JPS62191073A - 表面特性を制御された被覆基体の製造方法 - Google Patents

表面特性を制御された被覆基体の製造方法

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JPS62191073A
JPS62191073A JP61305551A JP30555186A JPS62191073A JP S62191073 A JPS62191073 A JP S62191073A JP 61305551 A JP61305551 A JP 61305551A JP 30555186 A JP30555186 A JP 30555186A JP S62191073 A JPS62191073 A JP S62191073A
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nip
roll
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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】 発明の背景 本発明は、重合体基体の表面に被膜を設ける方法に関し
、より詳細には、ポリカーボネート基体の表面に耐摩耗
性の放射線硬化被膜を設ける優れた方法、およびこの方
法で製造した物品に関する。
重合体基体に保護被膜を設けることはよく行われている
。基体が透明であることが重要であるときは、一般に被
膜も他の物理的属性、たとえば耐摩耗性および優れた光
沢を保持し、つつ、優れた光学的性質を示すことが重要
である。
従来の被膜は大抵は種々の合成重合体から形成され、基
体上の被膜の流れおよびレベリング特性を増大させる揮
発性を機溶剤を多量に含有している。しかし多量の揮発
性有機溶剤を含有させることにはいろいろな問題がある
。第一に、被膜の一体性を損わないように、揮発性材料
を硬化した被膜から除去しなくてはならない。そのため
、高価な乾燥装置を設けてフィルムの塗布後に溶剤を蒸
発させなくてはならない。また、加工設備から有機蒸気
を除去したり、大気への放出および廃水処理に関する環
境上の要求を満たすためには他の高価な設備が必要とな
る。さらに、有機溶剤が存在すると爆発や火災の危険が
生じ、安全装置および防爆設備を追加してこのような危
険を未然に防止せねばならない。最後に、被膜の原料と
して余分に溶剤を購入することは実質的な出費を意味し
、得られる製品の原価がさらに上昇する。
このような性質の被膜中に存在する有機溶剤を低減する
方法として、種々の単量体と架橋用オリゴマーから形成
した放射線硬化性被膜を使用する方法がある。この系の
単量体は、未硬化被膜に必要な物理的および流動学的特
性を付与して溶剤として作用する。被膜を有する物品の
表面に放射線を直接あてると硬化が起こる。単量体は架
橋用オリゴマーとともに重合し、揮発しない。したがっ
て揮発性溶剤は不要となるか、少なくとも必要性が大き
く低減する。しかし放射線硬化性被膜にはいくつかの欠
点がある。たとえば、重合性単量体は、基体上の被膜の
流れおよびレベリングを増大するのに揮発性溶剤はど有
効でなく、この為完成品の光学的性質が損われる。さら
に、被膜付近（および被膜付近はどではないが被膜内部
）に存在する酸素を硬化中に除去しなければならないこ
とが多い。
さもないと、光学的明澄度、耐摩耗性および耐薬品性の
高い塗膜が形成されない。
酸素の除去は、硬化室を窒素ガスで連続的にパージする
ことによって行われる。しかし大量の窒素を購入し、パ
ージ用装置を維持するにはかなりの費用が必要である。
しかも作業員の不慮の窒息を防ぐため安全装置を設けな
くてはならない。
発明の目的 したがって本発明の主要な目的は、上述の欠点を克服し
た、重合体基体の表面の優れた塗布方法を提供すること
にある。
本発明の別の目的は、揮発性有機溶剤を使用せずに重合
体基体の表面に耐摩耗性被膜を設けることにある。
本発明の他の目的は、窒素ブランケットを使用せずに重
合体基体の表面に耐摩耗性の放射線硬化被膜を設けるこ
とにある。
本発明のさらに別の目的は、表面特性を制御した耐摩耗
性被膜の形成方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、重合体基体に耐摩耗性被膜
が強固に接着した物品を提供することにある。
