JP2871798B2

JP2871798B2 - 樹脂成形体の塗装法

Info

Publication number: JP2871798B2
Application number: JP2077451A
Authority: JP
Inventors: 貞雄北川; 勇太熊野
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JPH03278863A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の背景〕＜産業上の利用分野＞この発明は、プロピレン形樹脂素材に塗装を施すため
の樹脂成形体の塗装法に関する。さらに詳しくは、特定
のプロピレン系樹脂と、エチレンと水酸基含有不飽和化
合物との共重合体とからなる樹脂組成物成形体の塗装法
に関する。

＜従来の技術＞従来、ポリプロピレン樹脂は、その構造中に極性基が
存在せず、しかも、結晶性が高いことから塗料の付着が
極めて悪いことが知られている。従って、この付着性の
悪さを改善するために、ポリプロピレンの表面に予めプ
ライマーを塗布したり、プラズマ処理すること等によっ
て表面を改質し、塗装性を改良してから塗料を付着させ
ていた。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、このような塗装方法においては、従来
から以下に示すような問題点があった。

すなわち、プライマー塗布法においては、高価なプラ
イマーを使用しなければならないことや、塗装工程数が
多くなることなどから塗装コストが高くなるといった欠
点がある以外にも、プライマーの溶媒を揮発させる必要
があることなどから作業環境が悪くなるとともに火災の
危険性を伴ない安全性に問題があった。

一方、プラズマ処理法においては、高度の真空状態が
必要であるために、高価な装置を設置しなければなら
ず、しかも、バッチ式のためコストの上昇は避けること
ができなかった。さらに、プラズマ処理後の表面は不安
定で、異物と接触すると塗料の付着性が低下するため、
塗膜性能にバラつきが生じることもあり、取り扱いが非
常に不便であった。

従って、このようなプライマー塗布や、プラズマ処理
する工程を省略することができれば、塗装工程の簡略
化、作業環境の改善、コストの低減化等を図ることが可
能となることから、これまでにもこれらの問題点を改善
しようと多くの研究がなされてきた。

しかしながら、結局、未だにこの目的を達成するには
至っておらず、ポリプロピレン系樹脂素材ではこのよう
なプライマー塗布やプラズマ処理等を省くことが出来
ず、このような処理後に塗装が施されている場合が多
い。

〔発明の概要〕

＜要旨＞本発明者らは上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結
果、被塗装体に特定の樹脂組成物を用いることによっ
て、上記課題を解決し得ることができるとの知見を得
て、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の樹脂成形体の塗装法は、エチレン
含量３〜45重量％のプロピレン・エチレンブロック共重
合体及び／又はエチレン含量0.5〜10重量％のプロピレ
ン・エチレンランダム共重合体100重量部に対して、エ
チレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体0.01〜40
重量部を添加してなる樹脂組成物からなる成形体に、塗
料を直接塗布すること、を特徴とするものである。

＜効果＞本発明の樹脂成形体の塗装法は、特定な樹脂組成物を
用いることによって、プロピレン系樹脂へ直接塗装する
ことは不可能であるとの従来の常識を覆し、成形体にプ
ライマー塗布、プラズマ処理等の表面改質処理を予め施
すことなく、塗料を直接塗布することによって、良好な
塗料付着性を示す成形体の塗装物が得られることは予測
し難い意外なことである。

〔発明の具体的説明〕

〔Ｉ〕樹脂成形体本発明の樹脂成形体の塗装法において用いられる樹脂
成形体としては、下記に示す構成成分からなる樹脂組成
物を各種形状に成形して得られたものである。

（１）樹脂組成物（ａ）構成成分プロピレン系樹脂本発明での樹脂成形体の塗装法において使用するプロ
ピレン系樹脂は、エチレン含量が３〜45重量％、好まし
くは５〜40重量％の結晶性のプロピレン・エチレンブロ
ック共重合体及び／又はエチレン含量が0.5〜10重量
％、好ましくは１〜５重量％の結晶性プロピレン・エチ
レンランダム共重合体樹脂であり、また、これらプロピ
レン系の共重合体樹脂はエチレン成分とプロピレン成分
以外の任意共重合成分として、発明の効果を著しく損な
わない範囲（例えば30重量％以下、好ましくは15重量％
以下）、１−ブテン、３−メチルブテン−１、４−メチ
ルペンテン−１、１−ヘキセン、１−ペンテンなどの他
のα−オレフィンが共重合されていてもよい。

