JP4838903B1 - 金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の表面が疎水性乃至撥水性であっても、金属光沢膜を強固に付着形成でき、曲げおよびねじれにより金属光沢膜が割れ、剥離をせずに復元する、金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法を提供すること。
【解決手段】 金属光沢を有するシリコンゴム製品１は、基材２の表面にベースコート層４、金属光沢膜層５、ミドルコート層及び／又はトップコート層６が順に形成された金属光沢を有する製品１において、基材２がシリコンゴム製であり、ベースコート層４が弾性を有する樹脂で構成されると共に、ミドルコート層及び／又はトップコート層６が透光性と弾性とを有する樹脂で構成され、かつ、シリコンゴム製の基材２の表面とベースコート層４との間にシリコンゴム製の基材２の弾性変形を許容するベースコート層４の付着力改善処理層３が介在し、付着力改善処理層が二酸化ケイ素被膜層である。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法に関するものである。

従来、エラストマー製の基材の表面に紫外線硬化樹脂又はシリコン樹脂からなるベースコート層を設け、その上に金属光沢層を設け、その上に紫外線硬化樹脂又はシリコン樹脂からなるトップコート層を設けたエラストマー製品とその製造方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、エラストマー製の基材の表面にウレタンアクリレートを含む樹脂からなるベースコート層を介して金属光沢を呈させる不連続膜層を形成し、その上にウレタンアクリレートを含む樹脂からなるトップコート層を設けたエラストマー製品とその製造方法も公知である（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１６９９０５号公報 特開２００６−２８９８５８号公報

上記特許文献１、２は、いずれもエラストマー製の基材に対して適用されているが、これをシリコンゴム製の基材に適用する場合には、適用が困難であった。その理由は、シリコンゴム製の基材の場合、表面が疎水性乃至撥水性を呈するため、ベースコート層がうまく付着せず、容易に剥離するという問題点があった。
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、基材の表面が疎水性乃至撥水性であっても、金属光沢膜を強固に付着形成でき、曲げたり、ねじっても金属光沢膜が割れたり剥離せず、元の形状に復元する高耐久性の金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明に係るシリコンゴム製品は、基材の表面にベースコート層とポーラス状の金属光沢膜層とミドルコート層及び／又はトップコート層とが順番に形成された金属光沢を有する製品において、前記基材がシリコンゴム製であり、前記ベースコート層が弾性を有する樹脂で構成されると共に、前記ミドルコート層及び／又はトップコート層が透光性と弾性とを有する樹脂で構成され、かつ、前記シリコンゴム製の基材の表面と前記ベースコート層との間に前記シリコンゴム製の基材の弾性変形を許容するベースコート層の付着力改善処理層を介在させ、前記付着力改善処理層が二酸化ケイ素被膜層であることを特徴としている。

この構成によれば、シリコンゴム製の基材の表面に介在させたベースコート層の付着力改善処理層によってシリコンゴム製の基材の表面の疎水性乃至撥水性が改質されてシリコンゴム製の基材とベースコート層とが強固に結合され、その結果、金属光沢膜層及びミドルコート層及び／又はトップコート層がシリコンゴム製の基材に強固に付着して、金属光沢の劣化が少なく高耐久性の金属光沢を有するシリコンゴム製品が得られる。

そのために、前記ベースコート層の付着力改善処理層は、二酸化ケイ素被膜層又は表面改質処理層とされている。
また、本発明に係るシリコンゴム製品の製造方法は、シリコンゴム製の基材の上に弾性を有する樹脂によるベースコート層を形成する工程と、前記ベースコート層の上にポーラス状の金属光沢膜層を形成する工程と、前記金属光沢膜層の上に透光性と弾性とを有する樹脂によるミドルコート層及び／又はトップコート層を形成する工程と、を有し、前記ベースコート層を形成する工程の前に前記基材の表面に二酸化ケイ素皮膜層を形成させて付着力改善処理層とする工程を加え、前記付着力改善処理層の上に前記ベースコート層を形成して製造することを特徴としている。

この構成によれば、シリコンゴム製の基材の表面に介在させたベースコート層の付着力改善処理層によってシリコンゴム製の基材の表面の疎水性乃至撥水性を改質してシリコンゴム製の基材とベースコート層とを強固に結合することができ、その上に金属光沢膜層とミドルコート層及び／又はトップコート層を良好に形成させることができる。この場合、ミドルコート層又はトップコート層がポーラス状の金属光沢膜層の金属微粒子相互間の微細孔隙間に浸透してベースコート層と結合するため、金属光沢膜層をベースコート層とミドルコート層又はトップコート層とで挟み込んでシリコンゴム製の基材の表面に強固に付着させることができ、これによって、金属光沢の劣化が少なく高耐久性の金属光沢を有するシリコンゴム製品を製造することができる。

