(57)【要約】  非極性ポリマー（４）からなるポリマー成形品（５）の表面を修飾するための射出成形方法であって、少なくとも１つの非極性層（２）と、少なくともこの第１層とは異なる表面特性を有する第２層（３）とを有する多層フィルム（１）をバック射出成形する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー（４）を含む非極性ポリマー成形体（５）の表面を修飾するための射出成形方法であって、少なくとも１つの非極性第１層（２）と、少なくとも前記第１層とは異なる表面特性を有する第２層（３）とを有する多層フィルム（１）をバック射出成形し、前記非極性第１層（２）は、前記ポリマー成形体（５）のポリマー（４）の側を向いている方法において、前記第２層（３）のポリマー組成は、前記第２層（３）が接着剤として適していて、とりわけ、熱溶融性組成物として溶融可能でかつ再硬化可能であるように選択されていることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記第２層（３）は極性特性を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記第２層（３）は、極性ポリマーを含み、好ましくは、ポリアミド、コポリアミド、ポリエステル、コポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル・ブロック・アミド、アクリレートまたはポリカーボネートからなる群の極性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形方法。
【請求項４】
前記第２層（３）は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマーとポリカーボネートとの配合物、ポリメチル・メタクリレート、ポリ塩化ビニルもしくはポリスチロール、もしくは、これらの混合物およびこれらのコポリマーを含む、または、これからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形方法。
【請求項５】
前記バック射出されるポリマー（４）はポリプロピレンを含み、または、ポリプロピレンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形方法。
【請求項６】
前記第１層（２）は、非極性ポリマー、好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオキシメチレン、エチル酢酸ビニル、スチロール・ブロック・コポリマー、イオノマー、オレフィン、ゴム、または、これらのプラストマーおよびコポリマーを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形方法。
【請求項７】
前記第１層（２）と前記第２層（３）との間に、少なくとも１つのさらなる層が存在することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形方法。
【請求項８】
少なくとも１つの非極性第１層（２）と、第２層（３）からなる多層フィルムであって、前記非極性層（２）は、３５ｍＮ／ｍ未満の表面応力を有し、前記第２層（３）は、３７ｍＮ／ｍを上回る表面応力を有する多層フィルムにおいて、前記第２層（３）のポリマー組成は、前記第２層（３）が接着剤として適していて、とりわけ、熱溶融性組成物として溶融可能でかつ再硬化可能であるように選択されていることを特徴とする多層フィルム。
【請求項９】
前記第１層（２）は、非極性ポリマー、好ましくはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオキシメチレン、エチル酢酸ビニル、スチロール・ブロック・コポリマー、イオノマー、オレフィン、ゴム、または、これらのプラストマーおよびコポリマーを含むことを特徴とする請求項８に記載の多層フィルム。
【請求項１０】
前記第２層（３）は、極性ポリマーを含み、好ましくは、ポリアミド、コポリアミド、ポリエステル、コポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル・ブロック・アミド、アクリレートまたはポリカーボネートからなる群の極性ポリマーを含み、特に好ましくはＡＢＳ、ＡＢＳとポリカーボネートとの配合物、ポリアミドもしくはポリウレタン、または、これらの混合物を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の多層フィルム。
【請求項１１】
前記第１層（２）と前記第２層（３）との間に、少なくとも１つのさらなる層が存在することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の多層フィルム。
【請求項１２】
