WO2010098481A1 - 紫外線遮蔽性積層塗膜、該積層塗膜付き基材およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ultraviolet shielding laminated coating film that forms a cured film having excellent weather resistance and ultraviolet shielding properties. Specifically, it can be easily cured by ultraviolet rays, and after curing, an ultraviolet absorption effect near 300 nm,
- the present invention relates to a weather resistant UV-shielding laminated coating film excellent in mechanical strength, stain resistance, coating film uniformity and coating film adhesion.
- this invention relates to the base material which has this ultraviolet-ray shielding laminated coating film on the surface, and its manufacturing method.
- the high energy ray-curable coating agent that is cured by ultraviolet rays is particularly suitable for surface coating of a substrate made of a thermoplastic resin having low heat resistance, and for protecting the substrate, without greatly impairing the physical strength of these substrates, There is an advantage that excellent physical properties such as stain resistance, scratch resistance and smoothness can be imparted.
- Such a high energy ray-curable coating agent is known, for example, an abrasion-resistant ultraviolet curable coating composition comprising non-silyl acrylate, colloidal silica, acryloxy functional silane and a photopolymerization initiator (Patent Document 1). It has been known.
- a high energy ray-curable composition (Patent Document 2) characterized by comprising an alkoxy group-containing organopolysiloxane and a polyfunctional acrylate, or a polyfunctional acrylate with improved physical strength
- a high energy ray-curable acryloxysilicone composition (Patent Document 3) composed of colloidal silica, organoalkoxysilane and amino-modified organopolysiloxane or a micle addition reaction product thereof is known.
- a known photopolymerization initiator can be preferably used when the composition is cured by ultraviolet rays.
- a base material made of a thermoplastic resin such as polycarbonate resin is easily photodegraded by ultraviolet rays having a wavelength of about 300 nm, and used in an environment where it is exposed to sunlight for a long time outdoors or irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of about 300 nm. Then, when the coating layer is cured, there is a problem that the coated substrate itself deteriorates.
- an ultraviolet absorber can be blended for the purpose of preventing deterioration of the thermoplastic resin substrate due to ultraviolet rays and improving weather resistance (for example, paragraph 0019 of Patent Document 3).
- an ultraviolet absorber absorbs ultraviolet rays necessary for curing the coating agent, if it is blended in a large amount in the coating agent for the purpose of improving weather resistance, the coating agent is inhibited from being cured by ultraviolet rays.
- Patent Document 5 discloses that after a polycarbonate resin is coated with an adhesion promoting primer containing about 25 to 85% of a thermosetting acrylic polymer and 15 to 75% of an ultraviolet absorber, colloidal silica-filled thermosetting organopolyester is used. An abrasion resistant polycarbonate article having a topcoat formed of siloxane is disclosed.
- a primer layer formed by coating an acrylic resin primer containing an ultraviolet absorber on the substrate with a film thickness of about 1 to 10 ⁇ m is formed on a substrate such as polycarbonate, and a silicone-based primer is formed on the primer layer. It has been proposed to obtain a substrate excellent in ultraviolet shielding properties by forming a cured coating (Patent Documents 6 to 9).
- Patent Document 6 a primer layer having a film thickness of 2 to 5 ⁇ m containing an ultraviolet absorber is provided on a polycarbonate substrate, and a composition comprising a colloidal silica-containing organopolysiloxane composition is applied on the primer.
- a polycarbonate molded product characterized by being molded after being semi-cured has been proposed (Patent Document 6, Claims, Paragraph 0011, etc.).
- Patent Documents 7 to 9 a primer layer containing a UV absorber and the like and having a film thickness of 1 to 10 ⁇ m, preferably 3 to 8 ⁇ m is sequentially coated with a silicone hard coat on a transparent substrate.
- An ultraviolet absorbing transparent body has been proposed (for example, the claim of Patent Document 7 and paragraph 0016).
- the present inventors have developed a polyfunctional acrylate, colloidal silica, acryloxy functional silane, an ultraviolet absorber having an absorption wavelength at 220 to 400 nm, and a photopolymerization initiator having an absorption wavelength at 300 to 450 nm.
- a photocurable resin composition is applied onto a substrate such as a polycarbonate resin, an acrylic resin primer layer having a thickness of 1 to 20 ⁇ m is used in combination. Proposed to do (Patent Document 10).
- a base material provided with a film obtained by curing such a photocurable resin composition is not easily deteriorated by ultraviolet rays and has excellent adhesion to the base material, so that it has satisfactory performance particularly in terms of weather resistance and physical strength. Demonstrate.
- the object of the present invention is that it can be easily cured by ultraviolet rays, and after curing, the UV absorption effect near 300 nm, the physical strength, the stain resistance, the uniformity of the coating film, and the weather resistance excellent in the adhesion of the coating film. It is providing the ultraviolet-ray shielding laminated coating film of this. Moreover, the objective of this invention is providing the base material which has this ultraviolet-ray shielding laminated coating film on the surface, and its manufacturing method.
- the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention comprises (I) a primer layer containing 100 parts by mass of a curable resin and 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber, and having a thickness of 10 to 200 ⁇ m at the time of application, [Content of UV absorber per 100 parts by mass of curable resin raw material monomer (parts by mass)] ⁇ [film thickness ( ⁇ m) when applying primer layer] is in the range of 100 to 1000 Primer layer, (II) comprising a cured layer obtained by photocuring a photocurable resin composition containing the following components (A) to (D) formed on the surface of the primer layer by irradiation with high energy rays. It is an ultraviolet shielding laminated coating film.
- A 100 mass parts of polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate
- B 1 to 100 parts by mass of an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond
- C Colloidal silica 1 to 300 parts by mass
- D Photopolymerization initiator 0.01 to 30 parts by mass
- the primer layer is such that the curable resin is (a) an acrylic resin, and the curable resin raw material monomer is (a1) an acrylic resin raw material monomer. Can be used.
- the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention preferably includes (I) (a) 100 parts by mass of an acrylic resin, and (b) 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber, Is a primer layer of 10 to 200 ⁇ m, [(a1) (b) content of ultraviolet absorber per 100 parts by mass of acrylic resin raw material monomer (parts by mass)] ⁇ [film thickness at the time of applying the primer layer ( ⁇ m)] in the range of 100 to 1000, an acrylic primer layer, (II) comprising a cured layer obtained by photocuring a photocurable resin composition containing the following components (A) to (D) formed on the surface of the primer layer by irradiation with high energy rays.
- the acrylic primer layer (I) is preferably a primer layer obtained by curing a primer coating composition containing the following components (a1) to (d).
- (A1) Acrylic resin raw material monomer 100 parts by mass, (B) 5 to 100 parts by weight of an ultraviolet absorber, (C) hindered amine light stabilizer 0.1 to 20 parts by mass and (d) 1 to 100 parts by mass of an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond
- the acrylic resin raw material monomer as component (a1) is: More specifically, it is a radical copolymerizable mixture comprising an acrylate ester monomer, a methacrylate ester monomer, or a monomer thereof and an unsaturated bond-containing monomer copolymerizable with these monomers.
- the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention has a specific range of the amount of the ultraviolet absorber in the primer layer and the film thickness when the primer layer is applied, and both are [100 parts by mass of curable resin raw material monomer.
- (B) content of UV absorber (part by mass)] ⁇ [film thickness when applying primer layer ( ⁇ m)] is within the range of 100 to 1000 Features.
- [(b) UV absorber content (100 parts by mass) per 100 parts by mass of the curable resin raw material monomer] ⁇ [film thickness ( ⁇ m) when the primer layer is applied] is in the range of 120 to 600.
- the range of 160 to 400 is particularly preferable.
- the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention contains a polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond, colloidal silica, and a photopolymerization initiator on the primer layer.
- a second feature is that the silicone-based photocurable resin composition is provided as an overcoat layer.
- the substrate with an ultraviolet shielding multilayer coating film of the present invention is such that the substrate surface is coated with the ultraviolet shielding multilayer coating film, and the substrate has a thickness in the range of 0.005 m to 0.1 m.
- a transparent plate-like polycarbonate resin is preferable.
- the above-mentioned substrate with an ultraviolet shielding laminated coating film has a film thickness at the time of applying a primer coating composition containing 100 parts by mass of a curable resin raw material monomer and 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber on the surface of the substrate.
- A 100 mass parts of polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate
- B 1 to 100 parts by mass of an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond
- C Colloidal silica 1 to 300 parts by mass
- D Photopolymerization initiator 0.01 to 30 parts by mass
- the ultraviolet ray shielding laminated coating film of the present invention contains a specific polyfunctional acrylate or polyfunctional methacrylate, an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond, colloidal silica, and a photopolymerization initiator in an overcoat layer. Since it has a cured layer made of a silicone-based photocurable resin composition, it can be easily cured by ultraviolet rays. After curing, it is based on a cured coating that has excellent physical strength, stain resistance, and coating uniformity. The material can be coated.
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention comprises a primer layer comprising a specific amount of an ultraviolet absorber and comprising a curable resin having a film thickness at the time of application in a specific range.
- the overcoat layer is firmly adhered to the substrate surface through the primer layer and exhibits excellent ultraviolet shielding properties. For this reason, it is excellent in the adhesion and weather resistance of the coating film, in particular, the ultraviolet absorption effect.
- the base material is not subject to deterioration due to ultraviolet light having a wavelength of about 300 nm. It is possible to provide a UV-shielding laminated coating film in which the adhesiveness to is maintained for a long period of time.
- the ultraviolet shielding multilayer coating film of the present invention is a primer layer containing (I) 100 parts by mass of a curable resin and 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber, and having a coating thickness of 10 to 200 ⁇ m when applied.
- a primer characterized in that the content of UV absorber per 100 parts by mass of the curable resin raw material monomer (parts by mass)] ⁇ [film thickness when applying the primer layer ( ⁇ m)] is in the range of 100 to 1000
- the first feature is to provide a layer. Since the primer layer contains an ultraviolet absorber, the laminated coating film of the present invention is provided with ultraviolet shielding properties.
- the primer layer is mainly composed of a curable resin, and a specific silicone-based photocurable resin composition to be described later is firmly adhered to the base material. Improves adhesion to the substrate.
- the primer layer containing the ultraviolet absorber is covered with an overcoat layer formed by curing a silicone-based photocurable resin composition, and thus used for a long time. In this case, elution of the ultraviolet absorber is prevented, and excellent ultraviolet shielding properties are maintained.
- the curable resin is a main component of the primer layer, and is a synthetic resin curable resin obtained by polymerizing a curable resin raw material monomer.
- a curable resin is not particularly limited as long as it can be used as a primer for improving adhesion to a substrate and has excellent compatibility with an ultraviolet absorber.
- any of photocuring type by high energy ray irradiation may be used.
- the curable resin include acrylic resins, urethane resins, fluorine resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, epoxy resins, and polyolefin resins.
- Examples of the curable resin raw material monomer include acrylate ester monomers, methacrylic acid ester monomers, polyfunctional acrylates or polyfunctional methacrylates as acrylic resin raw material monomers.
- examples of the urethane resin material monomer include isocyanate monomers such as diisocyanate and polyol monomers such as glycol.
- examples of the fluororesin raw material monomer include a fluorinated olefin monomer.
- Examples of the polyester resin raw material monomer include polyvalent carboxylic acids such as terephthalic acid and polyol monomers such as glycol.
- polyamide resin raw material monomers examples include amide monomers such as ⁇ -caprolactam, diamine monomers such as hexamethylenediamine, and polyvalent carboxylic acids such as terephthalic acid.
- polyimide resin raw material monomer examples include tetracarboxylic dianhydride and diamine monomer, which are raw materials of polyamic acid (polyamic acid) which is a prepolymer of polyimide resin.
- the epoxy resin raw material monomer examples include aromatic monomers such as bisphenol and epoxy functional compounds such as epichlorohydrin.
- the polyolefin resin raw material monomer examples include unsaturated hydrocarbon monomers such as ethylene and propylene.
- curable resins can be obtained by polymerizing or copolymerizing the above curable resin raw material monomers by a known polymerization method. Since it can be easily heat-cured or photocured on the base material, the curable resin constituting the primer layer of the present invention is preferably an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin or a polyamide resin. is there.
- a suitable curable resin is (a) an acrylic resin, and a monomer suitable as the curable resin raw material monomer is (a1) an acrylic resin raw material monomer.
- the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention preferably contains (I) (a) 100 parts by mass of an acrylic resin and (b) 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber, Is a primer layer having a thickness of 10 to 200 ⁇ m, [(a1) acrylic resin raw material monomer (b) content of UV absorber per 100 parts by mass (parts by mass)] ⁇ [film thickness at the time of applying the primer layer ( ⁇ m)] is in the range of 100 to 1000, and the first characteristic is that it comprises an acrylic primer layer. Since the primer layer contains an ultraviolet absorber, the laminated coating film of the present invention is provided with ultraviolet shielding properties. Furthermore, since the primer layer contains an acrylic resin, a specific silicone-based photocurable resin composition described later is firmly adhered to the substrate, and the laminated coating film of the present invention is applied to the substrate. Improve adhesion.
- the component (a) is an acrylic resin that is a main component of the primer layer, and examples of the main component include polyacrylic resin, polymethacrylic resin, polyfunctional acrylate, and polyfunctional methacrylate polymer.
- the acrylic resin those having polyacrylic resin or polymethacrylic resin as the main component are preferred, and those having polymethacrylic resin as the main component can be used particularly preferably.
- the acrylic resin forms a primer layer excellent in ultraviolet shielding property by blending an ultraviolet absorber, and remarkably improves adhesion with the silicone-based photocurable resin composition forming the overcoat layer of the present invention. be able to.
- the acrylic resin as component (a) is a polymer having (a1) an acrylic resin raw material monomer as a structural unit, and in the present invention, it contains (a1) an acrylic resin raw material monomer and a known polymerization initiator. It can be obtained by applying the primer coating composition on a substrate and irradiating it with heat or high energy rays such as ultraviolet rays.
- the acrylic resin raw material monomer is more specifically a monomer containing an acrylic ester monomer, a methacrylic ester monomer, a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and is selected from these monomers.
- One kind or a mixture of two or more kinds can be used.
