−
Ｓｉ−ＯＨ基と(a-1)成分の−Ｓｉ−ＯＨ基間で脱水縮
合反応が行われることによりポリシロキサン結合を形成
し、ラジカル重合性の加水分解縮合物（以下、ラジカル
重合性シリコン化合物という）を得ることができる。

【００１５】本発明の（Ａ）成分を得るのに用いるコロ
イダルシリカ(a-1)は、本発明の被覆材組成物の硬化被
膜に硬度と耐擦傷性を付与する成分である。ここでいう
コロイダルシリカは、無水ケイ酸の超微粒子を、水また
は有機溶媒に分散させたものである。

【００１６】無水ケイ酸は、一次粒子径は１〜２００ｍ
μの範囲の超微粒子のものを用いることが好ましく、特
に好ましくは５〜８０ｍμの範囲である。一次粒子径が
１ｍμより小さい場合には、(a-1)成分、(a-2)成分及び
(a-3)成分の加水分解反応及び縮合反応でラジカル重合
性シリコン化合物を得る工程においてゲル化が起こりや
すく、また、一次粒子径が２００ｍμを超えるものは得
られる硬化被膜の透明性が低下する傾向にある。

【００１７】コロイダルシリカ(a-1)に使用される分散
媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパ
ノール、ｎ−プロパノール、イソブタノール、ｎ−ブタ
ノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール等の
多価アルコール系溶剤、エチルセロソルブ、ブチルセロ
ソルブ等の多価アルコール誘導体、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールな
どのケトン系溶剤、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラヒド
ロフルフリルアクリレート等のモノマー類等が挙げられ
る。このうち、炭素数３以下のアルコール系溶剤が本発
明の(a-2)成分と(a-3)成分との反応工程上特に好まし
い。本発明で用いるコロイダルシリカ(a-1)は、公知の
方法で製造され、市販されているものでよい。

【００１８】本発明で用いる（Ａ）成分を製造する工程
において、(a-1)成分の固形分含有量は、(a-1)〜(a-3)
成分の固形分合計量１００重量部に対して４０〜８０重
量部の範囲、好ましくは５０〜７０重量部の範囲で用い
ることができる。(a-1)成分の固形分含有量が８０重量
部を超えると、得られるラジカル重合性シリコン化合物
（Ａ）中のラジカル重合基数の割合が減少するため、得
られる本発明の組成物の硬化性が低下するとともに、本
発明の硬化性組成物を硬化させてなる硬化被膜のプラス
チック基材に対する密着性の低下、耐久性の低下等の不
具合が生じてしまう。一方、(a-1)成分の配合量が４０
重量部より少ない場合には本発明の硬化性組成物を硬化
させてなる硬化被膜の耐擦傷性が不十分となる傾向とな
る。

【００１９】(a-2)成分について 本発明の（Ａ）成分を得るのに用いる、一般式（Ｉ）で
示される単量体もしくはその加水分解物(a-2)は、コロ
イダルシリカ(a-1)と反応してラジカル重合性シリコン
化合物（Ａ）にラジカル重合性を付与する成分であり、
また、プラスチック基材表面との密着性を付与させる成
分でもある。

【００２０】

【化５】 （Ｘ−Ｒ¹）_a−Ｓｉ（Ｒ²）_b−（ＯＲ³）_c （Ｉ） （式中、ＸはＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ
₃）−ＣＯＯ−、又はＣＨ₂＝ＣＨ−を、Ｒ¹は炭素数０
〜８のアルキレン基または芳香族基、Ｒ²は炭素数１〜
８のアルキル基、Ｒ³はメチル基あるいはエチル基、ａ
は１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ｃは１〜３の整数
を表す。但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝４である。）

【００２１】本発明において、「ラジカル重合性」と
は、適当なラジカル重合開始剤を用いて、加熱あるいは
活性エネルギー線の照射により容易にラジカル重合でき
ることを意味する。また、「活性エネルギー線」とは、
紫外線、可視光線、赤外線等の電磁波及び電子線を意味
する。

