JP2019194016A - 表面改質シート、表面改質部材、塗装物、及び塗装物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、樹脂部材は、接着剤となじみにくく従来の接着剤や接着シートを用いても十分な接着強度が得られない。また、炭素繊維複合材料(CFRP)等の強度に優れた樹脂部材は、高い水準の接着強度が求められる。
このため、樹脂部材の接着にはプライマー溶液の塗布や、プライマー溶液の塗布に先立ち、下処理としてサンドブラスト処理、コロナ処理、プラズマ処理などの各種表面処理が必要となる。
例えば、十分な接着強度を得るための手段として、熱可塑性樹脂部材の表面を改質するために適切なプライマー溶液を塗布する技術(例えば特許文献2等)があるが、耐溶剤性の高い樹脂(例えば、PPS、PA、PPなど)の場合、十分な接着強度を発現できないという問題がある。そして、このような表面処理方法においては、表面処理工程および乾燥工程を設けなければならず、工程が増え、生産性が低下するためコスト面にも問題がある。
例えば、特許文献3には、熱可塑性樹脂に十分な接着強度を付与し得る、表面改質シートが記載されている。
塗膜の塗装の前においても、樹脂で形成した部材の表面にプライマー溶液の塗布や、下処理としてサンドブラスト処理、コロナ処理、プラズマ処理などの処理が必要となり、生産性が低下するという問題がある。
さらに、樹脂を金型で成形加工する際には離型剤を用いることが必要であるが、この離型剤により樹脂部材の表面が汚染されるため、樹脂部材の表面に十分な強度の塗膜を形成することができない。このため、離型剤を除去するための洗浄処理工程や研磨処理工程が必要となる。その結果、これらの工程を行うための設備投資やランニング費用など、コスト上昇という問題がある。
しかしながら、特許文献1〜3に記載の接着剤やプライマー溶液、表面改質シートは、熱可塑性樹脂を金属や他の樹脂部材と接合する際に用いられており、樹脂部材の表面に塗膜を形成するために用いることについては何ら記載がない。
前記樹脂部材は、融点がT1℃の熱可塑性樹脂を含み、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部に表面改質層を設け、(T1−50)℃以上の温度で加熱溶着を行い、前記表面改質部材を形成する工程と、
前記表面改質部材の前記表面改質層側に前記塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法である。
前記樹脂部材は、硬化温度がT2℃の熱硬化性樹脂を含み、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部に前記表面改質層を設け、T2℃以上の温度で加熱成形を行い、前記表面改質部材を形成する工程と、
前記表面改質部材の前記表面改質層側に前記塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法である。
前記表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成する工程とを含んでいてもよい。
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を溶融状態又は軟化状態とした後、溶融状態又は軟化状態の前記樹脂部材の表面に前記表面改質層を設けて、前記樹脂部材を成形する工程と、
前記樹脂部材の前記表面改質層側に塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法である。
本発明の一態様に係る表面改質部材は塗膜との接着強度に優れ、強度に優れた塗装物が形成できる。
本発明の実施形態に係る表面改質シートは、表面改質層がシート状であるため部材の表面に塗設するのではなく、載積して加熱処理することで一体成形ができる。そのため、ハジキ発生等によるむらの発生を防ぎ、部材の表面に均一な厚みで表面改質層を形成することができる。また、部材の表面の一部に表面改質層を施す際には、はみだし等により歩留りが低下するのを抑制できる。
本発明の実施形態に係る表面改質層は平均厚みが0.1〜50μmであり、表面改質層の厚みの最大値と最小値の差が前記平均厚みの2倍未満である。好ましくは1.5倍以下、より好ましくは1倍以下である。最大値と最小値の差の下限値はその定義より0が最も好ましい。
表面改質層の厚みの最大値と最小値の差は、(最大値−最小値)より算出できる。
