(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-11
(45)【発行日】2022-04-19
(54)【発明の名称】熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法
(51)【国際特許分類】
B05D 7/02 20060101AFI20220412BHJP
C08J 7/00 20060101ALI20220412BHJP
C08J 7/04 20200101ALI20220412BHJP
B05D 3/02 20060101ALI20220412BHJP
【FI】
B05D7/02
C08J7/00 301
C08J7/00 CFG
C08J7/04 Z CES
B05D3/02 B
(21)【出願番号】P 2016157178
(22)【出願日】2016-08-10
【審査請求日】2019-06-05
(73)【特許権者】
【識別番号】501041528
【氏名又は名称】ダイセルポリマー株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000002901
【氏名又は名称】株式会社ダイセル
(74)【代理人】
【識別番号】100087642
【氏名又は名称】古谷 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100098408
【氏名又は名称】義経 和昌
(72)【発明者】
【氏名】朝見 芳弘
(72)【発明者】
【氏名】顧 蔚紅
(72)【発明者】
【氏名】春江 純一郎
【審査官】塩屋 雅弘
(56)【参考文献】
【文献】特開平06-107825(JP,A)
【文献】特表2005-536370(JP,A)
【文献】特表2008-523987(JP,A)
【文献】特開2005-305231(JP,A)
【文献】特開2010-254276(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2009/0092768(US,A1)
【文献】国際公開第2014/129649(WO,A1)
【文献】特表2015-508026(JP,A)
【文献】特表2014-519410(JP,A)
【文献】特開平02-207872(JP,A)
【文献】特開2013-252522(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2013/0327436(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第103470865(CN,A)
【文献】特表2007-518601(JP,A)
【文献】特開平05-116230(JP,A)
【文献】特開平08-020655(JP,A)
【文献】特開2014-080527(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B05D 1/00-7/26
B29C71/04
C08J 7/00-7/18
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
前記熱可塑性樹脂組成物が結晶性樹脂と非晶性樹脂を含むものであり、
前記結晶性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンから選ばれるものであり、
前記非晶性樹脂がスチレン系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂組成物が、さらに繊維状充填材として炭素繊維またはガラス繊維を含有するものであり、
前記繊維状充填材が炭素繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有し、
前記繊維状充填材がガラス繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有
しており、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有しており、
前記加熱処理工程が、火炎処理法、熱風の吹き付け法、高温水蒸気の吹き付け法から選ばれるものである、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
【請求項2】
熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有しており、
前記熱可塑性樹脂組成物が結晶性樹脂と非晶性樹脂を含むものであり、
前記結晶性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンから選ばれるものであり、
前記非晶性樹脂がスチレン系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂組成物が、さらに繊維状充填材として炭素繊維またはガラス繊維を含有するものであり、
前記繊維状充填材が炭素繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有し、
前記繊維状充填材がガラス繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有
しており、
前記結晶性樹脂と前記非晶性樹脂の合計量100質量%中の含有割合は、前記結晶性樹脂が30~90質量%で、前記非晶性樹脂が残部含有割合である、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
【請求項3】
熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有しており、
前記熱可塑性樹脂組成物が結晶性樹脂と非晶性樹脂を含むものであり、
前記結晶性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンから選ばれるものであり、
前記非晶性樹脂がスチレン系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂組成物が、さらに繊維状充填材として炭素繊維またはガラス繊維を含有するものであり、
前記繊維状充填材が炭素繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有し、