【００２２】(a-2)成分としては、（メタ）アクリロイ
ル基、アリル基またはビニル基を分子内に有するシラン
化合物単量体もしくはその加水分解物を用いることがで
きるが、重合速度の点から、（メタ）アクリロイル基を
有するものが特に好ましい。なお、ここでいう（メタ）
アクリロイル基とは、メタクリロイル基及びアクリロイ
ル基を意味する。

【００２３】本発明で用いる(a-2)成分の具体例として
は、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、２−メ
タクリロキシエチルトリメトキシシラン、２−アクリロ
キシエチルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプ
ロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピル
トリエトキシシラン、２−メタクリロキシエチルトリエ
トキシシラン、２−アクリロキシエチルトリエトキシシ
ラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、３−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエト
キシシラン等が挙げられる。これらは、単独で用いても
よいし、二種以上を併用して用いてもよい。

【００２４】(a-2)成分の固形分含有量は、(a-1)〜(a-
3)成分の固形分合計量１００重量部に対して、１０〜６
０重量部の範囲、好ましくは２０〜４０重量部の範囲で
用いることができる。(a-2)成分の固形分含有量が６０
重量部を超えると、(a-1)成分の固形分含有量が不足す
るために硬度が不足し、耐擦傷性が劣る傾向にある。一
方、(a-2)成分の配合量が１０重量部より少ない場合に
はラジカル重合性が不足し、硬化性、密着性が不良とな
る。

【００２５】(a-3)成分について （Ａ）成分を得るのに用いる、一般式（II）で示される
長鎖アルキル基含有シリコン化合物、もしくはその加水
分解物(a-3)は、本発明の被覆材組成物に染色性を付与
し、該組成物の硬化被膜に耐久性を付与する成分であ
る。

【００２６】

【化６】（Ｒ⁴）_m−Ｓｉ−（ＯＲ⁵）_4-m (II) （式中、Ｒ⁴は炭素数８〜２０のアルキル基、Ｒ⁵はメチ
ル基あるいはエチル基を表す。ｍは１あるいは２を表
す。）

【００２７】この一般式（II）で示される化合物中のＲ
⁴で示されるアルキル基の炭素数は、８〜２０とするこ
とが、十分な染色性と耐衝撃性を兼ね備えた硬化被膜を
得るうえで好ましい。このアルキル基の炭素数が８より
小さい場合には、本発明の被覆材組成物に染色性を付与
することができず、また、その炭素数が２０を超える場
合には、得られる硬化被膜の耐擦傷性が著しく低下する
傾向にある。

【００２８】また、十分な染色性と耐衝撃性を兼ね備え
た硬化被膜が得られる点から、特に一般式（II）のｍが
１である化合物がより好ましく、この具体例としては、
ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−ノニルトリメト
キシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−ウン
デシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシ
シラン、トリデシルトリメトキシシラン、テトラデシル
トリメトキシシラン、ペンタデシルトリメトキシシラ
ン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルト
リメトキシシラン、オクダデシルトリメトキシシラン、
ノナデシルトリメトキシシラン、エイコシルトリメトキ
シシラン等、もしくはその部分加水分解物、及び加水分
解物を挙げることができる。これらは、単独で用いても
よいし、二種以上を併用して用いてもよい。

【００２９】そこで(a-3)成分の固形分含有量は、(a-1)
〜(a-3)成分の固形分合計量１００重量部に対して、５
〜２０重量部の範囲、特に好ましくは７〜１５重量部の
範囲で用いることができる。

【００３０】本発明において、(a-3)成分の固形分含有
量が５重量部より少ない場合には、本発明の被覆材組成
物に染色性を付与することができず、一方(a-3)成分の
固形分含有量が２０重量部を超える場合には、得られる
硬化被膜の硬度、及び耐擦傷性を著しく低下させる傾向
にある。