本発明のこれらの及びその他の目的および利点は、当業
者であれば以下の説明を読むことにより理解されるはず
である。
発明の概要 以上の目的を達成するため、放射エネルギーを透過させ
ることのできる重合体基体の表面に耐摩耗性の放射線硬
化被膜を形成する本発明の方法は、（ａ）未硬化被覆材
料を基体に塗布し、（ｂ）未硬化被覆材料から空気を排
除し、そして （ｃ）放射線硬化性被膜を塗布した表面とは反対価の表
面から放射エネルギーを基体に透過させることにより、
被膜を放射エネルギーに接触させて被膜を硬化させる 工程を含む。
基体は、可撓性塗布手段を通過する際に被覆月利を受取
しうる任意の通常の重合体フィルムまたはシート材料と
することができる。放射線硬化性被覆材は基体に接着可
能でなくてはならず、一般に架橋性樹脂と光開始剤から
なる不揮発性塗料である。
本発明の好適実施態様では、空気を未硬化被膜から除去
するのに、未硬化被膜を塗布した基体を、回転するニッ
プロールとニップロールに接触する回転するキャスティ
ングドラムの表面との間の界面に形成される調整可能な
空気排除ニップに通し、被膜内および被膜とキャスティ
ングドラムの表面との間の界面から空気を除去するのに
十分な圧縮力を空気排除ニップ内で被膜に加える。
本発明の方法では典型的な形態の放射エネルギーのほと
んどを使用することができる。さらに本方法によれば、
基体の表面に架橋性被膜の層を１（数層設けることがで
きる。本発明で使用する放射線硬化性被膜は、通常の方
法で設けた被膜の表面に設けても、後に設ける通常の被
膜のための下塗りとしてもよい。
本発明の改良方法を用いると、硬さなどの物理的特性お
よび耐薬品性に優れ、光学的明澄度の高い、耐摩耗性の
被膜を有する物品が得られる。さらに本発明の方法によ
れば有機溶剤を含む塗料か不要になり、放射線硬化性の
系に窒素ブランケットを用いる必要がなくなる。
具体的説明 本発明の方法は、シート、フィルム、積層品などの形状
の広範囲の重合体基体の表面に、耐摩耗性の放射線硬化
波膜を設けるのに適当である。図示した特定の装置は連
続フィルム基体に被覆月利を塗布し硬化させるためのも
のであるが、このような被覆材料を個々のシート基体に
塗布し硬化するよう装置を変更するのは簡単である。基
体の組成は臨界的でなく、アクリル樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、ウレタ
ン樹脂など、またはそれらの混合物とすることができる
。基体を選択するにあたっての唯一の制限は、基体が可
撓性で、少なくとも一形態の放射エネルギーを透過させ
ることができ、この放射エネルギーの透過によって基体
の特性が許容できないほどには影響を受けないことであ
る。放射エネルギー源は、エネルギーが基体にほとんど
、あるいは全く吸収されない周波数で作動するものを選
ぶ。本発明の方法に好適な基体は熱可聚性ポリカーボネ
ート材料、たとえばゼネラル・エレクトリック社の製品
であるレキサン（ＬＥＸＡＮ■）樹脂から形成したもの
である。ポリカーボネート樹脂の代表例は米国特許第４
，３５１，９２０号に記載されており、芳香族ジヒドロ
キシ化合物とホスゲンの反応、ならびに芳香族ジヒドロ
キシ化合物とカーボネート前駆物質、たとえばジアリー
ルカーボネートの反応によって得ることができる。
米国特許第４，３５１，９２０号には、本発明の基体と
して使用することのできるポリカーボネート樹脂の種々
の製造方法も記載されている。ポリカーボネートのフィ
ルムは公知の方法によって製造することができる。代表
的には、溶融ポリカーボネートを一組の押出しロール上
にキャスティングし、旧材の両面を磨き、均一の厚さに
プレスする。冷却後のフィルムは被膜を設けることがで
きる状態にある。ポリカーボネート材料の吸収スペクト
ルは通常公知なので、本発明の方法で使用するのに最適
な形態の放射エネルギーを容品に選択できる。一般に、
ポリカーボネート基体」二の被膜を硬化する際のエネル
ギー源としては紫外線（ＵＶ）を用いる。別の種類の基
体が望ましい場合には、材料の特定の吸収スペクトルと
透過する放射エネルギーに対する材料の影響受は易さに
基づいて、適当な放射エネルギー源を（以下に説明する
ようにして）選択すればよい。基体の厚さは特定の値で
ある必要はなく、物品に想定している最終用途および基
体が可撓性を維持する能力などに応じて、約０．５ミル
