JP2015063051A - Resin product and method of producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂製品とその製造方法とに係り、特に、樹脂ガラス(有機ガラス)として好適に使用可能な樹脂製品と、そのような樹脂製品を有利に製造する方法とに関するものである。 The present invention relates to a resin product and a method for producing the same, and more particularly to a resin product that can be suitably used as a resin glass (organic glass) and a method for advantageously producing such a resin product.
従来から、優れた成形性と軽量性とを兼ね備えた樹脂製品が、例えば、自動車等の車両の内外装部品や、電気、電子部品、或いは建築用部品等として、広く利用されてきている。そして、それらの樹脂製品のうち、ポリカーボネート製の成形品からなる透明性の高い樹脂製品は、無機ガラスに比して、軽量性や耐衝撃性、加工性に優れているところから、無機ガラスを代替する樹脂ガラスとして、例えば、自動車等の車両のウインドウガラスや各種のディスプレイ、或いは様々な計器類のカバー等に使用されている。 Conventionally, resin products having both excellent moldability and light weight have been widely used as, for example, interior and exterior parts of vehicles such as automobiles, electrical, electronic parts, and building parts. Among these resin products, highly transparent resin products made of molded products made of polycarbonate are superior in lightness, impact resistance and workability compared to inorganic glass. As an alternative resin glass, it is used, for example, for window glass of vehicles such as automobiles, various displays, or covers for various instruments.
そのようなポリカーボネート製の樹脂製品は、一般に知られているように、紫外線に曝されると、変色や強度低下を引き起こす等、耐候性において問題があり、しかも、無機ガラスと比べて耐摩傷性(耐摩耗性と耐擦傷性)に劣るといった欠点をも有している。そのため、ポリカーボネート製の樹脂製品を、例えば、自動車のウインドウガラス等のように、屋外で使用されるものであって、表面の傷付きが重大な欠陥となるものに適用する場合には、かかる樹脂製品に対して、耐候性と耐摩傷性を高めるための対策を講じる必要があった。 As is generally known, such polycarbonate resin products have problems in weather resistance such as discoloration and strength reduction when exposed to ultraviolet rays, and are more resistant to abrasion than inorganic glass. It also has the disadvantage of being inferior (wear resistance and scratch resistance). Therefore, if the resin product made of polycarbonate is used outdoors, such as a window glass of an automobile, and the surface damage is a serious defect, such resin is used. It was necessary to take measures to improve the weather resistance and abrasion resistance of the product.
かかる状況下、例えば、特開2010−253683号公報(特許文献1)には、自動車のウインドウガラス等に適用される樹脂製品(上記公報では、プラスチック積層体と称されている)として、ポリカーボネート等の樹脂成形体からなる樹脂基材の表面に、耐候性に富んだアクリル樹脂からなるアンダーコート層を積層形成すると共に、このアンダーコート層上に、耐摩傷性に優れた珪素化合物のプラズマCVD層からなるトップコート層を、更に積層形成してなる構造のものが、明らかにされている。しかしながら、このような樹脂製品は、紫外線を照射する耐候性試験によって、トップコート層がアンダーコート層から剥離してしまうことがあった。即ち、かかる樹脂製品は、アンダーコート層とトップコート層との間の密着性が十分であるとは言い難かったのである。 Under such circumstances, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-253683 (Patent Document 1), as a resin product (referred to as a plastic laminate in the above publication) applied to a window glass of an automobile, polycarbonate or the like is used. An undercoat layer made of an acrylic resin rich in weather resistance is laminated on the surface of a resin base material made of a resin molded body, and a plasma CVD layer of a silicon compound having excellent abrasion resistance on the undercoat layer A structure obtained by further laminating a top coat layer made of However, in such a resin product, the topcoat layer may be peeled off from the undercoat layer by a weather resistance test in which ultraviolet rays are irradiated. That is, it is difficult to say that such resin products have sufficient adhesion between the undercoat layer and the topcoat layer.
一方、特開平11−174205号公報(特許文献2)には、樹脂製のレンズ基材の表面上に、高い耐候性を有するポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層(公報中には、プライマー層と記載されている)を積層形成した樹脂レンズが明らかにされている。そして、かかる公報には、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が、珪素化合物からなるトップコート層に対して高い密着性を示すことが記載されている。従って、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、アンダーコート層と、珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成されてなる樹脂製品において、アンダーコート層をポリウレタン樹脂にて構成すれば、優れた耐候性と耐摩傷性に加えて、アンダーコート層とトップコート層との間で、十分な密着性が発揮されることが期待される。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-174205 (Patent Document 2), an undercoat layer made of a polyurethane resin having high weather resistance on the surface of a resin lens base material (described as a primer layer in the publication). The resin lens is formed in a laminated manner. And this gazette describes that the undercoat layer made of a polyurethane resin exhibits high adhesion to the topcoat layer made of a silicon compound. Therefore, in a resin product in which an undercoat layer and a topcoat layer made of a silicon compound are laminated on the surface of a polycarbonate resin base material, if the undercoat layer is made of polyurethane resin, excellent weather resistance In addition to the properties and abrasion resistance, it is expected that sufficient adhesion is exhibited between the undercoat layer and the topcoat layer.
