(57)【要約】【課題】耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れた、表面が改質されたプラスチックを提供すること。【解決手段】プラスチック基材に、（ａ）コロイド状無機物および／または微粒子状無機物を固形分換算で３〜４０重量％、（ｂ）金属アルコキシドおよび／または金属ヒドロキシドを固形分換算で５〜３０重量％、ならびに（ｃ）水および／または親水性有機溶剤４５〜９２重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を含有するコーティング組成物を固形分換算で２〜６０ｇ／ｍ２塗布し、乾燥後、このプラスチック基板の塗布面を該プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度を有する熱板や熱ロールに２〜６０秒接触させて熱処理し、プラスチック基材と塗膜とを融着させるとともに塗膜を硬化させる。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材に、（ａ）コロイド状無機物および／または微粒子状無機物を固形分換算で３〜４０重量％、（ｂ）金属アルコキシドおよび／または金属ヒドロキシドを固形分換算で５〜３０重量％、ならびに（ｃ）水および／または親水性有機溶剤４５〜９２重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を含有するコーティング組成物を固形分換算で２〜６０ｇ／ｍ２塗布し、乾燥後、該プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度で２〜６０秒、熱処理して、プラスチック基材と塗膜とを融着させるとともに塗膜を硬化させることを特徴とするプラスチック基材の表面改質方法。
【請求項２】
熱処理を、プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度を有する物質をプラスチック基材の塗膜と接触させることにより実施する請求項１記載のプラスチックの表面改質方法。
【請求項３】
請求項１〜２いずれかに記載のプラスチック基材の表面改質方法によって得られる改質プラスチック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック基材の表面改質方法および改質プラスチックに関する。
さらに詳細には、本発明は、特定のコーティング組成物をプラスチック基材の表面に塗布し、乾燥後、該プラスチックの軟化温度以上の熱を有する物質、例えば板状、ロール状、その他の形状の金属やセラミックスと接触させて熱処理し、塗膜をプラスチックの表面に融着・硬化することにより、耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れたプラスチックに改善することができるプラスチック基材の表面改質方法およびこれにより得られる改質プラスチックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラスチックは、耐傷性（硬度）、帯電防止性、耐紫外線性、耐熱性、耐火性、耐汚染性などに問題があり、その解決策として数多くの表面処理方法が提案されている。例えば、シリコン系塗布剤を使用したもの、樹脂系プライマーを使用したもの、金属や金属酸化物などの無機材を蒸着したもの、金属や金属酸化物などの無機材を溶射したものなどがあるが、いずれの方法も、表面との密着性、透明性、コストなどの面で問題があり、一部の用途を除いて汎用化されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れた、表面が改質されたプラスチックを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラスチック基材に、（ａ）コロイド状無機物および／または微粒子状無機物を固形分換算で３〜４０重量％、（ｂ）金属アルコキシドおよび／または金属ヒドロキシドを固形分換算で５〜３０重量％、ならびに（ｃ）水および／または親水性有機溶剤４５〜９２重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を含有するコーティング組成物を固形分換算で２〜６０ｇ／ｍ２塗布し、乾燥後、該プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度で２〜６０秒、熱処理して、プラスチック基材と塗膜とを融着させるとともに塗膜を硬化させることを特徴とするプラスチック基材の表面改質方法に関する。