- the (a1) acrylic resin raw material monomer that can be used in the present invention includes a monomer mixture composed of these monomers and unsaturated bond-containing monomers copolymerizable with these monomers.
- One or more monomers selected from the group consisting of monomers, methacrylic acid ester monomers, polyfunctional acrylates and polyfunctional methacrylates, 70 to 100% by mass and containing unsaturated bonds copolymerizable with these monomers A monomer mixture composed of 0 to 30% by mass of monomers can be used.
- the acrylic resin raw material monomer is preferably a monomer mixture composed of an acrylic ester monomer, a methacrylic ester monomer or these monomers and an unsaturated bond-containing monomer copolymerizable with these monomers. is there.
- acrylic acid ester monomers that are alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n -A methacrylic acid ester monomer which is an alkyl methacrylate such as butyl methacrylate can be preferably used.
- unsaturated bond-containing monomers copolymerizable with these monomers include aromatic vinyl compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, and vinyl toluene.
- the acrylic resin as component (a) is based on the above-mentioned methacrylate ester from the viewpoint of adhesion to the substrate of the obtained ultraviolet shielding laminated coating film and ultraviolet shielding properties due to the blending of the ultraviolet absorber.
- a polymethacryl resin which has a monomer as a main component as a main component is suitable.
- 75 to 100% by mass of the component (a1) is methyl methacrylate, and a polymethyl methacrylate resin obtained by polymerizing the component (a1) is preferable.
- the ultraviolet absorber is a component that imparts ultraviolet shielding properties to the laminated coating film of the present invention.
- the component (b) is a curable resin, preferably (a) an acrylic resin, 5 parts per 100 parts by mass. ⁇ 100 parts by mass is blended.
- the primer coating agent composition for forming the primer layer contains a curable resin raw material monomer, preferably (a1) an acrylic resin raw material monomer and (b) an ultraviolet absorber at a stage before curing. To do. Therefore, the blending amount of the component (b) is the blending amount with respect to 100 parts by mass of the (a1) acrylic resin raw material monomer before the acrylic resin is cured to form the primer layer.
- the blending amount of the (b) ultraviolet absorber is within the range of 5 to 100 parts by mass, preferably 7 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the curable resin, preferably (a) acrylic resin. More preferably 7.5 to 40 parts by mass, and most preferably 8 to 20 parts by mass.
- the compounding quantity of a ultraviolet absorber is less than the said minimum, the ultraviolet-shielding property of the laminated coating film concerning this invention will become inadequate.
- the adhesiveness to the substrate of the cured film made of the silicone-based photocurable resin composition is insufficient, Adhesion failure such as peeling of the laminated coating film of the present invention occurs.
- the ultraviolet absorber is (b1)
- An ultraviolet absorber having an absorption wavelength of 260 to 400 nm is preferable.
- the component (b) is particularly preferably an ultraviolet absorber having an absorption wavelength at 220 to 400 nm selected from the group consisting of hydroxyphenyltriazine compounds, benzophenone compounds and cyanoacrylate compounds. It can be used alone or in combination of two or more.
- component (b) is 2- [4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl) oxy] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3. 1-methoxy of 5-triazine and 2- [4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl) oxy] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazine 2-propanol solution, 2- [4-[(2-hydroxy-3- (2′ethyl) hexyl) oxy] -2-hydroxyphenyl] -4,6-bis (2,4-dimethylphenyl) -1 , 3,5-triazine, 2- (2hydroxy-4- [1-octylcarbonylethoxy] phenyl) -4,6-bis (4-phenylphenyl) -1,3,5-triazine, etc.
- Benzophenone compounds such as 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone; 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylate
- one or more ultraviolet absorbers selected from cyanoacrylate compounds such as ethyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylate.
- cyanoacrylate compounds such as ethyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylate.
- Most preferred is a hydroxyphenyltriazine compound.
- UV absorbers are commercially available, and product numbers (registered trademark: TINUVIN, TINUVIN) provided by Ciba Specialty Chemical Co., Ltd. as “UV absorbers for hydroxyphenyltriazine compounds”: “TINUVIN400”, “TINUVIN405” ”,“ TINUVIN479 ”can be preferably used, and“ TINUVIN400 ”(registered trademark: TINUVIN, Tinuvin) can be particularly preferably used.
- the primer layer constituting the ultraviolet-absorbing laminated coating film of the present invention contains a curable resin, preferably (a) 100 parts by mass of an acrylic resin and (b) 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber, and is cured.
- the primer coating composition for forming the primer layer comprises a curable resin raw material monomer, preferably (a1) 100 parts by mass of an acrylic resin raw material monomer and (b) 5 to 100 parts by mass of an ultraviolet absorber. More preferably, it is more preferable to further contain (c) a hindered amine light stabilizer.
- this component (c) has an effect of capturing radical species generated by ultraviolet irradiation, when used in combination with the above-mentioned ultraviolet absorber (component (b)), the UV protection effect and weather resistance of the primer layer described above can be obtained.
- an excellent synergistic effect can be obtained.
- Such a hindered amine light stabilizer may be a low molecular weight type or a high molecular weight type.
- two or more types of (c) hindered amine light stabilizers can be mixed and blended in the primer layer constituting the ultraviolet absorbing laminated coating film of the present invention. From the viewpoint of adhesion between the ultraviolet-absorbing laminated coating film of the present invention and a substrate, particularly a substrate made of a polycarbonate resin, a low molecular weight type hindered amine light stabilizer is preferred.
- These light stabilizers are commercially available and are part numbers (registered trademarks: TINUVIN, Tinuvin) provided by Ciba Specialty Chemical Co., Ltd .: “TINUVIN 111 FDL”, “TINUVIN 123”, “TINUVIN 144”, “ TINUVIN 152 ",” TINUVIN 292 “,” TINUVIN 5100 “, etc. can be mentioned, and the structure of these light stabilizers is as follows.
- the amount of component (c) is 0.1% relative to 100 parts by mass of the synthetic resin raw material monomer, preferably (a1) acrylic resin raw material monomer. Is 20 parts by mass, preferably 0.5-15 parts by mass, and preferably 1-10 parts by mass. If the amount is less than the above lower limit, the UV shielding property and weather resistance of the primer layer that are generated as a synergistic effect with the component (b) may be insufficient, and if the amount of the component (c) is too large, When the primer layer is cured by ultraviolet rays, the curing characteristics of the primer layer may be deteriorated.
- the primer coating composition which is cured to form the primer layer further includes (d) an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond.
- This component (d) is a component that improves the degree of crosslinking of the primer layer by crosslinking with the (a1) acrylic resin raw material monomer and imparts curability to the primer coating composition by heating or irradiation with high energy rays.
- Component (d) may or may not contain a fluorine atom, but generally does not contain a fluorine atom.
- the component (d) is preferably a compound represented by the general formula: R 1 a YSi (OR 2 ) 3-a .
- R 1 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group (for example, having 1 to 20 carbon atoms) having no aliphatic unsaturated bond, and includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, Examples include alkyl groups such as isobutyl group, octyl group and decyl group; aryl groups such as phenyl group; and fluoroalkyl groups such as 3,3,3-trifluoromethyl group, perfluorobutylethyl group and perfluorooctylethyl group.
- R 2 is an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.
- Y is a monovalent organic group (for example, having 1 to 10 carbon atoms) having an aliphatic unsaturated bond, and is a methacryloxy group, an acryloxy group, a 3- (methacryloxy) propyl group, or a 3- (acryloxy) group. Examples include acrylic group-containing organic groups such as propyl group; alkenyl groups such as vinyl group, hexenyl group and allyl group; styryl group and vinyl ether group. a is 0 or 1;
- component (d) examples include 3-methacryloxytrimethoxysilane, 3- (methacryloxy) propyltrimethoxysilane, 3- (methacryloxy) propyltriethoxysilane, and 3- (methacryloxy) propylmethyldimethoxy.
- Examples include silane, 3- (acryloxy) propyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, and allyltriethoxysilane.
- the amount of component (d) is 1 to 100 based on 100 parts by mass of the synthetic resin raw material monomer, preferably (a1) acrylic resin raw material monomer. Parts by mass, preferably 5 to 50 parts by mass.
- the primer coating composition containing the above components (a1) to (d) can be applied on a substrate and heated by any method to form a thermosetting primer layer on the substrate surface. it can.
- a photocurable primer layer is formed by irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays, it is necessary to add a known photopolymerization initiator to the primer coating composition.
- the above photopolymerization initiator is (e) a photopolymerization initiator having an absorption wavelength at a wavelength of 360 to 450 nm. It is preferable that Since the primer layer of the present invention contains (b) an ultraviolet absorber, when a photopolymerization initiator having absorption at a wavelength lower than 300 nm is used, it inhibits curing against irradiation of high energy rays such as ultraviolet rays. This is because it may happen.
- Particularly preferred components (e) include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 1-hydroxy -Cyclohexyl-phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1-one can be exemplified.
- photopolymerization initiators are commercially available, and product numbers (registered trademark: Irgacure) provided by Ciba Specialty Chemical Co., Ltd .: “Irgacure 907”, “Irgacure 184”, “Irgacure 369” and the like are suitable. Can be used.
- the primer layer contains a curable resin, preferably the component (a) and the component (b), and optionally contains the components (c) to (e).
- cures and forms said primer layer contains a curable resin raw material monomer,
- the said component (a1) and component (b) suitably, Furthermore, the said optionally (C) to (e).
- a radical polymerization initiator can be further used instead of or together with the photopolymerization initiator optionally used for photocuring.
- the radical polymerization initiator is a component that accelerates thermal curing of the primer layer, and conventionally known compounds generally used in radical polymerization methods are used. Specifically, 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), etc.
- Organic peroxides such as azobis compounds; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate are exemplified.
- a known silanol condensation catalyst can be blended together with the radical polymerization initiator.
- an organic solvent can be mix
- the primer coating composition described above may contain an antioxidant, a thickener, a leveling agent, an antifoaming agent, an antisettling agent, a dispersing agent, an electrification agent as necessary as long as the object of the present invention is not impaired.
- Surfactants such as anti-fogging agents and anti-fogging agents; colorants such as various pigments and dyes; fillers such as aluminum paste, talc, glass frit and metal powder; butylated hydroxytoluene (BHT), phenothiazine (PTZ), etc.
- BHT butylated hydroxytoluene
- PTZ phenothiazine
- An acrylate self-polymerization inhibitor or the like can be added and blended.
- the primer layer constituting the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention is required to have a thickness of 10 to 200 ⁇ m at the time of application, preferably a thickness of 12.5 to 50 ⁇ m, Particularly preferably, the film thickness is in the range of 15 to 30 ⁇ m. If the thickness of the primer layer is less than the lower limit, the primer layer that shields ultraviolet rays is too thin, and the ultraviolet shielding property of the laminated coating film may be insufficient. On the other hand, if the thickness of the primer layer exceeds the above upper limit, the primer layer for enhancing the adhesion to the substrate is too thick, and as a result, a silicone-based photocurable resin that forms the overcoat layer of the present invention. Adhesion with the composition cannot be sufficiently improved, and adhesion failure such as peeling of the laminated coating film of the present invention from the substrate occurs.
- the primer layer constituting the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention is a protective layer that firstly shields ultraviolet rays, and secondly, a cured product comprising a silicone-based photocurable resin composition that is an overcoat layer; It is a layer that improves adhesion to the substrate.
- the blending amount of the ultraviolet absorber is increased, the ultraviolet shielding property of the entire laminated coating film is improved, but the cured product and the substrate made of the silicone-based photocurable resin composition via the primer layer The adhesion of is reduced.
- the primer layer is too thin, the effect of improving the adhesion is insufficient and the ultraviolet shielding property is also lowered.
- the primer layer is too thick, the effect of improving the adhesion between the cured product composed of the silicone-based photocurable resin composition and the substrate is insufficient.
- the blending amount of the UV absorber in the primer layer and the film thickness of the primer layer are closely related to the UV shielding property and adhesion to the substrate of the laminated coating film of the present invention, respectively, and are in conflict.
- the object of the present invention cannot be achieved unless the two are in a certain relationship.
- the primer layer (I) constituting the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention comprises [the content of the ultraviolet absorbent per 100 parts by mass of the curable resin raw material monomer (parts by mass)] and [primer The value obtained by multiplying the film thickness ( ⁇ m) at the time of applying the layer is in the range of 100 to 1000. Even when the content of the ultraviolet absorber is at the upper limit value or the lower limit value and the film thickness when the primer layer is applied is at the upper limit value or the lower limit value, the value does not satisfy the above relationship. In this case, either the ultraviolet shielding property or the adhesion to the substrate is insufficient.
- the blending amount of the UV absorber or the thickness of the primer layer is within the above range. If it is not within the range, either the ultraviolet shielding property or the adhesion to the substrate of the laminated coating film obtained is insufficient, and the object of the present invention cannot be achieved.
- a preferable curable resin is an acrylic resin, and [(a1) acrylic resin raw material monomer (b) content of UV absorber per 100 parts by mass (parts by mass)] and [application of primer layer]
- the value obtained by multiplying the film thickness ( ⁇ m)] is preferably in the range of 120 to 600, more preferably in the range of 140 to 500, and particularly preferably in the range of 160 to 400. Most preferably, it is in the range of 170 to 350, and the laminated coating film comprising the acrylic primer layer and the silicone-based photocured material is a protective layer for a substrate excellent in ultraviolet shielding properties and adhesion to the substrate. It becomes.
- a photocurable resin composition comprising the following components (A) to (D) formed on the surface of the primer layer, which constitutes the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention, is converted into a high energy ray.
- the cured layer that is photocured by irradiation will be described in detail.
- C Colloidal silica 1 to 300 parts by mass
- D Photopolymerization initiator 0.01 to 30 parts by mass
- the cured layer formed by photocuring the above-mentioned photocurable resin composition has hardness, oil stain adhesion prevention, oil stain wipeability, scratch resistance, transparency, water repellency, adhesion, smoothness and uniformity. It is an excellent weather-resistant cured film that is firmly adhered to the base material via the primer layer described above, and serves to protect the base material as an overcoat layer.
- the photo-curable resin composition is essentially composed of the component components (A) to (D), but preferably further includes the following components (E) to (F). .
