Productos de plástico tratados superficialmente
Descripción general
 Excelente dureza de la superficie, proporcionando vehículos, barcos, ventanas de aviones, etc., espejos, productos ópticos tales como lentes, un material adecuado como un disco óptico excelente o similar sobre la dureza de la superficie. ] En la superficie del plástico proporcionado una película de polimerizado de plasma tal como acrilato de etilo en forma de una capa adhesiva, los que tienen una capa de revestimiento duro que comprende una película de plasma polimerizado de compuesto de silicio en el mismo.
Campo técnico
La presente invención, resistencia al rayado, resistencia a la abrasión, resistencia química, etc. características superiores de carga, varios materiales ópticos, materiales de grabación ópticos, de un molduras de plástico preferidas cristales.
Antecedentes
productos de plástico, en especial de policarbonato, que hizo esos materiales plásticos transparentes tales como metacrilato de polimetilo, vehículos, barcos, como material sustituto de vidrio decorativo o inorgánico en los campos de la construcción de aviones, también Plastics aprovechando su transparencia Espejos, lentes, varios otros materiales ópticos, materiales de grabación óptica y similares.
Mientras tanto, generalmente de material plástico, de fácil dañar la superficie, el material plástico transparente con el fin de evitar una reducción en la degradación y la transparencia de la estética debido a un rasguño, tratamiento de recubrimiento duro en la superficie del mismo, a saber pintura transparente de alta dureza Ha sido hecho. Existen aproximadamente dos métodos conocidos para aplicar estas pinturas de capa dura. Después de un revestimiento con solución, un termoestable o húmedo fotocurado método de recubrimiento, (resina de melamina, resina de uretano, resina alquídica, UV curable basado en acrilato y similares) orgánico como la base de silicio (organosiloxano) Ahí El otro es un método de recubrimiento seco tipificado por un método de deposición al vacío, un método de pulverización catódica, un método de CVD por plasma, un método de polimerización por plasma y similares.
En el método húmedo, es familiar para el material plástico de la película, y dado que el estrés intrínseco de la película es pequeño, la adhesión a la superficie de plástico es buena. Sin embargo, la mala densidad de la película, carente en comparación con la resistencia al rayado de vidrio que se ha utilizado convencionalmente, por ejemplo, para su uso en la ventana de cristal de elevación del automóvil, no fue prácticamente suficiente.
En el método de bombardeo iónico, se usa una sustancia inorgánica tal como SiO2 como diana y se realiza bombardeo iónico. Este método es posible impartir una dureza suficiente a la propia película, adhesión suficiente cuando los materiales y plásticos inorgánicos conocidos materiales tales como SiO2 es pobre, sin embargo, más gruesa porque el estrés intrínseca es la película de gran sí No puedo ganar fuerza. También cuando el espesor de la película es delgada, debido a la influencia de la dureza de la superficie de plástico como sustrato, la mala capacidad de prevenir arañazos incluso alta dureza de la película en sí.
En el método de CVD por plasma, por ejemplo, se usa gas SiH4, y se forma una sustancia inorgánica tal como SiO2 usando N2O o similares como fuente de oxígeno. Sin embargo, de manera similar al método de bombardeo iónico, dado que la afinidad entre los materiales inorgánicos y los materiales plásticos es deficiente, no se puede obtener una fuerza de adhesión suficiente aumentando el grosor. También cuando el espesor de la película es delgada, debido a la influencia de la dureza de la superficie de plástico como sustrato, la mala capacidad de prevenir arañazos incluso alta dureza de la película en sí.
En el método de evaporación a vacío, por ejemplo, se usa un método en el que el SiO2 se evapora por calentamiento bajo una atmósfera de O2 y se evapora en la superficie del plástico. Sin embargo, la película depositada tiene problemas tales como una densidad inferior de la película y una adhesión a la superficie del plástico en comparación con la película pulverizada. El método de polimerización de plasma, un monómero orgánico basado en Si, por ejemplo, un monómero tal como tetrametoxisilano excitado por descarga luminiscente, deposición de la superficie de material plástico. En este método de formación de película, es posible obtener una película que tenga una adhesión considerablemente excelente y una alta dureza para el material plástico seleccionando el tipo de monómero y la condición de formación de la película.