ここで、上記熱処理は、プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度を有する物質をプラスチック基材の塗膜と接触させることにより実施することが好ましい。
次に、本発明は、上記プラスチック基材の表面改質方法によって得られる改質プラスチックに関する。
【０００５】
本発明は、プラスチックの熱軟化、溶融性を利用して、プラスチック基材とコーティング組成物からなる無機質の薄膜（塗膜）とを一体化させることにより、塗布されるコーティング組成物の密着力よりも、プラスチックの熱軟化・溶融化による融着力を利用するものである。すなわち、プラスチック基材の表面に、本発明のコーティング組成物を塗布して、例えば、非接触乾燥法（加熱炉や熱放射乾燥または常温乾燥など）により乾燥し、これに、例えば、プラスチックの軟化温度以上の熱を有する金属やセラミックスなどを直接接触させて、短時間で融着硬化させる方法により、プラスチック基材の表面に、無機質の薄膜を形成させるものである。この薄膜は、透明または着色された膜で、耐傷性や帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れる。
【０００６】
プラスチック基材
プラスチック基材としては、板状（フィルム状、シート状を含む）、パイプ状、その他の一般的なプラスチック成形品の形状からなる、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリプロピレン，ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレンなどのポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６などのポリアミド樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、熱可塑性合成樹脂や熱硬化性合成樹脂はすべて適用可能である。これらのプラスチック基材中には、ガラス繊維、合成樹脂粉末、無機化合物などの充填材や、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、その他の添加剤などが含有されていてもよい。
【０００７】
コーティング組成物
本発明に用いられるコーティング組成物は、（ａ）コロイド状無機物および／または微粒子状無機物を固形分換算で３〜４０重量％、（ｂ）金属アルコキシドおよび／または金属ヒドロキシドを固形分換算で５〜３０重量％、ならびに（ｃ）水および／または親水性有機溶剤４５〜９２重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕を含有する。
【０００８】
（ａ）コロイド状無機物および／または微粒子状無機物：
ここで、コーティング組成物を構成する（ａ）成分のうち、コロイド状無機物は、透明性を確保して、硬度、耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐熱性、耐火性、耐汚染性などに優れた膜を作るために使用される。
コロイド状無機物とは、平均粒径５〜５０ｍμ程度、好ましくは７〜２０ｍμの粒子が分散媒中に分散しているものをいい、各種の公知のものが使用できる。分散媒としては、通常、低級アルコール類、炭化水素エーテルアルコール類、これらの酢酸エステル類などの有機溶剤や水が単独または混合して用いられており、分散粒子の固形分濃度は、通常、１０〜５０重量％程度である。本発明では、このようなコロイド状無機物を、いずれも用いることができる。コロイド状無機物の具体例としては、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナ、コロイド状酸化チタン、コロイド状酸化ジルコニウム、コロイド状酸化セリウム、コロイド状酸化亜鉛、コロイド状酸化鉄、コロイド状酸化マンガン、コロイド状水酸化アルミニウム、コロイド状酸化スズ、コロイド状酸化スズ・インジウム、コロイド状ケイ酸ジルコニウムなどを挙げることができる。
コロイド状シリカは、シロキサン結合の表面にシラノール基を持った単粒子高分子シリカゾルであり、これをゲル化すると、この高分子の単粒子がシラノール基の縮合・脱水反応を起こし、シロキサン結合鎖を形成して、三次元的シロキサン結合の網目構造を作りながら、多量体化し、純粋なシリカゲルになる。また、コロイド状アルミナは、水を分散媒とするｐＨ２．５〜６のアルミナゾルであり、アルミナを５〜２５重量％含有し、安定剤として硝酸、塩酸、酢酸などの酸を使用したものである。
【０００９】