【００３１】（Ｂ）成分について 本発明の（Ｂ）成分であるラジカル重合可能な単量体
は、分子内に少なくとも１個以上の（メタ）アクリロイ
ル基、アリル基、又はビニル基を有する化合物などが挙
げられ、本発明の被覆材組成物の硬化性を向上させ、ま
た該組成物から得られる硬化被膜の基材との密着性、耐
擦傷性、強靭性、耐候性の耐久性を付与する成分であ
る。

【００３２】本発明の（Ｂ）成分の具体例としては、
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸
ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉ−ブチル、（メタ）
アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、
（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アク
リル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、
（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ブ
トキシエチル、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）ア
クリル酸メチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メ
タ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、（メ
タ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル、（メ
タ）アクリル酸２−シアノエチル、（メタ）アクリル酸
ジブロモプロピル、（メタ）アクリル酸Ｎ−ビニル−２
−ピロリドン、（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコ
ールモノアルキルエーテル、（メタ）アクリル酸ポリプ
ロピレングリコールモノアルキルエーテル、（メタ）ア
クリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２
−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロ
キシブチル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチ
ル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロキシフルフリル、
（メタ）アクリル酸フォスフォエチル等のモノ（メタ）
アクリレート化合物；

【００３３】エチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ト
リエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラ
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエ
チレングリコールジ（メタ）アクリレート、ノナエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリ（又はモ
ノ）エチレングリコールのジ（メタ）アクリレート；プ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、ノナプロピレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、等のポリ（又はモ
ノ）プロピレングリコールのジ（メタ）アクリレート；

【００３４】１，３−ブチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、１，４−ブチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、１，６−ヘキサメチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、１，１４−テトラデカメチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ
（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチル
グリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリ
ン酸ネオペンチルグリコールのカプロラクトン変性ジ
（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペ
ートジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルジ
（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）
アクリレート、２−（２−ヒドロキシ１，１−ジメチル
エチル）−５−ヒドロキシメチル−５−エチル−１，３
−ジオキサンジ（メタ）アクリレート、トリメチロール
プロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロール
プロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリ
トールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトー
ルペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトー
ルヘキサ（メタ）アクリレート、アルキル変性ジペンタ
エリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、アルキル
変性ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレー
ト、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリト
ールヘキサ（メタ）アクリレート、ジ（メタ）アクリロ
イルオキシエチルイソシアヌレート、トリス（メタ）ア
クリロイルオキシエチルイソシアヌレート、２，２−ビ
ス［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］−プロ
パン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシ
エトキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−
（メタ）アクリロイルオキシジエトキシフェニル］プロ
パン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシ
ペンタエトキシフェニル］−プロパン、２，２−ビス
［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−
ジブロモフェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−
（メタ）アクリロイルオキシジエトキシ−３，５−ジブ
ロモフェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）
アクリロイルオキシペンタエトキシ−３，５−ジブロモ
フェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）ア
クリロイルオキシエトキシ−３，５−ジメチルフェニ
ル］−プロパン、２，２−ビス［４−（メタ）アクリロ
イルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル］−プロパ
ン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］
−スルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシ
エトキシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）
アクリロイルオキシジエトキシフェニル］−スルフォ
ン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエト
キシフェニル］−スルフォン、ビス［４−（メタ）アク
リロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル］−ス
ルフォン、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエト
キシ−３，５−ジメチルフェニル］−スルフォン、ビス
［４−（メタ）アクリロイルオキシフェニル］−スルフ
ィド、ビス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ
フェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）アクリロ
イルオキシペンタエトキシフェニル］−スルフィド、ビ
ス［４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３−フ
ェニルフェニル］−スルフィド、ビス［４−（メタ）ア
クリロイルオキシエトキシ−３，５−ジメチルフェニ
ル］−スルフィド、ジ（（メタ）アクリロイルオキシエ
トキシ）フォスフェート、トリ［（メタ）アクリロイル
オキシエトキシ］フォスフェート等の多官能（メタ）ア
クリレート化合物；

