CN1551897A - 立体装饰件及立体装饰件的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了能方便地进行粘合、印刷、涂饰的难粘合性基体材料的表面改质方法，经表面改质的难粘合性基体材料以及难粘合性基体材料的表面改质装置。在提供难粘合性基体材料的表面改质方法，经表面改质的难粘合性基体材料以及难粘合性基体材料的表面改质装置时，硅烷化合物是含硅烷原子、钛原子或铝原子的硅烷化合物，并准备好包含下列三部分的表面改质装置：用于贮藏含硅烷化合物(沸点分别为10~100℃)燃料气体的贮藏部，用于将该燃料气体输送到喷射部的输送部，用于喷吹燃料气体火焰的喷射部，对难粘合性基体材料的表面，实施全面或部分喷吹硅氧化焰等处理。

Description

立体装饰件及立体装饰件的制造方法

技术领域

本发明是关于由难粘合性基体材料构成的立体装饰件及立体装饰件的制造方法，特别是有关适用于车辆零部件之间的，具有复杂结构的难粘合性基体材料所构成的立体装饰件及其制造方法。

背景技术

车辆零部件多数采用硅酮树脂、氟化乙烯树脂、聚乙烯树脂、氨基甲酸乙酯树脂之类的难粘合性材料。但是，由上述难粘合性材料构成的难粘合性基体材料表面，往往具有疏水性或憎水性，所以一般难以进行与其他构件粘合、印刷、紫外线涂饰之类的表面处理。特别是对上述难粘合性材料进行立体加工或使其发泡时，就会发现难粘合性基体材料表面结构复杂且不平滑，难以与其他构件相粘合等问题。

因此，为了改善由上述难粘合性材料构成的难粘合性基体材料的表面特性，采用了涂底漆处理或是在其表面涂布硅烷偶联剂或钛偶联剂之类的方法。但是，为了获得规定的改质效果，往往需要比较多量的底漆或硅烷偶联剂，而且不仅要有特定的处理设备，还有处理时间也比较长等制造工序上的问题。

因此，作为替代涂底漆或偶联剂处理的难粘合性基体材料表面改质方法，目前正在研究的方法有：紫外线照射法、电晕放电处理、等离子处理、表面赋与感应基法、表面光接枝法、喷砂法、溶剂处理及铬酸混合液处理等各种表面改质方法。

例如，特开平5-68934号公报公开了一种技术：采用合成石英制造的高压水银灯、对疏水性塑料表面照射紫外线，使涂层的浸湿性及粘合性得到提高。美国专利No.5098618也公开了一种技术：在混合气体氛围中，对疏水性塑料表面选择性地照射具有185nm及254nm波长的紫外线，使涂层的浸湿性及粘合性得到提高。此外，特开平10-67869号公报上公开了一种方法：对缺乏浸湿性的塑料表面，边喷吹气体，边用高压脉冲进行电晕处理。特开平8-109228号公报也公开了一种方法：为了提高染色性，对聚烯联树脂等表面进行臭氧处理、等离子处理、电晕处理、高压放电处理及紫外线照射等表面活性化处理之后，使乙烯基单体接枝。

但是上述表面改质的方法，不仅表面特性的改质不充分，而且还存在下列各种问题：污染操作环境，有可能产生危险等环境问题，需要进行水洗及废水处理等操作问题，设备规模大，价格昂贵等经济问题。

另一方面，作为简便且又廉价的表面改质方法，也可以考虑对难粘合性基体材料的表面进行火焰处理，但是以浸湿指数或接触角为代表的表面特性的改质不够充分，而且效果也不能长时间保持。再者，如特开平9-124810号公报所公开的那样，对难粘合性基体材料表面进行火焰处理时，还存在容易产生热变形的问题。

因此，本发明的发明者如同DE0010019926A1公报所公开的那样，也提出过固体基体表面的变性方法，该方法包含两个工序：首先对金属或玻璃制品的固体基体表面至少进行一次氧化焰处理，使该表面变性；再至少进行一次硅氧化焰处理，使该表面变性。采用这样的固体基体表面变性方法后，固体基体的表面就能够确实地进行变性处理，就能获得将印刷用油墨或紫外线硬化型涂料牢固地粘合的效果。

但是，已公开的固体基体表面的变性方法，作为硅烷化合物是单独使用高沸点的四甲氧基硅烷(沸点122℃)之类的烷氧基硅烷化合物。若是此类烷氧基硅烷化合物大量地和空气等混合时，容易发生部分不完全燃烧的现象。此外，在硅氧化焰处理前还包含另外的氧化焰处理工序，因此对固体基体表面虽然能获得优良的变性效果，但是其处理时间却是变长了。

因此，本发明者经过锐意研究，结果发现：对于难粘合性材料构成的难粘合性基体材料进行立体加工或使其发泡时，对于该难粘合性基体材料的表面，施以由含硅烷化合物的燃料气体产生的火焰处理，就能使难粘合性基体材料的表面进行均匀且充分的改质，从而完成了本发明。

