JPH0584464A - 樹脂成形体の静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂の物性及び色相を実質的に害することな
く、樹脂成形体に塗着性及び付着性に優れた静電塗装を
実施できる方法を提供する。 【構成】 樹脂成形体原料に、下記一般式 【化１】 〔但し、Ｚは活性水素含有化合物残基、Ｙは活性水素基
又は炭素数１〜20のアルキル基、アリール基又はアルキ
ルアリール基、ｍは１〜250 の整数、ｋは１〜12の整
数、Ａは下記一般式 【化２】 （ｎは０〜25の整数、Ｒは炭素数１〜20のアルキル基、
アリール基、又はアルキルアリール基）を表わす〕で示
される骨格を有する有機化合物とこれらに可溶性の電解
質塩との錯体を練り込み、その混練物を成形した後、得
られた樹脂成形体の表面をプラズマ処理し、静電塗装す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂成形体の静電塗装方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の樹脂成形体の静電塗装としては、
例えば特開昭50-66538号記載のように、樹脂成形体表面
に、導電性の金属粉末を含有した導電塗料を塗布するな
どして導電性プライマー層を形成し、導電性をもたせて
から静電塗装を行う方法、及びカーボンブラック、カー
ボンファイバー及び導電性マイカ等の無機質系導電物質
を樹脂成形体原料に練り込んでから成形し、静電塗装を
行う方法等がある。しかしながら、このような従来の樹
脂成形体の静電塗装法は、次のような欠点があり、実用
性に問題があった。例えば特開昭50-66538号記載のよう
に樹脂成形体表面に導電性プライマー層を形成する場合
には、樹脂成形体表面と表面に塗布した導電性プライマ
ーとの密着性が悪く、これを改良するためには多種類の
導電性プライマー層を多層にわたって形成せざるを得な
くなり、このことから導電性や生産性に問題を生ずるだ
けでなく、導電性プライマーの多種類使用による塗布の
際のロスやコスト面にも問題があった。また、カーボン
ブラック、カーボンファイバー及び導電性マイカ等の導
電性物質を練り込んで静電塗装する場合には、これらの
物質を樹脂成形体原料に多量に練り込まざるを得ないた
め、樹脂成形体の物質劣化を起こし易く、また樹脂成形
体の着色により静電塗装表面の色相に影響する等の問題
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来法の欠点を解消し、樹脂の物性及び色相を実質的に
害することなく、樹脂成形体に塗着性及び付着性に優れ
た静電塗装を実施できる方法を提供することを課題とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、樹脂成形体
原料に特定の骨格を有する有機化合物と電解質塩の錯体
を練り込み、成形することにより上記課題を解決する。
即ち、本発明の方法は、樹脂成形体原料に、下記一般式
：

【０００５】

【化３】

【０００６】〔但し、Ｚは活性水素含有化合物残基、Ｙ
は活性水素基、又はアルキル基、アリール基、アルキル
アリール基、ｍは１〜250 の整数、ｋは１〜12の整数、
Ａは一般式：

【０００７】

【化４】

【０００８】（ｎは０〜25の整数、Ｒは炭素数１〜20の
アルキル基、アリール基、又はアルキルアリール基）を
表わす〕で示される骨格を有する有機化合物とこれらに
可溶性の電解質塩との錯体を練り込み、その混練物を成
形した後、得られた樹脂成形体の表面をプラズマ処理
し、静電塗装することを特徴とする。

【０００９】本発明では、樹脂成形体原料として、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹
脂、フェノール樹脂等の表面抵抗値の高い樹脂がいずれ
も使用できる。

【００１０】また、樹脂成形体原料に練り込む錯体に使
用される式の骨格を有する有機化合物（以下、ポリエ
ーテルと述べる）としては、活性水素含有化合物にグリ
シジルエーテル類を反応させたものを使用するのが好ま
しい。

