JPS6151036A - 表面高硬度化プラスチツク製品の製造方法 - Google Patents

表面高硬度化プラスチツク製品の製造方法

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JPS6151036A
JPS6151036A JP59171795A JP17179584A JPS6151036A JP S6151036 A JPS6151036 A JP S6151036A JP 59171795 A JP59171795 A JP 59171795A JP 17179584 A JP17179584 A JP 17179584A JP S6151036 A JPS6151036 A JP S6151036A
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JP
Japan
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coating
plastic product
paint
thickness
organotrialkoxysilane
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JP59171795A
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Fujio Kitamura
北村 富士夫
Tsukasa Yoshida
司 吉田
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Nitto Denko Corp
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Nitto Electric Industrial Co Ltd
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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〕 この発明は建材、産業資材、光学用途などの各種材料分
野に用いられるプラスチック製品の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
プラスチック製品は、近年、軽量、易加工性。
討箭撃性などの特徴を生かして、従来ガラス製品が主に
用いられてきた建材、産業資材、光学用途などの材料分
野への進出が著しい。特に、ポリエステルフィルムやポ
リカーボネート樹脂あるいはポリメタクリル樹脂の成形
品などはすぐれた機械的性質や光学的性質を有している
ため、計器類や窓ガラスの保護カバー、レンズ、屋外大
弧用シートなどに多(利用されている。
しかしながら、プラスチック製品は一般に表面硬度が低
く、他の物体との摩擦や面突により表面が損傷をうけ、
光学特性が損なわれるといった重大な欠点を宵している
そこで、かかる欠点を改善する目的で、プラスチック成
形品の表面に硬質塗料を被覆する方法が皿々提案されて
いる。
しかるに、従来のこの種被覆方法でGi、いずれも硬度
が不十分であったり、基材との密着性が不十分であった
り、あるいは被覆が極めて脆弱で機械的、熱的刺激など
によって塗膜に亀裂が生じゃすいなどの欠点を有してい
た。一般に、塗膜の硬度の良好なものほど脆弱でかつ密
着性に劣る傾向か強く、表面硬度と強靭性、密着性を兼
備した塗膜の出現が強く望まれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発′明は、上記観点から、従来のプラスチック成形
品の樹脂被覆における表面硬度、強靭性および基材への
密着性の三特性を兼備させにくいといった問題点を解決
して、建材、産業資材、光学用途などに有用な上記三特
性にいずれもすぐれる表面高硬度化プラスチック製品を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、プラスチック成形品の表面に特定の下塗り処理
を施したのち特定の樹脂塗料を塗布し加熱処理したとき
には、表面硬度および強靭性にすぐれるとともに基材へ
の密着性の良好な樹脂被覆を達成できることを知り、こ
の発明を完成するに至った。
すなわち、この発明は、プラスチック成形品の表面に、
一般式Ti(OR)4(Rは炭素数1〜8のアルキル基
)で示される有機チタン化合物を塗布乾燥したのち、オ
ルガノトリアルコキシシランの加水分解物を必須成分と
する塗料を塗布し、加熱処理することを特徴とする表面
高硬度化プラスチック製品の製造方法に係るものである
〔発明の構成・作用] この発明に用いられるプラスチック成形品の例としては
、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレン、セルロースアセテート、ポリメチルメタ
クリレート、ポリアミドなどのプラスチック成形品があ
り、その形状としてはフィルム状、シート状、塊状、棒
状など種々の形状をあげることができる。この発明を適
用するのに特に適したプラスチック成形品は、ポリエス
テルフィルムまたはポリカーボネート成型品である。
この発明において上記成形品の表面に第1層目として下
塗りされる下塗り剤は、一般式T i (0R)4(R
は炭素数1〜8のアルキル基)で示される有機チタン化
合物で、テトラインプロピルチタネート、テトラブチル
チタネート、テトラオクチルチタネートなどがある。
この有機チタン化合物は、通常適当な溶媒に溶解して使
用されるが、その溶媒としてはイソプロピルアルコール
などのアルコール系溶L  )ルエンなどの芳香族炭化