平均厚みは接着強度を確保する観点から、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.0μm以上である。また、接着強度の調整のため、好ましく40μm以下であり、より好ましくは20μm以下である。
表面改質層の厚みはダイヤルシックネスゲージ(例えば、ピーコックGC−9)により表面改質シートの厚みを測定し、その箇所の表面改質層を除去した離型シートの厚みを測定し、その差を表面改質層の厚みとして測定できる。
表面改質層の平均厚みとは10点を測定した平均値である。
凹凸欠陥とは、表面改質層中に原料に由来して生じたゲル化物や、塗工時の異物の混入、離型シートの凹凸等により表面改質層の表面に生じた凹部や凸部のうち、表面からの高さが0.1μm以上であり、直径が200μm以上の凸部、又は表面からの深さが0.1μm以下であり、直径が200μm以上の凹部をいう。凹凸欠陥は表面改質部材に用いた後も表面改質部材の表面に残る。
なお、凹部や凸部の形状は円形に限らず、楕円形や異形になることもありうる。この場合の直径とは、該楕円形の長軸方向の長さと短軸方向の長さの平均をその直径として算出する。また、凹部や凸部の形状が円形でも楕円形でもないときには円または楕円に近似して直径を算出する。
凸部のある表面改質部材に塗膜を塗装すると凸部の周囲に塗膜がたまって点欠陥となり、塗装物の外観を損なう。また、点欠陥部分は密着性が低く塗膜が剥がれ易いため塗膜強度が低下する。表面改質層中のゲル化物の生成や塗工時の異物の混入を防ぐことで凸部を生じ難くすることができる。
凹部は塗工時の異物や離型シートの凹凸により生じる場合があり塗装物の外観を損なう欠陥となる。
表面改質層の厚みを均一に形成するには、表面改質層の材料と溶剤を含む溶液中の材料由来のゲル化物の生成を抑制すること、異物混入を防ぐこと、平滑性の良好な離型シートを用いることなどが挙げられる。用いる溶剤の種類や混合比率等によりゲル化は抑制することができる。また、生成したゲル化物や異物はろ過などで除去することができる。
メトキシメチル基含有ポリマーとしては、市販品を採用してもよい。このような市販品としては、例えば、「Fine Resin」(登録商標)シリーズ(株式会社鉛市製)などが挙げられる。
メトキシメチル基含有ポリマーは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
水酸基含有ポリマーとしては、市販品を採用してもよい。このような市販品としては、例えば、「ARUFON(登録商標) UH−2000シリーズ」(東亜合成株式会社製)などが挙げられる。
水酸基含有ポリマーは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
カルボキシル基含有ポリマーとしては、市販品を採用してもよい。このような市販品としては、例えば、「ARUFON(登録商標) UC−3000シリーズ」(東亜合成株式会社製)などが挙げられる。
カルボキシル基含有ポリマーは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
アミノ基含有ポリマーとしては、市販品を採用してもよい。
アミノ基含有ポリマーは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
表面改質層(表面改質層の材料であってもよい)は、3級アミン含有化合物、強酸から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。
3級アミン含有化合物としては、市販品を採用してもよい。このような市販品としては、例えば、イミダゾール誘導体として、「キュアゾール」シリーズ(イミダゾール系エポキシ樹脂硬化剤、四国化成工業株式会社製)などが挙げられ、ポリエチレンイミンとして、「エポミン」(登録商標)シリーズ(株式会社日本触媒製)などが挙げられる。
3級アミン含有化合物は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
イオン液体としては、例えば、BF3−C2H5NH2、HMI−PF6などが挙げられる。
強酸としては、市販品を採用してもよい。
強酸は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
本発明の実施形態に係る離型シートは融点が200℃以上であり、100℃における引張弾性率が1GPa以下であることが好ましい。
