JPS58176224A - 熱可塑性樹脂組成物の成形物の静電塗装方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物の成形物の静電塗装方法

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JPS58176224A
JPS58176224A JP5826282A JP5826282A JPS58176224A JP S58176224 A JPS58176224 A JP S58176224A JP 5826282 A JP5826282 A JP 5826282A JP 5826282 A JP5826282 A JP 5826282A JP S58176224 A JPS58176224 A JP S58176224A
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JP
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coating
thermoplastic resin
molding
resin
carbon black
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JP5826282A
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Inventor
Masahiko Maeda
前田 正彦
Junichi Takeda
淳一 武田
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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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】 ■ 発明の目的 本発明は熱可塑性樹脂組成物の成形物の静電塗装方法に
関する。さらにくわしくは、表面固有抵抗値が10°〜
10’である熱可塑性樹脂および導電性カーボンブラッ
クからなる組成物の成形物の表面を塗装させることを特
徴とする熱可塑性樹脂組成物の成形物の静電塗装方法に
関し、塗装効率の向上、塗装環境の改善、塗装被膜の密
着性の向上に有効な塗装方法および塗装成形物を提供す
ることを目的とするものである。
■ 発明の背景 産業の高度化および家庭生活の高水準化にともない、家
庭製品、自動車部品、各種事務処理機器のプラスチック
框体への塗装が要求されている。
これらのプラスチック成形品が多量に生産されるにした
がい、スチレン系重合体(PS)、アクリロニトリル−
ブタジェン−スチレン三元共重合樹脂(ABS樹脂)な
どは塗料の間融2他の樹脂の啼虻 配合、簡単な表面処理(プライマー塗布など)などによ
って塗装が可能な樹脂となっている。また、オレフィン
系樹脂〔たとえば、プロピレン系重合体(PP))への
塗装性の付与が要望されている。
その塗装性の改良方法として、無機充填剤の高充填化、
ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレ
ン三元共重合体などの充填による塗装性改良の方法が提
案されている。
しかしながら、これらの塗装の開発、被塗装物である樹
脂に充填剤や他の樹脂を配合することなどによって塗膜
の密着強度を向上することが可能になっているが、依然
として塗料の塗着効率は20〜50係前後と低い。また
、スプレー法、シャワー法などの最近性なわれている塗
布方法を行なったとしても、いずれも同じ程度である。
これらの塗着効率の低さは塗装効率が低下するのみなら
ず、加工費についてもコストアップし、その上塗装作業
環境についても悪化させている。
これらの欠点を改善するために塗料の塗着効率の高い静
電塗装方法が注目されているが、この方法は従来金属板
成形品に用いられているに過ぎない。しかし、かりに一
般の合成樹脂にこの静電塗装方法を適用したとしても、
塗装することは不可能である。その理由は、合成樹脂の
表面固有抵抗値が10′4〜101oΩであり、電気不
良導体であるためによるものである。
また、最近において陽イオン性界面活性剤を主体とする
導電剤をプラスチック表面に塗布することにより、表面
固有抵抗値が108〜109Ωの導電性を付与して静電
塗装する方法が開発されている。
以上の方法は、静電塗装性が可能であるけれども、静電
塗装の前にあらかじめ被塗装成形物を導電表面処理を施
