JP3963878B2

JP3963878B2 - 樹脂塗装方法

Info

Publication number: JP3963878B2
Application number: JP2003283541A
Authority: JP
Inventors: 隆昌永長
Original assignee: 株式会社プリテック
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005046789A

Description

本発明は、例えば、自動車部品の操作用ノブやボタン等の合成樹脂製品に利用されるものであり、樹脂基材の上にアンダーコートを施し、このアンダーコートの上にトップコートを施す樹脂塗装方法に関するものである。

この種の樹脂塗装方法に使用される樹脂塗料は、希釈剤としてトルエンやキシレン等の溶剤タイプであり、環境汚染問題があり、危険性やコストも高いものである（特許文献１参照）。一般に、この種の樹脂塗装方法のトップコートに使用される樹脂塗料には肌触りが良く、ソフトタッチな良触感のものが求められている。しかしながら、良触感が得られる樹脂塗料は海外で開発されているが、塗装するための生産技術が難しいため、実用化されてなく、特に、次のような理由で量産化が難しいものであった。

１．樹脂塗料は、ポリエステル・ポリオール系塗料からなる第１の主剤（マッティングペースト）と、ウレタン変性ポリオール系塗料からなる第２の主剤（レジンミクスチャー）と、架橋反応を起こすイソシアネート系の硬化剤と、希釈剤（水）とからなるものであり、多種類の混合塗料であるため、それらの混合比率や混合順序が難しい。

２．希釈剤には水が用いられているが、水の混合比率によっても、良触感が大きく左右されるため、樹脂塗料メーカーだけの仕様では対応できない。

３．良触感を得るには希釈剤の水の成分にも大きく左右されるため、不純物（鉄分やＣｌ⁻イオンなど）の管理が適切でないと、表面あれが発生する。

４．水系のウレタン樹脂塗料（蒸発速度が遅い４液タイプ）を用い、硬化促進反応を早める必要があるため、ポットライフ（可使用時間）が通常の樹脂塗料の夏２〜４時間、冬８時間に比べ、３０分程度で極端に短い。

５．塗膜の規制があり、膜厚が薄すぎても厚すぎても良触感が得られず、満足感を達成できる触感度合いは４０ミクロン〜５０ミクロンの範囲でなければならない。

６．塗料の粘度が高い（Ｆ^＃４カップ６０秒）ため、塗料の微粒化が通常設備では不可である。このため、高霧化加圧設定により、水の分子を０．３ミクロン以下におさえなければならない。

７．水系溶剤のため、手攪拌では分散が悪く、容易に混合しない。

８．トップコートのセッティングタイムが短いと、トップコートとアンダーコートの間に層間剥離（クラック）を発生させてしまう。

その他にも、洗浄方法や乾燥温度・時間にも影響を受けるが、これらについては、塗料メーカーの仕様を守ることで対応可能である。
特開２０００−２９６３６２号公報

そこで本発明は、樹脂基材の上にアンダーコートを施し、このアンダーコートの上にトップコートを施す樹脂塗装方法において、トップコートに良触感が得られる樹脂塗料を用いる場合の実用化、量産化を可能にすることを目的とする。

このため本発明は、樹脂基材の上にアンダーコートを施し、このアンダーコートの上にトップコートを施す樹脂塗装方法において、前記トップコートに用いる樹脂塗料は、ポリエステル・ポリオール系塗料からなる第１の主剤を４重量部、ウレタン変性ポリオール系塗料からなる第２の主剤を１重量部、架橋反応を起こすイソシアネート系の硬化剤を１重量部、及び希釈剤としての水を０．６〜１．４重量部とし、前記希釈剤としての水をＦｅ ^＋＋イオンを２０ｐｐｍ以下、Ｃｌ ⁻ イオンを２０ｐｐｍ以下、Ｃａ ^＋＋イオンとＭｇ ^＋＋イオンとシリカとの合計を５０ｐｐｍ以下とすると共に導電率を１０〜１００μＳ／ｃｍとし、前記第１の主剤、第２の主剤及び希釈剤を機械攪拌により１〜２時間混ぜ合わせてから、前記硬化剤を機械攪拌で５分以上混練させて作ることを特徴とする。

本発明によれば、トップコートとして用いる樹脂塗料の混合比率及び混合順序が最適となり、トップコートに表面が荒れたり細かすぎることがなく、適度な良触感が得られる樹脂塗料を用いる場合の実用化が可能となり、また機械攪拌により混合が均一になされ、適度な量の樹脂塗料が調合できるので、量産化も可能である。

以下本発明の実施形態について説明する。樹脂基材の上にアンダーコートを施し、このアンダーコートの上にトップコートを施す樹脂塗装に用いる樹脂塗料は、ポリエステル・ポリオール系塗料からなる顔料としての第１の主剤Ａ（マッティングペースト）を４重量部、ウレタン変性ポリオール系塗料からなる第２の主剤Ｂ（レジンミクスチャー）を１重量部、架橋反応を起こすイソシアネート系の硬化剤を１重量部、及び希釈剤としての水を０．６〜１．４重量部とし、前記第１の主剤、第２の主剤及び希釈剤を機械攪拌により１〜２時間混ぜ合わせてから、前記硬化剤を機械攪拌で５分以上混練させて作られている。