Tarea de solución
Sin embargo, la buena plasma adhesión polimeriza película inmediatamente después de la formación de la película, incluso cuando se usa como un reemplazo o similares del cristal de la ventana, la luz solar debido a los rayos ultravioleta o calor, también para recibir el efecto del agua por la lluvia, que conserva una suficiente adherencia a largo plazo Fue imposible.
Solución
Como resultado de intensos estudios para resolver el problema técnico, el presente [inventor] ha alcanzado la invención que tiene la siguiente constitución. Es decir, la presente invención reside en un producto plástico tratado superficialmente que tiene los siguientes recubrimientos A y B laminados en la superficie en este orden.
A. El monómero representado por la fórmula general (I)
CH2 .DCR.CRCOOR '(I)
(Donde R es hidrógeno o un grupo alquilo, y R 'es un grupo alquilo), y tiene un espesor de 0,1 μm y 10 μm.
B. Una película de revestimiento de polimerización de plasma formada por polimerización de plasma de un compuesto de silicio y que tiene un espesor de 0,1 \\ mu my 10 \\ mu m.
La presente invención proporciona primero la Una película sobre la superficie del producto de plástico. Los compuestos preferidos que pueden ser utilizados como materia prima de una película, pero puede ser cualquier dispositivo incluido en la fórmula general (I), preferiblemente, por ejemplo, acrílico Acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y similares. Estos compuestos pueden usarse solos, o dos o más de ellos pueden usarse en combinación.
Entonces no está particularmente restringido sino que incluye el material compuesto de silicio de la película B, preferiblemente, un compuesto de silicio que contiene un átomo de carbono o un compuesto de silicio que contiene un átomo de carbono y un átomo de oxígeno o un átomo de nitrógeno, la relación atómica de carbono / silicio 0.1 3 es preferible. Si es menor que el rango anterior, la fuerza adhesiva es pequeña, y si es mayor a ese rango, no se puede obtener suficiente resistencia a la abrasión. Como compuestos específicos, preferiblemente por ejemplo disiloxano 1,1,3,3-tetrametil, disilazano 1,1,3,3-tetrametil disiloxano, pentametil, hexametildisiloxano, hexametildisilazano, Heputamechiruji silazanos, 1,3-dimetoxi-tetrametildisiloxano, disiloxano de 1,3-dietoxi, hexametilciclotrisiloxano, hexametilciclotrisilazano, 1,1,3,3,5,5 hexametil trisiloxano, 1 , 1,1,3,5,5,5 heptametiltrisiloxano, octametiltrisiloxano, 1,3,5,7 tetrametilciclotetrasiloxano, octametilciclotetrasiloxano, 1,1,1,3,5 , 7,7,7 octametiltetrasiloxano, 1,1,3,3,5 5,7,7 octametilciclotetrasilazano, tris (trimetilsiloxi) silano, decametiltetrasiloxano, etc., o el siguiente general (II)
R1 n SiR24-n (II)
Como se muestra en la FIG. En donde R1 es un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo arilo, un grupo halógeno, un grupo amino, un grupo mercapto, un grupo ciano, isociano, un grupo vinilo, un grupo metacriloxi, un grupo epoxi, uno seleccionado de un grupo hidrocarburo que tiene un grupo glicidoxi o Puede contener dos o más tipos y puede contener átomos de cloro y flúor. R2 es un átomo de hidrógeno, un grupo alcoxi, un grupo alcoxialcoxi, un grupo fenoxi, es n es uno o o más seleccionados del grupo acetoxi y un átomo de cloro es 0 4. Los ejemplos específicos incluyen metiltriclorosilano, dimetildiclorosilano, trimetilclorosilano, metilsilano, dimetilsilano, trimetilsilano, tetrametilsilano, tetrametoxisilano, metiltrimetoxisilano, dimetildimetoxisilano, trimetilmetoxisilano, tetraetoxisilano, metilo Trietoxisilano, dimetildietoxisilano, trimetiletoxisilano y varios otros compuestos. Estos compuestos de silicio pueden usarse solos, o dos o más de estos pueden usarse en combinación. Vaporizado a la temperatura normal tiende compuestos para la polimerización con plasma se lleva a cabo en se prefiere el estado de fase de gas de estos compuestos, como compuestos que primero vaporizado por calentamiento, puede ser utilizado por apropiadamente calentar el compuesto y el aparato de polimerización. Para aumentar el contenido de oxígeno en la película, se puede mezclar O2 o N2O o similares como fuente de oxígeno en estos materiales.