しかしながら、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層は、ポリカーボネート製の樹脂基材に対する密着性が低い。この問題を解決するには、ポリウレタン樹脂製のアンダーコート層を樹脂基材の表面に積層形成する前に、真空中で、樹脂基材の表面にアルゴンプラズマを照射するアルゴンプラズマ処理を実施することによって、樹脂基材の表面を改質することが考えられる。 However, an undercoat layer made of a polyurethane resin has low adhesion to a polycarbonate resin substrate. In order to solve this problem, before the undercoat layer made of polyurethane resin is laminated on the surface of the resin base material, an argon plasma treatment is performed in a vacuum to irradiate the surface of the resin base material with argon plasma. It is conceivable to modify the surface of the resin base material.
ところが、本発明者が、かかるアルゴンプラズマ処理を実施した後に、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面にポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を積層形成して得られた樹脂製品に対して、紫外線照射による耐候性試験を行ったところ、約50時間程度の紫外線照射によって、アンダーコート層が樹脂基材から剥離することが確認された。このことから、単に、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に対してアルゴンプラズマ処理を施しただけでは、長時間の紫外線照射による樹脂基材の表面からのポリウレタン樹脂製アンダーコート層の剥離を防止することが困難であり、従って、それら樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性を十分に確保できないことが明らかとなったのである。 However, after the present inventor performed such argon plasma treatment, the resin product obtained by laminating and forming an undercoat layer made of a polyurethane resin on the surface of a polycarbonate resin base material is weather-resistant by ultraviolet irradiation. When the property test was performed, it was confirmed that the undercoat layer was peeled off from the resin base material by ultraviolet irradiation for about 50 hours. For this reason, simply performing argon plasma treatment on the surface of the polycarbonate resin substrate prevents the polyurethane resin undercoat layer from being peeled off from the surface of the resin substrate due to prolonged ultraviolet irradiation. Therefore, it has become clear that sufficient adhesion between the surface of the resin base material and the undercoat layer cannot be ensured.
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層と、珪素化合物からなるトップコート層とが積層形成されてなる樹脂製品において、樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性が十分に確保され得るように改良された構造を提供することにある。また、本発明は、そのような構造を有する樹脂製品を有利に製造し得る方法を提供することも、その解決課題とするものである。 Here, the present invention was made in the background as described above, the place to be solved is an undercoat layer made of polyurethane resin on the surface of a polycarbonate resin substrate, In a resin product in which a top coat layer made of a silicon compound is laminated, an improved structure is provided so that sufficient adhesion between the surface of the resin substrate and the undercoat layer can be secured. is there. Another object of the present invention is to provide a method for advantageously producing a resin product having such a structure.
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品であって、前記アンダーコート層と樹脂基材との間に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層が形成されていることを特徴とする樹脂製品を、その要旨とするものである。 In the present invention, in order to solve such a problem, an undercoat layer made of a polyurethane resin is laminated on the surface of a resin base material made of a polycarbonate resin molded product, and the undercoat is formed. A resin product in which a top coat layer made of a silicon compound is further laminated on the layer, and a base layer made of an acrylic urethane resin is formed between the undercoat layer and the resin base material. The gist is a resin product characterized by the above.
また、本発明にあっては、上記の課題を解決するために、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面上に、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層が積層形成されると共に、該アンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層が更に積層形成されてなる樹脂製品の製造方法であって、(a)前記樹脂基材を準備する工程と、(b)該樹脂基材の表面上に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層を形成する工程と、(c)該下地層の表面上に、前記ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を形成する工程と、(d)該アンダーコート層の表面上に、前記珪素化合物からなるトップコート層を積層形成する工程とを含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法をも、その要旨とするものである。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, an undercoat layer made of polyurethane resin is laminated on the surface of a resin base material made of a polycarbonate resin molded product, and the undercoat layer is formed. A method for producing a resin product, in which a top coat layer made of a silicon compound is further formed on a coat layer, comprising: (a) a step of preparing the resin substrate; and (b) a surface of the resin substrate. A step of forming an undercoat layer made of an acrylic urethane resin, (c) a step of forming an undercoat layer made of the polyurethane resin on the surface of the undercoat layer, and (d) a surface of the undercoat layer. The gist of the present invention is also a resin product manufacturing method including a step of forming a top coat layer made of the silicon compound.
すなわち、本発明に従う樹脂製品においては、ポリカーボネート樹脂とポリウレタン樹脂の両方に対してそれぞれ優れた密着性を発揮するアクリルウレタン樹脂からなる下地層が、ポリカーボネート樹脂からなる樹脂基材とポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層との間に介装されている。 That is, in the resin product according to the present invention, the base layer made of an acrylic urethane resin that exhibits excellent adhesion to both the polycarbonate resin and the polyurethane resin is an underlayer made of the resin base material made of the polycarbonate resin and the polyurethane resin. It is interposed between the coat layer.
従って、かくの如き本発明に従う樹脂製品にあっては、樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性が、十分に且つ効果的に確保され得るのである。 Therefore, in such a resin product according to the present invention, the adhesion between the surface of the resin substrate and the undercoat layer can be sufficiently and effectively ensured.
