JPH09500671A - 粉末コーティング剤及び（または）溶融型接着剤として使用可能な合成物質の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤として使用可能な合成物質の製造方法に関する。本発明の目的は、コーティング及び（または）熱溶融接着に適し、種々の多数の適用分野に使用可能なプラスチックを簡単に製造できる方法を提供することである。このため、ポリオレフィンを、３０ＫＨｚないし１０ＧＨｚの周波数範囲で低温プラズマ処理にさらすことを提案する。

Description

【発明の詳細な説明】 粉末コーティング剤及び（または）溶融型接着剤 として使用可能な合成物質の製造方法 本発明は、粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤として使用可能 な合成物質の製造方法及びその使用方法に関するものである。 粉末コーティング剤を製造する方法は既に知られており、通常は、ポリエチレ ンにα−オレフィン系ポリマー添加物が混合される。この場合ポリマー添加物は 、特定の官能基を含んでいる。これらの官能基は、製造される粉末コーティング 剤の適宜な使用を可能にする。この製造方法の欠点は、制限的に使用するための 粉末コーティング剤しか製造できず、広範囲に使用するための粉末コーティング 剤の製造が不可能なことである。 さらに、とりわけポリ酢酸ビニル、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体 及びポリエステルを化学的ベースとした熱溶融型接着剤が知られている。この種 の熱溶融型接着剤も条件に適う特定の分野に適合しており、多面的な使用には限 界がある。 本発明の課題は、簡単に且つ低コストで製造でき、しかも種々の多数の分野に 多面的に使用可能であるような 粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤を製造する方法を提供するこ とである。 本発明によれば、上記の課題は、ポリオレフィンを、３０ＫＨｚないし１０Ｇ Ｈｚの周波数範囲で低温プラズマ処理にさらすことによって解決される。ここで 低温プラズマ処理とは、処理される原料が一定の温度範囲（例えば４０℃ないし ６０℃）以上に加熱されないということである。このようなプラズマ処理により 、装入されたポリオレフィンを、粉末コーティング剤または熱溶融型接着剤とし て有利に使用でき、特に種々の材料において使用できるように調整できることが 明らかになった。 本発明の有利な構成によれば、前記プラズマ処理は１３．５６ＭＨｚないし２ ．４５ＧＨｚの周波数範囲で実施される。特に、前記プラズマ処理を交番周波数 で実施すれば、有利には高さが異なる交番周波数の組合せで実施すれば、原料と して用いられるポリオレフィンの種々の化学的構造及び組成に非常に有利に影響 し、よっていかなる場合も粉末コーティング剤または熱溶融型接着剤をその使用 例に必要な特性をもつように製造することができる。 本発明の他の有利な構成によれば、前記プラズマ処理は、例えばヘリウム及び （または）アルゴンのような不活性ガスを供給して実施される。また、前記プラ ズマ処 理を、一つの不活性プラズマと少なくとも一つの反応性プラズマまたは少なくと も一つの反応性ガス混合プラズマとで順次実施し、または少なくとも一つの不活 性ガスと少なくとも一つの反応性ガスから成る混合体を供給して実施すると有利 である。処理ガス（不活性ガス、反応性ガス、反応性ガス混合体）の組成を原料 に適合するように選定することによって、コーティング及び（または）接着剤の 目的に必要な反応基、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、第一及び第二ア ミノ基をポリオレフィンのなかに十分量取り込むことができる。これらの基は、 コーティング及び（または）接着されるべき材料と反応して、化学結合を形成し 及び（または）物理的に付着することができる。同様に生じた極性の、しかし非 反応性の基（カルボニル基、第三アミノ基）は、物理的な付着だけを生じさせる 。 特に種々の周波数の組合せを順序づけ、その際これらの組合せをその都度の処 理ガス及び原料に同調させると、所望の特性を備えた粉末コーティング剤及び（ または）熱溶融型接着剤を製造することができる。 本発明の他の有利な構成は他の従属項に記載されている。 次に、本発明の１実施例を添付の図面を用いて説明する。 図１は 本発明による粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤の製 造方法の工程を示すフローチャート、 図２は 本発明による方法を実施するための装置の構成図、 である。 図１において、本発明による方法をフローチャートを用いて説明する。第１の ステップ１０では、原料として用いられるポリオレフィンが調製される。ここで はポリオレフィンは粉末形状及び（または）顆粒形状で供給され、その粒径は例 えば１ｍｍよりも小さい。この場合、場合によっては例えば安定剤のような必要 な添加剤が添加される。