【００３５】スチレンビニルトルエン、クロルスチレ
ン、ブロモスチレン、ジビニルベンゼン、１−ビニルナ
フタレン、２−ビニルナフタレン、Ｎ−ビニルピロリド
ンなどのビニル化合物；ジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネート、トリメチロールプロパンジアリル、ジ
アリルフタレート、ジメタリルフタレート等のアリル化
合物等を挙げることができる。

【００３６】このうち、分子内に１個以上の（メタ）ア
クリロイル基を有する単量体を用いるのがより好まし
い。

【００３７】（Ｂ）成分の含有量は、（Ａ）成分の固形
分合計量１００重量部に対して、０〜４０重量部の範
囲、特に好ましくは１〜２０重量部の範囲で用いること
ができる。本発明において、（Ｂ）成分の含有量が４０
重量部を超える場合には、耐擦傷性と染色性の性能バラ
ンスが両立させるのが難しくなる傾向になり、本発明の
被覆材組成物の目的を達成することができない。

【００３８】（Ｃ）成分について 本発明では、本発明の硬化性組成物の重合を促進するた
めに、（Ｃ）成分としてラジカル重合開始剤を用いる。
このラジカル重合開始剤には、熱感応性ラジカル重合開
始剤、活性エネルギー線感応性ラジカル重合開始剤等の
公知のものを用いることができる。熱感応性ラジカル重
合開始剤の具体例としては、過酸化ベンゾイル、ジイソ
プロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオ
キシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチ
ルヘキサノエート等の有機過酸化物；２，２’−アゾビ
スイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−
ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物等が挙げられ
る。

【００３９】活性エネルギー線感応性ラジカル重合開始
剤の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ
ーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプ
ロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセ
トイン、ブチロイン、トリオイン、ベンジル、ベンゾフ
ェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセ
トフェノン、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセト
フェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフ
ェニルグリオキシレート、４，４−ビス（ジメチルアミ
ノベンゾフェノン）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１
−オン、１−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オ
ン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォ
スフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾ
イル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィン
オキサイド等を挙げることができる。

【００４０】これらのラジカル重合開始剤は、単独で用
いることもできるし、二種以上を併用して用いることも
できる。また、熱感応性ラジカル重合開始剤と活性エネ
ルギー線感応性ラジカル重合開始剤を併用して用いるこ
ともできる。本発明の被覆材組成物には、硬化速度の点
から、これら上述した中でも、（Ｃ）成分として活性エ
ネルギー線感応性ラジカル重合開始剤を用いて、活性エ
ネルギー線照射により、塗膜を硬化させることが特に好
ましい。

【００４１】（Ｃ）成分の含有量は、（Ａ）成分の固形
分合計量１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部
の範囲、特に好ましくは０．１〜６重量部の範囲で用い
ることができる。本発明の（Ｃ）成分の含有量が０．０
１より少ない場合には、十分な硬化性がえられず、ま
た、１０重量部を超える場合には、得られる硬化被膜が
著しく黄変する、十分な耐擦傷性が得られない等の不具
合が生じる。

【００４２】本発明の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分を
含む被覆材組成物は、該組成物の基材への塗工作業性、
各成分の均一溶解性、基材との密着性、及び得られる硬
化被膜の平滑性、膜厚の均一性などの点を考慮し、必要
に応じて有機溶剤で希釈してもよい。有機溶剤として
は、特に限定されるものではなく、前記性能を満足する
ものであればよく、具体的には、アルコール系、炭化水
素系、ハロゲン化炭化水素系、エーテル系、ケトン系、
エステル系、多価アルコール誘導体などの有機溶剤を挙
げることができる。

【００４３】また、耐候性、耐久性を改善する目的で、
本発明の被覆材組成物に、紫外線吸収剤、光安定剤を添
加することができる。この紫外線吸収剤、光安定剤は、
特に限定されるものではなく、本発明の被覆材組成物に
均一に溶解し、かつ良好な耐候性、耐久性を付与できる
ものであればよい。