また、本発明に従う樹脂製品の製造方法によれば、樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性に優れた樹脂製品が、特別な工程を行うことなしに、極めて有利に製造され得るのである。 Further, according to the method for producing a resin product according to the present invention, a resin product having excellent adhesion between the surface of the resin substrate and the undercoat layer can be produced very advantageously without performing a special process. To get.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1には、本発明に従う構造を有する樹脂製品の一実施形態として、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス10が、その部分断面形態において示されている。かかる図1から明らかなように、樹脂ガラス10は、樹脂基材12を有している。そして、この樹脂基材12の表面と裏面(図1での上面と下面)には、アンダーコート層14が、それぞれ積層形成されている。また、それら各アンダーコート層14,14の樹脂基材12側とは反対側の面上には、トップコート層16が、それぞれ、更に積層形成されている。なお、以下からは、便宜上、図1での上面を表面と言い、図1での下面を裏面と言うこととする。
First, FIG. 1 shows a
より具体的には、樹脂基材12は、透明な平板形態を呈し、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品にて構成されている。なお、樹脂基材12は、ポリカーボネート製の樹脂成形品であれば、射出成形以外の手法で成形されたものであっても良い。また、樹脂基材12の厚さは、何等限定されるものではなく、樹脂ガラス10の用途や要求特性等に応じて適宜に決定されるものであって、ここでは2〜7mm程度の厚さとされる。
More specifically, the
アンダーコート層14は、樹脂ガラス10に対して、紫外線耐性等に基づいた耐候性を付与するために、樹脂基材12の表面と裏面の両面に対して、それらの全面を被覆するように、それぞれ直接に積層形成されるものである。そして、このアンダーコート層14は、ポリウレタン樹脂製の薄肉の塗膜層にて構成されている。また、そのように、アンダーコート層14がポリウレタン樹脂にて構成されていることによって、アンダーコート層14と後述する珪素化合物からなるトップコート層16との密着性が十分に高められて、高温環境下での長期使用によるトップコート層16のアンダーコート層14からの剥離が防止されるようになっている。
The
そのようなアンダーコート層14の厚さは、特に限定されるものではないものの、一般には1〜40μm程度とされる。何故なら、アンダーコート層14の厚さが1μmよりも薄いと、余りに薄いために、樹脂ガラス10に対して十分な耐候性を付与することが困難となる恐れがあるからである。一方、アンダーコート層14の厚さを40μmよりも厚くしても、樹脂ガラス10の耐候性を更に向上させることは難しく、却って、材料費が無駄となったり、アンダーコート層14の形成時間が長くなってしまう可能性があるからである。なお、アンダーコート層14は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。
The thickness of such an
トップコート層16は、樹脂ガラス10に対して、耐摩傷性を付与するために、アンダーコート層14の基板12側とは反対側の面に、その全面を覆うように積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。そして、ここでは、かかるトップコート層16が、優れた耐摩傷性を発揮するSiO2のプラズマCVD層にて構成されている。なお、トップコート層16の形成材料は、樹脂ガラス10に対して十分な耐摩傷性を付与し得るものであれば、特に限定されるものではないものの、一般に、SiO2の他、SiON やSi3N4 等の珪素化合物が用いられる。
The
また、トップコート層16は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。そして、トップコート層16全体の厚さは、何等、限定されるものではないものの、好ましくは、1〜20μm程度とされる。これによって、トップコート層16全体の厚さを無駄に厚くすることなく、樹脂ガラス10に対して、耐摩傷性を十分に付与することができる。
The
そして、本実施形態の樹脂ガラス10においては、樹脂基材12の表面とかかる表面上に積層されたアンダーコート層14との間、及び樹脂基材12の裏面とかかる裏面上に積層されたアンダーコート層14との間に、それぞれ、樹脂基材12とアンダーコート層14との間の密着性を高めるための下地層18が介装されており、そこに、従来品には見られない大きな特徴が存しているのである。
And in the
すなわち、樹脂ガラス10では、下地層18が、樹脂基材12の表面及び裏面に対して、それらの全面を覆うようにそれぞれ積層されており、また、アンダーコート層14が、樹脂基材12の表面側と裏面側の各下地層18の樹脂基材12側とは反対側の面に対して、それらの全面を覆うようにそれぞれ積層形成されている。そして、かかる下地層18が、アクリルウレタン樹脂を用いて形成されている。また、ここでは、下地層18が、薄肉の塗膜層にて構成されている。
That is, in the
そのような下地層18の厚さは、特に限定されるものではないものの、一般には5〜25μm程度とされる。何故なら、下地層18の厚さが5μmよりも薄いと、余りに薄いために、樹脂ガラス10とアンダーコート層14との間の密着性を十分に向上させることが困難となる恐れがあるからである。一方、下地層18の厚さを25μmよりも厚くしても、樹脂ガラス10とアンダーコート層14との間の密着性を更に向上させることは難しく、却って、材料費が無駄となったり、下地層18の形成時間が長くなってしまう可能性があるからである。
The thickness of the
そして、図2に示されるように、樹脂基材12を構成するポリカーボネート樹脂と下地層18を構成するアクリルウレタン樹脂は、何れも、 -COO-結合(図2に破線で示される部分)を有している。これによって、ポリカーボネート樹脂からなる樹脂基材12とアクリルウレタン樹脂からなる下地層18との間の密着性が、十分に高められている。しかも、本実施形態では、下地層18が塗膜層にて構成されているため、ポリカーボネート樹脂製の樹脂基材12上に、アクリルウレタン樹脂からなる塗料を塗布した際に、ポリカーボネート樹脂の一部が、かかる塗料の溶剤にて溶け出し、それによって、ポリカーボネート樹脂と塗料中のアクリルウレタン樹脂とが良好に混ざり合う。その結果、樹脂基材12と下地層18との間の密着性が、更に一層有利に高められるのである。
As shown in FIG. 2, the polycarbonate resin constituting the