前記繊維状充填材がガラス繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部含有
しており、
前記結晶性樹脂と前記非晶性樹脂の合計量100質量%中の含有割合は、前記結晶性樹脂が30~90質量%で、前記非晶性樹脂が残部含有割合であり、
前記加熱処理工程が、火炎処理法、熱風の吹き付け法、高温水蒸気の吹き付け法から選ばれるものである、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
【請求項4】
前記結晶性樹脂が、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートから選ばれるものであり、
前記非晶性樹脂が、ABS樹脂またはAS樹脂である、請求項2または3記載の熱可塑性樹脂組成物成形体の塗装方法。
【請求項5】
前記加熱処理工程が、熱可塑性樹脂組成物に含まれている熱可塑性樹脂中の最も低いガラス転移温度以上に加熱する工程である、請求項1~
4のいずれか1項記載の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
【請求項6】
前記熱可塑性樹脂組成物の成形体が、自動車の外装部品および自動二輪車の外装部品から選ばれるものである、請求項1~
5のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種分野において外装品の塗装方法として使用できる、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法に関する。
【背景技術】
【0002】
各種分野にて樹脂成形品が汎用されており、用途に応じて塗料を塗った塗装品が使用されている。
特許文献1の段落番号0034には、塗装する際にサンドペーパーで研磨後に塗装する方法が記載されている。
特許文献2の段落番号0016には、ABS樹脂成形体の表面にガラス繊維の先端が露出した場合には、塗装後にサンドペーパーで研磨して平滑にすることが記載されている。
特許文献3の段落番号0004~0006には、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の塗装表面に強化繊維が浮いた状態になっているときは、サンドペーパーで除去した後に再塗装することが記載されている。
【0003】
特許文献4には、強化繊維を5~70重量%含有するオレフィン系樹脂からなる成形体を成形し、その表面を火炎処理したのち、該火炎処理部に塗装する繊維強化樹脂成形体の製造方法の発明が記載されている(請求項2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2007-253573号公報
【文献】特開平10-287248号公報
【文献】特開2001-323089号公報
【文献】特開2003-266536号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、塗装後の外観が美しい成形体が得られる、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂のみを使用することを含まないものであり、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法(第1の塗装方法)である。
また本発明は、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法であって、
熱可塑性樹脂組成物からなる成形体の表面を、研磨材を使用して研磨する研磨工程、
研磨工程後の成形体に対して加熱処理する加熱処理工程、および
加熱処理工程後の成形体を塗装する工程を有している、熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法(第2の塗装方法)である。
【発明の効果】
【0007】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法によれば、外観の美しい塗装品を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
<熱可塑性樹脂組成物および成形体>
第1の塗装方法と第2塗装方法の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のみからなるもののほか、熱可塑性樹脂、繊維状充填材および公知の樹脂添加剤を含有するものを使用することもできる。
【0009】
熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、塗装対象となる熱可塑性樹脂組成物の成形体の用途に応じて公知の熱可塑性樹脂から選択することができる。
但し、第1の塗装方法では、熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂のみは使用しない。第2の塗装方法でも、熱可塑性樹脂としてオレフィン系樹脂のみは使用しないでもよい。
第1の塗装方法と第2塗装方法では、オレフィン系樹脂とオレフィン系樹脂とは異なる熱可塑性樹脂のアロイは使用することができる。オレフィン系樹脂とは、オレフィンを付加重合させて得られる熱可塑性樹脂であり、プロピレン重合体、エチレン重合体、1-ブテン重合体などである。
【0010】
2種類以上の熱可塑性樹脂の混合物からなるものを使用するときは、結晶性樹脂と非晶性樹脂の組み合わせが好ましい。
結晶性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルテーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。これらの中でもポリアミドが好ましい。
非晶性樹脂としては、スチレン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミドなどを挙げることができる。これらの中でも、スチレン系樹脂が好ましい。
【0011】
ポリアミドは、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドを挙げることができるが、脂肪族ポリアミドが好ましい。
