JPS58196237A - ポリカ−ボネ−ト成形品の表面処理法 - 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】 本発明はポリカーボネート成形品の表面処理法に関する
ものである。更に詳しくは、ポリカーボネート成形品の
表面の硬度、耐擦傷性、耐紫外線劣化性を向上させる表
面処理法に関する龜のである。

プラスチックは成形性、軽量性、耐脩撃性等に優れてい
るが、一方で２表面硬度が不十分で傷つき易い、耐溶剤
性が劣る、層外使用での耐紫外線劣化性が悪い岬の欠点
を有している。

これ等の欠点を改良する為化プライマー、とじてメチル
メタクリレートを５０重重量風上含む重合体をバインダ
ーとする塗料を塗装した後、更に四アルコキンシランと
アルキルトリアルコキシシランとの加水分解物から主と
して成る塗料を塗装する方法（特公昭５Ｏ−５９Ｏｆ６
号公報参照）ヤ、メチルメタクリレートを主とする塗料
を塗布し、加熱処理後見にオルガノトリアルコキシシラ
ンの加水分解物を主とすゐ塗料を塗布する方法（特開昭
５２−１３４５６５号公報参ｊりなどが提案されている
が、何れ４屋外使用に於ける耐候性に乏しく、サンシャ
インウェザ−メーター照射３００〜５０Ｇ時間で権膜の
密着性が失われる欠点が有シ、満足出来るものではなか
った。

本発明者は、耐候性に優れ、しかも耐擦傷性も優れてい
るポリカーボネート成形品の表面特性の改良について鋭
意研究の結果、下記の特定塗料による二段塗布法によっ
て表面特性が′著しく改善され、しかも耐候性も改善さ
れゐことを見い出し本発明を完成した。

即ち、本発明は、ポリカーボネート成形品の表面に、ポ
リアルキルアクリレート又はポリアル中ルメタアクリレ
ー　トであって重量平均分子量が１０．Ｇｏｏ〜５０，
０００のポリマーを５〜２５呻及び該ポリマーに対して
紫外線吸収剤を５　ｗｔ４ｊ以上含有する塗料を塗布し
、加熱処理後見に一般式　Ｒ’ｆｌｌ（ＯＲ）、　　（
但し、Ｒ、Ｒ’は炭素数１〜４のアルキル基）で示され
るアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物
を主成分とする塗料を塗布硬化させることを特徴とする
ポリカーボネート成形品の一面処理法である。

本発明で使用されるポリカーボネート成形品トシては、
ビスフェノールＡとホスゲンからｅ導される芳香族ポリ
カーボネートやジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネートの如き脂肪族ポリカーボネートなどのポリカーボ
ネート樹脂の成形品をあげることが出来る。

本発明で第一に塗布される塗料は、ポリアルキルアクリ
レート又はポリアルキルメタアクリレートのホモポリマ
ーかもなり、具体例としては例えば、ポリメチル（メタ
）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポ
リグロビル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）
アクリレート、ポリイソブチル（メタ）アクリレート、
ポリ２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ポリヒ
ドロキシエチル（メタ）アクリレート等があげられるが
、特に好ましいのはポリメチルメタアクリレートのホモ
ポリマーであゐ。

これらのポリマーの分子量は重量平均分子量で１０，０
００〜５０，０００の範囲である仁とが必要である。こ
の理由としてはポリカーボネート成形品の熱膨張率が第
２の塗料の硬化膜に比較して大きく、この差の大きいこ
とは収縮、膨張によす界面での剥離の応力が大きく動く
ことＫなり、この剥離応力を吸収減少させる働きを第１
の塗料に持たせることが長期間密着性を保持するための
条件と考えられる。そのためＫはここで使用するポリマ
ーの分子量を上記範囲にすることにより剥離応力の吸収
が可能となると考えられる。分子量１０，０００未満で
は第２の塗料を塗布しても耐擦傷性が低く、分子量ｓ　
ｏ、ｏ　ｏ　ｏを越えると長期間の耐候性試験に於て密
着性が低下し剥離が起こるので共に好ましくない。