また、下地層18を構成するアクリルウレタン樹脂とアンダーコート層14を構成するポリウレタン樹脂は、何れも、ウレタン結合(図2二点鎖線で示される部分)を有している。これによって、ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層14とアクリルウレタン樹脂からなる下地層18との間の密着性が、十分に高められている。しかも、本実施形態では、アンダーコート層14が塗膜層にて構成されているため、下地層18上に、ポリウレタン樹脂からなる塗料を塗布した際に、アクリルウレタン樹脂の一部が、かかる塗料の溶剤にて溶け出し、それによって、アクリルウレタン樹脂と塗料中のポリウレタン樹脂とが良好に混ざり合う。その結果、下地層18とアンダーコート層14との間の密着性が、更に一層有利に高められるのである。
Moreover, both the acrylic urethane resin which comprises the
なお、本実施形態では、下地層18を構成するアクリルウレタン樹脂が、ポリイソシアネートとアクリルポリオール(アクリル構造を有するポリオール)との反応生成物(重合体)からなっている。このアクリルウレタン樹脂の構造は、何等これに限定されるものではない。また、アンダーコート層14を構成するポリウレタン樹脂は、ジイソシアネートのイソシアヌレート体とポリオールとの反応生成物(重合体)からなっている。勿論、かかるポリウレタン樹脂が、一般的なジイソシアネートとジオールとの反応生成物にて構成されていても良い。
In this embodiment, the acrylic urethane resin constituting the
かくして、本実施形態の樹脂ガラス10においては、樹脂基材12とアンダーコート層14の両方に対して優れた密着性を発揮する下地層18が、樹脂基材12とアンダーコート層14との間に介装されている。そして、それにより、樹脂基材12とアンダーコート層14との間の密着性が、効果的に高められているのである。
Thus, in the
ところで、上記の如き構造を有する樹脂ガラス10は、例えば、以下の手順に従って製造される。
By the way, the
すなわち、先ず、ポリカーボネート樹脂を用いた射出成形等を実施して、平板状の樹脂基材12を成形する。その後、樹脂基材12の表面と裏面に、それぞれ、下地層18とアンダーコート層14とを、その順番で一体的に積層形成して、図3に示されるような中間製品20を得る。
That is, first, a
なお、樹脂基材12の表面と裏面に下地層18を積層形成する際には、先ず、アクリルポリオール溶液(例えば、酢酸ブチル溶液)とポリイソシアネート溶液(例えば、酢酸ブチル溶液)とを用い、それらを混合して、液状のアクリルウレタン塗料を得る。若しくは市販の液状のアクリルウレタン塗料を準備する。そして、かかるアクリルウレタン塗料を樹脂基材12の表面の全面と裏面の全面に塗布した後、70〜90℃程度の範囲内の温度で加熱して、アクリルウレタン塗料の塗膜層を硬化させる。これによって、樹脂基材12の表面と裏面に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層18をそれぞれ積層形成するのである。
When the
液状のアクリルウレタン塗料を得る際のアクリルポリオール溶液とポリイソシアネート溶液の混合割合(配合割合)は、特に限定されるものではなく、アクリルウレタン樹脂を形成する際に一般的に採用されるアクリルポリオール溶液とポリイソシアネート溶液の混合割合と同程度の割合とされる。また、アクリルウレタン塗料の塗布方法も、何等限定されるものではなく、例えば、ローラを用いた塗工方法や、ディッピング法、スプレー法等の従来より公知の方法が何れも採用される。 The mixing ratio (mixing ratio) of the acrylic polyol solution and the polyisocyanate solution when obtaining a liquid acrylic urethane coating is not particularly limited, and is an acrylic polyol solution generally employed when forming an acrylic urethane resin. And a proportion similar to the mixing ratio of the polyisocyanate solution. Also, the method of applying the acrylic urethane paint is not limited in any way, and any conventionally known method such as a coating method using a roller, a dipping method, a spray method or the like may be employed.
また、樹脂基材12の表面と裏面にそれぞれ積層形成された下地層18上に、アンダーコート層14を更に積層形成する際には、先ず、ポリオール溶液(例えば、酢酸ブチル溶液)とポリイソシアネート溶液(例えば、酢酸ブチル溶液)とを用い、それらを混合して、液状のウレタン塗料を得る。若しくは市販の液状のウレタン塗料を準備する。そして、かかるウレタン塗料を樹脂基材12の表面の全面と裏面の全面に塗布した後、100〜125℃程度の範囲内の温度で加熱して、ウレタン塗料の塗膜層を硬化させる。これによって、ウレタン樹脂からなるアンダーコート層14を、各下地層18上に積層形成するのである。
When the
液状のウレタン塗料を得る際のポリオール溶液とポリイソシアネート溶液の混合割合(配合割合)は、特に限定されるものではなく、ウレタン樹脂を形成する際に一般的に採用されるポリオール溶液とポリイソシアネート溶液の混合割合と同程度の割合とされる。また、ウレタン塗料の塗布方法も、何等限定されるものではなく、例えば、ローラを用いた塗工方法や、ディッピング法、スプレー法等の従来より公知の方法が何れも採用される。 The mixing ratio (blending ratio) of the polyol solution and the polyisocyanate solution when obtaining a liquid urethane coating is not particularly limited, and the polyol solution and the polyisocyanate solution generally employed when forming the urethane resin are not limited. The mixing ratio is approximately the same. Also, the method of applying the urethane paint is not limited in any way. For example, any conventionally known methods such as a coating method using a roller, a dipping method, and a spray method are adopted.
