JPH0333281A - ポリカーボネート成形体の着色方法 - Google Patents
ポリカーボネート成形体の着色方法Info
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(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリカーボネート(以下PCという)成形体の
着色方法に係り、特に平板状、フィルム状、棒状、管状
、球状、繊維状、織物状、及び加工成形体等の形状を有
するPCC成形体表面化学的・機械的耐久性にすぐれた
着色層を形成する方法に関する。
着色方法に係り、特に平板状、フィルム状、棒状、管状
、球状、繊維状、織物状、及び加工成形体等の形状を有
するPCC成形体表面化学的・機械的耐久性にすぐれた
着色層を形成する方法に関する。
古くからP C成形体の着色には成形体合成過程で着色
剤を添加する方法がとられて来た。例えば樹脂成形体の
場合、樹脂原料中に無機顔料・有機顔料あるいは染料な
どの着色剤を混合・混練し、樹脂中に着色剤を均一に分
散させた上で重合硬化させ成形するのが一般的であった
。しかしながらPC成形体に着色剤を混入する方法は、
樹脂加工温度に対する着色剤の耐熱性・樹脂重合硬化架
橋条件への影響などの制約のほか、空気・水などに対す
る耐候性の問題、更には成形体の局部的な着色ができな
いなどから着色剤の活用にも限界があった。
剤を添加する方法がとられて来た。例えば樹脂成形体の
場合、樹脂原料中に無機顔料・有機顔料あるいは染料な
どの着色剤を混合・混練し、樹脂中に着色剤を均一に分
散させた上で重合硬化させ成形するのが一般的であった
。しかしながらPC成形体に着色剤を混入する方法は、
樹脂加工温度に対する着色剤の耐熱性・樹脂重合硬化架
橋条件への影響などの制約のほか、空気・水などに対す
る耐候性の問題、更には成形体の局部的な着色ができな
いなどから着色剤の活用にも限界があった。
このため、このようなPC成形体へ着色剤を混入する方
法に加え、PC成形体表面へ着色層を形成するいわゆる
印刷あるいは染色法が広く用いられて来た。印刷法は無
機・有機顔料あるいは染料から成る着色インキを有機成
形体表面に吸着させるもので、成形体の局部的着色が可
能な他、着色可能な色の種類が多いとの特徴がある。し
かしながら、この方法では樹脂成形体のような平滑な表
面ではインキ中着色剤の成形体表面への吸着力が弱く、
インキ膜の剥離が発生する例が多い。更には樹脂成形体
表面がインキビヒクルの吸収を行わないため、加熱など
により溶剤の蒸発を促進する必要があるが、高温加熱が
できないため、ともすると印刷面に溶剤弁が残留して臭
気やブロッキング(印刷物のくつつき)を引起す。
法に加え、PC成形体表面へ着色層を形成するいわゆる
印刷あるいは染色法が広く用いられて来た。印刷法は無
機・有機顔料あるいは染料から成る着色インキを有機成
形体表面に吸着させるもので、成形体の局部的着色が可
能な他、着色可能な色の種類が多いとの特徴がある。し
かしながら、この方法では樹脂成形体のような平滑な表
面ではインキ中着色剤の成形体表面への吸着力が弱く、
インキ膜の剥離が発生する例が多い。更には樹脂成形体
表面がインキビヒクルの吸収を行わないため、加熱など
により溶剤の蒸発を促進する必要があるが、高温加熱が
できないため、ともすると印刷面に溶剤弁が残留して臭
気やブロッキング(印刷物のくつつき)を引起す。
一方、染色は主として繊維状成形体の着色に用いられ、
染料を中心とする着色剤を繊維表面に吸着させる。この
場合、染料と繊維の結合力を高めるため繊維の種類に応
じ、染料・助剤−共存イオンの種類などの綿密な選択が
必要で着色過程は極めて複雑である。
染料を中心とする着色剤を繊維表面に吸着させる。この
場合、染料と繊維の結合力を高めるため繊維の種類に応
じ、染料・助剤−共存イオンの種類などの綿密な選択が
必要で着色過程は極めて複雑である。
更には、これら印刷法・染色法に共通して云えることで
あるが、着色剤が直接外気に曝されているため空気中の
酸素・水分などにより酸化・加水分解を起しやすく、ま
た水・有機溶剤・各種化学薬品などによる溶出・機械的
摩耗損傷等もあり、経時的に着色度の低下・変色を来す
ことが多い。
あるが、着色剤が直接外気に曝されているため空気中の
酸素・水分などにより酸化・加水分解を起しやすく、ま
た水・有機溶剤・各種化学薬品などによる溶出・機械的
摩耗損傷等もあり、経時的に着色度の低下・変色を来す
ことが多い。
本発明はかかる印刷法・染色法の欠点に鑑み、PC成形
体表面に化学的・機械的耐久性にすぐれた着色層を形成
する改良された着色・染色方法を提供することを目的と
する。
体表面に化学的・機械的耐久性にすぐれた着色層を形成
する改良された着色・染色方法を提供することを目的と
する。
すなわち、着色剤を二酸化珪素膜中に含有せしめること
で、印刷法・染色法に見られたような着色剤が直接外気
に触れる状態をなくし、かつ二酸化珪素膜の保護効果に
より水・有機溶剤との反応も抑制し、これによって着色
層の耐候性を高めようとするものである。更には二酸化
珪素の耐摩耗強度から、機械的な摩耗耐久性も向上でき
る。
で、印刷法・染色法に見られたような着色剤が直接外気
に触れる状態をなくし、かつ二酸化珪素膜の保護効果に
より水・有機溶剤との反応も抑制し、これによって着色
層の耐候性を高めようとするものである。更には二酸化
珪素の耐摩耗強度から、機械的な摩耗耐久性も向上でき
る。
一方、着色剤含有二酸化珪素とPC,S形体の間に有機