【００１１】かかる活性水素含有化合物としては、例え
ば、メタノール、エタノール等のモノアルコール；エチ
レングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジ
オール等のジアルコール；グリセリン、トリメチロール
プロパン、ソルビトール、シュークローズ、ポリグリセ
リン等の多価アルコール；ブチルアミン、２−エチルヘ
キシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、アニリン、ベンジルアミン、フェニレンジアミン
等のアミン化合物；モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン等の一分子中に異種の活性水素含有基を有する
化合物等がいずれも使用でき、中でも多価アルコールの
使用が好ましい。次に、このような活性水素含有化合物
と反応させるグリシジルエーテル類としては、例えば、
下記式で示されるアルキル−又はアリール−又はアルキ
ルアリール−ポリエチレングリコールグリシジルエーテ
ル類

【００１２】

【化５】

【００１３】（但し、Ｒ及びｎは一般式と同様であ
る）が使用できるが、代表的なものとしては、Ｒが例え
ばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の直鎖
アルキル基、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert- ブ
チル基等の分枝アルキル基、フェニル基、ナフチル基、
ノニルフェニル基、トリル基、ベンジル基等のアリール
又はアルキルアリール基等であるものが挙げられる。中
でもｎが１〜15、Ｒの炭素数が１〜12であるものが特に
好ましく使用される。

【００１４】グリシジルエーテル類を反応させる場合に
使用する触媒としては、ソジウムメチラート、苛性ソー
ダ、苛性カリ、炭酸リチウム等の塩基性触媒が一般的で
あるが、ボロントリフルオライドのような酸性触媒や、
トリメチルアミン、トリエチルアミンのようなアミン系
触媒も有用である。

【００１５】ポリエーテルの主鎖末端基Ｙは、活性水素
基であっても側鎖末端基Ｒと同様なアルキル基、アリー
ル基又はアルキルアリール基であっても差支えない（Ｙ
がアルキル基、アリール基、又はアルキルアリール基で
ある場合は、側鎖末端基Ｒと同様な基が挙げられる）。
主鎖末端にアリキル基、アリール基、アルキルアリール
基を導入するには、一般にハロゲン化合物を反応させれ
ばよく、例えば、このような化合物としては、塩化メチ
ル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチ
ル、ヨウ化エチル、塩化プロピル、臭化プロピル、ヨウ
化プロピル、塩化ブチル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル等
のような直鎖アルキル型ハロゲン化物、イソプロピルク
ロライド、イソプロピルブロマイド、イソプロピルアイ
オダイド、sec-ブチルクロライド、sec-ブチルブロマイ
ド、sec-ブチルアイオダイド、tert- ブチルクロライ
ド、tert- ブチルブロマイド、tert- ブチルアイオダイ
ド等のような分枝アルキル型ハロゲン化物、クロロベン
ゼン、ブロモベンゼン、アイオドベンゼン、1-クロロナ
フタレン、2-クロロナフタレン、1-ブロモナフタレン、
2-ブロモナフタレン、1-アイオドナフタレン、o-クロロ
トルエン、m-クロロトルエン、p-クロロトルエン、o-ブ
ロモトルエン、m-ブロモトルエン、p-ブロモトルエン、
o-アイオドトルエン、m-アイオドトルエン、p-アイオド
トルエン、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド等
のようなアリールもしくはアルキルアリール型ハロゲン
化物を挙げることができる。これらを単独で使用して
も、２種以上併用してもよい。

【００１６】更にこのようなポリエーテルと錯体を構成
する可溶性電解質塩としては、例えば、LiI 、LiCl、Li
ClO₄、LiSCN 、LiBF₄ 、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiC₆F₁₃S
O₃、LiCF₃CO₂、LiHgI₃、NaI 、NaSCN 、NaBr、KI、CsSC
N 、AgNO₃ 、CuC₁₂Mg(ClO₄)₂などの少なくともLi、Na、
K 、Cs、Ag、Cu又はMgの１種を含む無機イオン塩、ステ
アリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸ナトリ
ウム、ドデジルベンゼンスルホン酸リチウム、ナフタレ
ンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスルホン
酸リチウム、オクチルナフタレンスルホン酸カリウム、
ドデジルナフタレンスルホン酸カリウム等の有機イオン
塩が挙げられる。