即是：本发明提供了一种在立体加工的难粘合性基体材料及其面上的发泡层或缓冲层(中间层)上，装饰构件能牢固粘合的立体装饰件及其制造方法。

发明内容

〔1〕本发明能在解决上述问题的同时，提供一种立体装饰件，其特征在于：对于立体加工的难粘合性基体材料面上具有中间层及装饰构件的立体装饰件，在难粘合性基体表面及中间层的表面，或者是任何一方的表面，施以由含硅烷化合物的燃料气体产生的火焰处理。

即是：通过硅氧化焰处理，使难粘合性基体材料表面适度改质，从而在立体加工的难粘合性基体材料及其面上的发泡层或缓冲层(中间层)上，使装饰构件能牢固地粘合。

〔2〕构成本发明的立体装饰件，其中间层最好是发泡层或缓冲层。采用这样构成后，就能提供立体感优良，且能发现适度缓冲性的立体装饰件。

〔3〕构成本发明的立体装饰件，其装饰构件最好是粉末空壳成形。

采用这样构成后，就能提供立体感优良，且具有特殊形状的装饰构件。

〔4〕构成本发明的立体装饰件，其难粘合性基体材料最好是由聚烯烃树脂、氨基甲酸乙酯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂或聚酯树脂中至少一种树脂构成。

采用这样构成后，设置有装饰构件处，能够牢固地将装饰构件粘合；没有设置基底构件处，露出基底时可显示适度的剥离性。

〔5〕构成本发明的立体装饰件，其装饰构件最好是由环氧树脂、氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚烯联树脂、氨基甲酸乙酯树脂或聚酯树脂中至少一种树脂构成。

采用这样构成后，就可以使用通用性强，价格低而且装饰性优良的装饰构件，其结果是可以提供价廉、装饰性优良的立体装饰件。

〔6〕构成本发明的立体装饰件，所使用的硅烷化合物最好使用沸点在100℃以下，而且从烷基硅烷化合物、烷氧基硅烷化合物及其变性物群中选择至少一种化合物。

使用了这样的硅烷类化合物后，即使对于硅橡胶、氟橡胶或者是发泡氨基甲酸乙酯材料之类难粘合性基体材料的表面，装饰构件也能牢固粘合。而且，使用了这样的硅烷类化合物后，表面改质的效果能长时间保持。

〔7〕构成本发明的立体装饰件，其难粘合性基体材料的表面及中间层表面，或者是任何一方表面的浸湿指数值(测定温度25℃)最好在40-80dyn/cm范围内。

采用这样构成后，装饰构件就能极牢固地、长时间的粘合。

〔8〕构成本发明的立体装饰件，其构成的车辆零部件最好从前部仪表板、车门、座椅、操作箱、内装材料、保险杠及车辆装饰品群中至少选择一种。

采用这样构成后，就能提供一种装饰性优良，而且能显示出和装饰构件之间牢固粘合力的立体装饰件。

〔9〕本发明的另一样式是在立体加工的难粘合性基体材料上具有中间层和装饰构件的立体装饰件的制造方法，该立体装饰件制造方法的特征是包含有两个工序：在难粘合性基体材料的表面及中间层表面，或者是任何一方的表面，施以由含硅烷化合物的燃料气体产生的火焰处理工序以及在中间层的上方形成装饰构件的工序。

即是：在制造立体装饰件时，由于包含了硅氧化焰处理工序，因而难粘合性基体材料表面得以适度改质，这样就能使装饰构件牢固地粘合在立体加工的难粘合性基体材料以及其上方的发泡层或缓冲层(中间层)上，从而高效地制造立体装饰件。

〔10〕实施本发明的立体装饰件制造方法时，火焰的温度最好控制在500-1500℃范围内。

通过这样实施，就能防止硅烷类化合物不完全燃烧，同时也能使装饰构件极为牢固地粘合在立体加工的难粘合性基体材料及其上方的发泡层或缓冲层(中间层)上。

这样的火焰温度虽然对处理时间稍有影响，但可以有效地防止难粘合性基体材料的变形。

〔11〕实施本发明的立体装饰件制造方法时，火焰的处理时间最好控制在0.1秒~100秒的范围内。

通过这样实施，就能防止硅烷类化合物不完全燃烧，同时也能使装饰构件极为牢固地粘合在立体加工的难粘合性基体材料及其上方的发泡层或缓冲层(中间层)上。

这样火焰的处理时间虽然稍受火焰温度影响，但可以有效地防止难粘合性基体材料的变形。

〔12〕实施本发明的立体装饰件制造方法时，最好再包含一道工序，即是：对难粘合性基体材料表面及中间层表面，或是任何一方的表面，施以由不含硅烷类化合物的燃料气体产生的火焰处理工序。