さなければならないため、工程がより複雑になるばかり
でなく、塗膜の密着強度が低いなどの欠点があり、実用
化に到っていない。
■ 発明の構成 以上のことから、本発明者らは、熱可塑性樹脂の成形物
の表面に静電塗装するさいに塗着効率が高く、しかも密
着強度のすぐれた静電塗装することに種々探索した結果
、 表面固有抵抗値が10°〜108Ωである熱可塑性樹脂
および導電性カーボンブラックから本質的になる組成物
の成形物の表面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、密着強度がすぐれている
ことを見出し、本発明に到達した。
口■ 発明の効果 本発明の塗装方法および塗装された成形物は下記のごと
き効果(特徴)を発揮する。
(1)塗着効率が高い。
(2)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でも、良好に塗布
することができる。
(4)前処理などに要する二次加工が不要であり、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、溶媒の拡散
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。
本発明方法は上記のごときすぐれた効果を有するのみな
らず、組成物自体がlO°〜108Ωの導電性を有して
いるために静電防止および電磁波遮蔽性効果を併せて有
するため、多方面にわたって使用することができる。代
表的な用途を下記に示す。
(1)  ファクシミリ、プリンター、ワードプロセッ
サーなどの事務機器のハウジング材 (2)テレビおよびビデオのごとき民生家電機器ならび
に電子機器、電子計算機および通信機器のごとき電気・
電子機器のハウジングおよび機内部品 (3)  自動車の各計器カバー、インストルーメント
・パネル(インパネ)および付属部品 −、エンジンアンダーカバー、ハックミラー、フロント
ライト周辺部品、ドアーの取手(5)その他現在塗装が
施されている各種機器部品および装置、さらには静電防
止用、電磁波遮蔽用各機器のハウジングおよび内部部品 ■ 発明の詳細な説明 八 熱可塑性樹脂 本発明の静電塗装可能な組成物を製造するために使われ
る熱可塑性樹脂は広く工業的に生産され、多方面にわた
って利用されているものであり、それらの製造方法およ
び種々の物性についてよく知られているものである。そ
れらの分子量は種類によって異なるが、一般には1万な
いし100万である。この熱可塑性樹脂の代表的なもの
とは、エチレン、プロピレン、塩化ビニルおよびスチレ
ンのごとき二重結合を有するモノマーの単独重合体、こ
れらを主成分(50重量%以上)とする共重合体、スチ
レンとアクリロニトリルとの共重合体(As樹脂)、メ
チルメタクリレートを主成分とする樹脂(MMA樹脂)
、ブタジェン単独乗合ゴム、アクリロニトリル−ブタジ
ェン共重合ゴム(NBR)スチレン−ブタジェン共重合
ゴム(SBR)、アクリルゴム、エチレン−プロピレン
共重合ゴム(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエン
三元共重合ゴム(EPDM)および塩素化ポリエチレン
のごときゴムにスチレン単独またはスチレンと他のビニ
ル化合物(たとえば、アクリロニトリル、メチルメタク
リレート)とをグラフト共重合することによって得られ
るグラフト共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂ならびにポリカーボ
ネート樹脂があげられる。さらに、これらの熱可塑性樹
脂に少なくとも一個の二重結合を有する有機化合物(た
とえば、不飽和〃ルポン酸、その無水物)をグラフトな
どによって変性された樹脂であっても、静電塗装性の性
質をそこなわず、かつ加工性についてもすぐれたもので
も用いることができる。また、特に耐衝撃性を要望され
る場合には、相溶性が良好であり、かつ加工性もすぐれ
ていれば、前記のグラフト共重合樹脂のほかに、これら
の熱可塑性樹脂に前記のゴムを配合させることによって
得られる組成物(ゴムの配合割合は一般には多くとも4
0重量%)も使用することができる。また、本発明の組
成物は導電性を有するために電磁波遮蔽材としても充分
な効果を示す。電磁波遮蔽材が耐熱性を要望される場合
には、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニ
レンエーテル樹脂およびポリカーボネート樹脂が望まし
い。それらの熱可塑性樹脂のうち、オレフィン系樹脂(
エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン
および/またはプロピレンを主成分とする共重合体)に
二重結合を少なくとも一個する有機化合物(とりわけ、
不飽和カルボン酸およびその無水物が望ましい)をグラ
フト重合することによって得られる変性樹脂を一部また
は全部使用すると、種々の強度がバランスのとれた組成
物を得ることができるために好適である。
■ 導電性カーボンブラック また、本発明において用いられる導電性カーボンブラッ
クとしては、一般にはその比表面積が低温窒素吸着法お
よびBET法で測定して20〜1.800m’/gおよ
び細孔容積が細孔半径30〜7.50 OAの範囲にお
いて水銀圧入法で測定して1.5〜4Dcc/9であり
、特に比表面積が600〜1200W?/gのものが有
効である。
該カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ア
セチレンブラックおよびファーネスブラック法によって
製造されるカーボンブラックがあげられる。これらのカ
ーボンブラックについては、カーボンブラック協会編−
カーボンプラック便覧〃(図書出版社、昭和47年発行
)、ラバーダイジェスト社編囁便覧、ゴム・プラスチッ
ク配合薬品〃(ラバーダイジェスト社、昭和49年発行
)、前記 拾成ゴムハンドブック〃などによってそれら
の製造方法および物性などがよく知られているものであ
る。
0 配合割合 熱可塑性樹脂とカーボンブラックとの合計量に占めるカ
ーボンブラックの配合割合は5〜50重量%であり、1
0〜40重量%が好ましく、とりわけ15〜40重量%
が好適である。この合計量100重量部に占めるカーボ
ンブラックの配合割合が5重量%未満では、成形物の表
面固有抵抗値が109Ω以上となり、さらに静電塗装の
密着強度が著しく低下する。一方、50重量%を越える
と、成形物の力学的強度が著しく低下するため、いずれ
も好ましくない。
0 組成物の製造 本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造するには、熱可塑性
樹脂とカーボンブラックとを均一に配合することによっ
てその目的を達成することができるけれども、該組成物
の使用目的に応じて、それぞれの熱可塑性系樹脂の分野
において一般に用いられている酸素、光(紫外線)およ
びオゾンに対する安定剤、充填剤、難燃化剤、加工性改
良剤、滑剤、金属劣化防止剤、電気的特性改良剤および
帯電防止剤のごとき添加剤を添加することによってさら
に効果を発揮することができる。
本発明の組成物は熱可塑性樹脂の業界において一般に使
われているヘンシェルミキサーのごとき混合機を用いて
トライブレンドしても得られるし、バンバリーミキサ−
、ニーダ−、ロールミルおよびスクリュ一式押出機のご
とき混合機を使って溶融混練することによって得ること
ができる。このさい、あらかじめトライブレンドまたは
溶融混練し、得られる組成物(混合物)をさらに溶融混
練することによって一層均一状の組成物を得ることがで
きる。さらに、組成物の成分の一部を混合してマスター
バッチを製造し、このマスターバッチに他の組成成分を
混合して本発明の組成物を製造してもよい。これらの場
合において、一般には溶融混練した後、ペレット状物に
成形し、後記の成形に供される。
D 成形方法など  5.。
本発明の組成物を用いて種々の成形物を製造するには、
一般に用いられている熱可塑性樹脂の分野において一般
に行なわれている成形方法を適用すればよい。その成形
方法としては、射出成形法、中空成形法、押出成形法お
よび圧縮成形法があげられる。これらの成形方法によっ
て種々の成形物を製造するには、使用される熱可塑性樹
脂の融点以上の温度において実施する必要があるが、そ
れぞれの熱可塑性樹脂が熱による劣化を生じる温度より
も低い温度において実施しなければならないことはもち
ろんのことである。
本発明の重要な点は、このようにして得られる成形物の
うち、下記の静電塗装を満足するように実施するために
その表面固有抵抗値が10°〜108Ωであることであ
る。特に、該抵抗値が103〜106Ωが好適である。
表面固有抵抗値は各種の方法が提案されているが、本発
明では下記の方法によって測定した。
第1図に示されるごとく、成形物のうち塗装を必要とす
る部分を縦が5crnおよび横が3cInの試片を切9
出し、第1図のごとく中央部にAおよりの2ケ所に1c
rn×1crnの面積に導電性銀ペーストを塗った。ペ