また、コーティング組成物を構成する（ａ）成分のうち、微粒子状無機物は、耐候性の着色化粧をするため、また導電性、耐熱性、耐火性、電磁波シールド性などに優れた膜を作るために使用される。
上記微粒子状無機物は、平均粒径０．０１〜５０μｍ程度、好ましくは０．０１〜３μｍ程度のものが適当であり、着色顔料、体質顔料、機能性顔料などを用いることができる。上記着色顔料としては、酸化チタン白、黄または黒、鉄・銅・マンガン合成酸化物黒、酸化鉄茶、黄または黒、カーボン、ストロンチウムクロメート、モリブデン赤または白、コバルトブルーまたはグリーン（コバルト・アルミニウム合成酸化物）、酸化クロム緑、酸化ニッケルグレーなどが挙げられる。また、体質顔料としては、カオリン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウムなどが挙げられる。さらに、機能性顔料としては、チタン酸カリウムウィスカー、繊維状酸化アルミニウム、炭化ケイ素ウィスカー、ゼオライト、シリカゲル、天然鉱物粉、ケイ酸塩ガラスなどが挙げられる。
【００１０】
本発明に用いられるコーティング組成物において、上記（ａ）成分は、組成物中に、固形分換算で、３〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。３重量％未満では、透明性、耐紫外線性、耐熱性、耐火性、耐汚染性、導電性、電磁波シールド性などの機能性を発現できない場合があり、一方、４０重量％を超えると、増粘したり、他成分の割合が少なすぎたりして好ましくない。
【００１１】
（ｂ）金属アルコキシドおよび／または金属ヒドロキシド：
（ｂ）成分は、本発明に用いられるコーティング組成物において、結合剤としての役目を果たすものである。
（ｂ）金属アルコキシドや金属ヒドロキシドとしては、公知のものを用いることができ、例えば、下記（１）〜（３）が例示される。
（１）Ｒ１ｉＭ１（ＯＲ２）ｊ（式中、Ｒ１　は炭素数１〜３のアルキル基またはビニル基、Ｒ２　は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｍ１　はカルシウムまたはバリウム、ｉは０または１、ｊは１また２の整数を示す）で表される化合物。
（２）Ｒ３ｋＭ２（ＯＲ４）ｌ（式中、Ｒ３　は炭素数１〜３のアルキル基またはビニル基、Ｒ４　は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｍ２　はアルミニウム、イットリウムまたはランタン、ｋは０または１、ｌは１，２または３の整数を示す）で表される化合物。
（３）Ｒ５ｍＭ３（ＯＲ６）ｎ（式中、Ｒ５　は炭素数１〜３のアルキル基またはビニル基、Ｒ６　は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｍ３　はチタン、ジルコニウム、マンガン、スズ、ケイ素またはストロンチウム、ｍは０または１、ｎは３または４の整数を示す）で表される化合物。
これらの化合物は、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して用いることもできる。
【００１２】
上記金属アルコキシドや金属ヒドロキシドの具体例としては、Ｃａ（ＯＣＨ３）２、Ｃａ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｃａ（ＯＣ３Ｈ７）２、Ｃａ（ＯＣ４Ｈ９）２、Ｂａ（ＯＣＨ３）２、Ｂａ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｂａ（ＯＣ３Ｈ７）２、Ｂａ（ＯＣ４Ｈ９）２、Ａｌ（ＯＣＨ３）３、Ａｌ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ａｌ（ＯＣ３Ｈ７）３、Ａｌ（ＯＣ４Ｈ９）３、ＣＨ３Ａｌ（ＯＣＨ３）２、ＣＨ３Ａｌ（ＯＣ２Ｈ５）２、ＣＨ３Ａｌ（ＯＣ３Ｈ７）２、ＣＨ３Ａｌ（ＯＣ４Ｈ９）２、Ｔｉ（ＯＣＨ３）４、Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ７）４、Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４、ＣＨ３Ｔｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＨ３Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＨ３Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ７）３、ＣＨ３Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｃ２Ｈ５Ｔｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃ２Ｈ５Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｃ２Ｈ５Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ７）３、Ｃ２Ｈ５Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）４、Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）３、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ３Ｈ７）３、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｚｒ（ＯＣＨ３）４、Ｚｒ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｚｒ（ＯＣ３Ｈ７）４、Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）４、ＣＨ３Ｚｒ（ＯＣＨ３）３、ＣＨ３Ｚｒ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＣＨ３Ｚｒ（ＯＣ３Ｈ７）３、ＣＨ３Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｃ２Ｈ５Ｚｒ（ＯＣＨ３）３、Ｃ２Ｈ５Ｚｒ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｃ２Ｈ５Ｚｒ（ＯＣ３Ｈ７）３、Ｃ２Ｈ５Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）３、Ｓｎ（ＯＣＨ３）４、Ｓｎ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｓｎ（ＯＣ３Ｈ７）４、Ｓｎ（ＯＣ４Ｈ９）４、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｂａ（ＯＨ）２、Ａｌ（ＯＨ）３、ＣＨ３Ａｌ（ＯＨ）２、Ｔｉ（ＯＨ）４、ＣＨ３Ｔｉ（ＯＨ）３、Ｃ２Ｈ５Ｔｉ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＣＨ３Ｓｉ（ＯＨ）３、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＨ）３、Ｚｒ（ＯＨ）４、ＣＨ３Ｚｒ（ＯＨ）３、Ｃ２Ｈ５Ｚｒ（ＯＨ）３、Ｓｎ（ＯＨ）４などが挙げられる。これらの化合物は、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して用いることもできる。
【００１３】
また、本発明の（ｂ）成分としては、あらかじめこれらの化合物を組み合わせた共縮合系の化合物を用いることもできる。この共縮合系化合物としては、例えば、ＺｒＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）６、ＡｌＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）６、ＴｉＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）６、（Ｃ３Ｈ７Ｏ）３ＺｒＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（Ｃ３Ｈ７Ｏ）３ＴｉＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３ＺｒＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（Ｃ４Ｈ９Ｏ）３ＴｉＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（Ｃ３Ｈ７Ｏ）２ＡｌＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、（Ｃ４Ｈ９Ｏ）２ＡｌＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３などを挙げることができる。
【００１４】
結合剤である（ｂ）成分の使用量は、コーティング組成物中に、固形分（縮合物）換算で、５〜３０重量％、好ましくは８〜２４重量％である。５重量％未満では、結合力が不足して粉落ちする。一方、３０重量％を超えると、被覆力が大きすぎて、（ａ）成分の機能性が発現されない場合がある。