通过这样实施，难粘合性基体材料表面所粘附的垃圾或杂质等能有效地除去，同时能有效地发挥硅氧化焰处理效果。

附图说明

图1是用于说明本发明第1实施例相关的立体装饰件的图。

图2是前部仪表板斜视图。

图3是车门斜视图。

图4是座椅斜视图。

图5是操作箱斜视图。

图6是装于车门上的内装材料斜视图。

图7是保险杠斜视图。

图8是车辆装饰品斜视图。

图9是用于说明本发明有关的立体装饰件的制造方法的图。

图10是用于说明表面改质装置构造的图。

图11是用于说明火焰喷吹方法的图(之一)。

图12是用于说明火焰喷吹方法的图(之二)。

图13是用于说明火焰喷吹方法的图(之三)。

图14是用于说明表面改质装置火焰喷吹方法的图。

图15是用于说明携带型表面改质装置的图。

图16是用于说明装饰构件粉末空壳成形方法的图(之一)。

图17是用于说明装饰构件粉末空壳成形方法的图(之二)。

图18是用于说明装饰构件层合方法的图(之一)。

图19是用于说明装饰构件层合方法的图(之二)。

具体实施方式

以下参照附图具体说明关于本发明的立体装饰件及其制造方法的最佳实施例。

〔第1实施例〕

第1实施例如图1所示，是立体加工的难粘合性基体材料58上具有中间层56及装饰构件54的立体装饰件50，其特征在于在难粘合性基体材料58的表面及中间层56的表面或者是任何一方的表面，施以由含硅烷类化合物的燃料气体产生的火焰处理(硅氧化焰处理)。

1.立体加工的难粘合性基体材料

(1)种类

在第1实施例中使用的难粘合性基体材料的种类没有特殊的限制，可以从以下树脂群中至少选择一种树脂：氨基甲酸乙酯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、变性聚丙烯树脂、聚甲基戊烯树脂、聚醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚丙烯酸树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟化乙烯树脂、四氟乙烯-全氟醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚三氟氯乙烯树脂、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚烯烃橡胶、聚氨基甲酸乙酯橡胶、氟橡胶、硅酮橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、苯乙烯类热塑料弹性体以及氨基甲酸乙酯类热塑性弹性体。

上述树脂中，特别是接触角大、浸湿指数小的聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚四氟乙烯树脂等、通过硅氧化焰处理后，能够发挥优良的改质效果。

(2)填充材料

在难粘合性基体材料中最好再添加金属材料、无机填料或纤维等填充材料。

此类金属材料最好从下列金属中选择一种或二种以上组合使用：铝、镁、不锈钢、镍、铬、钨、金、铜、铁、银、锌、锡、铅等。

无机填料最好从下列材料中选择一种或二种以上组合使用：氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铟、氧化锡、硅石、滑石、碳酸钙、石灰、沸石、金、银、铜、锌、镍、锡、铅、焊锡、玻璃、陶瓷等。

作为纤维最好从下列纤维中选择一种或二种以上组合使用：碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、金属纤维、陶瓷纤维等。

添加金属材料，无机填充料或纤维时，其整体添加量相对于难粘合性材料最好控制在0.01~80重量％范围内，理想的值控制在0.1~50重量％范围内，最理想的范围为1~30重量％。

(3)形态

难粘合性基体材料的形态只要是立体的，并无特殊限制，最好是筒状、柱状、球状、块状、内胎状、管状、凹凸状、膜状、纤维状、纤物状、束状等。如图2所示的前部仪表板101、图3所示的车门102、图4所示的座椅103、图5所示的操作箱104、图6所示的装于车门上的内装材料105、图7所示的保险杠106以及图8所示的装饰品107之类的车辆零部件均可。

难粘合性基体材料即使是部分具有诸如板状、片状、薄膜状、带状、长方状、盘状、绳状之类的平面结构也可以。

作为此类难粘合性基体材料形态的变形例，最好是由难粘合性基体材料构成的立体结构物和金属零件、陶瓷零件、玻璃零件、纸零件、木零件等组合构成的复合结构件。

2.中间层及装饰构件

(1)中间层

中间层可以是底涂层或粘合改良层，也可以是发泡层或缓冲层。

其理由是：采用底涂层或粘合改良层，可以显著提高难粘合性基体材料和装饰构件之件的粘和；采用发泡层或缓冲层后，可提供立体感优良，且具有适度缓冲性的立体装饰件。

中间层的种类无特殊限制，可采用氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、聚酯等。

中间层的厚度由其机能而定，底涂层或粘合改良层的场合最好在0.1~100μm范围内，发泡层或缓冲层的场合则在0.1~10mm范围内。

(2)装饰构件

装饰构件最好由一种以上下列树脂构成：环氧树脂、氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、氨基甲酸乙酯树脂、聚碳酸酯树脂或聚酯树脂。