耐熱性の観点から、離型シートの融点は好ましくは200℃以上であり、より好ましくは220℃以上であり、さらに好ましくは260℃以上である。また、成形加工温度に相当する耐熱性があれば十分であるため好ましくは500℃以下であり、より好ましくは450℃以下であり、さらに好ましくは430℃以下である。
離型シートの100℃における引張弾性率は、成形時の曲面追従性のため好ましくは1GPa以下であり、より好ましくは0.5GPa以下であり、さらに好ましくは0.2GPa以下である。
離型シートは、融点が200℃以上であり、100℃における引張弾性率が1GPa以下とすることにより耐熱性に優れ、樹脂部材との一体成形による表面改質部材の成形が可能な表面改質シートとすることができる。100℃における引張弾性率の下限に特に制限はないが、曲面追従性を発現し易くなり、複雑な三次元曲面の形状の部材に対しても適用し得る表面改質シートとするため、1MPa以上であることが好ましく、10MPa以上であることがより好ましい。
引張弾性率は、測定対象部分を構成する樹脂材料により構成された単層の樹脂フィルムを測定サンプルとして、以下の方法で測定される引張弾性率をいう。具体的には、上記離型シートをMDを長手方向として幅5mmの短冊状にカットして試験片を作製した。チャック間距離を10mmとし、TAインスツルメンツ社製引張粘弾性測定装置RSAIIIにて25℃〜150℃の温度分散を実施した。その際、昇温速度は5℃/min、周波数は1Hzとした。このとき100℃での弾性率を引張弾性率とした。
引張弾性率は、離型シートの構成や使用材料、それらの組み合わせ等により調節することができる。
離型シートの厚みは、取扱い性や加工性の観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、更に好ましくは20μm以上であり、特に好ましくは30μm以上である。また、曲面追従性を発現し易くなり、複雑な三次元曲面の形状の部材に対しても適用し得る表面改質シートとするため好ましくは300μm以下であり、より好ましくは200μm以下であり、さらに好ましくは100μm以下である。
表面改質シートは、任意の適切な方法によって製造し得る。例えば、表面改質層の材料と溶剤を含む溶液(表面改質組成物)への離型シートのディッピングの後に必要に応じて乾燥する方法、離型シートの表面への表面改質層の材料と溶剤を含む溶液の刷毛塗りの後に必要に応じて乾燥する方法、離型シートの表面への表面改質層の材料と溶剤を含む溶液の各種コーターによる塗布の後に必要に応じて乾燥する方法、離型シートの表面への表面改質層の材料と溶剤を含む溶液のスプレー塗布の後に必要に応じて乾燥する方法などが挙げられる。
溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類;メチルエチルケトンなどのケトン類;エステル;脂肪族、脂環族、並びに芳香族炭化水素;ハロゲン化炭化水素;ジメチルホルムアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ジメチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類;などが挙げられ、ゲル化物の生成を抑制するため、エタノール又はエタノールと水との混合溶媒が好ましい。溶剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
例えば、着色剤を添加することにより表面改質層が可視化し、樹脂部材の表面を既に改質したかどうかが判別し易くなり工程管理の面でメリットがある。
着色剤としては、例えば、染料、又は顔料が挙げられる。また、着色剤としては、ブラックライトで視認できる蛍光材料であってもよい。
本発明の実施形態に係る表面改質プリプレグは、前記表面改質シートの前記表面改質層が樹脂部材の表面の少なくとも一部に積層された表面改質プリプレグであって、
前記樹脂部材と前記表面改質層との間に、前記樹脂部材と前記表面改質層とが混合した混合層を備える。
本発明の実施形態に係る表面改質部材は、表面改質シートの表面改質層が、樹脂部材の表面の少なくとも一部に積層された表面改質部材であって、樹脂と表面改質層との間に、樹脂部材と表面改質層とが混合した混合層を備える。
