樹脂への親水性付与 樹脂・プラスチック製造L社 開発部

熱可塑性樹脂の成型部品表面に親水性を付与したいが…

樹脂成型部品表面への親水性付与を実現!独自製法によるモノマーを重合した水溶性ポリマー:ポリビニルピロリドン(PVP)の実力とは?

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熱可塑性樹脂を使った成型部品を幅広く製造しているL社。得意先から、ある相談が舞い込んできた。それは、製品に使用する部品表面に、親水性を付与させることはできないかという内容だった。L社はすぐ着手したが、開発は難航を極めた。

課題

熱可塑性樹脂の成型部品表面の親水性付与の要望に、求める性能を達成する技術開発が進まず…

得意先に要望をヒアリングしたところ、部品表面の汚れの付着防止、帯電防止、防曇性などの機能を向上させるために、成型部品の表面に親水性を付与したいとのことでした。
この案件を担当した開発部のK氏はこのときの状況を次のように語ります。
「熱可塑性樹脂は、一般的に疎水性なので、その表面は水との相互作用が弱く、水になじまない性質があります。成型部品表面に親水性を持たせるには、部品表面の性質を変える必要があります」

K氏はまず、知見のあった樹脂部品表面にコロナ処理や、プラズマ処理を施す方法を試してみました。ところが、成型部品に対する処理が難しく、親水性を十分に付与することはできませんでした。
次に、界面活性剤などの親水性剤を含んだコーティング剤を吹き付けたり、塗布する方法を検討しました。コーティング剤を吹き付けた直後は部品表面に親水性を付与することができました。しかし、拭き取りや洗浄等により親水性剤が除去されてしまい、親水性を持続させることができませんでした。

さらに、PVA(ポリビニルアルコール)やPEG(ポリエチレングリコール)といった水溶性ポリマーを樹脂に溶融混練する方法を検討しました。しかし、熱可塑性樹脂を溶融する温度では、これらの水溶性ポリマーが分解して、発泡や着色が発生してしまい、外観が損なわれただけでなく、期待していた親水性付与の効果も得られませんでした。
添加剤の種類や、配合方法を変えるなどして試作を繰り返してみましたが、結果はどれもいま一つ、満足いく性能には、ほど遠いものばかりでした。

得意先から部品完成の催促があるなか、K氏は途方に暮れる状況でした。

課題のポイント

  • 熱可塑性樹脂の成型部品の表面に親水性を付与したいが、様々な方法を試しても求める親水性を付与できなかった

  • 水溶性ポリマーを溶融混練する方法を検討したが、熱可塑性樹脂を溶融する温度では発泡や着色が発生して、親水性を付与できなかった

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