ーストが充分乾燥した後、各ペースト塗布間の抵抗値を
テスター(三和電気計器社製5ANWA  5R−3T
R)を用いて測定した。
[F] 静電塗装方法 以上のようにして得られた成形物に静電塗装を実施する
には一般に用いられている静電塗装装置であるならば、
いずれを使用することができる。
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
もった機器であり、塗装形態として定置式、手持ち式お
よ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
固定型および回転型がある。
本発明を実施するにあたり、それらの組み合わせで行な
われることができる。
一方、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、シリコン樹脂系塗料なとがあけら
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佇。この場合に
は、たとえば、アルコール系およびエステル類のごとき
有機溶剤に塗料を溶解さいて使用すると有効である。
静電塗装中の静電界形成間は、一般に電圧が高い程、正
・負極の相引く力が強く作用させるために塗着効率はよ
い。通常60〜100 KVで実施される。
すなわち、本発明で行なわれ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なわれている方法で
充分であり、特定の装置を用いる必要もなく、さらに特
殊の方法で実施する必要もない。ただ、熱可塑性樹脂組
成物からなる成形物を塗装および乾燥するため、乾燥温
度が使われる熱可塑性樹脂の軟化点にならないように比
較的に沸点が低い塗料および溶剤を選択する必要がある
囲 実施例および比較例 以下、実施例によって本発明をさらにくわしく説明する
なお、実施例および比較例において、メルト・インデッ
クス(以下巴I 、Jと云う)はJIS  K−676
0にしたがい、温度が190℃および荷重が2、16 
Kgの条件で測定した。また、メルト・フロー・インデ
ックス(以下[MFIJと云う)はJIS  K−67
58にしたがい、温度が230℃および荷重が2.16
 Kgの条件で測定した。また、電磁波の遮蔽効果の測
定は、厚さが3咽のシートラ使ッテ10 X 10 X
 30cmのサンプル箱を製作し、箱の中にボータプル
発振器を所定の周波数(800M)(z )に調節して
入れた。この箱を電波暗室内に置き、受信アンテナで箱
内の発振器から出る電波を検波器を経てマイクロ波用電
力計で測定した。シートから製作した箱を除いた状態に
おける発振器からの電波も同様に計測し、サンプル箱の
有無による電界強度の比率をデシベル(dB)で表わし
てサンプルノートの電磁波減衰量とした。
また、ごはん目試験は塗布面にかみそりの刃により1m
mX1wn角のごばんの目(深さ 約0.5 mm )
100個を切刻し、その切刻面に市販の七ロノ・ンテー
プを貼着し、指により押圧してセロノーンテープをこの
切刻面に完全に密着した。ついで、手にヨリセロハンテ
ープの一端を持チ、コノセロノーンテープを急激に剥離
して100個の目のうち剥離されない目の数を観察した
。また、曲げ弾性率はASTM  D−790にしたが
って測定した。さらに衝撃強度〔アイゾツト(Izod
)、ノツチ付〕はASTM  D−256にしたがって
測定した。
なお、実施例および比較例において用いた熱可塑性樹脂
、ゴム状物および導電性カーボンブラックは下記の形状
および物性を有するものである。
〔ポリプロピレン系樹脂〕
ポリプロピレン系樹脂として、密度が0.900g/ 
cnlであるプロピレン単独重合体[MFI  10.
0g/10分、以下rPP(1)Jと云う〕および密度
が0.90097crlであるプロピレン−エチレンブ
ロック共重合体[MFI  8.2g/10分、エチレ
ン含有量 6.0垂量チ、以下rPP(2)Jと云う]
を使用した。
〔ポリエチレン系樹脂〕
ポリエチレン系樹脂として密度が0.960g/ctl
であるエチレン単独重合体(M、1. 8.1g/l、
0分、以下「PE」と云う)を用いた。
〔熱可塑性オレフィン系エラストマー〕熱可塑性オレフ
ィン系エラストマーとしてM、1゜が17g/10分で
あるエチレン−プロピレン共重合体(エチレン含有量 
15重量%、以下1−TPEjと云う)を使った。
〔ポリスチレン系樹脂〕
ポリスチレン系樹脂として、8.1重量部のスチレン−
ブタジェンランダム共重合ゴム〔スチレン含有量25.
