JPS62121676A - 処理されたプラスチツク表面、この処理されたプラスチツク表面の製造方法および使用方法 - 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】 ３　発明の’ＩＹ細な説開 〔産業上の利用性！Ｉｉ）〕 本発明は、容易に接’Ｘｆ　ＩＩＪ　ｒｌｌ：　、塗装
置１１能および被覆可能である、処ｊ］１１されたプラ
スチック表面に関する。さらに本発明はこの処理された
プラスチック表面の製造方法および使用方法に関する。

〔従来の技術〕

プラスチックは現在プラスチック部品の大量製産の際に
なるべく射出成形、１’ｌ’シ出し成形またはカレンダ
リングによって大１１１に処理される。

この場合プラスチックにけ（形削が添加され、これらの
階型斉ＩＩが、プラスチックにあとから１２！、着剤ま
たは塗装を施すことを人＋１１　Ｍ　Ｌ／　＜　１４４
　［１にする。

さらに、化学的性質および溶解特性により被覆および接
着が極めて困難であり、そのため耐久力のある構造的接
着ができないプラスチックがある。このようなプラスチ
ックの主要例がポリプロピレンである。

これらのプラスチックまたはこの種のプラスチック製の
プラスチック製品を接着または被覆することができるよ
うにするために、それらは前処理される。最も知られて
いる前処理方法は酸洗い法、プラズマ処理およびコロナ
処理である。しかしこれらの方法はとりわけ、本来の部
品製造に一緒に導入できないという欠点を持っている。

さらにこれらの前処理方法には部分的に大きな装置費用
が伴う。さらにこれらの前処理方法は、それぞれのプラ
スチック部品の製造後はじめて使用できるような方法で
ある。こうして前処理されたプラスチック部品の被覆お
よび接着はこのような前処理後短時間の間に行なわれな
ければならない。なぜならばその際に得られる固有接着
力は比較的短い時間の経過後再び失オつれるからである
。こうして［）ｉ＋処理された表面を手で帥れたりかつ
汚したりしてはならない。なぜならばこれらの影響は接
着性および被覆性をさらに低下させるからである。

最後に、例えば砂吹きによって通常の比較的滑らかなプ
ラスチック表面を粗くすることによって得られる、冒頭
に拳げた種類のプラスチック表面は、ドイツ連邦共和国
特許第３００９４１２号明細書から公知である。それに
よってプラスチック表面の接着または被覆が可能になる
。しかしこの場合不利なことは、ｍ着剤とプラスチック
との間に固イイ接着力が作用しない場合に、こうして作
り出されたプラスチック表面により小さい接着面におい
て横１告ｒトノ接着が不可能であることである。したが
って固ｒｆ　ＩＶ　ＶＲ力が失われる場合は、粗くされ
たプラスチックを接着または被覆することができない。

〔発明が解決しようとする間届点〕

本発明の課題は特に、接着剤、塗料、被覆剤などとプラ
スチックとの間に固有接着力がない場合または固有接着
力が極めて弱いかまたは全熱作用しない場合でも接着、
塗装、被覆などを可能にする、処理されたプラスチック
表面を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題は本発明によれば、プラスチック表面が繊維状
の表面組織を持っていることによって解決される。

このような処理されたプラスチック表面の好ましい実施
例は、プラスチック表面が１１１１１１２当たり少なく
とも１００ないし＋　０００の繊維、なるべくｌｌｌｌ
ｍ２当たり１００００以上の繊維を持っていることで優
れている。

さらに、繊維の長さが少なくとも３０μへなるべく少な
くとも１００ないし３００ｐｍであることが好ましい。

さらにｍ＃の長さの長さ範囲を、繊維の長さがほぼ３０
１１１１１ないし３１１ＩＩ１１の範囲、なるべくほぼ
１００ｐｍないし１ｍｍの範囲、特に好ましいのは主と
して３００１１１Ｉ＋ないし１ｍｍの範囲にあるように
することができる。

本発明により繊維状の表面組織を持つこのような処理さ
れたプラスチック表面は、このような本発明によるプラ
スチック表面にプラスチック部品を溝層的にはまり合い
および摩擦結合するように互いに接着することを可能に
する。この溝層的接着は、（２、着剤とプラスチックと
の間の固有接着力が機能しないＪｌ、５合あるいはこの
固有接着力が極く弱くしかまたは卒然作用しない場合に
も、強度を得ることができる。接着１）「にこのプラス
チック表面を」（時間開いておいたりまたは手で触れた
りしても接↑’＋　Ｙｌにまったく影響な及ばさない。

