(57)【要約】【課題】樹脂からなる基材の耐衝撃性を向上させることができるコーティング剤及びこのコーティング剤を用いて作製された表面被覆部材を提供する。【解決手段】コーティング剤は、イソシアヌル環骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートからなる３〜３０質量部のＡ成分と、イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ（メタ）アクリレートからなる３５〜４５質量部のＢ成分と、（メタ）アクリル当量８０〜２００の多官能（メタ）アクリレートからなる５〜５０質量部のＣ成分と、重量平均分子量１００００〜３００００の（メタ）アクリレートからなる２０質量部以下のＤ成分と、マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなる５０質量部以下のＥ成分と、ラジカル重合開始剤からなるＦ成分と、を含んでいる。Ｆ成分の含有量は、Ａ成分〜Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアヌル環骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートからなる３〜３０質量部のＡ成分と、
イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ（メタ）アクリレートからなる３５〜４５質量部のＢ成分と、
（メタ）アクリル当量８０〜２００の多官能（メタ）アクリレートからなる５〜５０質量部のＣ成分と、
重量平均分子量１００００〜３００００の（メタ）アクリレートからなる２０質量部以下のＤ成分と、
マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなる５０質量部以下のＥ成分と、
ラジカル重合開始剤からなるＦ成分と、を含み、
前記Ｆ成分の含有量は、前記Ａ成分、前記Ｂ成分、前記Ｃ成分、前記Ｄ成分及び前記Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部である、コーティング剤。
【請求項２】
前記コーティング剤は、更に、紫外線吸収剤からなるＧ成分を含有しており、前記Ｇ成分の含有量は、前記Ａ成分、前記Ｂ成分、前記Ｃ成分、前記Ｄ成分及び前記Ｅ成分の合計１００質量部に対して１〜１２質量部である、請求項１に記載のコーティング剤。
【請求項３】
前記コーティング剤は、更に、シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤から選択される１種以上の化合物からなるＨ成分を含有しており、前記Ｈ成分の含有量は、前記Ａ成分、前記Ｂ成分、前記Ｃ成分、前記Ｄ成分及び前記Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．０１〜１．０質量部である、請求項１または２に記載のコーティング剤。
【請求項４】
透明樹脂からなる基材と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコーティング剤の硬化物からなり、前記基材の表面を被覆するコーティング膜と、を有する、表面被覆部材。
【請求項５】
前記基材は前記透明樹脂としてのポリカーボネートから構成されている、請求項４に記載の表面被覆部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング剤及び表面被覆部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や鉄道等の車両における窓は、ガラスから構成されている。近年では、車両の軽量化を目的として、比較的質量の大きいガラスからなる窓を、ガラスよりも軽量な透明樹脂からなる窓へ置き換えることが検討されている。しかし、透明樹脂は、ガラスに比べて耐摩耗性や耐候性が低いという問題がある。
【０００３】
かかる問題を解決し、透明樹脂の耐摩耗性及び耐候性を向上させるため、透明樹脂の表面に硬い皮膜を形成する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ポリカーボネートの板状成形体と、当該成形体の少なくとも片面上に設けられたプライマー層と、プライマー層の上に形成されたハードコート層とを有する被覆ポリカーボネート板状成形体の形成方法が記載されている。ハードコート層は、コロイダルシリカとトリアルコキシシランの加水分解縮合物とを含むハードコート塗液を加熱して硬化させることにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の被覆ポリカーボネート板状成形体のように、プライマー層とハードコート層との２層構造からなる皮膜を形成するに当たっては、板状成形体上にプライマーを塗布する工程、プライマーを乾燥させてプライマー層を形成する工程、プライマー層上にコーティング剤を塗布する工程及びコーティング剤を硬化させてハードコート層を形成する工程を順次行う必要がある。そのため、皮膜の形成作業が煩雑になるとともに、皮膜の形成作業に要するコストの増大を招いている。
【０００６】
また、透明樹脂上のハードコート層に物体が衝突した場合、ハードコート層にクラックが発生することがある。このとき、ハードコート層には衝突時の衝撃によってひずみが加わっているため、ハードコート層にクラックが発生すると、クラックの先端に応力が集中しやすい。このようにクラックの先端に応力が集中することにより、透明樹脂に加わる応力が大きくなり、透明樹脂が割れやすくなる場合がある。
【０００７】
このような問題を回避し、透明樹脂の耐衝撃性をより向上させるため、衝撃が加わった際に透明樹脂へ加わる応力を小さくすることができるハードコート層が望まれている。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、樹脂からなる基材の耐衝撃性を向上させることができるコーティング剤及びこのコーティング剤を用いて作製された表面被覆部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、イソシアヌル環骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートからなる３〜３０質量部のＡ成分と、
イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ（メタ）アクリレートからなる３５〜４５質量部のＢ成分と、
（メタ）アクリル当量８０〜２００の多官能（メタ）アクリレートからなる５〜５０質量部のＣ成分と、
重量平均分子量１００００〜３００００の（メタ）アクリレートからなる２０質量部以下のＤ成分と、
マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなる５０質量部以下のＥ成分と、
ラジカル重合開始剤からなるＦ成分と、を含み、
前記Ｆ成分の含有量は、前記Ａ成分、前記Ｂ成分、前記Ｃ成分、前記Ｄ成分及び前記Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部である、コーティング剤にある。
【００１０】
本発明の他の態様は、透明樹脂からなる基材と、
前記の態様のコーティング剤の硬化物からなり、前記基材の表面を被覆するコーティング膜と、を有する、表面被覆部材にある。
【発明の効果】
【００１１】
