JP3399571B2 - ポリオレフィン樹脂成形品の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン樹脂成形品の塗装方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のバンパー等には、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン樹脂成形品に塗装したものが使用
されている。

【０００３】前記成形品は前記樹脂の射出成形等により
得られ、成形直後にはその表面に離型剤、搬送用油等の
油性物質や前記成形の際に生じるバリ等の樹脂片が前記
油性物質を介して付着しているので、そのまま塗装を施
すと前記成形品の表面に塗料が密着しにくくなる。そこ
で、塗装する前に前記成形品の表面を洗浄するとともに
前記油性物質を除去（脱脂）して、塗料の密着性を向上
させることが行われている。尚、前記バリ等の樹脂片は
前記油性物質に媒介されて付着しているので、前記油性
物質が除去されれば、同時に除去される。

【０００４】従来、前記成形品の表面の洗浄及び油性物
質の脱脂処理は、前記成形品をトリクロロエタン等の塩
化炭素系溶剤に浸漬したり、前記成形品をプラズマ処理
することにより行われている。

【０００５】しかしながら、塩化炭素系溶剤は揮散する
塩素が地球のオゾン層を破壊することが指摘されて使用
が禁止される方向にあり、また、プラズマ処理のために
は大掛かりな装置を必要とするとの不都合がある。塩化
炭素系溶剤の代わりに、非塩素系有機溶剤、界面活性剤
等を含む親水性表面処理剤等を使用する方法も考えられ
るが、これらは前記塩化炭素系溶剤に比較すると脱脂能
力が低いため、脱脂処理のためのラインが長大化すると
共に使用量も増大する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消し
て、本発明はポリオレフィン樹脂成形品に塗装する際に
脱脂処理を短時間で効率よく行うことができ、前記成形
品に対して優れた塗料密着性が得られる塗装方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のポリオレフィン樹脂成形品の塗装方法の
第１の態様は、極性基を含有するポリオレフィン樹脂成
形品の表面に０．１５Ｊ／ｃｍ² 以上のエネルギー量を
付与するように３５℃以下の水を噴射して、該成形品の
表面に付着している油性物質を予備洗浄する予備洗浄工
程と、前記予備洗浄工程で該油性物質が予備洗浄された
該成形品の表面に親水性表面処理剤を噴射して該油性物
質を除去して脱脂する脱脂処理工程と、前記脱脂処理工
程で該油性物質を除去された該成形品の表面に塗装する
塗装工程とからなることを特徴とする。

【０００８】また、前記塗装方法は、前記成形品の表面
に付着している油性物質の予備洗浄を確実に行うため
に、前記予備洗浄工程で前記成形品の表面に０．２５Ｊ
／ｃｍ ² 以上のエネルギー量を付与するように水を噴射
することを特徴とする。前記予備洗浄工程における水の
噴射は、前記成形品の表面に付与するエネルギー量が
０．１５Ｊ／ｃｍ² 以下であるときには、次工程で親水
性表面処理剤を噴射しても前記成形品の表面に付着して
いる油性物質が十分に除去されないことがある。

【０００９】前記成形品の表面に噴射する水の温度が３
５℃より高いときには、前記成形品の表面に付着してい
る油性物質が、水の噴射圧により樹脂の内部に浸透して
容易に除去できなくなり、前記成形品に対する塗料の密
着性が低下するので好ましくない。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】前記ポリオレフィン樹脂は極性基を含有す
ることにより、前記成形品に対する塗料の密着性が向上
される。前記極性基としては、例えばカルボキシル基、
水酸基などを挙げることができ、前記ポリオレフィン樹
脂はこのような極性基を２〜１０％の範囲で含有するこ
とが好ましい。

【００１４】前記脱脂処理工程に使用する親水性表面処
理剤としては、例えば、ナフテン系混合溶剤、ケイ酸塩
等のアルカリビルダー及び界面活性剤をケロシンに溶解
したもの、リン酸混入水溶液等を挙げることができる。

【００１５】前記成形品の表面に塗装する塗料は、前記
極性基を含有するポリオレフィン樹脂と親和性が高いも
のが好ましく、このような塗料として例えば、中塗り
（プライマ）塗布用としてはウレタン系１液タイプ、ウ
レタン系２液タイプ、エステル系のもの等を挙げること
ができ、上塗り塗布用としてはウレタン系２液タイプ、
アクリルエポキシ系２液タイプのもの等を挙げることが
できる。