其理由是：采用这样构成后，就可以使用通用性高、价廉，而且装饰性优良的装饰构件。即是：可以提供价廉、装饰性优良的立体装饰件。

但是，为了适用于后述的粉末空壳成形，最好选用B级(半硬化状态)环氧树脂。

装饰构件的厚度最好在10~500μm范围内。其理由是：若是这类装饰构件的厚度小于10μm，则装饰构件的机械强度和耐久性将显著降低。另一方面，当该装饰构件的厚度超过500μm，则操作或粘合就困难。因此，装饰构件的厚度更理想值应在25~300μm范围内。

考虑粘合性和操作方便，装饰构件的形态最好是平坦的薄片；考虑装饰性更优良，表面最好进行压花处理或是设有开口部(含切缝)。此外，装饰构件的表面最好施以规定的印刷或着色。

装饰构件如同图16(a)~(c)及图17(a)~(c)所示，最好由粉末空壳成形。

其理由是：若是粉末空壳成形的装饰构件，则其立体感优良，可保持特殊形状，而且可以提供从大尺寸(如：宽度达1m以上)到小尺寸(如：宽度为10cm以下)为止任意尺寸的装饰构件。

图16(a)~(c)及图17(a)~(c)所示的粉末空壳成形工序将在第2实施例中详细说明，在此省略。

3.燃料气体

(1)硅烷化合物

①沸点

硅烷化合物的沸点(常温下)最好控制在10~100℃范围内。

其理由是：若是这类硅烷化合物的沸点不满10℃，则发挥性剧烈，有时操作困难。另一方面，当这类硅烷化合物的沸点超过100℃，则和空气之类的助燃气体或助燃剂的混合性就显著降低，容易造成硅烷化合物不完全燃烧，从而使难粘合性基体材料的表面改质不均匀，难以长时间保持改质效果。因此，这类硅烷化合物沸点的理想值控制在15~80℃范围内，最理想值为20~60℃范围内。

此外，这类硅烷化合物的沸点即使受到硅烷化合物自身结构的限制，也可以进行调整。沸点比较低的烷基硅烷化合物和沸点比较高的烷氧基硅烷化合物可以通过适当的混合使用来进行调整。

②种类

硅烷化合物的种类没有特殊限制，例如可以使用烷基硅烷化合物或烷氧基硅烷化合物，或者是其变性物。

上述化合物中，烷基硅烷化合物一般沸点都比较低，加热后容易气化，能和空气等均匀混合，所以是比较理想的硅烷化合物。

这类烷基硅烷化合物可以选择下列一种化合物单独使用或是二种以上化合物组合使用：四甲基硅烷、四乙基硅烷、1，2-二氯四甲基硅烷、1，2-二苯基四甲基硅烷、1，2-二氯四乙基硅烷、1，2-二苯基四乙基硅烷、1，2，3-三氯四甲基硅烷、1，2，3-三苯基四甲基硅烷、二甲基二乙基四硅烷等。

这类烷基硅烷化合物中，四甲基硅烷及四乙基硅烷由于沸点特别低，容易和空气混合，是理想的硅烷化合物。1，2-二氯四甲基硅烷之类的卤化硅烷化合物，由于其表面改质效果特别优良，也是理想的硅烷化合物。

上述化合物中，烷氧基硅烷化合物起因于其酯结构，所以沸点一般都比较高。但若是其沸点在10~100℃范围内，则对于难粘合性基体材料能发挥非常优良的表面改质效果，是理想的硅烷化合物。

③平均分子量

用质谱仪测定时，硅烷化合物的平均分子量最好控制在50~1000范围内。

其理由是：若是这样的硅烷化合物平均分子量不满50，则挥发性高，操作困难。另一方面，若是这类硅烷化合物平均分子量超过1000，则加热气化，和空气等的混合都比较困难。

因此，用质谱仪测定时，硅烷化合物的平均分子量的理想值控制在60~500范围内。最理想值为70~200范围内。

④密度

硅烷化合物在液体状态下的密度最好在0.3~0.9克/cm³范围内。

其理由是：若是这类化合物的密度不满0.3克/cm³，则操作时困难，而且也难以收藏在空气溶胶罐中。另一方面，若是这类硅烷化合物的密度超过0.9克/cm³，则气化困难，同时当收藏于空气溶胶罐中时，会处于和空气等完全分离的状态。

因此，硅烷化合物理想的密度值控制在0.4~0.8克/cm³范围内，最理想值为0.5~0.7克/cm³范围内。

⑤添加量

当燃烧气体的全部量为100摩尔(mole)％时，硅烷化合物的添加量最好在1×10^-10~10摩尔％的范围内。

其理由是：若是这类硅烷化合物的添加量不满1×10^-10摩尔％，则有时不能发现对于难粘合性基体材料的改质效果。另一方面，当这类硅烷化合物的添加量超过10摩尔％时，则硅烷化合物和空气的混合性就降低，由此造成硅烷化合物燃烧不完全。