熱可塑性樹脂としては、例えば、PP(ポリプロピレン)、PA(ポリアミド)、PPE(ポリフェニレンエーテル)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリアセタール)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PC(ポリカーボネート)などが挙げられる。これらの樹脂の中でも、本発明の効果を有利に発現し得る熱可塑性樹脂としては、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PA(ポリアミド)、PP(ポリプロピレン)が挙げられる。
繊維強化熱可塑性樹脂(FRTP)としては、例えば、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂(GFRTP)などが挙げられる。
炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)としては、例えば、PPS系炭素繊維強化熱可塑性樹脂、PA系炭素繊維強化熱可塑性樹脂、PP系炭素繊維強化熱可塑性樹脂などが挙げられる。
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂(GFRTP)としては、例えば、PPS系ガラス繊維強化熱可塑性樹脂、PA系ガラス繊維強化熱可塑性樹脂、PP系ガラス繊維強化熱可塑性樹脂などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。
繊維強化熱硬化性樹脂としては、例えば、炭素繊維強化熱硬化性樹脂、ガラス繊維強化熱硬化性樹脂などが挙げられる。
樹脂部材の厚みは、例えば、0.001mm〜10mmである。
本発明の実施形態に係る表面改質部材の製造方法に特に制限はないが、例えば、樹脂部材の表面の少なくとも一部に、離型シートと表面改質層の積層体である表面改質シートの該表面改質層側を載置し、加熱成形を行うことにより表面改質部材を製造することができる。
加熱成形により、表面改質層中に含まれるポリマー成分が、樹脂部材が含有する樹脂と溶融混合又は反応し化学結合することで、表面改質層と樹脂部材の界面が溶融接触して溶着混合または化学結合し表面改質部材を形成することができる。
加熱成形は、表面改質シートの載置と同時に行ってもよいし、表面改質シートを載置した後に行ってもよい。
このような方法で樹脂部材の表面処理を行うことにより、樹脂部材に十分な接着強度を付与することができ、表面改質部材を高い生産性と低コストで製造することができる。表面改質部材の製造方法は、樹脂部材の表面を処理する方法(樹脂部材の表面処理方法)でもあり得る。
「樹脂部材の表面の少なくとも一部」とは、樹脂部材が有する全ての表面の中の少なくとも一部を意味する。例えば、樹脂部材が板状やシート状やフィルム状の場合は、その少なくとも一方の表面の一部や、その少なくとも一方の表面の全部などを意味する。
加熱成形の時間は、好ましくは1秒〜10分である。
そして、樹脂を金型内で冷却固化させた後、可動側金型と固定側金型とを離間させる。このようにして、表面改質シートと樹脂部材とが一体化された表面改質部材が得られる。
なお、前述したように、好ましくは、樹脂部材と表面改質層との間に、該樹脂と該表面改質層とが混合した混合層を備える。
本発明の実施形態に係る塗装物は、表面改質部材の表面改質層側の表面の少なくとも一部に塗膜を備えたものである。塗膜が、塗装、印刷層、蒸着層、及びめっき層より選択される少なくとも1種であてもよい。
本発明の実施形態に係る塗装物の一例として、図4に樹脂部材100の表面に表面改質層10が設けられた表面改質部材の、表面改質層側の表面に塗膜を備えた塗装物300を示す。
表面改質層は部材の表面に塗設するのではなくシート状の表面改質シートを用いて形成されるため、ハジキ発生等によるむらの発生を防ぐことができる。そのため、表面改質層が樹脂部材の表面に均一な厚みで形成することができ、塗膜を均一な膜厚で塗設することができる。また、溶融状態又は軟化状態の樹脂部材の表面に表面改質層を設けることにより、樹脂部材の表面の熱によって表面改質層が溶着混合または化学結合し、表面改質層と樹脂部材との接着強度が高いため、密着性に優れた塗膜が形成できる。さらに、塗装物の形成に際して、表面改質層と樹脂部材との一体成形が可能であるため、塗膜を形成する前に離型剤を除去するための有機溶剤を用いた洗浄処理工程や研磨処理工程が必要なく安全性に優れ環境負荷や作業負荷が軽減できる。
塗膜としては、特に制限されず、例えば、エポキシ系、ポリエステル・メラミン系、アルキド・メラミン系、アクリル・メラミン系、アクリル・ウレタン系、アクリル・多酸硬化剤系などの各種塗膜が挙げられる。