本発明により繊維状の表面組織を持つこのようなプラス
チック表面の塗装およびその他の被覆についても同じこ
とが適用される。

さらに本発明により、はぼ汁）らかな、少なくともほぐ
されていないプラスチック表面がほぐされる、本発明に
よる種類の処Ｆ１！されたプラスチックの製造方法が提
供される。

この方法の特に好ましい実施例は本発明によれば、ほぐ
しの下記の方法段階を含むことで優れている。

（ａ）粘弾性または塑性状態へほぼ滑らかな、少なくと
もほぐされていないプラスチック表面を移しまたは部品
製造、例えば射出成形、押し出し成形などにより生ずる
ような状態を利用すること （ｂ）粘弾性または塑性プラスチック表面を、多数の突
出部および凹所を持つ、粘弾性または塑性プラスチック
に付着する材料からできている型と接触させて、突出部
がプラスチック表面と付着結合するようにすること （ｃ）突出部に付着するプラスチックが型の引き購しの
際にはがれずに、糸引張のもとに連行されるような速度
で粘弾性または塑性プラスチック表面から型を引き酢す
こと （ｄ）固定的な非粘弾性および非塑性状態へプラスチッ
ク表面を移すこと 上述の方法段階（ＩＪ）の代わりに、多数の突出部およ
び凹所を持つ型を粘弾性または塑性プラスチック表面へ
、繊維がこのプラスチック表面から押し出されるように
、押し込むことができる。この場合型を粘弾性または塑
性プラスチックに付着するまたは付着しない月利から作
ることができる。後者の場合、例えばテフロンから成る
またはテフロンで被覆された型の場合は押し込みしかで
きないので、上記の方法段階（ｃ）は省略され、それに
対して前者の場合は選択的に押し込みに加えて方法段階
（ｃ）を使用することができまたは使用しない。

この方法は簡ｒ１に実施でき、しかも実際上本発明によ
る処理されたプラスチック表面を（１１ｉえるべきプラ
スチックの製造および／または処理の各段階において、
すなわちプラスチックがプラスチック部品の製造の際射
出成形機、押し出し機またはカレンダから流出しかつプ
ラスチック表面がまだ粘弾性または塑性ご仄ｆ７υにあ
る１々階から始まって、既に久しい以１）「から製造さ
れているプラスチック製品がその際はじめて用意された
使用のやり方により接着、塗装または被覆されるべき段
階まで実施できる。

本発明による方法の特に好ましい実施例は、型が１ｍｍ
２当たり１００ないし１０００の突出部、なるべく１ｍ
ｍ２当たり＋　００００の突出部の最低密度を持ってい
ることで優れている。

最後に、はぼ滑らかな、少なくともほぐされていないプ
ラスチック表面が加熱により粘弾性または塑性状態へも
たらされかつ冷却により固定的な非粘弾性および非塑性
状態へもたらされることが好ましい。これは、既に述べ
たように、プラスチック表面が本発明による方法におい
て、プラスチック表面がまだ粘弾性または塑性状態を持
っている製造状態においてはくしを受け、または既に久
しい以前から製造されているプラスチック製品のプラス
チック表面が適当なやり方で赤外線放射装置または他の
加熱装置によって加熱され、その結果プラスチック表面
が粘弾性または塑性状態になることによって、行なうこ
とができる。

本発明の範囲内で行なわれた調査が示すように、付着す
るまたは付着しない型として使用できる多数の異なる月
利がある。

本発明による方法は、上述の型として、天然繊維、合成
繊維、金属繊維または鉱物繊維、皮またはフェルトから
成る織布が使用されるように実施できる。さらに、上述
の型として鉱物、金属または有機Ｈ料から成る焼結月利
を使用することができる。最後に、上述の型として、粗
いまたは表面多孔性の鉱物、金属またはイア機材群を使
用することができる。

プラスチック表面をほぐす際にこれらの繊廂１を型の引
き鼾し中に延伸させることができ（引張延伸）、または
これらの繊組カ月１％に形成されている一＃−柚キ場合
はプラスチックを型の押し込みの際にやはり延伸させる
ことができる（押圧・延１４１１１〜）。これらの繊維
は引張または押し出しによって常に配向されたプラスチ
ック分子を持っているから、これらの繊維の強度は、提
供されたプラスチックの強度より大きい。

本発明による方法のさらに別の実施例は、一部結晶性の
プラスチック表面をほぐす際に特に繊維の内部において
このプラスチック表面のプラスチックの核形成度が変化
され、したがって一層良好な機械的値が得られることを
特徴としている。