- F Organic solvent containing alcohol 10 to 1000 parts by mass
- the photocurable resin composition may optionally include the following component (G).
- (G) 0.5 to 20 parts by mass of water
- Component (A) is a polyfunctional acrylate or a polyfunctional methacrylate, and is a component that imparts ultraviolet ray curability to the composition.
- the component (A) is preferably a polyfunctional acrylate and may or may not contain a fluorine atom and / or a silicon atom, but preferably does not contain a fluorine atom and a silicon atom.
- Such a polyfunctional acrylate is a bifunctional or higher (for example, bifunctional to 20 functional) acrylate monomer or a bifunctional or higher (for example, bifunctional to 20 functional) acrylate oligomer, and is curable. From the viewpoint, it is preferable to use an acrylate having 5 or more functionalities (for example, 5 to 10 functionalities).
- polyfunctional acrylates include 1,6-hexanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, and tripropylene glycol diacrylate.
- Bifunctional acrylate monomers such as acrylate, polyethylene glycol diacrylate, bisphenol A dimethacrylate; Trifunctional acrylate monomers such as roll propane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol monohydroxytriacrylate, trimethylolpropane triethoxytriacrylate; tetrafunctional acrylate monomers such as pentaerythritol tetraacrylate and ditrimethylolpropane tetraacrylate Acrylate monomers having five or more functionalities such as dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol
- polyfunctional acrylates may be used alone or in combination of two or more. Among them, it is preferable to contain an acrylate having five or more functional groups, and the content thereof is preferably 30% by weight or more (for example, 30% to 100% by weight) of the component (A), and more preferably 50% by weight or more. 80% by weight or more is more preferable.
- Component (B) is an organoalkoxysilane having an aliphatic unsaturated bond, and the same components as the above component (d) are exemplified.
- a component (B) improves the affinity with a component (A) by surface-treating (C) colloidal silica, and provides the said composition with favorable storage stability.
- it is also a component which provides ultraviolet sclerosis
- the compounding amount of the component (B) is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), and preferably 5 to 50 parts by mass.
- Component (C) is colloidal silica, and is a component that improves the scratch resistance by increasing the hardness of the film formed by curing the photocurable resin composition.
- the amount of component (C) is 1 to 300 parts by weight, preferably 5 to 200 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A).
- the silica surface may be modified by the hydrolysable silicon group or silanol group.
- component (B) since the treatment effect of the silica surface by component (B) is obtained, there is an advantage that even unmodified colloidal silica can be used.
- Such unmodified colloidal silica is available in acidic or basic dispersion form.
- any form of colloidal silica can be used, but when basic colloidal silica is used, it prevents gelation of the composition and prevents precipitation of silica from the colloidal dispersion. Therefore, it is preferable to make the dispersion acidic by means such as addition of an organic acid.
- the dispersion medium of component (C) is not particularly limited, but a solvent having a relatively low boiling point (for example, 30 to 200 ° C., particularly 40 to 120 ° C. at 1 atm) from the standpoint of dryness, that is, a normal solvent A solvent for paint is preferred.
- a dispersion medium specifically, water; methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-methylpropanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol, propylene glycol monomethyl ether (PGM), Alcohols such as polyethylene glycol monomethyl ether (PGME) (for example, 1 to 20 carbon atoms); cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve (for example, 1 to 10 carbon atoms); dimethylacetamide, toluene, Examples include xylene, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, acetone and the like.
- PGM propylene glycol monomethyl ether
- Alcohols such as polyethylene glycol monomethyl ether (PGME) (for example, 1 to 20 carbon atoms)
- cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cello
- colloidal silica dispersion an integral body of colloidal silica and a dispersion medium in which the colloidal silica is dispersed is referred to as a colloidal silica dispersion.
- the average particle diameter of colloidal silica is suitably 200 nm or less from the viewpoint of its dispersibility, the average particle diameter is preferably 1 to 100 nm, and particularly preferably 1 to 50 nm.
- the content of colloidal silica that is, the concentration is arbitrary, but is preferably 10 to 70% by weight for ease of handling.
- Component (D) is a photopolymerization initiator and is a component that accelerates the curing of the composition of the present invention by irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays.
- high energy rays such as ultraviolet rays.
- ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention when the above-mentioned photocurable resin composition is cured by ultraviolet irradiation, ultraviolet rays near 300 nm that promote photodecomposition / degradation of polycarbonate resin and the like are under the cured layer.
- the photodecomposition / deterioration of the base material made of polycarbonate resin or the like can be suppressed by being absorbed by the primer layer.
- Component (D) is a photopolymerization initiator, and more specifically, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2- Morpholinopropan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenylketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1-one, bis-2,6-dimethoxybenzoyl -Photopolymerization initiator selected from -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone These are preferably used alone or in combination. It can be used in combination or more.
- (D1) a photopolymerization initiator having an absorption wavelength at 300 to 450 nm is used as component (D). It can be used suitably.
- (D2) a photopolymerization initiator having an absorption wavelength at 360 to 450 nm is most preferably used. Examples of these photopolymerization initiators include the same components as the above component (e).
- Component (D) is blended in an amount of 0.01 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of component (A). From the viewpoint of improving the weather resistance of the cured film and the curing characteristics of the entire composition, 5 to 20 It is preferable that it is a mass part. This is because if the amount is less than the lower limit, the ultraviolet curable property of the composition is insufficient, and if it exceeds the upper limit, the physical strength of the resulting cured film may be lowered.
- the above-mentioned photo-curable resin composition is essentially composed of the above-mentioned components (A) to (D), but it is preferable to optionally contain (E) an amino-modified organopolysiloxane.
- Component (E) is a component that imparts water repellency and lubricity to the cured film constituting the overcoat layer.
- Examples of the amino-functional organic group of component (E) include 2-aminoethyl group, 3-aminopropyl group, 3- (2-aminoethyl) aminopropyl group, and 6-aminohexyl group.
- Examples of the group bonded to the silicon atom other than the amino-functional organic group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group; an aryl group such as a phenyl group; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group; Is mentioned.
- a methyl group is preferable.
- the molecular structure of the organopolysiloxane is preferably linear or partially linear.
- the siloxane polymerization degree is preferably in the range of 2 to 1000, more preferably in the range of 2 to 500, and particularly preferably in the range of 2 to 300.
- an organopolysiloxane having a primary amino group represented by the following formula is preferably exemplified.
- Me is a methyl group.
- the amount of component (E) is 0.2 to 20 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of component (A).
- the amount of component (E) is such that the molar amount of total amino groups in component (E) is less than the molar amount of acrylate functional groups or methacrylate functional groups in component (A). It is more preferable.
- the weight of the component (E) is 1/5 or less of the weight of the component (A) because good performance can be obtained.
- the above-mentioned photocurable resin composition can further contain a solvent, for example, an organic solvent, particularly alcohol, as a diluent, and (F) an organic solvent containing alcohol is particularly preferably used.
- a solvent for example, an organic solvent, particularly alcohol, as a diluent, and (F) an organic solvent containing alcohol is particularly preferably used.
- Component (F) may be alcohol alone or a mixture of alcohol and other solvents. Two or more alcohols and other solvents may be used in combination.
- the amount of component (F) is preferably in the range of 10 to 1000 parts by weight, preferably in the range of 10 to 500 parts by weight, relative to 100 parts by weight of component (A). More preferred.
- Component (F) specifically includes alcohol, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene.
- examples include alcohols such as glycol monomethyl ether and polyethylene glycol monomethyl ether (PGME).
- examples of organic solvents other than alcohol include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone (for example, 2 to 20 carbon atoms); aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene (for example, 2 to 20 carbon atoms).
- Aliphatic hydrocarbons such as hexane, octane, heptane (for example, 5 to 20 carbon atoms); Organochlorine solvents such as chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, carbon tetrachloride (for example, 1 to 20 carbon atoms) ); Esters such as ethyl acetate, butyl acetate and isobutyl acetate (for example, having 1 to 20 carbon atoms).
- the content of alcohol is preferably in the range of 10 to 90% by weight, more preferably 30 to 70% by weight, based on the total amount of all solvents.
- said photocurable resin composition can mix
- component (G) is an optional component used for hydrolysis of component (B), and the blending amount thereof is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (B). A range of ⁇ 30 parts by mass is more preferred.
- a component (G) reacts with the silanol group of the colloidal silica surface of a component (C) normally, and is further hydrolyzed by this component (G). For this reason, the compounding quantity of this component (G) may be less than the quantity which can hydrolyze a component (B) completely.
- the photocured layer made of the above photocurable resin composition is an overcoat layer, and is excellent in hardness, oil stain adhesion prevention property, oil stain dirt wiping property, and scratch resistance.
- the primer layer has a function of improving ultraviolet shielding properties and adhesion of the photocured layer.
- (H) 0.01 to 20 parts by mass of an ultraviolet absorber and (J) 0.1 to 15 parts by mass of a hindered amine light stabilizer can be added to the above-described photocurable resin composition.
- the function of the shielding laminated coating film can be further improved.
- a different kind of ultraviolet absorber or hindered amine light stabilizer from that blended in the primer layer can be blended in the overcoat layer, thereby further improving the ultraviolet shielding property.
- Examples of the (H) ultraviolet absorber or (J) hindered amine light stabilizer that can be blended in the photocurable resin composition include the same components as the component (b) or the component (c).
- (H1) an ultraviolet absorber 0.01 to 20 having an absorption wavelength at 220 to 400 nm. It is particularly preferred to use in combination with 0.01 to 30 parts by mass of a photopolymerization initiator having an absorption wavelength at 300 parts by mass and (D1) 300 to 450 nm. Curing of the composition of the present invention can be accelerated by ultraviolet rays having a slightly longer wavelength of 300 to 450 nm as compared with ultraviolet rays having a short wavelength of 220 to 400 nm absorbed by the component (H1). ) Has the advantage that the photocurable resin composition that cures and becomes an overcoat layer can be quickly and easily cured with ultraviolet rays, without being substantially inhibited by the ultraviolet absorber of component (H1). Because.
- tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxy
- alkylalkoxysilanes such as silane.
- an antioxidant such as antistatic agents and antifogging agents; colorants such as various pigments and dyes; fillers such as aluminum paste, talc, glass frit and metal powders; butylated hydroxytoluene (BHT) and phenothiazine (PTZ)
- BHT butylated hydroxytoluene
- PTZ phenothiazine
- acrylate self-polymerization inhibitor such as phenothiazine (PTZ)
- PTZ phenothiazine
- the above-mentioned photocurable resin composition has a uniform appearance because of excellent compatibility of each component, and when applied on the primer layer, a uniform and excellent coating film can be formed. Moreover, when it apply
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention comprises: (I) a primer layer, and (II) a photocurable resin composition applied to the substrate and sequentially cured by a cured layer obtained by photocuring with high energy rays. Can be obtained by coating.
- the substrate to be coated with the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention is not particularly limited, but a substrate made of a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin that is easily photodegradable by ultraviolet rays having a wavelength of about 300 nm is most preferable.
- a substrate made of a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin that is easily photodegradable by ultraviolet rays having a wavelength of about 300 nm is most preferable.
- the material include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene terephthalate and copolymers thereof; and polyoxymethylene.
- Polyamide resins such as polystyrene, poly (meth) acrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polycarbonate, cellophane, polyimide, polyetherimide, polyphenylene sulfone, polysulfone, polyether ketone, ionomer resin, fluororesin Resin: Thermosetting such as melamine resin, polyurethane resin, epoxy resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, urea resin, silicone resin Plastics such as functional resin, glass, ceramics, aluminum, zinc, iron, nickel, cobalt, copper, tin, titanium, gold, silver, platinum or alloys containing these, concrete, wood, fiber fabric, fiber , Non-woven fabric, leather, paper, and stone (including marble).
- Thermoplastics such as polystyrene, poly (meth) acrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polycarbonate, cellophane, polyimide
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention has an ultraviolet absorption effect at a wavelength of around 300 nm, hardness, oil / fouling stain-preventing property, oil / fouling stain-wiping property, scratch resistance, transparency, water repellency, adhesion, smoothness and uniformity. It is an excellent weather-resistant coating film.
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention is a base material used in an environment where it is exposed to sunlight for a long time, particularly outdoors, and is required to have aesthetics and strength (more specifically, It is suitable for applications that cover the surface of automotive window glass substitute plastic members, building material window glass substitute plastic members, and the like.
- thermoplastic plastic As the material of the base material covered with the ultraviolet shielding multilayer coating film of the present invention, a thermoplastic plastic is preferable. Since the transparency is excellent and the weather resistance and physical strength can be remarkably improved, it is particularly preferable to coat the polycarbonate resin with the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention.
- the shape of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a film shape, a sheet shape, a bottle shape, and a solid shape. Among these, a thermoplastic plate or a thermoplastic film is preferable.
- the thickness of the substrate is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 100 ⁇ m in the case of a film or sheet, and in the range of 0.001 to 0.1 m in the case of a thick plate. is there.
- a polycarbonate resin base material with an ultraviolet shielding multilayer coating film obtained by coating both sides or one side of a plate-like polycarbonate resin having a thickness of 0.001 m to 0.1 m with the ultraviolet shielding multilayer coating film of the present invention. Can be easily obtained.
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention is substantially transparent, the light transmittance of visible light having a wavelength of 420 nm or more of the plate-like polycarbonate resin as a substrate is 80% or more, and the obtained ultraviolet shielding A polycarbonate resin substrate with an ultraviolet shielding multilayer coating film can be obtained when the light transmittance of visible light having a wavelength of 420 nm or more of the polycarbonate resin substrate with a multilayer coating film is 75% or more.
- These polycarbonate resin base materials can be used particularly suitably as building materials or car window materials.
- the ultraviolet shielding multilayer coating film of the present invention has a film thickness of 10 to 200 ⁇ m when the primer coating composition is applied to the substrate surface, and [(b) UV light per 100 parts by mass of curable resin raw material monomer]
- the amount of the absorbent content (part by mass)] ⁇ [film thickness when applying primer layer ( ⁇ m)] is applied and cured in an amount in the range of 100 to 1000, whereby the surface of the substrate is coated with the primer layer.
- it can be produced by coating the base material sequentially by applying the photocurable resin composition on the primer layer and photocuring with a high energy ray.