【００１５】
（ｃ）水および／または親水性有機溶剤：
（ｃ）成分（水および／または親水性有機溶剤）は、（ａ）〜（ｂ）成分の分散媒として、および粘度調節剤として必須の成分である。
ここで、水としては、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水などを用いることができる。
また、親水性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−またはｉ−プロパノール、ｎ−、ｓｅｃ−またはｔ−ブタノールなどの低級アルコール類、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルなどのアルキル基としてメチル、エチル、プロピル、ブチルなどを有する炭化水素エーテルアルコール類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテートなどの上記炭化水素エーテルアルコールなどの酢酸エステル類、エトキシエチルアセテートなどのアルコール類の酢酸エステル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類、アセトンなどを用いることができる。
ここで、上記水や親水性有機溶剤には、上記コロイド状無機物などに含まれる水や親水性有機溶剤や、上記金属アルコキシドや金属ヒドロキシドの縮合によって生成する水や親水性有機溶剤なども包含される。
以上の水や親水性有機溶剤は、１種単独で使用することも、あるいは２種以上を混合して用いることもできる。
【００１６】
（ｃ）水および／または親水性有機溶剤の使用量は、本発明に用いられるコーティング組成物中に、４５〜９２重量％、好ましくは５５〜９５重量％〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量％〕である。４５重量％未満では、コーティング組成物の粘度が高くなるため作業性が悪くなり、一方、９２重量％を超えると、他成分、特に（ａ）成分が不足するため、目的とする性能の発現が低下したりして好ましくない。
【００１７】
本発明に用いられるコーティング組成物は、その固形分濃度を、好ましくは８〜５５重量％、好ましくは１５〜４５重量％に調整して用いられる。８重量％未満では、（ａ）成分の性能が不充分になったり、一方、５５重量％を超えると、粘度が高すぎて加工性が悪くなったり、レべリング性が悪くなったりして好ましくない。
【００１８】
本発明に用いられるコーティング組成物には、上記成分のほかに、必要に応じて、無機酸または有機酸、各種界面活性剤、分散剤、増粘剤、硬化調整剤、キレート剤、有機染料や顔料などを配合することができる。上記添加剤は、本発明の目的を損なわない範囲で任意の量を添加することができる。
本発明のコーティング組成物は、（ａ）〜（ｃ）成分を混合し、必要に応じて、上記他の添加剤を配合し、全固形分濃度を調整して得られる。この際、コーティング組成物は、高速撹拌機、ロールミル、ボールミル、その他の分散機により分散させ、ろ過することにより、均一な安定性の良い分散液とすることができる。
【００１９】
本発明では、上記コーティング組成物を、プラスチック基材に塗布し、重合ゲル化させることによってセラミックス層を形成させる。塗布方法は、特に限定はなく、例えば、スプレー法、ロールコート法、ディップ法、カーテンフロー法およびグラビア印刷、スクリーン印刷法などを採用することができる。
【００２０】
塗布後の液状組成物の乾燥は、重合、ゲル化であり、常温下でも進行するが、低温加熱することによって、ゲル化時間が短縮され、また重合密度が上がって、セラミックス層がより緻密化する。加熱は６０〜２００℃、好ましくは７０〜１５０℃程度で、時間は１〜３０分、好ましくは１〜２０分程度が適当である。６０℃未満の場合、乾燥時間がほとんど短縮されず、一方、２００℃を超えると、基材が変色したり、塗膜に気泡が出たりして好ましくない。また、プラスチック基材の耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、耐汚染性などの性能を向上させるために、本発明のコーティング組成物の塗布、乾燥後、さらに本発明のコーティング組成物を１層または複層塗布し、複層のセラミックス層を形成することができる。なお、プラスチック基材の耐汚染性、耐傷付き性などを向上させるために、顔料を添加したコーティング組成物を塗布したのち、乾燥後、または硬化後に、顔料を添加していないコーティング組成物を１〜数回塗布してもよい。さらに、顔料を添加したコーティング組成物を塗布した後で、乾燥後、または硬化後に、色の異なるコーティング組成物で模様を印刷、その上に顔料を添加していないコーティング組成物を塗布することができる。ゾルーゲル法によるセラミックス層は、合計厚さ１〜４０μｍ、好ましくは２〜３０μｍ程度とすればよい。