前記シリコンゴム製の基材の表面に前記ベースコート層の付着力改善処理層を形成させる工程は、前記シリコンゴム製の基材の表面にガス化したケイ素をガスフレームと共に吹き付けて二酸化ケイ素被膜層を形成させる工程、又は、前記シリコンゴム製の基材の表面にコロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶ照射処理のいずれかによる表面改質処理層を形成させる工程で実施される。

本発明によれば、基材の表面が疎水性乃至撥水性であっても、金属光沢膜を強固に付着形成でき、曲げたり、ねじっても金属光沢膜が割れたり剥離せず、元の形状に復元する高耐久性の金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法を提供することができる。

本発明の金属光沢を有するシリコンゴム製品例の斜視断面図である。 本発明の金属光沢を有するシリコンゴム製品の製造工程の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明のシリコンゴム製品１は、図１に示すように、シリコンゴム製の基材２の表面に、ベースコート層の付着力改善処理層３、ベースコート層４、ポーラス状の金属光沢膜層５、及び、トップコート層６が順番に形成されている。
上記シリコンゴム製の基材２は、シリコンゴムの特性（耐熱性、耐寒性、耐オゾン性、耐候性、耐薬品性、耐コロナ性、電気絶縁性等）を活用して製作される日用品、雑貨品、スポーツ用品、レジャー用品、カー用品、工業用品、医療用品、家庭用品など各種用途の製品の基材として成形されるもの全般を含むものである。

ベースコート層の付着力改善処理層３は、シリコンゴム製の基材２の表面の疎水性乃至撥水性を改質してベースコート層４の付着力を増加するように改善するために形成されていると共に、シリコンゴム製の基材２の弾性変形を許容するものである。このベースコート層の付着力改善処理層３は、二酸化ケイ素被膜層又は表面改質処理層とされている。
ベースコート層４は、ポーラス状の金属光沢膜層５を良好に形成するための下地を提供するために形成されているものであり、少なくとも弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂、例えば、アクリルウレタンの二液性樹脂、シリコン系樹脂、ＵＶ塗料を含む樹脂等が使用され、前記ベースコート層の付着力改善処理層３の上に塗布されてシリコンゴム製の基材２の表面を鏡面に整えるものである。

ポーラス状の金属光沢膜層５は、シリコンゴム製の基材２の表面に可視光を反射して金属光沢を持たせるために形成されているものであり、スズ、インジューム、アルミなどの金属光沢を発する金属材料を前記ベースコート層４によって鏡面とされたシリコンゴム製の基材２の表面に真空蒸着等によって薄膜状に形成されるものである。
トップコート層６は、金属光沢膜層５を被覆保護するために形成されているものであって、少なくとも透光性と弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂、例えば、アクリルウレタンの二液性樹脂、シリコン系樹脂、ＵＶ塗料を含む樹脂、或いは、これらに染料、顔料が混入された樹脂などが使用され、前記金属光沢膜層５の上に塗布されて金属光沢膜５を被覆保護するものである。

なお、図示は省略したが、金属光沢膜層５とトップコート層６の間にミドルコート層（図示省略）を施す場合もある。このミドルコート層は、トップコート層６と同様な樹脂が使用され、最終製品となるシリコンゴム製品１に高品質感を持たせるために施されるものである。これらミドルコート層やトップコート層６の塗装に用いられる樹脂には、可視光がシリコンゴム製品１に当たったとき、金属光沢膜層５の反射光色が銀色、金色、ピンク色、ブルー色、その他の色彩の金属光沢を発現するように前記樹脂に染料又は顔料が適宜配合され、少なくとも透光性と弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂が使用されるものである。

次に、本発明のシリコンゴム製品１の製造方法を図２を参照しつつ説明する。
本発明のシリコンゴム製品１の製造方法は、図２に示すように、シリコンゴム製の基材２を形成する工程（基材形成工程）Ａと、この基材２の表面にベースコート層の付着力改善処理層３を形成させる工程（基材表面改質工程）Ｂと、このベースコート層の付着力改善処理層３の上にベースコート層４を形成させる工程（下地塗装工程）Ｃと、その上に、ポーラス状の金属光沢膜層５を形成させる工程（金属光沢膜成膜工程）Ｄと、その上に、ミドルコート層及び／又はトップコート層６を形成させる工程（保護膜塗装工程）Ｅとを有している。