En el caso de formar el revestimiento B sobre el revestimiento A, es deseable formar una película de forma continua en la misma cámara desde el punto de vista de mejorar la adhesión. La fórmula general (a veces denominado en lo sucesivo capa de recubrimiento duro) película plasma polimerizado de compuesto representado por la película de polimerización por plasma (en lo sucesivo a veces se denomina capa de adhesivo) compuesto productos de plástico de silicio se formó en (I) para formar Si se permite que, capa de revestimiento duro que tiene alta dureza para ser formado está unido al plástico firmemente adherido sobre la capa adhesiva, por otra parte un sustrato a través de la buena adherencia del recubrimiento plástico producto capa orgánica adherencia. Por lo tanto, se mejora la adhesión de la capa de revestimiento duro al sustrato de plástico, y se puede mejorar notablemente la durabilidad en condiciones expuestas a la luz solar y al agua de lluvia.
El espesor de la película polimerizada con plasma que forma la capa adhesiva es de 0,1 \\ mu m 10 \\ mu m, preferiblemente de 0,5 \\ mu m 3 \\ mu m. En el caso de 0.1μm o menos, es imposible obtener una adhesión suficiente cuando se les permite formar un plasma capa de recubrimiento duro película polimerizado sobre la capa adhesiva, también tiende grietas supera 10 [mu] m. El espesor de la película polimerizada con plasma que forma la capa de revestimiento duro es de 0,1 \\ mu m 10 \\ mu m, preferiblemente de 0,5 \\ mu m 5 \\ mu m. Cuando el espesor es de 0,1 μm o menos, no se puede obtener una resistencia a la abrasión suficiente, y cuando excede de 10 μm, es probable que se produzcan grietas.
La presente invención se describirá específicamente con referencia a ejemplos, pero la presente invención no se limita a los siguientes ejemplos a menos que vaya más allá de su esencia.
Ejemplo 1
sustrato de resina de policarbonato (Tsutsunakapurasuchikkukogyo fabricado Co.) se puso en un aparato de polimerización de plasma de placas paralelas en el cátodo en el bajo vacío, se ajustó mantenimiento de la presión a 200mTorr mientras pasa a ácido acrílico Mechirugasu a un caudal de 30 SCCM, 110 kHz, 0 Se formó una película de polimerización de plasma sobre la superficie del sustrato durante 60 minutos aplicando una potencia de baja frecuencia de 1 W / cm ^ {2} y descargando el plasma. Durante la polimerización por plasma, el sustrato se llevó a cabo de temperatura de aproximadamente 80 ° C. (la temperatura del sustrato se hace referencia en el presente documento es la temperatura de las superficies de cátodo sustrato colocado, se entenderá que la temperatura de toda la temperatura del sustrato en la polimerización de plasma a continuación) . El espesor de la capa adhesiva formada fue de 0,85 μm.