珪素化合物(カップリング剤)を介在させることで着色
層とPC成形体の結合力も強固なものとなる。
珪素化合物(カップリング剤)を介在させることで着色
層とPC成形体の結合力も強固なものとなる。
このように本発明ではPC成形体表面に有機珪素化合物
(カップリング剤)を膜状に形成し、しかる後、着色剤
含有二酸化珪素膜を形成することで、PC成形体表面に
密着力にすぐれ、かつ化学的・機械的にも安定な着色層
を形成することを目的とする。
(カップリング剤)を膜状に形成し、しかる後、着色剤
含有二酸化珪素膜を形成することで、PC成形体表面に
密着力にすぐれ、かつ化学的・機械的にも安定な着色層
を形成することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、特願
昭62−191536で提案の二酸化珪素被覆ポリカー
ボネート成形体の製造方法を利用してポリカーボネート
を着色するものである。すなわち、ポリカーボネート成
形体に有機珪素化合物を被覆硬化させて第1次被膜とし
た後該第1次被膜つきポリカーボネート成形体と二酸化
珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸溶液に染料・顔料など
有機着色剤を添加して成る処理液とを接触させて第1次
被膜上に有機着色剤含有二酸化珪素被膜を成形させる二
酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製造方法である
。
昭62−191536で提案の二酸化珪素被覆ポリカー
ボネート成形体の製造方法を利用してポリカーボネート
を着色するものである。すなわち、ポリカーボネート成
形体に有機珪素化合物を被覆硬化させて第1次被膜とし
た後該第1次被膜つきポリカーボネート成形体と二酸化
珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸溶液に染料・顔料など
有機着色剤を添加して成る処理液とを接触させて第1次
被膜上に有機着色剤含有二酸化珪素被膜を成形させる二
酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製造方法である
。
該第1次被膜は、アミノ基を有する珪素化合物と、下記
一般式(I)で示される珪素化合物、その加水分解物の
少なくとも1種を含有する塗布液であって、アミノ基を
有する珪素化合物の含有量が0.2重量%以上で、珪素
化合物の総濃度が 5重量%以下である塗布液を塗布し
、乾燥させることにより形成されることを特徴とする有
機着色剤含有二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の
製造方法を要旨とするものである。
一般式(I)で示される珪素化合物、その加水分解物の
少なくとも1種を含有する塗布液であって、アミノ基を
有する珪素化合物の含有量が0.2重量%以上で、珪素
化合物の総濃度が 5重量%以下である塗布液を塗布し
、乾燥させることにより形成されることを特徴とする有
機着色剤含有二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の
製造方法を要旨とするものである。
R上S i(R2)4−o(1: )
(式中R1はエチル基、ビニル基等炭素数2以下の炭化
水素基或はメルカプト基、ヒドロキシル基を有する炭素
数3以下の有機基であり、R2はアルコキシ基、アルコ
キシアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素元素から選ば
れる1種もしくは現数の結合基であり、nはO又は1で
ある。)析出法によって直接プラスチック成形体表面に
有機着色剤含有二酸化珪素膜を被覆する場合、珪弗化水
素酸溶液とプラスチックの反応性や濡れ性が悪いため、
付着力が弱く、また、ムラのある膜しか得られないが、
プラスチック成形体に予め有機珪素化合物を被覆硬化さ
せておけば、表面のシラノール基が珪弗化水素酸溶液中
の珪素成分との結合の場となるため、析出法によって得
られる有機着色剤含有二酸化珪素膜の付着力及びムラを
改善することが可能である。
水素基或はメルカプト基、ヒドロキシル基を有する炭素
数3以下の有機基であり、R2はアルコキシ基、アルコ
キシアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素元素から選ば
れる1種もしくは現数の結合基であり、nはO又は1で
ある。)析出法によって直接プラスチック成形体表面に
有機着色剤含有二酸化珪素膜を被覆する場合、珪弗化水
素酸溶液とプラスチックの反応性や濡れ性が悪いため、
付着力が弱く、また、ムラのある膜しか得られないが、
プラスチック成形体に予め有機珪素化合物を被覆硬化さ
せておけば、表面のシラノール基が珪弗化水素酸溶液中
の珪素成分との結合の場となるため、析出法によって得
られる有機着色剤含有二酸化珪素膜の付着力及びムラを
改善することが可能である。
しかし、有機珪素化合物を被覆硬化させて得られる第1
次被膜の膜厚を数百オングストローム以下と薄くする場
合には、析出法によってムラのない均一な膜であって、
付着力の強固な有機着色剤含有二酸化珪素被膜を得るに
は、プラスチックの種類によって有機珪素化合物を選択
する必要がある。
次被膜の膜厚を数百オングストローム以下と薄くする場
合には、析出法によってムラのない均一な膜であって、
付着力の強固な有機着色剤含有二酸化珪素被膜を得るに