ポリマー成形品（５）を製造するためのバック射出方法中、とりわけ請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法中での、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の多層フィルムの使用。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出成形方法により製造された成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非極性ポリマーからなる成形体の表面を修飾するための射出成形方法、これに適した多層フィルムおよび表面が修飾されたポリマー成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレンおよび強化ポリプロピレンは、割安で射出成形品にしばしば採用されるプラスチックである。ポリプロピレンが非極性特性を有することにより、射出成形品のさらなる加工または精密加工は、大抵の場合、前処理なしでは不可能である。とりわけ、接着およびラッカー塗りの場合には前処理が必要で、これなしでは接着剤およびラッカーが表面上に十分に付着し続けない。
【０００３】
非極性表面、とりわけポリプロピレン表面の表面応力を高めるために、様々な方法が公知である。
【０００４】
一方では、この表面は、放電（コロナ放電またはプラズマ放電など）により修飾可能である。例えば、ＤＥ３３４０３８１号は、いかにして、ポリプロピレンの表面をコロナ放電処理により修飾可能であるかを記載している。
【０００５】
さらなる可能性は、攻撃的な媒体で表面を活性化させることである。これには、酸によるエッチング、オゾン分解、フッ素化または溶剤での膨潤化が含まれる。例えば、ＣＡ８７６６６６号、ＵＳ５３０２４１８号またはＵＳ５２００２７４号は、様々な処理を記載している。さらに、この表面は、分散剤、ポリマーおよび下塗り剤の塗布によっても修飾可能である。これは、例えばＤＥ１０２５００６７号、ＥＰ１１９０００８号、ＤＥ１０２３９７６２号またはＥＰ１０３７７１７号に記載されている通りである。
【０００６】
さらなる公知の方法は、表面の火炎処理または充填剤の採用である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、これらの方法の大きな欠点は、製造プロセス中に追加的な工程が必要であるという点である。さらに、追加のかつ部分的にコスト高の器械、および、高価な追加的な器械が必要である。とりわけ、酸や溶剤での表面処理では、これに加えて環境に対する負荷が高くなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、これらの公知の欠点を回避し、とりわけ、非極性ポリマーからなるポリマー成形品の表面を、可能な限り少ない方法工程で変更できるようにする射出成形方法を提供することにある。この目的は、請求項１に記載の方法により達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の方法では、少なくとも１つの非極性第１層と、第１層とは少なくとも表面特性が異なる第２層とを有する多層フィルムをバック射出する。
【００１０】
フィルムのバック射出自体は公知の技術であり、まず、射出成形ツールの空洞部中にフィルムを挿入し、または射出成形用鋳型上にフィルムを張る。このフィルムを空洞部中に押し入れ、空洞部の形状にしたがって変形させる。続いて、ポリマーを空洞部中に射出する。ここで、ポリマー側を向いているフィルムの面が、ポリマーと結合する。これにより、フィルムで覆われた成形品が得られうる。今日、例えば「インモールド・インジェクション」（ＩＭＤ）技術で、とりわけ装飾フィルムがバック射出される。
【００１１】
本発明の方法では、少なくとも１つの非極性層と、この第１層とは少なくとも表面特性が異なる少なくとも１つの第２層とを有する多層フィルムを、射出成形ツールの空洞部中に挿入し、非極性第１層が空洞部の内部空間の方向を向いている一方で、第２層が空洞部の内側壁上にあるようにする。その後、非極性ポリマーが鋳型の内部空間中に射出される。射出されたポリマーと、多層フィルムの非極性第１層とは、鋳型中で接触し、続いて結合される。
【００１２】
多層フィルムの第２層は、少なくとも、この非極性第１層とは異なる表面特性を有する。例えば、第２層は、非極性第１層とは異なる構造または色を有する。しかし、好ましくは、第２層は、非極性第１層とは異なる表面応力を有する。特に好ましくは、第２層は、極性特性を有する。
【００１３】
本発明の枠内においては、非極性とは、３５ｍＮ／ｍ未満の表面応力を有する材料および／または表面であると理解される。本発明の枠内においては、極性を有するとは、３７ｍＮ／ｍを上回る表面応力を有する材料および／または表面であると理解される。表面応力は、市販の試験用インクを用いて測定可能である。様々な試験用インクがＤＩＮ５３３６４により規定されている。表面応力測定の別の可能性は、いわゆる接触角またはぬれ角を計測することである。この場合、表面と水滴との間の角度を計測する。表面の湿潤性が良好であればあるほど、角度は小さい。この角度の計測は、例えばゴニオメータにより行う。
【００１４】