そして、中間製品20を作製したら、この中間製品20の二つのアンダーコート層14,14上に、トップコート層16をそれぞれ一体的に積層形成する。このトップコート層16の形成に際しては、例えば、図4に示される如き構造を有するプラズマCVD装置22が用いられる。
When the
図4から明らかなように、ここで用いられるプラズマCVD装置22は、平行平板方式を採用した従来のプラズマCVD装置と同様な基本構造を備えている。即ち、プラズマCVD装置22は、反応室としての真空チャンバ24を有しており、そして、この真空チャンバ24は、上方に開口する有底筒状乃至は筐体状のチャンバ本体26と、かかるチャンバ本体26の上方への開口部を覆蓋して、チャンバ本体26内を気密に密閉する蓋体28とを更に含んで構成されている。
As is clear from FIG. 4, the plasma CVD apparatus 22 used here has the same basic structure as a conventional plasma CVD apparatus employing a parallel plate method. That is, the plasma CVD apparatus 22 has a
また、蓋体28の下面には、一対の上側ホルダ30,30が、互いに対向位置するように、一体的に立設されている。更に、それら各上側ホルダ30の互いの対向面には、支持突起32が一体的に突設されている。そして、チャンバ本体26内に収容されたカソード電極34が、一対の上側ホルダ30,30により、各支持突起32に支持された状態で保持されている。また、カソード電極34は、真空チャンバ24外に設置された高周波電源36に対して電気的に接続されている。
In addition, a pair of
蓋体28の下面と対向位置するチャンバ本体26の底壁部の上面上には、下側ホルダ38,38が、一体的に立設されている。それら下側ホルダ38,38には、上側支持突起40,40と下側支持突起42,42とが、上下に離間して、それぞれ一体的に突設されている。そして、チャンバ本体26内に収容されたアノード電極44が、上側ホルダ30,30にて保持されたカソード電極34と上下方向に所定距離を隔てて対向した状態で、下側支持突起42,42にて支持されて、下側ホルダ38,38に保持されている。このアノード電極44は、アース接地されている。また、下側ホルダ38,38の上側支持突起40,40は、中間製品20を支持し得るように構成されている。
On the upper surface of the bottom wall portion of the chamber
チャンバ本体26の側壁部には、排気パイプ46が、チャンバ本体26の内外を連通するように側壁部を貫通して、設置されている。また、かかる排気パイプ46上には、真空ポンプ48が設けられている。そして、この真空ポンプ48の作動によって、チャンバ本体26内の気体が排気パイプ46を通じて外部に排出されて、チャンバ本体26が減圧されるようになっている。
An
また、チャンバ本体26の側壁部には、第一及び第二導入パイプ50a,50bが、側壁部を貫通し、一端部において、チャンバ本体26内に開口するように設置されている。そして、第一導入パイプ50aの他端部には、珪素化合物ガスを、大気圧を超える圧力で収容する第一ボンベ52aが接続されている。また、第二導入パイプ50bの他端部には、酸素ガスを、大気圧を超える圧力で収容する第二ボンベ52bが接続されている。更に、第一及び第二ボンベ52a,52bの第一及び第二導入パイプ50a,50bとの接続部には、第一及び第二開閉バルブ54a,54bが、それぞれ設けられている。なお、後述するように、第一ボンベ52a内に収容される珪素化合物ガスは、トップコート層16を形成するための原料ガスとして利用されるものであり、また、第二ボンベ52b内に収容される酸素ガスは、トップコート層16を形成するための反応ガスとして利用されるものである。
Further, first and
第一ボンベ52a内に収容される珪素化合物ガスを構成する珪素化合物は、特に限定されるものではなく、一般には、モノシラン(SiH4)やジシラン(Si2H6 )等の無機珪素化合物が、それぞれ単独で、或いはそれらが組み合わされて使用される。また、かかる珪素化合物として、有機珪素化合物を使用することも可能である。そして、この有機珪素化合物としては、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシロキサン類や、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシジメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシラン類、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン類等が、例示される。そして、それらのうちの1種のものが単独で、或いは2種類以上が組み合わされて用いられる。なお、2種類以上の珪素化合物ガスを用いる場合には、それら複数種類の珪素化合物ガスを混合した状態で、一つの第一ボンベ52a内に収容しても良く、或いは2種類以上の珪素化合物ガスを、複数の第一ボンベ52a内に、それぞれ別個に収容しても良い。
The silicon compound constituting the silicon compound gas accommodated in the
そして、かくの如き構造とされたプラズマCVD装置22を用いて、樹脂基材12の両面に下地層18,18を介して積層されたアンダーコート層14,14上に、トップコート層16をそれぞれ積層形成する際には、先ず、前記のようにして得られた中間製品20を、チャンバ本体26内に収容して、下側ホルダ38,38の上側支持突起40,40に支持させて、下側ホルダ38,38に保持させる。その後、チャンバ本体26の上側開口部を蓋体28にて覆蓋して、真空チャンバ24内を気密に密閉した後、真空ポンプ48を作動させる。これにより、真空チャンバ24内を、例えば10-5〜10-3Pa程度の圧力となるように減圧する。
Then, using the plasma CVD apparatus 22 having such a structure, the
次に、真空チャンバ24内の圧力が所定の値にまで減圧されたら、真空ポンプ48を作動させたままで、第一ボンベ52aの第一開閉バルブ54aと第二ボンベ52bの第二開閉バルブ54bとを各々開作動する。これにより、第一導入パイプ50aを通じて、第一ボンベ52a内の珪素化合物ガスを真空チャンバ24内に導入すると共に、第二導入パイプ50bを通じて、第二ボンベ52b内の酸素ガスを真空チャンバ24内に導入する。かくして、珪素化合物ガスと酸素ガスとを真空チャンバ24内に充満させる。
Next, when the pressure in the
そして、真空チャンバ24内に珪素化合物ガスと酸素ガスが充満して、真空チャンバ24の内圧が所定の値となったら、高周波電源36をON作動して、真空チャンバ24内に配置されたカソード電極34に対して高周波電流を供給する。これにより、カソード電極34とアノード電極44との間で放電現象を惹起させて、真空チャンバ24内に充満した珪素化合物ガスと酸素ガスとをそれぞれプラズマ化し、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとを、真空チャンバ24内に発生させる。
When the
そして、真空チャンバ24内の空間や中間製品20の表面上において、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとの反応(珪素化合物ガスと酸素ガスのプラズマCVD法による反応)を生じさせて、SiO2を生成すると共に、それを中間製品20の全表面に堆積させる。その後、第一及び第二開閉バルブ54a,54bの開作動から、予め設定された時間が経過したら、第一及び第二開閉バルブ54a,54bを閉じる。これにより、樹脂基材12の両面に形成されたアンダーコート層14,14上に、SiO2からなるトップコート層16を、第一及び第二開閉バルブ54a,54bの開放時間に対応した厚さにおいて、それぞれ積層形成する。かくして、図1に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス10を得るのである。
