树脂模制品的表面处理方法.pdf

本发明的目的是提供一种树脂模制品的表面处理方法，该方法提高了不易印刷及不易涂敷的树脂模制品的表面与油墨以及与涂料的粘合强度，并且，不损害树脂模制品的尺寸精度。具体方法是，将不易印刷及不易涂敷的树脂模制品与磨石、水加入处理槽内，使其作旋涡状流动，通过使树脂模制品与研磨石冲撞，可将树脂模制品表面的十点平均粗糙度粗糙化处理到10μm～40μm。

1.  一种树脂模制品的表面处理方法，其特征在于，将不易印刷及不易涂敷的树脂模制品与磨石、水加入处理槽内，使其作旋涡状流动，使该树脂模制品与该磨石冲撞，将该树脂模制品的表面的十点平均粗糙度粗糙化处理到10μm～40μm。

2.  如权利要求1所述的树脂模制品的表面处理方法，其特征在于，所述树脂模制品以聚甲醛树脂为主要成分。

树脂模制品的表面处理方法
                              技术领域
本发明涉及一种不易印刷且不易涂敷的树脂模制品的表面处理方法。
                              背景技术
对于以聚甲醛模制品为代表的不易印刷且不易涂敷的树脂模制品，在对其表面施行印刷及涂敷时，目前的方法是，预先对树脂模制品的表面进行活性化处理。
该表面处理，由于采用以往的砂纸处理等机械的表面处理方法，得不到充分的涂料等的粘合强度，所以采用电晕放电处理、短波紫外线处理、等离子蚀刻法处理和框架处理等的对表面进行化学改性处理(例如，参照非专利文献1)。
【非专利文献1】聚合塑料(Polyplastics)，技术支持，[在线]，2002年，[2003年8月20日检索]，因特网：
<URL：http：/www.polyplastics.com/jp/support/tech/treat/Tecin_treat.html>
但是，现有的化学处理方法，存在价格太高且需要大规模设备的缺点。
另外，现有的处理方法，在树脂模制品为具有圆柱形或圆筒形等曲面的复杂形状时，就难于得到均一的表面处理状态。此外，还有处理条件难于控制，得不到所要求的充分的涂料等的粘合强度的缺点。
又，在处理过程中由于发热，模制品会变形。特别是对于尺寸精度要求高的精巧模制品，不适于使用现有的化学改性处理方法。
                              发明内容
本发明的树脂模制品的表面处理方法，是将不易印刷且不易涂敷的树脂模制品与磨石、水加入处理槽内，使其作旋涡状流动，使该树脂模制品与该磨石冲撞，将该树脂模制品表面粗糙化处理，使其十点平均粗糙度为10μm～40μm。
另外，上述树脂模制品以聚甲醛为主要成分。
采用本发明的树脂模制品的表面处理方法，对于不易印刷且不易涂敷的树脂模制品，使用简单的设备，即可高效率地得到适合于印刷和涂敷的表面状态。
而且，这种表面处理，由于不使树脂模制品上升到很高的温度，所以不会因为热变形而损害树脂模制品的尺寸精度。
由此，能够提高不易印刷且不易涂敷的树脂模制品的印刷、涂敷粘合强度，同时不会发生变形或弯曲，可得到高精度的成品。
另外，因为树脂模制品的主要成分使用聚甲醛，所以可获得既能够实施美观印刷和涂敷，又具有高精度尺寸的成品。
                            具体实施方式
通常，对于不易印刷且不易涂敷的树脂模制品，在对其表面进行印刷或涂敷时，为了确保印墨或涂料等的粘合强度，要对表面进行活性化处理。
所谓不易印刷且不易涂敷的树脂模制品，是指若只进行脱脂或砂纸处理一类的单纯的机械表面处理，不能进行具有良好粘合强度的印刷或涂敷的树脂模制品。
例如，可举出：聚烯烃树脂(乙烯、丙烯等)等的树脂模制品，因为是疏水性分子结构，其表面能量低，印刷性及涂敷性能低劣，还有，聚甲醛系树脂等的树脂模制品，由于结晶度高、耐溶剂性优异而印刷性、涂敷性能不理想。
其中，由具有代表性的工程塑料的聚甲醛树脂所形成的模制品，多用于形状复杂、要求高精度尺寸的部件，特别适用于树脂模制品的温度不必太高，不会发生热变形的本发明的场合。
再有，聚甲醛树脂可单独，也可和其它树脂配合(混合)成型为模制品，但以含有50％以上聚甲醛树脂的物质—以聚甲醛树脂为主要成分的树脂材料—该树脂材料为对象，能够更显著地提高粘合强度，从这方面考虑比较理想。
也就是说，即使聚甲醛树脂不足50％，当然也适用本发明的表面处理方法，也能够发挥优异效果，但混入的其它的树脂，若是印刷性及涂敷性优异的物质，则不好判断本发明的独自作用所产生的效果。
本发明的不易印刷及不易涂敷的树脂模制品的表面处理方法，是通过将不易印刷及不易涂敷的树脂模制品和磨石、水加入到处理槽内，使它们作旋涡状流动，使树脂模制品和磨石冲撞，由此，将树脂模制品表面的十点平均粗糙度粗糙化活化处理到10μm～40μm。
具体地说明，本发明的表面处理方法是在表面处理装置(涡流桶)内进行，所述表面处理装置包括固定状的外槽，和配置在该外槽内可以自由旋转的盘状的旋转体。该旋转体作为旋转处理槽，所述旋转处理槽具有水平面状的底部和从底部延伸至外槽的上端部附近的圆锥形状的壁部，将树脂模制品、磨石和水加入该旋转处理槽内，使旋转处理槽旋转一定的时间，在旋转处理槽内使树脂模制品、磨石和水作旋涡状流动，进行模制品表面的粗糙化处理。