3垂量チ、ムーニー粘度(ML++4 ) 25 :1
に92重量%のスチレンをグラフト重合させ、メルト・
フロー〇インデックス(JIS K−6870にしたが
い、温度が190℃および荷重が10Kgの条件で測定
)が13.0.!i!/10分の耐衝撃性ポリスチレン
(以下r I−I I P S Jと云う)を製造して
使った。
〔ポリ塩化ビニル系樹脂〕
ポリ塩化ビニル系樹脂として平均重合度が約430であ
る塩化ビニル単独重合体(以下rPVc Jと云う)を
用いた。
[AB8樹脂〕 201のステンレス製オートクレーブにスチレン−ブタ
ジェン共重合ゴム(ブタジェン含有量80重量%、ゴム
のゲル含有量 80%)280.0g(固形分として)
、2.0gの過硫酸アンモニウム、go、ogの不均化
ロジン酸ナトリウム、21.0gのラウリルメルカプタ
ンおよび8.Olの水を仕込み、均−状に攪拌した。こ
れに単量体として2520.9のスチレンと1200g
のアクリロニトリルを加えて攪拌し、ついで、攪拌しな
がら70℃に昇温させた。この温度において攪拌しなが
ら10時間重合を行なった。ついで、5チの硫酸アルミ
ニウムの水溶液を上記のようにして得られた重合体(グ
ラフト物)を含有するステツクス状物に加え、得られた
グラフト物を凝固した。この凝固物を約1%の水酸化す
) IJウムの水溶成約5:21を用いて洗浄し、さら
に多量(約301)の70℃の温水を使って洗浄した。
このグラフト物を約80℃において減圧下で一昼夜乾燥
を行なった。
その結果、3785.9白色粉末のグラフト物が得られ
た。得られたグラフト物のアイゾツト衝撃強度は7.5
〜−Cm/Cm−ノツチであり、引張強度は468 K
y/iであった。また、この重合物のビカット軟化点は
101.5℃であった。このグラフト物のゴム状物の含
有量は7.3重量%であった。以下、このグラフト物を
[AB8Jと云う。
[A C,S、] 201のオートクレーブにムーニー粘度が76の塩素化
ポリエチレン〔塩素含有量 40.6重量%)1600
g、ポリビニルアルコール(ケん化度 95チ)32.
0gおよび8.01の水(イオン交換水)を仕込んだ。
ついで、室温(約23℃)において激しく攪拌した。こ
の分散液に常温において攪拌しながら単量体として45
609のスチレンと1520gのアクリロニトリル、滑
剤として320gの流動パラフィン、重合開始剤として
16、O,!i’の第三級−ナチルパーアセテートおよ
び連鎖移動剤として16.0gの第三級−ドデシルメル
カプタンを加えた。この反応系の懸濁液の上部を窒素ガ
スで置換した後、105℃に昇温した。
この温度において攪拌しながら4時間重合を行なつた後
、さらに145℃の温度において2時間重合を行なった
。ついで、この反応系を室温まで放冷した後、得られた
重合体(グラフト物)を瀘過し、充分に水洗を行なった
。得られたグラフト物を50℃において一昼夜減圧下で
乾燥を行なった。
重合転化率(重合に使用した単量体に対して)は95.
