JPS6034976B2 - コ−テイング用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック成形品等に塗布・硬化させること
により、該成形品表面に保護被膜を形成し得るコ−テイ
ング用組成物に関する。

プラスチック成形品殊にポリカーボネート樹脂やメタク
リル樹脂製の成形品は、一般に無機ガラスに比し軽量で
易加工性や耐衝撃性に優れているため、例えば眼鏡レン
ズ、光学用レンズ、計器カバー等の用途に汎用されてい
る。

しかるに之等成形品はその表面硬度が低く傷つき易くま
た耐溶剤性に劣り溶剤との接触により容易に膨潤や溶解
するおそれがある。之等の欠点を解消する方法としては
従来より成形品表面にコーティング組成物を塗布して、
その硬化被膜を形成させる方法が種々試みられている。
しかしながら公知のコーティング組成物はいずれも尚充
分な硬度や耐摩耗性を有する透明な硬化被膜を形成する
ことが困難であり、しかもプラスチック製品殊にポリカ
ーボネート製品に対する密着性に乏しいという致命的な
欠点を有するものであった。近時硬化可能な有機珪素化
合物に環式アミジン又はその塩を硬化触媒として配合し
たコーティング組成物が提案されている。しかしながら
該組成物も亦その密着性殊に之をポリカーポネート製品
に適用し、８０午○の熱水に３０分間浸潰して後試験さ
れた耐熱水密着性は決して満足できず従って使用条件の
過酷な用途では耐久性に欠け実用できないものであった
。本発明者らは、以上のような現状に鑑み、殊にポリカ
ーボネート製品に対する良好な密着性を具備し、且つ該
製品表面に高い硬度と鰻れた耐摩耗性、透明性を有する
保護被膜を容易に形成可能なコーティング組成物を提供
することを目的として種々研究を重ねた。

その結果上記環式アミジン又はその塩を硬化触媒として
配合したポリシロキサン系組成物に更にある種のェポキ
シ樹脂の所定量を混合する時には、ポリカーボネート製
品に対する耐熱水密着性を飛躍的に向上でき、上記目的
を悉く達成したコーティング組成物が収得できることを
見し、出した。本発明はこの新しい知見に基づいて完成
されたものである。即ち本発明は、凶−般式 Ｒ１ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ 〔式中ＲＩは炭素数１〜４の飽和もしくは不飽和の炭化
水素残基、Ｒ２は炭素数１〜４の飽和炭化水素残基およ
びｎは０、１または２を示す〕で表わされるオルガノア
ルコキシシランの加水分解生成物（以下Ａ成分という）
１０の重量部、畑ェボキシ当量７００以下のェポキシ樹
脂（以下Ｂ成分という）１〜１の重量部および‘Ｃ’一
般式〔式中ｍは３または５を示す〕で表わされる二環式
ァミジンまたはその塩（以下Ｃ成分という）０．０５〜
５重量部を含有することを特徴とするコーティング用組
成物に係る。

本発明のコーティング用組成物は、これをプラスチック
成形品表面に塗布し硬化させることによって高度の耐摩
耗性、密着性、透明性、硬度を有し、しかも耐溶剤性、
耐熱水性をも具備する保護被膜を形成できる。

特に該被膜のプラスチック成形品に対する密着性は極め
て良好なものであり、公知のコーティング用縄成物に見
られる如き基体の適当な前処理例えば下塗り塗料の施工
等を全く必要としない。更にこの密着性は、８０午０の
熱水に３び分間浸債後においても全く低下せず、長期に
亘る耐久性を保証される。これらの効果は、軽量性、易
加工性、耐衝撃性等の面より眼鏡レンズ、光学用レンズ
等に最も有効なもののひとつとして慣用されるポリカー
ボネート製品を基体とする時に極めて顕著であり、従っ
て本発明のコーティング組成物は、このポリカーボネー
ト製品表面のコーティングに最適である。本発明におい
てＡ成分とするオルガノアルコキシシランの加水分解生
成物は、上記一般式〔１〕で表わされる化合物を加水分
解することにより容易に収得できる。