原料として、新品のポリオレフィンも、またリサイクル 材から得られるポリオレフィンも使用できるリサイクル材から得られるポリオレ フィンにおいて注意すべきことは、損傷がひどくないこと、即ちまだ適当な分子 構造が残っていることである。次のステップ１２では、調製された原料が処理室 に供給される。処理室は、例えば低温プラズマ処理を実施するための公知のプラ ズマ炉の回転ドラムである。 次のステップ１４においては、原料を処理するために望ましい処理パラメータ 及び処理ガスが設定される。この場合、特に処理ガスの特殊な組合せが設定され 、即ち 不活性ガスプラズマ（有利にはヘリウム及び／またはアルゴン）による第１の処 理と、反応性ガスプラズマ（有利には酸素及び／または窒素）による次の処理、 或いは前記ガスの混合物から生じるプラズマによる処理が行なわれる。さらに、 真空中でプラズマを発生させるために必要な複数の高周波数とその順序が設定さ れる。変形例も可能であり、例えばまず低周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）で 、次により高周波の周波数（例えば２．４５ＧＨｚ）でプラズマ処理を行なって もよい。また、周波数の切換えを交互に行なってもよい。もちろん、他の周波数 を自由に選定可能な任意の順序でプラズマ処理を行なうために設定してもよい。 他方、回転ドラムの所望の回転数（例えば１分間４ないし２０回転の範囲）と、 所望の処理圧（例えば０．３ｍｂａｒないし１ｍｂａｒの範囲）とが設定される 。プラズマ処理の間、方法に応じて処理圧を変動させることができる。さらに、 原料を処理するための処理時間が設定される。処理時間は例えば１５ないし６０ ０秒である。上記の処理パラメータまたは処理ガスは、互いに任意に組み合わせ て変形させることができ、その都度使用される原料の組成に適合されている。 次のステップ１６では、ステップ１４で設定された処理パラメータまたは処理 条件で原料のプラズマ処理が行 なわれる。この場合、ステップ１６でのプラズマ処理の間に、例えば調節による 処理パラメータの変更及び（または）適合を行なってもよい。低温プラズマ処理 の処理パラメータと処理ガスの前記組合せにより、コーティング及び（または） 接着の目的に必要な反応基の取り込みを、ポリオレフィンに挿入される原料に依 存して十分達成可能である。 本発明による方法によって製造される粉末コーティング剤及び（または）熱溶 融型接着剤は、ポリオレフィンのすべてのグループに属する化合物、例えばポリ エチレンタイプ（ＬＤＰＥ，ＬＬＤＰＥ，ＨＤＰＥ）及びポリプロピレンから製 造することができる。 製造された粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤を用いて、溶融 温度が本発明による物質の加工温度以上であるすべての材料、例えば約１２０℃ ないし１８０℃の材料をコーティング及び（または）接着させることができる。 これは種々の材料であり、例えばガラス、セラミックス、鋼、アルミニウム、木 、紙、ポリマーである。これらの材料は予コーティングまたは他の方法で予処理 されていてよい。本発明による物質を用いると、外部からの機械的及び（または ）化学的影響にたいして十分抵抗があり、且つ継続的な優れた接着力を有するコ ーティング及び（または）接着が達成可能である。 このような有利な特性により、本発明による方法で製造されたコーティング剤は 、特にコーティングに関して非常に高い要求のある分野で使用することができる 。これは特に自動車製造における床裏面のコーティング、または船腹のコーティ ングである。さらに他の分野にも使用できることは言うまでもない。 図２には、本発明による方法のために使用可能な装置の構成が図示されている 。２２で示した低温プラズマ装置は、回転ドラム２４を有している。回転ドラム ２４は処理室として用いられ、例えばアルミニウムまたは特殊鋼のような耐久性 のある材料から成ることができる。処理室は真空を発生させるために密封可能で ある。ここではこれに関して詳細に言及しない。回転ドラム２４には、反応器と して用いられる装置２６が付設されている。反応装置２６は、マイクロ波プラズ マ励起用の発電機２８と高周波供給部３２とに連結されている。さらに、処理ガ スを誘導するための管３０が設けられている。 ここに図示した構成は一例であるが、本発明は装置の詳細な具体的構成に関わ るものではない。本発明による方法は、方法の個々のステップを実施する対応す る装置を用いても実施できることは言うまでもない。 次に、本発明による方法の経過について説明する。選定され、調製された原料 は、回転ドラム２４内に供給さ れ、選定された回転速度と回転方向に応じて混合される。回転方向は、正逆交互 に選択することもできる。供給管３０を介して、選定された処理ガスまたは処理 ガス混合気が供給され、発電機２８を介して反応器２６内にプラズマが発生する 。プラズマの発生は、２００ないし１５００Ｗ（２．４５ＧＨｚ）の出力でマイ クロ波放射により行なうのが有利である。この場合、処理ガスまたは処理ガス混 合気は０．３ないし１ｍｂａｒの処理圧を有するのが好ましい。高周波供給部３ ２を介して例えば１３．５６ＭＨｚの周波数が当てられてプラズマが発生する。 