因此，当燃烧气体的全部量为100摩尔％时，硅烷化合物的添加量的理想值在1×10^-9~5摩尔％范围内，最理想值为1×10^-8~1摩尔％范围内。

(2)助燃气体

为了能方便地控制火焰温度，一般最好在燃烧气体中添加助燃气体。这类助燃气体有丙烷气或天然气之类的烃类气体，或者是氢气、氧气、空气之类的助燃气体。此外，当燃烧气体装入空气溶胶罐后使用时，这类助燃气体最好使用丙烷气及压缩空气等。

此外，当燃烧气体的全部量为100摩尔(mole)％，这类助燃气体的含有量最好控制在80~99.9摩尔(mole)％范围内。

其理由是：当这类助燃气体的含有量不满80摩尔％时，则硅烷化合物和空气等的混合性就降低，由此造成硅烷化合物燃烧不完全。另一方面，若是这类助燃气体的含有量超过99.9摩尔％，则有时不能发现对于难粘合性基体材料的改质效果。

因此，当燃烧气体的全部量为100摩尔％时，助燃气体含有量的理想值在85~99摩尔％范围内，最理想值为90~99摩尔％范围内。

(3)载气

为了使硅烷化合物在燃烧气体中充分混合，最好添加载气。即是：最好使硅烷化合物和载气预先混合，然后再混合在空气流等助燃气体中。

其理由是：通过添加这类载气，即使在使用分子量比较大，移动困难的硅烷化合物时，也能和空气流均匀混合。即是：通过添加载气，使硅烷化合物容易燃烧，能够均匀且充分地实施难粘合性基体材料的表面改质。

这类理想的载气最好使用和助燃气体同种的气体，例如可以使用空气或氧气、或者使丙烷气或天然气等烃类气体。

(4)添加物

①种类

最好从沸点为100℃以上的烷基硅烷化合物、烷氧基硅烷化合物及其变性物组成的化合物群中，至少选择一种化合物作为改质辅助剂添加到燃烧气体中。

其理由是：通过这样添加沸点稍高的化合物，作为和烷基硅烷化合物之类的硅烷化合物相溶性极好的改质辅助剂，可以改善由于硅烷化合物沸点低而引起的燃烧气体的操作性不良，同时可以进一步提高难粘合性基体材料的表面改质效果。

②添加量

当硅烷化合物的全部量为100摩尔％时，改质辅助剂的添加量最好在0.01~50摩尔％范围内。

其理由是：当这类改质辅助剂的添加量不满0.01摩尔％时，有时不能发现改质辅助剂的添加效果。另一方面，若是改质辅助剂的添加量超过50摩尔％，则会产生燃烧气体的不完全燃烧。

因此，当硅烷化合物的全部量为100摩尔％时，改质辅助剂添加量的理想值控制在0.1~30摩尔％范围内，最理想值为0.5~20摩尔％范围内。

〔第2实施例〕

第2实施例如图9所示，是立体加工的难粘合性基体材料58上具有中间层56及装饰构件54的立体装饰件50的制造方法，其特征在于该制造方法包含下列工序(1)及(2)。

(1)在难粘合性基体材料58的表面及中间层56的表面，或者是任何一方的表面，实施由含硅烷化合物的燃烧气体产生的火焰34处理工序(以下称为硅氧化焰处理工序)

(2)在中间层56的上方形成装饰构件54的工序(以下称为装饰工序)。

1.硅氧化焰处理工序

(1)燃烧气体

可以使用和第1实施例中所说明的相同的硅烷化合物及助燃气体，故在此省略再作说明。

(2)火焰处理条件

①火焰温度

硅氧化焰处理的火焰温度最好控制在500~1500℃范围内。

其理由是：若是该火焰温度不满500℃，则难以有效防止硅烷化合物的不完全燃烧。另一方面，当该火焰温度超过1500℃时，则作为表面改质对象的难粘合性基体材料就有可能产生热变性或热劣化，这样就会过分限制了可能作为难粘合性基体材料的种类。

因此，该火焰温度的理想值控制在550~1200℃范围内，最理想值为600~900℃以下范围内。

此外，该火焰温度是在火焰的前端部测定所得的温度，可根据所使用的燃烧气体种类或燃烧气体流量，或者是添加于燃烧气体中的硅烷化合物种类或数量来适当调节。

②处理时间

硅氧化焰处理的火焰处理时间(喷射时间)最好控制在0.1秒~100秒范围内。

其理由是：若是该火焰处理时间不满0.1秒，则有时就不能均匀地发现采用硅烷化合物后的改质效果。另一方面，当该火焰处理时间超过100秒时，则作为表面改质对象的难粘合性基体材料就有可能产生热变形或热劣化，这样就会过分限制了可能作为难粘合性基体材料的种类。

因此，火焰处理时间的理想值控制在0.3秒~30秒范围内，最理想值为0.5~20秒范围内。

(3)浸湿指数(表面能量)