【００２１】
以上のコーティング組成物のプラスチック基材への塗布量は、乾燥目付で、２〜８０ｇ／ｍ２、好ましくは４〜６０ｇ／ｍ２である。２ｇ／ｍ２未満では、塗膜が薄すぎて目的とする性能が発現せず、一方、８０ｇ／ｍ２を超えると、塗膜が割れたり、剥離したりして好ましくない。
【００２２】
熱処理条件
本発明では、プラスチック基材に、上記コーティング組成物を塗布し、乾燥（場合により、さらに加熱処理）後、該プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃の温度で２〜６０秒、熱処理して、プラスチック基材と塗膜とを融着させるとともに塗膜を硬化させる。
ここで、熱処理は、上記のようにして塗膜を有するプラスチック基材を、加熱炉などに載置し、熱処理してもよいが、好ましくは、加熱された金属、セラミックスなどの物質をプラスチック基材に接触させて、熱処理することが好ましい。これにより、プラスチック基材表面の塗膜に加熱物質が押圧・加熱されることにより、プラスチック基材と塗膜との融着・硬化が促進される。
【００２３】
ここで、熱処理温度は、プラスチックの軟化点（Ｔｓ，℃）〜Ｔｓ＋１５０℃、好ましくはＴｓ＋２０〜℃〜Ｔｓ＋１００℃である。熱処理温度がプラスチックの軟化点未満では、プラスチック基材と塗膜との融着が充分でなく、一方、Ｔｓ＋１５０℃を超えると、熱処理温度が高すぎて、プラスチック基材が変形したり、塗膜が割れたりして好ましくない。
この熱処理温度は、プラスチック基材の有する固有の軟化温度によって異なるので、プラスチック基材の種類によって、適宜、設定されるが、例えば、下記の熱処理温度が好ましい。
（メタ）アクリル系樹脂；１３０〜２００℃
ポリカーボネート；　　　１８０〜２５０℃
ＡＢＳ樹脂；　　　　　　１３０〜２００℃
ポリエステル樹脂；　　　１８０〜２５０℃
ポリプロピレン；　　　　１８０〜２５０℃
ポリエチレン；　　　　　１３０〜２００℃
スチレン系樹脂；　　　　１３０〜２００℃
塩化ビニル系樹脂；　　　１３０〜２００℃
ポリアミド；　　　　　　１８０〜２８０℃
また、熱処理時間は、２〜６０秒、好ましくは３〜２０秒である。２秒未満では、プラスチック基材と塗膜との融着・硬化が充分でなく、また、硬化ムラができたりする。一方、６０秒を超えると、プラスチック基材が変形したり、塗膜が割れたりして好ましくない。
【００２４】
熱処理の具体例としては、板状の上記のようにして塗膜を有するプラスチック基材を、一対以上の熱ロール間に通して熱処理するか、あるいは、該基材を一対の熱板で熱プレスする方法が挙げられる。また、プラスチック基材として、一定形状を有する成形品の場合には、上記のようにしてコーティング組成物を塗布、乾燥したのち、加熱されたプラスチック型内に載置し、熱プレスしてもよい。
熱ロールや熱板の材質としては、鉄、ステンレスなどの金属やセラミックスが好ましい。
なお、熱ロールを用いる場合、ロール間の線圧は、通常、２〜５０ｋｇ／ｃｍ、好ましくは３〜３０ｋｇ／ｃｍである。なお、熱処理時間が一対の熱ロールで足りない場合は、２対以上の熱ロールを用いて、熱処理時間を調整する。
また、熱プレスによる場合、熱板間の面圧は、通常、０〜２ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは０．５〜１ｋｇ／ｃｍ２である。
熱ロールによる線圧や熱プレスによる面圧が低すぎると、プラスチック基材と塗膜との融着・硬化が充分でなく、一方、高すぎると、塗膜が割れたり、プラスチックが傷ついたりして好ましくない。
なお、熱ロールによる場合は、板状のプラスチック基材にコーティング組成物を塗布し、乾燥したのち、引き続いて、熱ロール間で熱処理をする、いわゆるインラインによる熱処理も可能である。
また、塗膜がプラスチック基材の片面のみに形成されている場合は、熱ロールや熱板は、塗膜面接触側のみが加熱されたものであってもよい。
【００２５】
かくて、塗膜が付与されたプラスチック基材を、プラスチックの軟化温度以上の熱を有する金属やセラミックスなどの熱ロールや熱板に、直接接触させて、短時間で融着・硬化させることにより、プラスチック基材の表面に、無機質の薄膜が融着・硬化して形成される。この薄膜は、透明または着色された膜で、耐傷性や帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れる。