このようなランダム又はブロック共重合体はJIS−K72
03に準拠して測定した曲げ弾性率が3,000〜20,000kg/cm
²、好ましくは4,000〜18,000kg/cm²、特に好ましくは5,
000〜15,000kg/cm²の樹脂であることが好ましい。ま
た、この共重合体樹脂のメルトフローレート（MFR）は
特に制限がないが、ASTM−D1238に準拠して測定した値
が通常0.01〜200g/10min、好ましくは0.1〜100g/10min
の範囲内であるのが良い。

これらプロピレン系共重合体樹脂の中では、プロピレ
ン・エチレンブロック共重合体を使用することが好まし
い。これらの樹脂は、市販の中から適宜選んで用いるこ
とができる。

エチレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体エチレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体と
は、例えば、エチレンと２−ヒドロキシエチルメタアク
リレートがランダムに、もしくはある一定の間隔をおい
て共重合しているポリマーのことであるが、ここでは構
造的な見地から、分岐状あるいは線状の炭素鎖中に、不
規則あるいは規則的に水酸基含有不飽和化合物が、共重
合している構造をもつもの全般を指す。

具体的には、水酸基含有不飽和化合物の含量が0.1〜5
0重量％、好ましくは0.5〜45重量％、特に好ましくは１
〜40重量％のもので、分子量が、200〜200,000、好まし
くは500〜150,000、特に好ましくは800〜100,000の常温
で液体、半固体、固体のポリマーが含まれる。

エチレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体はエ
チレンと水酸基含有不飽和化合物を原料として周知の方
法、例えば高圧ラジカル重合法などによって製造するこ
とができる。高圧ラジカル重合法の場合、エチレン、水
酸基含有不飽和化合物、及びラジカル反応開始剤を、例
えば圧力1000〜3000気圧、温度90〜280℃に保たれた反
応域中に、エチレン：水酸基含有不飽和化合物の比が1:
0.0001〜1:0.02となるように連続的に挿入し、３〜20％
のエチレンを共重合体に変え、反応区域から共重合体を
連続的に取り出すことで作られる。

ここでいう水酸基含有不飽和化合物としては、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチル
アクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、ポリ（エチレングリコール）モノメタクリレート等
を挙げることができる。

またエチレンおよび水酸基含有不飽和化合物成分以外
に第三の共重合体成分として、メチルアクリレート、エ
チルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタク
リレート等の不飽和カルボン酸エステルスチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン等のビニル芳香族化合
物：アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリ
ル化合物:2−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等の
ビニルピリジン：メチルビニルエーテル、２−クロルエ
チルビニルエーテル等のビニルエーテル：塩化ビニル、
臭化ビニル等のハロゲン化ビニル：酢酸ビニル等のビニ
ルエステル：アクリルアミド等を用いた三元系、多元系
共重合体として用いることも可能である。