−約３０ミルの範囲とすることができる。
本発明の方法に使用する放射線硬化性被膜は、多岐にわ
たる組成とすることができる。特定の被膜は、いくつか
の要素、たとえば使用する基体の種類、適用する放射エ
ネルギーの特定の種類、および被膜に望まれる特定の物
理的特性に応じて選択する。代表的な放射線硬化性被覆
材は、「カーク−オスマー化学技術百科辞典（Ｋｌｒｋ
−ＯｔｈＩＩｌｅｒ　ｒ、ｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏ
ｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）　ｊ
　Ｔｘ　３版、第１９巻、１９８２年、第６０７−６２
２ページに記載されている。放射線硬化性被覆材は一般
に、重合体主鎖に沿った、あるいは結合したアクリル、
メタクリルまたはフマル型ビニル不飽和を含む重合体を
含有する。被覆材は一般に、分子量が約１ｏｏ−ｓｏｏ
で単一の不飽和部位を有する単量体も含有する。これら
の単量体としては高沸点アクリル酸エステルが代表的で
あるが、スチレンも組成によっては単量体として使用す
ることができる。
二、三または多官能性の不飽和部位を含む架橋性オリゴ
マーも一般に放射線硬化性被覆材の一部をなす。代表的
な被覆材配合用成分が、上掲のカーク−オスマー「化学
技術百科辞典」の第６１７ページに列挙されている。本
発明を実施するにあたっては以下で説明するように、被
覆材は非揮発性であるのが好ましいが、揮発成分を含有
する被覆材も適当な変更を行えば使用することができる
。
基体がポリカーボネート材料である場合には、紫外線（
ＵＶ）が好適な放射エネルギー媒体であり、したがって
ＵＶ硬化性被覆材が必要とされる。
本発明には、公知のＵＶ硬化性被覆組成物がすべて適当
である。紫外線硬化性被覆組成物の代表的な一例が米国
特許第４，４７７．５２９号に記載されており、この組
成物はアゾビスイソブチロニトリル、少なくとも１種の
紫外線硬化性で架橋性の多官能性アクリレート単量体お
よびポリシロキサン−ポリエーテルブロック共重合体よ
りなる。
本発明に適当な別の被覆組成物は米国特許第４゜１９８
．４６５号に記載され、この組成物は光開始剤、紫外線
硬化性で架橋性の多官能性アクリレート単量体およびレ
ゾルシノールモノベンゾエートよりなる。紫外線硬化性
組成物の製造方法も当業界で公知であり、このような方
法の一例は米国特許第４，１９８，４６５号に記載され
ている。
図面には、本発明の方法で重合体基体の表面に被膜を塗
布し硬化する代表的な装置が示しであるが、被覆材料を
基体表面に計量したりドクタナイフ塗布する任意の通常
の装置または手段を使用できると理解すべきである。な
お図中の鎖線で描いた要素は、本発明で必要に応じて追
加しうる要素である。図では、タンク８中の放射線硬化
性被覆材料１０をグラビアロール１２で連続的に引き上
げる。グラビアロール塗布装置は当業界で公知であり、
たとえば米国特許第４，３０２，４８６号に記載されて
いる。代表的には、グラビアロールは凹凸表面（図示せ
ず）を有し、鋼の棒状突起または凹凸のあろうね状の模
様がロール表面から突出し、このような配列から形成さ
れた凹みでタンク８内の被覆材料１０をとり上げ、保持
することができる。この装置によって、時計回りに回転
するグラビアロール１２の表面にのった被覆祠料１０は
、円周方向でグラビアロール１２と接し反時計回りに回
転するトランスファロール１４に転移する。トランスフ
ァロール１４は外部動力源（図示せず）によって駆動さ
れ、グラビアロール１２（図示していないが、これも外
部動力源によって駆動すればよい）および後述のインプ
レッションロール１６の動きに協調する。
基体ロール４はコア５のまわりに未被覆基体６を巻いた
ロールである。基体６を、キャスティングドラム２２（
後述）の動きにしたがって巻き出し、トランスファロー
ル１４とインプレッションロール１６との接合部によっ
て形成されるニップの間を通過させる。インプレッショ
ンロール１６は時計回り（すなわちトランスファロール
１４と反対向き）に回転し、基体６を表面に被覆材料１
０を有するトランスファロール１４に対して押しつける
。
このようにして、被覆材料１０を基体６の表面に均一に
塗布することができる。被膜を基体に効率よく塗布する
ためにコーディング装置を調整できることは当業者には