前記コーティング剤は、前記Ａ成分と、前記Ｂ成分と、前記Ｃ成分と、前記Ｆ成分とを必須成分として含有している。また、Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＦ成分の含有量はそれぞれ前記特定の範囲内である。Ｃ成分は１分子中に複数の（メタ）アクリロイル基を有しているため、１分子のＣ成分に対して２分子以上の他の成分を架橋させることができる。それ故、Ｃ成分を含む前記コーティング剤を硬化させることにより、各成分が三次元的に架橋してなる網状構造を形成することができる。
【００１２】
前記特定の構造を有するコーティング膜は、ひずみが加わった際に、ひずみが比較的小さい段階でクラックが発生する性質を有している。そのため、前記表面被覆部材に物体が衝突した場合、表面被覆部材に加わるひずみが比較的小さい段階でコーティング膜にクラックを発生させることができる。その結果、クラックの先端に生じる応力を小さくし、コーティング膜から基材へのクラックの進展を抑制することができる。その結果、表面被覆部材の耐衝撃性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前記コーティング剤に含まれる成分について説明する。
【００１４】
・Ａ成分：イソシアヌル環骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート
前記コーティング剤中には、必須成分として、イソシアヌル環骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートからなるＡ成分が含まれている。Ａ成分は、前記コーティング剤を硬化させることにより得られるコーティング膜の耐候性を向上させる作用を有している。
【００１５】
前記コーティング剤中のＡ成分の含有量は、３〜３０質量部とする。かかる組成を有するコーティング剤を硬化させることにより、基材との密着性、耐候性及び耐衝撃性に優れたコーティング膜を得ることができる。
【００１６】
Ａ成分の含有量が３質量部未満の場合には、コーティング膜の耐候性の悪化を招き、コーティング膜の割れが比較的早期に発生するおそれがある。Ａ成分の含有量が３０質量部を超える場合には、Ｂ成分及びＣ成分のうち少なくとも一方の含有量が不足するおそれがある。その結果、コーティング膜の基材に対する密着性の低下、耐候性の低下及び耐衝撃性の低下などの問題が生じるおそれがある。
【００１７】
Ａ成分としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物を採用することができる。下記一般式（１）で表される化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体とヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートまたはそのε−カプロラクトン変性体との付加反応によって合成することができる。Ａ成分としては、これらの化合物から選択された１種の化合物を使用してもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。
【００１８】
【化１】
2020002315.tif 000002
【００１９】
なお、前記一般式（１）におけるＲ１、Ｒ２及びＲ３は炭素数２〜１０の２価の有機基である。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一の有機基であってもよいし、互いに異なる有機基であってもよい。ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体にヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートのε−カプロラクトン変性体が付加された場合には、前述した２価の有機基に−ＣＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−のいずれかの部分構造が含まれる。
【００２０】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、例えばエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基およびテトラメチレン基等の、炭素数２〜４のアルキレン基であることが好ましく、テトラメチレン基であることがより好ましい。この場合には、コーティング膜の耐摩耗性及び耐候性をより向上させることができる。
【００２１】
前記一般式（１）におけるＲ４、Ｒ５およびＲ６は水素原子またはメチル基である。Ｒ４、Ｒ５及びＲ６は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、水素原子であることが好ましい。この場合には、前記コーティング剤の硬化性をより向上させることができる。
【００２２】
ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体とヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートまたはそのε−カプロラクトン変性体との付加反応は、触媒を用いずに行ってもよいし、反応を促進させるために触媒を用いて行ってもよい。触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウリレート等のスズ系触媒や、トリエチルアミン等のアミン系触媒を使用することができる。
【００２３】
・Ｂ成分：イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ（メタ）アクリレート
前記コーティング剤中には、必須成分として、イソシアヌル環骨格を有し、ウレタン結合を有しないトリ（メタ）アクリレートからなるＢ成分が含まれている。Ｂ成分は、硬化後のコーティング膜と基材との密着性を向上させるとともに、コーティング膜の耐候性を向上させる作用を有している。
【００２４】
前記コーティング剤中のＢ成分の含有量は、３５〜４５質量部とする。かかる組成を有するコーティング剤を硬化させることにより、基材との密着性、耐候性及び耐衝撃性に優れたコーティング膜を得ることができる。
【００２５】
Ｂ成分の含有量が３５質量部未満の場合には、コーティング膜と基材との密着性の悪化を招き、コーティング膜が基材から剥離しやすくなるおそれがある。Ｂ成分の含有量が４５質量部を超える場合には、Ａ成分及びＣ成分のうち少なくとも一方の含有量が不足するおそれがある。その結果、耐候性の低下及び耐衝撃性の低下などの問題が生じるおそれがある。
【００２６】
Ｂ成分としては、例えば、下記一般式（２）で表される化合物等を使用することができる。下記一般式（２）で表される化合物は、例えば、イソシアヌル酸のアルキレンオキサイド付加体と（メタ）アクリル酸またはそのε−カプロラクトン変性体との縮合反応によって合成することができる。Ｂ成分としては、これらの化合物から選択された１種の化合物を使用してもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。
【００２７】
【化２】
2020002315.tif 000003
【００２８】
なお、前記一般式（２）におけるＲ７、Ｒ８及びＲ９は炭素数２〜１０の２価の有機基である。また、ｎ１＝１〜３であり、ｎ２＝１〜３であり、ｎ３＝１〜３であり、ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＝３〜９である。ｎ１＋ｎ２＋ｎ３の値は、前記一般式（２）で表される化合物１分子当たりのアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表す。
