专利名称：涂层组合物、该组合物的制造方法及具有硬涂层的层叠体的制作方法
技术领域：
本发明涉及新型涂层组合物及其制造方法以及具有由该涂层组合物形成的硬涂层(固化物层)的新型层叠体。具体而言，本发明涉及能在折射率超过1. 50的高折射率树脂基材(透镜)的表面或光致变色塑料透镜等光致变色光学基材的表面形成最适合的硬涂层的涂层组合物。
背景技术：
树脂透镜(树脂基材)具有轻量、安全性、易加工性、时尚性等玻璃透镜所没有的特征，近年来得到迅速普及。然而，一般所使用的例如二乙二醇双烯丙基碳酸酯树脂透镜的折射率为1. 50，比玻璃低，因此具有透镜的外周变厚的缺点。因此，在树脂透镜领域中，通过具有更高折射率的合成树脂透镜来实行薄型化。由于该树脂透镜具有容易被划伤的缺点，因此一般在树脂透镜表面施加有机硅系的涂层。该有机硅系涂层如下形成将以硅石微粒、具有聚合性的有机硅化合物、聚合催化剂、酸水溶液和溶剂为主要成分的涂层组合物(参照专利文献1 以下也称为低折射率涂层组合物)涂布于树脂透镜表面，加热，从而使该组合物固化，同时使溶剂挥发。然而，在折射率超过1. 50的高折射率树脂透镜上使用上述低折射率涂层组合物来施加涂层时，由于树脂透镜与涂层的折射率之差而产生干涉条纹，成为外观不良的原因。 为了解决该问题而研究了以下涂层组合物(i)将作为涂层组合物的一种成分的硅石微粒换成了折射率高的Sb、Ti、Zr、Sn等的复合金属氧化物的涂层组合物(参照专利文献2)， ( )将硅石微粒换成了 Ti、Ce、Sn等的涂层组合物(参照专利文献幻，(iii)将硅石微粒换成了 Ti、Sn、&·的复合金属氧化物的涂层组合物(参照专利文献4)，(iv)将硅石微粒换成了 Ti与Sb等的复合金属氧化物的涂层组合物(参照专利文献5)等。使用了(i) (iv) 的复合金属氧化物的涂层组合物可以适宜地用于形成高折射率树脂透镜的涂层。然而，根据本发明人等的研究发现，上述涂层组合物难以增加硬涂层的膜厚。因此，期望开发一种涂层组合物，其可以使涂层更厚，使在树脂基材的处理过程中有可能在硬涂层涂膜前产生的表面的轻微划伤不明显，而且能形成耐擦伤性优异的涂层。对此，作为用于制造具备足够的耐擦伤性的透镜的涂层组合物，提出了一种涂层组合物(参照专利文献6)，其添加了相对于水解性有机硅化合物的水解性基团的摩尔数为 1. 5 4. 5倍的摩尔数的水。该涂层组合物是还可以在所形成的硬涂层上通过湿式法来重叠形成有机系的防反射膜的优异组合物。然而，发现上述涂层组合物在以下方面具有改善的余地。如实施例所示，上述涂层组合物只能形成厚度2μπι左右的涂层，这被认为是由于含有大量水而引起的，在形成可长期维持足够的耐擦伤性的厚膜的涂层的方面具有改善的余地。另外，近年来，对涂层组合物的长期保存稳定性、尤其是即使长期保存也能维持其功能的要求高涨，期望开发保存稳定性高于以往的涂层组合物的涂层组合物。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本特公昭57-2735号公报专利文献2 日本特开平5464805号公报专利文献3 日本特开平10-245523号公报专利文献4 日本特开平10-292135号公报专利文献5 日本特开2002-363442号公报专利文献6 日本特开2006-111702号公报专利文献7 :W02003/011967专利文献8 日本特开2003-342310号公报
发明内容
发明要解决的问题本发明的目的在于提供可形成即使实施耐候性试验也具有与试验以前相比没有变化的优异的密合性、耐擦伤性更优异的硬涂层的涂层组合物，进而还提供保存稳定性也优异的涂层组合物。另外，在于提供可适宜地用作光致变色光学基材表面的涂层的涂层组合物。用于解决问题的方案本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究。而且，对于如下涂层组合物进行了研究使用较大量的水来提高耐擦伤性，并且可以改善由水变多导致的与树脂基材的恶劣的适应性。结果发现，通过形成组合有特定的溶剂、即组合有沸点大不相同的水溶性有机溶剂的涂层组合物，可以解决上述课题，从而完成了本发明。即，根据本发明，提供一种涂层组合物，其特征在于，该涂层组合物含有(A)复合金属氧化物微粒，(B’)包含具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)的水解性有机硅化合物的水解物，(C)水，(D)水溶性有机溶剂，(E)固化性催化剂，其中，所述水溶性有机溶剂⑶是含有以下物质的溶剂碳数为3以下的低沸点低粘性醇(Dl)，选自由叔丁醇、正丁醇和2-丁醇组成的组中的低沸点高粘性醇(D2)，以及沸点为150°C 200°C的高沸点有机溶剂(D3)，所述低沸点低粘性醇(Dl)以与所述水(C)的质量比(D1/C)为1. 80 7. 00的范围的量含有，所述低沸点高粘性醇(D2)以与所述水(C)的质量比(D2/C)为0. M 2. 50 的量含有，所述高沸点有机溶剂(D3)以与所述水(C)的质量比(D3/C)为1. 10 4. 40的
