JPH09117718A - 樹脂成形品の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 樹脂成形品に対して、静電塗装に必要な導電
性を付与することにより、経済的でかつ良好な塗装密着
性が得られる塗装方法を提供すること。 【解決手段】 樹脂成形品表面に金属粒子を付着させ、
導電プライマーを塗装することなしに静電塗装を行な
う、樹脂成形品の塗装方法であり、金属粒子付着にあた
り、予め成形品のエッチング処理を行なうものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品に導電
プライマーを塗装せずに樹脂成形品の表面を処理して静
電塗装する、樹脂成形品の塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成形品に静電塗装するには、導電プ
ライマーを予め塗装する前処理を行なうか、または樹脂
に導電性のフィラーを練りこみ、静電塗装をするのが一
般的であった。しかし、これ等の方法は、処理コストが
嵩むという問題があった。

【０００３】そこで本発明者等は、特開平６−１９０３
３３号公報および特開平６−１９２８４２号公報に開示
した方法によりこの問題に対応してきた。しかし、溶液
に銅などの重金属を使うため、排水処理の観点からより
環境に与える影響のより少ない方法が求められていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術の欠点を解消し、樹脂成形品に静電塗装のた
めの優れた導電性と、塗装密着性を同時に得、さらにコ
スト低減が可能な樹脂組成物成形品の塗装方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな事情に鑑み鋭意検討しおよび実験を重ねた結果、樹
脂成形品表面に予め特定の金属の微粒子を吸着させるこ
とにより、静電塗装に必要な低表面抵抗が得られ、かつ
良好な塗装密着性が共に達成できることを見出し、本発
明に至った。

【０００６】すなわち、本発明の課題は、樹脂成形品表
面に金属粒子を吸着させ、プライマーを塗装せずに静電
塗装を行なうことにより達成される。

【０００７】金属粒子を吸着させる方法は、エッチング
工程と、金属粒子付与工程とから構成される。

【０００８】このエッチング工程においては、以下のよ
うなエッチング液を単独または組み合わせて用いること
ができる。

【０００９】（１）塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、などの鉱
酸。ぎ酸、酢酸、クエン酸などの有機酸。または、それ
らの化合物および混合物。

【００１０】（２）クロム酸、過マンガン酸、過酸化水
素水などの酸化剤。それらの化合物および混合物。

【００１１】（３）Cu、Sn、Pd、Ni、Co、Fe、Na、Cr、
Al、Zn、Ca、K等の金属化合物（無機、有機化合物）、
およびそれらの混合物。

【００１２】（４）上記（２）、（３）は、NaOH、KO
H、NH₄OH、KMnO₇などのアルカリ性化合物で、中性、ま
たはアルカリ性であるもの。ここでいうアルカリ性化合
物とは、１M/L、水に溶解した時に、pHが８以上の物質
をいう。

【００１３】（５）エチレンジアミンなどのアミン系の
アルカリ物質。また必要に応じて、りんご酸、グルコン
酸、ピロリン酸、EDTA、アンモニア、ピリジン、グリシ
ンなど（２）、（３）の金属をキレートする物質（錯化
剤）および（１）から（４）の溶液のpHを緩衝する物質
を添加したもの。

【００１４】（６）上記（５）の物質は、それらの無機
・有機化合物、またはそれらの誘導体でも良く、２種以
上添加したもの。

【００１５】（７）塩酸クロルヒドリン、アセトン、ト
ルエン、ジメチルホルムアミド、メチルピロリドン、ア
ルコールなどの有機溶剤、およびそれらの混合物。

【００１６】（８）上記（１）〜（７）の２種以上の混
合物であるもの。

【００１７】（９）上記（１）〜（８）にアニオン、ノ
ニオン、カチオン、両性などの界面活性剤を１種または
２種以上混合したもの。

【００１８】（１０）上記エッチングおよび次工程にお
ける金属粒子の付着向上のため、シランカップリング剤
を使用するもので、該シランカップリング剤が単独の水
溶液であるもの。

【００１９】（１１）上記エッチングおよび次工程にお
ける金属粒子の付着向上のため、シランカップリング剤
を使用するもので、該シランカップリング剤が上記
（１）〜（９）の溶液に添加されたもの。