【００１７】なお、このような可溶性電解質塩の添加量
は、特に限定されないが、ポリエーテルに対して、0.5
〜10wt％程度であるのが好ましい。また、ポリエーテル
と可溶性電解質塩との錯体の使用量は、樹脂成形体原料
に対して、１〜30wt％、特に１〜10wt％であるのが好ま
しい。

【００１８】次に、ポリエーテルと可溶性電解質塩との
錯体を形成させる方法としては、予め水、メタノール、
メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、
塩化メチレン等のポリエーテルと相溶性の高い単独又は
混合溶液に可溶性電解質塩を溶解させ、この溶液とポリ
エーテルを均一に混合し、錯体溶液を調整した後、溶媒
を除去し、錯体を得る方法が好ましい。しかし、場合に
よっては、ポリエーテルと可溶性電解質塩をそれぞれ樹
脂成形体原料に練り込み、樹脂成形体原料中で錯体を形
成させてもよい。

【００１９】ポリエーテルと可溶性電解質塩の錯体を、
樹脂成形体原料に練り込む方法としては二軸式押出し
機、熱ロール式等、一般的に用いられる方法がいずれも
使用でき、また、樹脂成形体の成形方法としても射出成
形、押出し成形、カレンダー加工、圧縮成形、ＳＭＣ法
等がいずれも使用できる。

【００２０】プラズマ処理は、高周波放電、マイクロ波
放電等で低圧の酸化性ガス、例えば酸素、又はこれに窒
素、アルゴン等を混入させたガスを励起して活性ガスを
発生させ、これを被処理物（成形体）の表面に接触させ
る方法を用いるが、その際の圧力は通常0.1 〜５トー
ル、好ましくは0.2 〜 1.0トールであり、温度は40〜10
0 ℃程度であり、処理時間は10秒〜10分程度でよい。な
お、処理ガスは酸素18〜90容量％であるのが好ましい。
静電塗装方法としては、電気遠心力、エア、エアレス霧
化式塗装機などによる方法がいずれも使用でき、印加電
圧は -60ＫＶ〜-120ＫＶ程度でよい。また、塗料の種類
はウレタン系、アクリル系、アルキッド系、メラミン系
等、通常用いられている塗料がいずれも使用できる。

【００２１】作用このような本発明においては、樹脂に
練り込まれた上記錯体の可溶性電解質塩のカチオンが通
常のエチレンオキシドやプロピレンオキシド等のアルキ
レンオキシドを用いたポリエーテルの場合、主鎖のら線
構造（スパイラル構造）の内部のみを移動することしか
できなかったのに対して、側鎖中にもエーテル結合酸素
があるため、側鎖を介して移動もできることに加え、カ
チオンが分子間を移動するためには、通常は主鎖同士の
接近（セグメント運動にる接近）が必要であったのに対
して、側鎖を介しての移動が可能となり、よりカチオン
移動が容易となったため、従来より高いイオン導電性を
生じ、その抵抗値を低下させるものであり、これが、更
に成形後に実施されるプラズマ処理による表面抵抗値の
低下と相乗効果を発揮し、成形体表面に、静電塗装に非
常に適した抵抗値を付与し、従来になく塗着性に優れた
静電塗装を可能とする。

【００２２】

【実施例】

実施例１ エチレングリコール30g を出発物質として触媒に水酸化
カリウム７gを用いて、下記式に示す

【００２３】

【化６】

【００２４】ｎ−ブチルトリエチレングリコールグリシ
ジルエーテル2390g を反応させて、脱塩精製を行ない、
式（但し、置換基等は下記の通り）で示される、分子
量4758(水酸基価より算出) の有機化合物1738g を得
た。