【００１６】

【作用】本発明の塗装方法によれば、前記予備洗浄工程
で前記樹脂成形品の表面に３５℃以下の水を噴射するこ
とにより、前記樹脂成形品の表面に付着している油性物
質が樹脂の内部に浸透することなく、その大部分が短時
間で効率よく除去される。このとき、前記油性物質に媒
介されて付着しているバリ等の樹脂片も同時に除去され
る。次いで、前記成形品の表面に前記親水性表面処理剤
を噴射することにより前記油性物質が完全に除去されて
脱脂処理される。そこで、前記脱脂処理工程の後、塗装
することにより、前記成形品に対する塗料の密着性が向
上される。前記予備洗浄工程では、前記成形品の表面に
０．２５Ｊ／ｃｍ²以上のエネルギー量を付与するよう
に水を噴射することにより、前記油性物質の大部分及び
バリ等の樹脂片がさらに確実に除去され、次工程の脱脂
処理が容易になる。

【００１７】

【００１８】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明のポ
リオレフィン樹脂成形品の塗装方法についてさらに詳し
く説明する。図１は本実施例の塗装方法において水を噴
射する状態を示す説明的断面図、図２は本発明の塗装方
法の実施例において油性物質が除去されたときのエネル
ギー量を示すグラフ、図３は本発明の塗装方法の実施例
において塗装工程に先立つ前処理の工程説明図である。

【００１９】次に、本発明の塗装方法の実施例について
説明する。

【００２０】本実施例の塗装方法では、まず、図１示の
ノズル１から樹脂成形品２の表面に０．１５Ｊ／ｃｍ²
以上のエネルギー量を付与するように洗浄水を噴射して
樹脂成形品２の表面に付着している油性物質の大部分及
びバリ等の樹脂片を除去して予備洗浄し、次いで、ノズ
ル１から樹脂成形品２に親水性表面処理剤水溶液を噴射
して樹脂成形品２の表面に付着している油性物質を完全
に除去して脱脂処理を施す。そして、前記予備洗浄工程
及び脱脂処理工程を含む前処理が完了した後、最後に樹
脂成形品２の表面に塗装する。

【００２１】樹脂成形品２は、極性基として水酸基を
３．０％含有するポリプロピレン樹脂からなる自動車の
バンパーであり、その表面には搬送コンベア用潤滑油１
０ｇ／ｍ² または離型剤（商品名：セパラック）５０ｇ
／ｍ² が塗布されている。

【００２２】本実施例では、前記洗浄水として工業用水
を、前記親水性表面処理剤水溶液としてケイ酸塩等のア
ルカリビルダー及び界面活性剤をケロシンに溶解したも
の（日本ペイント株式会社製、商品名：サーフクリーナ
５３ＳＲ）のイオン濃度６±０．５％水溶液を使用し
た。また、樹脂成形品２を塗装する塗料としては、ポリ
ウレタンを使用した。

【００２３】図１のノズル１から樹脂成形品２の表面に
２０℃の洗浄水を噴射して樹脂成形品２の表面を予備洗
浄したときの、ノズル１と樹脂成形品２との距離及びノ
ズル１から噴射される洗浄水の吐出圧と、樹脂成形品２
の表面に付与されるエネルギー量との関係を図２に示
す。尚、前記エネルギー量Ｅ（Ｊ／ｃｍ² ）は、ノズル
１から噴射される洗浄水の流量Ｆ（リットル／分）、洗
浄水の広がり角θ（°）、ノズル１の口径Ｐ（ｃｍ）、
ノズル１と樹脂成形品２との距離Ｌ（ｃｍ）、処理時間
ｔ（分）から、次式により求められる。

【００２４】

【数１】

【００２５】尚、前記洗浄水の吐出圧（ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）は、流量Ｆ（リットル／分）に比例する。

【００２６】図２で、○のプロットは樹脂成形品２に前
記離型剤を塗布しノズル１と樹脂成形品２との距離を３
００ｍｍとした場合、△のプロットはノズル１と樹脂成
形品２との距離を４００ｍｍとした場合、□のプロット
はノズル１と樹脂成形品２との距離を５５０ｍｍとした
場合をそれぞれ示す。また、●のプロットは樹脂成形品
２に前記搬送コンベア用潤滑油を塗布しノズル１と樹脂
成形品２との距離を３００ｍｍとした場合をそれぞれ示
す。前記の場合にはいずれも１５〜６０秒で樹脂成形品
２の表面の油性物質の大部分及びバリ等の樹脂片が除去
された。

