JPS5887377A - 表面硬化合成樹脂成形物の乾式染色法 - 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】 本発明は表面硬化合成樹脂成形物の染色法に関し、更に
詳しくはアクリル系樹脂架橋硬化被膜により表面が硬化
処理されてなる合成樹脂成形物を昇華性染料含有着色剤
を用い、染料の昇華温度領域で乾九染色することを特徴
とする表面硬化合成樹脂成形物の染色法に関する。

従来よりポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート樹脂轡の合成樹脂成形品はガラス製品に比較して
軽重で耐衝撃性に優れているばかりではなく、安価で成
形加工が容易であるなど種々の利点を有しており、有機
板ガラス、照明器具カバー、光学用レンズ、眼鏡用し／
ズ、反射鏡、鏡などの光学的用途、着根、ディスプレー
などの装飾的用途あるいは、ネームグレート、ダスト力
バークース、自動車部品など多くの分野でその用途開発
が進められている。

しかし、これらの合成樹脂成形品はその表面の耐摩耗性
が不足し°（いるため成形品の輸送中、部品の取付時あ
るいは使用中に他の物体との接触、衝撃・、引かきなど
の作用によって表面が損傷な受は製品歩留を低下さ１せ
たり、美観がそこなわれたりする。

特に成形品の用途がカメラ、虫メガネなどの光学用レン
ズ、ファッション〆ラス、サングラス、矯正用レンズな
どの眼鏡用レンズ、反射鏡、鏡などの場合には、その表
面に発生する損傷はその商品価値な著しく低下させたり
、短期間で使用不能となるので表面の耐摩耗性な改良す
ることが強く望まれ、最近では架−硬化被膜を形成し得
る各種の樹脂を用いて、成形品の表面を硬化処理した製
品が上布されている。その中でも有力な方法の一つとし
て１官能及び多官能の（メタ）アクリロイルオキ７基を
有する単量体が活性エネルギー線照射による架橋硬化重
合性に優れ、かつそれが合成樹脂成形品の表面の耐摩耗
性を改良しうる架橋硬化膜形成用素材として有効である
ことが見い出され、本出願人らもすでに多くの提案を行
なってきた。（特公昭４Ｂ−４２２１１号、同４９−１
２８８６号、同４９−２２９５１号、同４９−１４８５
９号、同４９−２２９５２号公報、特開昭５２−１０２
９６６号、同５３−１０４６３８号、同５４−９７４３
５号、特願昭５６−１５１５９号）。

しかし、このような硬化処理により前述したような物硅
は改良されるが、成形品の表面に形成された被膜は樹脂
の架橋硬化被膜であるため、従来から合成樹脂成形品の
染色法として知られている捺染法、浸染法等では染料の
内部拡散が困難であり、染色することがむづ゛かしく、
優れた染色法が見いだされていなかった。そのため用途
範囲が限定されて実用Ｅの大きな障害になっていた。

本発明者らはこのような表面硬化合成樹脂成形物の染色
上の大きな問題点を解決するため鋭意研究を進めた結果
、ついに本発明に到達したものである。

本発明は昇華性染料と該染料の昇華開始温度以上の温度
では液体状体を呈すると共に染料の溶解パラメーターが
２００以下である媒体とを主構成要素とする着色剤を厚
さ１μ〜５０μのアクリル系樹脂架橋硬化被膜により表
面が硬化処理されてなる合成樹脂成形物表面に付着させ
た後、該染料の昇華温度領域の温度で乾熱処理すること
を特徴とする表面硬化合成樹脂成形物の乾式染色法を要
旨とするものであり、本発明の染色法によって前述した
ような難役色性の表面硬化合成樹脂成形物に対して簡便
な手法によって優れた染色発色性と染色堅牢性を付与す
ることが可能となり、その実用的価値は非常に大である
。

次に本発明をより詳細に説明する。

先づ、本発明の被染物としての表面硬化合成樹脂成形物
は厚さが１μ〜３０μのアクリル系樹脂架橋硬化被膜で
表面が硬化処理された成形物である。

被膜の厚さが１〃未満の場合には耐摩性が劣り、３０μ
をこえると硬化皮膜が可撓性に劣り、クラックが発生し
易くなるために成形物自体の強度低下をきたすことがあ
るので好ましくない。