明らかであろう。代表的な調整項目としてロール速度、
被覆材料の粘度およびニップ間隙がある。さらに、本発
明の方法では被覆材料１０は必ずしも上述のようなグラ
ビアロール手段によって塗布しなくともよい。被覆利料
１０を基体６に塗布するには、数多くの公知の塗布方法
のうち任意の方法を用いることができ、たとえば吹付、
はけ塗、電着、流し塗および浸漬、ならびに他の公知の
ロール塗布法、たとえばリバースロール塗布なども用い
ることができる。放射線硬化性被膜１０の厚さは、物品
の最終用途と所望の物理的特性に応じたものとし、不揮
発性の塗膜では約０．０５ミル−約５．０ミルの範囲と
すればよい。不揮発性の塗膜の厚さとして好適なのは約
０．２ミル−約１．０ミルである。
被覆材料１０を基体６に塗布した後、基体６をアイドラ
ロール１８を経てニップロール２０へと案内する。本発
明で使用するロールを形成する材料として、何を選ぶか
は特に限定されない。ロールはプラスチック、金属（す
なわちステンレススチール、アルミニウム）、ゴム、セ
ラミック材料などから製造することができる。さらに各
ロールの表面は平坦で弾性でなくてはならない。各ロー
ルの表面には、スリーブまたはカバーを設けるのが代表
的である。ニップロール２０には、好ましくは弾性材料
、たとえばテトラフルオロエチレンまたはポリプロピレ
ンまたは現在入手可能な種々の合成ゴムコンバンドおよ
びその配合物から形成したスリーブを設けることができ
る。スリーブをロール表面にぴったり嵌めて、接触する
基体６１；対して平滑で摩擦の少ない表面を得る。ニッ
プロール２０は後述のキャスティングドラム２２の位置
に対して調整でき、必要に応じて独立に駆動することが
できる。
図示しであるように、キャスティングドラム２２はニッ
プロール２０に隣接した位置に配置されているので、ニ
ップロール２０の外周とキャスティングドラム２２の外
周が後述のニップ２５を形成する界面にて互いに接して
いる。以下ではわかりやすいように、この特定のニップ
を空気排除ニップと称する。ニップロール２０とキャス
ティングドラム２２の界面に加わる圧力は、公知の方法
、たとえばニップロール２０の軸に取り付けられ、ニッ
プロールをキャスティングドラム２２に選択的に押しつ
けるばね機構（図示せず）によって調整することができ
る。界面にかかる圧力は大抵はわずかで、すなわち基体
が空気排除ニップ２５を通過していないときは５ポンド
／平方インチ以下である。被膜を有する基体が空気排除
ニップ２５を通過している際には、後述するように加え
た圧力を種々のパラメータによって再調整することがで
きる。
ドラム２２は中心軸２１を取り囲んでおり、種々の材料
、たとえば種々のプラスチック、セラミックまたは金属
から形成することができる。ドラムはステンレス鋼また
はクロムめっき鋼であるのが代表的である。さらに、ド
ラムは外部動力源（図示せず）によって独立に駆動する
のが好ましい。
キャスティングドラム２２の表面２３には、被膜１０に
付与したいテクスチャーまたは模様に応じて種々のテク
スチャーまたは模様を設けることができる。たとえば被
膜１０が高度の光沢を有するのが望ましい際には、表面
２３は高度に研磨したクロムめっき表面とすることがで
きる。被膜の光沢がもっと低いのが望ましいときには、
表面２３は研磨を少なくするかゴム引きにして、被膜を
艶消テクスチャーとすることができる。同様に、表面２
３に模様をエンボス加工して、被膜１０に鏡像の模様を
つけることもできる。こうすると硬化した被膜１０はキ
ャスティングドラムの表面２３の永久的な鏡像を持つよ
うになる。
窒素ガスブランケットを使用せずに硬化前に被膜１０の
内部およびその近くから確実に空気を追い出すために、
空気排除ニップ２５に加える圧力を注意深く調整する。
空気排除ニップ２５に加える圧力の調整は上述のように
して行えばよい。ニップ２５に加えることできる正確な
圧力は多くの要因、たとえば被１１９１０の粘度、表面
２３の模様の細かさく模様をつけたとき）、および被膜
１０の厚さに左右される。代表的には、厚さ５ミルの基
体に粘度か８００センチボイスのアクリル系塗料を厚さ
０．６ミルに塗布した場合、被覆基体に２５ポンド／平
方インチの空気排除ニップ圧を加えれば、被膜１０内お
よび被膜１ｏとドラム表面２３の間の空気を十分排除で
きる。このようにして被膜１０を基体６とキャスティン
グドラムの表面２３の両方に完全に無気的に接するよう