【００２０】（１２）アセトン、ジメチルホルムアミド
などの有機溶剤。

【００２１】また、上記エッチング工程に引き続く金属
粒子付与工程のためには、以下のような金属付与剤を使
用することができる。 （１）Pd、Sn、Cu、Al、Co、Ni、Cr、Zn、Mn、Fe、Ti、
Ag、Au、Na、K、Caなどの金属を１種類以上付着させた
もの。

【００２２】（２）Pd、Sn、Cu、Al、Co、Ni、Cr、Zn、
Mn、Fe、Ti、Ag、Au、Na、K、Caなどの金属をイオンお
よび無機・有機などの化合物状態で付着させたもの。

【００２３】（３）Pd、Sn、Cu、Al、Co、Ni、Cr、Zn、
Mn、Fe、Ti、Ag、Au、Na、K、Caなどの金属を、錯塩・
複塩の状態で付着させたもの。

【００２４】（４）上記（１）の金属を２種以上付着さ
せるために、上記（１）の金属の無機、有機化合物また
はこれらの錯塩または複塩を用いたもの。

【００２５】（５）上記（１）の金属を２種以上付着さ
せるために、上記（４）の化合物を２種以上混合したも
の。

【００２６】（６）上記（１）の金属を付着させるため
に、塩酸、硫酸、クエン酸などの無機酸または有機酸お
よびNaOH、KOHなどのアルカリ性物質で上記（４）、
（５）の溶液を酸性、中性、またはアルカリ性のいずれ
かに調整したもの。

【００２７】（７）上記（１）の金属を付着させるため
に、必要に応じて、上記（２）〜（６）の溶液にりんご
酸、酢酸、ピロリン酸、ＥＤＴＡ、アンモニア、ピリジ
ン、グリシンなどのような上記（１）の金属をキレート
する物質を添加することもできる。

【００２８】（８）上記（７）に記載の物質として、そ
れぞれの無機または有機化合物やそれらの誘導体を用い
ることもできる。

【００２９】（９）また、吸着性を改善するために、ア
ニオン、ノニオン、カチオン、両性などの界面活性剤を
１種以上混合してもよい。

【００３０】（１０）さらに、必要に応じて次亜リン
酸、亜リン酸、水素化ほう素、アミノボラン、ホルマリ
ンヒドラジンなどの還元剤を１種以上添加してもよい。

【００３１】（１１）上記（１０）に記載の物質とし
て、それぞれの無機または有機化合物やそれらの誘導体
を用いることもできる。

【００３２】（１２）上述の金属付与剤は、組成、濃
度、温度、時間などの各条件により、エッチングも併用
可能であるため、上記（１）のエッチング行程を省略す
ることもできる。

【００３３】本発明においては、樹脂成形品の表面に適
宜種類の金属粒子を付着させて、静電塗装に適する表面
抵抗を達成する。その結果、良好な塗装密着性を得ると
同時に、静電塗装時の塗料の付きまわり性向上が得られ
る。

【００３４】本発明者等は、前述のように、これまでに
同様の目的で金属皮膜を樹脂成形品表面全体に付着させ
る特許を出願した（特開平６−１９０３３３号、６−１
９２８４２号公報参照）。しかし、金属皮膜を析出させ
るには無電解メッキの方法が好ましく、これらの金属皮
膜を析出させると、コスト的にも十分に低いとはいえな
い場合もあった。

【００３５】また、このような工程ではプロセスが長く
なり、処理が繁雑になることは避けられなかった。本発
明者等は、樹脂成形品の表面に形成される皮膜が、みか
け上連続皮膜でない場合でも、静電塗装時の付きまわり
性が向上するのではないかとの予測を行い、本発明に至
った。

【００３６】従来、金属皮膜を形成させるには、必要な
触媒機能を持つ金属を必ずしも使う必要が無いため、よ
り安価な金属を使用することができる。また、重金属を
使わなくてもよい場合は、それによる公害の問題がない
というメリットがある。

【００３７】また、エッチング工程は、樹脂の種類に応
じてエッチング液の種類、濃度、複数のエッチング工程
を実施するなど、適宜を変えることで、より塗装密着性
と導電性が向上すると同時に、処理コストが削減でき
る。

