JPH06298970A - 塗装前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリオレフィン系樹脂製品と塗膜の密着性を
高くすることができると共に、安全性、経済性に優れた
ポリオレフィン系樹脂製品の塗装前処理方法を提供す
る。 【構成】 ポリオレフィン系樹脂製品の表面を洗浄した
後、該樹脂製品を活性ガスの存在下でプラズマ処理する
塗装前処理方法において、上記洗浄をＮ‐メチル‐２‐
ピロリドン又はその水溶液で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装前処理方法に関
し、更に詳しくは、ポリオレフィン系樹脂製品の塗装前
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂は、安価で、かつ
成形性に優れているので、自動車用バンパー等に用いら
れている。該樹脂は化学的に不活性であり、従って他の
樹脂と比較して塗膜の密着性が低い。そこで、塗膜の密
着性向上のため素材の工夫やプライマー処理、プラズマ
処理等の塗装前処理方法が実用化されている。

【０００３】なかでもプラズマ処理は、プライマー処理
と比較して生産コストが低減できるため有用である。プ
ラズマ処理は、本質的に官能基がないポリオレフィン系
樹脂表面に官能基を導入することにより、塗膜の密着性
を向上させる。しかし、成形品表面に離型剤等の各種汚
れが付着していると、その部分にプラズマが当らず、官
能基を導入できない。従って、プラズマ処理を施す前
に、予め成形品表面の洗浄が必要である。

【０００４】従来、かかる洗浄は主に１，１，１‐トリ
クロロエタン（以下、ＴＣＥと略すことがある）により
実施されていた。しかし、ＴＣＥは、オゾン層を破壊す
る物質の一つとして１９９５年までに使用が禁止される
予定であり、毒性が強く、またＴＣＥによる水質汚染を
防止するため、その法規制も厳しい。また、ＴＣＥによ
り表面洗浄を施すと成形品表面が粗面化され過ぎるとい
う欠点があり、かえって塗膜の密着性が低下するという
不都合がある。

【０００５】芳香族系及びナフテン系炭化水素は毒性が
強く、かつ引火点が比較的低い等の安全性上の問題があ
る。また、アルコール系洗浄剤、アルカリ脱脂剤、中性
洗剤は洗浄力が低く、プラズマ処理の前処理としては脱
脂が不完全であり好ましくない。水系洗浄剤、リン酸塩
類等の水溶液系は、廃水処理設備に大きなスペースを必
要とし経済性の面から好ましくない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリオレフ
ィン系樹脂製品と塗膜の密着性を高くすることができる
と共に、安全性、経済性に優れたポリオレフィン系樹脂
製品の塗装前処理方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の種
々の洗浄剤の持つ多くの欠点を解決し、かつプラズマ処
理の前処理として適切な洗浄剤を見出すべく、種々の検
討を重ねた。その結果、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン
（以下、ＮＭＰと略すことがある）又はその水溶液を使
用してポリオレフィン系樹脂製品の表面を洗浄すると、
驚くべきことに続くプラズマ処理が非常に効果的で、そ
の結果非常に良好な塗膜の密着性が得られることを見出
した。加えて、純ＮＭＰは、その引火点が９５℃と高
く、その水溶液においては、水が１３重量％以上含まれ
ると引火点が消滅する。また、ＮＭＰは低臭で毒性も比
較的少ない。従ってＮＭＰは安全性の面からも非常に優
れている。ＮＭＰは他の水溶液系洗浄剤と比較して、リ
ンス工程を簡略化しても、樹脂製品表面に水垢類が残存
せず、かつ廃水処理も容易である。更にＮＭＰは高沸点
で蒸発による損失が少なく、また蒸留による再利用が可
能である。従って、経済性の面からも優れている。プラ
ズマ処理の前処理用洗浄剤として、かかる特質を兼ね備
える洗浄剤は他にはない。

【０００８】即ち、本発明は、ポリオレフィン系樹脂製
品の表面を洗浄した後、該樹脂製品を活性ガスの存在下
でプラズマ処理する塗装前処理方法において、上記洗浄
をＮ‐メチル‐２‐ピロリドン又はその水溶液で行うこ
とを特徴とする方法にある。

【０００９】本発明の洗浄に使用するＮＭＰ水溶液の濃
度は、好ましくは５０〜８７重量％であり、特に好まし
くは８０〜８５重量％である。該濃度が、５０重量％未
満では、ポリオレフィン系樹脂製品の表面に付着した汚
れを十分に除去し得ず、また廃水処理設備が過大となり
好ましくない。８７重量％を超えては、ＮＭＰの引火点
を消滅せしめることができず好ましくない。