図１に示すように、希釈剤としての水の重量部を変え、本実施形態のものを含む４種類の樹脂塗料（試材）を手で触った触感及び外観検査を行なった結果、本実施形態のものが総合的に優れた評価が得られた。この触感検査は触感テスターを用いても良い。水の重量部は０．８〜１．２の範囲がさらに好ましく、１が最適値であった。

良触感を得るには、希釈剤としての水にも大きく左右される。本実施形態では、水の成分は、Ｆｅ^＋＋イオンを２０ｐｐｍ以下とし、Ｃｌ⁻イオンを２０ｐｐｍ以下とし、Ｃａ^＋＋イオン、Ｍｇ^＋＋イオン及びシリカを合計で５０ｐｐｍ以下とし、導電率が１０〜１００μＳ／ｃｍとした。

特に、Ｆｅ^＋＋イオンとＣｌ⁻イオンが２０ｐｐｍを超えると、表面あれ(オレンジピール)ができやすく、良触感が低下した。また、純水や蒸留水のように導電率が１〜５μＳ／ｃｍ以下になると、逆に表面が細かすぎて同様に良触感が低下し、導電率は１０〜１００μＳ／ｃｍが非常に良好であった。このように、導電率１０〜１００μＳ／ｃｍを確保し、さらに、Ｆｅ^＋＋イオンとＣｌ⁻イオンを２０ｐｐｍ以下に抑えることが重要であり、フィルター装置を用いて上述した水が連続してできるようにする。

トップコートの樹脂塗料はポットライフが短い（３０分）ため、時間精度が要求される。樹脂メーカーでは、１時間位までは塗装可能としているが、１時間経過すると、粘度が増大して微粒化の設定値を満足できなくなるため、それより短いポットライフの維持が必要であり、基本的には３０分で使い切る量の調合ができるようにする。

トップコートの樹脂塗料の膜厚の規制（４０〜５０ミクロン）があるため、アンダーコートを２０±５ミクロン前後とし、トップコートを４０〜５０ミクロンとし、トータルの膜厚を５５から７５ミクロンとする。樹脂塗料の粘度が高いため、高霧化加圧装置を駆使したギアポンプを使用する。

水系の溶剤のため、手攪拌ではなく、攪拌装置による機械攪拌が良い。これは、一定の速度で攪拌させるようにして、水の分子（０．３ミクロン）が樹脂塗料の主剤Ａおよび主剤Ｂと、硬化剤が均一に混合させるようにしないと、強制的な硬化剤の促進反応が分散されずに塗装表面がまだらな斑点模様となり、むらとなる場合が多い。

また、トップコートのセッティングタイムを十分に取らずに乾燥工程に入ると、アンダーコートにクラッキングが発生するので、トップコートを塗装したら、指触乾燥するまでセッティングタイマーで１０〜１５分の時間を確保する。

以上、トップコートに良触感が得られる樹脂材料を用いた樹脂塗装方法について説明したが、特に、樹脂塗料の主剤Ａおよび主剤Ｂと、硬化剤と、水の混合比率が重要であり、さらには希釈剤としての水の成分が重要なポイントである。

この樹脂塗装では、高粘度の樹脂材料を微粒化させるため、塗装ガンからのスプレー状況が目視では判断できず、いわゆるスプレー状況がみえないといえる。また、ポットライフが３０分のため、硬化後の品質確認を待っていたのでは塗料が増粘硬化してしまう。そこで、塗りあがりのウェット状態で判断しなけれなならず、塗装条件の数値管理と合せて、いわゆる熟練と勘に頼る要素が非常に多く、スキル管理の難しさが難易度を上げていたが、本発明によれば、それらが解消され、実用化と量産化が可能である。

また、ポットライフが僅か３０分の良触感の樹脂塗料を使用して１日の量産を維持することが可能であり、良触感が求められる自動車部品の操作用ノブやボタン等の樹脂製品の実用化・量産化に適している。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

混合比率に対応した評価を示す表である。

Claims

樹脂基材の上にアンダーコートを施し、このアンダーコートの上にトップコートを施す樹脂塗装方法において、前記トップコートに用いる樹脂塗料は、ポリエステル・ポリオール系塗料からなる第１の主剤を４重量部、ウレタン変性ポリオール系塗料からなる第２の主剤を１重量部、架橋反応を起こすイソシアネート系の硬化剤を１重量部、及び希釈剤としての水を０．６〜１．４重量部とし、前記希釈剤としての水をＦｅ ^＋＋イオンを２０ｐｐｍ以下、Ｃｌ ⁻ イオンを２０ｐｐｍ以下、Ｃａ ^＋＋イオンとＭｇ ^＋＋イオンとシリカとの合計を５０ｐｐｍ以下とすると共に導電率を１０〜１００μＳ／ｃｍとし、前記第１の主剤、第２の主剤及び希釈剤を機械攪拌により１〜２時間混ぜ合わせてから、前記硬化剤を機械攪拌で５分以上混練させて作ることを特徴とする樹脂塗装方法。