- the method of applying the primer coating composition is not particularly limited.
- known methods such as flow coating, dip coating, spin coating, spray coating, curtain coating, gravure coating, Mayer bar coating, dip coating, etc.
- the primer layer can be formed on various substrate surfaces.
- a surface activation treatment such as a primer treatment with a silane coupling agent or a hydrolyzate thereof; a corona treatment or the like may be performed on the substrate surface before coating in advance.
- the film thickness at the time of applying the primer coating composition is 10 to 200 ⁇ m, and [(b) UV absorber per 100 parts by mass of the curable resin raw material monomer] Content (parts by mass)] ⁇ [film thickness when applying primer layer ( ⁇ m)] is required to be applied and cured in an amount of 100 to 1000.
- thermosetting primer layer In order to cure the primer coating composition applied on the substrate, a means for irradiating light with high energy rays such as heating or ultraviolet rays can be selected. If it is said thermosetting primer layer, well-known heating means, such as an oven, can be selected, and the photocurable primer layer is cured in an extremely short time by irradiating a high energy ray described later. To do.
- the primer coating composition needs to be coated with a primer layer by photocuring or thermosetting in advance on the substrate.
- the photocurable resin composition is applied onto the uncured primer coating layer without photocuring, the ultraviolet light necessary for photocuring is the overcoat layer. This is because it may be absorbed by the cured layer formed by curing the photocurable resin composition and the primer layer may be insufficiently cured.
- the method for applying the above-mentioned photocurable resin composition on the primer layer is exemplified by the same method as the method for applying the primer coating composition.
- the coating amount of the photocurable resin composition is preferably such that the layer thickness is 0.5 to 25 ⁇ m, more preferably 1 to 20 ⁇ m, when scratch resistance is required. After coating, the thin film can be dried and then cured in a very short time by irradiating with a high energy ray described later.
- the cured layer constituting the ultraviolet shielding laminated coating film of the present invention is obtained by coating the base material with a primer layer in advance, coating the photocurable resin composition on the primer layer and drying the high energy ray. It is formed by coating sequentially by irradiating.
- high energy rays include ultraviolet rays, electron beams, and ⁇ rays. Since the composition of the present invention is extremely excellent in ultraviolet curing properties, it is most preferable to be cured by ultraviolet rays. This is because the cured thin film layer is formed in a very short time when ultraviolet rays are used. UV irradiation dose is at least 2 mJ / cm 2, preferably 100 ⁇ 3000mJ / cm 2.
- the said photocurable resin composition is dried at normal temperature, when drying faster, it can heat.
- Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.
- all parts are parts by mass.
- the viscosity is a value measured at 25 ° C.
- Each characteristic of an Example and a comparative example was measured in accordance with the following method.
- Primers 1 to 4 were prepared by uniformly mixing the components shown in Table 2 below using mechanical force.
- Primer 1 is a thermosetting primer composition as an example of the present invention
- primers 2 to 4 are photocurable primer coating agents containing a radical polymerization initiator as a comparative example.
- the amount of each component is expressed in parts by mass.
- Tinuvin 479) 2- (2-hydroxy-4- [1-octyloxycarbonylethoxy] phenyl) 4,6-bis (4-phenylphenyl) -1,3,5-triazine (* 6)
- Tinuvin 152 (Ciba Specialty Chemicals) Co., Ltd.
- Tinuvin 152) 2,4-Bis [N-butyl-N- (1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) amino] -6- (2-hydroxyethylamine)
- Example 1 The primer 1 is uniformly coated on a 3 mm thick polycarbonate plate using a spin coater, and left to stand in an oven at 120 ° C. for 2 hours, whereby the primer 1 is radically polymerized and hydrolytically condensed by heat, A uniform primer layer composed of primer 1 (primer layer thickness of about 20 ⁇ m) was formed on the polycarbonate plate surface.
- the photocurable coating agent was uniformly applied on the primer layer formed on the polycarbonate plate having a thickness of 3 mm using a spin coater and dried at 120 ° C. for 2 minutes.
- UVC-02512S1AA01 with (lamp metal halide lamp UVH-0251C-2200), is cured by irradiation with ultraviolet rays of 2000 mJ / cm 2, about between the cured coating film and the substrate of about 8 ⁇ m thickness
- a polycarbonate plate having a primer layer of 20 ⁇ m was obtained.
- the change in haze by the initial Taber abrasion tester was 6.0%.
- Table 3 shows the results of the weather resistance test of the substrate.
- Table 4 shows changes in color difference and pencil hardness due to the weather resistance test.
- each of the primers 2 to 4 was uniformly coated on a 3 mm thick polycarbonate plate using a spin coater and dried in an oven at 120 ° C. for 5 minutes. Further, the UVC-02512S1AA01 (lamp: metal halide lamp UVH-0251C-2200) manufactured by USHIO ELECTRIC CO., LTD. was irradiated with 2000 mJ / cm 2 of ultraviolet light to be photocured, whereby a uniform primer layer composed of primers 2 to 4 was obtained. Formed on the plate surface. The film thickness of the primer layer is shown in Table 3.
- UVC-02512S1AA01 with (lamp metal halide lamp UVH-0251C-2200), is cured by irradiation with ultraviolet rays of 2000 mJ / cm 2, a polycarbonate having a primer layer between the cured coating film and the substrate I got a plate.
- Table 3 shows the film thickness of the coating film and the results of the weather resistance test of the substrate.
- Example 4 Except not using a primer, it carried out similarly to Example 1, and obtained the polycarbonate board which has only the cured film of the said photocurable coating agent of 5 micrometers thickness. Table 3 shows the results of the weather resistance test of the substrate.
- the polycarbonate plate having the primer layer of Example 1 did not peel off the cured film even in a 288-hour weather resistance test, and the change in color difference was very small. Was able to prevent.
- Comparative Examples 1 to 3 peeling of the cured film occurred in the 96-hour weather resistance test, and after 192 hours, the film disappeared completely, and a marked yellowing of the polycarbonate plate was observed.
- the polycarbonate plate of Comparative Example 4 having no primer layer had already disappeared after 96 hours and showed a marked yellowing.
- the polycarbonate plates of Comparative Examples 1 to 4 were inferior in weather resistance compared to Example 1.
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention has an ultraviolet absorption effect at a wavelength of around 300 nm, hardness, oil / fouling stain-preventing property, oil / fouling stain-wiping property, scratch resistance, transparency, water repellency, adhesion, smoothness and uniformity. It is an excellent weather-resistant coating film.
- the ultraviolet-shielding laminated coating film of the present invention is a base material used in an environment where it is exposed to sunlight for a long time, particularly outdoors, and is required to have aesthetics and strength (more specifically, It is very suitable for applications that cover the surface of automotive window glass substitute plastic members, building material window glass substitute plastic members, and the like.
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Abstract
(I)硬化性樹脂および紫外線吸収剤を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするプライマー層、(II)上記プライマー層表面に形成され、コロイダルシリカを含有するシリコーン系の光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜。
Description
本発明は、耐侯性および紫外線遮蔽性に優れた硬化皮膜を形成する紫外線遮蔽性積層塗膜に関し、詳しくは、紫外線によって容易に硬化させることができ、硬化後は300nm付近の紫外線吸収効果、物理的強度、耐汚染性、塗膜の均一性、塗膜の密着性に優れた耐侯性の紫外線遮蔽性積層塗膜に関する。また、本発明は、該紫外線遮蔽性積層塗膜を表面上に有する基材およびその製造方法に関する。
紫外線によって硬化する高エネルギー線硬化性コーティング剤は、特に耐熱性の低い熱可塑性樹脂からなる基材の表面被覆、基材保護に好適であり、これらの基材の物理強度を大きく損なうことなく、耐汚染性、耐擦傷性、平滑性等の優れた物理特性を付与することができる利点がある。
このような高エネルギー線硬化性コーティング剤は公知であり、例えば、非シリルアクリレート、コロイダルシリカ、アクリロキシ官能性シランおよび光重合開始剤からなる耐摩耗性紫外線硬化性被覆用組成物(特許文献1)が知られている。また、アルコキシ基含有オルガノポリシロキサン類と、多官能性アクリレートとからなることを特徴とする高エネルギー線硬化性組成物(特許文献2)、または物理的な強度を向上させた多官能性アクリレート、コロイダルシリカ、オルガノアルコキシシランおよびアミノ変性オルガノポリシロキサンまたはそのマイクル付加反応生成物からなる高エネルギー線硬化性アクリロキキシシリコーン組成物(特許文献3)が知られている。また、これらの文献には、紫外線により同組成物を硬化させる場合には、公知の光重合開始剤が好適に使用できる旨が記載されている。しかしながら、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂からなる基材は、波長300nm付近の紫外線によって光分解しやすく、屋外等で太陽光線に長時間暴露する環境で使用したり、上記波長300nm付近の紫外線を照射してコーティング層を硬化させると、コーティングされた基材自体が劣化するという問題があった。
紫外線に起因する熱可塑性樹脂基材の劣化を防止し、耐侯性を改善する目的で、紫外線吸収剤を配合することができることは公知である(例えば、特許文献3の段落0019)。しかしながら、かかる紫外線吸収剤は、コーティング剤の硬化に必要な紫外線をも吸収してしまうため、耐侯性を改善する目的でコーティング剤に大量に配合すると、コーティング剤の紫外線による硬化を阻害する。かかる硬化阻害は、硬化皮膜の物理的強度、耐汚染性、塗膜強度および密着性の低下、硬化に必要な紫外線照射時間の長期化に直結するため、公知の光硬化性樹脂組成物では、特に波長300nm付近の紫外線によって光分解しやすいポリカーボネート樹脂等のコーティング剤として満足できる性能を有するものではなかった。
一方、上記のようなシリコーン系の硬化被膜からなる保護膜(ハードコートともいう)と基材との密着性を改善する目的でアクリル系樹脂プライマーを用いることは既に広く知られている(例えば、特許文献4)。さらに、特許文献5には、約25~85%の熱硬化アクリル重合体および15~75%の紫外線吸収剤を含有する接着促進性プライマーによりポリカーボネート樹脂を被覆した後、コロイダルシリカ充填熱硬化オルガノポリシロキサンによりトップコートを形成した耐摩耗性ポリカーボネート物品が開示されている。また、基材上に紫外線吸収剤を含有するアクリル系樹脂プライマーを1~10μm程度の膜厚で塗布してなるプライマー層をポリカーボネート等の基材上に形成させ、該プライマー層上にシリコーン系の硬化被膜を形成させることにより、紫外線遮蔽性に優れた基材を得ることが提案されている(特許文献6~9)。