シリコンゴム製の基材２を形成する工程（基材形成工程）Ａは、最終製品の形状に対応して半製品乃至中間製品として成形されるものである。但し、この工程（基材形成工程）Ａは、シリコンゴム製の基材２が、予め、別工程で成形されることが一般的であることから、本発明の製造方法においては、必須の工程ではない。
上記基材２の表面にベースコート層の付着力改善処理層３を形成させる工程（基材表面改質工程）Ｂは、ガス化したケイ素をガスフレームと共に吹き付けて二酸化ケイ素被膜層を形成させる工程、又は、前記シリコンゴム製の基材２の表面にコロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶ照射処理のいずれかによる表面改質処理層を形成させる工程で実施されるものである。

上記二酸化ケイ素被膜層を形成させる工程は、ガス化したケイ素をガスフレーム（例えば、アルゴン等の不活性ガス）と共に吹き付けて行うものである。この吹き付けは、基材２の表面の輪郭形状に沿って配置したバーナーによって行ってもよく、又は、バーナーを固定して、このバーナーに対して基材２を移動（回転を含む）させて行ってもよく、或いは、基材２を固定し、バーナーを移動させて行ってもよく、更には、基材２とバーナーとを相対的に移動させて行ってもよい。いずれにしても、吹き付け時間及び条件は、基材２の表面に劣化等の悪影響を与えない範囲で二酸化ケイ素被膜層３を良好に形成できるように設定される。

また、前記シリコンゴム製の基材２の表面にコロナ放電処理、プラズマ処理、ＵＶ照射処理のいずれかによる表面改質処理層を形成させる工程は、いずれの処理の場合でも、シリコンゴム製の基材２の表面を劣化させない範囲の条件で実施されるものであり、コロナ放電処理においては、放電電極からシリコンゴム製の基材２の表面に向けて発射されるコロナ放電電子によって疎水性乃至撥水性の成分（油分等）をはじき飛ばして除去する態様で実施され、プラズマ処理においては、アルゴン分子をシリコンゴム製の基材２の表面に衝突させて疎水性乃至撥水性の成分（油分等）をはじき飛ばして除去する態様で実施され、ＵＶ照射処理においては、ＵＶビームをシリコンゴム製の基材２の表面に衝突させて疎水性乃至撥水性の成分（油分等）をはじき飛ばして除去する態様で実施されるものである。

上記ベースコート層の付着力改善処理層３は、いずれの処理においてもシリコンゴム製の基材２の弾性変形を許容するように形成するものである。
上記ベースコート層の付着力改善処理層３の上にベースコート層４を形成させる工程（下地塗装工程）Ｃは、少なくとも弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂、例えば、アクリルウレタンの二液性樹脂、シリコン系樹脂、ＵＶ塗料を含む樹脂等をベースコート層の付着力改善処理層３の上に塗装することによって行われる。この塗装は、スプレー、刷毛、ローラ等、いずれで行ってもよいが、仕上がり表面が鏡面に整えられることが必要である。

上記ベースコート層４の塗装は、ベースコート層の付着力改善処理層３によってシリコンゴム製の基材２の表面の疎水性乃至撥水性が改質（親水性などに改質）されているので、シリコンゴム製の基材２へのベースコート層４の塗装が可能となり、該ベースコート層４の塗装後、乾燥させることにより、ベースコート層４をシリコンゴム製の基材２の表面に強固に密着結合させることができる。

上記ベースコート層４の上にポーラス状の金属光沢膜層５を形成させる工程（金属光沢膜成膜工程）Ｄは、スズ、インジューム、アルミなどの金属光沢を発する金属材料を前記ベースコート層４によって鏡面とされたシリコンゴム製の基材２の表面に真空蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム・スパッタリング、プラズマＣＶＤ等によって薄膜状に形成するものである。

この金属光沢膜層５は、金属微粒子の薄膜状の付着によってポーラス状とされており、その膜厚は、１００〜５００オングストロームの範囲、より好ましくは、２５０〜３００オングストロームの範囲とされている。この範囲以下では、良好な金属光沢が得られず、また、この範囲以上では、金属材料費が嵩みコスト高となるのみならず、シリコンゴム製の基材２の柔軟性が損なわれることになる。