上記一般式〔１〕において、ＲＩおよびＲ２で表わされ
る炭素数１〜４の飽和炭化水素残基には具体的には、メ
チル、エチル、プロピル、プチルなどのアルキル基が包
含され、またＲＩで表わされる炭素数１〜４の不飽和炭
化水素残基には、ビニル、アリルなどのアルケニル基が
包含される。之等各基を有するオルガノアルコキシシラ
ンはまたそのアルコキシ基の数（４−ｎ）により、四官
能性、三官能性および二官能性の化合物を包含する。之
等化合物の代表例としては例えば四メトキシ珪素、四ェ
トキシ珪素、四プロポキシ珪素、四プトキシ珪素等の四
官館性化合物、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
ェトキシシラン、ピニルトリヱトキシシラン、ビニルト
リメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチル
トリエトキシシラン、ｎープロピルトリエトキシシラン
、ｎ−プロピルトリメトキシシラン等の三官能性化合物
、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジェトキシシラ
ン等の二官能性化合物を例示できる、これらのうち特に
メチルトリメトキシシランを始めとする三官能性化合物
は好ましい。また上記オルガノアルコキシシランの加水
分解法は、常法に従えばよく、例えば代表的には塩酸等
を用いて２０〜２５℃程度の温度で１〜２時間程度櫨拝
すればよい。本発明においては、Ｂ成分としてェポキシ
当量が７００以下のェポキシ樹脂を用いることを必須と
する。

該ェポキシ樹脂としては公知の各種のヱポキシ樹脂をい
ずれも使用でき、これには例えば、ビスフェノール系ェ
ポキサイド、フェノール系ェポキサイド、ポリグリコー
ル系ェポキサイド、ェステル系ェポキサィド等が包含さ
れる。これらのうち特にビスフェノールＡとェピクロル
ヒドリンとの縮合によるビスフェノール系ヱポキサィド
が好ましい。之等ェポキシ樹脂のェポキシ当量は７００
以下通常１２０〜７００であることが重要であり、７０
０を越えるものは、他の成分殊にＡ成分との相溶性が悪
くなりすぎ、被膜が白化したり、被膜の基材との密着性
が低下する欠点を生じる。また上記ェポキシ当量があま
りに小さすぎても得られる被膜の密着性が低下する傾向
がある。上記Ｂ成分はＡ成分１００重量部に対して１〜
１０重量部好ましくは１．５〜８重量部使用することに
より本発明所期の効果を発現できる。該Ｂ成分の使用量
が１重量部未満では、これを併用する効果が顕著でなく
、得られる被膜の密着性は乏しい。また１の重量部を越
えて使用しても密着性の向上効果は増大せず、むしろ被
膜の耐摩耗性が低下し好ましくない。本発明においてＣ
成分として利用する二環式アミジンは、上記一股式〔□
〕で表わされ、式中ｍが３のものを１・５ージアザビシ
クロ（４・３・０）ノネン−５と、またｍ＝５のものは
１・８ージアザビシクロ（５・４・０）ウンデセン−７
と呼ばれる。

また之等二環式アミジンの塩としては、例えば硝酸塩、
塩酸塩、炭酸塩等の無機酸塩、フェノール塩、安息香酸
塩等の芳香族塩、酢酸塩、酉各酸塩、アクリル酸塩、オ
クチル酸塩、オレィン酸塩、２−エチルヘキサン酸塩等
の脂肪族カルボン酸塩等を例示することができる。之等
の二環式アミジンやその塩（Ｃ成分）が、本発明でＡ成
分として用いる如きシラノールの硬化触媒として使用で
きることは知られている。本発明は上記Ｃ成分がＡ成分
の縮合・硬化を促すのみならず、Ｂ成分とするェポキシ
樹脂の硬化をも促進せしめ、これら両成分の同時的硬化
反応によって、Ａ成分又はＢ成分を夫夫単独で硬化反応
させる場合或は両成分を併用するといえども之等を上記
Ｃ成分とは異なる他の硬化触媒例えばこの種ポリシロキ
サン系コーティング組成物に汎用される酢酸ナトリウム
等の有機カルボン酸のアルカリ金属塩により硬化反応さ
せる場合からは予期できない、密着性を始めとする各種
の顕著に優れた塗膜性能を発現できることを見し、出し
完成されている。上記Ｃ成分の使用量は、Ａ成分１０の
重量部に対して０．０５〜５重量部好ましくは０．１〜
４重量部の範囲とするのがよい。これが上記範囲を外れ
る場合は、いずれも得られる被膜の密着性が低下し好ま
しくない。本発明のコーティング組成物は、通常上記Ａ
成分、Ｂ成分およびＣ成分の所定量を含有する適当な有
機溶剤溶液の形態でプラスチック成形品に塗布して適用
される。