例えば、特許文献6には、ポリカーボネート基材上に、紫外線吸収剤を含む膜厚が2~5μmのプライマー層を設け、該プライマー上にコロイダルシリカ含有オルガノポリシロキサン組成物からなる組成物を塗布し、半硬化させた後に成型することを特徴とするポリカーボネート成型物が提案されている(特許文献6、請求項および段落0011等)。また、特許文献7~9には、透明基材上に、紫外線吸収剤等を含み、膜厚が1~10μm、好ましくは3~8μmのプライマー層をシリコーン系のハードコートによって順次被覆してなる紫外線吸収透明体が提案されている(例えば、特許文献7の請求項および段落0016)。
しかしながら、これらのシリコーン系の硬化被膜を備えた基材であっても、その耐候性、物理的強度および紫外線の遮蔽性は未だに満足できるものではなかった。また、特許文献5~9に記載のプライマー層を用いた場合、特に、過酷な評価条件下ではシリコーン系のハードコートの密着性が不十分であり、特に、波長300nm付近の紫外線によって光分解しやすいポリカーボネート樹脂板等を、建築材料や車窓材料として用いられるガラス基材から代替するには未だ満足できるものではなかった。
上記課題を解決すべく、本願発明者らは、多官能性アクリレート、コロイダルシリカ、アクリロキシ官能性シラン、220~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤および300~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤を含有する光硬化性樹脂組成物を提案し、さらに、該光硬化性樹脂組成物をポリカーボネート樹脂等基材上に塗布する際に、1~20μmの膜厚でアクリル樹脂系のプライマー層を併用することを提案した(特許文献10)。かかる光硬化性樹脂組成物を硬化させてなる被膜を備えた基材は紫外線による劣化を受けにくく、基材への密着性にも優れるため、特に耐候性、物理的強度において十分満足できる性能を発揮する。
その一方、ポリカーボネート樹脂板等を、建築材料や車窓材料として用いられるガラス基材から代替するには、十数年以上に亘って太陽光線に暴露した場合であっても、ポリカーボネート樹脂からなる基材が波長300nm付近の紫外線による劣化を受けないことが望ましい。このため、本願発明者らには、さらに紫外線遮蔽性に優れ、かつ耐候性、物理的強度において十分満足できる性能を発揮する基材の保護層の追及を試みる余地が残されていた。
本発明の目的は、紫外線によって容易に硬化させることができ、硬化後は300nm付近の紫外線吸収効果、物理的強度、耐汚染性、塗膜の均一性、塗膜の密着性に優れた耐侯性の紫外線遮蔽性積層塗膜を提供することにある。また、本発明の目的は、該紫外線遮蔽性積層塗膜を表面上に有する基材およびその製造方法を提供することにある。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、(I)硬化性樹脂 100質量部、および紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするプライマー層、
(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜である。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜である。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
さらに、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜において、上記の硬化性樹脂が(a)アクリル系樹脂であり、当該硬化性樹脂原料モノマーが(a1)アクリル系樹脂原料モノマーであるプライマー層を好適に使用することができる。
すなわち、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜において好適なものは、(I)(a)アクリル系樹脂 100質量部、(b)紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするアクリル系プライマー層、
(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜である。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜である。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
上記アクリル系プライマー層(I)は、下記成分(a1)~(d)を含有するプライマーコーティング組成物を硬化せしめてなるプライマー層であることが好ましい。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部、
(b)紫外線吸収剤 5~100質量部、
(c)ヒンダードアミン系光安定剤 0.1~20質量部 および
(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部
ここで、成分(a1)であるアクリル系樹脂原料モノマーは、より具体的には、アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマーまたはこれらのモノマーおよびこれらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマーからなるラジカル共重合性混合物である。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部、
(b)紫外線吸収剤 5~100質量部、
(c)ヒンダードアミン系光安定剤 0.1~20質量部 および
(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部
ここで、成分(a1)であるアクリル系樹脂原料モノマーは、より具体的には、アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマーまたはこれらのモノマーおよびこれらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマーからなるラジカル共重合性混合物である。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、上記プライマー層中の紫外線吸収剤の量およびプライマー層の塗布時の膜厚が特定の範囲にあり、かつ、両者が[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあるという特定の関係を満たすことを第一の特徴とする。特に、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]は、120~600の範囲であることが好ましく、160~400の範囲であることが特に好ましい。さらに、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、該プライマー層上に、多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート、脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン、コロイダルシリカおよび光重合開始剤を含有してなるシリコーン系の光硬化性樹脂組成物をオーバーコート層として備えることを第二の特徴とする。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材は、基材表面が、上記の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆されてなり、該基材は厚さ0.005m~0.1mの範囲であり、透明な板状ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。また、上記の紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材は、基材表面に、硬化性樹脂原料モノマー 100質量部および紫外線吸収剤 5~100質量部を含有するプライマーコーティング組成物を塗布時の膜厚が10~200μmとなり、かつ[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内となる量を塗布して硬化させることにより、基材表面をプライマー層により被覆した後、該プライマー層上に下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を塗布して高エネルギー線により光硬化させることにより、順次該基材を被覆してなることにより得ることができる。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、オーバーコート層に多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート、脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン、コロイダルシリカおよび光重合開始剤を含有してなる特定のシリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなる硬化層を備えるため、紫外線によって容易に硬化させることができ、硬化後は物理的強度、耐汚染性、塗膜の均一性に優れた硬化被膜により基材を被覆することができる。さらに、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、特定の量の紫外線吸収剤を含有してなり、塗布時の膜厚が特定の範囲にある硬化性樹脂からなるプライマー層を備えることにより、上記のオーバーコート層を該プライマー層を介して基材表面に強固に密着性させ、かつ優れた紫外線遮蔽性を発揮するものである。このため、塗膜の密着性および耐侯性、特に紫外線吸収効果に優れるものであり、特にポリカーボネート樹脂からなる基材を被覆した場合には、波長300nm付近の紫外線による劣化を受けず、かつ基材への密着性が長期間にわたって持続する紫外線遮蔽性積層塗膜を与えることができる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、(I)硬化性樹脂 100質量部および紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするプライマー層 を備えることを第一の特徴とする。該プライマー層は、紫外線吸収剤を含有するため、本発明の積層塗膜に紫外線遮蔽性を与える。さらに、該プライマー層は、硬化性樹脂を主成分とするものであり、後述する特定のシリコーン系の光硬化性樹脂組成物を基材に対して強固に密着させ、本発明の積層塗膜の基材への密着性を改善する。一方、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜において、紫外線吸収剤を含むプライマー層は、シリコーン系の光硬化性樹脂組成物を硬化させてなるオーバーコート層によって被覆されているため、長期間使用した場合、紫外線吸収剤の溶出が防止され、優れた紫外線遮蔽性が持続される。
上記のプライマー層を用いず、シリコーン系の光硬化性樹脂組成物に大量の紫外線吸収剤を配合すると、高エネルギー線照射による硬化不良や塗膜の基材への密着不良が起こる場合がある。また、紫外線吸収剤を含有しないプライマー層を用いた場合には、シリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなるオーバーコート層の密着性が不十分となる場合があり、また、得られる積層塗膜の紫外線遮蔽性が不十分となる。
硬化性樹脂は、上記のプライマー層の主成分であり、硬化性樹脂原料モノマーを重合させてなる合成樹脂系の硬化性樹脂である。このような硬化性樹脂は、基材への密着性を改善するプライマーとして使用することができ、紫外線吸収剤との相溶性に優れるものであれば、特に限定されるものではなく、加熱硬化型であっても高エネルギー線照射による光硬化型のいずれであっても良い。かかる硬化性樹脂として、より具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂またはポリオレフィン系樹脂が例示される。
上記の硬化性樹脂原料モノマーは、アクリル系樹脂原料モノマーとしてアクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマー、多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレートが例示される。同様に、ウレタン系樹脂原料モノマーとして、ジイソシアネート等のイソシアネート系モノマーおよびグリコール等のポリオール系モノマーが例示される。フッ素系樹脂原料モノマーとして、フッ化オレフィン系モノマーが例示される。ポリエステル系樹脂原料モノマーとして、テレフタル酸等の多価カルボン酸およびグリコール等のポリオール系モノマーが例示される。ポリアミド系樹脂原料モノマーとして、ε−カプロラクタム等のアミド系モノマー、ヘキサメチレンジアミン等のジアミン系モノマーおよびテレフタル酸等の多価カルボン酸が例示される。ポリイミド系樹脂原料モノマーとして、例えば、ポリイミド系樹脂のプレポリマーであるポリアミド酸(ポリアミック酸)の原料であるテトラカルボン酸2無水物およびジアミン系モノマーが例示される。エポキシ系樹脂原料モノマーとして、ビスフェノール等の芳香族系モノマーおよびエピクロロヒドリン等のエポキシ官能性化合物が例示される。ポリオレフィン系樹脂原料モノマーとして、エチレン、プロピレン等の不飽和炭化水素系モノマーが例示される。
これらの硬化性樹脂は、公知の重合方法により、上記の硬化性樹脂原料モノマーを重合あるいは共重合させることによって得ることができる。基材上で容易に加熱硬化あるいは光硬化させることができることから、本発明のプライマー層を構成する硬化性樹脂として好適なものは、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂またはポリアミド系樹脂である。
特に、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜において、好適な硬化性樹脂は(a)アクリル系樹脂であり、当該硬化性樹脂原料モノマーとして好適なモノマーは(a1)アクリル系樹脂原料モノマーである。かかる(a)アクリル系樹脂からなるプライマー層を用いることにより、紫外線吸収剤の配合が容易であり、容易に基材上に塗布して加熱または高エネルギー線照射によって容易に硬化させることができるためである。
すなわち、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、好適には、(I)(a)アクリル系樹脂 100質量部、(b)紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするアクリル系プライマー層 を備えることを第一の特徴とする。該プライマー層は、紫外線吸収剤を含有するため、本発明の積層塗膜に紫外線遮蔽性を与える。さらに、該プライマー層は、アクリル系樹脂を含有するので、後述する特定のシリコーン系の光硬化性樹脂組成物を基材に対して強固に密着させ、本発明の積層塗膜の基材への密着性を改善する。
(a)成分は、プライマー層の主剤であるアクリル系樹脂であり、その主成分として、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂、多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレートの重合体が例示される。アクリル系樹脂として、好適にはポリアクリル樹脂またはポリメタクリル樹脂を主成分とするものであり、特に好適にはポリメタクリル樹脂を主成分とするものが使用できる。上記アクリル系樹脂は、紫外線吸収剤の配合によって紫外線遮蔽性に優れたプライマー層を形成し、本願発明のオーバーコート層を形成するシリコーン系の光硬化性樹脂組成物との密着性を著しく改善することができる。
(a)成分であるアクリル系樹脂は、(a1)アクリル系樹脂原料モノマーを構成単位とする重合体であり、本発明においては、(a1)アクリル系樹脂原料モノマーと公知の重合開始剤を含むプライマーコーティング組成物を基材上に塗布し、加熱あるいは紫外線等の高エネルギー線を光照射することにより得ることができる。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマーは、より具体的にはアクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマー、多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレートを含有する単量体であり、これらのモノマーから選択される1種類または2種類以上の混合物を使用できる。同様に、本発明において使用できる(a1)アクリル系樹脂原料モノマーには、これらのモノマーおよびこれらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマーからなる単量体混合物が含まれ、アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマー、多官能性アクリレートおよび多官能性メタクリレートからなる群から選択される1種類または2種類以上のモノマー 70~100質量%およびこれらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマー 0~30質量%からなる単量体混合物を使用することができる。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマーは、好適には、アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマーまたはこれらのモノマーおよびこれらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマーからなる単量体混合物である。より具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレートであるアクリル酸エステル系モノマー;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリレートであるメタクリル酸エステル系モノマーを好適に使用することができる。また、これらのモノマーと共重合可能な不飽和結合含有モノマーとして、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物が例示される。
本発明において、得られる紫外線遮蔽性積層塗膜の基材への密着性および紫外線吸収剤の配合による紫外線遮蔽性の点から、(a)成分であるアクリル系樹脂は、上記のメタクリル酸エステル系モノマーを主たる構成要素とするポリメタクリル樹脂を主成分とするものが好適である。特に、(a1)成分であるメチルメタクリレートを主たる構成要素とするポリメタクリル酸メチル樹脂を用いることが好ましい。特に、(a1)成分の75~100質量%がメチルメタクリレートであり、該(a1)成分を重合させてなるポリメタクリル酸メチル樹脂が好ましい。
(b)紫外線吸収剤は本発明の積層塗膜に紫外線遮蔽性を付与する成分で、該(b)成分は、硬化性樹脂、好適には(a)アクリル系樹脂 100質量部に対して5~100質量部配合される。なお、本発明において、プライマー層を形成するプライマーコーティング剤組成物は、硬化前の段階では、硬化性樹脂原料モノマー、好適には(a1)アクリル系樹脂原料モノマーおよび(b)紫外線吸収剤を含有するものである。従って、上記(b)成分の配合量は、アクリル系樹脂が硬化してプライマー層を形成する前の段階では、(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部に対する配合量である。
(b)紫外線吸収剤の配合量は、硬化性樹脂、好適には(a)アクリル系樹脂 100質量部に対して5~100質量部の範囲内であり、好適には7~60質量部であり、より好適には7.5~40質量部であり、最も好適には8~20質量部である。(b)紫外線吸収剤の配合量が前記下限未満では、本発明に係る積層塗膜の紫外線遮蔽性が不十分となる。また、同配合量が前記上限を超えると上記のプライマー層を用いた場合であっても、シリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなる硬化皮膜の基材への密着性が不十分であり、本発明の積層塗膜の剥落等の密着不良が起こる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を、波長300nm付近の紫外線によって光分解しやすいポリカーボネート樹脂等の基材を被覆する基材の保護層として用いる場合、(b)紫外線吸収剤は、(b1)260~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤であることが好ましい。また、成分(b)は、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物およびシアノアクリレート系化合物からなる群から選択される220~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤であることが特に好ましく、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。