本発明に使用される紫外線吸収剤としては、ベンゾフェ
ノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系などを
挙げることが出来る。具体例としては２−ヒドロキシ−
４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−
メ）キシベンゾフヱノン、２，４−ヒドロキシベンツフ
ェノン、２−ヒドロキシ−４−ドデシロキシペンゾフェ
ノン、２−（２’−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル
）ベンゾトリアゾール、２−　（２’−ヒドロ争シー４
′−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール、ｐ−ｔ
−プチルフェニルサリシＶ−ト、フェニルサリンレート
などを挙ケルコとが出来る０ 本発明において、上記ポリマーは適尚な溶剤に溶解して
使用されるが、溶剤としては有機カルボン酸系、エステ
ル系、ケトン系、アルコール系、エーテル系、ノ・ロゲ
ン化炭化水素系、芳香族炭化水素系溶剤の１種又は１種
以上が使用される。これらの溶剤の使用Ｋｆｉりては紫
外線吸収剤の良溶剤であり、しかも上記のポリマーを溶
解するものであ〕、尚且りポリカーボネート成形品の外
磯を損わない溶剤を選択することが必要である。又、溶
剤中に含まれるポリマー濃度は５〜２５　ｗｔ％が望ま
しい。ｓ　ｗｔ１未満では十分な密着性が得られず、し
かも耐候性でも劣る０又、ｚｓｗｔｌを越えると曳好＆
塗膜が得られず外観が不良とな）ともに好ましくない。

添加する紫外線吸収剤の機度はポリマーに対して５　ｗ
ｔ９Ｇ以上であシ、よ）好重しくは１０〜４０ｗｔ９１
であＪ）、５ｗｔ９Ｇ未満では十分な耐候性が得られな
い。又４・Ｏｗｔ−を越えると、＊膜外観が不実となる
。

第２に＃１布される塗料は、一般式１’ｌ’８１（ＯＲ
）。

（但し、Ｒ，Ｒ’は炭素数１〜４のアルキル基）で示さ
れるアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合
物を主成分とするものである。

上記一般式で示されるアルキルトリアルコキシシランの
異体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イング
ロビルトリメトキ７シラン、メチルトリプトキシシラン
等を挙げることが出来る。これ等のシランモノマーの加
水分解反応は反応触媒として微量の酸と１．５〜５モル
当量（対シランモノマー１４ル当））の水を加えて行う
。その際加水分解反応時の発熱による温度上昇を緩和す
る意味で低級アルコールを加えることも可能であるみ・
・ この様にして得られたアルキルトリアルコキシシランの
部分加水分解縮合物を使用しての第２の塗料の処方は硬
化触媒として第四級アンモニウム化合物、アルカリ金属
水酸化物、アルカリ金属の有機酸塩、ジアザ−ビシクロ
−アルケン類及びそれの塩類等を使用することが可能で
あシ、この液のポットライフを長くする為の処方として
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸等の有横酸を加え
てｐＨを弱酸性のｐ！１４〜７、更ｔｃ［Ｌ＜ｄｐｉ　
５〜６の範囲内に調整することが望ましい。又、表面物
性を更に改良する為には表面平滑剤や酸化防止剤、熱安
定剤の添加も好ましい。

この様に本発明は第１の塗料のポリマーの種類、分子量
、濃度、紫外線吸収剤の添加量、そして第２の塗料のシ
ロキサンの選択によ〕ポリカーボネート成型品の表面に
耐擦傷性を付与し、しかも、その性能はサンシャインウ
ェザ−メーター照射１５００時間以上でも硬化膜の密着
性を保持することができる。この塗膜性能の精度を更に
高める為には第１の塗料の、乾−条件及び第２の塗料の
塗布、硬化条件に於いても夷好条件の選定が必要である
０第１の塗料や第２０塗料の一布方法としてはディップ
、スプレー、スピン、フロー等の方法が採用出来る０第
１の塗料の乾燥条件は６０〜１８０℃で５分以上が好オ
しい。又、第２の塗料の硬化条件はポリカーボネート成
形品の耐熱性にもよるが、一般には９０〜１５０℃で１
０分〜１０時間加熱硬化を行うことが適轟である。