【００２７】図２から、ノズル１から噴射される前記洗
浄水により樹脂成形品２の表面に付与されるエネルギー
量が０．１５Ｊ／ｃｍ² 以上であれば、前記搬送コンベ
ア用潤滑油、離型剤等の油性物質の大部分及びバリ等の
樹脂片を除去できることが明らかである。また、樹脂成
形品２に前記離型剤を塗布しノズル１と樹脂成形品２と
の距離を３００ｍｍとして吐出圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ²
で洗浄水を噴射した場合及び、前記搬送コンベア用潤滑
油を塗布しノズル１と樹脂成形品２との距離を３００ｍ
ｍとして吐出圧３．５ｋｇｆ／ｃｍ² で洗浄水を噴射し
た場合の例から、前記エネルギー量が０．２５Ｊ／ｃｍ
² 以上であれば、前記搬送コンベア用潤滑油、離型剤等
の油性物質の大部分及びバリ等の樹脂片を確実に除去で
きることが明らかである。

【００２８】尚、図２のグラフでは、前記エネルギー量
と前記吐出圧とは必ずしも比例関係を示していないが、
これは前記吐出圧が高いほど洗浄水の広がり角θが大と
なる傾向があり、しかも変動が激しいためである。

【００２９】次に、前記洗浄水の温度と塗料の密着性と
の関係を表１に示す。塗料の密着性は目視で判定した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から、前記塗料の密着性は、洗浄水の
温度が３５℃以下であるときに良好になることが明らか
である。

【００３２】本実施例の塗装方法において、前記塗装工
程に先立つ前処理は、図３示のように、予備洗浄工程、
脱脂処理工程、第１水洗工程、第２水洗工程、純水洗工
程、表面調整工程、乾燥工程の順に設けられたラインに
沿って、樹脂成形品２を搬送しながら行われる。前記各
工程には、図１示のノズル１が所定の方向に指向されて
設けられ、所定の洗浄液を樹脂成形品２の表面に噴射す
るようになっている。

【００３３】次に、前記各工程について、詳細に説明す
る。

【００３４】まず、予備洗浄工程には、図１示のノズル
１としてＶジェットノズルが、複数のノズルを１組とし
て５組設けられている。

【００３５】第１組のＶジェットノズルはその軸線が樹
脂成形品２の搬送方向に対して鉛直下向きから３０°上
流側に傾けて備えられており、第２組のＶジェットノズ
ルはその軸線が搬送方向に対して鉛直下向きから３０°
左に傾けて備えられており、第３組のＶジェットノズル
はその軸線が搬送方向に対して鉛直下向きから３０°右
に傾けて備えられており、第４組のＶジェットノズルは
その軸線が搬送方向に対して鉛直下向きから３０°下流
側に傾けて備えられている。そして、第５組のＶジェッ
トノズルはその軸線が鉛直下向きに備えられている。
尚、以下の説明においては、１組のノズルは前記同様に
複数のノズルにより編成されている。

【００３６】該予備洗浄工程では、前記５組のＶジェッ
トノズルから前記のように樹脂成形品２の表面に０．１
５Ｊ／ｃｍ² 以上のエネルギー量を付与するように洗浄
水を噴射して樹脂成形品２の表面に付着している油性物
質の大部分及びバリ等の樹脂片を除去して予備洗浄を行
う。樹脂成形品２は該予備洗浄工程を２秒間で通過し、
液切りのために０．５秒の間隔を空けて、次の脱脂処理
工程に送られる。

【００３７】次に、脱脂処理工程には、図１示のノズル
１として４組のＶジェットノズルとその下流に１組のフ
ルコーンノズルが設けられている。第１組のＶジェット
ノズルはその軸線が樹脂成形品２の搬送方向に対して鉛
直下向きから３０°上流側に傾けて備えられており、第
２組のＶジェットノズルはその軸線が搬送方向に対して
鉛直下向きから３０°左に傾けて備えられており、第３
組のＶジェットノズルはその軸線が搬送方向に対して鉛
直下向きから３０°右に傾けて備えられており、第４組
のＶジェットノズルはその軸線が搬送方向に対して鉛直
下向きから３０°下流側に傾けて備えられている。そし
て、フルコーンノズルはその軸線が鉛直下向きに備えら
れている。

【００３８】該脱脂処理工程では、前記４組のＶジェッ
トノズル及び１組のフルコーンノズルから前記のように
樹脂成形品２に親水性表面処理剤水溶液を噴射して樹脂
成形品２の表面に付着している油性物質を完全に除去し
て脱脂処理を行う。樹脂成形品２は該脱脂処理工程を２
秒間で通過し、液切りのために１秒の間隔を空けて、次
の第１水洗工程に送られる。

