JPS6333429B2

JPS6333429B2 -

Info

Publication number: JPS6333429B2
Application number: JP56121553A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakajima; Michisuke Edamatsu
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1981-08-03
Filing date: 1981-08-03
Publication date: 1988-07-05
Also published as: JPS5823831A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、合成樹脂へ表面硬化液をフローコー
トする方法に関するものである。合成樹脂の表面に紫外線硬化性の（メタ）アク
リル系の硬化液を被覆させた後、紫外線を照射し
てその表面を硬化させることはよく知られてい
る。合成樹脂に硬化液を被覆する方法としては、合
成樹脂表面を硬化液中に浸漬する方法と合成樹脂
表面に硬化液をフローコート法で流下する方法と
がある。浸漬塗装法は、被塗装物全体が浸漬するだけの
硬化液槽が必要であるため、硬化液を大量に必要
とし寿命の短い硬化液のロスが大きいのに対し
て、フローコート法は液膜案内板に均一に液膜を
形成させるに必要なだけのオーバーフロー槽を設
けるだけでよいため必要とする硬化液は少量で剤
み工業的に有利な方法である。フローコート法を実施する場合、硬化液塗装効
程全域を通してその雰囲気をほこりやごみのない
清浄な状態に保つことが必要なことは勿論である
が、そのような注意を払つても尚塗装膜にメラ
（場所による厚みの不均一）や白化を発生する。本発明者等はメラや白化の発生機構について
種々検討の結果、白化やメラの発生に硬化液膜の
蒸発速度や雰囲気中の水分の影響などが大きく作
用しており、本発明で特定するような条件下で実
施する場合にのみ優れた表面硬化膜が得られるこ
とを見出したのである。即ち、本発明の要旨とするところは、合成樹脂
の表面に紫外線硬化性の（メタ）アクリル性硬化
液をフローコートによりコーテイングする方法に
於いて、硬化液温度（Ts）及び雰囲気温度
（TA）を次記の式 10℃≦Ts≦30℃ Ts＜TA、及び

【式】〔但し、は硬化液中の溶剤のモル平均潜熱
（Kcal／mol）ｓは硬化液中の溶剤の硬化液温
度に於けるモル平均蒸気圧（mmHg）である〕を
満足する条件に保つことを特徴とするフローコー
テイング法にある。本発明の方法を具体的に述べれば次の如くであ
る。被塗装物をフローコートするに先立つて予め表
面の油汚れ等を除去するために中性洗剤や稀アル
カリ水溶液で洗滌してから、温水洗滌し、しかる
徒に硬化液をフローコートする。フローコートは
被塗装物を固定するか、あるいはゆつくり引上げ
るかしながら硬化液を自由落下液膜流としつつ薄
膜化するものである。この際、落下する液膜流は
液膜の巾方向にわたつて流量速度割合を均一にす
ることが必要であり、そのためには自由落下液膜
流の流量は１cm毎に１秒間少くとも２c.c.の割合に
することが必要である。被塗装物を引上げる場合の引上げ速度は大きい
程塗装膜厚は厚くなり、小さい程薄くなる。塗装
膜厚は引上げ速度のほぼ0.5乗に比例し、引上げ
速度を変えることにより硬化膜の厚さを容易に調
整することができることを意味する。引上げ速度
の範囲としては、粘度範囲２〜20センチポイズの
一般硬化液に対しては0.2cm／sec〜1.5cm／secで
ある。このような条件でフローコートする際、硬化液
温度Tsは10℃≦TA≦30℃にすることが必要であ
る。硬化液温度（TA）が10℃未満であると硬化
液の粘度が高くなりすぎて均一な膜厚のものが得
にくくなり、又30℃を越えると硬化液の劣化が促
進されるので好ましくない。硬化液温度に関連して雰囲気温度（TA）を特
定することを重要であり、ここでいう雰囲気温度
とは、樹脂材料が硬化液の自由落下液膜との接触
から離脱する位置の上方の領域で、樹脂材料に塗
布された硬化液の溶剤成分が蒸発する領域の温度
である。雰囲気温度は硬化液温度より大きく
（Ts＜TA）、しかも雰囲気温度と硬化液温度の温
度差（TA−Ts）を

【式】の値より小さくすることが必要である。雰囲気温度を硬化液温度以下にすると、硬化液
中の蒸発した溶剤成分が凝縮し、被塗装物上の塗
膜に付着し、形成された塗膜を希釈して洗い流し
てしまうという不具合が生ずる。又雰囲気温度と硬化液温度との温度差を