に加圧するので、被膜は硬化した際には基体６に対して
強く接着し、キャスティングドラムの表面２３のテクス
チャーおよび／または模様の鏡像も呈する。
被膜１０を塗布した基体６が空気排除ニップ２５を通過
した後に被膜を放射エネルギーによって硬化する。図示
するように、放射エネルギーを放射エネルギ一手段２４
から基体６の被膜１０を有する表面と反対側の表面、す
なわち基体６の底面に供給する。放射エネルギーは透明
な基体を通過し、基体６とドラム表面２３の間に圧縮さ
れている被膜に吸収される。上述したように、放射エネ
ルギー源はいくつかの要因、たとえば基体の化学的性質
および硬化すべき被膜材料の化学的性質に応じて選択す
る。放射エネルギー源としては、変色などの悪影響を基
体６に及ぼすことのないものを選択することが重要であ
る。アクリル系被膜をポリカーボネートの基体に塗布す
る場合には、最も適当な放射エネルギー源は紫外線であ
る。紫外線の波長としては約１８００八−約４０００人
が好ましい。このような紫外線を発生させるのに使用す
るランプ装置は、放ｔＢラン、ブ、たとえばキセノン、
メタルハライド、金属アーク、または高圧、中圧または
低圧水銀放電ランプなどとすることができ、各ランプの
作動圧力は数ミリトルの低い値から約１０気圧までであ
る。基体６を透過させて被膜１０に加えられる放射線ニ
レベルは約２．ＯＪ／ｃｄ−約１０．ＯＪ／ｃｄの範囲
とすることができる。本発明に適当な紫外線硬化装置と
しては、米国特許第４，４７７．５２９号に記載された
リンダ（Ｌｌｎｄｅ　）中圧水銀ランプが代表的である
。
基体表面に紫外線を照射するランプの数は特に重要では
ないが、ランプの数が多い程被膜１０を有する基体の製
造速度を高くすることができる。たとえば装造ラインの
速度が約５０フイート／分のときは、厚さ約０．５ミル
のアクリル系被膜に対しては、それぞれが２００ワット
／線インチの放射エネルギーを発生するランプ２個で十
分である。
このような硬化手順の結果、多官能性アクリル系単量体
の重合と重合体の架橋の両方が生じ、硬質で耐摩耗性の
不粘着性塗膜が形成される。当業者であれば理解される
ように、基体が異なり塗布装置が異なれば、異った形態
の放射エネルギー、たとえば電子ビーム硬化、γ線硬化
、赤外線硬化および可視波長の光を用いた硬化法の使用
が必要となることもある。これらの方法の多くは、上掲
のカーク−オスマー（Ｋｉｒｋ−ＯｔｈＩｌｌｅｒ　）
　　ｒ化学技術百科辞典」に、これらの方法で硬化する
のに適した重合体塗料についての説明とともに詳しく説
明されている。
場合によっては、ランプ２４に隣接して別のランプを設
置して別の種類の基体上の被膜を硬化するのに適した形
態の放射エネルギーを放射するのが望ましいこともある
。これらの追加のランプは、被膜１０を塗布した新しい
基体が、ドラム表面２３に沿ってこれらのランプと直接
整列する位置に達するまでは作動しない。新しい基体上
の被膜を硬化している間は、ランプ２４は作動しない。
また、別の種類の被膜を硬化している間、追加のランプ
を選択的に作動させることができる。
本発明の範囲内の特定の実施態様では、被覆材料１０を
２雇以上塗布するのが望ましいことがある。たとえば、
被膜が天候または老化条件によってさらされやすい添加
剤を含有する際には、この添加剤を１層目の被膜に入れ
、第１層の上に塗布する２層目の保護層には入れないで
、その後放射エネルギ一手段で両層を同時に硬化するの
が望ましい。図示しであるように、塗布ステーション４
０を付は加えることによって２層塗布を行うことができ
る。第２層を塗布する手段は本発明では特定のものとす
る必要はなく、このような手段は当業者に周知である。
本発明のこの実施態様では、被覆材料の第１層は上述の
グラビアロール装置によって塗布することができる。基
体６に被覆材料を塗布した後、基体をアイドラロール１
８およびニップロール２０を経由して案内する。同時に
タンク（図示せず）から被覆祠料の第２層を、第２のグ
ラビアロール４２と第２のトランスファロール４４によ
ってキャスティングドラムの表面２３に塗布する。今説
明している実施態様では、第２層の材料は第１層の材料
と同じ材料からなり、第１層の厚さが（硬化時に）約０
．０５ミル−約２゜゛０ミルのとき、第２層の厚さは（
硬化時に）約０゜２ミル−約３．０ミルとするのが代表
的である。