は、プラスチックの種類によって有機珪素化合物を選択
する必要がある。
本発明者らは、ポリカーボネート成形体に対して好適な
、第1次被膜上戒のための有機珪素化合物について鋭意
研究を重ねた結果、アミノ基を有する珪素化合物と、前
記一般式(I)で示される珪素化合物及びその加水分解
物よりなる群から選ばれる少なくとも1種との特定割合
の混合系が最適であることを見出した。
、第1次被膜上戒のための有機珪素化合物について鋭意
研究を重ねた結果、アミノ基を有する珪素化合物と、前
記一般式(I)で示される珪素化合物及びその加水分解
物よりなる群から選ばれる少なくとも1種との特定割合
の混合系が最適であることを見出した。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明において、第1次被膜の形成に用いられる珪素化
合物のうち、アミノ基を有する珪素化合物としては、了
−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミ
ノエチル)−了−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノ基ロピルメチル
ジメトキシシラン等が挙げられる。これらの珪素化合物
は、析出法によって付着力の強固な有機着色剤含有二酸
化珪素被膜を得るために有効である。
合物のうち、アミノ基を有する珪素化合物としては、了
−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミ
ノエチル)−了−アミノプロピルトリメトキシシラン、
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノ基ロピルメチル
ジメトキシシラン等が挙げられる。これらの珪素化合物
は、析出法によって付着力の強固な有機着色剤含有二酸
化珪素被膜を得るために有効である。
また、一般式(I)で示される珪素化合物としては、メ
チルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエ
トキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシ
プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 これら
の一般式(I)で表される珪素化合物の加水分解物とし
ては該珪素化合物中のアルコキシ基、アルコキシアルコ
キシ基、アシルオキシ基、塩素元素の一部又は全部が水
酸基に置換されたもの、更に置換された水酸基同志が一
部自然に縮合したものを含んでいる。これらの加水分解
物は、例えば水及びアルコールの様な混合溶媒中で酸の
存在下、加水分解することによって容易に得ることがで
きる。
チルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエ
トキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシ
プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 これら
の一般式(I)で表される珪素化合物の加水分解物とし
ては該珪素化合物中のアルコキシ基、アルコキシアルコ
キシ基、アシルオキシ基、塩素元素の一部又は全部が水
酸基に置換されたもの、更に置換された水酸基同志が一
部自然に縮合したものを含んでいる。これらの加水分解
物は、例えば水及びアルコールの様な混合溶媒中で酸の
存在下、加水分解することによって容易に得ることがで
きる。
これらの珪素化合物は、析出法による有機着色剤含有二
酸化珪素被膜の成膜性を向上させ、ムラのない均一な有
機着色剤含有二酸化珪素被膜を得るために有効である。
酸化珪素被膜の成膜性を向上させ、ムラのない均一な有
機着色剤含有二酸化珪素被膜を得るために有効である。
即ち、アミノ基を有する珪素化合物だけで第1次被膜を
形成すると、場合によっては析出法によって得られる有
機着色剤含有二酸化珪素被膜にムラや白濁を生じること
がある。このような欠点はアミノ基を有する珪素化合物
と一般式(I)で示される珪素化合物(又はその加水分
解物)を混合して用いることによって防ぐことができる
。
形成すると、場合によっては析出法によって得られる有
機着色剤含有二酸化珪素被膜にムラや白濁を生じること
がある。このような欠点はアミノ基を有する珪素化合物
と一般式(I)で示される珪素化合物(又はその加水分
解物)を混合して用いることによって防ぐことができる
。
ただし、一般式(I)で示される珪素化合物(又はその
加水分解物)だけで析出法によって第1次被膜を形成し
ても、均一ではあるが、付着力に乏しい有機着色剤含有
二酸化珪素被膜しか与えないので、必ずアミノ基を有す
る珪素化合物と混合する必要がある。
加水分解物)だけで析出法によって第1次被膜を形成し
ても、均一ではあるが、付着力に乏しい有機着色剤含有
二酸化珪素被膜しか与えないので、必ずアミノ基を有す
る珪素化合物と混合する必要がある。
前記一般式(I)で示される珪素化合物(又はその加水
分解物)としては1種を単独で用いても2種以上を併用
してもよい。またアミノ基を有する珪素化合物も同様に
1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
分解物)としては1種を単独で用いても2種以上を併用
してもよい。またアミノ基を有する珪素化合物も同様に