【００１０】洗浄方法自体には、特に制限はなく、公知
のいずれの方法も使用できる。例えば、ＮＭＰ又はその
水溶液を含浸したスポンジ等による拭き取り、ＮＭＰ又
はその水溶液への浸漬及び／又はスプレー等により実施
することが好ましい。浸漬による洗浄においては、洗浄
効果を高めるために、同時に超音波及び／又はエアバブ
リングを組み合わせることが更に好ましい。この場合、
超音波の使用条件は、例えば２０〜１００ｋＨｚ、１０
〜２００Ｗ／ｌが好ましい。エアバブリングでは、微細
な気泡を、好ましくはガス：液体の体積比１：１乃至
５：１程度で通気することにより、ＮＭＰ又はその水溶
液中で不溶性の汚れを気泡と共に上昇させ、従って不溶
性の汚れをもポリオレフィン系樹脂製品の表面から分離
することができる。スプレーによる洗浄において、その
圧力は、例えば０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ² Ｇが好まし
い。洗浄時間は、ＮＭＰを使用した場合には、好ましく
は０．５〜１５分間、特に好ましくは１〜３分間であ
る。０．５分間未満では洗浄が不十分で、ポリオレフィ
ン系樹脂製品の表面に付着した汚れを十分に除去し得
ず、一方、１５分間を超えても洗浄効果は格別向上しな
い。ＮＭＰの水溶液を使用した場合には、好ましくは
０．５〜２０分間、特に好ましくは１〜５分間である。
この場合も、０．５分間未満及び２０分間を超えては、
上記と同様の理由で好ましくない。洗浄温度は、ＮＭＰ
を使用した場合には、好ましくは２０〜９０℃、特に好
ましくは４０〜７０℃である。２０℃未満では、洗浄が
不十分となり、９０℃を超えては、引火の危険性が生じ
好ましくない。ＮＭＰの水溶液を使用した場合には、好
ましくは２０〜７０℃、特に好ましくは５０〜６５℃で
ある。２０℃未満では、上記と同様に洗浄が不十分とな
り、７０℃を超えては、水の蒸発速度が大きくＮＭＰ水
溶液の水分濃度等の管理が繁雑となり好ましくない。ま
た、上記洗浄後、ポリオレフィン系樹脂製品の表面にエ
アブロー及び／又は水若しくはイソプロピルアルコール
等の有機溶媒によるリンス等を行うことが好ましい。

【００１１】本発明のプラズマ処理に使用する活性ガス
は、好ましくは酸素であり、特に好ましくは酸素／窒素
のモル比が好ましくは２０／１〜１／２０の混合ガスで
ある。プラズマ処理の条件としては、例えば真空度０．
１〜５ｔｏｒｒ、出力０．１〜１．５ｋＷ、処理時間１
〜３００秒間が好ましい。

【００１２】本発明の方法で処理されるポリオレフィン
系樹脂製品としては、例えば自動車用バンパー等が挙げ
られる。ここで、ポリオレフィン系樹脂としては、例え
ばポリエチレンホモポリマー、ポリプロピレンホモポリ
マー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリ
レートコポリマー、エチレンプロピレンコポリマー等が
挙げられる。また、これらの単一若しくは混合物に、エ
チレン‐プロピレンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエ
ンゴム等の熱可塑性エラストマー、タルク、ガラス繊
維、マイカ等の無機フィラーを混入させたものでもよ
い。

【００１３】以下、本発明を実施例、比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定さ
れるものではない。

【００１４】

【実施例】以下の実施例、比較例においては下記のポリ
オレフィン系樹脂及び汚れ用としての物質を使用した。

【００１５】ポリオレフィン系樹脂： 樹脂（１）：エチレン‐プロピレンブロック共重合体／
エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）／タルク（６０／
３０／１０の重量比） エチレン‐プロピレンブロック共重合体：メルトインデ
ックス（ＭＩ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、２３０
℃、２．１６ｋｇ荷重で測定）が１８グラム／１０分、
エチレン含有量７重量％である。

【００１６】ＥＰＲ：メルトインデックス（ＭＩ：ＡＳ
ＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、２３０℃、２．１６ｋｇ荷
重で測定）が３．１グラム／１０分、エチレン含有量７
４重量％である。

【００１７】タルク：平均粒径は、２．０μｍである。

【００１８】 樹脂（２）：エチレン‐プロピレンブロック共重合体 メルトインデックス（ＭＩ：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準
拠し、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重で測定）が２０グラ
ム／１０分、エチレン含有量７重量％である。

【００１９】樹脂（３）：ポリエチレン メルトインデックス（ＭＩ：２１０℃、２．１６ｋｇ荷
重で測定）が８．０グラム／１０分、密度０．９６の高
密度ポリエチレンである。

【００２０】汚れ用物質： 物質（ａ）：グリース（ニチモリＬＥ、商標、ニチモリ
製） 物質（ｂ）：機械油（モービルＤＴＥ、商標、モービル
製） 物質（ｃ）：牛脂 物質（ｄ）：離型剤（シリコーン離型剤、ＮＵＣＢ、商
標、日本ユニカー株式会社製）