成分(b)は、より具体的には、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの1−メトキシ−2−プロパノール溶液、2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(2´エチル)ヘキシル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2ヒドロキシ−4−[1−オクチルカルボニルエトキシ]フェニル)−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン等のヒドロキシフェニルトリアジン系化合物;2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3´−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3,3´−ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系化合物から選択される1種類以上の紫外線吸収剤である。最も好ましくは、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物である。
これらの紫外線吸収剤は市販されており、ヒドロキシフェニルトリアジン系化合物の紫外線吸収剤として、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番(登録商標:TINUVIN、チヌビン):「TINUVIN400」、「TINUVIN405」、「TINUVIN479」を好適に使用することができ、特に好ましくは、「TINUVIN400」(登録商標:TINUVIN、チヌビン)が使用できる。
本発明の紫外線吸収性積層塗膜を構成するプライマー層は、硬化性樹脂、好適には(a)アクリル系樹脂 100質量部および(b)紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、硬化して同プライマー層を形成するプライマーコーティング組成物は、硬化性樹脂原料モノマー、好適には(a1)アクリル系樹脂原料モノマー100質量部および(b)紫外線吸収剤 5~100質量部を含有してなるものであるが、より好適には、さらに、(c)ヒンダードアミン系光安定剤を含むことが好ましい。かかる成分(c)は紫外線照射により発生したラジカル種を捕捉する効果を有するため、前記の紫外線吸収剤(成分(b))と併用することにより、上記のプライマー層の紫外線防御効果、耐候性の改善について、優れた相乗効果が得られるものである。かかるヒンダードアミン系光安定剤は低分子量型であっても、高分子量型であってもよい。また本発明の紫外線吸収性積層塗膜を構成するプライマー層に、2種類以上の(c)ヒンダードアミン系光安定剤を混合して配合することができる。本発明の紫外線吸収性積層塗膜と基材、特にポリカーボネート樹脂からなる基材との密着性の観点から、好ましくは、低分子量型のヒンダードアミン系光安定剤である。
低分子量型のヒンダードアミン系光安定剤として、2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクチロキシ−2,2,6,6テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル/トリデシル−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート、{1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル/β,β,β’,β’−テトラメチル−3,9−[2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジエチル}−1,2,3,4ブタンテトラカルボキシレートが例示される。
高分子量型のヒンダードアミン系光安定剤として、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ポリ[[6−[(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ]−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)イミノ]]、ポリ[{6−(1,1,3−トリメチルペンチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)イミノ}オクタメチレン{(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)イミノ}]、ポリ[(6−モルフォリノ−S−トリアジン−2,4−ジ)[1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル]イミノ]−ヘキサメチレン[(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)イミノ]]、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジル)イミノ}]が例示される。
これらの光安定剤は市販されており、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番(登録商標:TINUVIN、チヌビン):「TINUVIN 111 FDL」、「TINUVIN 123」、「TINUVIN 144」、「TINUVIN 152」、「TINUVIN 292」、「TINUVIN 5100」等を挙げることができ、これらの光安定剤の構造は、下記式の通りである。
硬化して上記のプライマー層を形成するプライマーコーティング組成物において、成分(c)の配合量は、合成樹脂原料モノマー、好適には(a1)アクリル系樹脂原料モノマー100質量部に対して0.1~20質量部であり、好適には0.5~15質量部であり、1~10質量部であることが好ましい。前記下限未満では、成分(b)との相乗効果として生じるプライマー層の紫外線遮蔽性、耐候性の改善が不十分となる場合があり、成分(c)の配合量があまりに多すぎると、特に該プライマー層を紫外線により硬化させた場合にプライマー層の硬化特性が低下する場合がある。
硬化して上記のプライマー層を形成するプライマーコーティング組成物は、さらに、(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシランを含むことが好ましい。かかる成分(d)は、(a1)アクリル系樹脂原料モノマーと架橋してプライマー層の架橋度を向上させ、上記プライマーコーティング組成物を、加熱または高エネルギー線照射により硬化性を付与する成分である。成分(d)は、フッ素原子を含んでも、あるいは含まなくてもどちらでもよいが、一般に、フッ素原子を含まない。
かかる成分(d)は一般式:R1
aYSi(OR2)3−aで表される化合物であることが好ましい。式中、R1は脂肪族不飽和結合を有しない置換もしくは非置換の一価の炭化水素基(例えば、炭素原子数1~20)であり、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,イソブチル基,オクチル基,デシル基等のアルキル基;フェニル基等のアリール基;3,3,3−トリフルオロメチル基、パーフルオロブチルエチル基,パーフルオロオクチルエチル基等のフルオロアルキル基が例示される。これらの中でも、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,イソブチル基が好ましい。R2はアルキル基であり、炭素原子数1~10のアルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基であることが特に好ましい。Yは脂肪族不飽和結合を有する一価の有機基(例えば、炭素原子数1~10)であり、メタクリルオキシ基,アクリルオキシ基,3−(メタクリルオキシ)プロピル基、3−(アクリルオキシ)プロピル基等のアクリル基含有有機基;ビニル基,ヘキセニル基,アリル基等のアルケニル基;スチリル基,ビニルエーテル基等が例示される。aは0または1である。
成分(d)として、具体的には、3−メタクリルオキシトリメトキシシラン、3−(メタクリルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−(メタクリルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、3−(メタクリルオキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(アクリルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、アリルトリエトキシシランが挙げられる。
硬化して上記のプライマー層を形成するプライマーコーティング組成物において、成分(d)の配合量は、合成樹脂原料モノマー、好適には(a1)アクリル系樹脂原料モノマー100質量部に対して1~100質量部であり、5~50質量部であることが好ましい。
上記の成分(a1)~成分(d)を含有するプライマーコーティング組成物は、基材上に塗布し、任意の方法で加熱することにより基材表面に加熱硬化型のプライマー層を形成することができる。一方、紫外線等の高エネルギー線照射により光硬化型のプライマー層を形成する場合には、上記のプライマーコーティング組成物に、公知の光重合開始剤を配合する必要がる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成するプライマー層として、光硬化型のプライマー層を使用する場合、上記の光重合開始剤は(e)波長360~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤であることが好ましい。本発明のプライマー層は(b)紫外線吸収剤を含有するため、波長300nmよりも低波長側に吸収を有する光重合開始剤を用いた場合、紫外線等の高エネルギー線照射に対して硬化阻害を起こす場合があるためである。
さらに、(e)波長360~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤を用いることで、紫外線硬化時に、ポリカーボネート樹脂等の光分解・劣化を促す300nm付近の紫外線は、上記の成分(b)によって吸収され、ポリカーボネート樹脂等への影響が小さい波長である360~450nmの紫外線によって硬化が促進されるので、上記プライマー層の紫外線硬化に伴うポリカーボネート樹脂等の基材の光分解・劣化を抑制できる利点がある。
特に好適な成分(e)として、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シド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1−オンが例示できる。これらの光重合開始剤は市販されており、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番(登録商標:イルガキュア):「イルガキュア907」、「イルガキュア184」、「イルガキュア369」等を好適に使用することができる。
上記プライマー層は、硬化性樹脂、好適には前記の成分(a)および成分(b)を含有するものであり、さらに、任意で上記の(c)~(e)を含有するものである。また、硬化して上記のプライマー層を形成するプライマーコーティング組成物は、硬化性樹脂原料モノマー、好適には上記の成分(a1)および成分(b)を含有するものであり、さらに、任意で上記の(c)~(e)を含有するものである。
上記のプライマーコーティング組成物において、さらに、任意で光硬化に用いる光重合開始剤に代えて、あるいは光重合開始剤と共に、(f)ラジカル重合開始剤を使用することができる。該ラジカル重合開始剤は、プライマー層の熱硬化を促進する成分であり、一般にラジカル重合法に使用される従来公知の化合物が用いられる。具体的には、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル),2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル),2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾビス系化合物;過酸化ベンゾイル,過酸化ラウロイル,tert−ブチルパーオキシベンゾエート,tert−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が例示される。
上記のプライマーコーティング組成物において、上記のラジカル重合開始剤と共に公知のシラノール縮合触媒を配合することができる。また、上記の各成分の希釈剤として、有機溶剤を配合することができる。さらに上記のプライマーコーティング組成物には、本発明の目的を損なわない範囲であれば、必要に応じて、酸化防止剤;増粘剤;レベリング剤、消泡剤、沈降防止剤、分散剤、帯電防止剤、防曇剤などの界面活性剤;各種顔料,染料等の着色剤;アルミニウムペースト,タルク,ガラスフリット,金属粉などの充填剤;ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT),フェノチアジン(PTZ)等のアクリレート類の自己重合禁止剤などを添加配合することができる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成するプライマー層は、塗布時の膜厚が10~200μmの範囲にあることが必要であり、好ましくは膜厚が12.5~50μmの範囲であり、特に好ましくは膜厚が15~30μmの範囲である。プライマー層の膜厚が前記下限未満では、紫外線を遮蔽する役割を果たすプライマー層が薄すぎるため、積層塗膜の紫外線遮蔽性が不十分となる場合がある。一方、プライマー層の膜厚が前記上限を超えると、基材との密着性を高めるためのプライマー層が厚すぎるため、結果的に本願発明のオーバーコート層を形成するシリコーン系の光硬化性樹脂組成物との密着性を十分に改善することができず、本発明の積層塗膜の基材からの剥落等の密着不良が起こる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成するプライマー層は、第一に紫外線を遮蔽する保護層であり、第二にオーバーコート層であるシリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなる硬化物と基材との密着性を改善する層である。一方、紫外線吸収剤の配合量が増加すれば、積層塗膜全体のの紫外線遮蔽性は改善されるが、プライマー層を介したシリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなる硬化物と基材との密着性は低下する。また、プライマー層が薄すぎれば、密着性の改善効果が不十分であり、さらに紫外線遮蔽性も低下する。しかしながら、プライマー層が厚すぎれば、シリコーン系の光硬化性樹脂組成物からなる硬化物と基材との密着性の改善効果が不十分である。
上記のように、プライマー層中の紫外線吸収剤の配合量およびプライマー層の膜厚は、各々、本発明の積層塗膜の紫外線遮蔽性および基材への密着性に密接に関連し、かつ相反する影響を本発明の積層塗膜に与える。従って、両者が一定の関係になければ、本願発明の目的を達成することはできない。
より具体的には、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成するプライマー層(I)は、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]と[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]を乗した値が100~1000の範囲内にあることを特徴とする。前記の紫外線吸収剤の含有量が前記の上限値または下限値にあり、プライマー層の塗布時の膜厚が前記の上限値または下限値にある場合でも、当該値が上記関係を満たさない場合には、紫外線遮蔽性および基材への密着性のいずれかが不十分となる。一方、プライマー層中の紫外線吸収剤の配合量とプライマー層の膜厚を乗じて得た値が前記の範囲内であっても、紫外線吸収剤の配合量またはプライマー層の膜厚が前記の範囲内にない場合には、得られる積層塗膜の紫外線遮蔽性および基材への密着性のいずれかが不十分となり、やはり本発明の目的を達成することができない。
本発明において、好適な硬化性樹脂はアクリル系樹脂であり、[(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]と[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]を乗じた値は、好ましくは120~600の範囲内であり、より好ましくは140~500の範囲内であり、特に好ましくは160~400の範囲である。最も好適には、170~350の範囲であり、該アクリル系プライマー層およびシリコーン系の光硬化物からなる積層塗膜は、紫外線遮蔽性および基材への密着性に優れた基材の保護層となる。
次に、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成する、(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層について詳細に説明する。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
上記の光硬化性樹脂組成物を光硬化させてなる硬化層は、硬度、油脂汚れ付着防止性、油脂汚れ拭き取り性、耐擦傷性、透明性、撥水性、密着性、平滑性および均一性に優れた耐侯性の硬化皮膜であり、前述のプライマー層を介して基材に強固に密着され、オーバーコート層として基材を保護する役割を果たす。
上記の光硬化性樹脂組成物は、本質的に上記成分成分(A)~成分(D)からなるものであるが、さらに、任意で下記成分(E)~成分(F)を含むことが好ましい。
(E)アミノ変性オルガノポリシロキサン 0.2~20質量部、
(F)アルコールを含む有機溶剤 10~1000質量部
(E)アミノ変性オルガノポリシロキサン 0.2~20質量部、
(F)アルコールを含む有機溶剤 10~1000質量部
また、上記の光硬化性樹脂組成物は、上記の成分(A)~成分(F)に加えて、下記成分(G)を任意で含むものであっても良い。
(G)水 0.5~20質量部
(G)水 0.5~20質量部
以下、成分(A)~成分(I)について、詳細に説明する。
成分(A)は多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレートであり、組成物に紫外線線硬化性を付与する成分である。該成分(A)は多官能性アクリレートであることが好ましく、フッ素原子および/またはケイ素原子を含んでも、あるいは含まなくてもどちらでもよいが、フッ素原子およびケイ素原子を含まないことが好ましい。かかる多官能性アクリレートは、2官能性以上(例えば、2官能性~20官能性)のアクリレートモノマーまたは2官能性以上(例えば、2官能性~20官能性)のアクリレートオリゴマーであり、硬化性の点から、5官能性以上(例えば、5官能性~10官能性)のアクリレートを用いることが好ましい。かかる多官能性アクリレートとして、具体的には、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート,1,4−ブタンジオールジアクリレート,エチレングリコールジアクリレート,ジエチレングリコールジアクリレート,テトラエチレングリコールジアクリレート,トリプロピレングリコールジアクリレート,ネオペンチルグリコールジアクリレート,1,4−ブタンジオールジメタクリレート,ポリ(ブタンジオール)ジアクリレート,テトラエチレングリコールジメタクリレート,1,3−ブチレングリコールジアクリレート,トリエチレングリコールジアクリレート,トリイソプロピレングリコールジアクリレート,ポリエチレングリコールジアクリレート,ビスフェノールAジメタクリレート等の2官能性アクリレートモノマー;トリメチロールプロパントリアクリレート,トリメチロールプロパントリメタクリレート,ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリアクリレート,トリメチロールプロパントリエトキシトリアクリレート等の3官能性アクリレートモノマー;ペンタエリスリトールテトラアクリレート,ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等の4官能性アクリレートモノマー;ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート,ジペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタアクリレート等の5官能性以上のアクリレートモノマー;ビスフェノールAエポキシジアクリレート,6官能性芳香族ウレタンアクリレート[商標:Ebecryl220],脂肪族ウレタンジアクリレート[商標:Ebecryl230],4官能性ポリエステルアクリレート[商標:Ebecryl80]のアクリレートオリゴマーが挙げられる。これらの多官能性アクリレートは、1種を単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。中でも、5官能性以上のアクリレートを含むことが好ましく、その含有量は成分(A)の30重量%以上(例えば30重量%~100重量%)であることが好ましく、50重量%以上がより好ましく、80重量%以上がさらに好ましい。
