JP2018023927A - 熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外観の美しい塗装品が得られる樹脂組成物成形体の塗装方法の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。【選択図】なし

Description

本発明は、各種分野において外装品の塗装方法として使用できる、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法に関する。

各種分野にて樹脂成形品が汎用されており、用途に応じて塗料を塗った塗装品が使用されている。
特許文献１の段落番号００３４には、塗装する際にサンドペーパーで研磨後に塗装する方法が記載されている。
特許文献２の段落番号００１６には、ＡＢＳ樹脂成形体の表面にガラス繊維の先端が露出した場合には、塗装後にサンドペーパーで研磨して平滑にすることが記載されている。
特許文献３の段落番号０００４〜０００６には、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の塗装表面に強化繊維が浮いた状態になっているときは、サンドペーパーで除去した後に再塗装することが記載されている。

特許文献４には、強化繊維を５〜７０重量％含有するオレフィン系樹脂からなる成形体を成形し、その表面を火炎処理したのち、該火炎処理部に塗装する繊維強化樹脂成形体の製造方法の発明が記載されている（請求項２）。

特開２００７−２５３５７３号公報 特開平１０−２８７２４８号公報 特開２００１−３２３０８９号公報 特開２００３−２６６５３６号公報

本発明は、塗装後の外観が美しい成形体が得られる、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法を提供することを課題とする。

本発明は、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂のみを使用することを含まないものであり、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法（第１の塗装方法）である。
また本発明は、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法（第２の塗装方法）である。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法によれば、外観の美しい塗装品を得ることができる。

＜熱可塑性樹脂組成物および成形体＞
第１の塗装方法と第２塗装方法の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のみからなるもののほか、熱可塑性樹脂、繊維状充填材および公知の樹脂添加剤を含有するものを使用することもできる。

熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、塗装対象となる熱可塑性樹脂組成物の成形体の用途に応じて公知の熱可塑性樹脂から選択することができる。
但し、第１の塗装方法では、熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂のみは使用しない。第２の塗装方法でも、熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂のみは使用しないでもよい。
第１の塗装方法と第２塗装方法では、オレフィン系樹脂とオレフィン系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂のアロイは使用することができる。オレフィン系樹脂とは、オレフィンを付加重合させて得られる熱可塑性樹脂であり、プロピレン重合体、エチレン重合体、１−ブテン重合体などである。

２種類以上の熱可塑性樹脂の混合物からなるものを使用するときは、結晶性樹脂と非晶性樹脂の組み合わせが好ましい。
結晶性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルテーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。これらの中でもポリアミドが好ましい。
非晶性樹脂としては、スチレン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミドなどを挙げることができる。これらの中でも、スチレン系樹脂が好ましい。

ポリアミドは、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドを挙げることができるが、脂肪族ポリアミドが好ましい。
脂肪族ポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１２１２、ポリアミド１０１０、ポリアミド１０１２、ポリアミド１１１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６９、ポリアミド８１０などを挙げることができる。これらの中でも、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６が好ましい。

スチレン系樹脂は、ＧＰＰＳ（汎用ポリスチレン）、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＭＳ樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、ＧＰＰＳ、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂が好ましい。

樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂が２種の熱可塑性樹脂（結晶性樹脂と非晶性樹脂）からなるものであるときは、
結晶性樹脂と非晶性樹脂の合計量中の含有割合は、結晶性樹脂が３０〜９０質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましく、４５〜７５質量％がさらに好ましく、非晶性樹脂の含有割合は、合計で１００質量％となる残部割合である。
但し、結晶性樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンを使用するときは、結晶性樹脂の含有割合は３０質量％以下が好ましく、１〜２０質量％が好ましい。

繊維状充填材を使用するときは、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、無機繊維（ガラス繊維を除く）、金属繊維などを挙げることができる。
ガラス繊維は、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、耐アルカリガラスなどからなるものを使用することができる。
炭素繊維は、ＰＡＮ系、ピッチ系の炭素繊維を使用することができる。
有機繊維は、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの合成繊維、天然繊維を使用することができる。
無機繊維は、ボロン繊維、シリコン繊維、チタン繊維などを使用することができる。

繊維状充填材の含有割合は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜５０質量部が好ましく、２〜３０質量部がより好ましい。
繊維状充填材が炭素繊維であるときは、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部が好ましく、２〜３０質量部がより好ましく、２〜１０質量部がさらに好ましい。
繊維状充填材がガラス繊維であるときは、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜５０質量部が好ましく、２〜３０質量部がより好ましく、２〜２０質量部がさらに好ましい。

熱可塑性樹脂組成物が含有できる公知の添加剤としては、有機又は無機充填材（繊維状充填剤を除く）、難燃剤、発泡剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、抗菌剤、結晶核剤、着色剤、可塑剤などの公知の各種樹脂添加剤を挙げることができる。

熱可塑性樹脂組成物の成形体の成形方法は、射出成形などの公知の樹脂成形方法を使用することができる。
熱可塑性樹脂組成物の成形体の形状および大きさは、用途に応じて選択することができる。