塗膜の厚みは、特に制限は無く、0.01〜2000μmであり、より好ましくは0.1〜1000μmであり、さらに好ましくは0.5〜500μmであり、特に好ましくは1〜200μmである。
塗膜の塗装方法に特に制限は無く、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装、各種コーター塗装などの一般的な方法を用いることができ、その塗布量は特に限定されるものではない。また、塗膜を加熱する時間や温度等も、用いる塗料、塗布量等によって適宜決定することができる。
本発明の第一の実施形態に係る塗装物の製造方法は、本発明の実施形態に係る表面改質シートの表面改質層側を、樹脂部材の表面の少なくとも一部に載置し、表面改質部材を形成する工程と、前記表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成する工程と、を含むものである。
熱硬化性樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリイソシアヌレート樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。
本発明の第二の実施形態に係る塗装物の製造方法は、樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の少なくとも一部に塗膜を備えた、塗装物の製造方法であって、樹脂部材が含む樹脂が、融点がT1℃の熱可塑性樹脂であり、樹脂部材の表面の少なくとも一部に表面改質層を設け、(T1−50)℃以上の温度で加熱溶着を行い、表面改質部材を形成する工程と、前記表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成する工程を含むものである。
本発明の第三の実施形態に係る塗装物の製造方法は、樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の少なくとも一部に塗膜を備えた、塗装物の製造方法であって、樹脂部材が含む樹脂が、融点がT2℃の熱硬化性樹脂であり、樹脂部材の表面の少なくとも一部に表面改質層を設け、T2℃以上の温度で加熱成形を行い、表面改質部材を形成する工程と、前記表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成する工程を含むものである。
塗膜の厚みは、特に制限は無く、0.01〜2000μmであり、より好ましくは0.1〜1000μmであり、さらに好ましくは0.5〜500μmであり、特に好ましくは1〜200μmである。
塗膜の塗装方法に特に制限は無く、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装、各種コーター塗装などの一般的な方法を用いることができ、その塗布量は特に限定されるものではない。また、塗膜を加熱する時間や温度等も、用いる塗料、塗布量等によって適宜決定することができる。
本発明の第四の実施形態に係る塗装物の製造方法は、樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成した塗装物の製造方法である。
本発明の第四の実施形態に係る塗装物の製造方法においては、樹脂部材の表面の少なくとも一部を溶融状態又は軟化状態とした後、溶融状態の又は軟化状態の該樹脂部材の表面に表面改質層を設ける。このような方法で樹脂部材の表面処理を行うことにより、樹脂部材に十分な接着強度を付与することができ、好ましくは、このような付与を高い生産性と低コストで行うことができる。
本発明の実施形態に係る表面改質シートの製造、表面改質部材の製造、及び塗装物の製造に際し、例えば、表面改質組成物、又は表面改質層に染料、顔料、又は結晶性物質等の添加剤を含有させることで、表面改質層が可視化し製造工程を管理しやすくなる。
DSC(示差走査熱量計)によって、−90℃から350℃までを2℃/分で昇温させながら、実施例及び比較例で用いた離型シートの融点T(℃)を測定した。
離型シートをMDを長手方向として幅5mmの短冊状にカットして試験片を作製した。チャック間距離を10mmとし、TAインスツルメンツ社製引張粘弾性測定装置RSAIIIにて25℃〜150℃の温度分散を実施した。その際、昇温速度は5℃/min、周波数は1Hzとした。このとき100℃での弾性率を引張弾性率(MPa)とした。