【００２５】

【化７】

【００２６】上記有機化合物500g中に、チオシアン酸リ
チウム25g をメタノール100gに溶解した溶液を加え、撹
拌して均一な溶液とした後、該溶液中のメタノールを減
圧トッピングし、錯体を得た。この錯体30g とポリプロ
ピレン樹脂１Kgを二軸押出し機で180 ℃、10分間混練
し、この混練物を同温度で２分間、50Kg/cm²の加圧によ
る熱プレス法で、成形（230mm ×230mm ×３mm) し、得
られた成形体の表面をガス流量6.75リットル／分、酸素
89容量％、窒素11容量％、圧力0.２mmHg、温度40℃、出
力1200Ｗで１分間プラズマ処理して、テストピースを作
成した。次いで、テストピースをアースし、静電圧 -60
ＫＶ、レシプロストローク400mm 、吹付距離300mm 、コ
ンベア速度2.2m／分、塗装機 (ランズバーグ・ゲマ社製
μμBEL 30φ) でウレタン塗料を塗布した。

【００２７】実施例２ グリセリン20g を出発物質とし、触媒に水酸化カリウム
6g を用いて、まず下記式に示す

【００２８】

【化８】

【００２９】ｎ−ヘキシルジエチレングリコールグリシ
ジルエーテル2160g を反応させて脱塩精製を行ない、
式（但し、置換基等は下記の通り）で示される、分子量
9443 (水酸基価より算出) の有機化合物1861g を得た。

【００３０】

【化９】

【００３１】上記有機化合物500g中にチオシアン酸カリ
ウム25g をアセトン200gに溶解した溶液を加え、撹拌し
て均一な溶液とした後、アセトンを減圧トッピングし、
錯体を得た。この錯体50g とポリプロピレン樹脂１Kgを
二軸押出し機で180 ℃、10分間混練し、この混練物を同
温度で２分間、50Kg/cm²の加圧による熱プレス法で成形
(230mm ×230mm ×３mm) し、得られた成形体の表面を
ガス流量6.75リットル／分、酸素89容量％、窒素11容量
％、圧力0.２mmHg、温度40℃、出力1200Ｗで１分間プラ
ズマ処理して、テストピースを作成した。次いで、テス
トピースをアースし、静電圧 -60ＫＶ、レシプロストロ
ーク400mm 、吹付距離300mm 、コンベア速度2.2m／分、
塗装機 (ランズバーグ・ゲマ社製μμBEL 30φ) でウレ
タン塗料を塗布した。

【００３２】実施例３ 1,4-ブタンジオール20ｇを出発物質とし、触媒に水酸化
カリウム5gを用いて、下記式に示す

【００３３】

【化１０】

【００３４】フェニルエチレングリコールグリシジルエ
ーテル1800g を反応させて、脱塩精製を行ない、式
（但し、置換基等は下記の通り）で示される、分子量71
90 (水酸基価より算出) の有機化合物1461g を得た。

【００３５】

【化１１】

【００３６】上記有機化合物500g中に過塩素酸ナトリウ
ム25gをメタノール100gに溶解した溶液を加え、撹拌し
て均一な溶液とした後、メタノールを減圧トッピックし
て錯体を得た。この錯体50g とポリプロピレン樹脂１Kg
を二軸押出し機で180 ℃、10分間混練し、この混練物を
同温度で２分間、50Kg/cm²の加圧による熱プレス法で成
形 (230mm ×230mm ×３mm) し、得られた成形体の表面
をガス流量6.75リットル／分、酸素89容量％、窒素11容
量％、圧力0.２mmHg、温度40℃、出力1200Ｗで１分間プ
ラズマ処理して、テストピースを作成した。次いで、テ
ストピースをアースし、静電圧 -60ＫＶ、レシプロスト
ローク400mm 、吹付距離300mm 、コンベア速度2.2m／
分、塗装機 (ランズバーグ・ゲマ社製μμBEL 30φ) で
ウレタン塗料を塗布した。