水素系溶媒などが使用される。
溶媒中に含まれる有機チタン化合物の濃度は、被膜厚と
塗布の操作性に影響し単純には決められないが、一般に
は1〜50重二%が望ましい。
この有機チタン化合物を含んだ溶液は、プラスチック成
形品の表面に、等速用き上げ法、スプレー法、スピンナ
ー法、ロールコータ−法、バーコーター法、印刷法など
により塗布される。塗布後、室温〜150°Cで5分〜
3時間乾燥することにより、透明な被膜が形成される。
塗膜の厚みは、乾煙後で0,05〜1μがよい。
次に、第2層目として上記塗布面上に塗布される上塗り
剤は、一般式R’5i(OR″)3で示されるオルガノ
トリアルコキシシランの加水分解物を必須成分とする塗
料である。式中R“はアルキル基を示し、炭素数6以下
のものが好ましい。R′はアルキル基、アリール基、ア
ルケニル基を示し、Rはさらに置換基を有していてもよ
い。R′の具体例としてはメチル基、エチル基、プロピ
ル基、インプロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェ
ニル基、ビニル基、丁−グリシジルオキシプロピル基、
T−(N−β−アミノエチル)アミノプロピル基、T−
アミノプロピル基などが挙げられる。
オルガノトリアルコキシシランの具体例としては、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
チルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、
メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシ
シラン、インプロピルトリイソプロポキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
T−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、T
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、T−(
N−β−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、丁−アミノプロピルトリメトキシシランなどの市
販のシランカップリング剤が挙げられる。これらの化合
物の中からその一皿を用いてもよいし、必要なら二種以
上の混合物を用いてもよい。
上記オルガノトリアルコキシシランの加水分解は、たと
えば酸触媒の存在下該オルガノトリアルコキシシランの
低級アルコール溶液に水を添加して行われる。低級アル
コールとしては、メタノール、エタノール、インプロパ
ツール、ブタノールなどが例示される。
また、上記加水分解にあたって、コロイダルシリカの水
性分散液を酸触媒とともに添加してもよい。このコロイ
ダルシリカは上塗り剤の硬化被膜の表面硬度を上げるの
に好結果を与える。コロイダルシリカの添加量は、オル
ガノトリアルコキシシランの100重量部(但し、固形
分で計算し、R’5iO1,5として計算する)に対し
て200重量部未満が好ましい。これを越えて用いた場
合には、得られる゛シリコーン塗膜がもろくて、密着性
の乏しいものとなりよ(ない。コロイダルシリカの分散
液は、分散シリカが5〜150ミリミクロン0Aの範囲
の粒径を一般に有する。これらのシリカの分散液は、既
に市販されている。
このようにして得られるオルガノトリアルコキシシラン
の加水分解物中には、硬化触媒として、カルボン酸塩、
例えば、酢酸ジメチルアニリン、酢酸エタノールアミン
、ギ酸ジメチルアニリン、安息香酸テトラエチルアンモ
ニウム、酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウムなど
が加えられる。
これらの触媒量は、所望の硬化条件によって変えること
ができるが、好ましくは塗料固形分に対して0.05〜
2重二%がよい。0.05重量%未満では触媒としての
働きが不十分で表面硬度の十分高い塗膜が得られない。
2重量%を越えると、溶液の寿命が短縮され、ゲルの発
生を伴い、往々にして塗膜の光学的特性が損なわれる。
この発明における上記の上塗り塗料には、上記成分のほ
か必要に応じて下塗り層との濡れ性を向上させるための
界面活性剤やその他塗膜の特性を改良する目的で帯電防
止剤などの各種添加剤を含ませることができる。この塗
料の固型分濃度としては一般に5〜30重量%とするの
が塗料の安定性、塗布操作の容易さの点で望ましい。
上記塗料は前記の下塗り面に、下塗りの場合と同様の手
法で塗布され、その後80〜150°Cで5分〜15時
間の加熱処理によって硬化される。この硬化後の厚みは
通常0.2〜5pILである。この厚みが薄すぎると耐
摩耗性などが不十分となり、逆に厚くなりすぎると硬化
時の体積収縮現象による歪や亀裂の発生などがおこりや
すくなるため、いずれも好ましくない。
〔発明の効果〕 □ 以上のように、この発明においては、プラスチック成形
品の表面に下塗り剤として有機チタン化合物を塗布乾燥
したのちこの塗布面にオルガノトリアルコキシシランの
加水分解物を必須成分とする上塗り塗料を塗布し硬化さ
せるようにしているから、硬化塗膜の硬度が高くてかつ
機械的、熱的isによる亀裂などのおこりにくい強靭性
にすぐれたものとなり、しかも下塗り剤と上塗り硬化塗
膜との相互作用によって被覆塗膜の基材プラスチックに
対する密着性にもすぐれたものとなる。
したがって、表面硬度が高くて摩擦や面突による表面傷
の発生がおこりにくい光学特性などの安定したプラスチ
ック製品を提供でき、この製品によればガラス製品に代
わるものとして建材、産業資材、光学用途などの各種分