【００２９】
Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は同一の有機基であってもよいし、互いに異なる有機基であってもよい。また、ｎ１、ｎ２、ｎ３は同一の値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。イソシアヌル酸に（メタ）アクリル酸のε−カプロラクトン変性物が縮合した場合には、前述した２価の有機基に−ＣＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−または−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−のいずれかの部分構造が含まれる。
【００３０】
Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、例えばエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基およびテトラメチレン基等の、炭素数２〜４のアルキレン基であることが好ましく、エチレン基であることがより好ましい。この場合には、コーティング膜の耐摩耗性及び耐候性をより向上させることができる。
【００３１】
また、ｎ１＝１であり、ｎ２＝１であり、ｎ３＝１であることが好ましい。この場合には、基材に対するコーティング膜の密着性をより向上させることができる。
【００３２】
前記一般式（２）におけるＲ１０、Ｒ１１およびＲ１２は水素原子またはメチル基である。Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２は、水素原子であることが好ましい。この場合には、前記コーティング剤の硬化性をより向上させることができる。
【００３３】
・Ｃ成分：（メタ）アクリル当量８０〜２００の多官能（メタ）アクリレート
前記コーティング剤中には、必須成分として、（メタ）アクリル当量８０〜２００の多官能（メタ）アクリレートからなるＣ成分が含まれている。Ｃ成分は、１分子中に複数の（メタ）アクリロイル基を有しているため、Ａ成分等に含まれる（メタ）アクリロイル基がＣ成分の（メタ）アクリロイル基と重合することにより、１分子のＣ成分に対して２分子以上の（メタ）アクリロイル基を有する成分を結合させることができる。それ故、Ｃ成分を含む前記コーティング剤を硬化させることにより、各成分が三次元的に架橋してなる網状構造を形成し、表面被覆部材の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３４】
前記コーティング剤中のＣ成分の含有量は、５〜５０質量部とする。かかる組成を有するコーティング剤を硬化させることにより、基材との密着性、耐候性及び耐衝撃性に優れたコーティング膜を得ることができる。コーティング膜の密着性、耐候性及び耐衝撃性をバランスよく向上させる観点からは、前記コーティング剤中のＣ成分の含有量を１０〜５０質量部とすることが好ましく、１５〜４５質量部とすることがより好ましく、２０〜４５質量部とすることがさらに好ましい。
【００３５】
Ｃ成分の含有量が５質量部未満の場合には、衝撃を受けた際にコーティング膜にクラックが発生しにくくなる。それ故、クラックが発生した時点で表面被覆部材に加わっているひずみが大きくなり、基材に加わる応力の増大を招きやすい。その結果、表面被覆部材の耐衝撃性の低下を招くおそれがある。Ｃ成分の含有量が５０質量部を超える場合には、Ａ成分及びＢ成分のうち少なくとも一方の含有量が不足するおそれがある。その結果、基材に対するコーティング膜の密着性の低下及び耐候性の低下などの問題が生じるおそれがある。
【００３６】
Ｃ成分としては、１分子当たり３個以上の（メタ）アクリロイル基を備え、かつ、（メタ）アクリル当量、つまり、（メタ）アクリロイル基１個当たりの分子量が８０〜２００である化合物を使用することができる。Ｃ成分としては、これらの化合物から選択された１種の化合物を使用してもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。
【００３７】
Ｃ成分の（メタ）アクリル当量が８０未満の場合には、１分子当たりの（メタ）アクリロイル基の数が過度に多くなるため、硬化後のコーティング膜中に含まれる未反応の（メタ）アクリロイル基の量が多くなりやすい。その結果、コーティング膜を形成した後に、コーティング膜内で意図しない架橋反応が進行し、クラックの発生が起こりやすくなるおそれがある。
【００３８】
Ｃ成分の（メタ）アクリル当量が２００よりも大きい場合には、１分子当たりの（メタ）アクリロイル基の数が少なくなるため、硬化後のコーティング膜中に含まれる架橋点の数が不足しやすい。この場合、コーティング膜が伸びやすくなり、衝撃を受けた際にコーティング膜にクラックが発生しにくくなる。その結果、表面被覆部材の耐衝撃性の低下を招くおそれがある。
【００３９】
・Ｄ成分：重量平均分子量１００００〜３００００の（メタ）アクリレート
前記コーティング剤中には、任意成分として、重量平均分子量１００００〜３００００の（メタ）アクリレートからなるＤ成分が含まれていてもよい。Ｄ成分としての（メタ）アクリレートは、１分子中に１個の（メタ）アクリロイル基を有していてもよいし、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有していてもよい。Ｄ成分としては、これらの化合物から選択された１種の化合物を使用してもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。
【００４０】
Ｄ成分の含有量が過度に多い場合には、必須成分としてのＡ成分〜Ｃ成分の含有量が不足し、コーティング膜の基材に対する密着性の低下、耐候性の低下及び耐衝撃性の低下などの問題が生じるおそれがある。Ｄ成分の含有量を２０質量部以下、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下とすることにより、かかる問題を回避することができる。
【００４１】
・Ｅ成分：マレイミド基を備えたコロイダルシリカ
前記コーティング剤は、任意成分として、マレイミド基を備えたコロイダルシリカからなるＥ成分を含有していてもよい。Ｅ成分は、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性を向上させる作用を有している。前記コーティング剤中のＥ成分の含有量を１質量部以上、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
【００４２】
しかし、コーティング剤中のＥ成分の含有量が過度に多い場合には、コーティング膜の収縮や、コーティング膜中に存在する有機成分の分解の促進などの問題が生じるおそれがある。また、この場合には、必須成分としてのＡ成分〜Ｃ成分の含有量が不足し、コーティング膜の基材に対する密着性の低下、耐候性の低下及び耐衝撃性の低下などの問題が生じるおそれもある。コーティング剤中のＥ成分の含有量を５０質量部以下、好ましくは３５質量部以下、より好ましくは２５質量部以下、さらに好ましくは２０質量部以下とすることにより、これらの問題を回避しつつコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。なお、Ｅ成分の含有量に関する、前述した「５０質量部以下」の概念には、Ｅ成分が含まれていない（つまり、０質量部）場合が包含される。