合成樹脂成形物の表面にアクリル系樹脂架橋硬化被膜を
生成させる方法とｌ−ては特に限定されないが、例えば
、前述した特開昭５４−９７６３３号、特願昭５６−１
５１５９号等に記載の方法によって行なえばよ（、例え
ば１分子中に３個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基
（アクリロイルオキシ基及び／又はメタアクリロイルオ
キシ基の意）を有する化合物、１分子中に２個以下の重
合性不飽和基を有する化合物、１分子中に（メタ）アク
リルアミド基（アクリルアミド基又はメタアクリルアミ
ド基の意）及び水酸基を有する化合物、フッ素、塩素又
は臭素でｆ換された常温、常圧で液状の有機酸及び少な
くとも１撞の光増感剤等を適宜選択して特定の割合に配
合した被膜材組成物な樹脂成形品ンこ塗布［、て紫外線
を照射すれば基材の樹脂成形品と惨めて強固に蜜増した
架橋硬化被膜が形成される。

そして本発明の方法において適用する合成樹脂成形物と
しては、有機板ガラス、照明器具カバー、光学用レンズ
、眼鏡用レンズ、反射鏡、鏡などの光学用途、看板、デ
ィスプレーなどの装飾的用途、あるいはネーム用プレー
ト、ダストカバーケース、自動車用部品など多くのプラ
スチック成形物があげられるが、％ＶＣ＾度の光学的特
性が要求されるレンズ用途において優れた性能を示すポ
リジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂製
レンズに対して好ましく適用することができる。

本発明の方法で使用する昇華性染料としては昇華温度領
域が１５０〜２５０℃である分散染料が好ましく用いら
れる。昇華温度領域が１５０〜２５０℃の分散染料とし
ては、ポリエステル繊維の乾式転写捺染用分散染料とし
て使用されるモノアゾ系、ジスアゾ系、アントラキノン
等があげられる。これらの染料を使用することにより、
種々の色相、彩度、明度を有する染色物を得ることがで
きる。

一方、染料を含有させる媒体としては該染料の昇華開始
温度以上の温度では液状体を呈し。

沸点が染料の昇華開始温度以上であると共に媒体に対す
る染料の溶解パラメーターが２００以下、好ましくは１
００以下であることが必要である。

媒体の沸点が染料の昇華開始温度以下であると染色過程
において媒体が染料より早（気化し、均一染色が困難で
ある。又、媒体に対する染料の溶解パラメーターが２０
０を越えると媒体に対する染料の親和力が大きく、表面
硬化合成樹脂成形物に対する相対親和力が小さくなり染
色は困難となる。

又、媒体は染色過程では常に液状態であることが必要で
あり、固体状態であると充分な染色性な不さない。従っ
て、本発明の染色法においては適切な媒体な用いること
がＭ景であり、媒体としては有機ンリコン化合物、例え
ばジメチルポリシロキサン、あるいは＾級脂肪酸、例え
ば不飽和オレイン酸、胡麻油等が挙げられ、特に沸点が
２５０℃以上である粘稠なジメチルポリシロキサンが好
ましく用いられる。又、染料の昇華を促進させる物質を
併用処理する方法も用いることができる。

一方、本発明の乾式染色法は表面硬化合成樹脂成形物の
表面に昇華性染料含有媒体を付着させた後、骸染料の昇
華温度領域の温度で乾熱処理する方法であり、表面硬化
合成樹脂成形物の表面に昇華性染料含有媒体を付着させ
る方法としては、コーティング法、スプレー法、ディッ
プ法等を用いることができる。

この場合、成形物との接着性を良くするため成形物表面
は充分に清浄されていると共に粘稠な昇華性染料含有媒
体を用いるのが好ましい方法である。

本発明の乾式染色法・は、乾熱処理温度が染料の昇華開
始温度以下であるとほとんど染色性を示さず、逆に昇華
温度領域をこえると染料の熱分解が起り易くなり好まし
くない。

