JPH0742357B2 - 塗装成形品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗装に適した熱可塑性ポリエステル樹脂成形
品に関するものである。さらに詳しくは、簡単な塗装方
法で各種塗料との密着性に優れた塗装品が得られるポリ
エステル樹脂成形品に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

熱可塑性ポリエステル樹脂は、加工の容易さ、機械的強
度、その他物理的・化学的特性にも優れているため、自
動車、電機・電子機器、その他精密機械、建材、雑貨等
の分野に広く利用される。

一方、成形品の外観の美化等の目的で斯かる熱可塑性ポ
リエステル樹脂成形品を塗装することも多く行われてい
る。しかしながら、塗装性に問題があり、各種の塗料に
より塗装を施した際に塗料と樹脂の密着力が弱く、また
良好の塗膜を形成し得た場合においても長期間安定した
塗膜を保持し得ず、割れや剥離を生じやすく、実用上使
用可能な塗装物を得ることは困難である。このため、ポ
リエステル樹脂成形品に塗装を施す場合、樹脂と塗膜の
両者に良好な親和性を示す物質、いわゆるプライマーの
層を樹脂表面にまず形成させ、その後上塗り塗料を塗装
する方法や、成形品表面を化学的にエッチングした後塗
装する方法等が一般的に行われている。

この様な方法によれば塗膜の密着性は向上し、実用上使
用可能な塗装物が得られるが、塗装工程が２段階である
ため、プロセスが繁雑になり、経済的にも不利である。
このような事情から成形品を直接塗装を施す、いわゆる
ワンコート塗装による塗膜密着性が強固で実用に耐え得
るポリエステル樹脂成形品を得る方法が望まれてきた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、簡単なワンコート塗装により実用上十分
な塗膜密着性を有するポリエステル成形品を得るために
鋭意研究の結果、特定の分子量を有するフェノキシ系高
分子化合物の特定量を熱可塑性ポリエステル樹脂に配合
してなる樹脂組成物からなる成形品に優れた塗装性を有
することを見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は、 （Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂 99.5〜70重量％ （Ｂ）主鎖が実質的に下式（１）で示される構造の繰返
し単位を有する平均分子量が約2,000〜100,000のフェノ
キシ化合物 0.5〜30重量％ 及び （Ｃ）（Ａ），（Ｂ）のポリマー混合物100重量部に対
して０〜125重量部の無機充填剤 からなる樹脂組成物を成形してなるポリエステル樹脂成
形品を、アルキッド樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、
メラミン・アルキッド樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料
及びアクリク樹脂系塗料より選ばれた１種又は２種以上
の塗料によりプライマー塗布による表面処理をすること
なく塗装してなる塗装成形品に関するものである。

斯かる組成物からなる成形品が、塗装を施した場合、塗
膜の密着性が著しく向上し、特別の表面処理をしなくて
もワンコート塗装が可能で、かかる簡単な塗装方法によ
っても優れた密着力を生じることは全く予期し得ない驚
くべきことである。

以下、本発明の成形品の構成成分について詳しく説明す
る。

まず、本発明に用いられる（Ａ）熱可塑性ポリエステル
とは、ジカルボン酸化合物とジヒドロキシ化合物の重縮
合、オキシカルボン酸化合物の重縮合或いはこれら３成
分混合物の重縮合等によって得られるポリエステルであ
り、ホモポリエステル、コポリエステルの何れに対して
も本発明の効果がある。

ここで用いられるジカルボン酸化合物の例を示せば、テ
レフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、
ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボ
ン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、シキロヘキサン
ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸の如き公知のジ
カルボン酸化合物及びこれらのアルキル、アルコキシ又
はハロゲン置換体等である。また、これらのジカルボン
酸化合物は、エステル形成可能な誘導体、例えばジメチ
ルエステルの如き低級アルコールエステルの形で使用す
ることも可能である。本発明の熱可塑性ポリエステルに
おいては、上記の如き化合物の１種又は２種以上がその
構成モノマーとして使用される。