【００４３】
Ｅ成分としては、下記一般式（３）で表される化合物（ｅ１）とコロイダルシリカ（ｅ２）との反応生成物に含まれる不揮発性成分や、コロイダルシリカ（ｅ２）を下記一般式（３）で表される化合物（ｅ１）によって化学的に修飾した物質等を使用することができる。
【００４４】
【化３】
2020002315.tif 000004
【００４５】
なお、前記一般式（３）におけるＲ13は水素原子または１価の有機基であり、Ｒ14は炭素数１〜１４の２価の飽和炭化水素基である。また、ｚの値は０．１以上３以下である。Ｅ成分中の化合物（ｅ１）に由来する構造単位が２個以上のＲ13を有している場合、これらのＲ13は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００４６】
前記一般式（３）中のＲ13が１価の有機基である場合、当該有機基としては、例えば、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシアルキル基等を採用することができる。また、Ｒ13としては、これら以外にも、Ｃ原子、Ｏ原子及びＨ原子からなる炭素数１〜６の有機基を採用することができる。化合物（ｅ１）を合成する際の反応性の観点からは、Ｒ13は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基または酸素原子を含む炭素数１〜６の１価の有機基であることが好ましく、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基であることがより好ましい。
【００４７】
前記一般式（３）中のＲ14は、２価の直鎖状飽和炭化水素基であってもよいし、２価の分岐状飽和炭化水素基であってもよい。直鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、エチレン基、１，３−プロパンジイル基（トリメチレン基）、１，４−ブタンジイル基（テトラメチレン基）、１，５−ペンタンジイル基（ペンタメチレン基）、１，６−ヘキサンジイル基（ヘキサメチレン基）等を採用することができる。分岐状飽和炭化水素としては、例えば、１，２−プロパンジイル基、１，２−ブタンジイル基、１，３−ブタンジイル基、２，３−ブタンジイル基、１，３−ペンタンジイル基、２，４−ペンタンジイル基、２，５−ヘキサンジイル基、２−メチル−１，３−プロパンジイル基、２−エチル−１，３−プロパンジイル基、３−メチル−１，５−ペンタンジイル基等を採用することができる。
【００４８】
前記一般式（３）中のＲ14は、炭素数１〜６の２価の飽和炭化水素基であることが好ましく、炭素数３〜６の２価の直鎖状飽和炭化水素基であることがより好ましい。この場合には、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性及び耐候性をより向上させることができる。
【００４９】
前記一般式（３）におけるｚの値は、Ｓｉ原子１モル当たりに含まれるアルコキシ基の平均モル数を表す。前記一般式（３）におけるｚの値が３の場合、Ｅ成分の合成過程において、化合物（ｅ１）は単量体として存在していることを示す。また、前記一般式（３）におけるｚの値が３未満の場合、Ｅ成分の合成過程において、化合物（ｅ１）には、二量体以上の縮合体が含まれていることを示す。
【００５０】
前記一般式（３）におけるｚの値を０．１以上とすることにより、Ｅ成分の合成過程において、コロイダルシリカ（ｅ２）中のシリカ粒子の表面を化合物によって効率よく修飾することができる。その結果、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。また、Ｅ成分の合成過程における反応性をより向上させる観点からは、ｚの値を０．４以上とすることが好ましく、０．８以上とすることがさらに好ましい。なお、ｚの値は、前記一般式（３）で表される化合物の1Ｈ−ＮＭＲスペクトルにおける水素原子の積分比に基づいて算出することができる。
【００５１】
化合物（ｅ１）は、例えば、以下の方法によって合成することができる。まず、下記化学式（４）で表される二重結合を有するカルボン酸無水物に下記一般式（５）で表されるアミノアルキルトリアルコキシシランを付加してアミック酸を合成する。
【００５２】
【化４】
2020002315.tif 000005
【００５３】
Ｈ2Ｎ−Ｒ14−Ｓｉ−(ＯＲ13)3      ・・・（５）
【００５４】
次いで、得られたアミック酸を加熱する。これにより閉環反応を進行させ、マレイミド基を形成することができる。この閉環反応において生成した水は、アルコキシ基の加水分解縮合反応を進行させる。以上により、化合物（ｅ１）を得ることができる。かかる方法は、容易に入手可能な原料を用いて化合物（ｅ１）を１段階で製造することができるため、化合物（ｅ１）の製造方法として好適である。
【００５５】
前述の方法において、アミック酸の閉環反応が完全に進行し、発生した水が全てアルコキシシランの加水分解縮合反応に消費される場合、理論上、前記式（３）におけるｚの値は１となる。ｚの値は、反応系内の水の量を調節することによって１よりも小さくし、または１よりも大きくすることができる。例えば、反応系に水を添加することにより、ｚの値を１よりも小さくすることができる。また、反応系から水を除去する、あるいは脱水剤を使用するなどの方法により、ｚの値を１よりも大きくすることができる。
【００５６】
前述した化合物（ｅ１）の製造方法は、有機溶媒の存在下で行われるとよい。有機溶媒としては、アミック酸を溶解し、かつ原料と反応しないものが好ましい。具体的には、トルエン、キシレン等の芳香族化合物が好ましい。なお、酸無水物とアミノ基との反応は非常に速いため、アルコールやエステル等の極性溶媒も使用することができる。
【００５７】
閉環反応の温度としては、７０〜１５０℃の範囲が好ましい。有機溶媒として芳香族化合物等の水をほとんど溶解しない化合物を使用する場合、反応終了後に反応系から溶媒を除去することが好ましい。二重結合を有するカルボン酸無水物とアミノアルキルトリアルコキシシランとの割合としては、等モルが好ましい。二重結合を有するカルボン酸無水物およびアミノアルキルトリアルコキシシランとしては、それぞれ複数種を併用することもできる。
【００５８】
前記の方法において、アミノアルキルトリアルコキシシランに替えて、アミノアルキルメチルジアルコキシシランやメチルトリアルコキシシラン等の、ラジカル重合性ではないアルコキシシランを用いることも可能である。
【００５９】
化合物（ｅ１）と反応させるコロイダルシリカ（ｅ２）は、例えば、アルコール系分散媒と、この分散媒中に分散した球状のシリカ一次粒子とを有している。分散媒中のシリカ一次粒子は、互いに分離した状態で存在していてもよいし、複数個のシリカ一次粒子が凝集してなる二次粒子として存在していてもよい。
【００６０】
シリカ一次粒子の平均一次粒子径は、１〜１００ｎｍであることが好ましく、５〜６０ｎｍであることがより好ましく、５〜３０ｎｍであることがさらに好ましい。シリカ一次粒子の平均一次粒子径を１ｎｍ以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。また、シリカ一次粒子の平均一次粒子径を１００ｎｍ以下とすることにより、コロイダルシリカの分散安定性をより向上させることができる。
【００６１】
なお、シリカ一次粒子の平均粒子径は、ＢＥＴ法によって測定された比表面積に基づいて算出することができる。例えば、シリカ一次粒子の平均一次粒子径が１〜１００ｎｍである場合、ＢＥＴ法によって測定された比表面積は３０〜３０００ｍ2／ｇである。