最後に、はぐす際にポリオレフィンによって官能基がプ
ラスチック表面上に形成されるように方法を実施するこ
とも可能である。

本発明は、プラスチック表面が接着剤によって別の表面
と接着されまたはこのプラスチック表面が塗装されまた
は被覆剤で被覆されることに存する、本発明による処理
されたプラスチック表面の使用方法にも関する。

〔実施例〕

本発明のいくつかの実施例を図面の第１図ないし第３図
により詳細に説明する。

まず第１図を参照する。第１図は、聞届になっているプ
ラスチック部品が接着、塗装または被覆されるべきこと
が最初から分かつている場合にこれらのプラスチック部
品に直接その製造の際にまたはその製造のすぐ後で、は
ぐされた表面を備えることが好ましいことではあるけれ
ども、既にしばらく前から製ｊ告されているプラスチッ
ク部品において本発明による方法を実施するための装置
を示している。

第１図による装置はベル１〜コンベヤ１を含んでおり、
このベルトコンベヤの連像方向は矢印２で示されており
、このベルトコンベヤ上へ、はぐされたプラスチック表
面を備えるべきプラスチック部品３が供給端部４におい
て置かれる。

これらのプラスチック部品３は赤外線加熱装置５の下を
移動し、この赤外線加熱装置においてプラスチック部品
のほぐされたプラスチック表面６は加熱により粘弾性ま
たは塑性状態へもたらされる。その後プラスチック表面
６は、ローラ状型７がプラスチック表面６」二をころが
るように、ローラ状型７の下を通過する。この型７は、
図面に示されていない突出部および凹所を多数持ってお
りかつプラスチック表面６が突出部に接触する個所にお
いて型７のこれらの突出（］７） 部に付着するような材料から成りまたはこのような材料
を型の表面に持っている。ローラ状型７が矢印８で示さ
れた回転方向にさらに回転すると、型の表面は粘弾性ま
たは塑性プラスチック表面６のたった今接触していた個
所から引き離される。

ローラ状型７の回転速度は、型７の突出部に付着するプ
ラスチックが型の引き離しの際にはがれずに系引張のも
とに連行される程度になっている。それによってプラス
チック表面６はほぐされる。

続いてプラスチック部品３は冷却トンネル９を通り、こ
の冷却トンネルは例えば吹きつけ空気によって作動せし
められ、この冷却トンネルにおいて、今やほぐされたプ
ラスチック表面６はこのプラスチック表面が非粘弾性ま
たは非塑性状態へ行移するまで冷却される。その後プラ
スチック部品を供給端部１０において最終処理して取り
出すことができる。１１で清掃ローラが示されており、
この清掃ローラの回転方向は１２で示されている。この
’１／ｒ　＋ｉｌｌ　１−１−ラ１１は、型７によって
プラスチック表面（１から引き出さ１＋でいる、付着す
るプラスチック粒：子を型７の表面から除去し、かつこ
れらのプラスチック粒子を下にあるこみ容ｉＪ］３の中
へ放出する。

もちろん型の形状はローラ形状に限られずに、実際上あ
らゆる型形状が可（７１３であり、ローラ状型のほかに
板状および帯状型が特に好ましい。

さらに、プラスチック表面をほぐすこの種の型を、既に
述べたように、プラスチック部品用の製造装置の出口に
設けることができ、またはこのような製造装置へ組み込
むことができる。

ほぐしのやり方および程度を、付着する型が各プラスチ
ックごとに異なるプラスチック表面の所定の粘度状態に
おいてプラスチック表面から引き出されまたはプラスチ
ック表面へ押し込められるように、制御することができ
る。

はぐす際に型によって、はぐすべきプラスチック表面か
ら取り出されるプラスチック系の長さならびにプラスチ
ック表面のほぐしのやり方および程度を、プラスチック
表面が粘弾性または塑性的であるプラスチック表面の厚
さ、したがってほぐすべきプラスチック表面の粘弾性ま
たは塑性プラスチック層の厚さを適当に変えることによ
って、調節することができる。さらにプラスチック系の
長さを、プラスチック表面からの型の取り出し速度によ
って調節することができる。

Ｒ後に、はぐすべきプラスチック表面から引き出される
プラスチック部品の数は、付着する型における拘束個所
の数、したがってプラスチックが型表面に付着する個所
の数によって調節できる。