このようにして得られる改質プラスチック基材は、自動車用窓材、自動車用フロントウィンドウ部材、自動車用リアウィンドウ部材、建築物の窓材、列車用窓材、ショウウィンドウ、ショウケース、家電製品、額縁材、道路壁材、その他のガラスの代替として、また高機能、高性能プラスチックとして様々な用途に用いることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を挙げ本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、特許請求の範囲を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中、部および％は、特に断らないかぎり重量基準である。
【００２７】
実施例１〜５
コーティング組成物Ａ〜Ｄの調製
表１に示すＡ〜Ｄの４種類のコーティング組成物を作製した。この組成物は、攪拌タンクに、（ａ）〜（ｃ）成分、さらに必要に応じて、界面活性剤や分散剤、酢酸を入れ、軽く混合攪拌したのち、高速撹拌機を使用して１５，０００ｒｐｍ位で５分間攪拌し、６０メッシュでろ過して調製した。
なお、組成物Ａは、透明な耐紫外線性、耐傷性、耐候性の塗膜形成用組成物である。
また、組成物Ｂは、透明な帯電防止性、耐傷性、耐候性、防汚性の塗膜形成用組成物である。
さらに、組成物Ｃは、透明な耐紫外線性、帯電防止性、耐傷性、防汚性の塗膜形成用組成物である。
さらに、組成物Ｄは、着色された耐傷性、耐候性、耐熱性の塗膜形成用組成物である。
【００２８】
【表１】
2004142116.tif 000002
【００２９】
＊１）水性コロイダルアルミナ、固形分濃度２０％
＊２）水性コロイダル酸化セリウム、固形分濃度１５％
＊３）オルガノシリカゾル、固形分濃度３０％
＊４）酸化チタン（白）、平均粒子径０．５μｍ
＊５）酸化鉄（黄）、平均粒子径０．４μｍ
＊６）テトラエチルシリケート、完全縮合物換算４２％
＊７）テトラブチルジルコネート、完全縮合物換算３３％
＊８）トリメチルメトキシシラン、完全縮合物換算４８％
【００３０】
次に、表２に示した基材（サイズ；７５×１５０×３ｍｍ）の片面に、上記コーティング組成物Ａ〜Ｄをそれぞれロールコート法にて塗布し、８０℃の乾燥炉に入れ、５分間、乾燥した。これに、表２に示す熱板を接触（面圧＝４ｋｇ／ｃｍ２）させて、塗膜を基材に融着・硬化させた。
【００３１】
【表２】
2004142116.tif 000003
【００３２】
得られたテストピースを用いて、下記の物性評価試験を行なった。
物性評価試験
密着性；ＪＩＳ　Ｋ５４００−８．５．２碁盤目テープ試験に準拠した。
硬度；ＪＩＳ　Ｋ５４００−８．４．２鉛筆引っ掻き試験に準拠した。
耐傷性；＃００００のスチールウールを用いて、試験片を強く１００回摩擦した後の塗膜の傷の有無を判定した。
耐衝撃性：ＪＩＳ　Ｋ５４００−８．３．１に準拠した。１／２インチ、３００ｇ×２０ｃｍ
帯電防止性；ＪＩＳ　Ｌ１０９４Ａ法（半減期測定法）に準拠して試験を行なった。測定方法は、１０ＫＶの印加電圧を３０秒間加えたのち、帯電圧が半減する時間を測定した（秒）。
耐紫外線性；Ｅｙｅ　Ｓｕｐｅｒ促進試験機（スガ試験機（株）製）を用いて、耐光性の試験を行なった。試験条件は、照射時間：２００時間、照射方法：連続照射法、雰囲気温度：６３℃、雰囲気湿度：５０％、ランプ強度：１００ｍＷ／ｍ２で、２００時間試験後の測色結果をΔＥで示す。
耐温水性：６０℃の温水中に試験片を２０日間浸漬後、塗膜の硬度を測定した。
耐候性：ＱＵＶ試験（ＵＶ照射７０℃／８時間、結露５０℃／４時間の繰り返し試験）２，０００時間終了後の測色結果をΔＥで示す。
紫外線カット率（％）：耐紫外線性を調べるため、ＮＴＴ−ＡＴ社製のＵＶ　Ｍｅｔｅｒ　ＵＶ−４００Ｓを使用して、３００〜３８０ｍμの紫外線カット率を測定した。なお、光源はメタルハライドランプを使用し、２０ｃｍ離れた場所に試験片を設置した。
【００３３】
【表３】
2004142116.tif 000004
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、耐傷性、帯電防止性、導電性、耐紫外線性、耐候性、耐熱性、耐火性、防汚性などに優れた、表面が改質されたプラスチックを提供することができ、得られる改質プラスチックは、自動車用窓材、建築物の窓材、列車用窓材、ショウウィンドウ、ショウケース、家電製品、額縁材、道路壁材、その他のガラスの代替として、また高機能、高性能プラスチックとして有用である。