JPH0243274A - 結晶性熱可塑性樹脂組成物の静電塗装方法並びに塗装プラスチックス成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品に密着性
に優れた塗膜を効率良く形成することのできる改良され
た静電塗装方法並びにこれを用いて塗装した塗装プラス
チックス成形品に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

従来、結晶性熱可塑性樹脂の塗装にはエアスプレー法が
一般的に用いられてきたが、塗料の塗着効率は２０〜５
０％前後と低く、加工費のコストアップや塗装環境の悪
化が避けられなかった。

このため、塗料の塗着効率の高い方法として静電塗装方
法が注目されてきた。しかしながら、静電塗装は従来電
気導電性の良い金属の塗装に利用されてきたもので、電
気不良導体である樹脂成形品には、そのままでは適用で
きない。そこで陽イオン性界面活性剤を主体とする導電
剤を事前にプラスチック表面に塗布することにより、表
面固有抵抗値で１０３〜１０９Ωの導電性を付与して静
電塗装する方法が使われ始めている。

この方法は、導電剤に親水性の溶剤を使用する必要があ
り、成形品表面に水分を取り込み易く、上塗り塗膜の乾
燥時にピンホールやブリスターを生じ易い欠点があるこ
と、並びに塗料の付着性の比較的良い非品性の熱可塑性
樹脂には使えるが、本発明の対象とする結晶性の樹脂で
は塗膜の付着力に悪影響を与えるなどの欠点があった。

一方、導電剤の代わりに導電性フィラーを添加して導電
化されたプライマー塗料を用いる方法も使われ始めてい
る。

しかしながら、導電プライマーを使う方法は一般にプラ
イマーの塗布そのものがエアースプレー法等の非効率的
な塗装方法に頼らなければならず、又工程の自動化が進
まない等、種々経済的不利が目立ち、また、塗膜の密着
性そのものも必ずしも満足できるものではないのが現状
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、結晶性熱可塑性樹脂の表面に静電塗装す
る際に塗着効率が高く、しかも密着強度の優れた静電塗
装を実現するため種々の方法を探索しｔこ結果、導電性
フィラーを添加して表面固有抵抗値が１０９Ω以下にな
る様に調整した結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品に特
定のプライマー及び適当な上塗り塗料を静電塗装するこ
とにより、塗着効率が高いばかりでなく、付着強度の高
い塗膜が得られることを見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は、結晶性熱可塑性樹脂１００重量部に導電
性フィラー２〜１００重量部を添加配合してなる表面固
有抵抗値が１０９Ω以下の樹脂組成物の成形品に、ポリ
ウレタン系、オレフィン系、ポリエステル系及びエポキ
シ系から選ばれたプライマーを静電塗装して硬化させ、
次いでさらに上塗り塗料を静電塗装して焼き付け硬化さ
せることを特徴とする結晶性熱可塑性樹脂の静電塗装方
法、並びに斯かる方法により塗装したプラスチックス成
形品に関するものである。

本発明に用いられる結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリアセターノベポリエス
テル（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、完全芳香族ポリエステル等）、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリ
メチルペンテン−１等が挙げられる。これらの樹脂は２
種以上混合して使用することもでき、また、非品性熱可
塑性樹脂（例えばＡＢＳ、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート、フェノキシ樹脂等）を補助的に少量併用すること
も可能である。好ましくはポリアセクール樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等である
。

次に本発明において用いられる導電性フィラーとしては
、下記に示す様な繊維状、フレーク状、粒子状等のもの
が利用できる。

繊維状のものとしては、炭素繊維（ＰＡＮ系、ピッチ系
）、金属繊維（軟鋼、ステンレス、銅及び合金、黄銅、
アルミ及びその合金、鉛等）、メタライズドガラス繊維
（ガラス繊維にニッケル、銅、アルミ、銀等をコーティ
ングしたもの）、またニッケルコートした炭素繊維等が
挙げられる。