Then, a reaction between the plasma of the silicon compound gas and the plasma of the oxygen gas (reaction by the plasma CVD method of the silicon compound gas and the oxygen gas) is caused in the space in the
以上の説明から明らかなように、本実施形態の樹脂ガラス10にあっては、下地層18が、樹脂基材12とアンダーコート層14との間に介装されていることによって、樹脂基材12の表面とアンダーコート層14との間の密着性が十分に高められる。それ故、紫外線が樹脂ガラス10に対して長時間照射されても、アンダーコート層14が、樹脂基材12の表面から剥離するようなことが有利に防止され得る。従って、かかる樹脂ガラス10においては、従来の樹脂ガラス等では到底得られない優れた耐候性が、極めて効果的に発揮され得るのである。
As is clear from the above description, in the
また、本実施形態手法は、樹脂基材12とアンダーコート層14との間の密着性を高めるために、樹脂基材12に対してアンダーコート層14を積層形成するのに先立って、単に、アクリルウレタン塗料を塗布して、硬化させる、特別な装置を必要としない単純な作業を行って、樹脂基材12の表面と裏面に下地層18を形成するものである。従って、かくの如き本実施形態手法によれば、例えば、樹脂基材12に対してアンダーコート層14を積層形成する前に、樹脂基材12に対するアルゴンプラズマ処理を行う従来手法とは異なって、樹脂基材12とアンダーコート層14との間の密着性に優れた樹脂ガラス10を、単純な作業により、しかも高価な装置を用いることなく、低コストに製造することができるのである。
In addition, in order to improve the adhesion between the
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。 The specific configuration of the present invention has been described in detail above. However, this is merely an example, and the present invention is not limited by the above description.
例えば、前記実施形態では、樹脂基材12の表面と裏面の両面に、下地層18とアンダーコート層14とトップコート層16とが、それぞれ積層形成されていたが、樹脂基材12の一方の面のみに、下地層18とアンダーコート層14とトップコート層16とを積層形成しても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
また、アクリルウレタン樹脂からなる下地層18の樹脂基材12に対する形成方法としては、樹脂基材12に対するアクリルウレタン塗料の塗布以外の方法も、適宜に採用可能である。
Moreover, as a formation method with respect to the
さらに、前記実施形態では、トップコート層16が珪素化合物のプラズマCVD層にて構成されていたが、トップコート層16は、珪素化合物の薄膜層にて構成されておれば、その形成方法は、特に限定されない。従って、珪素化合物からなるトップコート層16を、蒸着やスパッタリング等の、所謂PVD法によって形成された薄膜層や、プラズマCVD法以外のCVD法によって形成された薄膜層にて構成することも可能である。
Furthermore, in the said embodiment, although the
加えて、前記実施形態では、本発明を、樹脂ガラスとその製造方法に適用したものの具体例を示したが、本発明は、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面上に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層とポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが、その順番で積層形成されてなる樹脂製品と、その製造方法の何れに対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。 In addition, in the said embodiment, although the specific example of what applied this invention to resin glass and its manufacturing method was shown, this invention is the bottom which consists of acrylic urethane resin on the surface of the resin base material made from polycarbonate. The base layer, the undercoat layer made of polyurethane resin, and the topcoat layer made of silicon compound can be advantageously applied to any of the resin products in which the layers are laminated in that order and the manufacturing method thereof. Of course.
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。 In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements, etc. are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。 Hereinafter, representative examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited by the description of such examples. It goes without saying. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the specific description described above. It should be understood that improvements can be made.
先ず、市販のポリカーボネート樹脂を用いた公知の射出成形を行って、縦×横×厚さが200×200×3.5mmの矩形平板からなる3個の透明な樹脂基材を製造して、準備した。 First, a known injection molding using a commercially available polycarbonate resin is performed, and three transparent resin base materials made of a rectangular flat plate having a length × width × thickness of 200 × 200 × 3.5 mm are prepared and prepared. did.