次に（Ａ）の熱可塑性ポリエステルを構成するジヒドロ
キシ化合物の例を示せば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ハイドロキノン、レゾルシン、ジヒドロキシフェ
ニル、ナフタレンジオール、ジヒドロキシジフェニルエ
ーテル、シクロヘキサンジオール、2,2−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパンの如きジヒドロキシ化合
物、ポリオキシアルキレングリコール及びこれらのアル
キル、アルコキシ又はハロゲン置換体等であり、１種又
は２種以上を混合使用することが出来る。

また、（Ａ）の構成単位として用いることの出来るオキ
シカルボン酸の例を示せば、オキシ安息香酸、オキシナ
フトエ酸、ジフェニレンオキシカルボン酸等のオキシカ
ルボン酸及びこれらのアルキル、アルコキシ又はハロゲ
ン置換体があげられる。また、これらの化合物のエステ
ル形成可能な誘導体も使用できる。本発明においては、
これら化合物の１種又は２種以上が用いられる。

本発明では、上記の如き化合物をモノマー成分として、
重縮合により生成する熱可塑性ポリエステルは何れも使
用することができ、単独で、又は２種以上混合して使用
されるが、好ましくはポリアルキレンテレフタレート、
更に好ましくはポリブチレンテレフタレートを主体とす
る熱可塑性ポリエステルを使用する場合は特に本発明の
効果が顕著である。

また、本発明においては、熱可塑性ポリエステルを公知
の架橋、グラフト重合等の方法により変性したものであ
ってもよい。

次に本発明において、上記の如き（Ａ）熱可塑性ポリエ
ステル樹脂に配合される（Ｂ）成分は、（１）式で示さ
れる構造の繰返し単位を有する平均分子量が少なくとも
2,000以上100,000以下、好ましくは8,000以上75,000以
下の高分子量フェノキシ化合物である。

この高分子化合物は主鎖に（１）式構造を主体とするも
のであれば他の構成単位が混入していてもよく、また、
その末端構造も特に限定されるものではなく任意である
が、一般的にはフェノール又はアルコール、アルキル基
である。

本発明の目的とする塗装性の改良には上記の如き特定の
分子量よりなる（Ｂ）成分の配合が必須であり、他の一
般的な熱可塑性樹脂の付加的配合を妨げるものではない
が、本発明の（Ｂ）成分に代えて他の熱可塑性樹脂を配
合するのでは本発明の如き塗装性に対する効果は得られ
ない。

また、（Ｂ）成分の分子量が低すぎると塗装性に対する
効果が十分得られず、一方、分子量が高すぎると溶融粘
度が著しく高くなり、ポリエステル樹脂への分散性が悪
化することにより、優れた塗装性をもつ成形品は得られ
ない。

また、（Ｂ）成分の配合量は熱可塑性ポリエステル
（Ａ）99.5〜70重量％に対して0.5〜30重量％である。
配合量が0.5重量％以下では成形品の塗料に対する密着
性が、熱可塑性ポリエステル樹脂単独の場合と比べ改善
が顕著でないので好ましくなく、また、30重量％を越え
ると熱可塑性ポリエステル樹脂の本来有する物理的・化
学的性質、特に耐薬品性が低下し好ましくない。好まし
い配合割合は（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂が98〜85
重量％、（Ｂ）成分のフェノキシ化合物が２〜15重量％
である。

次に本発明で用いられる無機充填剤（Ｃ）は、機械的強
度、耐熱性、寸法安定性（耐変形、そり）等の性能に優
れた成形品を得るためには配合することが好ましく、特
に高温下で塗装後の焼付を行うためには熱変形温度の上
昇が必要となり、この目的のために無機充填剤の添加が
有効である。これには目的に応じて繊維状、粉粒状、板
状の充填剤が用いられる。

繊維状充填剤としては、ガラス繊維、アスベスト繊維、
カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジ
ルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維、硼素繊
維、チタン酸カリ繊維、さらにステンレス、アルミニウ
ム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物などの無機質
繊維状物質があげられる。特に代表的な繊維状充填剤
は、ガラス繊維、又はカーボン繊維である。

