EP1375615B1

Hardcoat compositions and hardcoated articles

Abstract

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EP1375615B1, drawing sheet 1
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Expired 16 June 2023, 3.3 years ago.

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9 claims: 9 independent, 0 dependent

  1. 1
    A hardcoat composition comprising (A) a hydrolytic condensate obtained by hydrolytic condensation of at least one hydrolyzable silicon compound of the general formula (1):R1aSiX(4-a)     (1) wherein R1 is an organic group having 1 to 18 carbon atoms, X is a hydrolyzable group, and "a" is an integer of 0 to 2, with the proviso that a compound of only a=0 and a compound of only a=2 are excluded, with at least 1 mole of water per mole of the hydrolyzable group X,(B) a metal oxide,(C) a siloxane resin represented by the average compositional formula (2):         R2bSi(OR3)c(OH)dO(4-b-c-d)/2     (2) wherein R2 is independently an organic group having 1 to 18 carbon atoms, R3 is independently an organic group having 1 to 4 carbon atoms, b, c and d are numbers satisfying 0.8 ≤ b s 1.5, 0 ≤ c s 0.3, 0.001 ≤ d s 0.5, and 0.801 s b+c+d < 2, and having a weight average molecular weight of at least 2,000, which is solid at a temperature of not higher than 40°C, and which has a softening point of 60 to 90°C as measured by the ring and ball method according to JIS K2207;and(D) a curing catalyst. Composition de revêtement dur comprenant : (A) un condensat hydrolytique obtenu par condensation hydrolytique d'au moins un composé de silicium hydrolysable de formule générale (1) :         R1aSiX(4-a)     (1) dans laquelle R1 est un groupe organique ayant 1 à 18 atomes de carbone, X est un groupe hydrolysable et « a » et un entier de 0 à 2, à condition qu'un composé de seulement a = 0 et un composé de seulement a = 2 soient exclus, avec au moins 1 mole d'eau par mole du groupe X hydrolysable,(B) un oxyde de métal,(C) une résine de siloxane représentée par la formule de composition moyenne (2) :         R2bSi(OR3)c(OH)dO(4-b-c-d)/2     (2) dans laquelle R2 est indépendamment un groupe organique ayant 1 à 18 atomes de carbone, R3 est indépendamment un groupe organique ayant 1 à 4 atomes de carbone, b, c et d sont des nombres satisfaisant 0,8 ≤ b ≤ 1,5, 0 ≤ c ≤ 0,3, 0,001 ≤ d ≤ 0,5, et 0,801 ≤ b + c + d < 2, et ayant une masse moléculaire moyenne en masse d'au moins 2 000, qui est solide à une température non supérieure à 40 °C, et qui a un point de ramollissement de 60 à 90 °C comme mesuré par la méthode de la bille et de l'anneau selon la norme JIS K2207 ;et(D) un catalyseur de durcissement. Hartüberzugs-Zusammensetzung, umfassend (A) ein hydrolytisches Kondensat, das durch hydrolytische Kondensation zumindest einer hydrolysierbaren Siliciumverbindung der allgemeinen Formel (1):         R1aSiX(4-a)     (1) worin R1 eine organische Gruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, X eine hydrolysierbare Gruppe und "a" eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist, mit der Maßgabe, dass eine Verbindung mit nur a=0 und eine Verbindung mit nur a=2 ausgeschlossen ist, mit zumindest 1 mol Wasser pro Mol der hydrolysierbaren Gruppe X erhalten wird,(B) ein Metalloxid,(C) ein Siloxanharz der mittleren Zusammensetzungsformel (2):         R2bSi(OR3)c(OH)dO(4-b-c-d)/2     (2) worin R2 unabhängig voneinander eine organische Gruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, R3 unabhängig voneinander eine organische Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, b, c und d Zahlen sind, für die gilt: 0,8 ≤ b ≤ 1,5, 0 ≤ c ≤ 0,3, 0,001 ≤ d ≤ 0,5 und 0,801 ≤ b+c+d < 2, mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von zumindest 2.000, das bei einer Temperatur von nicht über 40°C fest ist, und mit einem Erweichungspunkt von 60 °C bis 90 °C, wie mittels Ring- und Ballverfahren gemäß JIS K2207 gemessen;und(D) einen Härtekatalysator.
  2. 2