該溶剤としては、従釆よりこの種組成物に慣用される各
種のアルコール類、ケトン類、ェステル類、セロソルプ
類、酢酸、ジオキサン、トルェン、キシレン等の１種単
独もしくは２種以上混合したものをいずれも使用できる
。特にエチルアルコール、プロピルアルコール、フチル
アルコール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル
等のェステル類およびこれらの混合物を主体とする溶剤
が好適である。また本発明のコーティング組成物又はそ
の溶剤溶液には更に必要に応じて公知の各種添加剤例え
ばゲル化防止剤、塗膜平滑性向上剤、増粘剤、着色剤等
を任意に添加することができる。代表的なゲル化防止剤
としては、蟻酸、酢酸等の有機カルボン酸類を、塗膜平
滑性向上剤としては低級アルキレンオキサィドと低級ジ
アルキルシロキサンとの共重合体等のシリコン系界面活
性剤、増粘剤としてはポリエチレンオキサィド、ポリピ
ニルブチラール等を、また着色剤としては各種の染料や
顔料を夫々例示できる。本発明コーティング組成物溶剤
溶液のプラスチック成形品への塗布は、常法に従い浸債
法、吹付法等の各種方法により行なえばよく、また塗布
後の塗膜の硬化も亦常法に従い基材が熱変形を受けない
温度通常７０〜１３０午０程度の温度下に加熱すること
により容易に行ない得る。

プラスチック成形品表面への本発明組成物の塗布量即ち
塗膜厚さは、被塗布材料の使用目的に応じて適宜に選択
でき、眼鏡レンズ、光学レンズ、計器カバー等の通常の
使用目的には約１〜５仏の程度とすればよく、これによ
り充分な耐摩耗性等の所期の効果を発現する保護被膜と
なる。以下本発明を更に詳しく説明するため実施例及び
比較例を挙げる。

実施例 １ ‘１）メチルトリメトキシシラン加水分解物溶液の調製
０．０州塩酸５７．４重量部とインプロピルァルコール
３亀重量とを混合し、これにメチルトリメトキシシラン
１４４．り重量部を２０〜２５ｑｏの温度下に燈拝しな
がら徐々に滴下する。

滴下終了後約１時間室温に放置し幕掬成する。かくして
メチルトリメトキシシラソの加水分解生成物１０の重量
部を含む溶液２巡．１重量部を得る。■ 本発明コーテ
ィング組成物を含む塗料の調製上記‘１｝で調製した溶
液にビスフェノールＡ系ェポキシ樹脂（商標名「ェピコ
ートー８２７」、シェル化学株式会社製、ェポキシ当量
１８０〜１９０）の３．３重量部及び１・８−ジアザビ
シクロ（５・４・０）ウンデンセンー７の０．３重量部
を混合し、さらにこれに下記成分を添加して塗料を調製
する。

‘３｝ 塗装 直径８仇奴×厚さ２脚のレンズ状ポリカーボネート射出
成形品（帝人化成株式会社製「パンラィト」）に、上記
■で調製した塗料を２０午○、６５％ＲＨで引き上げ速
度２０ｃの／分で浸簿法により塗布し、その後１３０ｏ
ｏで２時間熱風乾燥機にて加熱硬化させる。

【４｝ 塗装品の性能試験 ｛ａ｝ 耐摩耗性 ＃０００スチールウールにて塗膜上面を摩擦し、該塗面
の傷つき易さを調べる。

評価は次の基準により行なう。Ａ・・・・・・強く摩擦
しても傷つかないＢ……少し強目に擦ると傷つく Ｃ……弱く擦っても傷つく 尚未塗装品の評価はＣである。

‘ｂ｝ 密着性 塗膜にナイフで基村に達する切り込みを入れ１柳四方の
ます目１００個を作成し、該ます目上にセロハン製粘着
テープ（商標名「セロテープ↓ニチバン株式会社製）を
強く貼り付け、該テープを接着面より９０度の方向に急
激に剥離する。