使树脂模制品和磨石在水的存在下(在水中)冲撞，将树脂模制品地表面进行粗糙化处理(活性化)，给予其良好的印刷性和涂敷性。又，粗糙化处理的程度，是将JIS B 0601[表面粗糙度的定义以及表示]所定义的十点平均粗糙度(Rz)处理成10μm～40μm。
十点平均粗糙度若不足10μm，则印刷或涂敷时的粘合性不足。又，若是超过40μm由于粗糙化处理过度，会给印刷、涂敷的涂平带来不良影响，难以得到有足够光泽的印刷面和涂敷面。
对表面处理装置进行具体说明，则其结构为：旋转处理槽与电动机连动连接，可沿铅直轴心方向进行旋转。另外，从旋转处理槽的底部延伸到外槽的上端部附近的筒状的壁部向上方成扩径状，旋转处理槽作成盘状。
通过旋转处理槽沿铅直轴心方向进行旋转，使加入到旋转处理槽内的物质(树脂模制品、磨石、水)作旋涡状流动。该流动使树脂模制品与磨石产生相对运动差，该相对运动差使它们相互冲撞，从而对树脂模制品的表面进行均一地粗糙化处理，提高其印刷性和涂敷性。
旋转处理槽的容积，例如，可以是40～400立升，旋转处理槽的旋转圆周速度设定为200m/min～500m/min。
加入的树脂模制品，例如，可以是注塑成形或压缩成形等加工完成的模制品，其形状没有特别的限定，可以是平板状、立方体、圆柱、圆筒、多边形柱体、球形、椭圆形、齿轮状及这些形状的组合的加工制品。
另外，树脂模制品单个的体积(大小)没有特别的限定，在旋转处理槽的容积为40～400立升的情况下，树脂模制品单个的体积为10cm³～2000cm³左右。
树脂模制品的加入量，以所加入槽(旋转处理槽)的容量(容积)的1～25％为宜。
例如，磨石以SiO₂、AL₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃及CaO为主要成分，扁平(高度较低)三棱柱—三角饭团形状，边长为3mm～5mm，高为3mm～15mm。磨石的形状，不限于三棱柱，可以是四棱柱或五棱柱以上的多棱柱，而且也不限于棱柱形状，也可为锥体形状。
另外，磨石的加入量，以所加入槽(旋转处理槽)的容量(容积)的15％～35％为宜。
树脂模制品和磨石的加入量若超过上述的上限值，则流动性不好而得不到所要求的表面的尺寸，另外，会变得不均一；若不足下限值，处理量少，效率低。
加入的水，有润滑水的机能，具有保持树脂模制品和磨石的良好的流动性的作用，和防止磨石过度磨耗的作用。
水的加入量，以所加入槽(旋转槽)的容量(容积)的10％～25％为宜
再有，本发明的表面处理方法，在树脂模制品的表面有污垢、油分附着时，可加入防止阻塞用的混合物。混合物能够除去附着在树脂模制品、磨石表面的油分和污垢，保持树脂模制品、磨石表面的清洁，从而防止阻塞。作为混合物，有以高级脂肪酸酰胺、碳酸盐为主要成分的LC-2(株式会社チツプトン生产)。
又，混合物的加入量，以所加入槽(旋转处理槽)的容量(容积)的0.01％～0.25％为宜。
如上所述，若以旋转处理槽的容量为100，则树脂模制品为1～25，磨石为15～35，水为10～25。也就是说，总加入量在旋转处理槽的约八成以下。
本发明的表面处理方法，以加入的水为介质，使树脂模制品和磨石作涡流接触，藉此，不会因温度上升发生的热变形而导致树脂模制品的尺寸精度恶化(降低)，可以将树脂模制品表面按所规定的值，并且，均一地进行粗糙化处理(活性化)。
又，本发明的处理方法较以往的机械处理方法更有效率，且可以使所有的树脂模制品的粗糙度均一。再有，可以低成本地获得其粘合强度较以往的化学方法高的表面状态。
如上所述，之所以可以获得较以往更为优异的粘合强度，是因为，其机械地形成新的活性表面的作用远远优于以往的机械处理方法的缘故。
又，根据本发明，可得到比以往的化学处理方法高的粘合强度，所以在印刷或涂敷时，无需原本用于提高粘合强度所需的(通常100℃以上的)高温烘烤。这样，就能够防止由于高温烘烤而引起的树脂模制品的加热变形，也就不会降低尺寸精度。即，采用本发明的方法，可以有效地防止在印刷以及涂敷工序中的尺寸精度降低的问题。
下面进一步对在表面处理工序之后所进行的印刷以及涂敷工序进行说明，例如，使用由主剂和硬化剂所组成的印刷油墨或涂料，对经过表面处理工序的树脂模制品进行印刷或涂敷。然后，在室温(20℃)～70℃以下的温度下使其干燥、硬化(干燥硬化工序)，得到实施印刷或涂敷的树脂模制品。更加理想的是，在干燥硬化工序中，将温度的上限定在50℃以下。
若温度低于该下限值，则印刷油墨的干燥、硬化不充分，就不容易得到所要求的粘合强度。若超过上限值，又担心会使树脂模制品发生热变形而降低尺寸精度。
对充分硬化的干燥硬化工序的时间，虽然要根据印刷油墨和涂料的种类设定，但较好的是，在室温20℃下设定为40～55小时左右，在70℃下，设定为10min～60min左右
实施例
下面是采用了本发明的表面处理方法的具体实施例(实施例1～实施例6)，其中，关于印刷粘合强度、树脂模制品的变形度、印刷面的光泽的评价如表1所示。为了与其进行比较，在表1中，还显示了比较例1～比较例7。
表1