また、フレーク状、粒子状のものとしては、多種金属粉
（鉄、銅、アルミ、銀、金、ニッケル、亜鉛、真鍮、鉛
、ステンレス）及びそれらのフレーク、各種炭素粉末（
ケッチエンブラック、アセチレンブラック、ＳＲＦカー
ボン、グラファイト、活性炭等）、また、カーボンマイ
クロバルーン、ニツケノペ銀、銅等ノ金属コートしたガ
ラスフレーク等が挙げられる。

本発明で用いるのに好ましい導電性フィラーは、粒子径
が１５０μｍ以下の微粒状（又はフレーク状）及び／又
は繊維径１５０μｍ以下の繊維状物で、より好ましくは
粒子径もしくは繊維径が１００μｍ以下のケッチエンブ
ラック、アセチレンブラック、炭素繊維、ステンレス（
繊維、粉体、フレーク）、アルミニウム（繊維、粉体、
フレーク）からなる１種又は２種以上である。

また、導電性フィラーの配合量は、結晶性熱可塑性樹脂
１００重量部に対して２〜１００重量部である。特に好
ましくは５〜６０重量部である。

配合量が２重量部未満では成形品の表面固有抵抗値が１
０９Ωを越えることとなり静電塗装時の塗着効率が低下
するため好ましくなく、また１００重量部を越えると樹
脂組成物の製造が困難となり、また引張強伸度等の機械
的性質も低下するので好ましくない。

また、かかる導電性フィラーを配合した樹脂組成物には
更にその目的に応じ、塗装性、特に塗膜密着性に悪影響
を与えない範囲で、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹
脂等に添加される公知の物質、即ち酸化防止剤や紫外線
吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃剤、染料や顔料等
の着色剤、潤滑剤及び結晶化促進剤、結晶核剤等、更に
は機械的性質向上のため、導電性フィラーとして用いる
以外の有機又は無機の繊維状、粉粒状、フレーク状の補
強充填剤をも要求性能に応じ適宜添加することができる
。

次に本発明に使用される導電性フィラー配合樹脂組成物
の調製は、一般に合成樹脂組成物の調製法として公知の
設備と方法により調製することができる。即ち、必要な
成分を混合し、−軸又は二軸の押出機を使用して混練し
、押出して成形用ペレットとした後成形することができ
、また組成物の調製を成形機にて成形と同時に行うこと
も可能である。また各成分の分散混合をよくするため樹
脂成分の一部又は全部を粉砕し、混合して溶融押出した
ペレットを成形する方法等、いずれも可能である。

また、前記安定剤、添加剤等の配合物は任意のいかなる
段階で加えてもよく、また最終成形品を得る直前で添加
、混合することも勿論可能である。

また、本発明に使用される成形品は、押出成形、射出成
形、圧縮成形、真空成形、吹込成形、発泡成形のいずれ
によっても成形可能である。

本発明は上記の方法によって表面固有抵抗値が１０９Ω
以下に調整された結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品に
、プライマーと更に上塗り塗料を静電塗装することを特
徴とするものである。

ここでプライマーとしては、オレフィン系、ポリエステ
ル系、ポリウレタン系、エポキシ系プライマー等が用い
られ、中でもポリウレタン系が好適である。更に好まし
いポリウレタン系プライマーとは本質的な塗膜形成成分
が、■ポリウレタン樹脂を主成分とし、■スピロオルソ
エステル系化合物、又は■スピロオルソカルボナート系
化合物を含有するものである。

これらの物質の例を示すと次のものが挙げられる。

■　ポリウレタン系樹脂とは、熱可塑性及び熱硬化性の
如何を問わず、またポリウレタン系樹脂を主構成材料と
するものである限りすべての変性ポリウレタン樹脂をも
総称するが、塗膜に高粘着・高弾性を与える上で好まし
いのは平均分子量（Ｍｎ）２０００〜１（１０００程度
の熱可塑性ポリウレタン系樹脂である。

■　スピロオルソエステル系化合物の代表例としては、
２，２−ビス［：　４−（２，３−エポキシプロホキシ
）フェニル〕プロパン・６−ヘキサノリド重付加物、８
．１０．１９．２０−テトラオキサトリスピロＣ５，２
，２，５，２，２］ヘネイコサンー２．１４−ジエン等
があげられる。中でも好ましいのは、スピロオルソエス
テル化度が２５０〜５００ｇ／ｅｑ　、より好ましくは
３００〜４００ｇ／ｅｑ程度で、且つエポキシ価が０〜
５．０ｇ／ｅｑのスピロオルソエステル系化合物である
。