【式】以上にすると、塗装されつつある膜面に雰囲気から伝わる熱の移動率が大きすぎるた
め平滑な塗膜面が得られず稿模様が発生し易くな
る。本発明で使用する硬化液は、例えば特開昭54−
97663号公報などに記載されたような紫外線で硬
化する（メタ）アクリル系の硬化液が適宜使用さ
れる。又硬化液の溶剤としては、メタノール、エ
タノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノー
ル、イソブタノール、ｎ−ブタノール等のアルコ
ール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロ
ヘキシン等の炭化水素類、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ブチルケ
トン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸イソブチル等のエステル類、エチレングリコー
ル、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ジエ
チルセロソルブ等の多価アルコールおよびその誘
導体等の溶剤およびこれらの混合溶剤が用いられ
る。本発明において用いられる被塗装物としては、
熱可塑性樹脂、例えばポリメチルメタアクリレー
ト樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリルジグ
リコールカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、
アクリロニトリルースチレン共重合樹脂（AS樹
脂）、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、
ABS樹脂、ポリエステル樹脂などから製造され
るシート状成形品、柱状成形品、筒状成形品、ロ
ツド成形品ならびに各種射出成形品などが具体例
として挙げられる。これらの成形品の内でもポリ
メチルメタアクリレート樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリアリルジグリコールカーボネート樹脂
などから製造される成形品はその光学的性質、耐
熱性、耐衝撃性などの特性を生かして使用される
場合が多く、かつ耐摩耗性改良への要求も強いの
で、これらの成形品は本発明に使用されるものと
しては特に好ましいものである。硬化液の合成樹脂成形品の表面に対する塗布量
としては、硬化液中に含まれる単量体混合物の量
あるいは目的によつても異なるが、被塗装物の表
面に形成される架橋硬化被膜の膜厚が１〜30μの
範囲になるように塗布する必要がある。これに対
応する被覆材組成物の塗布量はおよそ1.5〜300μ
の塗布被膜になるようにすればよい。合成樹脂成形品の表面に形成される架橋硬化被
膜の膜厚が1μ未満の場合には耐摩耗性に劣り、
30μをこえる場合には硬化被膜が可撓性に劣り、
クラツクなどが発生しやすくなるために成形品自
体の強度低下をきたすことがあるので好ましくな
い。塗布した被膜を架橋硬化せしめるために、メタ
ルハライドランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯また
は超高圧水銀灯などの光源から発せられる紫外線
が使用される。紫外線を照射する雰囲気としては窒素ガス、炭
酸ガスなどの不活性ガス雰囲気下あるいは空気下
でも勿論さしつかえない。照射雰囲気温度として
は常温でもよくまた基材合成樹脂成形品に有害な
変形などが生じない程度の温度にした雰囲気でも
よい。本発明の方法を使用して製造される表面に架橋
硬化被膜を有する合成樹脂成形品は表面平滑性と
美観に優れ、かつ表面硬度ないしは耐摩耗性、耐
擦傷性に極めて優れたものである。更に表面に形
成された架橋硬化被膜は透明で可撓性を有する均
一な被膜であり、基材との密着性は極めて優れ、
苛酷な条件、環境下においても被膜の剥離、亀裂
などを生じることがなく、有機窓ガラス、照明器
具カバー、反射鏡、鏡、眼鏡用レンズ、サングラ
ス用レンズ、光学用レンズなどの用途に極めて有
用である。第１図は本発明の実施の１態様を示す装置の全
体図であり、第２図は第１図に塗装部分の上面図
である。第１〜２図は平板の片面を塗装する場合
のものである。第１〜２図中の１は被塗装物であ
る。第１〜２図に示すような装置においては、硬化
液は硬化液槽２にいつたん貯められ、液膜案内板
３に沿つて流下する。液膜案内板３から離れた液
膜は塗布膜４の中を自由落下し底部から硬化液回
収槽９に排出される。この中の硬化液は再びポン
プ１１によつて硬化液槽２に供給される。ポンプ
１１と硬化液槽２の間に流量制御弁１３を設ける
ことにより液膜案内板３上には流量が一定した定
常的な液膜流が形成される。ポンプ１１の吐出側