プラズマの発生により、活性化された粒子が回転ドラム２４内に充填されている 原料に衝突する。これにより原料、即ち充填されたポリオレフィンの内部に構造 変化が生じ、極性基（酸素及び／または窒素を含む）を形成させる。これらの極 性基は、反応性基（ヒドロキシル基、カルボキシル基、第一及び第二アミノ基） 及び非反応性基（カルボニル基、第三アミノ基）である。網状結合は生じない。 種々の処理ガスを供給管３０を介して交互に供給し、且つ発電機２８または高周 波供給部３２を介して種々の周波数を当てることにより、原料の種々の組成にた いして影響を与えることができる。 具体例においては、回転ドラム２４内に原料として１ｍｍ以下の粒径のＬＤＰ Ｅ（ＡＬ２２ＦＡ）が充填され る。処理パラメータとして０．７５ｍｂａｒの処理圧が設定され、このときの回 転ドラム２４の回転速度は１分間あたり８回転である。発電機２８の出力は６０ ０Ｗであり、高周波供給部３２の出力も６００Ｗである。処理ガスとしてアルゴ ン、酸素、窒素の混合体が供給され、装入された原料は２７０秒間プラズマ処理 される。その際発電機２８は２．４５ＧＨｚの周波数を発生させ、高周波供給部 ３２は１３．５６ＭＨｚの周波数を供給する。本発明による製造方法の実施終了 後に得られる物質は、処理温度１６０℃でガラスにコーティングされ、透明な、 接着性に優れた被膜を形成する。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年２月２０日 【補正内容】 「 請求の範囲 １．粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤として使用可能な合成物 質の製造方法において、 ポリオレフィンを、処理中に変動する３０ＫＨｚないし１０ＧＨｚの周波 数範囲の周波数で低温プラズマ処理にさらすことを特徴とする製造方法。 ２．前記プラズマ処理を１３．５６ＭＨｚないし２．４５ＧＨｚの周波数範囲で 実施することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。３ ．前記プラズマ処理を、高さが異なる交番周波数の組合せで実施することを特 徴とする、請求項１または２に記載の製造方法。４ ．ポリオレフィンとしてポリエチレン及び（または）ポリプロピレンを使用す ることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１つに記載の製造方法。５ ．前記プラズマ処理を、例えばヘリウム及び（または）アルゴンのような不活 性ガスを供給して実施することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１ つに記載の製造方法。６ ．前記プラズマ処理を、例えば酸素及び（または）窒素のような反応性ガスを 供給して実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１つに記 載の製造方法。７ ．前記プラズマ処理を、一つの不活性プラズマと少なくとも一つの反応性プラ ズマまたは少なくとも一つの反応性ガス混合プラズマとで順次実施し、または少 なくとも一つの不活性ガスと少なくとも一つの反応性ガスから成る混合体を供給 して実施することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１つに記載の製 造方法。８ ．前記プラズマ処理を、０．１ｍｂａｒないし２ｍｂａｒの処理圧で、有利に は０．３ｍｂａｒないし１ｍｂａｒで行なうことを特徴とする、請求項１から７ までのいずれか１つに記載の製造方法。９ ．前記プラズマ処理の継続時間が５秒ないし８００秒、有利には１５秒ないし ６００秒であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１つに記載の 製造方法。１０ ．粒径が０．１ｍｍないし１ｍｍ、有利には０．２ｍｍないし０．６ｍｍの 粉末または顆粒としてポリオレフィンを前記プラズマ処理にさらすことを特徴と する、請求項１から９までのいずれか１つに記載の製造方法。１１ ．プラズマ処理の間ポリオレフィンを運動させることを特徴とする、請求項 １から１０までのいずれか １つに記載の製造方法。１２ ．ポリオレフィンを回転ドラム内で、有利には１分間あたり４ないし２０回 転で転動させることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。１３ ．ポリオレフィンを新品及び（または）リサイクル品の形態で使用すること を特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１つに記載の製造方法。１４ ．プラズマ処理の前にポリオレフィンに、安定剤のような通常のプラスチッ ク添加剤を添加することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１つに 記載の製造方法。１５ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 された物質から成ることを特徴とする粉末コーティング剤。