1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記アミノ基を有する珪素化合物と
、前記一般式(i)で示される珪素化合物及びその加水
分解物よりなる群から選ばれる1種以上とを含む塗布液
を、ポリカーボネート成形体に塗布、乾燥することによ
り、第1次被膜を形成するが、この塗布液は、液中のア
ミノ基を有する珪素化合物含有量が0.2重量%以上、
全珪素化合物濃度が5重量%以下となるように各種溶媒
に溶かして調製する。
、前記一般式(i)で示される珪素化合物及びその加水
分解物よりなる群から選ばれる1種以上とを含む塗布液
を、ポリカーボネート成形体に塗布、乾燥することによ
り、第1次被膜を形成するが、この塗布液は、液中のア
ミノ基を有する珪素化合物含有量が0.2重量%以上、
全珪素化合物濃度が5重量%以下となるように各種溶媒
に溶かして調製する。
ここで使用する溶媒は、基板の溶解性や基板との濡れ性
を考慮に入れて選択する必要がある。
を考慮に入れて選択する必要がある。
従って、ポリカーボネートを溶解するトルエン、キシレ
ン等の溶媒は使用すべきではない。また、基板との濡れ
性の悪い水の単一使用も避けるべきである。ただし、界
面活性剤を添加し、基板との濡れ性が改良されたものに
ついては、この限りではない。
ン等の溶媒は使用すべきではない。また、基板との濡れ
性の悪い水の単一使用も避けるべきである。ただし、界
面活性剤を添加し、基板との濡れ性が改良されたものに
ついては、この限りではない。
塗布方法としては、浸漬塗布法が好適であり、乾燥硬化
方法としては、熱、紫外線、或いは電子線を用いる方法
等、いずれも採用可能である。
方法としては、熱、紫外線、或いは電子線を用いる方法
等、いずれも採用可能である。
形成される第1次被膜は、塗布液中の珪素化合物の濃度
、浸漬塗布の際の引き上げ速度などの塗布条件を設定す
ることによって、ガラス基板(例えば通常の板ガラス、
ソーダライムガラス等)上に、同様な条件で被膜の作成
を行なった場合に、その膜厚が5〜loonm好ましく
は10〜50nm厚の被膜が作成されるような条件で成
膜されることが望ましい。
、浸漬塗布の際の引き上げ速度などの塗布条件を設定す
ることによって、ガラス基板(例えば通常の板ガラス、
ソーダライムガラス等)上に、同様な条件で被膜の作成
を行なった場合に、その膜厚が5〜loonm好ましく
は10〜50nm厚の被膜が作成されるような条件で成
膜されることが望ましい。
ここで、ポリカーボネート基板上に作成された第1次被
膜は、相当する珪素化合物が内部に浸透するためガラス
基板上に作成される第1次被膜の膜厚よりも薄くなる。
膜は、相当する珪素化合物が内部に浸透するためガラス
基板上に作成される第1次被膜の膜厚よりも薄くなる。
従って、第1次被膜が、ガラス基板上に1100n程度
までの膜厚の被膜が形成される条件で作成された被膜で
あれば、サブミクロンの表面凹凸形状であっても十分追
随した塗膜が得られる。 ガラス基板上に作成した場合
に1100nより厚くなる条件で第工次被膜を作成する
と、形状追従性の悪化を招く場合がある。またガラス基
板上で膜厚が5nmより薄くなるような条件では、析出
法によって得られる有機着色剤含有二酸化珪素被膜の付
着強度の低下を招くため適当ではない。
までの膜厚の被膜が形成される条件で作成された被膜で
あれば、サブミクロンの表面凹凸形状であっても十分追
随した塗膜が得られる。 ガラス基板上に作成した場合
に1100nより厚くなる条件で第工次被膜を作成する
と、形状追従性の悪化を招く場合がある。またガラス基
板上で膜厚が5nmより薄くなるような条件では、析出
法によって得られる有機着色剤含有二酸化珪素被膜の付
着強度の低下を招くため適当ではない。
本発明において、このような膜厚の第1次被膜を形成す
るためには、塗布液中の珪素化合物濃度が0.2〜5重
量%、特に0.5〜2重量%であることが好ましい。た
だし、析出法によって得られる有機着色剤含有二酸化珪
素被膜の付着力の低下を防ぐためには、塗布液中のアミ
ノ基を有する珪素化合物の濃度は0.2重量%以上であ
って、特に0.5重量%以上であることが好ましい。
るためには、塗布液中の珪素化合物濃度が0.2〜5重
量%、特に0.5〜2重量%であることが好ましい。た
だし、析出法によって得られる有機着色剤含有二酸化珪
素被膜の付着力の低下を防ぐためには、塗布液中のアミ
ノ基を有する珪素化合物の濃度は0.2重量%以上であ
って、特に0.5重量%以上であることが好ましい。
このようにして、ポリカーボネート基板上に作成された
第1次被膜は、アミノ基を有する珪素化合物及び一般式
(I)で示される珪素化合物又はその加水分解物がポリ
カーボネート基板内部に浸透するため、ある程度の膜厚
以下であれば、サブミクロンの表面凹凸の形状に追随し
得る。また、ア′ミノ基を有する珪素化合物により、高
い有機着色剤含有二酸化珪素被膜の付着力が得られる。
第1次被膜は、アミノ基を有する珪素化合物及び一般式
(I)で示される珪素化合物又はその加水分解物がポリ
カーボネート基板内部に浸透するため、ある程度の膜厚
以下であれば、サブミクロンの表面凹凸の形状に追随し
得る。また、ア′ミノ基を有する珪素化合物により、高
い有機着色剤含有二酸化珪素被膜の付着力が得られる。
本発明では、このようにして第1次被膜を形成したPC
成形体を、二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素
酸水溶液に染料・顔料など有機着色剤を添加して成る処
理液と接触させ、第1次被膜つきPC成形体の表面に有