一般に第１被膜層と第２被膜層の合計厚さは約０゜２５
ミル−約５．０ミルの範囲とする。上述の実施態様のニ
ップの場合と同様、第２のトランスファロール４４とキ
ャスティングドラム２２の間のニップは、第２層の特定
の性質に合うよう公知の方法で調整することができる。
このようにして、第１層（未硬化）を有する基体６が空
気排除ニップ２５を通過する際に第２層が基体６に塗布
される。したがって、両層の間からの空気の除去は、基
体が空気排除ニップを通過するのと同時に行われる。そ
の後両彼股を上述のように放射エネルギーランプ２４に
よって硬化することができる。
当業者に明らかなように、第１層および第２（または追
加）層は、被覆基体の特定の最終用途に要求される性能
に応じて、異った種類の材料から構成することができる
。この場合には、追加の放射線ランプはキャスティング
ドラム２２の外周の反対側に、ランプ２４に隣接して配
置して、被覆材料の各層を硬化するのに適した特定の種
類の放射エネルギーを放射すればよい。
本発明の方法にしたがって１層以上の被覆材料を基体６
に塗布し硬化した後、得られた生成物を、アイドラロー
ル２８および３０を経由して案内し、次に巻取りロール
３２に集める。巻取りロールは独立に駆動するのが代表
的で、ロール２６を介して硬化した塗膜１０をドラム表
面２３から引き剥すことができる。
本発明の範囲内の特定の実施態様では、揮発性成分を含
有する放射線硬化性被膜１０を塗布するのが望ましいこ
ともある。このような揮発性成分は被膜および周囲の領
域から空気を除去する能力に悪影響を及ぼすことがある
ので、硬化の前に被膜から除去しておく必要がある。こ
れは図示のような乾燥ステーション３６によって行うこ
とができる。乾燥ステーション３６は蒸気排出手段を有
する強制循環熱風炉装置であるのが代表的であるが、こ
の機能には任意の種類の通気炉が適当である。乾燥ステ
ーションは、図示のようにインプレッションロール１６
とニップロール２０の間の加工経路に沿った適当な位置
に配置するのが代表的である。こうすることにより、被
覆材料中の揮発成分を、被膜の放射線硬化前に除去する
ことができる。
本発明の別の実施態様では、上述の１層以上の放射線硬
化性被膜を塗布する前に、基体６に下塗り材料を塗布す
ることができる。下塗りは一般に、空気乾燥するか、放
射エネルギーでなく熱を加えることによって硬化される
普通の塗料である。本発明の下塗りとして使用する通常
の熱硬化性被覆材料の代表例はアクリル系ラッカーであ
る。本発明の下塗りとして使用することのできる通常の
熱硬化性被覆材料の代表例には、フェノール樹脂、アル
キド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコー
ン樹脂などを含有するものがある。本発明の下塗りとし
て使用する材料に要求されるのは、後に塗布する放射線
硬化性被膜と物理的および化学的に相容性であることと
、その特定の硬化系で使用する放射エネルギー媒体にあ
る程度透過性で、許容されなくなるほど影響されないこ
とだけである。通常の下塗り材料５０は、当業界で公知
の種々の方法、たとえば吹付、はけ塗、ロール塗布法な
どによって基体６に塗布することができる。たとえば図
中では、下塗りｔｒＡ料５０を回転する塗布ロール５４
によって基体６に塗布する。基体に下塗りを塗布した後
、基体を必要に応じて炉５６に通し、通常の下塗り被膜
５０を硬化させる。この後基体には、先に詳述したよう
にして放射線硬化性被膜を塗布し、硬化する。
本発明の別の実施態様では、基体の放射線硬化被膜の上
にトップコートを設けることができる。
トップコートの組成は、下塗りに適当であるとして上述
した通常の熱可塑性または熱硬化性被覆材料のいずれか
ら選んでもよい。またトップコートは放射エネルギーに
対して透明でない材料、たとえば着色塗料などから形成
することができる。さらに、この段階では放射エネルギ
ーはもう使用しないので、被覆材料は放射エネルギーに
よって悪影響を受けるおそれのある材料を含有していて
もよい。トップコートは任意の上述の周知の方法で被覆
基体６上に設けることができる。図中では、トップコー
ト材料をタンク（図示せず）に貯蔵しトップコートグラ
ビアロール６０に隣接したトップコートトランスファロ
ール６２を介して塗布する。トップコートは必要に応じ
て炉手段６６を用いて硬化することができる。さらに本