染料濃度は０樟とする染色物の明度との関係で決められ
るが通常、数重量−〜数１０重量嗟の濃度が好ましく用
いられる。

乾熱処理時間は通常、数分〜数１０分で目的が達せられ
、表面硬化合成樹脂成形物表面のアクリル系樹脂架橋硬
化被膜内部に染料が拡散し、優れた染色発色性と染色堅
牢性な有する染色物が得られる。

本発明の方法を用いることにより表面硬化合成樹脂成形
物が染色できる理由は次のように推定される。

即ち、昇華性分散染料含有媒体が付着している表面硬化
合成樹脂成形物を染料の昇華温度領域（１５０〜２５０
℃）の温度に加熱することにより媒体中で染料は気化し
、粒子径の最も小さい分子状の気体染料が生成し、高温
（１５０〜２５０℃）で分子運動の盛んとなった分子状
の気体染料は、合成樹脂成形物置（３）の緻密な架橋硬
化樹脂被膜内部へも容易に拡散し、染料が染着するもの
と淘えられろ。

従って、本発明の乾式染色法においては昇華性染料と、
染料との親和性が小さい媒体を用いて染液を作成し、染
料の昇華温度領域の温度で高温、乾熱処理する所に大き
な％徴を有しており、従来より知られているプラスチッ
ク成形物の染色法である染料と染色助剤な含有峰る水性
液又は有機溶剤溶液中に被染物を浸漬し、１５０℃未満
の温度で染色する方法とは基本的にその染色方法ならび
に染色機構を異にするものである。

本発明の方法により染色された表面硬化合成樹脂成形物
は、表面硬化合成樹脂成形物の大きな特徴である耐摩耗
性、耐衝撃性、軽蓋性、加工性等をほとんど損うことな
（、しかも優れた発色性、鮮明性、染色堅牢性を有して
おりその利用価値は極めて太きい。

以下実施例により本発明の内容を更に詳細に説明する。

尚、実施例中の測定評価は次のような方法でおこなった
。

（１）　　染料溶解パラメーター 媒体９重１１１ｍと分散染料Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ　Ｂｌ
ｕｅＥ−ＢＲ（ＣＩ、Ｎｏ、６３３０５　）　（３１，
１６５℃）１重量部からなる２５℃の混合液な遠心分離
器を用い、５０００Ｇで６０分間遠心分離処理した後、
上澄液を採取する。

この上澄液を厚さ１０ｍの石英製セルに入れ、光電管比
色計（日立製作所製スペクトルホトメーター　Ｍｏｄｅ
ｌ　１００−１０）を用い波長６２０惰μ　における光
の透過率Ｔ嗟を測定した後、吸光度−１重ｇ　Ｔを算出
し、−ｌｏｇ　Ｔ　ｆ染料溶解パラメーターとする。

尚、媒体が高分子であり、２５℃で固体の場合は融点よ
り１０℃高い温度で染料溶解パラメーターな測定する。

（２）染色性 染色した合成樹脂成形物を光電管比色計（前記のもの）
を用い染色物の最大吸収波長における光の透過軍Ｔ慢を
染色前の光の透過率を１００優として測定した彼、吸光
度−１重ｇ′１゛な算出し、−ｌｏｇ　Ｔを染色性とす
る。