■　スピロオルソカルボナート系化合物としては次式で
示されるものがあげられる。

■及び■の成分はカチオン性触媒の存在下で分子内不可
逆開環することにより架橋構造を呈して膨張し、膜形成
時における塗膜の収縮を緩和する役割を果たすもので、
閉環状態でも有効な可塑効果を発揮する成分である。

上記各成分の配合量は■ポリウレタン系樹脂５０〜９８
重量％と、■スピロオルソエステル系化合物又は■スピ
ロオルソカルボナート系化合物５０〜２重量％を配合し
たポリウレタン系がより好ましい。

尚、かかる■、又は■の物質はポリウレタン系以外のも
のを主成分とするプライマーに対しても併用することが
好ましい。

また、更に造膜性（熱動性）、硬度、付着性等を改善、
向上させる目的で上記■〜■成分以外にセルロース誘導
体（例えばセルロースアセテートブチレート、セルロー
スアセテートプロピオネート等のセルロースエステル類
）及び水酸基含有界面活性剤（例えば、フッ素系及びシ
リコーン系等の水酸基含有反応性界面活性剤等）の１種
又は２種以上を配合することも有効である。また、必要
に応じて顔料や充填剤あるいはその他各種の添加剤を加
えること、また、顔料等を溶媒にて希釈混合してプライ
マーに添加する等、いずれも可能である。

尚、本発明の方法に使用するに適したプライマーについ
ては、例えば特願昭６２−１９１３３１号明細書に記載
されている。

上記の各プライマーは、一般に用いられている静電塗装
装置により塗装される。該装置は電気絶縁体の先端に塗
料液霧化装置と放電極を持った機器であり、塗装形態と
して定置式、手持ち式及び自動式のいずれでもよい。ま
た、霧化機構としては電気霧化、エアレス霧化があり、
さらに放電極の形態も固定型及び回転型がある。

本発明を実施するにあたり、それらの組み合わせで行う
ことができる。

静電塗装中の静電界形成圏は、一般に電圧が高い程、正
・負極の相引く力が強く作用するために塗着効率はよい
。通常、６０〜１００ｋＶで実施される。

即ち、本発明における静電塗装方法は、一般に金属など
に使われている装置で通常行われている方法で充分であ
り、特定の装置を用いる必要もなく、さらに特殊な方法
で実施する必要もない。

塗装された成形品は、用いた樹脂組成物あるいはプライ
マーに応じて適切な時間及び温度条件にて乾燥硬化させ
る。乾燥塗膜軍は密着性、上塗り塗装方法等を考慮した
場合、１５〜５０μｍが適切である。本発明はプライマ
ーが塗られた成形品に更に上塗り塗料を静電塗装にて塗
布し、焼付け硬化（温度：６０〜１６０℃）させるもの
である。

上塗り塗料としては、一般に用いられているフタル酸樹
脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、エポキシメラミン系樹
脂塗料、アクリル系塗料、ウレタン型塗料、不飽和ポリ
エステル樹脂系塗料、シリコーン樹脂系塗料などがあげ
られる。

これらの塗料によっては、静電塗装において帯電を与え
たとしても帯電しないものがある。この場合には、例え
ばアルコール系及びエステル類の如き有機溶剤に塗料を
溶解させて使用すると有効である。

本発明の特徴は、結晶性熱可塑性樹脂成形品に対し静電
塗装を満足するように実施するために、成形品の表面固
有抵抗値が１０９Ω以下に調整される様に導電性フィラ
ーを配合し、更に塗装後の塗膜の密着性を長時間良好に
保つため、特定のプライマーを静電塗布し、かかる工程
を経て更に上塗り塗膜を静電塗装する工程よりなリ、か
くすることにより本来塗装性の悪い結晶性熱可塑性樹脂
成形品に極めて密着性の優れた塗装成形品を経済的に得
ることができるのである。