一方、粉粒状充填剤としては、カーボンブラック、シリ
カ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、硅酸カルシウ
ム、硅酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪
藻土、ウォラストナイトの如き硅酸塩、酸化鉄、酸化チ
タン、酸化亜鉛、アルミナの如き金属の酸化物、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウムの如き金属の炭酸塩、硫酸
カルシウム、硫酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他
炭化硅素、窒素硅素、窒化硼素、各種金属粉末等があげ
られる。

また、板状充填剤としては、マイカ、ガラスフレーク、
各種の金属箔等があげられる。

これらの無機充填剤は１種又は２種以上併用することが
できる。繊維状充填剤、特にガラス繊維又は炭素繊維と
粒状及び／又は板状充填剤の併用は、特に機械的強度と
寸法精度、電気的性質等を兼備する上で好ましい組み合
わせである。

これらの充填剤の使用にあたっては必要ならば収束剤又
は表面処理剤を使用することが望ましい。この例を示せ
ば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラ
ン系化合物、チタネート系化合物等の官能性化合物であ
る。これらの化合物は予め表面処理又は収束処理を施し
て用いるか、又は材料調整の際同時に添加してもよい。

これら無機充填剤は前記（Ａ），（Ｂ）のポリマー混合
物100重量部当たり０〜125重量部添加される。充填剤の
添加量が125重量部を越えるとポリエステル混合物の成
形性が著しく悪化するため好ましくない。特に好ましく
は10〜100重量部である。

また、本発明の成形品には、その目的に応じ前記成分の
他に他の熱可塑性高分子物質を補助的に少量併用するこ
とも可能である。ここで用いられる他の熱可塑性高分子
物質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンの
如きポリオレフィン及び共重合体、ポリアミド、ABS、
ポリフェニレンオキサイド、ポリアルキルアクリレー
ト、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリエーテルサル
ホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、フッ
素樹脂などをあげることができる。また、これらの熱可
塑性高分子物質は２種以上混合して使用することもでき
る。

さらに、本発明の成形品には、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、すなわち酸化
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、
結晶核剤等も要求性能に応じ適宜添加することができ
る。

本発明のポリエステル成形品は、一般に合成樹脂組成物
の調製とその成形に用いられる設備と方法により調製す
ることができる。すなわち必要な成分を混合し、１軸又
は２軸の押出機を使用して混練し、押出して成形用ペレ
ットとして後成形することができ、必要成分の一部をマ
スターバッチとして混合、成形する方法、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こと等、
いずれも可能である。

また、本発明に係る樹脂組成物は、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り、このように成形された成形
品の何れでも極めて塗装性に優れたものが得られる。

本発明では、前記成形品をプラスチック材料に通常使用
される公知の塗料のいずれを用いて塗装を行うことも可
能であるが、アルキッド樹脂系塗料、或いはその変成さ
れたもの、メラミン或いはメラミン・アルキッド樹脂系
塗料、ウレタン樹脂系塗料或いはその変成されたもの、
アクリル樹脂系塗料等が好ましく用いられる。

従来、ポリエステル系の樹脂成形品に塗装を施す場合に
は、一般にエッチングによる表面粗化或いはプライマー
による下塗処理等を必要とし、かかる前処理なしに実用
可能な塗装が至難であるが、本発明によればかかる前処
理がなくても十分実用的は塗膜の密着性が得られ、極め
て経済的である。但し本発明においても、これらの前処
理を妨げるものではない。また、一般に塗装に先立って
成形品表面の除塵、脂肪等の予備洗浄乾燥が望ましいこ
とは当然である。成形品の塗装にはハケ塗り、ローラー
塗り、吹付塗り、流し塗り、エアレススプレー、静電塗
装等、任意の公知の方法を採用でき、目的に応じて焼付
けることもできる。

〔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。

なお、本発明において、引張強度はASTM D 638、曲げ強
度、曲げ弾性率はASTM D 790、アイゾット衝撃強度はAS
TM D 256により測定した。塗膜密着強度の評価は、碁盤
目剥離試験により行った。すなわち、塗装表面にカッタ
ーナイフで1mm間隔で碁盤目状に切り込みを入れ、セロ
テープを貼りつけ瞬間的に引き剥がし、1mm角の正方形1
00個当たりの残存数で評価した。更に、塗膜の付着性の
経時変化を調べるために、塗装プレートを40℃の水中で
240時間浸漬したものについて剥離試験し、その結果を
併記した。