（３）耐光堅牢度 ＪＩＳ　Ｌ０８４２（１９７１）に準じておこなう。

（４）耐溶剤性 染色した合成樹脂−成形物を２５℃の有機溶剤中に２４
時間浸漬した後、グレースケール′を用い、その退色度
を級数判定する。

（５）耐摩耗性 ４ｏｏｏのスチールウールによる擦傷テスト。

○・・・・軽くこすってもその表面にほとんど傷がつか
ない。

Δ・・・・軽くこするとその表面に少し傷がつく。

Ｘ・・・・軽くこすってもその表面にひどく傷がつく（
基材樹脂と同程度）。

（６）染料の昇華開始温度（８ｕｂｕｌｉｍａｔｉｏｎ
　Ｉｎｄｅｘ。

以下８工と略称する） セルロースフィルムの上に少量の染料粉末を薄く塗り、
その上に目付０．　ＯＯ７ｆ／１ｖｓｔ”、布厚α４８
■の木綿ガーゼを重ね、更にその上にポリエチレンテレ
フタレートフィルムを電ね合せ、該ポリエチレンテレフ
タレートフィルムを染料と直接接触しないように設置し
た後、上部より加熱アイロンでα５　Ｋｇ／ｌｙｎ”の
圧力において５０秒間加熱処理し、ポリエチレンテレフ
タレートフィルムが染色される最低の加熱アイロン温度
を染料の昇華開始温度とする。

実施例１ ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂
（別名：ポリアリル・ジクリコール・カーボネート、以
下ＰＤＡＣと略称する。）製レンズを１０優のＮａＯＨ
水溶液中に８０℃で１分間浸漬処理した後、ジペンタエ
リスリトールへキサアクリレ−）３０重警部、ジペ／タ
エリスリトールペンタアクリレー）３０重量部、ジペン
タエリスリトールテトラアクリレート１６重蓋部、テト
ラヒドロフルフリルアクリレート１２貞蓋部、Ｎ−（ヒ
ドロキシメチル）−アクリルアミド４貞蓋部、ジクロロ
酢＃Ｒ８重量部、α、α−ジメトギシーα−フェニルア
セトフェノン５重菫部、イソプロビルアルコール１５０
重蓋部からなる被徨材組成液に浸漬して（１５ａｍ　／
ｓｅｃの速度で引き上げ被横を形成させた。

引続き、２分間放置抜、５ｋｖの高圧水銀燈な用いて１
０分間紫外線照射し、膜厚翫２μの表面硬化ＰＤＡＣレ
ンズを得た。この表面硬化ＰＤＡＣレンズ表面に分散染
料Ｄｉａｎｉｘ　ＢｌｕｅＡＣ−Ｅ（三菱化成工業■製
ＳＩ、１６５℃）１０重量部と媒体ＮｔＪＣ−Ｌ−４５
（日本ユニカー−製、ジメチルポリシロキサンＩＱ、０
００ｃｓ）９０重量部からなる着色剤をｓ　ｏ　ｌｏｗ
ｏ均一に全面塗布した後、温度１４０〜２２０℃の熱風
乾燥機中にレンズ凸面を上にして水平に設置し１０〜６
０分乾熱処理した後中性洗剤ザブ（花玉石ケン■製）１
ｇ／ｌを含有する２５℃の水溶液で洗浄した後水洗、風
乾し、乾式染色した表面硬化ＰＡＤＣレンズを得、その
性能を測定した結果を第１表に示す。

第１表 上記第１表から明らかな如く、乾熱処理温度１４０℃で
ははとんど染色性を示さないが、１８０〜２・２０℃の
分散染料の昇華温度領域では優れた染色性を示すことが
判る。

染色物の耐光堅牢性、耐溶剤性共［Ｉ￥ｔに問題なく、
優れた染色発色性、染色堅牢性、ならびに耐摩耗性を有
する染色された表面硬化ＰＤＡＣレンズが得られた。

実施例２ 実施例１で作成した表面硬化ＦＤＡＣレンズ表面に分散
染料Ｄｉａｎｉｘ　Ｂｌｕｅ　Ａ　Ｃ−ｋＥ　（三菱化
成工業＠ＨＢ１１６５℃）１１ｋｊ［と下記の媒体９０
１に置部からなる着色剤を５０ＳＯＷＧ均一に全面塗布
した後、温度２００℃の熱風乾燥機中にレンズ凸面を上
にして水平に設置し、３０分間乾熱処理した後、実施例
１の中性洗剤ザブな含有する２５℃の水溶液で洗浄した
後、水洗、風乾し、種々の媒体を用いて乾式染色した表
面硬化ＰＤＡＣレンズを得、その染色性を測定した結果
を第２表に示した。