第２図および第３図には、本発明によりほぐされたポリ
プロピレン製プラスチック表面が電子顕微銚写ｒ工を拡
大して示されており、それぞれ右下に縮尺が示されてい
る。このようなほぐされた表面においては、この表面と
接着剤、塗料または他の被覆剤との付着はもはや重要で
はなくて、むしろ接着剤、塗料または他の被覆剤とほぐ
されたプラスチック表面との間にはまり合い結合が生じ
、この結合は、硬化された接着剤、塗料または他の被覆
剤とプラスチック表面の繊維との密な保合によって生ず
ることが分かる。なぜならばこれらの材料は常に存在す
る収縮によって繊維へ収縮するからである。

第３図は、どのようにして表面が生ずるかを非常にはっ
きりと示している。処理されていない表面、処理されて
いる表面および型がはっきり認められる。型はこの場合
一部取り出されている。

従来技術によるプラスチックの接着に関する比較例によ
って、またほぐされたプラスチック表面を持つプラスチ
ックの接着に関する例によって、本発明をさらに以下に
説明する。

従来技術によるプラスチックの接着の比較例ポリプロピ
レンは、本来接着不可能または非常に接着しにくいプラ
スチックである。クロム濃酸によりポリプロピレンの前
処理を行なう場合は、このプラスチックもｍ−ｆ’Ｊす
ることができる。前処理されたプラスチック表面に対す
る約８Ｎ／ｌｌｌｌ１１２のエポキシ接着剤による、ａ
単に重ねられたプラスチック金属接着において引張せん
断強さが測定された。処理の際にプラスチック部品は約
３分間完全にまたは部分的に９００Ｇの温度のクロム硫
酸浴へ浸される。その後水洗いおよび乾燥が必要である
。こうして前処理された表面は、プラスチックが接着さ
れる前に、もはや触れてはならないし、また汚してはな
らない。

したがって前処理後早期が必要である。前処理は表面上
に表面組織の目に見える変化を全然生ｔ’　ＬＪ　？ｆ
）　ナイカ、マタハａｊ　９僅かしか生ぜしめない。接
着剤とプラスチックとの固有付着がうまくいかない場合
は、接着もうまくいかない。

プラスチックを持つほぐされたプラスチック表面の接着
の例 本発明によりほぐされたプラスチック表面をポリプロピ
レンに生せしめる場合は、化学的に前処理されたプラス
チック部品の場合よりはるかに良好な長時間耐応力特性
において８Ｎ／ｍｍ２（引張せん断強度）の強度が得ら
れる。本発明によるほぐされたプラスチック表面を持つ
プラスチック部品は汚損に対してとしく強い。したがっ
てこれらのプラスチック部品は貯蔵できかつ再度の前処
Ｐ１＋なしにはるかに遅い時点で接着できる。プラスチ
ックと接着剤との固有接着がうまくいかない場合は、接
着の強度は、接着剤とほぐされたプラスチック表面との
はまり合い係合によってさらに確実にされる。

はぐされたプラスチック表面をプラスチック部品の製造
において例えば２０秒以内に連続的に生ぜしめることが
でき、それに対して化学的前処理は３０倍の時ｌ１１１
を必・）！ｆとする。