発明の範囲内には、１層以上の放射線硬化性被膜ととも
に下塗り及びトツブコ〜トの両方を使用することも包含
される。
当業者には、窒素ブランケットを単独で用いても、本発
明の装置および好適な方法とともに用いてもよいことが
理解されるであろう。
以下の特定の定施例によって、本発明の新規な方法およ
び物品を説明する。この実施例は特定の実施態様を例示
する目的で示したものであって、本発明の範囲を限定す
るものではない。
実施例 １２種の種々の被覆材料のサンプルをいくつかの比較試
験に使用した。被覆材料はすべて、粘度が４０センチボ
イズ−９０センチポイズの範囲の１００％反応性固形分
の組成物であった。サンプル１および２の被覆材料は、
シャーウィン・ウィリアムズ・カンパニー（Ｓｈｅｒｗ
ｌｎνｌｌｌｉａｍｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造
され、Ｖ８８ＶＣ−１として市販されている１００％固
形分の紫外線硬化性組成物であった。サンプル３および
４の被覆材料もシャーウィン・ウィリアムズ社で製造さ
れたもので、９４−Ｂという名称の開発された紫外線硬
化性アクリル系配合物であった。サンプル５および６は
デッドやケミカルφカンパニー（Ｄｃｓｏｔｏ　Ｃｈｅ
ｍｉｃａＩ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）からデソライト（Ｄｃ
ｓｏｌｉｔｅ）　９５０×３４３として市販されている
組成物であった。
サンプル７．８および９の組成物はゼネラル・エレクト
リック社から入手し、次の成分を含有していた。４３．
３％のトリメチロールプロパントリアクリレート、４３
．３％のヘキサンジオールジアクリレート、４．４％の
レゾルシノールモノベンゾエート、４．５％のトリエタ
ノールアミン、４．５％のベンゾフェノン。サンプル１
０．１１および１２の組成物もゼネラル・エレクトリッ
ク社から入手し、次の成分を含をしていた。４４゜９％
のトリメチロールプロパントリアクリレート、４４．９
％のヘキサンジオールジアクリレート、４．５％のレゾ
ルシノールモ、ノベンゾエート、３゜８％のトリエタノ
ールアミン、１，９％のベンゾフェノン。
各サンプルを、厚さ約１０ミルのレキサン（Ｌｅｘａｎ
　）の基体の上に、図示した前述の装置によって１層と
して塗布した。米国特許第４，４７７゜５２９号に記載
されたリンダ（Ｌｌｎｄｅ　）中圧水銀ランプ２個を用
い、合計線ｍレベル６．２ジュール／Ｃ−で、サンプル
を放射線硬化したサンプル１゜３、　５．　７および１
０は空気雰囲気中、すなわち本発明の空気排除ニップを
用いずに、放射エネルギー源を被覆材料に直接あてるこ
とによって硬化した。サンプル２．　４．　６．　８お
よび１１は窒素雰囲気中、すなわち窒素ブランケット中
で、本発明の空気排除ニップを用いずに、放射線源を被
覆材料に直接あてることによって硬化した。サンプル９
および１２は本発明の方法にしたがって、すなわち被膜
および被膜とキャスティングドラムの表面との界面から
図示した空気排除ニップによって空気を除去することに
よって硬化した。各サンプルの硬化被膜の厚さは約０．
２ミル−約０，３ミルであった。
各被覆基体に摩耗試験と接着試験を行った。Ｉ聞耗試験
はテーパー摩耗試験機でｃ　ｓ　−１ｏ　−Ｆ　＋Ｓ’
：耗輪と５００ｇの荷重を使用して実施した。テーパー
値が高いと、摩耗試験機で１００サイクル後の硬化被膜
上の曇り度（％）が上昇していることを表わす。
接着試験は、各サンプルの硬化被膜に基盤目状に切り込
みを入れ、テープを引きはがすことによって行った。被
膜が基体からはがれなければ接着が優れていることを意
味し、被膜の剥離量が多い程接着か不良であることを意
味する。
試験結果を第１表に示す。
第１表 １　　　空気　　　　　　３．５　　　　良２　　　　
Ｎ、　　　　　　　　２，４　　　　優３　　　空気　
　　　　　１１．０　　　　優４　　　　Ｎ２　　　　
　　　２，５　　　　優５　　　空気　　　　　　４．
８　　　　不良Ｂ　Ｎ２　２．８良 ７　　　空気　　　　　　１２．２　　　　不良８　Ｎ
２　５．１良 ９　　　空気排除ニップ　４．４　　　　良１０　　　
　空気　　　　　　８．０　　　　良１１　Ｎ？　　３
．４優 １２　　　　空気排除ニップ　４．１　　　　優ａ）Ｎ
２−窒素 ｂ）＋ψ粍値−テ〜バー値 サンプル１−６の摩耗および接着試験の結果は、窒素雰