＜塗装方法＞
本発明の塗装方法は、
熱可塑性樹脂組成物から得られた成形体に対して加熱処理する工程と、その後の塗装工程を含む第１の塗装方法、
熱可塑性樹脂組成物から得られた成形体に対して研磨処理する工程と、その後の加熱処理する工程と、その後の塗装工程を含む第２の塗装方法を含むものである。
第２の塗装方法は第１の塗装方法の全ての工程を含んでいるので、以下においては第２の塗装方法を説明する。

本発明の第２の塗装方法の最初の工程は、上記した樹脂組成物成形体の表面（塗装対象となる面）を、研磨剤を使用して研磨して平滑面化する研磨工程である。
成形後の成形体の表面には小さな凹凸や段差が残っていることがあり、そのまま塗装すると外観を損ない、製品価値が低下する。このため、凹凸などを無くして平滑面にするため、サンドペーパーで擦って平滑面化する。
なお、成形体の成形条件によっては凹凸が発生しにくい場合があり、また成形体の用途によっては、小さな凹凸が許容され、研磨が不要な場合もあるため、このような場合には、研磨工程は不要となる（第１の塗装方法）。

研磨材としては、サンドペーパー、ディスクグラインダー、サンダー、研磨スポンジなどを挙げることができ、その他、ブラスト処理などによりバリを除去する方法も併用することができる。これらの中でも、サンドペーパーを使用して研磨する方法が好ましい。

サンドペーパーの種類（粒度または番手）は、成形体の表面の凹凸などの程度に応じて選択することができるが、２４０番（＃２４０）以上が好ましく、３００番以上がより好ましく、３００〜８００番がさらに好ましい。

研磨工程の平滑面化のレベルは、目視および手触りなどにより確認することができる。
研磨工程後において、成形体表面に残存する粉化物を水洗や送風などにより取り除くことが好ましい。

次の工程は、研磨工程後の平滑面化した成形体に対して、加熱処理して平滑面化する加熱処理工程である。
研磨工程後の成形体の処理面（平滑面）には、樹脂成分や繊維状充填材に由来する小さな毛羽立ちが残っていることがあり、さらに毛羽立ち部分の樹脂にはひずみが残っている場合もある。このような毛羽立ちやひずみが残ったまま塗装すると、塗装面にブツ（小さな塊）が生じてしまい、塗装不良となる。
加熱処理工程は、研磨工程後の成形体の処理面に対して加熱処理することで、平滑面から突き出された毛羽立ち部分を軟化させて処理面に沿わせるようにすると共に、ひずみが緩和されるようにするものである。
加熱処理工程では、熱可塑性樹脂組成物に含まれている熱可塑性樹脂中の最も低いガラス転移温度以上に加熱することが好ましい。なお、加熱温度がガラス転移温度以上で高い場合は処理時間を短くして、加熱温度がガラス転移温度以上で低い場合は処理時間を長くすることが好ましい。

加熱処理方法としては、火炎処理法、熱風の吹き付け法、高温の水蒸気の吹き付け法、加熱雰囲気中を通過させる方法から選ばれるものが好ましい。
火炎処理法は、ガスバーナーなどの炎を成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に近づける方法である。
熱風の吹き付け法は、成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に熱風を吹き付ける方法である。
高温水蒸気（過熱水蒸気など）の吹き付け法は、成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に高温水蒸気を吹き付ける方法である。
加熱雰囲気中を通過させる方法は、例えばベルトコンベアなどの移送装置の上に成形体を置いた状態で、ヒーターが配置された加熱ゾーン（乾燥炉も含む）を通過させる方法である。

次の工程は、加熱処理工程後の平滑面化した成形体を塗装する工程である。
塗装に先立って、成形体の乾燥、脱脂などの処理をすることができる。
塗装方法は、公知の樹脂成形体の塗装方法をそのまま適用することができる。例えば、必要に応じてプライマー塗装をした後、刷毛塗り法、ローラー塗り法、スプレー法などにより塗装することができる。
塗料は、公知のアクリル系塗料、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料、ウレタン系塗料、アクリル／ウレタン系塗料、アルキッド系塗料などを使用することができる。

本発明の成形体の塗装方法で得られる成形体（塗装品）は、自動車の内装・外装部品および自動二輪車の外装部品から選ばれるものに使用することが好ましいが、前記以外の用途、例えば建築材料、ＯＡ機器を含めた各種機器のハウジンングなどに使用することもできる。