機着色剤を含む二酸化珪素被膜を形成することでPC成
形体を着色する。
成形体を、二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素
酸水溶液に染料・顔料など有機着色剤を添加して成る処
理液と接触させ、第1次被膜つきPC成形体の表面に有
機着色剤を含む二酸化珪素被膜を形成することでPC成
形体を着色する。
二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸溶液を得る方法
としては、二酸化珪素を溶解・飽和させた珪弗化水素酸
溶液に、ホウ酸・アンモニア水・水素よりイオン化傾向
の大きい元素から成る金属・金属ハロゲン化物などフッ
素イオンと反応する添加物を添加しても得られるし、特
開昭61−281047に見られるように二酸化珪素を
飽和させた珪弗化水素酸溶液の温度を上昇させる等の手
段でも得られる。
としては、二酸化珪素を溶解・飽和させた珪弗化水素酸
溶液に、ホウ酸・アンモニア水・水素よりイオン化傾向
の大きい元素から成る金属・金属ハロゲン化物などフッ
素イオンと反応する添加物を添加しても得られるし、特
開昭61−281047に見られるように二酸化珪素を
飽和させた珪弗化水素酸溶液の温度を上昇させる等の手
段でも得られる。
また、有機着色剤は二酸化珪素が飽和状態あるいは過飽
和状態にある珪弗化水素酸水溶液に直接添加することも
できるほか、予め水に溶解させた後、珪弗化水素酸水溶
液に添加することができる。
和状態にある珪弗化水素酸水溶液に直接添加することも
できるほか、予め水に溶解させた後、珪弗化水素酸水溶
液に添加することができる。
更には、水に不溶な有機着色剤は予め水溶性の有機溶媒
に溶解した後、珪弗化水素酸水溶液に添加することも可
能である。
に溶解した後、珪弗化水素酸水溶液に添加することも可
能である。
珪弗化水素酸の濃度としては、1.5〜3.5モル/党
が好ましく、有機着色剤としては例えば、カヤシルイエ
o −CG [KAYACYL YELLOW CG
コ(日本化薬)、マラカイト グリーン[MALACH
ITEGREEN] (保土谷化学)、アリザリンアス
トール[ALIZARINE ASTOLコ(東京化成
)、メチルバイオレフト ピュアーS P [MET
HYL VIOLET PURE SPコ(保土谷化学
)、レッド 21 P S−011[RED 21P
S−011] (東京化成)、カヤシルローダジン F
B[KAYACYL RHODAMINE FB] (
日本化薬)、ビクトリア ピュアーブルー BOH[
VICTORIA Pt1RE BLUEBOHコ(保
土谷化学)、ブルー 5PR−006[BLUE 5P
R−006コ(東京化成)、レッド 3P T−0
16[RED 3P T−016](東京化成)、ビク
トリアブ)L、 −BH[VICTORIABLUE
B)l] (保土谷化学)、グリーン 10 P P
−005[GREEN IOP P−005コ(東京
化成)、等に類する染料、ダイヤセリトンファスト レ
ッド[DIACELLITON FAST REDコ(
三菱化成)に類する分散顔料、アクリジン レッド[A
CRDIN RED]、フルオレセイン[FLtlOR
ESCEINコ、ローダミンB [RHODANINE
B]、ローダミン6G。
が好ましく、有機着色剤としては例えば、カヤシルイエ
o −CG [KAYACYL YELLOW CG
コ(日本化薬)、マラカイト グリーン[MALACH
ITEGREEN] (保土谷化学)、アリザリンアス
トール[ALIZARINE ASTOLコ(東京化成
)、メチルバイオレフト ピュアーS P [MET
HYL VIOLET PURE SPコ(保土谷化学
)、レッド 21 P S−011[RED 21P
S−011] (東京化成)、カヤシルローダジン F
B[KAYACYL RHODAMINE FB] (
日本化薬)、ビクトリア ピュアーブルー BOH[
VICTORIA Pt1RE BLUEBOHコ(保
土谷化学)、ブルー 5PR−006[BLUE 5P
R−006コ(東京化成)、レッド 3P T−0
16[RED 3P T−016](東京化成)、ビク
トリアブ)L、 −BH[VICTORIABLUE
B)l] (保土谷化学)、グリーン 10 P P
−005[GREEN IOP P−005コ(東京
化成)、等に類する染料、ダイヤセリトンファスト レ
ッド[DIACELLITON FAST REDコ(
三菱化成)に類する分散顔料、アクリジン レッド[A
CRDIN RED]、フルオレセイン[FLtlOR
ESCEINコ、ローダミンB [RHODANINE
B]、ローダミン6G。
ローダミン 19、ローダミン 11010−ダミン
116、ローダミン123、スルホローダミンB [S
ULFOR)IODAMINE Bコ、コーマリン 6
[CO1]MARIN S]に類するレーザー色素があ
げられる。
116、ローダミン123、スルホローダミンB [S
ULFOR)IODAMINE Bコ、コーマリン 6
[CO1]MARIN S]に類するレーザー色素があ
げられる。
このようにして得られた処理液と第1次被膜つきPC成
形体を接触させることで、該成形体表面に着色剤含有二
酸化珪素膜が形成され、機能上染色・着色が実現される
。
形体を接触させることで、該成形体表面に着色剤含有二
酸化珪素膜が形成され、機能上染色・着色が実現される
。
処理液と基材とを接触させる方法としては、基材表面に
処理液を流下させる等の接触方法も可能であるが、処理