１６ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 された物質から成ることを特徴とする熱溶融型接着剤。１７ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、この処理されるポリオレフィンの処理温度以上の溶融 温度を持つ材料の接着及び（または）コーティングに使用することを特徴とする 使用方法。１８ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製 造方法にしたがって製造されたポリオレフィンを、ガラス、セラミックス、鋼、 アルミニウム、基、紙、ポリマーをコーティング及び（または）接着するために 使用することを特徴とする使用方法。１９ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、予めコーティングされた、及び（または）他の方法で 予処理された材料を接着及び（または）コーティングするために使用することを 特徴とする使用方法。２０ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、自動車製造における床裏面のコーティングに使用する ことを特徴とする使用方法。２１ ．請求項１から１４までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、船腹のコーティングに使用することを特徴とする使用 方法。」 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２９日 【補正内容】 「 明細書 粉末コーティング剤及び（または）溶融型接着剤 として使用可能な合成物質の製造方法 本発明は、粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤として使用可能 な合成物質の製造方法及びその使用方法に関するものである。 粉末コーティング剤を製造する方法は既に知られており(カタログ MIRATHEN、 Leuna Werke AG、10/92) 、通常は、ポリエチレンにα−オレフィン系ポリマー添 加物が混合される。この場合ポリマー添加物は、特定の官能基を含んでいる。こ れらの官能基は、製造される粉末コーティング剤の適宜な使用を可能にする。こ の製造方法の欠点は、制限的に使用するための粉末コーティング剤しか製造でき ず、広範囲に使用するための粉末コーティング剤の製造が不可能なことである。 さらに、とりわけポリ酢酸ビニル、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体 及びポリエステルを化学的ベースとした熱溶融型接着剤が知られている。この種 の熱溶融型接着剤も条件に適う特定の分野に適合しており、多面的な使用には限 界がある。 ドイツ特許公開第４１４１８０５号公報からは、低温 プラズマを用いて熱可塑性プラスチック片を製造する方法及び装置が知られてい る。この場合、限られた時間で原料の粉粒表面を変態させるため、粉末または顆 粒状の原料が、半製品または部品に成形する前に低温プラズマで処理される。 本発明の課題は、簡単に且つ低コストで製造でき、しかも種々の多数の分野に 多面的に使用可能であるような粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着 剤を製造する方法を提供することである。 本発明によれば、上記の課題は、ポリオレフィンを、処理中に変動する３０Ｋ Ｈｚないし１０ＧＨｚの周波数範囲の周波数で低温プラズマ処理にさらすことに よって解決される。ここで低温プラズマ処理とは、処理される原料が一定の温度 範囲（例えば４０℃ないし６０℃）以上に加熱されないということである。この ようなプラズマ処理により、装入されたポリオレフィンを、粉末コーティング剤 または熱溶融型接着剤として有利に使用でき、特に種々の材料において使用でき るように調整できることが明らかになった。」 「６．前記プラズマ処理を、例えば酸素及び（または）窒素のような反応性ガス を供給して実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１つに記 載の製造方法。 ７．前記プラズマ処理を、一つの不活性プラズマと少なくとも一つの反応性プラ ズマまたは少なくとも一つの反応性ガス混合プラズマとで順次実施し、または少 なくとも一つの不活性ガスと少なくとも一つの反応性ガスから成る混合体を供給 して実施することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１つに記載の製 造方法。 ８．前記プラズマ処理を０．３ｍｂａｒないし１ｍｂａｒで行なうことを特徴と する、請求項１から７までのいずれか１つに記載の製造方法。 ９．前記プラズマ処理の継続時間が１５秒ないし６００秒であることを特徴とす る、請求項１から８までのいずれか１つに記載の製造方法。 １０．粒径が１ｍｍ以下の粉末または顆粒としてポリオレフィンを前記プラズマ 処理にさらすことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１つに記載の製 造方法。 １１．プラズマ処理の間ポリオレフィンを運動させることを特徴とする、請求項 １から１０までのいずれか １つに記載の製造方法。」