実施例１〜６及び比較例１〜５ ポリブチレンテレフタレート樹脂に表１に示す如きフェ
ノキシ樹脂（Ｂ）と、場合によって無機充填剤（Ｃ）と
してガラス繊維を添加し、混合した後、内径30mmの２軸
押出機を用いて溶融混練し、ペレット状の組成物を調製
した。

次いで、、このペレットから射出成形機を用いて機械物
性測定用試験片及び塗装試験用の平板（厚さ3mm）を作
成した。

この試験片の表面をトリクロロエタンで洗浄した後、メ
ラミン・アルキッド系塗料〔関西ペイント（株）製「ア
ミラック」〕をスプレーガンにより散布して塗装し、14
0℃で30分間焼付、乾燥した。得られた塗膜の厚みは約3
0μｍであった。試験片の機械物性及び塗膜の密着性評
価結果は表１に示す通りであった。

実施例７、８及び比較例６、７ 前記と同様に表２に示す組成のペレットを調製し、試験
片を成形した。この試験片の表面をトリクロロエタンで
洗浄した後、ウレタン系塗料〔関西ペイント（株）製
「レタンPG−60」〕をスプレー塗装し、80℃で30分間焼
付、乾燥した。得られた塗膜の厚みは約30μｍであっ
た。試験片の機械物性及び塗膜の密着性評価結果は表２
に示す通りであった。

実施例９及び比較例８ 前記と同様に表３に示す組成のペレットを調製し、試験
片を成形した。表面をトリクロロエタンで洗浄した後、
アクリル系塗料〔関西ペイント（株）製「ソフレックス
No.10」〕をスプレー塗装し、60℃で20分間焼付、乾燥
した。得られた塗膜の厚みは約30μｍであった。試験片
の機械物性及び塗膜の密着性評価結果は表３に示す通り
であった。

〔発明の効果〕 前述の説明及び実施例より明らかな如く、本発明の樹脂
成形品は、塗膜の密着性の向上に極めて優れた効果を示
し、従来、プライマーを用いた２コート塗装法や化学的
な表面エッチング処理によらなければ、実用的な塗膜密
着性の得られなかった熱可塑性ポリエステルについて、
これらの特殊な処理を行わないで、いわゆるワンコート
塗装でも、実用上十分な密着性の塗膜を得ることが可能
となり、塗装工程を簡略化して塗装経費の節減を可能と
したものである。

しかも本発明の成形品は、ポリエステル樹脂単独の成形
品に比べ、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率が向上し、
衝撃強度は殆ど損なわれることなく、極めて優れた機械
物性を有しており、上記の優れた塗装性と相まって極め
て実用性の高いものである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）熱可塑性ポリエステル樹脂 99.5〜
   70重量％ （Ｂ）主鎖が実質的に下式（１）で示される構造の繰返
   し単位を有する平均分子量が約2,000〜100,000のフェノ
   キシ化合物 0.5〜30重量％ 及び （Ｃ）（Ａ），（Ｂ）のポリマー混合物100重量部に対
   して０〜125重量部の無機充填剤 からなる樹脂組成物を成形してなるポリエステル樹脂成
   形品を、アルキッド樹脂系塗料、メラミン樹脂系塗料、
   メラミン・アルキッド樹脂系塗料、ウレタン樹脂系塗料
   及びアクリル樹脂系塗料より選ばれた１種又は２種以上
   の塗料によりプライマー塗布による表面処理をすること
   なく塗装してなる塗装成形品。
2. 【請求項２】樹脂組成物中の（Ａ）成分の熱可塑性ポリ
   エステル樹脂がポリブチレンテレフタレートを主体とす
   るポリエステルである請求項１記載の塗装成形品。
3. 【請求項３】樹脂組成物中の（Ｂ）成分のフェノキシ化
   合物の分子量が8,000〜75,000である請求項１又は２記
   載の塗装成形品。
4. 【請求項４】樹脂組成物中の（Ｃ）成分の無機充填剤の
   配合量が10〜100重量部である請求項１、２又は３記載
   の塗装成形品。