【００３７】実施例４ ブチルアミン15g を出発物質とし、触媒に水酸化カリウ
ム 9g を用いて、次に下記式に示す

【００３８】

【化１２】

【００３９】ｎ−ヘキシルヘキサエチレングリコールグ
リシジルエーテル3100g を反応させた後、塩化メチルを
水酸基に対して1.２当量用いて反応させ、末端メチル化
してから、脱塩精製を行ない、式（但し、置換基等は
下記の通り）で示される、分子量14,388 (水酸基価より
算出) の有機化合物2501g を得た。

【００４０】

【化１３】

【００４１】上記有機化合物500g中に、過塩素酸リチウ
ム25gをメタノール100gに溶解した溶液を加え、撹拌し
て均一な溶液とした後、メタノールを減圧トッピングし
て錯体を得た。この錯体70g とポリプロピレン樹脂１Kg
を二軸押出し機で180 ℃、10分間混練し、この混練物を
同温度で２分間、50Kg/cm²の加圧による熱プレス法で成
形 (230mm × 230mm×３mm) し、得られた成形体の表面
をガス流量6.75リットル／分、酸素89容量％、窒素11容
量％、圧力0.２mmHg、温度40℃、出力1200Ｗで１分間プ
ラズマ処理して、テストピースを作成した。次いで、テ
ストピースをアースし、静電圧 -60ＫＶ、レシプロスト
ローク400mm 、吹付距離300mm 、コンベア速度2.2m／
分、塗装機 (ランズバーグ・ゲマ社製μμBEL 30φ) で
ウレタン塗料を塗布した。

【００４５】比較例 ポリプロピレン樹脂１Kgを、二軸押出し機で180 ℃10分
間練り、同温度で２分間、50Kg／cm² の加圧による熱プ
レス法で成形(230mm× 230mm×3mm)し、得られた成形体
の表面をガス流量6.75リットル／分、酸素89容量％、窒
素11容量％、圧力0.２mmHg、温度40℃、出力1200Ｗで１
分間プラズマ処理して、テストピースを作成した。次い
で、テストピースをアースし、静電圧 -60ＫＶ、レシプ
ロストローク400mm 、吹付距離300mm 、コンベア速度2.
2m／分、塗装機 (ランズバーグ・ゲマ社製μμBEL 30
φ) でウレタン塗料を塗布した。

【００４６】実施例１〜４及び比較例で得た製品に静電
塗装した塗料の膜厚及び塗着効率は下記の通りであっ
た。 なお、実施例１〜４及び比較例で得た製品のその他の
物性及び色相などには、実質的な差異は認められなかっ
た。

【００４７】

【発明の効果】本発明では、従来静電塗装が困難であっ
た表面抵抗値の高い樹脂に対して、その物性を害するこ
となく、塗着効率・表面外観に優れた品質のよい静電塗
装を可能とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 7/04 7258−4Ｆ Ｃ０８Ｋ 3/10 7167−4Ｊ 5/42 7167−4Ｊ Ｃ０８Ｌ 71/02 ＬＱＤ 9167−4Ｊ ＬＱＥ 9167−4Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂成形体原料に、下記一般式 【化１】 〔但し、Ｚは活性水素含有化合物残基、Ｙは活性水素基
   又は炭素数１〜20のアルキル基、アリール基又はアルキ
   ルアリール基、ｍは１〜250 の整数、ｋは１〜12の整
   数、Ａは下記一般式 【化２】 （ｎは０〜25の整数、Ｒは炭素数１〜20のアルキル基、
   アリール基、又はアルキルアリール基）を表わす〕で示
   される骨格を有する有機化合物とこれらに可溶性の電解
   質塩との錯体を練り込み、その混練物を成形した後、得
   られた樹脂成形体の表面をプラズマ処理し、静電塗装す
   ることを特徴とする樹脂成形体の静電塗装方法。