成分(B)は脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシランであり、前記の成分(d)と同様の成分が例示される。上記の光硬化性樹脂組成物において、成分(B)は、(C)コロイダルシリカを表面処理して成分(A)との親和性を向上させ、当該組成物に良好な保存安定性を付与する。また、硬化時には、成分(A)と架橋して硬化物の架橋度を向上させる点で、上記の光硬化性樹脂組成物に紫外線硬化性を付与する成分でもある。成分(B)の配合量は成分(A) 100質量部に対して1~100質量部であり、5~50質量部であることが好ましい。
成分(C)はコロイダルシリカであり、上記の光硬化性樹脂組成物を硬化させてなる皮膜を高硬度化して耐擦傷性を向上させる成分である。成分(C)の配合量は成分(A) 100質量部に対して1~300質量部であり、5~200質量部であることが好ましい。成分(C)のコロイダルシリカは本発明の目的を損なわない限り、シリカ表面が加水分解性ケイ素基やシラノール基により修飾されていてもよい。また、成分(B)によるシリカ表面の処理効果が得られるため、未修飾のコロイダルシリカであっても用いることができるという利点がある。かかる未修飾のコロイダルシリカは酸性または塩基性の分散体形態で入手できる。本発明においてはいずれの形態のコロイダルシリカであっても使用できるが、塩基性コロイダルシリカを使用する場合は組成物のゲル化を防止するため、またシリカがコロイド分散系から沈殿することを防止するため、有機酸の添加のような手段によって分散体を酸性にすることが好ましい。
成分(C)の分散媒は特に限定されるものではないが、乾燥性などの面から比較的低沸点(例えば、1気圧で30~200℃、特に40~120℃)の溶媒、すなわち通常の塗料用溶媒であることが好ましい。かかる分散媒として、具体的には、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−メチルプロパノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(PGME)のようなアルコール類(例えば、炭素原子数1~20);メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類(例えば、炭素原子数1~10);ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトンなどが例示される。特に、水、アルコール類、特にプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)を分散媒として用いることが好ましい。以下、コロイダルシリカとそれを分散させている分散媒との一体物をコロイダルシリカ分散液という。コロイダルシリカの平均粒子径は、その分散性の点から200nm以下であることが適当であり、平均粒子径が1~100nmであることが好ましく、1~50nmであることが特に好ましい。また、コロイダルシリカ分散液として用いる場合、コロイダルシリカの含有量、すなわち濃度は任意であるが、取り扱いの容易さから10~70重量%であることが好ましい。
成分(D)は、光重合開始剤であり、紫外線等の高エネルギー線照射により本発明組成物の硬化を促進させる成分である。本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、上記の光硬化性樹脂組成物を紫外線照射により硬化させる場合、ポリカーボネート樹脂等の光分解・劣化を促す300nm付近の紫外線は、当該硬化層の下にあるプライマー層によって吸収され、ポリカーボネート樹脂等からなる基材の光分解・劣化を抑制できる利点がある。
成分(D)は、光重合開始剤は、特に、より具体的には、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シド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1−オン、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、ベンゾフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントンから選択される光重合開始剤であることが好ましく、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。
さらに、ポリカーボネート樹脂等の光分解・劣化を促す300nm付近の紫外線を用いた高エネルギー線硬化を避けるために、成分(D)として、(D1)300~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤を好適に用いることができる。特に、(D2)360~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤が最も好ましく用いられる。これらの光重合開始剤として、上記の成分(e)と同一の成分が例示される。
成分(D)の配合量は成分(A) 100質量部に対して0.01~30質量部であり、硬化皮膜の耐候性の改善性と組成物全体の硬化特性の見地から、5~20質量部であることが好ましい。前記下限未満では、組成物の紫外線硬化性が不十分であり、前記上限を超えると、得られる硬化皮膜の物理的強度が低下する場合があるためである。
上記の光硬化性樹脂組成物は、本質的に上記成分(A)~成分(D)からなるものであるが、さらに、任意で(E)アミノ変性オルガノポリシロキサンを含むことが好ましい。成分(E)は、オーバーコート層を構成する硬化皮膜に、撥水性や潤滑性を付与する成分であり、分子鎖末端や側鎖の一部に、該アミノ官能性有機基を有するオルガノポリシロキサンフルイドが挙げられる。
成分(E)のアミノ官能性有機基としては、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、3−(2−アミノエチル)アミノプロピル基、6−アミノヘキシル基が例示される。アミノ官能性有機基以外のケイ素原子に結合する基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル基等のアリール基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;水酸基が挙げられる。これらの中でもメチル基が好ましい。オルガノポリシロキサンの分子構造は、直鎖状もしくは一部分岐を有する直鎖状であることが好ましい。またそのシロキサン重合度は、2~1000の範囲であることが好ましく、2~500の範囲がより好ましく、2~300の範囲が特に好ましい。
このような成分(E)としては、下記式のような1級アミノ基を有するオルガノポリシロキサンが好ましく例示される。下記平均分子式中、Meはメチル基である。
上記の光硬化性樹脂組成物において、成分(E)の配合量は成分(A)100質量部に対して0.2~20質量部であり、1~10質量部であることが好ましい。また、成分(E)の配合量は、成分(E)中の合計アミノ基のモル量が、成分(A)中のアクリレート官能基またはメタクリレート官能基のモル量よりも少なくなるような量であることがより好ましい。さらに、良好な性能が得られることから、成分(E)の重量が成分(A)の重量の1/5以下であることが好ましい。
上記の光硬化性樹脂組成物は、さらに、希釈剤として、溶剤、例えば、有機溶剤、特にアルコールを配合することができ、特に、(F)アルコールを含む有機溶剤が好ましく使用される。
成分(F)はアルコール単独でもよく、アルコールと他の溶剤の混合物であってもよい。また、アルコール、他の溶剤ともに2種以上を併用してもよい。上記の光硬化性樹脂組成物において、成分(F)の配合量は、成分(A)100質量部に対して、10~1000質量部の範囲であることが好ましく、10~500重量の範囲がより好ましい。
成分(F)は、具体的にはアルコールとして、メタノール,エタノール,イソプロピルアルコール,ブタノール,イソブチルアルコール,エチレングリコール,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,エチレングリコールモノメチルエーテル,ジエチレングリコールモノメチルエーテル,トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(PGME)のようなアルコール類が挙げられる。また、アルコール以外の有機溶剤としては、アセトン,メチルエチルケトン,メチルイソブチルケトン等のケトン(例えば、炭素原子数2~20);トルエン,キシレン等の芳香族系炭化水素(例えば、炭素原子数2~20);ヘキサン,オクタン,ヘプタン等の脂肪族系炭化水素(例えば、炭素原子数5~20);クロロホルム,塩化メチレン,トリクロロエチレン,四塩化炭素等の有機塩素系溶剤(例えば、炭素原子数1~20);酢酸エチル,酢酸ブチル,酢酸イソブチル等のエステル類(例えば、炭素原子数1~20)が挙げられる。アルコールの含有率は、全溶剤合計量の10~90重量%の範囲であることが好ましく、30~70重量%がより好ましい。
さらに、上記の光硬化性樹脂組成物は、成分(G)として、水を配合することができる。かかる成分(G)は、成分(B)の加水分解に使用される任意の成分であり、その配合量は、成分(B)100質量部に対して1~50質量部の範囲が好ましく、5~30質量部の範囲がより好ましい。なお、成分(G)は、通常、成分(C)のコロイダルシリカ表面のシラノール基と反応し、さらに本成分(G)によって加水分解される。このため本成分(G)の配合量は成分(B)を完全に加水分解し得る量より少なくてもよい。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜において、上記の光硬化性樹脂組成物からなる光硬化層はオーバーコート層であり、硬度、油脂汚れ付着防止性、油脂汚れ拭き取り性、耐擦傷性に優れる。一方、前記のプライマー層は、紫外線遮蔽性および上記の光硬化層の密着性を改善する機能を有する。しかしながら、上記の光硬化性樹脂組成物に、さらに(H)紫外線吸収剤 0.01~20質量部および(J)ヒンダードアミン系光安定剤 0.1~15質量部を配合することができ、紫外線遮蔽性積層塗膜の機能をさらに改善することができる。特に、前記のプライマー層に配合したものと異なる種類の紫外線吸収剤またはヒンダードアミン系光安定剤をオーバーコート層に配合することもでき、紫外線遮蔽性をさらに改善することができる。
上記の光硬化性樹脂組成物に配合することができる(H)紫外線吸収剤または(J)ヒンダードアミン系光安定剤は、上記の成分(b)または成分(c)と同じ成分が例示される。
上記の成分(H)および成分(J)を含む光硬化性樹脂組成物からなる光硬化型の硬化皮膜を用いる場合、(H1)220~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤0.01~20質量部および(D1)300~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤0.01~30質量部を併用することが特に好ましい。上記の成分(H1)が吸収する220~400nmの短波長の紫外線に比して、若干長波長である300~450nmの紫外線によって本発明組成物の硬化を促進させることができ、該成分(D1)は、成分(H1)の紫外線吸収剤による硬化阻害をほとんど受けずに、硬化してオーバーコート層となる光硬化性樹脂組成物を紫外線によって迅速かつ容易に硬化させることができるという利点があるためである。
上記の光硬化性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲であれば、上記以外の成分を添加配合してもよい。たとえば、テトラメトキシシラン,テトラエトキシシラン,テトライソプロポキシシラン等のテトラアルコキシシラン;メチルトリメトキシシラン,メ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,エチルトリメトキシシラン,エチルトリエトキシシラン,エチルトリイソプロポキシシラン等のアルキルアルコキシシランが挙げられる。
さらに上記の光硬化性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲であれば、必要に応じて、酸化防止剤;増粘剤;レベリング剤、消泡剤、沈降防止剤、分散剤、帯電防止剤、防曇剤などの界面活性剤;各種顔料,染料等の着色剤;アルミニウムペースト,タルク,ガラスフリット,金属粉などの充填剤;ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT),フェノチアジン(PTZ)等のアクリレート類の自己重合禁止剤などを添加配合することができる。当該組成物の保存安定性の見地から、フェノチアジン(PTZ)等のアクリレート類の自己重合禁止剤を成分(A)100質量部に対して、0.00001~0.001質量部配合することが特に好ましい。
上記の光硬化性樹脂組成物は各成分の相溶性に優れるため外観が均一であり、前記のプライマー層上に塗布した場合、均一で美観に優れた塗膜を形成することができる。また、公知の塗工方法で塗布した場合に、所望の厚さで塗布することができ、また、液だれや塗布後の諸成分の分離を生じないという利点を有する。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、(I)プライマー層上に(II)光硬化性樹脂組成物を塗布して高エネルギー線により光硬化させることにより得られた硬化層により順次該基材を被覆してなることにより得ることができる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆される基材は特に限定されないが、波長300nm付近の紫外線によって光分解しやすいポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂からなる基材が最も好ましい。材質としては、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンイソフタレート,ポリエチレン−2,6−ナフタレート,ポリブチレンテレフタレートやこれらの共重合体等のポリエステル系樹脂;ポリオキシメチレン等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン,ポリ(メタ)アクリル酸エステル,ポリアクリロニトリル,ポリ酢酸ビニル,ポリカーボネート,セロファン,ポリイミド,ポリエーテルイミド,ポリフェニレンスルフォン,ポリスルフォン,ポリエーテルケトン,アイオノマー樹脂,フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂;メラミン樹脂,ポリウレタン樹脂,エポキシ樹脂,フェノール樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,アルキッド樹脂,ユリア樹脂,シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂等の各種プラスティック、ガラス、セラミックス、アルミ,亜鉛,鉄,ニッケル,コバルト,銅,スズ,チタン,金,銀,白金またはこれらを含む合金等の金属類、コンクリート、木、繊維布帛、繊維、不織布、皮革、紙、及び石(大理石を含む)が挙げられる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、波長300nm付近の紫外線吸収効果、硬度、油脂汚れ付着防止性、油脂汚れ拭き取り性、耐擦傷性、透明性、撥水性、密着性、平滑性および均一性に優れた耐侯性の塗膜である。このため、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、特に屋外等で太陽光線に長時間暴露する環境で使用する基材であって、美観と強度が要求されるもの(より具体的には、自動車用窓ガラス代替プラスティック部材や、建材用窓ガラス代替プラスティック部材など)の表面を被覆する用途に好適である。特に、ポリカーボネート樹脂製の自動車用外装部材、ポリカーボネート樹脂製の建築用外装部材の表面を被覆することが好ましい。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆される基材の材質としては、熱可塑性プラスティックが好ましい。透明性に優れ、耐候性と物理的強度を著しく改善できることから、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜によりポリカーボネート樹脂を被覆することが特に好適である。基材の形状は特に限定されず、板状,フィルム状,シート状,ボトル状,固形状が挙げられる。中でも、熱可塑性プラスチック板または熱可塑性プラスチックフィルムが好ましい。基材の厚さは特に限定されないが、フィルム状やシート状の場合には、通常、5~100μmの範囲であり、厚みのある板状の場合には0.001m~0.1mの範囲である。
特に、厚さ0.001m~0.1mの範囲である板状ポリカーボネート樹脂の両面または片面を本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆してなる紫外線遮蔽性積層塗膜付きポリカーボネート樹脂基材を容易に得ることができる。
また、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は実質的に透明であり、基材である板状ポリカーボネート樹脂の波長420nm以上の可視光線の光透過率が80パーセント以上であり、得られた紫外線遮蔽性積層塗膜付きポリカーボネート樹脂基材の波長420nm以上の可視光線の光透過率が75パーセント以上であることを紫外線遮蔽性積層塗膜付きポリカーボネート樹脂基材を得ることができる。これらのポリカーボネート樹脂基材は、建築材料または自動車用車窓用材料として特に好適に使用することができる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、基材表面に、前記のプライマーコーティング組成物を塗布時の膜厚が10~200μmとなり、かつ[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内となる量を塗布して硬化させることにより、基材表面をプライマー層により被覆した後、該プライマー層上に前記の光硬化性樹脂組成物を塗布して高エネルギー線により光硬化させることにより、順次該基材を被覆することにより製造することができる。
プライマーコーティング組成物の塗工方法は特に限定されず、例えば、流し塗り,浸漬被覆,回転塗布(スピンコート),吹付け塗布,カーテン塗り,グラビア塗工,マイヤーバー塗工,ディップコーティング等の公知の方法によって、プライマー層を各種基材表面に形成することができる。また、塗工前の基材表面に予め、シランカップリング剤やその加水分解物等によるプライマー処理;コロナ処理等の表面活性化処理を行ってもよい。ただし、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜の製造においては、プライマーコーティング組成物の塗布時の膜厚は10~200μmとなり、かつ[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの(b)紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内となる量を塗布して硬化させることが必要である。
基材上に塗布したプライマーコーティング組成物を硬化させるには、加熱あるいは紫外線等の高エネルギー線を光照射する手段を選択することができる。上記の熱硬化型のプライマー層であれば、オーブン等の公知の加熱手段を選択することができ、光硬化型のプライマー層においては、後述する高エネルギー線を照射することにより極めて短時間で硬化する。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜の製造において、プライマーコーティング組成物は基材上で予め光硬化または熱硬化させることにより、基材をプライマー層で被覆しておくことが必要である。プライマーコーティング組成物を塗布した後、光硬化させずに未硬化のプライマーコーティング層上に、上記の光硬化性樹脂組成物を塗布してしまうと、光硬化に必要な紫外線がオーバーコート層である光硬化性樹脂組成物を硬化させてなる硬化層に吸収されてしまい、プライマー層の硬化が不十分となる場合があるためである。
上記の光硬化性樹脂組成物をプライマー層上に塗布する方法は、プライマーコーティング組成物の塗工方法と同様の方法が例示される。該光硬化性樹脂組成物の塗布量は、耐擦傷性が要求される場合には、層の厚さが0.5~25μmとなる量が好ましく、1~20μmとなる量がより好ましい。塗工後は薄膜を乾燥させた後、後述する高エネルギー線を照射することにより極めて短時間で硬化を行なうことができる。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜を構成する硬化層は、予め基材をプライマー層で被覆した後、該プライマー層上に前記の光硬化性樹脂組成物を塗布して乾燥後、高エネルギー線を照射することにより順次被覆することで形成される。高エネルギー線としては、紫外線,電子線,γ線が例示される。本発明組成物は、紫外線硬化特性に極めて優れるため、紫外線により硬化させることが最も好ましい。紫外線を使用した場合には、極めて短時間で硬化薄膜層が形成されるためである。紫外線照射量は、少なくとも2mJ/cm2であり、好ましくは100~3000mJ/cm2である。尚、前記の光硬化性樹脂組成物は常温で乾燥するが、より早く乾燥させる場合には加熱することができる。