【００３９】次に、第１水洗工程には鉛直下向きの軸線
を有する１組のフルコーンノズルが設けられている。該
第１水洗工程では前記１組のフルコーンノズルから樹脂
成形品２に洗浄水を噴射して前記親水性表面処理剤水溶
液を除去する。樹脂成形品２は該第１水洗工程を０．５
秒間で通過し、液切りのために０．５秒の間隔を空け
て、次の第２水洗工程に送られる。

【００４０】次に、第２水洗工程には第１水洗工程と同
様に、鉛直下向きの軸線を有する１組のフルコーンノズ
ルが設けられている。該第２水洗工程では前記１組のフ
ルコーンノズルから樹脂成形品２に洗浄水を噴射して樹
脂成形品２の表面に付着している前記第１水洗工程の洗
浄水を希釈する。樹脂成形品２は該第２水洗工程脱脂処
理工程を０．５秒間で通過し、液切りのために０．５秒
の間隔を空けて、次の純水洗工程に送られる。

【００４１】次に、純水洗工程には第１水洗工程と同様
に、鉛直下向きの軸線を有する１組のフルコーンノズル
が設けられている。該純水洗工程では前記１組のフルコ
ーンノズルから樹脂成形品２に純水を噴射して樹脂成形
品２の表面を清浄にする。樹脂成形品２は該純水洗工程
を０．２秒間で通過し、液切りのために０．５秒の間隔
を空けて、次の表面調整工程に送られる。

【００４２】次に、表面調整工程には第１水洗工程と同
様に、鉛直下向きの軸線を有する１組のフルコーンノズ
ルが設けられている。該表面調整工程では前記１組のフ
ルコーンノズルから樹脂成形品２に界面活性剤の０．１
５％水溶液を噴射して樹脂成形品２の表面の濡れ性を良
くする。このようにすることにより、樹脂成形品２の表
面に付着した水が水滴を作りにくく、表面を流れるよう
になる。従って、樹脂成形品２の乾燥が容易になり、ウ
ォーターマークの発生を防止することができる。樹脂成
形品２は該表面調整工程を０．５秒間で通過し、液切り
のために０．５秒の間隔を空けて、次の乾燥工程に送ら
れる。

【００４３】次に乾燥工程では、樹脂成形品２は吹き出
し速度３０ｍ／秒のホットエアブロー下を１秒間で通過
したのち、８０℃の雰囲気中を１０秒間掛けて通過して
前処理を終了し、塗装工程に送られる。

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の塗装方法によれば、前記予備洗浄工程で前記樹脂成形
品の表面に０．１５Ｊ／ｃｍ²以上のエネルギー量を付
与するように３５℃以下の水を噴射することにより、前
記樹脂成形品の表面に付着している油性物質を樹脂の内
部に浸透させることなく、その大部分及びバリ等の樹脂
片を短時間で効率よく除去することができる。従って、
次いで前記成形品の表面を脱脂処理した後、塗装するこ
とにより、前記成形品に対し塗料の密着性に優れた塗装
を行うことができる。

【００５３】前記予備洗浄工程では、前記成形品の表面
に０．２５Ｊ／ｃｍ² 以上のエネルギー量を付与するよ
うに水を噴射することにより、前記油性物質の大部分及
びバリ等の樹脂片をさらに確実に除去することができ、
次工程の脱脂処理を容易にすることができる。

【００５４】

【００５５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる塗装方法において水または親水
性表面処理剤水溶液を噴射する状態を示す説明的断面
図。

【図２】本発明の塗装方法の実施例において油性物質が
除去されたときのエネルギー量を示すグラフ。

【図３】本発明の塗装方法の実施例において塗装工程に
先立つ前処理の工程説明図。

【符号の説明】

１…ノズル、 ２…樹脂成形品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−86277（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284681（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 7/00 - 7/18 B05D 3/10 B05D 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】極性基を含有するポリオレフィン樹脂成形
   品の表面に０．１５Ｊ／ｃｍ²以上のエネルギー量を付
   与するように３５℃以下の水を噴射して、該成形品の表
   面に付着している油性物質を予備洗浄する予備洗浄工程
   と、 前記予備洗浄工程で該油性物質が予備洗浄された該成形
   品の表面に親水性表面処理剤を噴射して該油性物質を除
   去して脱脂する脱脂処理工程と、 前記脱脂処理工程で該油性物質を除去された該成形品の
   表面に塗装する塗装工程とからなることを特徴とするポ
   リオレフィン樹脂成形品の塗装方法。
2. 【請求項２】前記予備洗浄工程で前記成形品の表面に
   ０．２５Ｊ／ｃｍ²以上のエネルギー量を付与するよう
   に前記水を噴射することを特徴とする請求項１記載のポ
   リオレフィン樹脂成形品の塗装方法。