JPS60238331A - プラスチツク成形品 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、光学材料、オーディオ器材及び光記録材料等
のように、高硬度、耐擦傷性さらには長期に亘って帯電
し難い性質が要求される部材として好適なプラスチック
成形品に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、プラスチック成形品の表面硬度を高めるための技
術開発が活発化してきているが、特に、ポリエステル（
メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート
、ポリウレタン（メタ）アクリレート等を、被膜形成成
分とし、被膜の架橋処理エネルギー源として、紫外線、
ガンマ線、電子線等の活性エネルギー線を使用する技術
が注目を集めている。この従来技術によって得られるプ
ラスチック成形品は、その表面硬度（鉛筆硬さ）が５〜
６Ｈ程度であり、通常のプラスチック成形品（硬度：２
Ｈ程度）に比べ、一段と高い表面硬度を有し、計器類の
カバー材や窓材などを中心に広く用いられるようになっ
てきているが、さらに高い表面硬度が要求される光記録
材料用としては未だ不充分なものであった。

また、プラスチック成形品の表面硬度、親水性及び耐汚
染性を改善するため、プラスチック成形品の表面に、ス
ケールウール擦傷法による限界筒が１０００ｇ以上の架
橋被膜を設け、ガスプラズマ処理する方法が特公昭５７
−３４２９５号には記載されている。この方法を適用し
たプラスチック成形品は、ガスプラズマ処理することに
より架橋被膜に極性基を導入して、その所期の目的を達
しているものの、前記した分野において要求される耐擦
傷性を改良するものではなかった。

［発明の目的］ 本発明の目的はさらに高い硬度を有すると共に、耐擦傷
性及び帯電防止持続性が良好なプラスチック成形品を提
供することにある。

［発明の構成］ 本発明者らは、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重
ねた結果、最初に、プラスチック成形品の表面にプラズ
マ重合膜を設けるという着想を得たが、プラズマ重合膜
が薄膜であるため充分な耐久性を望めなかった。

ソコで、プラスチック成形品とプラズマ重合膜の間に架
橋樹脂被膜を設けることにより」二記した目的を達成し
得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の高硬度・耐擦傷性プラスチック成形
品は、活性エネルギー線照射処理により形成された架橋
樹脂被膜の表面に架橋構造を有するプラズマ重合膜を有
することを特徴とするものである。

本発明に係るプラスチック成形品とは、プラスチック成
形品として公知のものであればいかなるものであっても
よく、それらのプラスチック成形品の形状はその目的、
用途等に応じた任意の形状のものでよく、例えば板状、
円状、その他の形状でもよい。このプラスチック成形品
の具体例としては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、
ポリカーボネート等により製造された板、容器、計器カ
バー、レンズ等の光学材料、オーディオ器材、記録材等
が挙げられる。

本発明に係る活性エネルギー線照射処理により形成され
た架橋樹脂被膜を形成する化合物としては、例えばアジ
ピン酸／トリメチロールプロパン／アクリル酸、コハク
酸／トリメチロールエタン／アクリル酸、セパチン酸／
ペンタエリスリトール／メタクリル酸等から合成された
一般式（１）： ％式％） （式中、　Ｒは、それぞれ、同一であっても異っていて
もよく、少なくとも３個がアクリロイルオキシ基及び／
又はメ、タアク０ロイルオキシ基を表わし、残余は、水
素原子、水酸基、アミ７基又はアルキル基を表わし、！
ｌｌ　Ｍ／　１１４及び　ｔｉｌｌ〜　ｍ４は、それぞ
れ、同一であっても異っていてもよく、０〜２の整数で
あり、　Ｘは１−１０の整数である） で示されるポリエステル（メタ）アクリレート；１．２
．ｆｌ−ヘキサントリオール／プロピレンオキシド／ア
クリル酸、トリメチロールプロパン／エチレンオキシド
／メタクリル酸、トリメチロールプロパン／プロピレン
オキシド／アクリル酸等から合成されたポリエーテル（
メタ）アクリレート；トリエチレングリコールジアクリ
レート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１．
４−ブタンジオ−°ルジアクリレート、２−エチルへキ
シルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、１．４−／
タンジオールモノメタクリレート、エチルカルピトール
アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート
、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエ
リスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリト
ールへキサアクリレート等のモノオール又はポリオール
（メタ）アクリレート；ジグリシジルエーテル化ビスフ
ェノールＡ／アクリル酸、トリグリシジルエーテル化グ
リセリン／アクリル酸等から合成されたエポキシ（メタ
）アクリレート；２，８−トリレンジイソシアネートジ
アクリレート、インホロンジイソシアネートジメタクリ
レート等のウレタン（メタ）アクリレート等のモノマー
又はオリゴマー等が挙げられる。