【００３８】金属付着工程で用いる金属としては、様々
な金属が適用可能であるが、無電解メッキの触媒のよう
に触媒作用のない金属でも使用することができ、安価な
金属を使用することも可能である。

【００３９】樹脂としては、特に限定されるものではな
いが、ABS、PC、PBT、PP、PA、PET等のエンジニアリン
グ樹脂、さらにこれら樹脂を組み合わせたPPO／PS、PPO
／PA、PC／ABS、PC／PBT等のアロイ樹脂、および／また
は、これらの樹脂に適宜充填剤を含んだものであっても
よい。

【００４０】特に、PPのようにエッチングを受け難い樹
脂の場合、充填剤をエッチングして溶出させ、ここに金
属を吸着させることも可能である。

【００４１】本発明にかかる塗装方法によれば、導電プ
ライマーを塗装する場合に比べて、金属吸着体が導電性
を示し、さらにエッチングにより塗装の密着も向上す
る。

【００４２】その結果、静電塗装の前処理として、この
ような処理を行うことで、静電塗装に必要な均一電界を
得ることが容易になる。更に、表裏面ともに導電化され
るため、静電塗装工程に不可欠なアース処理が容易にな
る。従って、塗料コストおよび塗装作業コストを低減す
ることができる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下実施例に即して本発明の内容
を具体的に開示する。

【００４４】実施例１ 実施例１においては、試験用基材としてポリフェニレン
エーテル樹脂：Ｎｏｒｙｌ ＧＴＸ６００（商標：日本
ジ−イ−プラスチツクス（株）製）、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂およびポリアミド樹脂を含むポリマーアロイ
組成物、以下同じ）を射出成形した試験片を使用した。

【００４５】上記試験片を、下記のようなエッチング処
理液で表面粗化のためのエッチング処理および水洗を行
った。その後、金属吸着工程を経て、場合によっては金
属付着工程を２回くり返し、水洗した後、活性化処理を
施し、水洗し、乾燥した。

【００４６】 エッチング ８９％燐酸 ３００ml／l、 ３０℃ ３分 （例１２では、エッチング工程を省略） 水 洗 常温１分 金属吸着工程 また、他の工程を追加する場合もある。詳細は表１に記載。 水 洗 常温１分 乾 燥 ８０℃、 ３０分

【００４７】このようにして得られた試験片について、
効果確認のため、以下のような試験を行なった。

【００４８】（１）表面抵抗 ＪＩＳ Ｋ６９１１「熱硬化性プラスチックの一般試験
方法」に従い、試験片の表面抵抗を測定した。さらに、
試験片を、１４０℃の熱風オーブンで繰返し焼付処理を
行い、焼付け毎の表面抵抗の測定を行った。それらの結
果は、表１に示す通りである。

【００４９】（２）塗装密着性、塗装外観および塗膜厚 塗料として、ハイエピコＮｏ．１００（商標：日本油脂
（株）製、中塗）を静電塗装法により塗装し、１０分間
放置し、１４０℃の熱風オーブンで３０分間焼付けを行
なった後、取り出して、室温に３０分放置した。

【００５０】その後、ネオアミラック（商標：関西ペイ
ント（株）製、上塗）を静電塗装方法によって塗装し、
取り出し後常温で２４時間放置し、下記の評価を行っ
た。それらの結果は、表１に示す通りである。

【００５１】（１）初期密着性 ＪＩＳ Ｋ５４００に従った碁盤目試験（１mm間隔の升
目を１００個）に適合する態様でテープ剥離を行い、１
００個のうちの残った塗膜の数を数える。

【００５２】（２）塗装外観 目視にて、塗装表面の外観を評価した。

【００５３】（３）塗装膜厚塗膜の断面を電子顕微鏡で
観察し、膜厚を測定した。

【００５４】比較例１ 無処理の前記ＧＴＸ６００の試験片に導電プライマー、
プライマックプライマー（商標：日本油脂（株））を厚
さ１０ミクロン塗装し、１２０℃、２０分間焼付けた
後、静電塗装を行った以外は、実施例１と同様な実験を
行なった。結果は表１に示す通りである。

【００５５】比較例２ 金属との静電塗装時の塗装効率を比較するため、０．５
mmの冷延鋼板をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で脱
脂した後、実施例と同様に静電塗装し、塗膜厚を電磁式
膜厚計にて測定した。なお、密着性については、評価し
ていない。結果は表１に示す通りである。

