JP2004237158A - 樹脂部品の上塗り塗装方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂部品1又は下地塗膜2上に、120℃で硬化する1液性熱硬化型ベース塗料3を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで2液ウレタンクリヤ塗料4を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料3およびクリヤ塗料4を60℃〜130℃で10分〜40分間焼き付ける。
【選択図】 図1
Description
【技術分野】
本発明は、バンパーなどの自動車外装部品に好ましく用いられる上塗り塗装方法に関し、特に耐塗膜割れ性や耐黄変性に優れ、かつ廉価な樹脂部品の上塗り塗装方法に関する。
【0002】
【背景技術】
自動車用バンパーは、意匠性の向上および耐久性の向上の観点から上塗り塗装が施され、メタリック系上塗り塗色においては、下地塗装としてのプライマー塗料を塗布したのち、ウェットオンウェットでベース塗料を塗布し、さらにウェットオンウェットでクリヤ塗料を塗布し、これらを同時に焼き付けることで構成されている。従来の上塗り塗装としては、(1)自動車車体用(鋼板用)のアクリルメラミン系カラーベース塗料と同じくアクリルメラミン系クリヤ塗料を用いる方法、(2)鋼板用塗料に比べて軟質の樹脂用アクリルメラミン系カラーベース塗料と同じくアクリルメラミン系クリヤ塗料を用いる方法、(3)ブロックイソシアネートを含有するアクリル系カラーベース塗料とアクリルポリオールおよびポリイソシアネートからなる2液性クリヤ塗料を用いる方法が知られている。
【0003】
しかしながら、(1)の鋼板用ベース塗料とクリヤ塗料を用いる方法では石跳ねなどの外因による塗膜割れの問題があり、(2)の樹脂用ベース塗料とクリヤ塗料を用いる方法では黄変しやすいという問題があり、(3)のアクリル系カラーベース塗料と2液性クリヤ塗料を用いる方法では塗料費が高価であるといった問題があった。
【0004】
【発明の開示】
本発明は、耐塗膜割れ性や耐黄変性に優れ、かつ廉価な樹脂部品の上塗り塗装方法を提供することを目的とする。
【0005】
上記目的を達成するために、本発明によれば、樹脂部品又は下地塗膜上に、120℃で硬化する1液性熱硬化型ベース塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで2液ウレタンクリヤ塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料およびクリヤ塗料を60℃〜130℃で10分〜40分間焼き付けることを特徴とする樹脂部品の上塗り塗装方法が提供される。
【0006】
本発明では、ベース塗料とクリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した際に2液ウレタンクリヤ塗料に含まれる硬化剤がベース塗膜中に浸透し、これによりベース塗膜の硬化が進行する。その結果、廉価な汎用樹脂塗料が採用できるとともに、軟質樹脂塗料および低温硬化型塗料が採用でき耐塗膜割れ性および耐黄変性が向上する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1の左図は本発明の実施形態に係る上塗り塗装方法を示す工程図、右図は塗膜断面図であり、ポリプロピレン製樹脂部品を例に挙げて説明する。
【0008】
PP製樹脂部品1を成形後、これをイソプロピルアルコールなどの脱脂剤を用いて脱脂洗浄し、塗装範囲に下地塗装としてのプライマー塗料2を塗布する。本発明におけるプライマー塗料の材質、膜厚、塗装方法等は特に限定されない。
【0009】
プライマー塗料2を塗布したら1〜10分、好ましくは2〜5分のセッティング(放置)ののち、ウェットオンウェットでベース塗料3を塗布する。プライマー塗料2塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【0010】
ベース塗料3としては、120℃で硬化する1液性熱硬化型塗料が用いられ、特に好ましくは基体樹脂がポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂である。また、この基体樹脂に対しイソシアネート基/水酸基のモル比で0〜0.2のメラミン樹脂からなる硬化剤を含有させることもできる。ただし、メラミン樹脂硬化剤の含有比が0.2を超えると耐塗膜割れ性が低下するので、メラミン樹脂を添加する場合は0.2以下とすることが好ましい。
【0011】
ベース塗料3を塗布したら1〜10分、好ましくは2〜5分のセッティング(放置)ののち、ウェットオンウェットでクリヤ塗料4を塗布する。ベース塗料3塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【0012】
クリヤ塗料4としては、2液ウレタン塗料が用いられ、特に好ましくは硬化剤がヘキサメチレンジイソシアネートである。このヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤は、ウレタン樹脂基体に対しイソシアネート基/水酸基のモル比で、好ましくは1.05〜2.5、より好ましくは1.1〜1.5含有させる。ヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が小さすぎると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。逆にヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が大きすぎると耐塗膜割れ性が低下する。
【0013】
クリヤ塗料4を塗布したら1〜10分、好ましくは2〜5分のセッティング(放置)ののち、これらプライマー塗料2、ベース塗料3およびクリヤ塗料4を同時に焼き付ける。クリヤ塗料4塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【0014】
同時に焼き付ける場合の条件は、好ましくは60℃〜130℃で10分〜40分、より好ましくは80℃〜90℃で20分〜30分である。焼き付け条件がこの範囲を下回ると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。逆に焼き付け条件がこの範囲を上回ると耐黄変性が低下する。
【0015】