量含有。此外，以下有时将上述低沸点低粘性醇(Dl)、低沸点高粘性醇(拟)和高沸点有机溶剂(D!3)统一简称为“水溶性有机溶剂(D) ”。这些水溶性有机溶剂(D)是指在25°C下在水中的溶解度为10质量％以上、优选为50质量％以上的有机溶剂。在上述涂层组合物的发明中，优选的是(1)所述低沸点高粘性醇(拟)为叔丁醇，高沸点有机溶剂(D!3)为双丙酮醇；
(2)按所述复合金属氧化物微粒(A)与所述水解物(B’ )的合计量为100质量份计，含有25. 0 70. 0质量份所述复合金属氧化物微粒(A)、5. 0 65. 0质量份所述水(C)、 1. 0 5. 0质量份所述固化性催化剂(E)。根据本发明，还提供一种涂层组合物的制造方法，其特征在于，该制造方法如下准备以下成分(A)复合金属氧化物微粒，(B)包含具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)的水解性有机硅化合物，(C)水，(D)水溶性有机溶剂，(E)固化性催化剂，在混合所述各成分的过程中，使所述水解性有机硅化合物(B)的水解物(B’ )生成，其中，作为所述水溶性有机溶剂(D)，组合使用碳数为3以下的低沸点低粘性醇 (Dl)，选自由叔丁醇、正丁醇和2-丁醇组成的组中的低沸点高粘性醇(D2)，沸点为150°C 200°C的高沸点有机溶剂(D3)，以如下的量使用(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的各成分按所述复合金属氧化物微粒(A)与所述水解性有机硅化合物(B)的合计量为100 质量份计，所述复合金属氧化物微粒(A)的投加量为20. 0质量份 60. 0质量份，所述水(C) 的投加量为20. 0 70. 0质量份，以及所述固化性催化剂(E)的投加量为0. 9 5. 0质量份，所述低沸点低粘性醇(Dl)与所述水(C)的投加质量比(D1/C)为0. 55 3. 00，所述低沸点高粘性醇(拟)与所述水(C)的投加质量比(D2/C)为0. 18 1. 80，且所述高沸点有机溶剂(D3)与所述水(C)的投加质量比(D3/C)为0. 70 2. 70。在上述涂层组合物的制造方法的发明中，优选的是(3)使用叔丁醇作为所述低沸点高粘性醇(D2)，使用双丙酮醇作为所述高沸点有机溶剂(D3)；(4)在不存在所述复合金属氧化物微粒(A)的情况下进行所述水解性有机硅化合物(B)的水解，在生成该水解性有机硅化合物(B)的水解物(B’ )之后，混合该复合金属氧化物微粒㈧，(5)所述水解性有机硅化合物(B)进一步包含分子内含有4个以上水解性基团的有机硅化合物(B2)，且具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)与该有机硅化合物 (B2)的投加质量比(B1/B2)为0. 30 10. 00，(6)使用四烷氧基硅烷作为分子内含有4个以上水解性基团的所述有机硅化合物 (B2)。(7)使用下述式(1)所示的二硅烷化合物作为分子内含有4个以上水解性基团的所述有机硅化合物(B2)，[化学式1]
权利要求
1.一种涂层组合物，其特征在于，该涂层组合物含有(A)复合金属氧化物微粒，(B’)包含具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)的水解性有机硅化合物的水解物，(C)水，(D)水溶性有机溶剂，(E)固化性催化剂，其中，所述水溶性有机溶剂⑶是含有以下物质的溶剂碳数为3以下的低沸点低粘性醇(Dl)，选自由叔丁醇、正丁醇和2- 丁醇组成的组中的低沸点高粘性醇(拟)，以及沸点为 150°C 200°C的高沸点有机溶剂(D3)，所述低沸点低粘性醇(Dl)以与所述水(C)的质量比D1/C为1. 80 7. 00的范围的量含有，所述低沸点高粘性醇(拟)以与所述水(C)的质量比D2/C为0. 24 2. 50的量含有， 所述高沸点有机溶剂(D!3)以与所述水(C)的质量比D3/C为1. 10 4. 40的量含有。
2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述低沸点高粘性醇(拟)为叔丁醇，所述高沸点有机溶剂Φ； )为双丙酮醇。
3.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，按所述复合氧化物微粒(A)与所述水解物(B’ )的合计量为100质量份计，含有25. 0 70. 0质量份所述复合氧化物微粒 (A)、5. 0 65. 0质量份所述水(C)、1. 0 5. 0质量份所述固化性催化剂(E)。