【００５６】比較例３ 前記ＧＴＸ６００の試験片をＩＰＡで脱脂のみ行い、実
施例１と同様な試験を行った。

【００５７】金属付着工程（キャタリスト） 例１ ３５％Hcl １００ml／l、PdCl₂ ０．５g／l、SnCl₂・
２H₂O ５g／l、NaCl１００g／lの混合溶液３５℃中に
素材を５分間浸漬した後、水洗、乾燥後塗装を行う。

【００５８】例２ 例１の混合水溶液に浸漬後水洗を行い、９８％硫酸１０
０ml/lの水溶液で３分間活性化後、水洗および乾燥を行
い、塗装を行う。

【００５９】例３ 例２における硫酸の代わりに、ＮａＯＨ ３０g/lの水
溶液で活性化を行う。

【００６０】金属付着工程（センシタイザー及びアクチ
ベーター） 例４ 上述のエッチング処理工程を行った後、３５％塩酸 １
０ml/l、ＳｎＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ ５g/lの混合水溶液に素
材を３分間浸漬し水洗後、３５％塩酸 １ml/l、ＰｄＣ
ｌ₂ ０．１g/lの混合水溶液に５分間浸漬した。その
後、水洗、乾燥、塗装の一連の処理を行う。

【００６１】例５ 例４におけるＳｎとＰｄ溶液の浸漬を２回以上繰り返
す。

【００６２】金属付着工程（アクチベーター） 例６ 上述のエッチング処理行程を行なった後、３５％塩酸
１０ml/l、ＰｄＣｌ₂１g/lの混合水溶液に１０分間浸漬
し、水洗後乾燥して塗装する。

【００６３】例７ 上述のエッチング処理行程を行なった後、ＮａＯＨ ５
g/l、グリシン １g/l、ＰｄＣｌ₂ １g/lの混合水溶液
に１０分間浸漬し、水洗後乾燥して塗装する。

【００６４】金属付着工程（アクチベーター及びアクセ
レーター） 例８ 上記例６の溶液浸漬後水洗を行ない、５０％次亜りん酸
３０ml/lの溶液で５分間還元活性化を行ない、水洗後
乾燥して塗装する。

【００６５】例９ 上記例７の溶液浸漬後水洗を行い、２８％ＮＨ₄ＯＨ
５ml/l、ジメチルアミンポラン ２g/Lの混合水溶液で
５分間還元活性化後、水洗し、乾燥の後塗装する。

【００６６】金属付着工程（錫化合物） 例１０ 上述のエッチング処理工程後、３５％塩酸 １０ml/l、
ＳｎＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ１００g/lの溶液に５分浸漬後、水
洗し、乾燥後塗装を行う。

【００６７】例１１ 例１０の溶液５分浸漬後、チオシアン酸アンモニウム
３０g/lの水溶液に５分間浸漬し、硫化活性化処理を完
了させた後、水洗し、乾燥後塗装する。

【００６８】例１２ 上記のエッチングを行わず、ＳｎＣｌ₄・ＸＨ₃Ｏ ３０
０g/lの溶液に５分間浸漬し、エッチング及び金属付与
を同時に完了させ、水洗し、乾燥した後塗装する。

【００６９】金属付着工程（混合物） 例１３ 上記のエッチング処理後、ピロリン酸カリウム １００
g/l、クエン酸ソーダ２０g/l、硫酸コバルト ３０g/
l、硫酸第一錫 ２０g/lの混合水溶液に１０分浸漬後、
水洗し、乾燥後塗装する。

【００７０】例１４ 上記のエッチング処理後、硫酸錫 ２０g/l、塩化ニッ
ケル ２０g/l、苛性ソーダ １０g/l、両性界面活性性
剤 ５g/lの溶液に５分間浸漬後水洗を行い、抱水ヒド
ラジン ５g/l、水素化硼素ナトリウム ５g/lの水溶液
に５分間浸漬し還元活性化処理を終了させ、水洗し、乾
燥後塗装を行う。