〔実　施　例〕

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。

尚、本発明において、表面固有抵抗値、塗装の評価に用
いた方法は以下の通りである。

ｌ）　表面固有抵抗値 成形物をイソプロピルアルコールにより脱脂した後、テ
スター（ＨＩＯＫ＋　３１１６　ＤＩＧＩＴＡＬ　ＭΩ
Ｈｉ　Ｔｅ５ｔｅｒ）により表面の固有抵抗値を測定し
た。

２）　塗装外観 ■　塗料のつき回り 図１で示した様な自動車用アウタードアハンドルの静電
塗装において、上塗り塗料の回り込み程度を５段階に分
けて判定した。

０点・・・Ａ部（天面）のみで、周辺付近不良 １　・・・Ａ部とＢ部に付着がみられる２　・・・Ａ部
、Ｂ部全面と０部サイドに付着 ３　・・・Ａ部、Ｂ部、６部の他り部にも多少付着 ４　・・・ハンドルの裏・表に渡って全面付着 ■　塗装面の光沢 図１のドアハンドルにおける天面Ａ部について塗装仕上
げした後、蛍光灯下（４０Ｗａｔｔ）で蛍光灯を映した
時の像の映り具合により５段階に分けて判定した。

０点・・・蛍光灯の像ができない ■　・・・蛍光灯の像がぼけてしまう ２　・・・蛍光灯の像が波打つ ３　・・・蛍光灯の輪郭が僅かにぼける４　・・・蛍光
灯がくっきりと映る ３）　塗膜性能 ■　初期密着 塗装品を２４時間室温に放置した後、塗装品にカッター
ナイフにより１ｍｍ間隔で縦横に１１本の切り傷を入れ
、出来上がった１００ケの１ｍｍ角の正方形のマス目の
上にセロテープにチバン製ＪＩＳ指定　巾１８ｍｍ）を
貼りつけ、手で抑えた後引き剥がし、残留したゴバン目
の数を１００ケ当たりの数で示した。

■　耐水テスト後の密着 塗装品を４０℃一定に保った温水（蒸留水）中に２４０
時間浸漬した後、取り出して２４時間室温放置後、初期
密着測定と同様な方法により密着性を評価した。

実施例１〜２３、比較例１〜２３ 表−１に示す如く結晶性熱可塑性樹脂に導電性フィラー
を添加しブレンドした後、混合物を二軸押出機を用いて
、使用樹脂の融点以上の温度で溶融混練し、ペレット状
の組成物を調製した。次いでこのペレットを用い図１に
示す如き自動車用アウタードアハンドルのモデル型（投
影面積１２０ｍｍ　Ｘ　３部ｍｍ）を射出成形機（日本
製鋼所Ｊ７５ＳＡ）により成形した。

成形したドアハンドルをイソプロピルアルコールにより
脱脂した後、成形品を自動静電塗装機（ランズバーグゲ
マ社、オートＲＥＡガン）を用いて、使用電圧６０ｋＶ
Ｓ霧化空気圧１．５　ｋ　ｇ　７０ｍ　２にて表１に示
すプライマーを静電塗布し、１５分間セツティングした
。プライマーを８０℃で３０分乾燥硬化させた後、上塗
り塗料を同じ条件で塗布し、１０分間のセツティングを
行った後、表−１に示す硬化条件にて焼付け、硬化させ
た。

上塗りの塗膜形成を終えた後、塗装品の評価に供した。

また、比較のため、導電性フィラーを添加しないで調製
した成形品を静電塗装した場合、あるいはプライマーを
用いないで上塗り塗料のみを静電塗装した場合について
同様に評価した。その結果を併せて表−１に示す。