これらの化合物の中でも、１分子中に３個以上の（メタ
）アクリロイルオキシ基を有する化合物３０重量％以上
と１分子中に１もしくは２個の（メタ）アクリロイルオ
キシ基を有する化合物７０重量％以下とからなる混合物
であって、この混合物の（メタ）アクリロイルオキシ基
１個当りの平均分子量が３００以下であるものが、この
架橋樹脂被膜とプラズマ重合膜との密着性が高くなり、
本発明の耐擦傷性が優れたプラスチック成形品を得るた
めに特に好ましい。

また、式（ＩＩ）： ｘ ［式中、　ｎは１〜４の整数であり、　！は少なく１ とも３個以上が式、Ｃ）ｌ＝Ｃ−ｃｏｏ−Ｒ２−（式中
、Ｒ１は水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ２は単結合
、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は炭素原子数１〜
８のアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基を表
わす）で示される基を表わし、残余が炭素原子数１〜８
のアルキル基、水酸基、アミノ基、式：（ＯＲ３矢０’
Ｈ（式中、Ｒ３は、それぞれ、同一であっても異ってい
てもよく、炭素原子数１〜８のアルキレン基を表わし、
見は正の−数である）で示される基又は式：　＋　ＯＲ
４”＋’Ｈ（式中、Ｒ４及びｐ＋も前記と同義である）
で示される基を表わす］ で示される化合物が、空気中での紫外線照射による硬化
性が優れているため特に好ましい。このような化合物の
具体例としては、ジペンタエリスリトールテトラアクリ
レート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、
ジペンタエリスリトールへキサメタクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタメタクリレート、トリペンタエ
リスリトールへキサアクリレート、トリペンタエリスリ
トールへブタアクリレート等が挙げられる。

なお、活性エネルギー線として紫外線を使用する場合に
は、必要に応じて、例えば、ベンゾインエチルエーテル
、゛ベンゾインイソプロピルエーテル、アセトイン、ブ
チロイン、トルオイン、ベンジル、ベンジルジメチルケ
タール、ジェトキシアセトフェノン、　４°−イソプロ
ピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、
１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、ベンゾ
フェノン、ｐ−クロルベンゾフェノン、ミヒラーケトン
等の共重合開始剤を前記被膜形成材料中に混合するのが
よい。

架橋樹脂被膜の厚さは、通常、０．５　ｐＬ以上の範囲
で、好ましくは１〜１００ルの範囲である。この被膜の
厚さが０．５Ｗ未満の場合には均一な性能を示す耐擦傷
性及び表面硬化の優れたプラスチック成形品とすること
が難しくなる。

本発明に係る架橋構造を有するプラズマ重合膜を形成す
る化合物としては、例えばメタン、エタン等の有機物；
テトラメチルシラン等のケイ素系化合物等が挙げられる
。これらの化合物の中でも、テトラメチルシランと酸素
との混合物力く、卓抜した表面硬度及び耐擦傷性を有す
ると共に、憶念的な帯電防止持続性及び防曇性のため好
ましい。

プラズマ重合膜の厚さは、通常、１〜１００，０００五
の範囲で、好ましくはｌＯ〜ＩＯ，０ＯＯＡの範囲であ
る。この被膜の厚さが上記した範囲を外れる場合には、
充分な耐擦傷性が得られなかったり、あるいは被膜にク
ラックが入り易くなる。

つぎに、本発明の表面被膜を有するプラスチック成形品
の製造方法を説明する。まず、プラスチック成形品の表
面に架橋樹脂被膜を設けるには、前記した架橋樹脂被膜
を形成する化合物をプラスチック成形品の表面に通常の
塗布方法を適用して塗布し、ついでその塗面に活性エネ
ルギー線を照射処理して架橋硬化させればよい。この通
常の塗布方法としては、スプレー塗装法、刷毛塗り、流
延塗布法、浸漬塗装法等が挙げられ、必要に応じて塗面
の平滑性を調整するために塗面に遠心力を加えてもよい
。また、活性エネルギー線としては、例えばα線、β線
、γ線等の電離性放射線もしくは波長１００〜５００ｎ
ｍの紫外線等が挙げられ、この紫外線を使用する場合に
は前記した光重合化合物を予め配合しておく方が好まし
い。

つぎに、上記したプラスチック成形品の表面に設けた架
橋樹脂被膜の表面にさらにプラズマ重合膜を設けるには
、架橋樹脂膜を有するプラスチック成形品をプラズマ発
生装置内に入れ、ついでプラズマ重合膜を形成する化合
物のガス、例えば。

メタンガス、エタンガスなどの有機物ガス、テトラメチ
ルシランの如きシリコン系化合物の気体、を導入し、減
圧下、所定時間プラズマ処理すればよい。特に卓抜した
表面硬度及び耐擦傷性を有し、恒久的な帯電防止性、防
曇性の優れたプラズマ重合膜を形成するためには、テト
ラメチルシランと酸素との混合ガスを用いるのがよい。