【００２１】

【実施例１〜１５、比較例１〜１１】 ＜試験片の作成＞上記の各ポリオレフィン系樹脂をシリ
ンダー温度２１０℃、金型温度５０℃に設定した射出成
形機により成形して、３５０×１００×３ｍｍのシート
を作成した。該シート表面に上記の各種汚れ用物質を夫
々３グラムずつ略均一に付着させ、夫々表１及び２に示
す洗浄剤、洗浄方法及び洗浄条件にて洗浄した（超音
波、エアバブリングの使用条件及びスプレー圧力は下記
の通りである）。超音波条件 ２８ｋＨｚ、８０Ｗ／ｌエアバブリング条件 ガス：液体体積比＝２：１スプレー圧力 ４ｋｇ／ｃｍ² 比較例で使用した洗浄剤 １，１，１‐トリクロロエタン（ＴＣＥ） ナフテゾールＭ（商標、日石化学株式会社製、ナフテン
系洗浄剤） イソプロピルアルコール（ＩＰＡ） ＩＳＷ３２（商標、東ソー・デュボイケミカル株式会社
製、工業用液体洗浄剤） 純水 また、ＴＣＥによる洗浄は、ＴＣＥ蒸気中に６０秒間被
洗浄物を暴露することにより実施した。

【００２２】上記の如く各シートを洗浄した後、室温で
１５分間放置した。次いで該シートに下記の条件でプラ
ズマ処理を施した。プラズマ処理条件 真空度：０．８ｔｏｒｒ 出力：１ｋＷ×２基 処理時間：６０秒間 活性ガス流量：２２０ｍｌ／分、酸素／窒素モル比：１
１／１ 次いで、塗料（Ｒ３２０、商標、日本ビー・ケミカル株
式会社製）を１００μｍ厚で塗布し、１２０℃で３０分
間焼き付けを行った。これを試験片として以下の諸特性
試験を行った。 ＜剥離強度＞各試験片の塗膜を幅１０ｍｍに切断し、引
張り試験機を用いて２３℃の温度で１８０度方向に５０
ｍｍ／分の速度で剥離させた時に得られる強度を測定し
た。 ＜耐温水性＞各試験片を４０℃の温水に２４０時間浸漬
した後に、塗膜に碁盤目剥離試験を実施した。観察結果
は、以下の記号により示す。

【００２３】○ ブリスター及び碁盤目剥離なし。

【００２４】× ブリスター又は碁盤目剥離あり。 ＜耐ガソリン性＞各試験片を２３℃の温度で２４時間ガ
ソリンに浸漬した後、塗膜に碁盤目剥離試験を行った。
観察結果は、以下の記号により示す。

【００２５】○ ブリスター及び碁盤目剥離なし。

【００２６】× ブリスター又は碁盤目剥離あり。上記
の結果を表１及び２に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】 実施例１〜１５は、洗浄剤としてＮＭＰ、８５重量％の
ＮＭＰ水溶液又は７０重量％のＮＭＰ水溶液を使用した
場合の結果である。いずれも剥離強度は高く、かつ耐温
水性及び耐ガソリン性も良好であった。

【００２９】比較例１〜５は、洗浄剤として夫々ＴＣ
Ｅ、ナフテゾールＭ、イソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）、ＩＳＷ３２又は純水を使用した場合の結果であ
る。比較例１はＴＣＥの場合で、剥離強度は高く、かつ
耐温水性及び耐ガソリン性の結果も良好であるが、上記
のように毒性等の問題があり好ましくない。本発明の実
施例１〜１５では、比較例１と同等の剥離強度、耐温水
性及び耐ガソリン性が得られている。また比較例２〜５
では、いずれも剥離強度が低く、かつ耐温水性及び耐ガ
ソリン性の結果も不良であり、プラズマ処理の前段階の
洗浄剤が適当ではなかった。

【００３０】比較例６〜１１は、いずれも洗浄を実施し
なかった場合である。いずれも剥離強度は低く、かつ耐
温水性及び耐ガソリン性の結果も不良であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂
製品と塗膜の密着性を高くすることができる。また、安
全性及び経済性にも優れる。従って、本発明の方法は工
業的に有用性が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江連 規党 神奈川県横浜市港南区芹ヶ谷５−25−222 (72)発明者 齋藤 義治 神奈川県横浜市磯子区岡村４−16−24 (72)発明者 磯井 政明 埼玉県入間郡越生町西和田253−４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂製品の表面を洗浄
   した後、該樹脂製品を活性ガスの存在下でプラズマ処理
   する塗装前処理方法において、上記洗浄をＮ‐メチル‐
   ２‐ピロリドン又はその水溶液で行うことを特徴とする
   方法。