上記金属光沢膜層５の上にミドルコート層及び／又はトップコート層６を形成させる工程（保護膜塗装工程）Ｅは、少なくとも透光性と弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂、例えば、アクリルウレタンの二液性樹脂、シリコン系樹脂、ＵＶ塗料を含む樹脂、或いは、これらに染料、顔料が混入された樹脂を金属光沢膜層５の上に塗装することによって行われる。この塗装は、スプレー、刷毛、ローラ等、いずれで行ってもよいが、仕上がり表面が平滑面に整えられることが好ましい。これらミドルコート層やトップコート層６の塗装に用いられる樹脂には、可視光がシリコンゴム製品１に当たったとき、金属光沢膜層５の反射光色が銀色、金色、ピンク色、ブルー色、その他の色彩の金属光沢を発現するように前記樹脂に染料又は顔料が適宜配合され、透光性と弾性（基材２の弾性変形を許容する程度の弾性）を有する樹脂が使用されるものである。

上記構成によれば、シリコンゴム製の基材２の表面に介在させたベースコート層の付着力改善処理層３によってシリコンゴム製の基材２の表面の疎水性乃至撥水性を改質してシリコンゴム製の基材２とベースコート層４とを強固に結合させることができ、その上に金属光沢膜層５とミドルコート層及び／又はトップコート層６を良好に形成させることができる。この場合、ミドルコート層又はトップコート層６がポーラス状の金属光沢膜層５の金属微粒子相互間の微細孔隙間に浸透してベースコート層４と結合するため、金属光沢膜層５をベースコート層４とミドルコート層又はトップコート層６とで挟み込んでシリコンゴム製の基材２の表面に強固に付着させることができ、これによって、金属光沢の劣化が少なく、しかも、曲げたり、ねじっても金属光沢膜層５が割れたり剥離せず、元の形状に復元する高耐久性の金属光沢を有するシリコンゴム製品１を製造することができる。

また、本発明の製造方法によれば、シリコンゴム製の基材２の表面にベースコート層の付着力改善処理層３を形成させる工程（基材表面改質工程）Ｂを、乾式で実施でき、その後のベースコート層４の塗装工程（下地塗装工程）Ｃ、ポーラス状の金属光沢膜層５の形成工程（金属光沢膜成膜工程）Ｄ、ミドルコート層及び／又はトップコート層６の塗装工程（保護膜塗装工程）Ｅを継続して効率的に実施することができる。

本発明に係る金属光沢を有するシリコンゴム製品とその製造方法は、シリコンゴムで製作された各種用途の製品全般に適用することができる。

１ シリコンゴム製品
２ シリコンゴム製の基材
３ ベースコート層の付着力改善処理層
４ ベースコート層
５ ポーラス状の金属光沢膜層
６ トップコート層
Ａ 基材形成工程
Ｂ 基材表面改質工程
Ｃ 下地塗装工程
Ｄ 金属光沢膜成膜工程
Ｅ 保護膜塗装工程

Claims (2)

1. 基材の表面にベースコート層とポーラス状の金属光沢膜層とミドルコート層及び／又はトップコート層とが順番に形成された金属光沢を有する製品において、
   前記基材がシリコンゴム製であり、
   前記ベースコート層が弾性を有する樹脂で構成されると共に、
   前記ミドルコート層及び／又はトップコート層が透光性と弾性とを有する樹脂で構成され、
   かつ、前記シリコンゴム製の基材の表面と前記ベースコート層との間に前記シリコンゴム製の基材の弾性変形を許容するベースコート層の付着力改善処理層が介在し、
   前記付着力改善処理層が二酸化ケイ素被膜層である
   ことを特徴とする金属光沢を有するシリコンゴム製品。
2. シリコンゴム製の基材の上に弾性を有する樹脂によるベースコート層を形成する工程と、
   前記ベースコート層の上にポーラス状の金属光沢膜層を形成する工程と、
   前記金属光沢膜層の上に透光性と弾性とを有する樹脂によるミドルコート層及び／又はトップコート層を形成する工程と、を有し、
   前記ベースコート層を形成する工程の前に前記基材の表面に二酸化ケイ素皮膜層を形成させて付着力改善処理層とする工程を加え、前記付着力改善処理層の上に前記ベースコート層を形成する
   ことを特徴とする金属光沢を有するシリコンゴム製品の製造方法。

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