そしてこれらの共重合体は、それぞれ単独でも、複数
の混合物としても使用することができる。

付加的成分本発明における組成物には、本発明の効果を著しく損
なわない範囲で上記必須成分に加えて以下のような付加
的成分を含有させることができる。

付加的成分としては、例えば、前記プロピレン系樹脂
以外のポリオレフィン、具体的には、低圧法ポリエチレ
ン、中圧法ポリエチレン、高圧法ポリエチレン、線状低
密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、立体規則性
ポリ１−ブテン、立体規則性ポリ４−メチルペンテン−
１など、あるいは、オレフィン系、スチレン系、アクリ
ル系等のエラストマー、無機フィラー、具体的には石英
等の天然シリカ、湿式法、乾式法で製造した合成シリ
カ、カオリン、マイカ、タルク、石綿などの天然珪酸
塩、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、などの合成珪
酸塩、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの
金属水酸化物、アルミナ、チタニアなどの金属酸化合
物、炭酸カルシウム、アルミニウム、ブロンズなどの金
属粉、カーボンブラック、ガラス繊維、炭素繊維、チタ
ン酸カリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、チッ化ケイ
素、サファイア、ベリリア、炭化ホウ素、炭化ケイ素な
どのウィスカーがある。また、その他添加剤、具体的に
は着色剤、安定剤、分散助剤、分子量調整剤、架橋剤、
核剤などを挙げることができる。

これら付加的成分の中でも、上記オレフィン系エラス
トマーは、剛性や耐衝撃性などの調整を行なうことがで
きるので好都合である。

このようなオレフィン系エラストマーとしては、エチ
レン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン等のα−
オレフィン相互の共重合体あるいはこれらと非共役ジエ
ンとの共重合体である。該共重合体は、JIS−K6301に準
拠して測定した初期弾性率が400kg/cm²以下、好ましく
は200kg/cm²以下、特に好ましくは100kg/cm²以下の無定
形ないしは低結晶性の共重合体であることが好ましい。

なお上記非共役ジエンの具体例としては、ジシクロペ
ンタジエン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエ
ン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、５
−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ビニル−２−ノ
ルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−メ
チル−1,4−ヘキサジエン、７−メチル−1,6−オクタジ
エン等を挙げることができる。

これらのオレフィン系エラストマーは、100℃で測定
したムーニー粘度ML₁₊₄が、通常１〜200、好ましくは５
〜150、特に好ましくは７〜100の範囲のものである。

これらオレフィン系エラストマーの中ではエチレン系
エラストマーが品質および安定性の点で好ましい。

具体的にはエチレン・プロピレン共重合ゴム（EP
M）、エチレン・１−ブテン共重合ゴム、エチレン・プ
ロピレン・１−ブテン共重合ゴム、エチレン・プロピレ
ン・非共役ジエン共重合ゴム（EPDM）、エチレン・１−
ブテン・非共役ジエン共重合ゴム、エチレン・プロピレ
ン・１−ブテン・非共役ジエン共重合ゴム等がある。エ
チレン系エラストマーのなかでは、特にEPMが成形体の
表面荒れが起こり難いため塗装面が美しく仕上り好まし
い。

ただ、一般に、エラストマーの配合は塗装接着力を助
ける傾向があることが知られているが、本発明において
は、エラストマーの配合がなくとも直接塗装で良好な塗
装接着力を有するものであり、予測し難い意外なことで
あった。

（ｂ）量比本発明に用いる樹脂組成物を構成する上記各成分の配
合の量比としては、通常、プロピレン系樹脂と必要に応
じ用いられるエラストマー成分との和100重量部に対し
て、エチレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体0.
01〜40重量部、好ましくは0.05〜35重量部、特に好まし
くは0.1〜30重量部の範囲で配合される。

エチレンと水酸基含有不飽和化合物との共重合体の配
合量が上記範囲未満のときは、塗料の付着性に再現性が
乏しかったり、塗料の付着強度が弱かったりして好まし
くない。一方、上記範囲を越えると高価な該ポリマーの
添加量が多いため、樹脂組成物としてのコストが高くな
り、また該ポリマーがデラミネーションやブリードアウ
トしてくるために、塗料の付着性が低下するなどして好
ましくない。

また、エラストマーを配合する場合は、エラストマー
成分とプロピレン系樹脂との合計量100重量部に対して
エラストマー成分を１〜70重量％、中でも５〜60重量
％、特に10〜50重量％用いることが機械的強度の点で好
ましい。