表面改質層の膜厚はダイヤルゲージ(ピーコック製GC−9)により測定した。表面改質シートの厚みを測定し、その箇所の表面改質層を除去した離型シートの厚み(μm)を測定し、その差を表面改質層の厚み(μm)とした。平均厚み(μm)は10点を測定した平均値である。
表面改質層の凹凸欠陥数(個/100cm2)は目視により数えた。
(表面改質シート(1))
(株式会社鉛市製、Fine Resin FR−105(メトキシメチル化ポリアミド樹脂)/東亜合成株式会社製、ARUFON(登録商標) UC−3150(カルボキシル基含有アクリル系ポリマー)(質量比50/50混合物))を40℃のエタノール/水=90質量%/10質量%の混合溶媒に溶解し、10質量%溶液(表面改質組成物)を作製した。
作製した表面改質組成物を目開き188μmのナイロンメッシュでろ過した後、離型シート(日東電工(株)製、ニトフロンNo.900UL(厚み0.18mm、寸法:幅250mm×長さ450mm))にバーコーターにて塗工し、風乾した後、恒温乾燥器にて100℃×1分間さらに乾燥させ、表面改質層を備えた離型シートである表面改質シート(1)を作製した。
上記で作製した表面改質シート(1)をガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイド(GF−PPS)(寸法:幅200mm×長さ200mm×厚み2mm)の上に重ね、プレス加工(290℃、1分間)にて加熱溶着し表面改質部材(1)を作製した。
上記で作製した表面改質部材(1)の離型シートを剥離後、表面改質層にソフト99コーポレーション(株)製 99工房 ボデーペン ソリッドをスプレーで塗装し、膜厚100μmの塗膜を備えた塗装物(1)を作製した。
表面改質層、及び離型シートを表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
離型シート、表面改質層、及び樹脂部材を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
離型シート、及び樹脂部材を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
離型シート、塗料、及び樹脂部材を表2のように変更し、また塗装物作製時に塗料をアプリケーターで塗布した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
塗料を表2のように変更し、また塗装物作製時に塗料塗布後、80℃で30分間硬化させた以外は実施例14と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
塗料を表3のように変更し、また塗装物作製時に塗料塗布後、160℃で20分間硬化させた以外は実施例14と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
離型シート、塗料、及び樹脂部材を表3のように変更し、また塗装物作製時に塗料をアプリケーターで塗布した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
表面改質層、及び離型シートを表4のように変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
実施例1で調製した表面改質組成物を、スプレーを用いてガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイド(寸法:幅200mm×長さ200mm×厚み2mm)に塗布し、膜厚30μmの表面改質層を設けた後、スプレーでソフト99コーポレーション(株) 99工房 ボデーペン ソリッドを塗装し、膜厚100μmの塗膜を備えた塗装物を作製した。
表面改質層、及び離型シートを表4のように変更した以外は、実施例1と同様にして表面改質シート、表面改質部材、及び塗装物を作製した。
ガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイド(寸法:幅200mm×長さ200mm×厚み2mm)に表面改質層を設けず、直接スプレーでソフト99コーポレーション(株) 99工房 ボデーペン ソリッドを塗装し、膜厚100μmの塗膜を備えた塗装物を作製した。
〔比較例4〕
表面改質層を設けない以外は、実施例12と同様にして塗装物を作製した。
〔比較例5〕
表面改質層を設けない以外は、実施例13と同様にして塗装物を作製した。
表面改質層を設けず、塗料、及び樹脂部材を表5のように変更した以外は、実施例14と同様にして塗装物を作製した。