【００６２】
Ｅ成分を合成するに当たっては、例えば、化合物（ｅ１）とコロイダルシリカ（ｅ２）とを水を含む有機溶媒の存在下で加熱し、両者を縮合させる方法を採用することができる。有機溶媒中には、必要に応じて酸触媒やアルカリ触媒を添加してもよい。なお、化合物（ｅ１）とコロイダルシリカ（ｅ２）とを縮合させる際には、副反応として、化合物（ｅ１）同士の縮合反応が起こることがある。
【００６３】
縮合反応における加熱温度は、例えば、４０〜１４０℃であることが好ましく、６０〜１２０℃であることがより好ましい。縮合反応における加熱時間は、０．５〜２０時間であることが好ましい。反応終了後、反応系中に含まれる水を除去するとよい。反応後の溶液を加熱する、または減圧するなどの方法により、反応系から水、さらには有機溶媒を留去するとよい。このとき、反応後の溶液に水よりも高沸点の有機溶媒を加えることが好ましい。
【００６４】
化合物（ｅ１）として、前記化学式（４）で表される化合物と前記一般式（５）で表されるアミノアルキルトリアルコキシシランとの反応生成物を使用する場合、化合物（ｅ１）及びコロイダルシリカ（ｅ２）の仕込み量は、質量比において、化合物（ｅ１）：コロイダルシリカ（ｅ２）＝１：９〜９：１の範囲から適宜設定することができる。この場合には、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性及び耐候性をより向上させることができる。
【００６５】
耐摩耗性及び耐候性をさらに向上させる観点からは、化合物（ｅ１）及びコロイダルシリカ（ｅ２）の仕込み量は、化合物（ｅ１）：コロイダルシリカ（ｅ２）＝２：８〜７：３の範囲から設定することが好ましく、２：８〜６：４の範囲から設定することがより好ましい。
【００６６】
化合物（ｅ１）として、前記化学式（４）で表される化合物と、前述したラジカル重合性ではないアルコキシシランとの反応生成物を使用する場合には、当該化合物（ｅ１）の仕込み量は、前述した仕込み量の半分以下とすることが好ましい。
【００６７】
有機溶媒としては、水を均一に溶解可能な溶媒を使用することが好ましい。有機溶媒としては、例えば、沸点１００℃〜２００℃のアルコール系溶媒を使用することが好ましく、エーテル結合を有する沸点１００℃〜２００℃のアルコール系溶媒を使用することがより好ましい。具体的には、プロピ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテル等から選択された１種または２種の化合物を有機溶媒として使用することができる。
【００６８】
有機溶媒中には、アルコキシシランに含まれるアルコキシ基１モルに対し、０．３〜１０モルの水が含まれていることが好ましく、０．５〜５モルの水が含まれていることが好ましい。有機溶媒中の水の含有量を前記特定の範囲とすることにより、コロイダルシリカのゲル化を抑制しつつアルコキシシランをシリカ一次粒子に縮合させ、シリカ一次粒子の表面に効率よくマレイミド基を結合させることができる。
【００６９】
・Ｆ成分：ラジカル重合開始剤
前記コーティング剤中には、必須成分として、ラジカル重合開始剤からなるＦ成分が含まれている。Ｆ成分は、コーティング剤中にラジカルを発生させることができる。そして、このラジカルによってＡ成分等に含まれる（メタ）アクリロイル基同士の重合反応を開始させることができる。
【００７０】
前記コーティング剤中のＦ成分の含有量は、Ａ成分〜Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部とする。前記コーティング剤中のＦ成分の含有量を０．１質量部以上、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、さらに好ましくは２質量部以上とすることにより、基材上に配置した前記コーティング剤を硬化させてコーティング膜を形成することができる。
【００７１】
Ｆ成分の含有量が０．１質量部未満の場合には、重合反応の開始点となるラジカルの量が不足するため、コーティング剤を十分に硬化させることが難しくなる。その結果、コーティング膜の硬度が低くなり、傷に対する耐久性が低下するおそれがある。また、この場合には、コーティング膜の基材に対する密着性の低下、耐候性の低下及び耐衝撃性の低下などの問題が生じるおそれもある。
【００７２】
一方、Ｆ成分の含有量が過度に多くなると、コーティング剤の保管中に意図しないラジカル重合反応が開始されやすくなる等、コーティング剤の保存安定性の低下を招くおそれがある。また、この場合には、硬化後のコーティング膜中に未反応の重合開始剤が残存しやすくなる。コーティング膜中に残存する未反応の重合開始剤の量が過度に多くなると、コーティング膜の劣化が促進されるおそれがある。更に、この場合には、材料コストの増大を招くおそれもある。
【００７３】
Ｆ成分の含有量を１０質量部以下、好ましくは５質量部以下、より好ましくは３質量部以下とすることにより、前述した問題を回避しつつ重合反応の開始点となるラジカルの量を十分に多くし、コーティング剤を十分に硬化させることができる。
【００７４】
Ｆ成分としては、例えば、特定の波長の光を照射することによってラジカルを発生させる光ラジカル重合開始剤や、熱を加えることによってラジカルを発生させる熱ラジカル重合開始剤等を使用することができる。
【００７５】
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、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、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）−ブタン−１−オン、ジエトキシアセトフェノン、オリゴ｛２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパノン｝および２−ヒドロキシ−１−｛４−〔４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオニル）ベンジル〕フェニル｝−２−メチルプロパン−１−オン等のアセトフェノン系化合物；ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノンおよび４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルファイド等のベンゾフェノン系化合物；メチルベンゾイルフォルメート、オキシフェニル酢酸の２−（２−オキソ−２−フェニルアセトキシエトキシ）エチルエステルおよびオキシフェニル酢酸の２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチルエステル等のα−ケトエステル系化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等のフォスフィンオキサイド系化合物；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物；チタノセン系化合物；１−〔４−（４−ベンゾイルフェニルスルファニル）フェニル〕−２−メチル−２−（４−メチルフェニルスルフィニル）プロパン−１−オン等のアセトフェノン／ベンゾフェノンハイブリッド系光開始剤；２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）−１−〔４−（フェニルチオ）〕−１，２−オクタンジオン等のオキシムエステル系光重合開始剤；並びにカンファーキノン等を使用することができる。
