JPS61264030A - 表面仕上げ法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 種の物質で引き続いて表面什−トするための方法に関す
る。

成型された物品および半仕−１ニされた商品に付加的も
しくは改善された特性を賦与することは、例えば或る種
の色効果を挙げる目的で、或いは−Ｆ方の層の中にＵＶ
吸収剤を濃化することによってＵ■輻射による風化の量
を低減させる目的で、望ましいことがしばしばである。

合成樹脂パーツにラッカー類もしくは他の物質をコーテ
ィングすることは公知であり、これらのものは液体状態
で施用され、そこから引き続いて蒸発によって溶媒が除
去される。

この方法の欠点は、得られた表面が敏感であり、殊に、
機械応力にさらされた時に摩耗をおこしやすいというこ
とである。更に、溶媒の蒸発は、環境問題を起す。

他の合成樹脂パーツで、仕上に必要とされる物質を同時
に含有し得る溶媒によって外側の層が膨潤させられたも
のも公知である。溶媒は引き続き熱によって除去される
。

この方法で物質をくみこむことを可能とするためには、
合成パーツの表面のかなりの膨潤が必要であるが、合成
樹脂はそれによって甚だしく攻められ、従って溶媒の蒸
発後に得られる目的物は、その材料構造において、或い
は少なくともその外観において損傷され得る。更に、物
質のある部分は、膨潤剤が蒸発される時に失われ得る。

この逸失は主として表面近くで起り、それは正しく物質
が最も有効であることを要求される所である。

予備生形された合成樹脂パーツもしくは半什り商品を引
き続いて表面什−卜するための方法にして、それによっ
て、物品がＵＶ光に対する保護、色、抗摩擦特性、静電
防止特性等の如き特別な特性を賦与する物質に十分富む
ものとされ、熱可塑性合成樹脂の表面域に対して目に見
える構造損傷なしに簡単で経済的な手段によることから
なる方法を提供することが本発明の目的である。

本発明に従ってこの問題を解決するには、昇華すること
のできる少なくとも１種の物質を合成樹脂パーツの表面
に施用し、この物質は、１３０℃以上の温度にある気相
で、少なくとも７５℃まで加熱されている合成樹脂パー
ツの表面の中まで拡散し、この表面の中に冷却によって
堆積される。

昇華することのできる物質が、加熱されたガスの形で、
予備生成された合成樹脂パーツの穏やかにしか加熱され
ていない表面の中へ、或る種の特性を生み出すに十分な
量だけ、経済的に受容し得る長さの時間内に、物質の特
定的な濃度が、外側から作用する異媒質によって生み出
される効果の減少と対応して、表面下その深さとともに
減少して、殆どの場合非常に高価である物質が最適に利
用できるようにするといった方法で、引き続き組みこま
れ得るということは、本分野の従事者にとっては驚くべ
きことである。合成樹脂パーツに対する損傷は、もし高
々２ｍｍの深さまで下方の表面が、好ましくは無定形熱
可塑体の場合で９５℃乃至ガラス温度＋１５℃の間の温
度、そして部分結晶性熱可塑体の場合で９５℃乃至融点
＋３０℃の間の温度、にあれば、高いガラス温度にも拘
らず起らないということもまた見出された。射出成型も
しくは押出成型から合成樹脂パーツ中に残される熱もこ
の目的に好都合に利用し得る。ＵＶ抵抗性、酸化に対す
る抵抗性、加水分解安定性、導電性、抗摩擦特性および
／または接着性は、かくて好適な物質の選択をもって改
善することができ、これによって、合成樹脂の可能性の
ある使用が一般に改善され得る。

本方法の一つの特定的な具体例では、１００乃至３００
０の分子量を有する有機物質が組み入れられる。

この長さおよび／または大きさの有機分子構造のものが
なおも表面の巾へ拡散し得ることは驚くべきことであり
、１２０乃至１５００の分子量がこの目的に殊に好適で
あることが見出された。