液を満たした浸漬槽にこの基材を浸漬する方法が簡単で
好ましい。それは、この方法によれば複雑な形状をもつ
基材上でも均一な着色剤含有二酸化珪素膜が得られるか
らである。また、処理液と基材とを接触させる際の処理
液の温度は、室温付近で充分であり、その上限は特に限
定されないが35℃程度が好ましい。いたずらに処理液
の温度を高めることは、添加した有機着色剤の分解を招
く可能性があるからである。
処理液を流下させる等の接触方法も可能であるが、処理
液を満たした浸漬槽にこの基材を浸漬する方法が簡単で
好ましい。それは、この方法によれば複雑な形状をもつ
基材上でも均一な着色剤含有二酸化珪素膜が得られるか
らである。また、処理液と基材とを接触させる際の処理
液の温度は、室温付近で充分であり、その上限は特に限
定されないが35℃程度が好ましい。いたずらに処理液
の温度を高めることは、添加した有機着色剤の分解を招
く可能性があるからである。
この発明では、処理溶液内に均一に有機着色剤が存在し
ているため、有機着色剤を均一に含む二酸化珪素薄膜を
容易に形成することができる。
ているため、有機着色剤を均一に含む二酸化珪素薄膜を
容易に形成することができる。
この成膜反応は室温付近で進むため、溶液中の有機着色
剤は分解することなく均一に膜中に取り込まれる。 ま
た、この膜質は緻密であり、基材と固着しているため加
熱処理する必要がない。 薄膜形成が過飽和溶液からの
析出によって行われるため、この発明で得られる有機着
色剤含有二酸化珪素薄膜中には、未分解原料や溶媒等の
不純物がほとんど混入しない。この発明の出発原料は非
常に安価であり、高温での加熱処理工程もないことから
、膜の製造コストを低く抑えることができる。
剤は分解することなく均一に膜中に取り込まれる。 ま
た、この膜質は緻密であり、基材と固着しているため加
熱処理する必要がない。 薄膜形成が過飽和溶液からの
析出によって行われるため、この発明で得られる有機着
色剤含有二酸化珪素薄膜中には、未分解原料や溶媒等の
不純物がほとんど混入しない。この発明の出発原料は非
常に安価であり、高温での加熱処理工程もないことから
、膜の製造コストを低く抑えることができる。
さらに、均一な溶液内で反応させているため、複雑な形
状を持った基材上にも均一な有機着色剤含有二酸化珪素
薄膜を形成させることができる。
状を持った基材上にも均一な有機着色剤含有二酸化珪素
薄膜を形成させることができる。
以下、実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、本発
明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定され
るものではない。
明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定され
るものではない。
実施例1
N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン0.5gとビニルトリス(β−メトキシエ
トキシ)シラン1.2gの混合物をエタノール:イソプ
ロピルアルコール:n−ブチルアルコール−5:3:2
(体積比)の混合溶媒250mtに溶解した溶液(珪素
化合物濃度約0.9重量%)に、縦、横100mm、厚
さ1mmのポリカーボネート平板を浸漬し、15 cm
/minの速度で引き上げた後、100℃の熱風乾燥炉
で1時間乾燥した。上記操作と全く同様の条件でガラス
基板に第1次被膜を成形したところ、その膜厚はおよそ
10nmであった。
トキシシラン0.5gとビニルトリス(β−メトキシエ
トキシ)シラン1.2gの混合物をエタノール:イソプ
ロピルアルコール:n−ブチルアルコール−5:3:2
(体積比)の混合溶媒250mtに溶解した溶液(珪素
化合物濃度約0.9重量%)に、縦、横100mm、厚
さ1mmのポリカーボネート平板を浸漬し、15 cm
/minの速度で引き上げた後、100℃の熱風乾燥炉
で1時間乾燥した。上記操作と全く同様の条件でガラス
基板に第1次被膜を成形したところ、その膜厚はおよそ
10nmであった。
得られた有機珪素化合物被膜付きポリカーボネート(P
C)平板に第1図に示す二酸化珪素被膜製造装置を用い
て第1表に示す有機着色剤を含有する二酸化珪素被膜か
ら成る着色層を形成した。
C)平板に第1図に示す二酸化珪素被膜製造装置を用い
て第1表に示す有機着色剤を含有する二酸化珪素被膜か
ら成る着色層を形成した。
第1図において、浸漬槽は外槽1と内槽2から成り、内
槽2と外槽1の間には水3が満たしである。この水は温
度40℃となるようヒーター4で加熱され、かつ、温度
分布均一化のため攪拌されている。内槽2は前部6、中
部7、後部8、から成り、各部には工業用シリカゲル粉
末を二酸化珪素の供給源として、二酸化珪素を溶解・飽
和させた2、5 mol/lの珪弗化水素酸水溶液6.
5Qが満たしである。 更に、該水溶液中には第1表に
示す染料0.5重量%水溶液が珪弗化水素酸水溶液第1
表 100cc当り、lcc添加されている。着色は各々の
染料を含む処理液ごとに行ない、一連の操作が終る毎に
処理液を交換して行なった。
槽2と外槽1の間には水3が満たしである。この水は温
度40℃となるようヒーター4で加熱され、かつ、温度
分布均一化のため攪拌されている。内槽2は前部6、中
部7、後部8、から成り、各部には工業用シリカゲル粉
末を二酸化珪素の供給源として、二酸化珪素を溶解・飽
和させた2、5 mol/lの珪弗化水素酸水溶液6.