【００４４】さらに、本発明の被覆材組成物には、必要
に応じて、本発明の効果に支障のない範囲内で、酸化防
止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、レベリング
剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、帯電防止剤、防曇剤
等の各種添加剤が含まれていても良い。

【００４５】本発明の被覆材組成物を基材に塗布する方
法としては、ハケ塗り法、スプレーコート法、ディップ
コート法、スピンコート法、カーテンコート法等が挙げ
られる。そして、用いるコーティング方法に応じて、本
発明の被覆材組成物そのものの状態、必要に応じて添加
剤等を配合した状態、更に必要に応じて有機溶剤で希釈
した状態で実際のコーティング液とすればよい。

【００４６】本発明の被覆材組成物の塗布量は、得られ
る硬化被膜の膜厚が１〜３０μｍの範囲となるように塗
布することが好ましく、さらに好ましくは２〜１０μｍ
の範囲である。この硬化膜厚が１μｍより薄いと十分な
耐擦傷性を付与することができなくなる傾向にあり、硬
膜厚が３０μｍより厚いと基材との密着性が低下した
り、硬化被膜にクラックが発生しやすくなる傾向にあ
る。

【００４７】本発明の被覆材組成物の硬化方法として
は、加熱及び／又は可視光線、紫外線、電子線等の活性
エネルギー線により、ラジカル重合を進行させて硬化被
膜を得ればよく、公知の方法を用いればよい。この中で
も、特に硬化速度の点から、活性エネルギー線を照射し
硬化被膜を得る方法が好ましく、また、光線強度、コス
ト等の点からは紫外線を用いるのが特に好ましい。ここ
で、紫外線を発生源とする場合には、実用性、経済性の
面から紫外線ランプを用いるとよい。具体的には、低圧
水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセ
ノンランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。活
性エネルギー線を照射する雰囲気は、空気中でもよい
し、窒素、アルゴン等の不活性ガス中でもよい。

【００４８】また、硬化被膜の基材に対する密着性の向
上や、希釈溶剤の蒸散等の目的で、プラスチック基材表
面に被覆材組成物を塗布した後、これを硬化させる前に
赤外線又は熱風乾燥炉等の手段で加熱処理を行ってもよ
い。この加熱条件は、基材及び被覆材組成物の組成によ
っても異なるが、２０〜１２０℃の範囲で、数秒〜６０
分程度の範囲で行えばよい。

【００４９】本発明の被覆材組成物は、基材表面に塗
布、硬化して被膜を形成することにより、自動車用ヘッ
ドランプカバー、眼鏡レンズ等の光学物品や、防音壁、
透明窓材の建材等の種々の物品の表面改質に使用でき
る。

【００５０】この該組成物を塗布する基材としては、各
種合成樹脂のフイルム、板、射出成形品及び注型成形品
等が挙げられる。この合成樹脂の具体例としては、ポリ
メチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、アク
リロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂等
の熱可塑性樹脂、及びジエチレングリコールビスアリル
カーボネートの他、各種多官能ウレタン（メタ）アクリ
レート、多官能エポキシ（メタ）アクリレート、多官能
（メタ）アクリレート等を重合して得られる熱硬化性樹
脂等が挙げられる。

【００５１】このうち、特に、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート樹脂などに適している。ま
た、特に、染色性が要求される眼鏡レンズには好適であ
り、各種ウレタン系眼鏡レンズや、各種多官能ウレタン
（メタ）アクリレート、多官能エポキシ（メタ）アクリ
レート、又は多官能（メタ）アクリレートを主成分とす
るプラスチック製眼鏡レンズのハードコート材料とし
て、本発明の被覆材組成物を用いることができる。