【００７６】
熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物およびアゾ系化合物等を使用することができる。
【００７７】
有機過酸化物としては、例えば、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）２−メチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス〔４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）〕プロパン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルハイドロパーオキサイドおよびｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等を使用することができる。
【００７８】
アゾ系化合物としては、例えば、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル、２−フェニルアゾ−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾジ−ｔ−オクタンおよびアゾジ−ｔ−ブタン等を使用することができる。
【００７９】
Ｆ成分としては、これらの化合物から選択された１種の化合物を使用してもよいし、２種以上の化合物を併用してもよい。
【００８０】
・Ｇ成分：紫外線吸収剤
前記コーティング剤は、任意成分として、紫外線吸収剤からなるＧ成分を含有していてもよい。Ｇ成分は、紫外線によるコーティング膜の劣化を抑制する作用を有している。Ｇ成分の含有量は、Ａ成分〜Ｅ成分の合計１００質量部に対して１〜１２質量部の範囲から適宜設定することができる。前記コーティング剤中のＧ成分の含有量を１質量部以上、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐候性をより向上させることができる。
【００８１】
一方、Ｇ成分の含有量が過度に多い場合には、コーティング膜の耐摩耗性の低下を招くおそれがある。さらに、この場合には、かえってコーティング膜の耐候性が低下するおそれもある。Ｇ成分の含有量を１２質量部以下、好ましくは１０質量部以下とすることにより、これらの問題を回避することができる。
【００８２】
Ｇ成分としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、紫外線を吸収する無機微粒子を使用することができる。
【００８３】
トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、２−［４−{（２−ヒドロキシ−３−ドデシロキシプロピル）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−［４−{（２−ヒドロキシ−３−トリデシロキシプロピル）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−［４−{（２−ヒドロキシ−３−（２−エチルヘキシロキシ）プロピル）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、２，４−ビス（２−ヒドロキシ−４−ブチロキシフェニル）−６−（２，４−ビス−ブチロキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−［１−オクチロ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−トリアジン等を使用することができる。
【００８４】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−５−｛２−（メタ）アクリロイルオキシエチル｝フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等を使用することができる。
【００８５】
ベンゾフェノン系紫外線としては、例えば、２，４−ジヒド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を使用することができる。シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、オクチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート等を使用することができる。無機微粒子としては、例えば、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛微粒子、酸化錫微粒子等を使用することができる。
【００８６】
Ｇ成分としては、前述した化合物及び無機微粒子から選択された１種を使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。Ｇ成分としては、（メタ）アクリロイル基を有するベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を使用することが好ましい。この場合には、コーティング膜の耐候性及び耐摩耗性をバランスよく高めることができる。
【００８７】
・Ｈ成分：シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤
前記コーティング剤は、任意成分として、シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤のうち１種以上の化合物からなるＨ成分を含有していてもよい。Ｈ成分の含有量は、Ａ成分〜Ｅ成分の合計１００質量部に対して０．１〜１０質量部の範囲から適宜設定することができる。前記コーティング剤中のＨ成分の含有量を０．１質量部以上とすることにより、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
【００８８】
一方、コーティング剤中のＨ成分の含有量が過度に多い場合には、硬化後にコーティング膜の表面が粗くなる等の外観の悪化を招くおそれがある。更に、Ｈ成分の含有量が多くなると、材料コストの増大を招くおそれもある。Ｈ成分の含有量を１０質量部以下、好ましくは５質量部以下、より好ましくは３質量部以下とすることにより、かかる問題を回避することができる。
【００８９】
Ｈ成分としては、シリコーン系表面調整剤及びフッ素系表面調整剤から選択される１種または２種以上の化合物を使用することができる。
【００９０】
シリコーン系表面調整剤としては、例えば、シリコーン鎖とポリアルキレンオキサイド鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びシリコーン系オリゴマー、シリコーン鎖とポリエステル鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びシリコーン系オリゴマー、ＥＢＥＣＲＹＬ（登録商標）３５０、ＥＢＥＣＲＹＬ１３６０（以上、ダイセル・オルネクス株式会社製）、ＢＹＫ（登録商標）−３１５、ＢＹＫ−３４９、ＢＹＫ−３７５、ＢＹＫ−３７８、ＢＹＫ−３７１、ＢＹＫ−ＵＶ３５００、ＢＹＫ−ＵＶ３５７０（以上、ビックケミー・ジャパン株式会社製）、Ｘ−２２−１６４、Ｘ−２２−１６４ＡＳ、Ｘ−２２−１６４Ａ、Ｘ−２２−１６４Ｂ、Ｘ−２２−１６４Ｃ、Ｘ−２２−１６４Ｅ、Ｘ−２２−１７４ＤＸ、Ｘ−２２−２４２６、Ｘ−２２−２４７５（以上、信越化学工業株式会社製）、ＡＣ−ＳＱＴＡ−１００、ＡＣ−ＳＱＳＩ−２０、ＭＡＣ−ＳＱＴＭ−１００、ＭＡＣ−ＳＱＳＩ−２０、ＭＡＣ−ＳＱＨＤＭ（以上、東亞合成株式会社製）、８０１９ａｄｄｉｔｉｖｅ（東レ・ダウコーニング株式会社製）、ポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン等を使用することができる。