表面改質層を設けず、塗料、及び樹脂部材を表5のように変更した以外は、実施例1と同様にして塗装物を作製した。
表面改質層を設けない以外は、実施例22と同様にして塗装物を作製した。
表面改質層を設けず、塗料、及び樹脂部材を表6のように変更した以外は、実施例14と同様にして塗装物を作製した。
〔離型シート〕
ニフトロン900UL:日東電工株式会社製フッ素樹脂シートフィルム(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE))
オピュラン(登録商標)X−88B:三井化学東セロ株式会社製ポリメチルペンテン樹脂シート
FOS:フタムラ化学株式会社製ポリオレフィン樹脂シート(ポリプロピレン(PP))
MRF−38:三菱化学株式会社製ポリエステル樹脂シート(ポリエチレンテレフタラート(PET)/シリコーン処理)
GF−PPS:ガラス繊維強化型ポリフェニレンスルフィド樹脂(サンワトレーディング株式会社製、Dynalite)
CF−PA6:炭素繊維強化型ポリアミド6樹脂(一村産業株式会社製)
CF−熱可塑エポキシ:炭素繊維強化型熱可塑エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)
CF−熱硬化エポキシ:炭素繊維強化型熱硬化エポキシ樹脂(東レ株式会社製、トレカ)
CF−PPS:炭素繊維強化型ポリフェニレンスルフィド樹脂
99工房ボデーペンソリッド:アクリル樹脂塗料、ソフト99コーポレーション株式会社製
アクリタン HMG5 LZ08:大日本塗料株式会社製
床コートアクリル:大日本塗料株式会社製
水性多用途スプレー 赤、株式会社アサヒペン製
エポニックス#10上塗:エポキシ樹脂上塗塗料、大日本塗料株式会社製
エポニックスNC壁用:エポキシ樹脂 無溶剤系 壁用、大日本塗料株式会社製
Vクロマ#100CW:ウレタン樹脂塗料、 大日本塗料株式会社製
VトップH上塗:ポリウレタン樹脂上塗塗料、大日本塗料株式会社製
水性Vトップ#100H上塗:水性ポリウレタン樹脂上塗塗料、大日本塗料株式会社製
シリコンルーベン二液EXTRA:弱溶剤形シリコン樹脂トタンペイント 大日本塗料株式会社製
Vフロン#2000上塗:中温焼付熱硬化形ふっ素樹脂系塗料 大日本塗料株式会社製
Vフロン#200上塗:建築用ふっ素樹脂塗料 大日本塗料株式会社製
水性Vフロン#100H上塗:水性ふっ素樹脂上塗塗料 大日本塗料株式会社製
<塗装外観(凹凸欠陥数)>
作製した塗装物の凹凸欠陥数(個/100cm2)は目視により数えた。
作製した成形品の外観欠点の有無は目視により確認した。離型シートに起因するシワが成形品の外観に確認されないものを〇、離型シートに起因するシワが成形品の外観に1か所でも確認されたものを×とした。
作製した塗装物について下記の碁盤目剥離試験により評価した。すなわち、得られた塗装物の塗装面の表面上にカッターナイフで10mm間隔で11本×11本の切れ目を入れ、100個の碁盤目を作った。
碁盤目の部分に粘着テープ(ニチバン株式会社製)を圧着させた後、角度45°、速度100mm/分で剥離し、塗装物から塗膜が剥離した碁盤目の数(個/100個)により接着強度を評価した。
塗膜が剥離した碁盤目の数を表1に示した。また、図5に実施例1、比較例1、2、及び3に係る塗装物の碁盤目剥離試験の結果の写真を示す図を示した。
20 離型シート
100 樹脂部材
200 表面改質シート
300 塗装物
Claims (21)
- 離型シートと表面改質層とを備え、
前記表面改質層は平均厚みが0.1μm〜50μmであり、
前記表面改質層の厚みの最大値と最小値の差が前記平均厚みの2倍未満である表面改質シート。 - 前記表面改質層は、表面に凹凸欠陥が存在しない請求項1に記載の表面改質シート。
- 前記表面改質層がポリマー成分を含み、前記ポリマー成分が、メトキシメチル基含有ポリマー、水酸基含有ポリマー、カルボキシル基含有ポリマー、及びアミノ基含有ポリマーから選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は2に記載の表面改質シート。
- 前記離型シートは、融点が200℃以上であり、100℃における引張弾性率が1GPa以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面改質シート。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面改質シートの前記表面改質層が、樹脂部材の表面の少なくとも一部に積層された表面改質プリプレグであって、