この際、第２層は、接着剤として適しているように選択されている。例えば、第２層は、熱の作用下でまたは溶剤により活性化可能なように組成が決められうる。この場合の利点は、本発明による射出成形方法にしたがって製造された成形品が直接接着可能であり、または、装飾要素またはさらなる要素（フックなど）が設けられうるという点である。あるいは、第２層の組成が、例えば超音波または高周波により第２層が物理的に活性化可能なようにも選択されうる。さらにこれに替えて、この第２層が、熱の注入（例えば、赤外線）により活性化可能なようにも設けることができる。
【００１５】
多層フィルムの第２層は、好ましくはポリアミド、コポリアミド、ポリエステル、コポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル・ブロック・アミド、アクリレートもしくはポリカーボネートまたはこれらの混合物からなる群からなる極性ポリマーを含む、またはこれからなる。
【００１６】
特に好ましくは、この第２層は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマー（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマーとポリカーボネートとの配合物（ＡＢＳ／ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）またはポリウレタン（ＴＰＵ）を含む、または、これからなる。ＡＢＳおよびＡＢＳ／ＰＣは、後の時点で行う電気めっきに特に有用に適していて、ＴＰＵはラッカーおよび染料に対して親和性がよい。
【００１７】
バック射出されるポリマー、すなわち、ポリマー成形品の原料となるポリマーは、好ましくは、ポリプロピレンを含む、またはポリプロピレンからなる。このポリプロピレンは充填剤も含有でき、とりわけガラス繊維、白墨またはタルクも含有できる。あるいは、非極性ポリマーとしてこれ以外の処理が困難なプラスチック、例えば、ポリエチレン、ポリオキシメチレン、熱可塑性エラストマーもしくはエチル酢酸ビニルまたはこれらのコポリマーおよび混合物も用いることができる。
【００１８】
多層フィルムの非極性第１層は、非極性ポリマー、とりわけポリプロピレン、修飾されたポリプロピレン、ポリエチレン、修飾されたポリエチレン、ポリオキシメチレン、エチル酢酸ビニル、スチロール・ブロック・コポリマー、イオノマー、オレフィン、ゴム、または、これらのプラストマーおよびコポリマーおよび混合物を含むまたはこれからなる。
【００１９】
第１層のポリマーと第２層のポリマーとの間に、フィルム産業では一般的であるさらなる処理助剤および添加剤を混ぜ合わせることができる。これは、例えば、充填剤または染料である。
【００２０】
あるいは、多層フィルムは、非極性第１層と第２層との間に、少なくとも１つのさらなる層を有することができる。この少なくとも１つのさらなる層は、この際、第１層と第２層との間で接着促進剤層または阻害層として機能しうる。さらに、この少なくとも１つのさらなる層は、多層フィルムの特性をさらに変えることができ、例えば、引裂強度、寸法安定性、グリップ硬度または色を変えることができる。
【００２１】
非極性ポリマーからなるポリマー成形品を製造するための本発明の射出成形方法は、とりわけ、以下の利点を有する。すなわち、さらなる前処理を施すことなく、成形品を追加的な基板と接着することができる。さらに、容易に表面を光学的および機械的に精密加工する（例えば、ラッカーをかける、粉体塗装、金属化、電気めっきおよび機能的な保護層を設ける）ことができる。
【００２２】
さらに、本発明の射出成形方法で製造されるポリマー成形品の表面は、非常に均一である。とりわけ、従来の修飾方法では処理可能でないまたは良好には処理可能ではない隠れた箇所も、所望の特性を有することができる。
【００２３】
本発明のさらなる目的は、非極性ポリマーからなる成形品の表面に、極性特性を与えるのに適したフィルムを提供するという点である。この目的は、請求項９に記載の多層フィルムで達成される。
【００２４】
本発明の多層フィルムは、少なくとも１つの非極性第１層と、極性を有する第２層とからなり、この際、この非極性層は、３５ｍＮ／ｍ未満の表面応力を有し、極性を有する層は、３７ｍＮ／ｍを上回る表面応力を有する。特に好ましくは、ここで、非極性層と極性を有する層との表面応力の差が、５ｍＮ／ｍ以上である。第２層のポリマー組成は、第２層が接着剤として適しているように選択されている。
【００２５】
本発明の多層フィルムは、非極性層により、非極性ポリマーからなる成形品に良好に結合することができ、他方では、成形品の表面の第２層は、接着剤、ラッカー他に対して良好な付着特性を与えることができる。これにより、単純なプロセスで、非極性ポリマーからなる成形品に、好ましくはバック射出により、追加的な処理なしに信頼性を持って接着またはラッカー塗りが可能な表面を設けることができる。
【００２６】
さらに、第２層のポリマー組成は、第２層が接着剤として適しているように選択されている。例えば、第２層は、熱の作用下でまたは溶剤により活性化可能なように組成が決められうる。この場合の利点は、本発明による射出成形方法にしたがって製造された成形品が直接接着可能であり、または、装飾要素またはさらなる要素（例えば、フックなど）が設けられうるという点である。あるいは、第２層の組成が、例えば超音波または高周波により物理的に活性化可能なように選択されうる。さらにこれに替えて、この第２層が、熱の注入（例えば、赤外線）により活性化可能なようにも設けることができる。