（ｃ）配合上記構成成分を混合することによって本発明の樹脂成
形体原料となる樹脂組成物が製造される。

これらの構成成分の混合順序も特に制限はなく上記構
成成分を同時に混合する方法、任意の２成分を予め混合
しておき、次いで残りの成分を混合する方法などいずれ
の方法でもよい。

混合方法としては、ブラベンダーブラストグラフ、一
軸あるいは二軸押出機、強力スクリュー型混練機、バン
バリーミキサー、ニーダー、ロールなどの従来知られて
いる混練機はいかなるものでも使用することができる。

（２）成形上記樹脂組成物を各種成形方法によって成形すること
によって本発明において用いられる樹脂成形体が得られ
る。

成形は通常の方法によって行なうことができる。すな
わち、射出成形、圧縮成形、押出し成形（シート成形、
ブロー成形）等のいずれの成形方法であっても構わな
い。

特に射出成形した複雑な形状のものに対しても本発明
は有効である。

〔II〕塗装本発明における樹脂成形体の塗装法としては、従来の
塗装工程からプライマー塗布やプラズマ処理等の表面改
質工程を除いた工程を採用することができる。即ち上記
樹脂組成物から成る成形物に直接あるいは必要により脱
脂処理を施した後に、塗料を塗布するものである。

本発明方法における「直接塗布する」とは従来行なわ
れていたプライマー塗布やプラズマ処理を施さずに塗布
することであって、本発明の技術思想を逸脱しない限
り、塗料を塗布する前に何らかの表面処理を施すことを
除外するものではない。

そのような表面処理の一つとして脱脂処理などを挙げ
ることができる。

このような脱脂処理は、一般に塗料を塗布する直前に
行なわれている通常の操作で、これによって、樹脂組成
物の成形から塗装までの工程で不可避的に成形物の表面
に付着した手垢や機械油等を洗浄除去することができ
る。具体的には、有機溶剤またはその蒸気、水、水蒸
気、散、アルカリ水あるいは界面活性剤水溶液等による
洗浄法があり、これらのなかでは有機溶剤蒸気による洗
浄法が好んで用いられている。

また塗料の塗布手段としては、スプレーによる吹き付
け塗布、はけ塗り、ローラーによる塗布などかあるが、
いずれの方法をも本発明の方法で採用することができ
る。

本発明方法で使用することができる塗料としては、一
般に広く用いられている塗料、例えば、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、アルキッド系塗料等が使用できる。この中で好ま
しいのはアクリル系塗料およびウレタン系塗料であり、
特に好ましくはアクリル系塗料である。

〔III〕塗料樹脂成形体本発明の樹脂成形体への塗装法により塗装された成形
体には、塗料が一般に10〜100μｍ、好ましくは20〜70
μｍの厚さで塗装され、その塗膜は強固に被着されてい
るので、各種工業用部品、例えば自動車のバンパー、マ
ッドガード、サイドモール、ホイールキャップ、スポイ
ラー類等の自動車外装部品、インストロメントパネル、
レバー、ノブ、内張り等の自動車内装部品、ポット、掃
除機、洗濯機、冷蔵庫、照明器具、オーディオ機器等の
電気製品、カラーボックス、収納ケース等の日用雑貨品
等として利用することができる。

〔実験例〕

以下に実施例を掲げ、本発明を更に具体的に説明する
が、各実施例において製造された樹脂組成物から試験試
料を得るための成形条件および試験方法は以下に示す通
りである。なお、例中の「部」は重量部である。

＜成形条件＞成形機名機製作所製の射出成形機 M40A−SJ 成形温度 230℃ 成形品平板（65mm×65mm×2mm）三点曲げ弾性率試験片（90mm×10mm×4mm）曲げ弾性率 JIS Ｋ−7203に準拠して測定した。