注１） Ａ−１：ポリアセタール樹脂 （ポリプラスチックス■製、商品名「ジュラコン」） Ａ−２；ポリブチレンテレフタレート樹脂（ポリプラス
チックス■製、商品名「ジュラネックス」） Ａ−３：液晶性ポリエステル樹脂 （ポリプラスチックス■製、商品名「ベクトラ」） Ａ−４；ポリフェニレンサルファイド樹脂（呉羽化学工
業■製、商品名「フォートロンＫＰＳ　　Ｊ　） 注２） Ｂ−１；ケッチエンブラックＥＣ（粒径３０ｍμ）（ラ
イオン■製） Ｂ−２；アセチレンブラック （電気化学工業■製） Ｂ−３；アルミ粉末（粒径６０μｍ） Ｂ−４；カーボン繊維 （呉羽化学工業■製） Ｂ−５；ステンレス繊維（繊維径８μｍ１繊維長５　ｍ
ｒｎ） 注３） Ｃ−１：ポリウレタン系ブライマー （日本油脂■製ソフレツクスＮαｌ１００Ｓ）Ｃ−２；
ポリウレタン系プライマー （ポリウレタン系樹脂とスピロオルソエステル系化合物
を主成分とするブライマー）Ｃ−３；オレフィン系ブラ
イマー （開西ペイント■製ソフレックスＮα６０００）Ｃ−４
；エポキシ系ブライマー （日本油脂■製プラグロスＮαＩ１００ＭＳ）注４） Ｄ−１；メラミンアルキッド系塗料 （関西ペイント■製アミラック） Ｄ−２；アクリル系塗料 （日本油脂■製ベルコー）Ｎα５８００）ロー３；ポリ
エステル系塗料 （日本油脂■製メラミＮｏ、１５００　）Ｄ−４；アク
リルウレタン系塗料 （関西ペイント■製ソフレックスＮα５０００）Ｄ−５
；セルロース系塗料 （関西ペイント■製セルバ１４００） 〔発明の効果〕 前述の説明及び実施例より明らかな如く、本発明の静電
塗装方法及び塗装された結晶性熱可塑性樹脂成形物は下
記の効果を発揮する。

（１）塗着効率が高く極めて経済的である。

（２）本来、密着強度の得難い結晶性熱可塑性樹脂に対
しても塗膜の密着強度が良好である。

（３）任意の形状への塗装が可能である。特に複雑な形
状、凹凸の激しい形状を有する成形品でも良好に塗布す
ることができる。

（４）特殊な前処理工程（プラズマ処理、化学エツチン
グ処理等）が不要であり、大幅なコストダウンになる。

（５）塗着効率が７０〜８０％と高いため、溶剤の拡散
も少なく、塗装作業の環境が著しく改善される。

（６）従来の金属の成形物と一体塗装が可能である。

本発明の静電塗装方法は、自動車用アウタードアハンド
ル、ホイールキャップ、ドアミラステー、フニーエルリ
ッド、フロントフェンダ−スポイラ−等の外装部品や各
種電磁シールド用筐体及び装飾を目的とした各種電気用
品のケースの他、強度、耐熱性を必要とする家具部品等
に好適に使用し得る。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例で作成した自動車用アウタードアハンドル
の斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　結晶性熱可塑性樹脂１００重量部に導電性フィラー
   ２〜１００重量部を添加配合してなる表面固有抵抗値が
   １０＾９Ω以下の樹脂組成物の成形品に、ポリウレタン
   系、オレフィン系、ポリエステル系及びエポキシ系から
   選ばれたプライマーを静電塗装して硬化させ、次いでさ
   らに上塗り塗料を静電塗装して焼き付け硬化させること
   を特徴とする結晶性熱可塑性樹脂の静電塗装方法。 ２　結晶性熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂、ポリエ
   ステル樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂である
   請求項１記載の結晶性熱可塑性樹脂の静電塗装方法。 ３　導電性フィラーが平均粒子径１５０μｍ以下の微粒
   状、フレーク状及び／又は繊維状の金属又は炭素系物質
   である請求項１記載の結晶性熱可塑性樹脂の静電塗装方
   法。 ４　ポリウレタン系プライマーがポリウレタン系樹脂を
   主成分とし、スピロオルソエステル系化合物又はスピロ
   オルソカルボネート系化合物を含有するものである請求
   項１記載の結晶性熱可塑性樹脂の静電塗装方法。 ５　請求項１〜４の何れか１項記載の結晶性熱可塑性樹
   脂の静電塗装方法により塗装した成形品。