囲気中で硬化した被膜の方が空気雰囲気中で硬化した被
膜に比べた優れた耐摩耗性（低い摩耗値）および接着性
を有することを示唆している。
サンプル７−１２について行った試験の結果は、本発明
の好適な方法で塗布し硬化した被＃（サンプル９および
１２）が、空気または窒素中で硬化した被膜と同等がそ
れ以上の接着性および耐摩耗性を示すことを例証してい
る。
本発明の改良方法の実施態様によって製造された物品は
全て、優れた耐引掻性、耐摩耗性、１ｌｉＪ溶剤性およ
び高度の光学的性質を有する。さらに、本発明によって
得られた被覆物品は、硬化被膜内に酸素が捕捉されるこ
とによって通常生じる欠点がないので物理的一体性が高
い。本方法によれば、任意所望のテクスチャーまたは模
様を有する被膜表面も得られる。本発明の好適な方法に
よれば、窒素雰囲気を用いないので、物品の加工時間が
短縮され、全体的な製造費用が低減される。
本発明を好適実施態様に関して説明してきたが、本発明
の範囲を逸脱することな（種々の変更および改変を行う
ことができるのは明らかであろう。
したがって、以上の開示内容は特許請求の範囲によって
のみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は紫外線硬化性被膜を重合体の基体上に設けて硬化
させる本発明の方法に用いる装置の一実施例の概略図で
ある。 符号の説明： ４・・・基体ロール、６・・・基体、１０・・・被覆材
料、１２・・・グラビアロール、 １４・・・トランスファロール、 １６・・・インプレッションロール、 １８・・・アイドラロール、２０・・・ニップロール、
２２・・・キャスティングドラム、 ２３・・・ドラム表面、 ２４・・・放射エネルギーランプ、 ２５・・・空気排除ニップ、 ２８．３０・・・アイドラロール、 ３２・・・巻取りロール。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、放射エネルギーを透過させることのできる重合体基
    体の表面に耐摩耗性の放射線硬化被膜を設けるにあたり
    、 （ａ）未硬化被覆材料を基体に塗布し、 （ｂ）未硬化被膜から空気を排除し、そして（ｃ）放射
    線硬化性被膜を塗布した表面とは反対側の表面から放射
    エネルギーを基体に透過させることにより、被膜を放射
    エネルギーに接触させて被膜を硬化させる工程を含む方
    法。 ２、放射エネルギーが紫外線の形態である特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ３、放射エネルギーが赤外線の形態である特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ４、放射エネルギーを電子ビーム手段によって供給する
    特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、重合体基体がポリカーボネート材料からなる特許請
    求の範囲第１項記載の方法。 ６、基体の厚さが約０．５ミル−約３０ミルである特許
    請求の範囲第５項記載の方法。 ７、工程（ｂ）で未硬化被膜から空気を排除するのに、
    未硬化被膜を塗布した基体を回転するニップロールとこ
    のニップロールに接触する回転するキャスティングドラ
    ムの表面との間の界面で形成される調整可能な空気排除
    ニップに通し、被膜内および被膜とキャスティングドラ
    ムの表面との間の界面から空気を除去するのに十分な圧
    縮力を、空気排除ニップ内で被膜に加える特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ８、未硬化被膜と接触するキャスティングドラムの表面
    に模様をつけ、被膜にキャスティングドラムの表面の模
    様の鏡像であるテクスチャーを付与する特許請求の範囲
    第７項記載の方法。 ９、硬化後の被膜の厚さが約０．０５ミル−約５．０ミ
    ルである特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、硬化後の被膜の厚さが約０．２ミル−約１．０ミ
    ルの範囲である特許請求の範囲第９項記載の方法。
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