以下に実施例を挙げて本発明を異体的に説明する。実施
例に於ける部はすべて重量部を表わす０ 実施例−１ 第１の塗料として重量子均分゛子量（Ｍ　Ｗ　）　２５
，０００のポリメチルメタクリレート１５部をアセトン
１０部、メチルエチルケトン３０部、メチルイソブチル
ケトン１５部、イソブチルアルコール２４部、紫外線吸
収剤（２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン
）４部に溶解したものを使用し九〇第２の塗料としては
メチルトリエトキシシランの部分加水分解縮合物３０部
をエタノール５０部、酢酸１０部、触媒その他１０部に
溶解したものを使用した。又、プラスチック基材は２１
０℃厚のポリカーボネートシートを使用して、これに第
１の塗料をディップコートシて１００℃で１０分間加熱
処理した。このようにして得られたポリカーボネートシ
ートは無色透明で４〜６ミクロンのポリメチルータクリ
レート層を有していた。この第１の塗料と基材のポリカ
ーボネートシートとの密着性は七ロハンテープ（日東電
気工業製ニット−セロハン粘着テープＡ２９）によるゴ
バン目ハクリテストに於いて１００７１００であった。

更にこのシートに第２の塗料をディップコートして１２
０℃で６６分間加熱硬化処理した。仁のようにして得ら
れたシートは無色透明で塗膜のクラックもない４〜６電
クロンの硬化膜層を形成していた。仁の第２の塗料の硬
化膜層と第１０塗料の塗膜層との密着性はセ四ハンテー
プによゐゴパン目ハクリテストに於いて１００／１００
であった。又、テーパー摩耗テスト（摩耗輪０８−１０
７．５０（１Ｆ荷重、１００サイβル）前後のｌヘーズ
ーはｓＩｓであｌ）、ａ。

℃温水ＶＣ５０日浸漬しても何ら変化なかった。

又、冷熱サイクルテスト（８０℃Ｘ　８　Ｈｒ−→−２
０℃×１６Ｈｒｓ→１サイクル）の１０サイクル後に於
いても何ら変化なかった。一方、促進耐候試験のサンシ
ャインウェザ−メーター照射２０００時間後に於いても
密着性は１００／１００を保持し、外観は無色透明でポ
リカーボネート特有の黄変性も防止してクラックも認め
られなかった。

実施例−２ 第１の塗料として重量平均分子量（Ｍ　Ｗ）　５０，０
００のポリメチルメタクリレート１０部をアセトン１０
部、メチル、−チルケトン３５部、メチルイソブチルケ
トン１８部、イソブチルアルコール２４部、紫外線吸収
剤（２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン）
！ＩＮに溶解したものを使用した。これをポリカーボネ
ートシートにディップコートして１００℃？１０分間加
熱処履した。このシートは無色透明で４〜６建クロンの
ポリメチルメタクリレート層を有していた。

これＩ／ＩＣ実施例−１と同様の第２の塗料を塗布硬化
させた。この塗膜の性能は密着性に於いて第１の塗料と
基材、第２の塗料と第１の塗料の間は共に：　１００／
１００であった。又、テーパー摩耗テＸ　トｌｌＮｌ０
　Ｉ　ヘ−ス％　（ｊｅａｎｓ　％　）は２．５　％で
あった０４０℃温水に３０日間浸漬しても何ら変化はな
かった。冷熱サイクル１０サイクル後も変化はなかった
。一方、促進耐候試験のサンシャインウェザ−メーター
照射１５００時間後に於いても密着性は１００／１００
を保持し、外観の変化もなかった。