以下、実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、下記の例において、部はいずれも質量部である。粘度は25℃において測定した値である。実施例および比較例の各特性は以下の方法に従って測定した。
[光硬化型コーティング剤の粘度]
25℃に温調された恒温水槽内に浸漬させたウベローデ型粘度計を用いて測定した。
[耐候性試験]
岩崎電気株式会社製アイスーパーUVテスターSUV−W151を用い、下記表1に示す条件に従い照射、暗黒、結露の順のサイクルで耐候性試験を実施した。サンプルは96時間、192時間、288時間後に取り出し、物性を確認した。
25℃に温調された恒温水槽内に浸漬させたウベローデ型粘度計を用いて測定した。
[耐候性試験]
岩崎電気株式会社製アイスーパーUVテスターSUV−W151を用い、下記表1に示す条件に従い照射、暗黒、結露の順のサイクルで耐候性試験を実施した。サンプルは96時間、192時間、288時間後に取り出し、物性を確認した。
[色差]
BYK−Gardner社製color−guide 45/0を用いて耐候性試験前後の明度(L)、彩度(a、b)を測定し、その差ΔL、Δa、Δbを計算した。
[鉛筆硬度]
硬化皮膜の鉛筆硬度はJIS K5600に記載の方法に準じて測定した。荷重750gをかけた鉛筆により硬化薄膜をひっかき、傷がつかない鉛筆の硬度の最高値とした。
[耐擦傷性]
テーバ磨耗試験前後における硬化皮膜のヘイズの差(ΔH)で評価した。テーバ磨耗試験は、磨耗輪:CS−10F、荷重:500g、回転数:500回転/分の条件で行った。
BYK−Gardner社製color−guide 45/0を用いて耐候性試験前後の明度(L)、彩度(a、b)を測定し、その差ΔL、Δa、Δbを計算した。
[鉛筆硬度]
硬化皮膜の鉛筆硬度はJIS K5600に記載の方法に準じて測定した。荷重750gをかけた鉛筆により硬化薄膜をひっかき、傷がつかない鉛筆の硬度の最高値とした。
[耐擦傷性]
テーバ磨耗試験前後における硬化皮膜のヘイズの差(ΔH)で評価した。テーバ磨耗試験は、磨耗輪:CS−10F、荷重:500g、回転数:500回転/分の条件で行った。
[光硬化型コーティング剤の調整例1]
フラスコに、14.2gのメチルエチルケトン(以下MEK)、ウレタンアクリレート系樹脂[日本化薬(株)製;商品名KAYARAD UX−5000]17.4g、分子鎖両末端3−アミノプロピル基封鎖ポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング(株)社製;BY 16−853U)0.36gを投入してこれらを50℃で1時間加熱攪拌を行った。一旦冷却し、5.78gの3—メタクリロキシトリメトキシシラン、57.8gのコロイダルシリカのPGM分散液(濃度30wt%、コロイダルシリカの平均粒子径13nm)、0.58gの水の順に加えて攪拌後、50℃に加熱し1時間攪拌を行った。冷却後、光重合開始剤として2.10gの2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;商品名イルガキュア907]、紫外線吸収剤として1.0gの2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの1−メトキシ−2−プロパノール溶液[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;チヌビン400]、光安定剤として0.8gの2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;チヌビン152]、4.3mgのフェノチアジンを加えて、「光硬化型コーティング剤」を調製した。該光硬化型コーティング剤の粘度は、6mPa・sであった。
フラスコに、14.2gのメチルエチルケトン(以下MEK)、ウレタンアクリレート系樹脂[日本化薬(株)製;商品名KAYARAD UX−5000]17.4g、分子鎖両末端3−アミノプロピル基封鎖ポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング(株)社製;BY 16−853U)0.36gを投入してこれらを50℃で1時間加熱攪拌を行った。一旦冷却し、5.78gの3—メタクリロキシトリメトキシシラン、57.8gのコロイダルシリカのPGM分散液(濃度30wt%、コロイダルシリカの平均粒子径13nm)、0.58gの水の順に加えて攪拌後、50℃に加熱し1時間攪拌を行った。冷却後、光重合開始剤として2.10gの2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;商品名イルガキュア907]、紫外線吸収剤として1.0gの2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの1−メトキシ−2−プロパノール溶液[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;チヌビン400]、光安定剤として0.8gの2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;チヌビン152]、4.3mgのフェノチアジンを加えて、「光硬化型コーティング剤」を調製した。該光硬化型コーティング剤の粘度は、6mPa・sであった。
[プライマーの調製例(実施例1、比較例1~3)]
下表2に示す成分を、機械力を用いて均一に混合することにより、プライマー1~プライマー4を調製した。プライマー1は本願発明の実施例である熱硬化性のプライマー組成物であり、プライマー2~4は比較例であるラジカル重合開始剤を含む光硬化性のプライマーコーティング剤である。表中、各成分の配合量は質量部で表す。
下表2に示す成分を、機械力を用いて均一に混合することにより、プライマー1~プライマー4を調製した。プライマー1は本願発明の実施例である熱硬化性のプライマー組成物であり、プライマー2~4は比較例であるラジカル重合開始剤を含む光硬化性のプライマーコーティング剤である。表中、各成分の配合量は質量部で表す。
(*1)DPHA(日本化薬製 多官能性アクリレート 商品名KAYARAD DPHA)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
(*2)イルガキュア184 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 商品名イルガキュア184)
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(*3)イルガキュア819 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;商品名イルガキュア819)
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド
(*4)チヌビン400 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 チヌビン400)
2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの1−メトキシ−2−プロパノール溶液
(*5)チヌビン479 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 商品名チヌビン479)
2−(2−ヒドロキシ−4−[1−オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン
(*6)チヌビン152 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 チヌビン152)
2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート/ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
(*2)イルガキュア184 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 商品名イルガキュア184)
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
(*3)イルガキュア819 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製;商品名イルガキュア819)
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド
(*4)チヌビン400 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 チヌビン400)
2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンと2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−トリデシルオキシプロピル)オキシ]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジンの1−メトキシ−2−プロパノール溶液
(*5)チヌビン479 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 商品名チヌビン479)
2−(2−ヒドロキシ−4−[1−オクチルオキシカルボニルエトキシ]フェニル)4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジン
(*6)チヌビン152 (チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製 チヌビン152)
2,4−ビス[N−ブチル−N−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ]−6−(2−ヒドロキシエチルアミン)
[実施例1]
上記プライマー1を、3mm厚のポリカーボネート板にスピンコーターを用いて均一に塗工して、オーブン中で120℃で2時間静置することにより、プライマー1を熱によりラジカル重合および加水分解縮合させ、プライマー1からなる均一なプライマー層(プライマー層の厚さ約20μm)を該ポリカーボネート板表面に形成した。
上記プライマー1を、3mm厚のポリカーボネート板にスピンコーターを用いて均一に塗工して、オーブン中で120℃で2時間静置することにより、プライマー1を熱によりラジカル重合および加水分解縮合させ、プライマー1からなる均一なプライマー層(プライマー層の厚さ約20μm)を該ポリカーボネート板表面に形成した。
次いで、3mm厚のポリカーボネート板上に形成された該プライマー層上に、上記光硬化型コーティング剤を、スピンコーターを用いて均一に塗布して、120℃で2分間乾燥した。さらに、USHIO電機製UVC−02512S1AA01(ランプ:メタルハライドランプ UVH−0251C−2200)で、2000mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させることにより、約8μm厚の硬化コーティング皮膜と基材の間に約20μmのプライマー層を有するポリカーボネート板を得た。初期のテーバ摩耗試験機によるヘイズの変化は6.0%であった。
該基材の耐候性試験の結果を表3に示す。また耐候性試験による色差の変化および鉛筆硬度の変化を表4に示す。
該基材の耐候性試験の結果を表3に示す。また耐候性試験による色差の変化および鉛筆硬度の変化を表4に示す。
[比較例1~3]
上記プライマー2~4を、各々、3mm厚のポリカーボネート板にスピンコーターを用いて均一に塗工して、オーブン中で120℃で5分間乾燥した。さらに、USHIO電機製UVC−02512S1AA01(ランプ:メタルハライドランプ UVH−0251C−2200)で、2000mJ/cm2の紫外線を照射して光硬化させることにより、プライマー2~4からなる均一なプライマー層を該ポリカーボネート板表面に形成した。プライマー層の膜厚を表3中に示す。
上記プライマー2~4を、各々、3mm厚のポリカーボネート板にスピンコーターを用いて均一に塗工して、オーブン中で120℃で5分間乾燥した。さらに、USHIO電機製UVC−02512S1AA01(ランプ:メタルハライドランプ UVH−0251C−2200)で、2000mJ/cm2の紫外線を照射して光硬化させることにより、プライマー2~4からなる均一なプライマー層を該ポリカーボネート板表面に形成した。プライマー層の膜厚を表3中に示す。
次いで、3mm厚のポリカーボネート板情に形成された該プライマー層上に、上記光硬化型コーティング剤を、スピンコーターを用いて均一に塗布して、120℃で2分間乾燥した。さらに、USHIO電機製UVC−02512S1AA01(ランプ:メタルハライドランプ UVH−0251C−2200)で、2000mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させることにより、硬化コーティング皮膜と基材の間にプライマー層を有するポリカーボネート板を得た。コーティング皮膜の膜厚および該基材の耐候性試験の結果を表3に示す。
[比較例4]
プライマーを用いない他は実施例1と同様にして、5μm厚の上記光硬化型コーティング剤の硬化皮膜のみを有するポリカーボネート板を得た。該基材の耐候性試験の結果を表3に示す。
プライマーを用いない他は実施例1と同様にして、5μm厚の上記光硬化型コーティング剤の硬化皮膜のみを有するポリカーボネート板を得た。該基材の耐候性試験の結果を表3に示す。
表3に示す通り、実施例1のプライマー層を有するポリカーボネート板は288時間の耐候性試験によっても、硬化皮膜の剥離が発生せず、また色差の変化も非常に小さくポリカーボネートで問題となる黄変を防ぐことができた。これに対し、比較例1~3では、96時間の耐候性試験で硬化皮膜の剥離が発生し、192時間後以降は皮膜が完全に消失し、ポリカーボネート板の著しい黄変が見られた。また、プライマー層を有しない比較例4のポリカーボネート板は、96時間後に既に皮膜が消失し、著しい黄変を示した。比較例1~4のポリカーボネート板は、実施例1に比して耐候性が劣るものであった。
本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、波長300nm付近の紫外線吸収効果、硬度、油脂汚れ付着防止性、油脂汚れ拭き取り性、耐擦傷性、透明性、撥水性、密着性、平滑性および均一性に優れた耐侯性の塗膜である。このため、本発明の紫外線遮蔽性積層塗膜は、特に屋外等で太陽光線に長時間暴露する環境で使用する基材であって、美観と強度が要求されるもの(より具体的には、自動車用窓ガラス代替プラスティック部材や、建材用窓ガラス代替プラスティック部材など)の表面を被覆する用途に極めて好適である。
Claims (13)
- (I)硬化性樹脂 100質量部、および紫外線吸収剤 5~100質量部を含有し、塗布時の膜厚が10~200μmのプライマー層であって、[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内にあることを特徴とするプライマー層、
(II)上記プライマー層表面に形成された下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる硬化層とを備えることを特徴とする紫外線遮蔽性積層塗膜。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部 - 前記の硬化性樹脂が(a)アクリル系樹脂であり、前記の硬化性樹脂原料モノマーが(a1)アクリル系樹脂原料モノマーである、請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
- 前記プライマー層が、下記成分(a1)~(d)を含有するプライマーコーティング組成物を硬化せしめてなるアクリル系樹脂プライマー層である、請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部、
(b)紫外線吸収剤 5~100質量部、
(c)ヒンダードアミン系光安定剤 0.1~20質量部 および
(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部 - 前記紫外線吸収剤が、(b1)260~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤である請求項1または請求項3に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
- 前記成分(A)である多官能性アクリレートが、5官能性以上のアクリレートを含む多官能性アクリレートである請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
- 前記光硬化性樹脂組成物が、下記成分(A1)~成分(F)を含有する光硬化性樹脂組成物である、請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
(A1)5官能性以上のアクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D1)300~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤 0.01~30質量部
(E)アミノ変性オルガノポリシロキサン 0.2~20質量部 および
(F)アルコールを含む有機溶剤 10~1000質量部。 - 前記プライマー層が、下記成分(a1)~(d)からなるプライマーコーティング組成物を加熱硬化させてなる熱硬化型のアクリル系樹脂プライマー層である、請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部、
(b)紫外線吸収剤 5~100質量部、
(c)ヒンダードアミン系光安定剤 0.10~20質量部 および
(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部 - 前記プライマー層が、下記成分(a1)~(e)からなるプライマーコーティング組成物を高エネルギー線照射により光硬化させてなる光硬化型のアクリル系樹脂プライマー層である、請求項1に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜。
(a1)アクリル系樹脂原料モノマー 100質量部、
(b1)260~400nmに吸収波長を有する紫外線吸収剤 5~100質量部、
(c)ヒンダードアミン系光安定剤 0.10~20質量部 および
(d)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部
(e)360~450nmに吸収波長を有する光重合開始剤 0.01~30質量部 - 基材表面が、請求項1~8のいずれか1項に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆されてなる紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材。
- 前記基材が、厚さ0.001m~0.1mの範囲である板状ポリカーボネート樹脂であり、基材の両面または片面を請求項1~8のいずれか1項に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜により被覆されてなることを特徴とする請求項9に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材。
- 基材である板状ポリカーボネート樹脂の波長420nm以上の可視光線の光透過率が80パーセント以上であり、得られた積層型硬化塗膜付きポリカーボネート樹脂基材の波長420nm以上の可視光線の光透過率が75パーセント以上であることを特徴とする、請求項10に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材。
- 請求項9~請求項11に記載の紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材からなる建築材料または自動車用車窓用材料。
- 基材表面を、
(I) 硬化性樹脂原料モノマー 100質量部および紫外線吸収剤 5~100質量部を含有するプライマーコーティング組成物を塗布時の膜厚が10~200μmとなり、かつ[硬化性樹脂原料モノマー 100質量部あたりの紫外線吸収剤の含有量(質量部)]×[プライマー層の塗布時の膜厚(μm)]が100~1000の範囲内となる量を塗布して硬化させることにより、基材表面をプライマー層により被覆した後、
(II) 該プライマー層上に下記成分(A)~成分(D)を含有する光硬化性樹脂組成物を塗布して高エネルギー線により光硬化させることにより、順次該基材を被覆することを特徴とする、紫外線遮蔽性積層塗膜付き基材の製造方法。
(A)多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート 100質量部、
(B)脂肪族不飽和結合を有するオルガノアルコキシシラン 1~100質量部、
(C)コロイダルシリカ 1~300質量部
(D)光重合開始剤 0.01~30質量部
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