4%であり、若干粗い粉末状であった。なお、このグラ
フト物〔以下1’−AC8jと云う〕のゴム状物の含有
量は20.3重量%であった。
〔ポリアミド樹脂〕
ポリアミド樹脂として密度が1.13 fl / cr
/lであるε−カプロラクタムを開環重合することによ
って製造されたポリアミド樹脂(250℃における溶融
粘度 3000ポアズ、以下「ナイロン6」と云う)を
使用した。
〔ゴム状物〕
ゴム状物として分子量が約25万のエチレン−ブテン−
1共重合体(密度 0.93191 cr&、ブテン−
1)を水性懸濁状で塩素化することによって得られる塩
素化ポリエチレン(塩素化含有量31.6重量%、ムー
ニー粘度(MS++4 )  78、以下rCPEJと
云う)、スチレン−ブタジェンランダム共重合ゴム(ス
チレン含有量 23.5重量%、ムーニー粘度 50、
以下「SBR」と云う)およびエチレン−プロピレン−
ジエン三元共重合ゴム〔ジエン エチリデンノルボルネ
ン、沃素価25、ムーニー粘度(ML++4(100)
)  45、以下rEPDM」と云う〕を用いた。
〔導電性カーボンブラック〕
導電性カーボンブラックとして、平均粒子径が51ミリ
ミクロンであるファーネスブラック〔比表面積 58靜
/g、密度 18 、!i’ / ca、平均粒径 4
6ミリミクロン、以下「C−1」と云う〕、平均粒子径
が約30ミリミクロンのファーネス・ブラック〔米国キ
ャボット社製、商品名 )(ルカy (Vulcan)
  X C−72、密度 約1.89 /ca。
表面積 200rr?/g、以下rc−2jと云う〕お
よび平均粒子径が20ミリミクロン以下であるケッチェ
ンブラック〔ライオンアグネス社製、商品名 ブラック
EC,比表面積 1195rr?/9゜密度 1.80
 g/ cr/1.以下rC−3Jと云う〕を使った。
実施例 1〜17、比較例 1〜7 以上のそれぞれの熱可塑性樹脂、ゴム状物および導電性
カーボンブラックを第1表に示される配合割合であらか
じめヘンシェルミキサーを使って5分間トライブレンド
を行なった。得ら各混合物を二軸押出機(径 30胡)
を用いて樹脂温度が実施例1〜13および17ならびに
比較例1〜6では230℃、実施例14〜15では21
0℃ならびに実施例16および比較例7は300℃にお
いて溶融混練しながらペレットを製造し、各組成物を製
造した。得られたそれぞれの組成物を10オンスの射出
成形機を用いて厚さが3n+mの平板および各種物性測
定用試験片を作成した。また、実施例1ないし9および
比較例1ないし4によって得られた各試片の力学的物性
質を第2表に示す。
得られた各試験片の表面固有抵抗値を第1図に示す方法
で測定した。結果を第2表に示す。
さらに、それぞれの試験片に空気霧化型手持ち静電塗装
機を使って静電塗装を行なった。使用電圧は60KV、
霧化空気圧は1.5 Kg / calおよび塗料吐出
量は200 CC7分の条件で行なった。また、使用し
た塗料は変性アクリル樹脂塗料(カシュー社製。商品名
 マイクロン)であり、極性溶剤としてメチルエチルケ
トンをおよび溶剤としてプチルセルンルプからなる混合
液を用いた。塗膜性能をゴバン目テストにて評価した。
結果を第3表に示す。さらに、実施例1ないし5によっ
て得られた各試片の電磁波遮蔽効果を第4表に表わす。
第   2   表 1)K9・crn/crn 2) 測定できず 第 3 表  (そのl) 第 3 表  (その2) 1) 測定できず 第4表
【図面の簡単な説明】
第1図は表面固有抵抗値を測定するための装置である。 この図において、AおよびBは導電性銀′ ペースト塗
布部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表面固有抵抗値が10°〜108Ωである熱可塑性樹脂
    および導電性カーボラックからなる組成物の成形物の表
    面を静電塗装させることを特徴とする熱可塑性樹脂組成
    物の成形物の静電塗装方法。
JP5826282A 1982-04-09 1982-04-09 熱可塑性樹脂組成物の成形物の静電塗装方法 Pending JPS58176224A (ja)

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JP (1) JPS58176224A (ja)

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