①表面改质后

表面改质后的难粘合性基体材料的浸湿指数(测定温度25℃)最好控制在40~80dyn/cm范围内。

其理由是：若是这类难粘合性基体材料的浸湿指数不满40dyn/cm，则难以方便地实施粘合，印刷及涂装操作。另一方面，当这类难粘合性基体材料的浸湿指数超过80dyn/cm时，由于过分实施了表面处理，有可能使难粘合性基体材料热劣化。

因此表面改质后的难粘合性基体材料的浸湿指数理想值控制在45~75dyn/cm范围内，最理想的值为50~70dyn/cm范围内。

②表面改质前

表面改质前的难粘合性基体材料的浸湿指数(测定温度25℃)最好控制在20~45dyn/cm范围内。

其理由是：若是这类难粘合性基体材料的浸湿指数不满20dyn/cm，则长时间实施表面处理后，有可能使难粘合性基体材料热劣化。另一方面，当这类难粘合性基体材料的浸湿指数超过45dyn/cm时，就可能难以用火焰有效地进行表面处理。例如：改质处理前聚乙烯树脂的浸湿指数约为40dyn/cm，采用硅氧化焰处理温度，进行约1秒钟的硅氧化焰处理，浸湿指数可提高到约60dyn/cm以上。

因此，表面改质前(表面处理前)难粘合性基体材料的浸湿指数(测定温度25℃)理想值控制在25~38dyn/cm范围内。最理想的值为28~36dyn/cm范围内。

(4)接触角

①表面改质后

表面改质后的难粘合性基体材料用测定的接触角(测定温度25℃)最好控制在0.1~30°范围内。

其理由是：若是这类难粘合性基体材料的接触角不满0.1°，则由于过分实施了表面处理，有可能使难粘合性基体材料热劣化。另一方面，当这类难粘合性基体材料的接触角超过30°，就可能难以方便地实施粘合、印刷、涂装等操作。

因此，表面改质后的难粘合性基体材料用水测定的接触角(测定温度25℃)理想值控制在0.5~20°范围内，最理想值为1~10°范围内。

表1中列示了采用25℃基准液测定所得的，表面处理前难粘合性基体材料的浸湿指数(dyn/cm)和表面处理后(0.5秒)难粘合性基体材料的浸湿指数测定例。

②表面改质前

表面改质前(表面处理前)的难粘合性基体材料用水测定的接触角(测定温度25℃)最好控制在50°~120°范围内。

其理由是：若是这类难粘合性基体材料的接触角不满50°，则难以有效地用火焰进行表面处理。另一方面，当这类难粘合性基体材料的接触角超过120°时，由于长时间实施表面处理，有可能使难粘合性基体材料热劣化。例如改质处理前的聚四氟乙烯树脂的接触角为108°，按照硅氧化焰处理的温度等，进行约1秒钟的硅氧化焰处理，可以接触角降低到约20°以下。

因此，表面改质前(表面处理前)的难粘合性基体材料用水测定的接触角理想值控制在60°~110°范围内，最理想的值为80°~100°范围内。

(5)表面改质装置

最好使用如图10所示的难粘合性基体材料表面改质装置10，该装置主要包含以下三部分：贮藏硅烷化合物14的贮罐12、输送燃料气体的输送部24、喷吹燃料气体火焰34的喷射部32。

①贮罐

如图10所示，最好具备有加热手段16的贮藏硅烷化合物14的第1贮罐12，以及贮藏压缩空气之类助燃气体的第2贮罐(图中未示出)。在该例中，第1贮罐12的下方设有由加热器或导热线，或者是连接于热交换器的加热板进行加热的加热手段16，最好在常温，常压状态下将液态硅烷化合物气化。

在对难粘合性基体材料进行表面处理时，最好由加热手段16将第1贮罐12内硅烷化合物14加热到规定温度，在使之气化的状态下和助燃气体(空气)混合，形成燃烧气体。

此外，燃烧气体中硅烷化合物的含有量极为重要，因此最好要对该硅烷化合物的含有量进行间接控制，在第1贮罐12上设置压力计(或是液面水平计)18，监视硅烷化合物蒸汽压(或硅烷化合物量)。

②输送部

输送部如图10所示，一般是管装结构，输送部具有将来自第1贮罐12的硅烷化合物14及来自第2贮罐(图中未示出)的助燃气体(空气)均匀混合，使之形成燃烧气体的混合室22，同时具有用于控制流量的阀门和流量计、或者用于控制燃料气体压力的压力计28。

此外，当硅烷化合物及助燃气体均匀混合后，为了能严格控制流量，最好在混合室22上设置混合泵或用于延长停留时间的挡板。

③喷射部

如图10所示，喷射部最好具有将由输送部24送来的燃烧气体燃烧，把所得到的火焰34喷吹在被处理物难粘合性基体材料表面的喷头32。这类喷头的种类也没有特殊限制，可以选用下列型式的任意一种：予混合型喷头、扩散型喷头、部分予混合型喷头、喷雾喷头、蒸发喷头、粉煤喷头等。此外，喷头的形态也没有特殊限制，可以是如图10所示，朝向前端部扩开，整体呈扇形结构；也可以是如图11所示，大致呈长方形，喷射口64横向排列。