実施例−５ 実施例−１と同様処方中第１の塗料中の紫外線吸収剤を
ベンゾトリアゾール系の２−　（２’−ヒドロキシ−４
′−ｎ−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾールに置
きかえて添加量４４部にし九処方で他は全て実施例−１
と同じとじ九。

この結果は密着性に於いて第１の塗料とポリカーボネー
ト基材、第２の塗料と第１０塗料との間は共Ｋ　１００
／１００であった０又、テーパー摩耗テスト前後のΔヘ
ーズーは！１．２　％であつ九。４０℃温水浸漬５０日
間、冷熱サイクルテスト１０サイクルに於いても何ら変
化なかった。一方、ナンシャインウエザーメーター・照
射１５００時間後に於いても密着性は１００／ｌｏｊを
保持し、外観の変化もなかった。

比較例−１ ポリカーボネートシートに第１の塗料のコートなし、＆
Ｃ実旅例−１と同様の第２の塗料をコートした後に加熱
硬化処理した。この第２の塗料の塗膜とポリカーボネー
トシートとの密着性はゴパン目ハクリテストで０　／　
１００であつ九。

比較例−２ １１部施例−１に於いて第１の塗料中に紫外線吸収剤を
添加しない他は実施例−１と同様にポリカーボネートシ
ー）Ｋ：ｆ−）した。密着性はゴパン目ハクリゾストで
１００／１００でｉりたが、サンシャインウェザ−メー
ター照射４００時間で密着性はＳ　Ｏ／　１００であっ
た。

比較例−３ 実施例−１に於いて第１の塗料中の紫外線吸収剤の添加
量を０．５部にして、実施例−１との差の３．５倍はイ
ソブチルアルコールに置き替えた他は実施例１と同様の
仁とを行つ九◇密着性はゴパン目ハクリテストで１００
／１００であったが、サンシャインウェザ−メーター照
射１０００時間で密着性は８０７１００であった。

比較例−４ 実施例−２に於いて第１の塗料として重量平均分子量（
ＭＷ）　１００，０００のポリメチルメタクリレート１
０部を使用した他は実施例−２と同様にポリカーボネー
トシートにコートした。密着性はゴパン目ハクリテスト
で１００／１００であったが、サンシャインウェザ−メ
ーター照射１０００時間で硬化膜にクラックが入シ、照
射１２００時間で密着性は？Ｏ／１００であった。

比較例−５ 実施例−２に於いて第１の塗料として重量平均分子量（
ＭＹ）　１００，０００のポリメチルメタクリレート１
０部を使用し、紫外線吸収剤を添加しない他は実施例−
２と同様にポリカーボネートシートにコートし九。密着
性はゴパン目ハクリテストで１［）Ｏ／１００であつ走
が、サンシャインウェザ−メーター照射６００時間で密
着性が１０／１００であった。

比較例−６ 実施例−２に於いて第１の塗料のポリメチルメタクリレ
ートを３部使用した処方でポリカーボネートシートにコ
ートシ九。この場合のポリメチルメタクリレート層は１
〜１．５電クロンであつ九。これに第２の塗料を塗布し
て硬化膜層を形成させ九。この密着性は第１の塗料の塗
膜と基材のポリカーボネートシート間ではゴパン目ハク
リテストで１００／１００であつ九が、＃１２の塗料の
コート後のゴパン目ハクリテストでは、５０　／　１０
０〜？Ｏ／１００であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリカーボネート成形品の表面に１ポリアル中ルアクリ
   レート又はポリアルキルメタアクリレートであって重量
   平均分子量が１０，０００〜５０，０００のポリマーを
   ５〜２５育ｔ％及び骸ポリマーに対して紫外線吸収剤を
   ５　ｗｔ９１以上含有する塗料を塗布し、加熱処理後、
   −に一般式Ｒ’８１（ＯＲ）。 （但し、Ｒ，には炭素数１〜４のアルキル基）で示され
   るアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物
   を主成分とする塗料を塗布硬化させることを特徴とする
   ポリカーボネート成形品の表面処理法。