【００２７】
本発明の多層フィルムは、例えば、押し出し法により容易に製造可能である。このような方法は当業者には公知であり、とりわけ、共押し出しおよびカスケード法における押し出しブローおよびフラットフィルム押し出しを含む。あるいは、本発明の多層フィルムは、単層フィルムおよび多層フィルムを張り合わせることにより、または、単層プラスチックフィルム、多層プラスチックフィルムもしくは非プラスチックフィルム上に融解塗布することにより、および、刷毛塗りもしくは粉体分散により製造可能である。第２層を製造するために用いられるポリマーを変えることにより、コスト高にならずに、様々な表面特性を可能にする多数のフィルムを製造することができる。
【００２８】
第１層は、非極性ポリマー、好ましくはポリプロピレン、修飾されたポリプロピレン、ポリエチレン、修飾されたポリエチレン、ポリオキシメチレン、エチル酢酸ビニル、スチロール・ブロック・コポリマー、イオノマー、オレフィン、ゴム、または、これらのプラストマーおよびコポリマーを含むまたはこれからなる。
【００２９】
好ましくは、第２層は極性ポリマー、とりわけ、ポリアミド、コポリアミド、ポリエステル、コポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル・ブロック・アミド、アクリレートもしくはポリカーボネートからなる群からなる極性ポリマーを含む、またはこれからなる。特に好ましくは、この第２層は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマー（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチロール−コポリマーとポリカーボネートとの配合物（ＡＢＳ／ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）またはポリウレタン（ＴＰＵ）を含む、または、これからなる。
【００３０】
第１層のポリマーと第２層のポリマーとの間に、フィルム産業では一般的であるさらなる処理助剤および添加剤を混ぜ合わせることができる。これは、例えば、充填剤または染料である。
【００３１】
あるいは、多層フィルムは、非極性第１層と第２層との間に、少なくとも１つのさらなる層を有することができる。この少なくとも１つの層は、この際、第１層と第２層との間で接着促進剤層または阻害層として機能しうる。さらに、この少なくとも１つのさらなる層は、多層フィルムの特性を追加的に変えることができ、例えば、引裂強度、寸法安定性、グリップ硬度または色を変えることができる。ある好適な実施形態では、フィルムは、非極性第１層と、接着促進剤からなる層と、極性を有する第２層とからなる。さらなる好適な実施形態では、フィルムは、非極性第１層と、接着促進剤層と、エラストマーからなる層と、第２接着促進剤層と、極性を有する第２層とからなる。
【００３２】
本発明の多層フィルムは、（とわけ共押し出しで製造しているがゆえに）さらに有利な特性を有するが、これは、個々の層が非常に良好に付着するので、フィルムが壊れた際にのみ分離しうる。
【００３３】
ポリマー成形品を製造するためのバック射出法中で、本発明による多層フィルムを使用することは、とりわけ利点がある。多層フィルムは容易に製造可能である。さらに、一方では、非極性第１層のために用いられるポリマーを変更することにより成形品への付着特性に影響を与えることができ、他方では、第２層のポリマーを変更することにより、完成した成形品の表面特性に影響を与えることができる。フィルムのバック射出は公知の方法であり、このために必要な機器は多数市場で入手できる。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、修飾した表面を有する、非極性ポリマーからなるポリマー成形品を提供することである。この目的は、請求項１４に記載のポリマー成形品により達成される。
【００３５】
本発明の方法により製造されるポリマー成形品は、さらなる加工にとって有利な特性を有する表面を有する。バック射出プロセスにより達成可能となる、成形品と多層フィルムとの間の強力な結合により、成形品の表面が永続的に修飾される。
【００３６】
本発明のさらなる利点および詳細な特徴は、以下の実施形態の詳細な説明および図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の多層フィルムのある実施形態の断面図である。
【図２】本発明のポリマー成形品のある実施形態の断面図である。
【図３】本発明の射出成形方法のある実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１中に、本発明の多層フィルム１のある実施形態を断面で例示する。この多層フィルム１は、１つの非極性第１層２と、少なくとも１つの第２層３からなる。この第２層３は、第１層２とは少なくとも表面特性が異なる。これに替えて、第１層２と第２層３との間に、少なくとも１つのさらなる層が存在しうる。ここで、多層フィルム１の厚さおよび個々の層２・３の厚さは、応用に応じて異なりうる。多層フィルム１は、様々な形態で（例えば、個々の弓形として、ロールとしてまたは規定された輪郭を有するレイアウトとして）存在しうる。