5Qが満たしである。 更に、該水溶液中には第1表に
示す染料0.5重量%水溶液が珪弗化水素酸水溶液第1
表 100cc当り、lcc添加されている。着色は各々の
染料を含む処理液ごとに行ない、一連の操作が終る毎に
処理液を交換して行なった。
個々の着色操作は、まず循環ポンプ10を作動させて内
槽後部8の反応液を一定量づつ汲出してフィルター11
で濾過し、内槽前部6へ戻す処理液循環を開始した。
槽後部8の反応液を一定量づつ汲出してフィルター11
で濾過し、内槽前部6へ戻す処理液循環を開始した。
その後、縦、横50mm、厚さ3mmのAR板12を内
槽後部8に浸漬し、10時間保持した。
槽後部8に浸漬し、10時間保持した。
この状態で反応液は適度なSiO2過飽和度を有する処
理液となった。ここでフィルター11の絶対除去率を1
.5μm1処理液循環流量を520m1/m1n(処理
液全量が約6.5党であるので、循環流量は8%/mi
nである。)に調整した。そしてPC成形体、即ち、前
記珪素化合物により被膜を形成したPC平板9を内槽中
部7に垂直に浸漬し前記条件、(即ち、A2板3枚を浸
漬したまま8%/minの循環を行ない、1.5μmの
フィルターで濾過する。)で、16時間保持した後、取
出して洗浄乾燥した。
理液となった。ここでフィルター11の絶対除去率を1
.5μm1処理液循環流量を520m1/m1n(処理
液全量が約6.5党であるので、循環流量は8%/mi
nである。)に調整した。そしてPC成形体、即ち、前
記珪素化合物により被膜を形成したPC平板9を内槽中
部7に垂直に浸漬し前記条件、(即ち、A2板3枚を浸
漬したまま8%/minの循環を行ない、1.5μmの
フィルターで濾過する。)で、16時間保持した後、取
出して洗浄乾燥した。
添加染料の種類及び実験結果を第1表に示す。
二酸化珪素膜の膜厚は接触針式膜厚測定機にて測定した
。
。
これらの有機染料は、X線光電子分光法(ESCA)、
二次イオン質量分析法(SIMS)、赤外線分光法(I
R)などにより分析した結果、膜中に均一に取り込まれ
ていることが確認された。さらに、二酸化珪素成膜後の
基板を99.5%アルコール溶液の中に24時間浸漬し
たが、有機染料の溶出はみられなかった。
二次イオン質量分析法(SIMS)、赤外線分光法(I
R)などにより分析した結果、膜中に均一に取り込まれ
ていることが確認された。さらに、二酸化珪素成膜後の
基板を99.5%アルコール溶液の中に24時間浸漬し
たが、有機染料の溶出はみられなかった。
また、得られた有機染料含有二酸化珪素被膜はセロハン
粘着テープを貼り付けて引き剥すテストでは、全く剥れ
ない強固な付着力を有するものであった。また、上記有
機染料含有二酸化珪素被膜付きポリカーボネート基板を
、沸騰水中に1時間浸漬したが、被膜に変化はみられず
、密着性良好な被膜であることがわかった。
粘着テープを貼り付けて引き剥すテストでは、全く剥れ
ない強固な付着力を有するものであった。また、上記有
機染料含有二酸化珪素被膜付きポリカーボネート基板を
、沸騰水中に1時間浸漬したが、被膜に変化はみられず
、密着性良好な被膜であることがわかった。
以上詳述した通り、本発明の有機着色剤含有二酸化珪素
被覆ポリカーボネート成形体の製造方法は、ポリカーボ
ネート戒形体表面にア政ノ基を有する珪素化合物と前記
一般式(I)で示される珪素化合物又はその加水分解物
とを、特定割合で含む塗布液を塗布して乾燥硬化させる
ことにより、非常に薄い、付着性良好な珪素含有被膜を
第1次被膜として被覆し、更にその上に該第1次被膜と
付着性良好な有機着色剤含有二酸化珪素被膜を作成する
ものであるため、 ■ PC成形体の表・裏画面・全周あるいは全表面へ同
時成膜が可能であり、得られた有機着色剤含有二酸化珪
素被膜は水蒸気・酸素等の透過を妨げる効果を有してお
り、着色剤の酸化・加水分解の防止がはかれるほか、着
色剤が水に溶解し着色層から溶出し着色度が弱まるとい
った問題が防げる。
被覆ポリカーボネート成形体の製造方法は、ポリカーボ
ネート戒形体表面にア政ノ基を有する珪素化合物と前記
一般式(I)で示される珪素化合物又はその加水分解物
とを、特定割合で含む塗布液を塗布して乾燥硬化させる
ことにより、非常に薄い、付着性良好な珪素含有被膜を
第1次被膜として被覆し、更にその上に該第1次被膜と
付着性良好な有機着色剤含有二酸化珪素被膜を作成する
ものであるため、 ■ PC成形体の表・裏画面・全周あるいは全表面へ同
時成膜が可能であり、得られた有機着色剤含有二酸化珪
素被膜は水蒸気・酸素等の透過を妨げる効果を有してお
り、着色剤の酸化・加水分解の防止がはかれるほか、着
色剤が水に溶解し着色層から溶出し着色度が弱まるとい
った問題が防げる。
■ 得られた有機着色剤含有二酸化珪素被膜は有機溶剤
・薬品の透過を妨げる効果を有しており着色層の耐溶剤
性・耐薬品性を向上できる。
・薬品の透過を妨げる効果を有しており着色層の耐溶剤
性・耐薬品性を向上できる。
■ 有機着色剤が二酸化珪素で保護された構造となって
いるため、耐摩耗性にすぐれた着色層が得られる。
いるため、耐摩耗性にすぐれた着色層が得られる。
等、耐久性、耐候性に極めてすぐれた着色層が得られる
。更には、 ■ 高い温度で加熱することなく、室温付近で有機着色
剤含有二酸化珪素膜を製造することができるため、熱分
解し易い有機着色剤にも適用することができる。
。更には、 ■ 高い温度で加熱することなく、室温付近で有機着色
剤含有二酸化珪素膜を製造することができるため、熱分
解し易い有機着色剤にも適用することができる。
■ 第1次被膜形成のための塗布法において、使用する
塗布液として珪素化合物の希薄溶液を用いることができ
、更に該珪素化合物がポリカーボネート内部へ拡散する
ため微細な凹凸形状をもつPC基板へもその形状を損な
う事なく薄膜被覆する事ができる。
塗布液として珪素化合物の希薄溶液を用いることができ
、更に該珪素化合物がポリカーボネート内部へ拡散する
ため微細な凹凸形状をもつPC基板へもその形状を損な
う事なく薄膜被覆する事ができる。
など使用の効果も大きい。
添付しである図面は本発明の実施例を示すものである。
l ・・・・・外槽、 2 ・・・・・内槽
、3 ・・・・・水、 4・・・・・・
ヒーター5・−・・・・攪拌器、 6 ・・・
・・内槽前部、7 ・・・・・内槽中央部、 8・
・・・・内槽後部、9・・・・・PC成形体、 10
・・・・・循環ポンプ、11 ・・・・・・フィルター
12 ・・・・・金属アルミニウム板13 ・
・・・・攪拌器。
、3 ・・・・・水、 4・・・・・・
ヒーター5・−・・・・攪拌器、 6 ・・・
・・内槽前部、7 ・・・・・内槽中央部、 8・
・・・・内槽後部、9・・・・・PC成形体、 10
・・・・・循環ポンプ、11 ・・・・・・フィルター
12 ・・・・・金属アルミニウム板13 ・
・・・・攪拌器。
Claims (6)
- (1)ポリカーボネート成形体に有機珪素化合物を被覆
硬化させて第1次被膜とした後、該第1次被膜につきポ
リカーボネート成形体と二酸化珪素の過飽和状態の珪弗
化水素酸溶液とを接触させて第1次被膜上に二酸化珪素
被膜を成形させる二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形
体の製造方法において、 該第1次被膜を、下記一般式( I )で示される珪素化