喷射部的配置，即喷头的配置，最好是考虑被处理物难粘合性基体材料表面改质的方便性后决定。

例如：可以如图12所示，沿圆形或椭圆形配置；也可以如图11所示，在被处理物难粘合性基体材料相近两侧配置。

此外，可以如图13(a)所示，在被处理物难粘合性基体材料的单侧仅离开一定距离配置，也可以如图13(b)所示，在被处理物难粘合性基体材料的两侧分别离开一定距离配置。

④形态

难粘合性基体材料表面改质装置的形态可以如图10所示，将贮罐12、输送燃料气体的输送部24和喷吹由燃烧气体所得火焰的喷射部32组装起来。另外，最好在载置于如图14所示旋转台36上的固定夹具38中的状态下，使被处理物难粘合性基体材料的位置随固定夹具38而自转改变位置，然后从喷射部32喷吹火焰34。

这种组装型的表面改质装置10，可以大量、高效地对被处理物难粘合性基体材料实施表面改质。

此外，如图15所示，最好是将难粘合性基体材料表面改质装置42变为携带型。即是：如虚线所围的领域所示，备好具有筒式贮罐46、配管管子47和流量计、压力表的箱子44、再在配管管子47的前端部备由喷头32。这样构成后，可以使箱子44适当地移动，从而可对置于室外的被处理物或者大面积、大容量的被处理物方便地实施表面处理。

为了便于运送箱子44，可在箱子44的上部装好把手或细绳，或者是将箱子44的总重量作成20公斤以下。

2.装饰工序

(1)装饰构件

在装饰工序所使用的装饰构件需要立体感和形态优良，而且可以选择任意的尺寸，因此最好选用如图16(a)~(c)及图17(a)~(c)所例示的粉末空壳成形的装饰构件。

图16(a)是采用以气体或电源作为加热源的加热装置86，对具有成形面85的金属制空壳金属模82进行加热的工序。最好将空壳金属模82加热到粉末树脂熔融的温度。所使用的空壳金属模82的成形模84的成形面85，其形态最好按照所制作的树脂成形品形状来决定。

图16(b)是将加热后的空壳金属模82和收容有流动状粉末树脂92的备用罐88，在成形模84的成形面85朝下、备用罐88的开口面朝上的状态下，使之一体联接的工序。

图16(c)是使空壳金属模82和备用罐88旋转，在空壳金属模82的成形模84的成形面85上，形成规定厚度的树脂膜94的工序。即是：最好使空壳金属模82和备用罐88上下反转。其理由是：备用罐88内的粉末树脂92依靠自重落在成形模84的成形面85上，因此接触成形面85的树脂以及层合的那部分树脂是靠成形模84的热量形成熔融状态，作为表层而附着于成形面85。

图17(a)是在成形模84上形成了规定厚度的树脂膜94的状态下，将备用罐88从空壳金属模82处拆卸的工序。

图17(b)是采用水冷或空冷之类的冷却手段98，对空壳金属模82整体或成形模84的部分进行冷却，从而使树脂模94硬化的工序。

图17(c)是将树脂膜94从形成模84上剥离，即脱模工序。

(2)层合工序

在将装饰构件54层合在难粘合性基体材料58上时，如图18所示，最好先形成中间层57。例如，最好先进行涂底处理或是设置粘合力调整层。

但是，为了能使工序更简便和快速，如图19所示，最好将作为中间层57原料的材料形成于难粘合性基体材料58上后，再将装饰构件54层合在其上面，在这样的状态下通过加热或照射紫外线，使装饰构件54的粘合固定和中间层57的形成同时实施。

〔实施例〕

〔实施例1〕

1.立体装饰件的制造

准备好立体加工的难粘合性基体材料。即是准备好聚丙烯制的车辆用前部仪表板基体材料。

然后，对该车辆用前部仪表板基体材料的表面进行硅氧化焰处理。即是：对基体材料进行30秒钟由含硅烷化合物的燃料气体产生的火焰处理(每单位面积100cm²实施0.5秒钟)，使中间层和装饰构件能够牢固粘合。

然后，涂布发泡氨基甲酸乙酯剂，同时形成装饰构件。随后在30~60℃、1~5分钟的条件下加热，使作为中间层的发泡氨基甲酸乙酯剂发泡，同时使装饰构件粘合，形成车辆用前部仪表板。

2.难粘合性基体材料的评价

采用标准液测定在实施了硅氧化焰处理后的阶段车辆用前部仪表板基体材料的浸湿指数。再采用同样方法测定在实施硅氧化焰处理前的车辆用前部仪表板基体材料的浸湿指数。

3.立体装饰件的评价

对车辆用前部仪表板基体材料上形成发泡氨基甲酸乙酯层及装饰构件后所得到的车辆用前部仪表板，按照棋盘格试验(JIS基准)测定装饰构件的剥离力，并按以下的基准进行评价。