【００７１】金属付着工程（多段式による複数金属付
与） 例１５ 上記のエッチング処理後、３５％塩酸 １０ml/l、Ｓｎ
Ｃｌ₂・２Ｈ₂Ｏ ５g/lの混合水溶液に５分浸漬し、水
洗後、２８％アンモニア水 ３０ml/l、硝酸銀５g/lの
混合水溶液に５分間浸漬水洗後、３５％塩酸 １ml/l、
ＰｄＣｌ₂ ０．１g/lの混合水溶液に５分間浸漬した。
その後水洗し、乾燥を行い塗装する。

【００７２】シランカップリング剤を用いた場合 例１６ 上記のエッチング終了後、γ−アミノプロビルトリエト
キシシラン ３０gをメタノール１ｌで溶解した溶液に
５分間浸漬水洗後、例１のキャタリストに５分間浸漬し
た後水洗し、乾燥後塗装する。

【００７３】例１から例１６までの結果は表１の通りで
ある。ただし、処理液の温度はすべて３５℃、処理時間
は５分間とした。

【００７４】

【００７５】実施例２ 上記試験用基材として、Ｘｅｎｏｙ１１０１−７０１
（商標：日本ジ−イ−プラスチツクス（株）製、ポリカ
ーボネート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂
を含む樹脂組成物）を射出成形にて成形した試験片を用
いた。

【００７６】上記試験片を下記の工程で金属吸着、塗装
処理した後、実施例１と同様な試験を行った。ただし、
表面抵抗については、初期のみ測定した。また、塗装に
ついても例１とは異なる（下記参照）。結果は、表２に
示した。

【００７７】 エッチング工程 アセトンに３分間浸漬した後、NaOH１００g／ｌの５０ ℃水溶液に５分間浸漬し、水洗いをする。 金属吸着工程 ３５％ HCl １００ml／l、PdCl₂ ０．５g／l、SnCl₂ ／2H₂O ５g／l、NaCl １００g／lの混合溶液４０℃中 に、素材を５分間浸漬し、水洗、８０℃で２０分間乾燥 する。 塗装 上記試験片に塗料Ｒ ２４０（商標：日本ビーケミカル （株）、アクリルウレタン系２液塗料）を静電塗装にて 塗装し、８０℃にて４０分間焼付けした。

【００７８】比較例４ 試験片にＸｅｎｏｙ１１０１−７０１を用い、ＩＰＡで
脱脂し、無処理のまま静電塗装を行い、実施例２と同様
な試験を行った。

【００７９】

【００８０】

【発明の効果】本発明にかかる樹脂成形品の塗装方法に
よれば、従来の導電性プライマーを含む塗装方法に比し
て、静電塗装時の塗料付着効率が同様で、塗料のコスト
を下げることができる。

【００８１】また、静電塗装を実施するにあたって、ア
ースをとる必要があるが、導電プライマーの場合、成形
品の裏面までアース用に導電塗料を吹き付け、アース用
の導電部を形成する必要があった。しかし、本方法によ
れば、成形品の表裏に金属吸着が行われており、比塗装
樹脂成形品への格別のアース用処理は不要となる。

【００８２】また、導電プライマーを塗装する場合、樹
脂成形品が入り組んだ複雑な形状をしている場合、塗料
を塗装するのに十分な塗料の回り込みが難しいが、金属
粒子吸着による本方法によれば、複雑な形状でも均一な
処理が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魚橋 広道 静岡県御殿場市保土沢1015 日本ジーイー プラスチックス株式会社応用技術研究所内 (72)発明者 佐藤 大 静岡県御殿場市保土沢1015 日本ジーイー プラスチックス株式会社応用技術研究所内 (72)発明者 青木 英二 神奈川県横浜市金沢区福浦２丁目10番４号 キザイ株式会社内 (72)発明者 船田 清孝 神奈川県横浜市金沢区福浦２丁目10番４号 キザイ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂成形品表面に金属粒子を付着させ、
   導電プライマーを塗装することなしに静電塗装を行なう
   ことを特徴とする樹脂成形品の塗装方法。
2. 【請求項２】 樹脂成形品表面に金属粒子を付着させる
   行程が、前記成形品表面と付着金属および静電塗装され
   た塗膜との密着性を向上させるためのエッチング工程
   と、金属粒子付着工程とからなる、請求項１に記載の樹
   脂成形品の塗装方法。