合物及びその加水分解物よりなる群より選ばれた少なく
とも1種の珪素化合物と、アミノ基を有する珪素化合物
とを含有する塗布液であつて、アミノ基を有する珪素化
合物の含有量が0.2重量%以上で、珪素化合物の総濃
度が5重量%以下である塗布液を塗布し、乾燥させるこ
とにより形成し、該第1次被膜上に二酸化珪素の過飽和
状態の珪弗化水素酸溶液に染料・顔料などの有機着色剤
を添加した処理液を接触させ、有機着色剤含有二酸化珪
素被膜を形成させたことを特徴とするポリカーボネート
成形体の着色方法。 R^1_n(R^2)_4_−_n( I ) (式中R^1はエチル基、ビニル基等炭素数2以下の炭
化水素基或はメルカプト基、ヒドロキシル基を有する炭
素数3以下の有機基であり、R^2はアルコキシ基、ア
ルコキシアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素元素から
選ばれる1種もしくは複数の結合基であり、nは0又は
1である。) - (2)該第1次被膜作成の条件が、ガラス基板上に同様
の条件で被膜の作成を行なった場合に、5〜100nm
厚の被膜が作成される条件である特許請求の範囲第1項
に記載のポリカーボネート成形体の着色方法。 - (3)アミノ基を有する珪素化合物が、γ−アミノプロ
ビルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びN−(β−
アミノエチル)−γ−アミノプロピルジメトキシシラン
よりなる群から選ばれる1種又は2種以上である特許請
求の範囲第1項又は第2項に記載のポリカーボネート成
形体の着色方法。 - (4)二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化水素酸溶液が、
二酸化珪素を溶解・飽和させた珪弗化水素酸水溶液に、
ホウ酸、アンモニア水、水素よりイオン化傾向の大きい
元素から成る金属・金属ハロゲン化物などフッ素イオン
と反応する添加物を添加して二酸化珪素を過飽和状態と
した水溶液であることを特徴とする特許請求の範囲第1
〜3項に記載のポリカーボネート成形体の着色方法。 - (5)二酸化珪素の過飽和状態の溶液が、二酸化珪素を
低温で溶解・飽和させた後高温に加温維持することで二
酸化珪素を過飽和状態とした水溶液であることを特徴と
する特許請求の範囲第1〜3項に記載のポリカーボネー
ト成形体の着色方法。 - (6)二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸水
溶液に添加する有機着色剤が、あらかじめ水または水溶
性有機溶媒に溶解したものである特許請求の範囲第1〜
5項に記載のポリカーボネート成形体の着色方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167368A JPH0333281A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | ポリカーボネート成形体の着色方法 |
| EP19900105873 EP0391226B1 (en) | 1989-04-01 | 1990-03-28 | Method for manufacturing layer-built material with silicon dioxide film containing organic colorant and the layer-built material manufactured thereby |
| DE69010537T DE69010537T2 (de) | 1989-04-01 | 1990-03-28 | Verfahren zur Herstellung eines schichtförmig aufgebauten Materials mit einem organischen Farbstoff enthaltenden Siliziumdioxidfilm sowie das somit erzeugte Produkt. |
| US07/500,987 US5114760A (en) | 1989-04-01 | 1990-03-29 | Method for manufacturing layer-built material with silicon dioxide film containing organic colorant and the layer-built material manufactured thereby |
| KR1019900004535A KR0160125B1 (ko) | 1989-04-01 | 1990-03-31 | 유기착색제 함유 이산화규소 필름을 갖는 적층물의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 적층물 |
| CN90101766A CN1040740C (zh) | 1989-04-01 | 1990-03-31 | 生产具有含有有机着色剂的二氧化硅膜的积层材料的方法 |
| CA002013660A CA2013660C (en) | 1989-06-29 | 1990-04-02 | Method for manufacturing layer-built material with silicon dioxide film containing organic colorant and the layer-built material manufactured thereby |
| US07/834,455 US5232781A (en) | 1989-04-01 | 1992-02-12 | Method for manufacturing layer-built material with silicon dioxide film containing organic colorant and the layer-built material manufactured thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1167368A JPH0333281A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | ポリカーボネート成形体の着色方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333281A true JPH0333281A (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=15848416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1167368A Pending JPH0333281A (ja) | 1989-04-01 | 1989-06-29 | ポリカーボネート成形体の着色方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0333281A (ja) |
-
1989
- 1989-06-29 JP JP1167368A patent/JPH0333281A/ja active Pending
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