に設けたフイルタ１２により硬化液中の異物が除
去される。また図示してないが硬化液の温度を調
整する必要のあるときは、ライン中に熱交換器を
設けることも出来る。硬化液揮発成分である希釈剤の追加補給のため
の仕込みは供給斗１０より行なう。被塗装物１は被塗装物吊具８を介して被塗装物
保持具７に懸架されて昇降機６により上下移動す
る。被塗装物固定具５は被塗装物１を液膜案内板３
の吐出端近傍に位置せしめるための保持部品であ
り、塗布液槽４に固定して取り付けてもよいが、
別個フレームに固定してもよい。更に被塗装物固
定具５は液膜流が被塗装物１に当つて被塗装物の
裏側（液膜案内板３の反対側）の面に廻り込むの
を防止する作用をもなすものである。被塗装物１が昇降機６により、所定の速度で上
方に移動することにより、液膜流と被塗装物が接
触開始している位置から、被塗装物１の塗装面が
順次離脱して塗膜が形成される。第３図及び第４図の平板の両面を塗装する場合
の例を示すものであつて液膜案内板３及び硬化液
槽２を被塗装物１の両側に設けたものである。以下実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。実施例１トリメチロールエタントリメタクリレート30重
量部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート
10重量部、ｎ−プロピルアルコール30重量部、ト
ルエン30重量部、ベンゾインエチルエーテル２重
量部からなるメタクリル樹脂板の表面硬化処理用
の硬化液を第１図に示す装置の硬化液回収槽に仕
込んで運転した。硬化液の粘度は25℃で3.5セン
チポアズである。液膜案内板の巾は500mm、傾斜
角度は水平方向に対して下向きに35゜である。流
量は流量制御弁によつて液膜流の１cm巾当り７
c.c.／secの割合に保つた。又硬化液や硬化液槽周
辺の雰囲気温度は第１表に示すようにそれぞれ20
℃および26℃とした。この条件における混合溶剤のモル平均潜熱と
モル平均蒸気圧は第１表に示す通りである。一方、ネジ式昇降機に吊具を介して取付けた板
厚３mm、板巾550mm、板長さ400mmのメタクリル樹
脂板を液膜案内板の液吐出端から略々10mm離れた
ところに位置するように、被塗装物固定具を設
け、この被塗装物固定具に沿つて、該樹旨板0.7
cm／secの速度で上方に引上げた。次いでベルト
コンベヤーの上に該樹脂板を載せて窒素雰囲気中
で5KWの高圧水銀灯で塗膜を硬化した。得られ
た片面塗装板の塗装面は、厚み斑や流れ模様のな
い極めて平滑性のよいものであつた。塗装板の硬
化後の膜厚を電子顕微鏡により測定したところ、
その厚みは3.8μｍであつた。比較例１雰囲気温度を16℃とした以外はすべて実施例１
と同じ条件により片面塗装板を得た。得られた塗
装面にはマダラ模様があり、凝縮した溶剤の流れ
た跡が多数みられた。比較例２雰囲気温度を34℃とした以外はすべて実施例１
と同じ条件により片面塗装板を得た。得られた塗
装面には稿状のギアーマークが多く発生した。実施例２硬化液の溶剤成分をイソブタノール24重量部、
トルエン36重量部とした硬化液を用いて実施例１
と同じ方法により塗装板を得た。ただしこの時の
雰囲気温度および硬化液温度は第１表に示す通り
である。又この条件における混合溶剤のモル平均
潜熱およびモル平均蒸気圧は第１表に示す通り
である。得られた塗装板は平滑性に優れたもので
あつた。比較例３雰囲気温度を10℃にした以外は実施例２と同じ
条件により片面塗装板を得た塗装面にはマダラ模
様の発生が認められた。比較例４雰囲気温度を35℃にした以外は実施例２と同じ
条件により片面塗装板を得た。塗装面にはギヤー
マーク状の厚み斑が認められた。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するのに好適な一
例を示す全体図、第２図は第１図の塗装部分の上
面図、第３図は他の装置の塗装部分の縦断面図、
第４図は第３図の部分上面図であり、第１〜４図
において、１は被塗装物、２は硬化液槽、３は液
膜案内板、４は塗布液槽、５は被塗装物固定具、
６は昇降機、７は被塗装物保持具、８は被塗装物
吊具、９は塗料回収槽、１０は供給斗、１１は
塗料ポンプ、１２はフイルタ、１３は流量制御弁
をそれぞれ表わす。

Claims

【特許請求の範囲】１合成樹脂の表面に紫外線硬化性の（メタ）ア
クリル系硬化液をフローコートによりコーテイン
グする方法において、硬化液温度（Ts）及び雰
囲気温度（TA）を次式 10℃≦Ts≦30℃、 Ts＜TA、及び【式】〔但し、式中、は硬化液中の溶剤のモル平均潜
熱（Kcal／mol）、ｓは硬化液中の溶剤の硬化
液温度におけるモル平均蒸気圧（mmHg）であ
る。〕を満足する条件下に保つことを特徴とするフロー
コーテイング法。