これより、染料の溶解パラメーターと染色性の間には大
きな関係があり、染料の溶解パラメーターが小さく・は
ど染色性が大きくなる傾向が認められる。

即ち、＃塙例でボした如く、染料の溶解パラメーターが
２６５であるポリアルキレングリコール錦導体を媒体と
して用いた場合は染色性が著しく小さく、実用性がない
が、逆に本実施例の中で最も染料の溶解パラメーターの
小さいジメチルポリシロキサンを媒体として用いた場合
には最も優れた染色性を示すことが判る。

実施例５ ＰＤＡＣレンズを１０チのＮａＯＨ水溶液中に８０℃で
２分間浸漬処理した後、ジペンタエリスリトールへギザ
アクリレート３５重量部、ジペンタエリスリトールペン
タアクリレート４０重量部、テトラヒドロフルフリルア
クリレート１０重量部、２，２−ビス６４−アクリロキ
ンジェトキシフェニル）プロパン８’１−ＩＮ、　　Ｎ
−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド５重量部、ジク
。口酢酸４重１ｗｊＭ、ベンゾインイソプロピルエーテ
ル５重量部、ベンゾフェノン５重量部、イソプロピルア
ルコール１５０重量部からなる被覆材組成物中に浸漬し
、α５　ｔｘ　／　ｓｅｃの速度で引き上げ被膜を形成
させた。引ｉき、２分間放置後、２　ｋｖｒの高圧水鋏
燈を用いて１５分間紫外線照射（−１膜厚翫４μの表面
硬化Ｐ　Ｄ　Ａ、　Ｃレンズを得た。

この表面硬化ＦＤＡＣレンズ表面に媒体ジメチルポリシ
ロキサンＮＵＣ−Ｌ−４５（ＩＬｌ、０ＯＯｃｓ　）９
０重量部と下記の分散染料１０重量部からなる着色剤を
５０　＄ＯＷＧ均一に全面塗布した後、温度２００℃の
熱風乾燥機中にレンズ凸面を上にして水平に設置し、５
０分間乾熱処理した後、実施例１の中性洗剤ザブを含有
する２５℃の水溶液で洗浄し、た後、水洗、風乾し、各
種の分散染料な用いて乾式染色した表面硬化ＰＤＡＣレ
ンズな得、その性能を測定した結果を第３表に示した。

これより多官能アクリレート単量体から誘導されたアク
リル系架橋樹脂被膜により表面が被覆されてなる表面硬
化ＰＤＡＣし／ズはポリエステル繊維の乾式転写捺染で
使用される昇華性の分散染料と該染料との親和性が小さ
く、しかも沸点が昇華開始温度以上であるジメチルポリ
シロキサ／を媒体とした着色剤を付層させた後、該染料
の昇華開始温度以上である２００℃で３０分間乾熱処理
することにより、上記のいづれの染料を使用した場合で
も優れた染色性、染色竪牢性ならびに耐摩耗性を有する
染色された表面硬化ＰＤＡＣレンズが得られた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｊ！￥さ１μ〜３０μのアクリル系樹脂架橋
   硬化被膜により表面が硬化処理されてなる合成樹脂成形
   物の表面に、昇華性染料と鹸染料の昇華開始温度以上の
   温度では液状体を呈すると共に染料の溶解パラメーター
   が２００以Ｆである媒体とを主構成費本とする着色剤を
   付着させた後、該染料の昇華温度領域の温度で乾熱処理
   することを％像とする＆面硬化合成樹脂成形物の乾式染
   色法。
2. （２）　　アクリル系樹脂架橋硬化被膜が１官能及び多
   官能の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する単量体か
   ら誘導された架橋硬化樹脂皮膜であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の表面硬化合成樹脂成形
   物の乾式染色法。
3. （３）　　合成樹脂成形物が少くとも５０重蓋チ以上の
   ジエチレングリコールビスアリルカーボネートを有する
   ホモポリマー又はコポリマー樹脂からなることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の表面硬化合成樹脂
   成形物の乾式（４）　　昇華性染料が分散染料であるこ
   とな％倣とする％軒請求の範囲第（１）項記載の表面硬
   化合成樹脂成形物の乾式染色法。