MFR ASTM Ｄ−1238に準拠して測定した。

＜塗装＞塗料一液型アクリル系塗料および一液型ウレタン系塗料を
用いて、塗装を行なった。

塗装法各塗料をそれぞれ調合し、エアースプレーガンを用い
て、塗膜厚さが、約40μｍになるようにスプレー塗布し
た。その後、アクリル系塗料では100℃、60分、ウレタ
ン系塗料では120℃、60分で焼き付け乾燥をした。

塗料付着性評価（碁盤目試験）片刃カミソリを用い試験片の表面に直行する縦横11本
ずつの平行線を2mm間隔で引いて碁盤目を100個作る。そ
のうえにセロハン粘着テープ（JIS Z1522）を十分圧着
し、塗膜面と約30度に保ち手前に一気に引き剥し、碁盤
目で囲まれた部分の状態を観察し、剥離しなかった碁盤
目の数を記録した。

実施例１〜17及び比較例１〜５樹脂成形体の製造第１表に示した成分配合を、二軸押出機により200℃
で溶融混練しペレットにした。

このペレットを用いて平板及び三点曲げ弾性率試験片
の各試験片を射出成形した。

なお、第１表中、配合成分は次の通りである。

＜プロピレン系樹脂＞ブロック共重合体（１）エチレン含量が、8.2重量％、曲げ弾性率が10,000kg/
cm²かつMFRが33g/10minであるプロピレン・エチレンブ
ロック共重合体。

ブロック共重合体（２）エチレン含量が、13重量％、曲げ弾性率が6,000kg/cm
²かつMFRが30g/10minであるプロピレン・エチレンブロ
ック共重合体。

ランダム共重合体エチレン含量3.4重量％、曲げ弾性率が10,500kg/cm²
かつMFR15.g/10minであるプロピレン・エチレンランダ
ム共重合体。

単独重合体曲げ弾性率が、13,000kg/cm²かつMFR25g/10minである
プロピレン。

＜エチレン・水酸基含有不飽和化合物との共重合体＞ EHM（１）高圧ラジカル重合法で得た、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート含有率10重量％、分子量が54,000のエチレ
ン・２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体。

EHM（２）高圧ラジカル重合法で得た、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート含有率10重量％、メチルアクリレート含有
率10重量％、分子量が46,000のエチレン・２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート・メチルアクリレート共重合
体。

EHM（３）高圧ラジカル重合法で得た、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート含有率10重量％、メチルアクリレート含有
率10重量％、分子量が32,000のエチレン・２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート・メチルアクリレート共重合
体。

EHM（４）高圧ラジカル重合法で得た、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート含有率35重量％、分子量が2,300のエチレ
ン・２−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体。

＜オレフィン系エラストマー＞ EPM（１）ムーニー粘度ML₁₊₄（100℃）が70、比重が0.86である
エチレン・プロピレン共重合ゴム。

EPDM ムーニー粘度ML₁₊₄（100℃）が47、比重が0.86である
エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合
ゴム。

樹脂成形体の塗装上記樹脂成形体の製造によって、成形した平板をトリ
クロロエタン蒸気で30秒間脱脂処理を施した後エアーガ
ンを用いて塗料を塗布した。焼き付け乾燥終了後48時間
室温放置し、碁盤目試験を行なった。

得られた樹脂組成物の弾性率と塗料付着性の結果を第
１表に示す。

比較例５に示す配合の組成物においては、柔らかすぎ
てJIS−K7203に準拠した測定方法では曲げ弾性率を測定
することはできなかった。また塗装時においては、塗料
塗布後の焼き付け乾燥時に試験片の平板がひどく変形を
してしまい、また平板の表面にも凹凸が生じてしまい、
評価することができなかった。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08J 7/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレン含量３〜45重量％のプロピレン・
エチレンブロック共重合体及び／又はエチレン含量0.5
〜10重量％のプロピレン・エチレンランダム共重合体10
0重量部に対して、エチレンと水酸基含有不飽和化合物
との共重合体0.01〜40重量部を添加してなる樹脂組成物
からなる成形体に、塗料を直接塗布することを特徴とす
る、樹脂成形体の塗装法。