前記樹脂部材と前記表面改質層との間に、前記樹脂部材と前記表面改質層とが混合した混合層を備える表面改質プリプレグ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面改質シートの前記表面改質層が、樹脂部材の表面の少なくとも一部に積層された表面改質部材であって、
前記樹脂部材と前記表面改質層との間に、前記樹脂部材と前記表面改質層とが混合した混合層を備える表面改質部材。 - 請求項6に記載の表面改質部材の表面改質層側の表面の少なくとも一部に塗膜を備えた塗装物。
- 前記塗膜が、塗装、印刷層、蒸着層、及びめっき層より選択される少なくとも1種である請求項7に記載の塗装物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面改質シートの表面改質層側を、樹脂部材の表面の少なくとも一部に載置し、表面改質部材を形成する工程と、前記表面改質部材の表面改質層側に塗膜を形成する工程とを含む塗装物の製造方法。
- 前記樹脂部材が熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含む請求項9に記載の塗装物の製造方法。
- 前記表面改質部材が、樹脂成形により形成された請求項9又は10に記載の塗装物の製造方法。
- 樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の少なくとも一部に塗膜を備えた、塗装物の製造方法であって、
前記樹脂部材は、融点がT1℃の熱可塑性樹脂を含み、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部に前記表面改質層を設け、(T1−50)℃以上の温度で加熱溶着を行い、前記表面改質部材を形成する工程と、
前記表面改質部材の前記表面改質層側に前記塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法。 - 樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の少なくとも一部に塗膜を備えた、塗装物の製造方法であって、
前記樹脂部材は、硬化温度がT2℃の熱硬化性樹脂を含み、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部に前記表面改質層を設け、T2℃以上の温度で加熱成形を行い、前記表面改質部材を形成する工程と、
前記表面改質部材の前記表面改質層側に前記塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法。 - 前記加熱成形が樹脂成形によって行われる請求項12又は13に記載の塗装物の製造方法。
- 前記樹脂成形によって前記樹脂部材の成形加工がなされる請求項14に記載の塗装物の製造方法。
- 離型シートと前記表面改質層の積層体である表面改質シートの前記表面改質層側を、前記樹脂部材の表面の少なくとも一部に載置することにより前記表面改質部材を形成する工程と、
前記表面改質部材の前記表面改質層側に前記塗膜を形成する工程とを含む請求項12〜15のいずれか一項に記載の塗装物の製造方法。 - 前記加熱成形の後、前記離型シートが除去される請求項16に記載の塗装物の製造方法。
- 樹脂部材に表面改質層が積層された表面改質部材の少なくとも一部に塗膜を備えた、塗装物の製造方法であって、
前記樹脂部材の表面の少なくとも一部を溶融状態又は軟化状態とした後、溶融状態又は軟化状態である前記樹脂部材の表面に前記表面改質層を設けて、前記樹脂部材を成形する工程と、
前記樹脂部材の前記表面改質層側に塗膜を形成する工程を含む塗装物の製造方法。 - 前記表面改質層がポリマー成分を含み、該ポリマー成分が非極性ユニットと極性基を備える極性ユニットとを有する請求項12〜18のいずれか一項に記載の塗装物の製造方法。
- 前記ポリマー成分が、メトキシメチル基含有ポリマー、水酸基含有ポリマー、カルボキシル基含有ポリマー、アミノ基含有ポリマーから選ばれる少なくとも1種である請求項19に記載の塗装物の製造方法。
- 前記表面改質層が、3級アミン含有化合物、強酸から選ばれる少なくとも1種を含む請求項12〜20のいずれか一項に記載の塗装物の製造方法。
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