【００５２】

【実施例】本発明について、以下実施例を用いて更に詳
細に説明する。なお、実施例の評価は、次のような方法
で行った。

【００５３】［評価方法］ １．外観試験 目視により、白濁、クラック等のない良好な硬化被膜を
○とした。 ２．耐擦傷性試験（スチールウールテスト） 市販のスチールウール（日本スチールウール（株）、商
品名：ボンスター＃００００）で、１Ｋｇ／ｃｍ²の荷
重をかけ、硬化被膜表面を１０往復摩擦し（幅１ｃｍ×
長さ１０ｃｍ）、目視により傷の程度を以下の基準に従
い評価した。 ○：１ｃｍ×３ｃｍの範囲内に０〜１００本の傷がつ
く。 △：１ｃｍ×３ｃｍの範囲内に１００本以上の傷はつい
ているが、平滑な表面が残っている。 ×：１ｃｍ×３ｃｍの範囲内に無数の傷がつき、平滑な
表面が残っていない。 ３．密着性試験 ＪＩＳ−Ｋ ５４００に示された碁盤目テープ試験法に
従い、以下の基準で評価した。 ○：全て剥がれないで残った △：ハガレが全体の１０％未満 ×：ハガレが全体の１０％以上 ４．耐久性試験（耐高温高湿試験） ６０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽に、７日間保管した
後、外観試験と密着性試験を行った。外観試験の評価
は、上記１．の評価方法に従い、密着性試験の評価は、
上記３．の評価方法に従った。 ５．染色性試験 染色剤（セイコーエプソン（株）製、商品名：セイコー
ブラックスダイヤコート）２ｇを、１リットルの蒸留水
に分散させた染色液を用いて、本発明の被覆材組成物の
硬化被膜を付与した樹脂板を９０℃で５分間染色し、可
視光線透過率（％）の数値を測定した。 ○：可視光線透過率が５０％未満 ×：可視光線透過率が５０％以上 ６．硬化性試験 約３０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して、被覆材組
成物の硬化状態を調べた。 ○：完全に硬化して、タックがない △：ほぼ完全に硬化したが、タックがある ×：全く硬化していない

【００５４】［実施例１］ 〈（Ａ）成分：ラジカル重合性シリコン化合物（ＵＶＳ
−１）の合成〉撹拌棒、温度計、及びコンデンサを備え
た３リットルの４ツ口フラスコに、（ａ−１）成分とし
て、イソ−プロパノールシリカゾル（分散媒：イソ−プ
ロパノール、ＳｉＯ_２：濃度３０重量％、一次粒子径：
１２ｍμ、商品名：ＩＰＡ−ＳＴ（日産化学（株）
製））７００ｇ、重合禁止剤としてメトキシハイドロキ
ノン（ＭＥＨＱ）０．０４２ｇ、０．０００１Ｎの塩酸
４９．３５ｇを入れ、よく撹拌しながら昇温した。約８
０℃で還流が始まると同時に、（ａ−２）成分として３
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（東芝シ
リコン（株）製、商品名：ＴＳＬ−８３７０）１３６
ｇ、（ａ−３）成分としてｎ−ヘキサデシルトリメトキ
シシラン（東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製、
商品名：ＡＹ−４３−０６５）５０ｇをよく混合し均一
に溶解したものを、約２時間かけて徐々に滴下し、滴下
終了後、さらに、４時間一定温度で加熱を続け還流を行
った。その後、アルコール、水などの揮発成分を留出さ
せ、固形分濃度が５０％となるまで濃縮し、縮合反応を
促進して、ラジカル重合性シリコン（ＵＶＳ−１）を得
た。

【００５５】また、固形分濃度（％）は、加熱残分
（％）により算出した。具体的には、反応液３ｇを直径
４ｃｍのアルミ皿に入れ、１０５℃で３時間以上加熱
し、溶剤を揮発させ、重量変化がなくなった後に、以下
の式により加熱残分（％）を求めた。

【００５６】

【数１】加熱残分（％）＝加熱後の重量（ｇ）／加熱前
の重量（ｇ）×１００

【００５７】〈コーティング液の調製〉（Ａ）成分とし
て該ラジカル重合性シリコンＵＶＳ−１（固形分濃度５
０％）２００ｇ、（Ｃ）成分としてメチルフェニルグリ
オキシレート６ｇ、トルエン５０ｇ、ブチルセロソルブ
１００ｇ、シリコン系添加剤（東レ・ダウコーニングシ
リコーン（株）製、商品名：ＳＨ２８ＰＡ）０．０２ｇ
を均一に混合し、コーティング液とした。