密着性は、基材上に残存するます目の数で評価する。｛
ｃ｝ 耐熱水密着性 塗装品を８０ｏｏの熱水に３０分間浸糟後取り出し、上
記〔ｂ）と同一の試験を行なう。

結果を使用した各成分組成と共に第１表に示す。

実施例 ２および３ 実施例１において、「ヱピコート−８２７１の使用量を
１．５重量部および６．の重量部に代えた以外は同様に
する。

結果を第１表に示す。実施例 ４〜６ 実施例１において、１・８ージアザビシク。

（５・４・０）ウンデセン−７の使用量を０．１、２．
０および４．の重量部とした以外は同様にする。結果を
第１表に示す。実施例 ７ 実施例１において、１・８ージアザビシクロ（５・４・
０）ウンデセンー７に代え１・８ージアザピシクロ（５
・４・０）ウンデセンー７の２ーェチルヘキサン酸塩（
０．３重量部）を用いて同様にする。

結果を第１表に示す。実施例 ８〜９ 実施例１において「ェピコート−８２７」３．丸重量部
に代え、ポリグリコール系ェポキシ樹脂（商標名「デナ
コールＥＸ−３１４」、長瀬産業株式会社製、ェポキシ
当量１５０）の５．の重量部、「ェピコート−１００１
」（シェル化学株式会社製ビスフヱノールＡ系ヱポキシ
樹脂、ェポキシ当量４５０〜５００）の２．の重量部お
よび、ェステル系ェポキシ樹脂（商標名「ェポトートＹ
Ｄ−１７２」、東都化成株式会社製、ェポキシ当量６０
０〜７００）の１．０重量部を夫々用い同様にする。

結果を第１表に示す。比較例 １ ェポキシ樹脂を用いない以外は実施例１と同様にして比
較コーティング組成物を調製する。

該組成物を用いて実施例１と同様の試験を行った結果を
第１表に示す。比較例 ２ 実施例１においてェポキシ樹脂の使用量を０．５重量部
とする以外は同様にする。

結果を第１表に示す。比較例 ３ 実施例１において１１８ージアザビシクロ（５・４・０
）ゥンデセン−７に代え酢酸ナトリウム（０．４重量部
）を用い同様にする。

結果を第１表に示す。比較例 ４ 実施例１において使用したェポキシ樹脂に代えェポキシ
当量が８７５〜９７５のヱポキシ樹脂（「ヱピコート−
１００４」、シェル化学株式会社製）を０．５重量部お
よび１．の重量部用いて塗料を調製した所、１．の重量
部配合したものは、相溶性が悪く、均質透明な塗料とは
ならず実用できなかった。

０．５重量部用いて得た塗料につき実施例１と同機の試
験を行なった結果を第１表に示す。

第１ 表 注）第１表中０成分の項における※印は１，８ージアザ
ビシクロ（５，４，０）ゥンデセン−７の２‐エチルヘ
キサン酸塩を、※※印は酢酸ナトリウムを夫々使用した
ものである。

特定のＡ〜Ｃ成分の所定量を組み合せて配合した本発明
のコーティング組成物によればポリカーボネート樹脂に
何ら前処理や下塗り塗料の施工を要することな〈耐摩耗
性に優れた密着性良好な被膜を形成できることが明らか
である。

これに対しェポキシ樹脂を配合しなかったコーティング
組成物（比較例１）、本発明範囲を外れる量（０．５重
量部）で配合した場合（比較例２および４）並びに本発
明範囲で配合するといえどもこれを特定の触媒（Ｃ成分
）以外の触媒と組み合せて用いる場合（比較例４）では
、密着性殊に耐熱水密着性に劣り、これに基づいて耐摩
耗性も亦低下した被膜しか形成できないことが判る。尚
本発明組成物（実施例１〜１０）を用いて得られた被膜
は、いずれも透明光沢を有するのであり、また耐熱水密
着性試験後もその外観に変化は認められず、更に耐溶剤
性も優れたものであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （Ａ） 一般式 Ｒ＾１ｎＳｉ（ＯＲ＾２）＿４＿−＿ｎ 〔式中Ｒ＾１は炭素数１〜４の飽和もしくは不飽和の炭
   化水素残基、Ｒ＾２は炭素数１〜４の飽和炭化水素残基
   およびｎは０．１または２を示す〕で表わされるオルガ
   ノアルコキシシランの加水分解生成物１００重量部、（
   Ｂ） エポキシ当量７００以下のエポキシ樹脂１〜１０
   重量部および（Ｃ） 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中ｍは３または５を示す〕で表わされる二環式アミ
   ジンまたはその塩０．０５〜５重量部を含有することを
   特徴とするコーテイング用組成物。