【００３９】
例えば、多層フィルム１は、ポリプロピレンからなる非極性層２と、ポリアミドからなる接着促進剤層と、ポリウレタンからなる極性を有する層３とからなる。さらに、この多層フィルムは、例えば、非極性層２と極性を有する層３との間に、複数の中間層を有することもできる。例えば、多層フィルム１は、ポリエチレンからなる非極性層２と、エチレン酢酸ビニルからなる接着促進剤層と、エチレン・ビニル・ゴムからなるエラストマー層と、エチレン酢酸ビニルからなるさらなる接着促進剤層と、ポリアミドからなる極性を有する第２層３とからなりうる。
【００４０】
図２は、本発明のポリマー成形体５のある実施形態を示す図である。このポリマー成形体は、非極性ポリマー４をバック射出した多層フィルム１を含む。多層フィルム１の非極性の第１層２は、ポリマー４の側にあり、他方、第２層３は、ポリマー成形体５の（露出している）表面側に配置されている。あるいは、ポリマー成形体５は、第１層２と第２層３との間に少なくともさらなる１つの層も有する多層フィルム１をバック射出することによっても構成されうる。ポリマー成形体５は、様々な形態と輪郭を有しうる。例えば、ポリマー成形体５は、自動車用の計器盤の形態で存在しうる。
【００４１】
図３は、本発明の射出成形方法のある実施形態を示す図である。図３ａに示すように、まず多層フィルム１が、射出成形ツール６の空洞部９中に挿入される。好ましくは、この際、真空成形が可能な射出成形ツールが採用され、その結果、多層フィルム１は、良好に空洞部９の壁に寄せられうる。多層フィルム１の非極性第１層２は、空洞部９の方向を向いていて、他方第２層３は射出成形ツール６の壁の方向を向いている。空洞部９の形状は、製造されるべき成形品の形状にしたがって整えられている。図３ｂは次の工程を示しているが、ここでは、射出成形ツール６の円筒７が、空洞部９上に降りている。続いて、射出路８を通って、ポリマー４が空洞部９中に射出されうる。図３ｃは、ポリマー４が射出された後の状態を示す。非極性第１層２と非極性ポリマー４とが類似または同等の表面特性を示すので、多層フィルム１とポリマー４との間に強力な結合が生じる。この強力な結合のおかげで、ポリマー成形品５が壊れることがない限り、多層フィルム１はポリマー４から外れることがない。したがって、本発明の方法により、非極性ポリマーからなるポリマー成形体の表面を永続的に修飾することが可能になる。
【実施例１】
【００４２】
無水マレイン酸とグラフト結合したポリプロピレンからなる非極性第１層２（３０ｇ／ｍ２）と、コポリアミドからなる極性を有する第２層３（１０ｇ／ｍ２）とからなる多層フィルム１に、ポリプロピレンをバック射出して成形体にした。
【実施例２】
【００４３】
プラストマーからなる非極性第１層２（１０ｇ／ｍ２）と、ＭＡＨとグラフト結合したポリエチレンからなる接着促進剤層（５ｇ／ｍ２）と、ポリアミドからなる極性を有する第２層３（５ｇ／ｍ２）とからなる多層フィルム１に、ポリプロピレンをバック射出して成形体にした。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非極性ポリマー成形体（５）を直接接着する方法であって、前記ポリマー成形体（５）は、バック射出された多層フィルム（１）からなり、前記多層フィルム（１）は、前記ポリマー成形体（５）のポリマー（４）の側を向いている少なくとも１つの非極性第１層（２）と、接着剤として適したポリマー組成を有する第２層（３）とからなる方法において、接着前に、前記第２層（３）が活性化されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２層（３）は、熱の作用により、熱の注入によりまたは物理的に、活性化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２層（３）は、溶剤により活性化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２層（３）は、超音波または高周波により活性化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
非極性ポリマー（４）がバック射出される多層フィルム（１）からなる非極性ポリマー成形体（５）の使用であって、前記多層フィルム（１）が、前記ポリマー成形体（５）のポリマー（４）の側を向いている少なくとも１つの非極性第１層（２）と、さらなる要素上に直接接着を行うための接着剤として適したポリマー組成を有する第２層（３）とを有する使用において、接着前に前記第２層（３）が活性化されることを特徴とする使用。
【国際調査報告】
2013523495.tif 000008
2013523495.tif 000009
2013523495.tif 000010
2013523495.tif 000011
2013523495.tif 000012
2013523495.tif 000013