【００５８】〈コーティング液の塗布及び硬化〉ポリジ
エチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂製の円
形板（直径７０ｍｍ、３ｍｍ厚）を、予め１０％ＮａＯ
Ｈ水溶液に４０℃で１０分間浸漬した後、よく水洗し乾
燥させたものを基材に用いて、スピンコート法にて以下
の処方に従い塗布を行った。基材を５００ｒｐｍ以下の
回転数で回転しながら、コーティング液で基材の全面が
濡れるようにスポイトで充分に滴下した。その後、回転
数を徐々に挙げ２０００ｒｐｍ以上で５秒以上保持し、
余分なハードコート液を除去した。その後、６０℃で５
分間以上溶剤を蒸発させたのち、メタルハライドランプ
（３Ｋｗ、ランプ長２５ｃｍ）より、１５ｃｍの距離よ
り約３０００ｍＪ／ｃｍ²（３２０〜３８０ｎｍでの積
算光量）（オーク（株）製、商品名：ＵＶ−３５０型積
算光量計にて測定）の紫外線を照射して塗膜の硬化を行
った。得られた硬化被膜の厚みは約２．３μｍであっ
た。該基材の裏面についても同様の方法で硬化被膜を形
成した。得られた硬化被膜について、外観、耐擦傷性、
密着性、耐久性、染色性を評価した結果を表２に示す。
得られた硬化被膜は、透明で良好な外観を持っており、
耐擦傷性、密着性、耐久性も良好であった。また染色に
関しても、従来法で充分な染色性が得られた。

【００５９】［実施例２〜７］（Ａ）成分として、ラジ
カル重合性シリコン化合物（ＵＶＳ−２〜ＵＶＳ−７）
は、表１の仕込み比率で行う以外は、実施例１と同様の
方法で合成し、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分は表２に示し
た配合割合で均一に混合してコーティング液を調製し、
これを用いて、実施例１と同様の方法で硬化被膜を形成
した。この硬化被膜の評価結果は表２に示す。

【００６０】［実施例８］（Ａ）成分として、ラジカル
重合性シリコン化合物（ＵＶＳ−８）は、表１に示す仕
込み比率で行う以外は、実施例１と同様の方法でを合成
した。この得られたラジカル重合性シリコン（ＵＶＳ−
８）（固形分濃度５０％）２００ｇに、（Ｂ）成分とし
てカプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチ
ルグリコールジアクリレート２０ｇ（日本化薬（株）
製、商品名：カヤラッドＨＸ−６２０）、（Ｃ）成分と
してメチルフェニルグリオキシレート６ｇ、トルエン５
０ｇ、ブチルセロソルブ１００ｇ、シリコン系添加剤
（東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製、商品名：
ＳＨ２８ＰＡ）０．０２ｇを均一に混合し、コーティン
グ液とした。これを用いて、実施例１と同様の方法で硬
化被膜を形成した。この硬化被膜の評価結果は表２に示
す。

【００６１】［実施例９］（Ａ）成分として、ラジカル
重合性シリコン化合物（ＵＶＳ−９）は、表１に示す仕
込み比率で行う以外は、実施例１と同様の方法でを合成
した。この得られたラジカル重合性シリコン（ＵＶＳ−
９）（固形分濃度５０％）２００ｇに、（Ｂ）成分とし
てジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化
薬（株）製、商品名：カヤラッドＤＰＨＡ）１０ｇ、
（Ｃ）成分としてメチルフェニルグリオキシレート６
ｇ、トルエン５０ｇ、ブチルセロソルブ１００ｇ、シリ
コン系添加剤（東レ・ダウコーニングシリコーン（株）
製、商品名：ＳＨ２８ＰＡ）０．０２ｇを均一に混合
し、コーティング液とした。これを用いて、実施例１と
同様の方法で硬化被膜を形成した。この硬化被膜の評価
結果は表２に示す。