＜使用成分＞
（結晶性樹脂）
Ａ−１：ポリアミド６，相対粘度2.15，ガラス転移温度４９℃，ユニチカナイロンA1020BRL（ユニチカ（株）製）
Ａ−２：ポリアミド６，相対粘度2.50，ガラス転移温度４９℃，ユニチカナイロンA1030BRL（ユニチカ（株）製）
（非晶性樹脂）
Ｂ−１：ＡＢＳ樹脂（スチレン45％，アクリロニトリル15％，ブタジエン40％，ガラス転移温度１１２℃，ＭＩ＝５g/10min）
Ｂ−２：ＡＢＳ樹脂（スチレン40％，アクリロニトリル15％，ブタジエン40％，メタクリル酸5％，ガラス転移温度１１２℃，ＭＩ＝３g/10min）
Ｂ−３：ＡＳ樹脂（スチレン70％，アクリロニトリル25％，メタクリル酸5％，ガラス転移温度１１５℃，ＭＩ＝800g/10min）
（繊維状充填剤）
ＣＦ−１：CFチョップドファイバーHTC413，６ｍｍ（東邦テナックス（株）製）
ＧＦ−１：GFチョップドファイバーECS03 T-251(日本電気硝子（株）製）
（その他）
安定剤：irganox1010（BASF社製）

製造例１（熱可塑性樹脂組成物および成形体の製造）
表１に示す繊維状充填材を除いた各成分を予備混合した混合物を二軸押出機（日本製鋼所製のTEX30α，スクリュー径32mm）のホッパーから投入した。繊維状充填剤は、二軸押出機のサイドフィーダーから添加した。
260℃で溶融混練して（スクリュー回転数200r/m，吐出量20kg/h）、ストランド状に押し出し、冷却し、切断して樹脂組成物のペレットを得た。

表１に示す各熱可塑性樹脂組成物のペレットを射出成形して平板（120×120mm，厚み2mm）を得た。

実施例１〜６
＜研磨工程＞
平板の一面をサンドペーパー（＃６００）にて研磨して、平滑面にした。但し、一部には、目視により毛羽立ちが確認された。

＜加熱処理工程＞
研磨処理後の平板に対して、次の３つの方法から選択される方法により加熱処理を実施した。
スチームクリーナーを使用した方法：スチームクリーナーSC1.020（ケルヒャージャパン（株）製）のノズルヘッドを移動させながら、平板の処理面（毛羽立ちがある部分）にスチーム（約１００℃）を約３秒間吹き付けた。
ヒーティングガンを使用した方法：ヒーティングガンHAKKO881（白光（株）製）の温風出口を平板の処理面（毛羽立ちがある部分）から10〜15cm離した状態で、前記温風出口を移動させながら温風（約４５０℃）を約３秒間吹き付けた。
バーナーを使用した方法：カセットガスクッキングバーナーCJ（岩谷産業（株）製）の火炎出口を平板の処理面（毛羽立ちがある部分）から約10cm離した状態で、前記火炎出口を約１５cm／秒の速度で移動させながら炙った（約１５００℃）。

＜塗装工程＞
加熱処理工程後の平板を８０℃のオーブンで３０分間乾燥した後、イソプロピルアルコールを使用して脱脂した。
その後、二液型アクリルウレタン塗料（オリジプレートZ-NY）をスプレーガンで吹き付け塗装した後、７０℃で40分乾燥させた。
吹き付け塗装は、二液型アクリルウレタン塗料／硬化剤(ポリハードＨ)／シンナー（オリジンシンナー＃２１０）＝４／１／２（質量比）で混合したものを使用し，スプレーガン（ノズル径1.3mm）で塗膜厚３０μmになるように行った。

＜塗膜密着性＞
ＪＩＳ−Ｋ５４００（１９９０）で規定された碁盤目テープ法を実施して、100個の升目から残った升目の数で評価した。

＜塗装外観＞
目視で確認できるブツの数をカウントした。

比較例１〜３
加熱処理をしないほかは実施例１と同様にして、成形体を塗装した。得られた塗装品について塗膜密着性と塗装外観を評価した。

実施例１〜６と比較例１〜３の対比から明らかなとおり、塗膜密着性には顕著な違いはなかったが、塗装外観の評価について顕著な差が見られた。比較例１〜３は塗装不良のレベルであった。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法は、自動車の外装部品および自動二輪車の外装部品の塗装方法に使用することができる。

Claims (8)

1. 熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
   前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂のみを使用することを含まないものであり、
   熱可塑性樹脂組成物からなる成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
   加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
2. 熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
   熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
   研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
   加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
3. 前記熱可塑性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂と繊維状充填材を含むものである、請求項１または２記載の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
4. 前記加熱処理工程が、熱可塑性樹脂組成物に含まれている熱可塑性樹脂中の最も低いガラス転移温度以上に加熱する工程である、請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
5. 加熱処理工程が、火炎処理法、熱風の吹き付け法、高温水蒸気の吹き付け法、加熱雰囲気中を通過させる方法から選ばれるものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂組成物成形体の塗装方法。
6. 前記熱可塑性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂として非晶性樹脂と結晶性樹脂を含むものである、請求項１〜５のいずれか１項記載の樹脂組成物成形体の塗装方法。
7. 前記熱可塑性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂としてポリアミド系樹脂およびスチレン系樹脂を含むものである、請求項１〜６のいずれか１項記載の樹脂組成物成形体の塗装方法。
8. 前記熱可塑性樹脂組成物の成形体が、自動車の外装部品および自動二輪車の外装部品から選ばれるものである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。