【００９１】
フッ素系表面調整剤としては、例えば、パーフルオロアルキル基とポリアルキレンオキサイド基とを有するフッ素系ポリマー及びフッ素系オリゴマー、パーフルオロアルキルエーテル基とポリアルキレンオキサイド基とを有するフッ素系ポリマー及びフッ素系オリゴマー、メガファック（登録商標）ＲＳ−７５、メガファックＲＳ−７６−Ｅ、メガファックＲＳ−７２−Ｋ、メガファックＲＳ−７６−ＮＳ、メガファックＲＳ−９０（以上、ＤＩＣ株式会社製）、オプツール（登録商標）ＤＡＣ−ＨＰ（ダイキン工業株式会社製）、ＺＸ−０５８−Ａ、ＺＸ−２０１、ＺＸ−２０２、ＺＸ−２１２、ＺＸ−２１４−Ａ（以上、株式会社Ｔ＆ＫＴＯＫＡ製）等を使用することができる。
【００９２】
Ｈ成分としては、分子構造中に炭素−炭素二重結合を含む化合物を使用することが好ましく、分子末端に炭素−炭素二重結合を有する化合物を使用することがより好ましい。Ｈ成分中の炭素−炭素二重結合は、ラジカル重合中にＡ成分等に含まれる（メタ）アクリロイル基と重合することができる。それ故、Ｈ成分として炭素−炭素二重結合を含む化合物を使用することにより、Ｈ成分に由来する構造単位を含む網状構造を形成することができる。その結果、硬化後のコーティング膜の耐摩耗性をより向上させることができる。
【００９３】
・有機溶媒
前記コーティング剤は、前述した各成分を溶解または分散させるための有機溶媒を含んでいてもよい。有機溶媒としては、例えば、エタノールおよびイソプロパノール等のアルコール；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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコールモノエーテル；トルエンおよびキシレン等の芳香族化合物；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル；アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン；ジブチルエーテル等のエーテル；ジアセトンアルコール；Ｎ−メチルピロリドン等を使用することができる。前記コーティング剤は、これらの有機溶媒のうち１種を含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。
【００９４】
前記コーティング剤は、有機溶媒としてのアルキレングリコールモノエーテルを含んでいることが好ましい。アルキレングリコールモノエーテルは、前述した各成分の分散性または溶解性に優れているため、基材上に前記コーティング剤を塗布した後に、均一な塗膜を形成することができる。また、基材がポリカーボネートから構成されている場合には、有機溶媒としてアルキレングリコールモノエーテルを使用することにより、基材を溶かすことなく塗膜を形成することができる。
【００９５】
・その他の添加剤
前記コーティング剤中には、必須成分としてのＡ成分〜Ｃ成分及びＦ成分の他に、コーティング剤の硬化を損なわない範囲で、コーティング剤用として公知の添加剤が含まれていてもよい。例えば、前記コーティング剤中には、添加剤として、ラジカル捕捉剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の、コーティング膜の劣化を抑制するための添加剤が含まれていてもよい。これらの添加剤を使用することにより、コーティング膜の耐候性を向上させる効果を期待することができる。
【００９６】
前記コーティング剤を透明樹脂からなる基材の表面に塗布した後硬化させることにより、透明樹脂からなる基材と、前記コーティング剤の硬化物からなり、基材の表面を被覆するコーティング膜と、を有する表面被覆部材を得ることができる。基材が板状である場合には、コーティング膜は、基材の片面にのみ形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。コーティング膜の膜厚は特に限定されることはないが、例えば、５〜４０μｍの範囲から適宜設定することができる。
【００９７】
前記コーティング剤の硬化物は透明であるため、透明樹脂からなる基材の表面に前記コーティング膜を形成することにより、窓ガラスに比べて軽量な窓用透明部材を得ることができる。更に、前記表面被覆部材は、前記コーティング膜の存在により、衝撃が加わった際に基材に加わる応力を小さくすることができる。それ故、外部から衝撃を受けた際の割れ等の発生を抑制することができる。前記表面被覆部材は、例えば車両に組み込まれる窓用透明部材として好適である。
【００９８】
基材を構成する透明樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネートを採用することができる。ポリカーボネートは耐候性、強度、透明性等の窓用透明部材に要求される諸特性に優れているため、ポリカーボネートからなる基材の表面に前記コーティング膜を形成することにより、窓用透明部材として好適な表面被覆部材を得ることができる。
【００９９】
前記表面被覆部材を作製するに当たっては、例えば、基材を準備する準備工程と、
基材の表面上にコーティング剤を塗布する塗布工程と、
コーティング剤中のＦ成分からラジカルを発生させ、基材の表面上においてコーティング剤を硬化させる硬化工程と、
を有する製造方法を採用することができる。
【０１００】
上記製造方法において、塗布工程でのコーティング剤の塗布には、スプレーコーター、フローコーター、スピンコーター、ディップコーター、バーコーター、アプリケーター等の公知の塗布装置の中から、所望する膜厚や機材の形状等に応じて適切な装置を選択して使用することができる
【０１０１】
塗布工程の後、必要に応じてコーティング剤を加熱して乾燥させる工程を行ってもよい。
【０１０２】
硬化工程においては、Ｆ成分の性質に応じて適切な処理を行うことにより、Ｆ成分からラジカルを発生させ、ラジカル重合反応を進行させることができる。例えば、Ｆ成分として熱ラジカル重合開始剤が含まれている場合には、コーティング剤を加熱することにより、Ｆ成分からラジカルを発生させることができる。また、Ｆ成分として光ラジカル重合開始剤が含まれている場合には、コーティング剤に適切な波長の光を照射することにより、Ｆ成分からラジカルを発生させることができる。
【０１０３】
硬化工程の後、必要に応じてコーティング膜を加熱し、硬化を促進させる工程を行ってもよい。
【実施例】
【０１０４】
前記コーティング剤及び表面被覆部材の実施例について説明する。なお、本発明に係るコーティング剤及び表面被覆部材の態様は、以下に示す態様に限定されるものではなく、その趣旨を損なわない範囲で適宜構成を変更することができる。
【０１０５】
本例において使用した化合物は以下の通りである。
【０１０６】
・Ａ成分
ＨＤＩ３−ＨＢＡ：ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート型三量体とヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとの付加生成物
・Ｂ成分
Ｍ−３１５：イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレートを含む混合物（東亞合成株式会社製）