引き続き、準備された3個の樹脂基材のうちの1個の樹脂基材の表面に、市販のアクリルウレタン塗料を塗布した後、これを80℃の温度で30分間加熱した。これにより、1個の樹脂基材の表面に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層を積層形成した。この下地層の厚さは、20μmであった。 Subsequently, a commercially available acrylic urethane coating was applied to the surface of one of the three resin substrates prepared, and then heated at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes. Thereby, the base layer which consists of acrylic urethane resin was laminated | stacked and formed on the surface of one resin base material. The thickness of this underlayer was 20 μm.
次に、樹脂基材の表面に形成された下地層上に、市販のウレタン塗料を塗布した後、これを120℃の温度で10分間加熱した。これにより、下地層上に、ウレタン樹脂からなるアンダーコート層を積層形成して、樹脂基材の表面に下地層とアンダーコート層とが一体的に積層形成された中間製品Aを得た。かかる中間製品Aに形成されたアンダーコート層の厚さは、5μmであった。 Next, after applying a commercially available urethane paint on the base layer formed on the surface of the resin substrate, it was heated at a temperature of 120 ° C. for 10 minutes. As a result, an undercoat layer made of urethane resin was laminated on the underlayer to obtain an intermediate product A in which the underlayer and the undercoat layer were integrally laminated on the surface of the resin base material. The thickness of the undercoat layer formed on the intermediate product A was 5 μm.
その後、図4に示される如き構造を有するプラズマCVD装置を用い、このプラズマCVD装置の真空チャンバ内に、上記のようにして得られた中間製品Aを収容すると共に、モノシランガスと酸素ガスを導入して、プラズマCVD法を実施した。これにより、中間製品Aのアンダーコート層上に、珪素化合物のプラズマCVD層からなるトップコート層を積層形成した。なお、トップコート層の厚さは、3μmであった。 Thereafter, using a plasma CVD apparatus having a structure as shown in FIG. 4, the intermediate product A obtained as described above is accommodated in a vacuum chamber of the plasma CVD apparatus, and monosilane gas and oxygen gas are introduced. Then, a plasma CVD method was performed. As a result, a topcoat layer made of a plasma CVD layer of a silicon compound was laminated on the undercoat layer of the intermediate product A. The thickness of the top coat layer was 3 μm.
かくして、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層とウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが、その順番で一体的に積層形成されてなる樹脂ガラスを得た。そして、これを樹脂ガラスAとした。 Thus, a resin in which a base layer made of an acrylic urethane resin, an undercoat layer made of a urethane resin, and a topcoat layer made of a silicon compound are integrally laminated in that order on the surface of a polycarbonate resin base material. Glass was obtained. This was designated as resin glass A.
また、比較のために、図4に示される構造と同様な構造を有し、且つアルゴンガスが第一ボンベ内に収容されたプラズマCVD装置とを用いて、このプラズマCVD装置の真空チャンバ内に、先に準備された樹脂基材の残りの2個のもののうちの1個を収容した。そして、真空チャンバ内に、真空状態下で、アルゴンガスを導入すると共に、かかるアルゴンガスのプラズマを発生させて、かかるプラズマを樹脂基材の表面に照射した。これにより、樹脂基材の表面に対するアルゴンプラズマ処理を実施した。 For comparison, a plasma CVD apparatus having a structure similar to the structure shown in FIG. 4 and containing argon gas in the first cylinder is used in the vacuum chamber of the plasma CVD apparatus. One of the remaining two of the previously prepared resin substrates was accommodated. Then, argon gas was introduced into the vacuum chamber in a vacuum state, plasma of the argon gas was generated, and the surface of the resin base material was irradiated with the plasma. Thereby, the argon plasma process was implemented with respect to the surface of a resin base material.
その後、アルゴンプラズマ処理が施された樹脂基材の表面に、市販のウレタン塗料を塗布した後、これを120℃の温度で10分間加熱した。これにより、アルゴンプラズマ処理が施された樹脂基材の表面上に、ウレタン樹脂からなるアンダーコート層を直接に積層形成して、中間製品Bを得た。かかる中間製品Bに形成されたアンダーコート層の厚さは、5μmであった。 Then, after apply | coating a commercially available urethane coating on the surface of the resin base material to which the argon plasma process was performed, this was heated at the temperature of 120 degreeC for 10 minutes. As a result, an intermediate product B was obtained by directly laminating and forming an undercoat layer made of a urethane resin on the surface of the resin base material that had been subjected to the argon plasma treatment. The thickness of the undercoat layer formed on the intermediate product B was 5 μm.
次に、中間製品Aのアンダーコート層上にトップコート層を形成する方法と同じ方法で、中間製品Bのアンダーコート層上に、珪素化合物からなるトップコート層層を積層形成した。なお、トップコート層の厚さは、3μmであった。 Next, a topcoat layer layer made of a silicon compound was laminated on the undercoat layer of the intermediate product B by the same method as the method for forming the topcoat layer on the undercoat layer of the intermediate product A. The thickness of the top coat layer was 3 μm.
かくして、ポリカーボネート製の樹脂基材の、アルゴンプラズマ処理が施された表面に対して、ウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが、その順番で一体的に積層形成されてなる樹脂ガラスを得た。そして、これを樹脂ガラスBとした。 Thus, an undercoat layer made of urethane resin and a topcoat layer made of silicon compound are integrally laminated in that order on the surface of the polycarbonate resin base material that has been subjected to the argon plasma treatment. A resin glass was obtained. This was designated as resin glass B.