◎：100个棋盘格试验中，全部没有剥离；

○：100个棋盘格试验中，剥离数1~2个；

△：100个棋盘格试验中，剥离数3~10个；

×：100个棋盘格试验中，剥离数11个以上；

〔实施例2~7〕

在实施例2~7中，如表1所示，改变构成车辆前部仪表板基体材料的难粘合性基体材料种类及对于车辆用前部仪表板基体材料的硅氧化焰处理时间，和实施例1同样地分别进行车辆用前部仪表板基体材料及立体装饰件的评价。

〔比较例1〕

采用由不含硅烷化合物的压缩空气及丙烷组成的燃烧气体，代替实施例1中含有硅烷化合物的混合气体，除此之外与实施例1同样地分别进行车辆用前部仪表板基体材料及立体装饰件的评价。

                                             表1

	难粘合性基体材料	改质处理(秒)	浸湿指数(dyn/cm)		棋盘格试验
							处理前	处理后	处理前	处理后
			实施例1	PP	30	34					68	×	◎
实施例2	PP	60					34	69	×	○
			实施例3	PE	30	32					66	×	◎
实施例4	PE	60					32	68	×	◎
			实施例5	PET	30	38					68	×	◎
实施例6	PET	60					38	70	×	◎
			实施例7	氟乙烯树脂	60	31					65	×	◎

比较例1

PP

30

34

36

×

×

产业上的利用可能性

如上所述，采用本发明的立体装饰件及其制造方法后，通过对立体加工的难粘合性基体材料表面以及中间层表面或者是任何一方的表面，施以由含硅烷化合物的燃烧气体产生的火焰处理，就可以在不实施特殊的涂底处理而通过中间层，在立体加工的难粘合性基体材料和装饰构件之间获得牢固的粘合力。

此外，采用本发明的立体装饰件制造方法后，通过对立体加工的难粘合性基体材料表面以及中间层表面或者是任何一方表面，施以由含硅烷化合物的燃烧气体产生的火焰处理，就可以在不实施特殊的塗底处理而通过中间层，高效且迅速地提供立体加工的难粘合性基体材料和装饰构件之间具有牢固粘合力的立体装饰件。

Claims (12)

1、一种立体装饰件，其特征在于：对于立体加工的难粘合性基体材料面上具有中间层及装饰构件的立体装饰件，在难粘合性基体材料表面及中间层的表面，或者是任何一方的表面，施以由含硅烷化合物的燃料气体产生的火焰处理。

2、如权利要求1所述的立体装饰件，其特征在于：上述中间层是发泡层或缓冲层。

3、如权利要求1或2所述的立体装饰件，其特征在于：上述装饰构件是粉末空壳成形。

4、如权利要求1至3的任何一项所述的立体装饰件，其特征在于：上述难粘合性基体材料是由聚烯烃树脂、氨基甲酸乙酯树脂、氟化乙烯树脂、硅酮树脂或聚酯树脂中至少一种树脂构成。

5、如权利要求1至4的任何一项所述的立体装饰件，其特征在于：上述装饰构件是由环氧树脂、氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、氨基甲酸乙酯树脂或聚酯树脂中至少一种树脂构成。

6、如权利要求1至5的任何一项所述的立体装饰件，其特征在于：上述硅烷化合物是从烷基硅烷化合物、烷氧基硅烷化合物及其变性物群中选择至少一种化合物。

7、如权利要求1至6的任何一项所述的立体装饰件，其特征在于：难粘合性基体材料的表面及中间层表面，或者是任何一方的表面的浸湿指数值(测定温度25℃)为40～80dyn/cm范围内。

8、如权利要求1至7的任何一项所述的立体装饰件，其构成的车辆零部件是从前部仪表板、车门、座椅、操作箱、内装材料、保险杠及车辆装饰品群中至少选择一种。

9、一种立体装饰件的制造方法，其特征在于：对于在立体加工的难粘合性基体材料上具有中间层和缓冲层件的立体装饰件制造方法，包含有两个工序：在上述难粘合性基体材料的表面及中间层表面，或者是任何一方的表面，施以由含硅烷化合物的燃烧气体产生的火焰处理工序以及在中间层的上方形成装饰构件的工序。

10、如权利要求9所述的立体装饰件制造方法，其特征在于：上述火焰处理时的火焰温度控制在500～1500℃范围内。

11、如权利要求9或10所述的立体装饰件制造方法，其特征在于：上述火焰处理时的火焰处理时间控制在0.1秒～100秒的范围内。

12、如权利要求9至11的任何一项所述的立体装饰件制造方法，其特征在于：再包含一道对上述难粘合性基体材料表面及中间层表面，或是任何一方的表面，施以由不含硅烷类化合物燃料气体产生的火焰处理工序。

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