例えば酸洗いの際に生ずるような副産物は発生しない。

最後に、粘弾性または１１性プラスチツクに付着しまた
は付着しない４Ａ石から成る型が、完全にこのような旧
料から成る型と、粘弾性または塑性プラスチックと共１
ｉ’５１作用する表面だけがこのような材料から成り、
したがって例えばこのような材料で被覆されている型と
を意味するということを指摘しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラスチック部品における本発明による方法を
実施するための装置の概略図、第２図はほぐされたプラ
スチック表面の電子顕微鏡写真、第３図は処理されてい
ない表面、処理されている表面および型が見える電子顕
微鏡写真である。 ６・・・プラスチック表面 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　プラスチック表面（６）が繊維状組織を持つている
   ことを特徴とする、接着し、塗装しかつ同種および／ま
   たは別の材料で被覆するための、処理されたプラスチッ
   ク表面。 ２　プラスチック表面が１ｍｍ＾２当たり少なくとも１
   ００ないし１０００の繊維を持つていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載のプラスチック表面。 ３　プラスチック表面が１ｍｍ＾２当たり１００００以
   上の繊維を持つていることを特徴とする、特許請求の範
   囲第２項に記載のプラスチック表面。 ４　繊維の長さが少なくとも３０μｍであることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項ないし第３項のうち１つ
   に記載のプラスチック表面。 ５　繊維の長さが少なくとも１００ないし３００μｍで
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のうち１つに記載のプラスチック表面。 ６　繊維の長さが３０μｍないし３ｍｍの範囲にあるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載のプラス
   チック表面。 ７　繊維の長さが１００μｍないし１ｍｍの範囲にある
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載のプラ
   スチック表面。 ８　繊維の長さが３００μｍないし１ｍｍの範囲にある
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載のプラ
   スチック表面。 ９　ほぐされていないプラスチック表面（６）がほぐさ
   れることを特徴とする、プラスチック表面（６）が繊維
   状組織を持つ、接着し、塗装しかつ同種および／または
   別の材料で被覆するための、処理されたプラスチック表
   面の製造方法。 １０　ほぐしの方法段階が、 （ａ）粘弾性または塑性状態へほぐされていないプラス
   チック表面（６）を移しまたは部品製造により生ずるよ
   うな状態を利用すること （ｂ）多数の突出部および凹所を持つ、粘弾性または塑
   性プラスチックに付着する材料からできている型（７）
   の突出部を粘弾性または塑性プラスチック表面（６）と
   付着結合させること （ｃ）突出部に付着するプラスチックを糸引張のもとに
   連行する際に粘弾性または塑性プラスチック表面（６）
   から型（７）を引き離すこと （ｄ）固定的な非粘弾性および非塑性状態へプラスチッ
   ク表面（６）を移すこと であることを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載
   の方法。 １１　ほぐしの方法段階が、 （ａ）粘弾性または塑性状態へほぐされたプラスチック
   表面（６）を移しまたは部品製造により生ずるような状
   態を利用すること （ｂ）多数の突出部および凹所を持つ型（７）を粘弾性
   または塑性プラスチック表面（６）に押し込むことによ
   つてプラスチック表面（６）から繊維を押し出すこと （ｃ）固定的な非粘弾性および非塑性状態へプラスチッ
   ク表面（６）を移すこと であることを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載
   の方法。 １２　粘弾性または塑性プラスチックに付着する材料か
   らできている型（７）を使用する際に方法段階（ｂ）と
   （ｃ）の間で、突出部に付着するプラスチックを糸引張
   のもとに連行する際に粘弾性または塑性プラスチック表
   面（６）から型（７）を引き離す方法段階が行なわれる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１１項に記載の方
   法。 １３　型（７）が１ｍｍ＾２当たり１００ないし１００
   ０の突出部の最低密度を持つていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１０項ないし第１２項のうち１つに記
   載の方法。 １４　型（７）が１ｍｍ＾２当たり１００００の突出部
   の最低密度を持つていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１０項ないし第１２項のうち１つに記載の方法。 １５　ほぐされていないプラスチック表面（６）が加熱
   により粘弾性または塑性状態へもたらされかつ冷却によ
   り固定的な非粘弾性および非塑性状態へもたらされるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１０項ないし第１２
   項のうち１つに記載の方法。 １６　型（７）として、天然繊維、合成繊維、金属繊維
   または鉱物繊維、皮またはフェルトから成る織布が使用
   されることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項ない
   し第１４項のうち１つに記載の方法。 １７　型（７）として、鉱物、金属または有機材料から
   成る焼結材料が使用されることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１０項ないし第１４項のうち１つに記載の方法
   。 １８　型（７）として、粗いまたは表面多孔性の鉱物、
   金属または有機材料が使用されることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１０項ないし第１４項のうち１つに記載
   の方法。 １９　プラスチック表面（６）をほぐす際に粘弾性状態
   における低い表面温度の使用による型（７）の押し込み
   および／または引き離し中にこれらのプラスチック表面
   （６）のプラスチックが繊維の非常に効果的な延伸およ
   び繊維の強度の増大を受けることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１０項ないし第１２項のうち１つに記載の方
   法。 ２０　一部結晶性のプラスチック表面（６）をほぐす際
   にこのプラスチック表面（６）のプラスチックの核形成
   度が変化されることを特徴とする、特許請求の範囲第９
   項ないし第１２項のうち１つに記載の方法。 ２１　ほぐす際にポリオレフィンによつて官能基がプラ
   スチック表面（６）上に形成されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第９項ないし第１２項のうち１つに記載
   の方法。 ２２　プラスチック表面（６）が接着剤によつて別の表
   面と接着されまたはこのプラスチック表面（６）が塗装
   されまたは被覆剤で被覆されることを特徴とする、接着
   し、塗装しかつ同種および／または別の材料で被覆する
   ための、処理されたプラスチック表面の使用方法。