さらに、別の比較のために、残りの1個の樹脂基材を用い、この樹脂基材の表面に対するアルゴンプラズマ処理を何等実施することなしに、かかる表面に対して、アンダーコート層とトップコート層とを、試験例2を得る際と同様にして、一体的に積層形成した。かくして、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面に、ウレタン樹脂からなるアンダーコート層と珪素化合物からなるトップコート層とが、その順番で一体的に積層形成されてなる樹脂ガラスを得た。そして、これを樹脂ガラスCとした。なお、この樹脂ガラスCの樹脂基材上に積層形成されたアンダーコート層とトップコート層のそれぞれの厚さは、樹脂ガラスAと樹脂ガラスBの樹脂基材上に積層形成されたアンダーコート層とトップコート層のそれぞれの厚さと同じであった。 Furthermore, for another comparison, the remaining one resin base material is used, and an undercoat layer and a top coat are applied to the surface of the resin base material without any argon plasma treatment. The layers were integrally laminated in the same manner as in obtaining Test Example 2. Thus, a resin glass was obtained in which an undercoat layer made of a urethane resin and a topcoat layer made of a silicon compound were integrally laminated in that order on the surface of a polycarbonate resin substrate. This was designated as resin glass C. The thicknesses of the undercoat layer and the topcoat layer formed on the resin base material of the resin glass C are the same as the undercoat layers formed on the resin base materials of the resin glass A and the resin glass B. And the thickness of each of the topcoat layers.
そして、上記のようにして得られた樹脂ガラスA、樹脂ガラスB、及び樹脂ガラスCに対する耐候性試験を実施した。この耐候性試験は、JIS L 0891 促進耐候堅ろう度試験のA法(キセノンアーク灯光法)における試験条件及び試験方法に従って、樹脂ガラスA、樹脂ガラスB、及び樹脂ガラスCに対して水をスプレー噴射すると共に、キセノンランプにより紫外線を照射することによって実施した。 And the weather resistance test with respect to the resin glass A obtained as mentioned above, the resin glass B, and the resin glass C was implemented. In this weather resistance test, water is sprayed onto resin glass A, resin glass B, and resin glass C in accordance with the test conditions and test method in Method A (xenon arc lamp method) of the JIS L 0891 accelerated weather fastness test. At the same time, irradiation was performed by irradiating ultraviolet rays with a xenon lamp.
かかる耐候性試験の結果、本発明に従う構造を有する樹脂ガラスAは、キセノンランプによる紫外線照射を240時間継続した後においても、アンダーコート層の樹脂基材からの剥離は認められなかった。これに対して、樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性の改善のために、樹脂基材の表面に対するアルゴンプラズマ処理が実施された樹脂ガラスBは、キセノンランプにて紫外線を50時間照射した時点で、アンダーコート層が、樹脂基材の表面から剥離した。また、樹脂基材の表面とアンダーコート層との間の密着性の改善のための対策が、何等、講じられていない樹脂ガラスCにあっては、キセノンランプにて紫外線を24時間照射したときに、アンダーコート層が、樹脂基材の表面から剥離した。これらのことから、本発明に従う構造を有する樹脂ガラスが、樹脂基材とアンダーコート層との間の密着性、更には耐候性において、従来品によりも十分に優れた特性を発揮するものであることが、明確に認識され得るのである。 As a result of the weather resistance test, the resin glass A having the structure according to the present invention was not observed to peel the undercoat layer from the resin base material even after the ultraviolet irradiation by the xenon lamp was continued for 240 hours. On the other hand, in order to improve the adhesion between the surface of the resin base material and the undercoat layer, the resin glass B subjected to the argon plasma treatment on the surface of the resin base material is irradiated with ultraviolet rays by a xenon lamp. When irradiated for 50 hours, the undercoat layer peeled off from the surface of the resin base material. In addition, in the case of the resin glass C in which no measures for improving the adhesion between the surface of the resin base material and the undercoat layer are taken, the ultraviolet rays are irradiated with a xenon lamp for 24 hours. Further, the undercoat layer was peeled off from the surface of the resin base material. From these things, the resin glass having the structure according to the present invention exhibits characteristics sufficiently superior to conventional products in the adhesion between the resin base material and the undercoat layer, and further in the weather resistance. Can be clearly recognized.
10 樹脂ガラス 12 樹脂基材
14 アンダーコート層 16 トップコート層
18 下地層 22 プラズマCVD装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記アンダーコート層と樹脂基材との間に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層が形成されていることを特徴とする樹脂製品。 An undercoat layer made of polyurethane resin is laminated on the surface of a resin substrate made of a polycarbonate resin molded product, and a topcoat layer made of a silicon compound is further laminated on the undercoat layer. A resin product,
A resin product, wherein a base layer made of an acrylic urethane resin is formed between the undercoat layer and the resin base material.
前記樹脂基材を準備する工程と、
該樹脂基材の表面上に、アクリルウレタン樹脂からなる下地層を形成する工程と、
該下地層の表面上に、前記ポリウレタン樹脂からなるアンダーコート層を形成する工程と、
該アンダーコート層の表面上に、前記珪素化合物からなるトップコート層を積層形成する工程と、
を含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
An undercoat layer made of polyurethane resin is laminated on the surface of a resin substrate made of a polycarbonate resin molded product, and a topcoat layer made of a silicon compound is further laminated on the undercoat layer. A resin product manufacturing method comprising:
Preparing the resin substrate;
Forming a base layer made of acrylic urethane resin on the surface of the resin substrate;
Forming an undercoat layer made of the polyurethane resin on the surface of the underlayer;
A step of laminating a topcoat layer made of the silicon compound on the surface of the undercoat layer;
The manufacturing method of the resin product characterized by including.
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