A continuación, después suficientemente evacuación de la cámara, y el ajuste de la presión de mantenimiento a 150mTorr mientras pasa bajo reducida gas hexametildisiloxano presión y gas N2O en una relación molar de 1: 2, 110 kHz, bajo 0,5 W / cm @ 2 El plasma se generó aplicando una potencia de frecuencia para descargar, y la superficie del sustrato se sometió a tratamiento con plasma durante 40 minutos. Durante la polimerización con plasma, la temperatura del sustrato se mantuvo a aproximadamente 80ºC. El espesor de la película de la capa de revestimiento dura formada fue de 4,2 μm.
Ejemplo comparativo 1
La polimerización en plasma de gas hexametildisiloxano y gas N2O se llevó a cabo en las mismas condiciones usando el mismo sustrato y aparato que en el ejemplo. Los sustratos tratados con la superficie obtenidos en los Ejemplos y en los Ejemplos Comparativos se sometieron a las siguientes pruebas características y los resultados se resumen en la Tabla 1.
Artículo y método de prueba característicos
1. Adhesión inicial de la película
Se realizó una prueba de adhesión de corte cruzado. Aquí, el ensayo de adhesión de corte transversal decir, Cross cortar líneas a la superficie de la película alcanza el sustrato a intervalos de 1 mm por cuchillo de acero, a continuación, una cinta de celofán (Nichiban Co., Ltd., anchura 24 mm) así pone en contacto cercano, 90 ° Dirección Para despegar rápidamente, y verificar la presencia o ausencia de peeling. Cada muestra se probó y se mostró la cantidad de hojas sin pelar.
2. Resistencia a los arañazos
(1) resistencia al rayado de lana de acero
La superficie del sustrato tratada superficialmente se frotó con # 000 lana de acero,
○ Sin rasguños al frotar fuertemente
△ araña levemente los arañazos
× arañazos incluso si se frota débilmente
.
(2) prueba de abrasión Taber
De acuerdo con ASTMD1044, desgaste de la muela CS 10F, la ΔHaze antes y después de la prueba en el desgaste el número 500 veces se ensayaron bajo una carga de 500 g medido. Aquí, la definición de ΔHaze es
ΔHaze = Haze antes de la prueba de Haze después de la prueba
.
3. Prueba de resistencia al clima
Utilizando un medidor de clima (WE SUN HC fabricado por SUGA), se realizó una prueba de adhesión mediante prueba de corte transversal después de la prueba durante un tiempo determinado de acuerdo con JIS A 1415. La cantidad de hojas que no se despegaron se muestra en la tabla.
Efecto de la invención
De superficie de productos de plástico tratados resistencia al rayado de la presente invención, la resistencia, resistencia química, excelente propiedad de carga de desgaste, que es adecuado para utilizar diversos materiales ópticos, materiales de registro óptico, el cristal de la ventana o similares.
Reclamo
Reivindicación 1 Un producto de plástico tratado superficialmente obtenido laminando los siguientes recubrimientos A y B en la superficie en este orden. A. El monómero representado por la fórmula general (I)
Reivindicación CH2 = CRCOOR '(I) (en la que R es hidrógeno o un grupo alquilo, R' es un grupo alquilo) está formado por polimerización por plasma, espesor de la película de polimerización de plasma es 0,1 [mu] m 10 [mu] m. B. Una película de revestimiento de polimerización de plasma formada por polimerización de plasma usando un compuesto de silicio como monómero y que tiene un grosor de 0,1 \\ mu m y 10 \\ mu m.
Superficie tratada producto plástico según la reivindicación 1 monómeros para formar la reivindicación 2 B recubrimiento de la relación atómica de carbono / silicio, caracterizado porque en el rango de 0,1 3.
Superficie tratada producto de plástico según la reivindicación 1, monómeros polimerizados en plasma de revestimiento según la reivindicación 3 B se caracteriza porque un compuesto de silicio que contiene átomos de carbono y de oxígeno.
Application number :1994-001870
Inventors :三菱化成株式会社
Original Assignee :生原功、佐藤佳晴、山口由岐夫