なお、本実施形態において、120℃で硬化する1液性熱硬化型ベース塗料3の基体樹脂としてポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂を用い、2液ウレタンクリヤ塗料4の硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネートを用いた場合、ベース塗料3とクリヤ塗料4をウェットオンウェットで塗装した際に2液ウレタンクリヤ塗料4に含まれるイソシアネートがベース塗膜3中に浸透し、これによりベース塗膜3の樹脂の硬化が進行する。これにより120℃でしか硬化しないベース塗料3であっても80℃〜90℃での硬化が可能となる。
【0016】
こうして上塗り塗装が完了するが、上述した1液性熱硬化型ベース塗料3と2液ウレタンクリヤ塗料4からなる塗膜は、以下の物理的特性および化学的特性を備えることが好ましい。
【0017】
(1) ゲル分率は90%以上であることが好ましい。ゲル分率が90%未満であると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。
【0018】
(2) 伸び率は8%以上であることが好ましい。伸び率が8%未満であると耐塗膜割れ性が低下する。
【0019】
(3) 抗張力応力は200kgf/cm2以上であることが好ましい。抗張力応力が200kgf/cm2未満であると耐塗膜割れ性が低下する。
【0020】
(4) 架橋密度が6×10−4mmol/cc以上であることが好ましい。架橋密度が6×10−4mmol/cc未満であると耐黄変性が低下する。
【0021】
(5) ガラス転移点が60℃〜80℃であることが好ましい。ガラス転移点が60℃未満であると耐黄変性が低下し、逆に80℃を超えると耐塗膜割れ性が低下する。
【0022】
【実施例】
以下に、本発明の樹脂部品の上塗り塗装方法をさらに詳細な実施例を挙げて説明する。
【0023】
実施例1
70×150mmのポリプロピレン製テストピース(ポリケム社製)をイソプロピルアルコールで脱脂洗浄したのち、ポリプロピレン製プライマー塗料を5μmの膜厚で塗装し、2分間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで、ベース塗料としてバンパー用ベース塗料プライマック5600(日本油脂BASFコーティングス社製)を15μmの膜厚で塗装し、5分間セッティングしたのち、さらにウェットオンウェットで、クリヤ塗料としてイソシアネート基/水酸基のモル比で1.05に調整した2液ウレタンクリヤ塗料プライマック8650(日本油脂BASFコーティングス社製,硬化剤はヘキサメチレンジイソシアネート)を30μmの膜厚で塗装し、10分間セッティングしたのち、これらを同時に60℃で10分間焼き付けた。
【0024】
実施例2
実施例1におけるクリヤ塗料のイソシアネート基/水酸基のモル比を1.5に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0025】
実施例3
実施例1におけるクリヤ塗料のイソシアネート基/水酸基のモル比を2.5に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0026】
実施例4
実施例1における焼き付け条件を80℃で20分間に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0027】
実施例5
実施例2における焼き付け条件を80℃で20分間に変更した以外は実施例2と同じ条件で塗装した。
【0028】
実施例6
実施例3における焼き付け条件を80℃で20分間に変更した以外は実施例3と同じ条件で塗装した。
【0029】
実施例7
実施例1における焼き付け条件を130℃で40分間に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0030】
実施例8
実施例2における焼き付け条件を130℃で40分間に変更した以外は実施例2と同じ条件で塗装した。
【0031】
実施例9
実施例3における焼き付け条件を130℃で40分間に変更した以外は実施例3と同じ条件で塗装した。
【0032】
実施例10
実施例1のベース塗料に、2液ウレタンクリヤ塗料プライマック8650(日本油脂BASFコーティングス社製)の硬化剤をイソシアネート基/水酸基のモル比で0.2加えたこと以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0033】
比較例1
実施例1におけるクリヤ塗料のイソシアネート基/水酸基のモル比を1.0に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0034】
比較例2
実施例1におけるクリヤ塗料のイソシアネート基/水酸基のモル比を2.6に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0035】
比較例3
実施例1における焼き付け条件を60℃で5分間に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0036】
比較例4
実施例1における焼き付け条件を130℃で50分間に変更した以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0037】
比較例5
実施例1のベース塗料に、2液ウレタンクリヤ塗料プライマック8650(日本油脂BASFコーティングス社製)の硬化剤をイソシアネート基/水酸基のモル比で0.3加えたこと以外は実施例1と同じ条件で塗装した。
【0038】
評価方法
以下の評価方法にしたがって、上記実施例1〜10および比較例1〜5の塗膜性能を評価した。また、上記実施例1〜10および比較例1〜5の塗膜について、ゲル分率、伸び率、抗張力応力、架橋密度およびガラス転移点を測定した。これらの結果を表1に示す。
【0039】
(1) 初期密着性は、JIS K−5400 6.15の碁盤目付着試験に基づいて実施した。問題なきテストピースは○、剥がれが発生したテストピースは×とした。
【0040】
(2) 塗膜外観は、JIS K−5400 6.1に基づいて実施した。問題なきテストピースは○、ワキが発生したテストピースは×とした。
【0041】
(3) 耐塗膜割れ性は、−40℃雰囲気下でテストピースを180°折り曲げ、塗膜の割れの有無を目視で確認した。問題なきテストピースは○、塗膜割れが発生したテストピースは×とした。
【0042】