本方法の今一つ別の具体例では、表面の中へ拡散するこ
との要求される物質は、１５０℃乃至３００℃の範囲の
温度まで加熱される。

１−記の温度においては、これは分解温度によって１−
力に限定があるが、圧動エネルギーは、分圧勾配の利用
と共に、要求される鼠の物質が１５００ｇ、ｍという深
さまで下方に短峙間内で組みこまれることを可能ならし
めるのに十分であり、この過程はガス圧を高めることに
よって更に改善され得る。合成樹脂パーツの品質に及ぼ
すより高いガス温１バの効果は、昔通二、三秒乃至数分
である短い曝気時間内では無視し得る。

本方法の・つの可能な具体例においては、合成樹脂パー
ツの表面を輻射エネルギーで加熱する。

赤外線、マイクロ波もしくはレーザービームにより生み
出され１４る種類の高エネルギー輻射が、合成樹脂パー
ツの表面を短い期間に急速に加熱するのに殊に好適であ
る。輻射の周波数は、それがダイポールの共鳴の範囲内
に例えばあるように、可能な限りは選定するべきである
。輻射エネルギーは、同時に、９１華可能な物質を加熱
昇温させ得る。本方法を遂行する好ましい方法において
は、物質の侵入の与えられた深さに対する暴露時間ｔは
、１ｎｔ＝Ａ／Ｔ−Ｂなる式によって選ばれ、ここでＴ
は絶対温度であり、Ｂ、Ａは材料に依存する定数である
。

２個の定数ＡおよびＢは、合成樹脂の活性化エネルギー
および拡散係数の頻度因子に比例するものであり、２個
の未知数を有する上記方程式を用いて２回の実験によっ
てその場合場合で決定し得る。経済的な結果は、Ａが３
５００乃至１８，５００、殊に７５００乃至１２，５０
０の値を有し、ＢがｌＯ乃至３０、殊に１４乃至２５の
値を有する時に得られ、方程式中の１ｎｔ項には正の値
のみが許される。

特別の表面什りを有する合成樹脂パーツ、殊に熱可塑体
は、特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の方法に従っ
て製造されるが、ここで、Ａ華可能な物質は合成樹脂パ
ーツの表面内に深さと共に減少する量だけ組みこまれ、
物質の最大量は表面に近く位置するようにする。

濃度は深さとともに減少するので、合成樹脂パーツは、
その強度もまた深さとともに減少する外側からの攻撃か
ら、最も経済的な方法で保護することができ、殊にもし
この物質が高価である場合はこれが経済的に非常に有利
になる。性来くもっでいる合成樹脂を着色するためには
、これもまた深さとともに減少する、光の反射に相当す
る量の染料を使用することで十分である。

合成樹脂パーツの一つの好都合な具体例では、物質の特
定的な濃度は、外側から作用する異媒質の強度が既にも
との値の烏まで低減されている深さにおいて、最大の特
定濃度の少なくともなお半分とする。

物質が組みこまれることを要求される深さは、そこに合
成樹脂パーツが引き続き曝露されるべき、合成樹脂パー
ツ内で影響されことが要求される、外部媒質に依存する
。実際には、特定濃度の半分の値は、ＵＶ吸収体に対し
ては１０乃至ｌＯＯｐｍ、抗酸化剤に対しては１００乃
至１５００ＪＬｍ、炎遅延剤に対しては５００乃至１５
００ｇｍ、染料に対しては２０乃至５００ＩＬｍ、静電
防止剤に対してはｌ乃至２０＃１．ｍ、そして潤滑剤に
対しては１乃至２０ｐｍの範囲とするべきことが見出さ
れた。これらの深さは、腐食抵抗性、加水分解に対する
抵抗性、色効果および接着性の如き要求特性を合成樹脂
パーツに賦与するのに十分である。

セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セ
ルロースアセテートブチレート、ポリアミド類、ポリオ
レフィン類、スチレン／アクリロニトリルブタジェン、
ポリカーボネート類、ポリブチルテレフタレートの如き
直鎖ポリエステル類、芳香族ポリエステル類、熱可塑性
ウレタン類、ポリフェニレンスルフィド、ＬＣポリマー
類、ポリウレタンカスチング樹脂およびエポキシド樹脂
の、合成樹脂パーツの壁を厚くされた層もしくはフィル
ムが好適である。熱可塑性生成物のコポリマー類のブレ
ンドもまた使用し得る。

組み入れられるべき物質としては、如何なる昇華性材料
でも使用することができ、例えばベンゾトリアゾール類
、０−ヒドロキシベンゾフェノン類、ベンジリデンマロ
ン酸エステル類、置換アクリロニトリル類および立体障
害アミン類の型の安定剤がある。

丈施剖 実験装置 実験装置は２つの部分から構成される。第一・の装置は
、温度制御された熱い空気の非常にｄい流れを用いて、
合成樹脂試料の表面を最大３分間加熱するのに使用され
る。合成樹脂試料の表面は、熱い空気の流路の出口から
約３ｍｍの距離に置かれる。試料の熱表面を、次に、昇
華性の材料を煮沸することによって得られる飽和気相を
含有する、温度制御されたチャンバーを有する、加熱可
能なオーブンの開口部上に配置Ｘせる。開口部は、ブラ
ンク試料によるか、或いは気相によってそのＬで作用さ
れるべき試料によるかの何れかで、常に閉ざされるもの
とする。この気相に対する試料の曝露の時間は、１０秒
乃至１００秒の範囲内とする。

６０Ｘ６０Ｘ４ｍｍの寸法のポリカーボネートの合成樹
脂試料の表面を、約２００℃の温度にある熱い空気を用
いて２分以内に約１００℃乃至ｌｌＯ℃の温度まで加熱
する。熱表面を、次に、約２００℃の温度でチヌビンー
Ｐを含有する気体で１０．２０．３０および１００秒間
処理する。昇華によって表面領域内に組みこまれたチヌ
ビンＰの酸を次にＵＶ分尤によって測定する。次の結果
が得られる： 同じ実験設備および同じ合成樹脂資料を使用して、約２
２５℃の温度のガス状物質を用いて次の結果が得られる
：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、成型された合成樹脂パーツを或る種の物質で後に表
   面仕上する方法にして、合成樹脂パーツの表面を少なく
   とも一種の昇華性物質に曝し、昇華性物質が１３０℃以
   上の温度において気相で、その表面が少なくとも７５℃
   に加熱されている合成樹脂パーツの表面の中まで拡散し
   て、その中で冷却によって堆積されることを特徴とする
   方法。 ２、１００乃至３０００の分子量を有する有機物質を組
   み入れることからなる、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、該物質が、表面の中へ拡散するために、１５０℃乃
   至３００℃の温度まで加熱されることからなる、特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、合成樹脂パーツの表面を輻射エネルギーで加熱する
   ことからなる、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れかに記載の方法。 ５、暴露時間ｔが、物質の侵入の与えられた深さに対し
   て、１ｎｔ＝Ａ／Ｔ−Ｂなる式に従って選定され、ここ
   でＴが絶対温度、ＢおよびＡが材料に依存する定数であ
   ることからなる、特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかに記載の方法。 ６、表面近くを最大とし深さが増すとともに量の減少す
   る昇華性の物質を合成樹脂パーツの表面領域の中に組み
   入れることを特徴とする、表面仕上を有する合成樹脂パ
   ーツ、殊に熱可塑体。 ７、外側から作用する異媒質の強度がもとの値の１／４
   まで低減される深さにおいて、物質の特定的な濃度が物
   質の最大特定濃度の少なくとも半分に尚も達することか
   らなる、特許請求の範囲第６項記載の合成樹脂パーツ。