野に非常に有利に応用することができる。
〔実施例〕
以下に、この発明の実施例を比較例と対比して記述する
。なお、以下において部とあるは重ユ部を意味するもの
とする。
実施例1 第1層目の下塗り剤としてテトラブチルチタネートの1
5重ユ%のイソプロピルアルコールF4Klを調製した
。これを100μの厚さのポリエステルフィルム面にバ
ーコーターで塗布し、80℃で10分乾燥した。このと
きの下塗り剤の膜厚は0.2μであった。
次に、メチルトリメトキシシラン200部、イソプロピ
ルアルコール160部に0.05規定の塩酸50部を加
えて、室温で加水分解反応を3時間行った。これにイソ
プロピルアルコール120m、酢酸ナトリウム12部を
添加して撹拌を行い、完全に溶解させJ:、塗り剤とし
た。
この上塗り剤を、上記の下塗り処理したポリエステルフ
ィルム面にバーコーターで塗布厚みが1声になるように
塗布し、150°Cで30分加熱した。
このようにして得られた表面高硬度化ポリエステルフィ
ルムは、表面硬度(鉛筆硬度法による)が3Hで、スチ
ールウール5ooooで強く摩擦してもほとんど傷がつ
かなかった。また、塗膜上にナイフで1朋間隔で100
個のゴバン目をつくり、その上にセロハン粘着テープを
貼りつけたのち、そのテープを急に引きはがして密着性
を調べた。その結果は、100/100であり、密着は
良好であった。
実施例2 第1層目の下塗り剤として、テトライソプロピルチタネ
ートの10重量%のイソプロピルアルコール溶液を調製
し、実施例1と同様の方法で100声厚のポリエステル
フィルム上に塗布した。膜厚は0.1μであった。
次に、10〜20m)Lの粒径のSiO220重ユ%を
含有するコロイダルシリカの水性分散液(日産化学社製
の商品名スノーテックス)150部に酢酸02部添加し
た。そこに、撹拌しながらメチルトリメトキシシラン2
00部とイソプロピルアルコール150部の溶液を添加
し、約2時間室温で加水分解反応を行った。これに、イ
ソプロピルアルコール50部、酢酸ナトリウム1.5部
を添加して撹拌を行い、完全に溶解させ上塗り剤とした
この上塗り剤を、と記の下塗り処理したポリエステルフ
ィルム面に実施例工と同様にして塗布し、150℃で3
0分間加熱処理し、2.0μ厚の上塗り塗膜を形成した
得られた表面高硬度化ポリエステルフィルムは、その表
面硬度が4Hで耐擦傷性および密着性は実施例1と同様
に良好なものであった。
実施例3 メチルトリメトキシシラン200部、T−グリシジルオ
キシプロピルトリメトキシシラン40部、イソプロピル
アルコール180部に0.05規定の塩酸80部を加え
て、室温で加水分解反応を3時間行った。これにイソプ
ロピルアルコール120部、酢酸ナトリウム0.6部、
酢酸ベンジルアンモニウム0.6部を添加して撹拌を行
い、完全に溶解させ上塗り剤とした。
この上塗り剤を、実施例1と同様の方法で下塗り処理し
たポリエステルフィルム面にバーコーターで塗布厚みか
1pnになるように塗布し、120°Cで2時間加熱し
た。
得られた表面高硬度化ポリエステルフィルムは、その表
面硬度が3Hで、耐擦傷性および密着性は実施例1と同
様に良好なものであった。
比較例 厚み100μのポリエステルフィルム面に、下塗り処理
なを行わずに直接実施例2で用いた上塗り剤を実施例2
と同様に塗布し加熱処理した。得られた塗膜の厚さは1
μであった。
この上塗り剤が塗布されたポリエステルフィルムは、表
面硬度は実施例2と同じであったが、折り曲げたりつめ
の先で軽くこするだけで塗−が容易に剥離した。
以上の結果より明らかなように、この発明により、有機
チタン化合物をプラスチック成形品に塗布乾燥したのち
オルガノトリアルコキシシランの加水分解物を必須成分
とする上塗り剤を塗布し、更に加熱処理を行ったものは
、表面硬度が高くて強靭性で耐擦傷性にすぐれるととも
にプラスチック基材への密着性において非常に優れたも
のであることが判る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プラスチック成形品の表面に、一般式Ti(OR
    )_4(Rは炭素数1〜8のアルキル基)で表わされる
    有機チタン化合物を塗布乾燥したのち、この塗布面にオ
    ルガノトリアルコキシシランの加水分解物を必須成分と
    する塗料を塗布し、加熱処理することを特徴とする表面
    高硬度化プラスチック製品の製造方法。
JP59171795A 1984-08-17 1984-08-17 表面高硬度化プラスチツク製品の製造方法 Granted JPS6151036A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02182764A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Shin Etsu Chem Co Ltd プライマー組成物とその用法
JP2015067619A (ja) * 2013-09-26 2015-04-13 住化スタイロンポリカーボネート株式会社 計器類保護カバー
JP2020530520A (ja) * 2017-08-24 2020-10-22 コーロン インダストリーズ インク コーティング用樹脂組成物及びその硬化物をコーティング層として含むコーティングフィルム

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JPS4843771A (ja) * 1971-10-07 1973-06-23

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