(4) 耐黄変性は、テストピースを80℃雰囲気下に500時間放置し、黄変の有無を目視で確認した。問題なきテストピースは○、黄変が発生したテストピースは×とした。
【0043】
【表1】
考 察
実施例1〜3の結果から、2液ウレタンクリヤ塗料のヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が1.05〜2.5の範囲では、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例1〜2の結果から、このヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が小さすぎると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下し、逆に含有比が大きすぎると耐塗膜割れ性が低下することが確認された。
【0044】
実施例1,4〜9の結果から、焼き付け条件が60℃〜130℃で10分〜40分の範囲では、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例3〜4の結果から、焼き付け条件がこの範囲を下回ると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下し、逆に焼き付け条件がこの範囲を上回ると耐黄変性が低下することが確認された。
【0045】
実施例10の結果から、ベース塗料にヘキサメチレンジイソシアネートをイソシアネート基/水酸基のモル比で0.2加えても、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例5の結果から、このモル比を0.3にすると耐塗膜割れ性が低下することが確認された。
【0046】
なお、以上説明した実施形態および実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態および実施例に開示された各要素および数値等は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る塗装方法を示す工程図及び本発明の実施形態に係る塗装方法にて塗装された塗膜を示す断面図である。
【符号の説明】
1…樹脂部品
2…プライマー塗料
3…ベース塗料
4…クリヤ塗料
Claims (5)
- 樹脂部品又は下地塗膜上に、120℃で硬化する1液性熱硬化型ベース塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで2液ウレタンクリヤ塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料およびクリヤ塗料を60℃〜130℃で10分〜40分間焼き付けることを特徴とする樹脂部品の上塗り塗装方法。
- 前記1液性熱硬化型ベース塗料と2液ウレタンクリヤ塗料からなる塗膜は、ゲル分率が90%以上、伸び率が8%以上、抗張力応力が200kgf/cm2以上、架橋密度が6×10−4mmol/cc以上、ガラス転移点が60℃〜80℃である請求項1記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
- 前記2液ウレタンクリヤ塗料は、イソシアネート基/水酸基のモル比で1.05〜2.5のヘキサメチレンジイソシアネートからなる硬化剤を含有する請求項1又は2記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
- 前記1液性熱硬化型ベース塗料は、基体樹脂がポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂である請求項1〜3の何れかに記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
- 前記1液性熱硬化型ベース塗料は、イソシアネート基/水酸基のモル比で0〜0.2のメラミン樹脂からなる硬化剤を含有する請求項4記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003026795A JP2004237158A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 樹脂部品の上塗り塗装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003026795A JP2004237158A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 樹脂部品の上塗り塗装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004237158A true JP2004237158A (ja) | 2004-08-26 |
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ID=32954695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003026795A Pending JP2004237158A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 樹脂部品の上塗り塗装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004237158A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114535023A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 日东电工株式会社 | 涂布膜的制造方法 |
-
2003
- 2003-02-04 JP JP2003026795A patent/JP2004237158A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN114535023A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 日东电工株式会社 | 涂布膜的制造方法 |
CN114535023B (zh) * | 2020-11-25 | 2024-06-21 | 日东电工株式会社 | 涂布膜的制造方法 |
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