4.一种权利要求1所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，该涂层组合物的制造方法如下准备以下成分(A)复合金属氧化物微粒，(B)包含具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)的水解性有机硅化合物，(C)水，(D)水溶性有机溶剂，(E)固化性催化剂，在混合所述各成分的过程中，使所述水解性有机硅化合物(B)的水解物(B’ )生成，其中，作为所述水溶性有机溶剂(D)，组合使用碳数为3以下的低沸点低粘性醇(Dl)， 选自由叔丁醇、正丁醇和2-丁醇组成的组中的低沸点高粘性醇(D2)，沸点为150°C 200°C 的高沸点有机溶剂(D3)，以如下的量使用㈧、⑶、(C)、⑶和(E)的各成分按所述复合氧化物微粒(A)与所述水解性有机硅化合物(B)的合计量为100质量份计，所述复合氧化物微粒(A)的投加量为20. 0质量份 60. 0质量份，所述水(C)的投加量为20. 0 70. 0质量份，以及所述固化性催化剂(E)的投加量为0. 9 5. 0质量份，所述低沸点低粘性醇(Dl)与所述水(C)的投加质量比D1/C为0. 55 3. 00，所述低沸点高粘性醇(拟)与所述水(C)的投加质量比D2/C为0. 18 1. 80，且所述高沸点有机溶剂 (D3)与所述水(C)的投加质量比D3/C为0. 70 2. 70。
5.根据权利要求4所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，使用叔丁醇作为所述低沸点高粘性醇(D2)，使用双丙酮醇作为所述高沸点有机溶剂(D3)。
6.根据权利要求4所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，在不存在所述复合金属氧化物微粒(A)的情况下进行所述水解性有机硅化合物(B)的水解，在生成该水解性有机硅化合物(B)的水解物(B’ )之后，混合该复合金属氧化物微粒(A)。
7.根据权利要求4所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，所述水解性有机硅化合物(B)进一步包含分子内含有4个以上水解性基团的有机硅化合物(B2)，且具有环氧基和水解性基团的有机硅化合物(Bi)与该有机硅化合物(B》的投加质量比B1/B2为0. 30 10.00。
8.根据权利要求7所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，使用四烷氧基硅烷作为分子内含有4个以上水解性基团的所述有机硅化合物(B2)。
9.根据权利要求7所述的涂层组合物的制造方法，其特征在于，使用下述式(1)所示的二硅烷化合物作为分子内含有4个以上水解性基团的所述有机硅化合物(B2)，[化学式1]
10.一种层叠体，其特征在于，在树脂基材表面形成有使权利要求1所述的涂层组合物固化而得到的硬涂层。
11.根据权利要求10所述的层叠体，其特征在于，所述树脂基材是光致变色光学基材。
12.根据权利要求11所述的层叠体，其特征在于，所述光致变色光学基材在其表面具有使含有光致变色化合物的固化性组合物固化而得到的光致变色涂层，且该光致变色涂层上形成有所述硬涂层。
全文摘要
本发明提供涂层组合物，其可在塑料透镜之类的光学树脂基材的表面上形成透明性和耐擦伤性优异的硬涂层，而且显示长期的保存稳定性。该涂层组合物含有复合金属氧化物微粒(A)，包含γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等含环氧基的有机硅化合物(B1)的水解性有机硅化合物(B)水解而得到的水解物(B’)，水(C)，甲醇、乙醇等碳数为3以下的低沸点低粘性醇(D1)，叔丁醇等低沸点高粘性醇(D2)，双丙酮醇等沸点为150℃以上且低于200℃的高沸点有机溶剂(D3)，以及三(2，4-戊二酮)合铝(III)等固化性催化剂(E)，而且，如下含有各成分(D1)成分与(C)成分的质量比(D1/C)为1.80～7.00的范围，(D2)成分与(C)成分的质量比(D2/C)为0.24～2.50的范围，(D3)成分与(C)成分的质量比(D3/C)为1.10～4.40的范围。
文档编号C09D183/06GK102272254SQ201080004256
公开日2011年12月7日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月13日
发明者中司俊一郎, 森力宏 申请人:株式会社德山