本発明の表面被膜を有するプラスチック成形品は、プラ
スチック成形品とプラズマ重合膜との間に、活性エネル
ギー線処理により形成された架橋樹脂被膜が存在するた
め、プラズマ重合膜がしっかりと密着しており、硬度が
高く、耐擦傷性が優れると共に、他の特性も優れたもの
とすることができる。

［発明の実施例］ 以下、実施例及び比較例を掲げて、本発明の効果をさら
に詳しく説明する。以下の実施例及び比較例において「
部」は「重量部」を表す。

１竃１」 ジペンタエリスリトールへキサアクリレート１０部、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート２０部、ジペ
ンタエリスリトールテトラアクリレート　４部、エチル
カルピトールアクリレート　６部、イソプロピルアルコ
ール４０部、メチルエチルケトン２０部及び２−ヒドロ
キシ−２−メチルプロピオフェノン２部からなる硬化液
に、厚さ４ｍｍのメタクリル樹脂板を０．５ｃｉ＋／ｓ
ｅｃの速度で浸漬し、引き上げて、そのまま５分間放置
後、両面より高圧水銀燈で空気中、１０秒間照射し、膜
厚２．５川の架橋被膜を有するメタクリル樹脂板を得た
。

これをプラズマ発生装置内にセットし、減圧下、テトラ
メチルシランガスと酸素ガスを１対３のモル比で通気し
ながら圧力を０．０４　）リチュリー（Ｔｏｒｒ）に調
節保持し、　１３．５８ＭＨｚ、５０Ｗの高周波を与え
て放電させることにより、プラズマを発生させて、樹脂
板表面を３０分間プラズマ処理してプラズマ重合膜を形
成し、本発明のプラスチック成形品を得た。

得られたプラスチック成形品の密着性及び表面硬度を評
価するため、それぞれ、クロスカー／　トセロテープ試
験及びＪＩＳ　Ｋ−５４００による鉛筆硬度試験を行っ
た。結果を第１表に示す。

実施例１の工程中で得られた架橋被膜を有するがプラズ
マ重合膜を有さないメタアクリル樹脂板−を、実施例１
と同様の評価試験に付した。結果を第１表に示す。

■■已 厚さ４■の未処理のメタクリル樹脂板を硬化液に浸漬し
、硬化させることなく、さらにその上に実施例１と同様
にしてプラズマ重合膜を形成し、実施例１と同様の評価
試験を行った６結果を第１丈」口九ヱ ジペンタエリスリトールへキサアクリレート１５部、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート１５部、ジペ
ンタエリスリトールテトラアクリレート１０部、テトラ
ヒドロフルフリルアクリレート１０部、イソプロピルア
ルコール２５部、トルエン２５部、ベンジルメチルケタ
ール２部からなる硬化液に厚さ５ｍ＋ｓのポリカーボネ
ート樹脂板を２．０ｃｍ／秒の速度で浸漬し、引き上げ
、そのまま３分間放置後、両面より高圧水銀灯を使用し
て空気中で１２秒間照射し、膜厚４にの架橋被膜を有す
るポリカーボネート樹脂板を得た。

これをプラズマ発生装置内にセットし、減圧下、テトラ
メチルシランガスと酸素ガスを１対ｌのモル比で通気し
ながら、圧力をＱ、ＩＴｏｒｒに調節保持し、１３．５
１１ＭＨｚ、　７０曽の高周波を与えて放電させること
によりプラズマを発生させ、樹脂板表面を１０分間プラ
ズマ処理してプラズマ重合膜を形成し、本発明のプラス
チック成形品を得た。

得られたプラスチック成形品に対し、実施例１と同様の
評価試験を行った。結果を第２表に示す。

ル遺口１】 厚さ　５ｍ層の未処理のポリカーボネート樹脂板に実施
例２と同様にしてプラズマ重合膜のみを形成し、実施例
２と同様の評価試験を行った。結果を第２表に示す。

第２表 ［発明の効果］ 以上、詳述したとおり、本発明の架橋被膜を有するプラ
スチック成形品は従来のものに比べさらに高い硬度を有
すると共に、良好な耐擦傷性を示し、さらには、長期に
亘り帯電し難いという性質を有するものであり、その工
業的価値は極めて大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）活性エネルギー線照射処理により形成された架橋
   樹脂被膜の表面に架橋構造を有するプラズマ重合膜を有
   することを特徴とするプラスチック成形品。 （２）該架橋構造を有するプラズマ重合膜が、主として
   ケイ素及び酸素からなる化合物である特許請求の範囲第
   １項記載のプラスチック成形品。