    Composition de revêtement dur selon la revendication 1, dans laquelle 3 à 100 parties en poids du composant (C) sont présentes pour 100 parties en poids des composants (A) et (B) combinés. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin 3 bis 100 Gewichtsteile der Komponente (C) pro 100 Gewichtsteile der Komponenten (A) und (B) zusammen vorliegen. The hardcoat composition of claim 1 wherein 3 to 100 parts by weight of component (C) is present per 100 parts by weight of components (A) and (B) combined.
  3. 3
    Composition de revêtement dur selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le composant (A) est obtenu en soumettant le composé de silicium hydrolysable de formule (1) à une condensation hydrolytique dans un sol d'oxyde de métal ayant l'oxyde de métal (B) dispersé dans l'eau. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin Komponente (A) erhalten wird, indem die hydrolysierbare Siliciumverbindung der Formel (1) einer hydrolytischen Kondensation in einem Metalloxidsol unterzogen wird, wobei das Metalloxid (B) in Wasser dispergiert ist. The hardcoat composition of claim 1 or 2 wherein component (A) is obtained by subjecting the hydrolyzable silicon compound of formula (1) to hydrolytic condensation in a metal oxide sol having the metal oxide (B) dispersed in water.
  4. 4
    Composition de revêtement dur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l'oxyde de métal (B) est un oxyde ou composé oxyde d'au moins un métal choisi dans le groupe constitué du silicium, du titane, du zirconium, de l'hafnium, du zinc, du fer, de l'antimoine, de l'étain, du cérium et de l'aluminium. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Metalloxid (B) ein Oxid oder eine Oxidverbindung zumindest eines aus der aus Silicium, Titan, Zirconium, Hafnium, Zink, Eisen, Antimon, Zinn, Cer und Aluminium bestehenden Gruppe ausgewählten Metalls ist. The hardcoat composition of any one of claims 1 to 3 wherein the metal oxide (B) is an oxide or compound oxide of at least one metal selected from the group consisting of silicon, titanium, zirconium, hafnium, zinc, iron, antimony, tin, cerium, and aluminum.
  5. 5
    Composition de revêtement dur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle au moins 70 % en mol de motifs siloxane, à partir desquels est construite la résine de siloxane (C), sont des motifs siloxane de formule générale (3) :R4SiO3/2     (3) dans laquelle R4 est indépendamment un groupe organique ayant 1 à 18 atomes de carbone, au moins 80 % en mol de R4 étant un groupe organique ayant 1 à 6 atomes de carbone. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin zumindest 70 Mol-% an Siloxaneinheiten, aus denen das Siloxanharz (C) aufgebaut ist, Siloxaneinheiten der allgemeinen Formel (3) sind:         R4SiO3/2     (3) worin R4 unabhängig voneinander eine organische Gruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, wobei zumindest 80 Mol-% von R4 eine organische Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind. The hardcoat composition of any one of claims 1 to 4 wherein at least 70 mol% of siloxane units of which the siloxane resin (C) is constructed are siloxane units of the general formula (3):         R4SiO3/2     (3) wherein R4 is independently an organic group having 1 to 18 carbon atoms, at least 80 mol% of R4 being an organic group having 1 to 6 carbon atoms.
  6. 6
    Composition de revêtement dur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre (E) un hydrolysat ou condensat hydrolytique d'un produit ou mélange de réaction d'un alcoxyde de métal ayant la formule générale (4) :M(OR5)n     (4) dans laquelle M est au moins un métal choisi dans le groupe constitué de Ti, Zr, Hf, Al, Fe, Zn, In, Cu, Sn, W et Ce, n est la valence du métal, et R5 est un groupe organique ayant 1 à 6 atomes de carbone, avec une β-dicétone et/ou un β-cétoester, en une quantité de 1 à 30 parties en poids pour 100 parties en poids des composants (A) et (B) combinés. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend (E) ein Hydrolysat oder hydrolytisches Kondensat eines Reaktionsprodukts oder Gemischs aus einem Metallalkoxid mit der allgemeinen Formel (4):         M(OR5)n     (4) worin M zumindest ein aus der aus Ti, Zr, Hf, Al, Fe, Zn, In, Cu, Sn, W und Ce bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall ist, n die Wertigkeit des Metalls ist und R5 eine organische Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit einem β-Diketon und/oder β-Ketoester in einer Menge von 1 bis 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Komponenten (A) und (B) zusammen. The hardcoat composition of any one of claims 1 to 5 further comprising (E) a hydrolyzate or hydrolytic condensate of a reaction product or mixture of a metal alkoxide having the general formula (4):         M(OR5)n     (4) wherein M is at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Al, Fe, Zn, In, Cu, Sn, W and Ce, n is the valence of the metal, and R5 is an organic group having 1 to 6 carbon atoms, with a β-diketone and/or β-ketoester, in an amount of 1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of components (A) and (B) combined.
  7. 7
    Composition de revêtement dur selon la revendication 6, dans laquelle le composant (E) est un hydrolysat ou condensat hydrolytique obtenu en soumettant un produit ou mélange de réaction d'1 mole de l'alcoxyde de métal avec 0,5 à (n-0,5) moles de la β-dicétone et/ou du β-cétoester ayant la formule générale (5) :R6COCH2COR7     (5) dans laquelle R6 est un groupe alkyle en C1 à 8 ou un groupe aryle, R7 est un groupe alkyle, un groupe aryle en C1 à 8 ou un groupe alcoxy en C1 à 4, et n est comme défini ci-dessus, à une hydrolyse ou condensation hydrolytique dans 0,5 à 30 moles d'eau. Hartüberzugs-Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin Komponente (E) ein Hydrolysat oder hydrolytisches Kondensat ist, das erhalten wird, indem ein Reaktionsprodukt oder Gemisch aus 1 mol des Metallalkoxids mit 0,5 bis (n-0,5) mol β-Diketon und/oder β-Ketoester mit der allgemeinen Formel (5):         R6COCH2COR7     (5) worin R6 eine C1-8-Alkylgruppe oder Arylgruppe ist, R7 eine C1-8-Alkylgruppe, Arylgruppe oder C1-4-Alkoxygruppe ist und n wie oben definiert ist, einer Hydrolyse oder hydrolytischen Kondensation in 0,5 bis 30 mol Wasser unterzogen wird. The hardcoat composition of claim 6 wherein component (E) is a hydrolyzate or hydrolytic condensate obtained by subjecting a reaction product or mixture of 1 mole of the metal alkoxide with 0.5 to (n-0.5) moles of the β-diketone and/or β-ketoester having the general formula (5):         R6COCH2COR7     (5) wherein R6 is a C1-8 alkyl group or aryl group, R7 is a C1-8 alkyl group, aryl group or C1-4 alkoxy group, and n is as defined above, to hydrolysis or hydrolytic condensation in 0.5 to 30 moles of water.
  8. 8
    An article comprising a substrate and a hardcoat film which is formed on the substrate by applying and curing the hardcoat composition of any one of claims 1 to 7 thereto. Article comprenant un substrat et un film de revêtement dur qui est formé sur le substrat en appliquant et en durcissant la composition de revêtement dur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 à celui-ci. Gegenstand, umfassend ein Substrat und einen Hartüberzugsfilm, der auf dem Substrat ausgebildet ist, indem die Hartüberzugs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 darauf aufgetragen und gehärtet wird.
  9. 9
    An article comprising a plastic substrate having a primer layer on a surface and a hardcoat film which is formed on the substrate by applying and curing the hardcoat composition of any one of claims 1 to 7 to the primer layer on the substrate. Article comprenant un substrat en plastique ayant une couche d'amorce sur une surface et un film de revêtement dur qui est formé sur le substrat en appliquant et en durcissant la composition de revêtement dur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 à la couche d'amorce sur le substrat. Gegenstand, umfassend ein Kunststoffsubstrat mit einer Primerschicht auf einer Oberfläche und einem Hartüberzugsfilm, der auf dem Substrat durch Auftragen und Härten der Hartüberzugs-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf der Primerschicht auf dem Substrat ausgebildet wird.