【００６２】［実施例１０］（Ｂ）成分として、カプロ
ラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト（日本化薬（株）製、商品名：カヤラッドＤＰＣＡ−
３０）１５ｇを用いる以外は実施例９と同様の方法によ
り硬化被膜を形成した。この硬化被膜の評価結果は、表
２に示す。

【００６３】［比較例１〜５］（Ａ）成分として、表１
に示した仕込み比率により、実施例１と同様の方法でラ
ジカル重合性シリコン化合物（ＵＶＳ−１０〜ＵＶＳ−
１４）を合成し、表２に示した配合で実施例１と同様の
方法により硬化被膜を形成した。この硬化被膜の評価結
果は、表２に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】なお、表中の略号は、下記の通りである。 ＣＳ：コロイダルシリカ ＭＴＳ：３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン ＤＴＳ：ｎ−デシルトリメトキシシラン ＣＴＳ：ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン

【００６６】

【表２】 但し、（Ａ）成分は、固形分重量部を示す。

【００６７】なお、表中の略号は、下記の通りである。 ＭＰＧ：メチルフェニルグリオキシレート ＢＤＭ：２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェ
ノン ＨＣＰ：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン ＢＰ：ベンゾフェノン ＨＰＤＡ：カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネ
オペンチルグリコールジアクリレート ＤＰＨＡ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ＣＤＰＨ：カプロラクトン変性ジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレート

【００６８】

【発明の効果】本発明の被覆材組成物は、硬化性に優れ
るばかりでなく、基材表面に透明性、耐擦傷性、染色
性、耐久性及び基材との密着性に優れた架橋硬化被膜を
形成しうるものであり、特に染色性を必要とする眼鏡用
プラスチック製レンズ用ハードコート、各種銘板用プラ
スチック板のハードコート用等に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a-1)コロイダルシリカ（固形分）４０〜
   ８０重量部、 (a-2)下記一般式（Ｉ）で示される単量体もしくはその
   加水分解物（固形分）１０〜６０重量部、 【化１】 （Ｘ−Ｒ¹）_a−Ｓｉ（Ｒ²）_b−（ＯＲ³）_c （Ｉ） （式中、ＸはＣＨ₂＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ
   ₃）−ＣＯＯ−、又はＣＨ₂＝ＣＨ−を、Ｒ¹は炭素数０
   〜８のアルキレン基または芳香族基、Ｒ²は炭素数１〜
   ８のアルキル基、Ｒ³はメチル基あるいはエチル基、ａ
   は１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ｃは１〜３の整数
   を表す。但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝４である。） (a-3)下記一般式（II）で示される単量体もしくはその
   加水分解物（固形分）５〜２０重量部 【化２】（Ｒ⁴）_m−Ｓｉ−（ＯＲ⁵）_4-m (II) （式中、Ｒ⁴は炭素数８〜２０のアルキル基、Ｒ⁵はメチ
   ル基あるいはエチル基を表す。ｍは１あるいは２を表
   す。）を反応して得られる加水分解縮合物（Ａ）１００
   重量部に対して、（Ｂ）ラジカル重合可能な単量体０〜
   ４０重量部、（Ｃ）ラジカル重合開始剤０．０１〜１０
   重量部を含む被覆材組成物。
2. 【請求項２】（Ｂ）成分のラジカル重合可能な単量体
   が、分子中に１個以上の（メタ）アクリロイル基を有す
   る化合物であり、その含有量が１〜２０重量部であるこ
   とを特徴とする、請求項１記載の被覆材組成物。
3. 【請求項３】（Ｃ）成分のラジカル重合開始剤が光重合
   開始剤であることを特徴とする、請求項１記載の被覆材
   組成物。
4. 【請求項４】請求項１記載の被覆材組成物を硬化させて
   なる硬化被膜を有することを特徴とする、機能性に優れ
   た物品。
5. 【請求項５】請求項１記載の被覆材組成物を硬化させて
   なる硬化被膜を有するプラスチックレンズ。