【０１０７】
・Ｃ成分
ＵＡ−１１００Ｈ：ウレタンアクリレート（新中村化学工業株式会社製、（メタ）アクリル当量１１６〜１３３）
ＵＡ−５３Ｈ：ウレタンアクリレート（新中村化学工業株式会社製、（メタ）アクリル当量１５３）
Ａ−ＤＰＨ：ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（新中村化学工業株式会社製、（メタ）アクリル当量９６）
【０１０８】
・Ｄ成分
ＡＸ−４−ＨＣ：多官能アクリレートポリマー（株式会社日本触媒製、重量平均分子量  ２２０００）
アクリット（登録商標）８ＢＲ−９３０Ｍ：アクリロイル基含有ポリウレタン（大成ファインケミカル株式会社製、重量平均分子量  １６０００）
アクリット８ＵＨ−１００６：メタクリロイル基含有ポリウレタン（大成ファインケミカル株式会社製、重量平均分子量２００００）
【０１０９】
・Ｅ成分
表面修飾コロイダルシリカ  マレイミド基を備えたアルコキシシランとコロイダルシリカとの縮合生成物
・Ｆ成分
Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）７５４：フォスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤（ＢＡＳＦ社製）
Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９：α−ケトエステル系化合物を含む光ラジカル重合開始剤（ＢＡＳＦ社製）
【０１１０】
・Ｇ成分
ＲＵＶＡ−９３：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（大塚化学株式会社製）
・Ｈ成分
８０１９ａｄｄｉｔｉｖｅ：シリコーン系表面調整剤（東レ・ダウコーニング株式会社製）
【０１１１】
・その他の添加剤
Ｏ−１：Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１２３：ヒンダードアミン系光安定剤（ＢＡＳＦ社製）
【０１１２】
本例においては、まず、有機溶媒中に表１に示す質量比で各成分を溶解または分散させてコーティング剤（試験剤１〜９）を調製した。また、試験剤の調製とは別に、基材として、ポリカーボネートからなる板厚５ｍｍの板材を準備した。
【０１１３】
フローコーターを用いて基材の片面上に試験剤を塗布した後、基材を１００℃の温度で１０分間加熱してコーティング剤を乾燥させた。その後、試験剤に紫外光を照射することにより基材中のＦ成分からラジカルを発生させた。なお、本例においては、紫外光の光源として、ピーク照度３００ｍＷ／ｃｍ2の高圧水銀ランプを使用した。
【０１１４】
以上により、基材の片面上に試験剤の硬化物からなるコーティング膜を形成し、表面被覆部材を得た。得られた表面被覆部材を用い、以下の方法によりコーティング膜と基材との初期密着性、表面被覆部材の初期の透明度、耐摩耗性、耐候性及び表面被覆部材の耐衝撃性の評価を行った。
【０１１５】
・コーティング膜と基材との初期密着性
ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６：１９９９（ＩＳＯ  ２４０９：１９９２）の規定に準じ、クロスカット法による付着性試験を行った。具体的には、カッターナイフを用いてコーティング膜を１ｍｍ間隔で格子状に切断し、コーティング膜に１００か所の正方形小片を形成した。これらの正方形小片に付着テープとしてのセロハンテープ（ニチバン株式会社製）貼り付けた。その後、コーティング膜から付着テープを剥離し、基材上に残存した正方形小片の数を数えた。
【０１１６】
各試験剤を用いた表面被覆部材における、基材上に残存した正方形小片の割合（％）は表１に示す通りであった。初期密着性の評価においては、基材上に残存した正方形小片の割合が大きいほど、初期密着性が高く、コーティング膜が基材から剥離しにくいことを示す。
【０１１７】
・表面被覆部材の初期の透明度
濁度系（日本電色工業株式会社製「ＮＤＨ−２０００」）を用い、ＪＩＳ  Ｋ７１３６：２０００（ＩＳＯ  １４７８２：１９９９）に準じた方法により表面被覆部材のヘイズ値Ｈ（％）を測定した。各試験剤を用いた表面被覆部材の初期のヘイズ値Ｈ（％）は表１に示す通りであった。初期の透明度の評価においては、ヘイズ値Ｈが２％以下の場合を十分に高い透明度を有しているため合格と判定し、２％を超える場合を透明度が低いため不合格と判定する。
【０１１８】
・耐摩耗性
テーバー式摩耗試験機を用いて表面被覆部材上のコーティング膜を摩耗させた後、ヘイズメーターを用いて摩耗後の表面被覆部材のヘイズ値を測定した。なお、テーバー式摩耗試験機の摩耗輪にはＣＳ−１０Ｆを使用した。また、摩耗試験における荷重は５００ｇｆとし、回転数は５００回とした。
【０１１９】
各試験剤を用いた表面被覆部材における、摩耗によるヘイズ値の増加量ΔＨ（％）、つまり、摩耗後のヘイズ値から初期のヘイズ値を差し引いた値は表１に示す通りであった。ヘイズ値の増加量ΔＨは、値が小さいほど摩耗量が小さく、耐摩耗性に優れていることを示す。耐摩耗性の評価においては、ヘイズ値の増加量ΔＨが１０％以下の場合を十分に高い耐摩耗性を有しているため合格と判定し、１０％を超える場合を耐摩耗性に劣るため不合格と判定する。
【０１２０】
・耐候性
超促進耐候性試験機（ダイプラ・ウィンテス株式会社製「メタルウェザー（登録商標）」を用い、促進耐候性試験を行った。促進耐候性試験においては、メタルハライドランプから発生させた紫外光を表面被覆部材に照射するステップと、照射を休止し、表面被覆部材を結露させるステップとからなるサイクルを１サイクルとし、前記のサイクルを繰り返し実施した。
【０１２１】
コーティング膜の剥離の有無は、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６：１９９９（ＩＳＯ  ２４０９：１９９２）の規定に準じた付着性試験の結果に基づいて評価した。また、コーティング膜のクラックの有無は、目視により評価した。
【０１２２】
各試験剤を用いた表面被覆部材における、コーティング膜の基材からの剥離またはクラックの発生が起きた時のサイクル数（回）は表１に示す通りであった。なお、表１の「耐候性」欄において記号「＞」を付して示した数値は、当該サイクルではコーティング膜の剥離またはクラックの発生が起こらなかったことを示す。
【０１２３】
・耐衝撃性試験
コーティング膜が下方を向くようにして表面被覆部材を水平に配置した。この表面被覆部材の上方から質量１０ｋｇの頭部模型を自由落下させ、表面被覆部材の基材側に衝突させた。頭部模型を衝突させた後の表面被覆部材を目視観察し、基材の割れの有無を評価した。
【０１２４】
各試験剤を用いた表面被覆部材における、基材の割れの有無は表１に示す通りであった。
【０１２５】
【表１】
2020002315.tif 000006
【０１２６】
表１に示したように、試験剤１〜６は、必須成分としてのＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＦ成分を含んでいる。また、これらの含有量は前記特定の範囲内である。表１に示した結果から、試験剤１〜６を用いて作製された表面被覆部材は、必須成分のうち少なくとも１種を含まない試験剤７〜９に比べて耐候性及び耐衝撃性に優れていることが理解できる。
【０１２７】
また、試験剤１〜６の中でも、特に、Ａ成分〜Ｃ成分の含有量のバランスがよい試験剤３〜６は、Ａ成分の含有量が少ない試験剤１、２よりも更に優れた耐候性を有していることが理解できる。