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粉末コーティング剤及び（または）熱溶融型接着剤として使用可能な合成物 質の製造方法において、 ポリオレフィンを、３０ＫＨｚないし１０ＧＨｚの周波数範囲で低温プラ ズマ処理にさらすことを特徴とする製造方法。 ２．前記プラズマ処理を１３．５６ＭＨｚないし２．４５ＧＨｚの周波数範囲で 実施することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。 ３．前記プラズマ処理を交番周波数で実施することを特徴とする、請求項１また は２に記載の製造方法。 ４．前記プラズマ処理を、高さが異なる交番周波数の組合せで実施することを特 徴とする、請求項１から３までのいずれか１つに記載の製造方法。 ５．ポリオレフィンとしてポリエチレン及び（または）ポリプロピレンを使用す ることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の製造方法。 ６．前記プラズマ処理を、例えばヘリウム及び（または）アルゴンのような不活 性ガスを供給して実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１ つに記載の製造方法。 ７．前記プラズマ処理を、例えば酸素及び（または）窒 素のような反応性ガスを供給して実施することを特徴とする、請求項１から６ま でのいずれか１つに記載の製造方法。 ８．前記プラズマ処理を、一つの不活性プラズマと少なくとも一つの反応性プラ ズマまたは少なくとも一つの反応性ガス混合プラズマとで順次実施し、または少 なくとも一つの不活性ガスと少なくとも一つの反応性ガスから成る混合体を供給 して実施することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１つに記載の製 造方法。 ９．前記プラズマ処理を、０．１ｍｂａｒないし２ｍｂａｒの処理圧で、有利に は０．３ｍｂａｒないし１ｍｂａｒで行なうことを特徴とする、請求項１から８ までのいずれか１つに記載の製造方法。 １０．前記プラズマ処理の継続時間が５秒ないし８００秒、有利には１５秒ない し６００秒であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１つに記載 の製造方法。 １１．粒径が０．１ｍｍないし１ｍｍ、有利には０．２ｍｍないし０．６ｍｍの 粉末または顆粒としてポリオレフィンを前記プラズマ処理にさらすことを特徴と する、請求項１から１０までのいずれか１つに記載の製造方法。 １２．プラズマ処理の間ポリオレフィンを運動させることを特徴とする、請求項 １から１１までのいずれか１つに記載の製造方法。 １３．ポリオレフィンを回転ドラム内で、有利には１分間あたり４ないし２０回 転で転動させることを特徴とする、請求項１２に記載の製造方法。 １４．ポリオレフィンを新品及び（または）リサイクル品の形態で使用すること を特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１つに記載の製造方法。 １５．プラズマ処理の前にポリオレフィンに、安定剤のような通常のプラスチッ ク添加剤を添加することを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１つに 記載の製造方法。 １６．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 された物質から成ることを特徴とする粉末コーティング剤。 １７．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 された物質から成ることを特徴とする熱溶融型接着剤。 １８．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、この処理されるポリオレフィンの処理温度以上の溶融 温度を持つ材料の接着及び（または）コーティン グに使用することを特徴とする使用方法。 １９．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、ガラス、セラミックス、鋼、アルミニウム、基、紙、 ポリマーをコーティング及び（または）接着するために使用することを特徴とす る使用方法。 ２０．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、予めコーティングされた、及び（または）他の方法で 予処理された材料を接着及び（または）コーティングするために使用することを 特徴とする使用方法。 ２１．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、自動車製造における床裏面のコーティングに使用する ことを特徴とする使用方法。 ２２．請求項１から１５までのいずれか１つに記載の製造方法にしたがって製造 されたポリオレフィンを、船腹のコーティングに使用することを特徴とする使用 方法。