脂肪族ポリアミドは、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド6/66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1112、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド69、ポリアミド810などを挙げることができる。これらの中でも、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6/66が好ましい。
【0012】
スチレン系樹脂は、GPPS(汎用ポリスチレン)、HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン)、ABS樹脂、ASA樹脂、AES樹脂、ACS樹脂、MS樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、GPPS、AS樹脂、ABS樹脂が好ましい。
【0013】
樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂が2種の熱可塑性樹脂(結晶性樹脂と非晶性樹脂)からなるものであるときは、
結晶性樹脂と非晶性樹脂の合計量中の含有割合は、結晶性樹脂が30~90質量%が好ましく、40~80質量%がより好ましく、45~75質量%がさらに好ましく、非晶性樹脂の含有割合は、合計で100質量%となる残部割合である。
但し、結晶性樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンを使用するときは、結晶性樹脂の含有割合は30質量%以下が好ましく、1~20質量%が好ましい。
【0014】
繊維状充填材を使用するときは、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、無機繊維(ガラス繊維を除く)、金属繊維などを挙げることができる。
ガラス繊維は、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、耐アルカリガラスなどからなるものを使用することができる。
炭素繊維は、PAN系、ピッチ系の炭素繊維を使用することができる。
有機繊維は、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの合成繊維、天然繊維を使用することができる。
無機繊維は、ボロン繊維、シリコン繊維、チタン繊維などを使用することができる。
【0015】
繊維状充填材の含有割合は、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましい。
繊維状充填材が炭素繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~40質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましく、2~10質量部がさらに好ましい。
繊維状充填材がガラス繊維であるときは、熱可塑性樹脂100質量部に対して1~50質量部が好ましく、2~30質量部がより好ましく、2~20質量部がさらに好ましい。
【0016】
熱可塑性樹脂組成物が含有できる公知の添加剤としては、有機又は無機充填材(繊維状充填剤を除く)、難燃剤、発泡剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、抗菌剤、結晶核剤、着色剤、可塑剤などの公知の各種樹脂添加剤を挙げることができる。
【0017】
熱可塑性樹脂組成物の成形体の成形方法は、射出成形などの公知の樹脂成形方法を使用することができる。
熱可塑性樹脂組成物の成形体の形状および大きさは、用途に応じて選択することができる。
【0018】
<塗装方法>
本発明の塗装方法は、
熱可塑性樹脂組成物から得られた成形体に対して加熱処理する工程と、その後の塗装工程を含む第1の塗装方法、
熱可塑性樹脂組成物から得られた成形体に対して研磨処理する工程と、その後の加熱処理する工程と、その後の塗装工程を含む第2の塗装方法を含むものである。
第2の塗装方法は第1の塗装方法の全ての工程を含んでいるので、以下においては第2の塗装方法を説明する。
【0019】
本発明の第2の塗装方法の最初の工程は、上記した樹脂組成物成形体の表面(塗装対象となる面)を、研磨剤を使用して研磨して平滑面化する研磨工程である。
成形後の成形体の表面には小さな凹凸や段差が残っていることがあり、そのまま塗装すると外観を損ない、製品価値が低下する。このため、凹凸などを無くして平滑面にするため、サンドペーパーで擦って平滑面化する。
なお、成形体の成形条件によっては凹凸が発生しにくい場合があり、また成形体の用途によっては、小さな凹凸が許容され、研磨が不要な場合もあるため、このような場合には、研磨工程は不要となる(第1の塗装方法)。
【0020】
研磨材としては、サンドペーパー、ディスクグラインダー、サンダー、研磨スポンジなどを挙げることができ、その他、ブラスト処理などによりバリを除去する方法も併用することができる。これらの中でも、サンドペーパーを使用して研磨する方法が好ましい。
【0021】
サンドペーパーの種類(粒度または番手)は、成形体の表面の凹凸などの程度に応じて選択することができるが、240番(#240)以上が好ましく、300番以上がより好ましく、300~800番がさらに好ましい。
【0022】
研磨工程の平滑面化のレベルは、目視および手触りなどにより確認することができる。
研磨工程後において、成形体表面に残存する粉化物を水洗や送風などにより取り除くことが好ましい。
【0023】
次の工程は、研磨工程後の平滑面化した成形体に対して、加熱処理して平滑面化する加熱処理工程である。
研磨工程後の成形体の処理面(平滑面)には、樹脂成分や繊維状充填材に由来する小さな毛羽立ちが残っていることがあり、さらに毛羽立ち部分の樹脂にはひずみが残っている場合もある。このような毛羽立ちやひずみが残ったまま塗装すると、塗装面にブツ(小さな塊)が生じてしまい、塗装不良となる。
加熱処理工程は、研磨工程後の成形体の処理面に対して加熱処理することで、平滑面から突き出された毛羽立ち部分を軟化させて処理面に沿わせるようにすると共に、ひずみが緩和されるようにするものである。
加熱処理工程では、熱可塑性樹脂組成物に含まれている熱可塑性樹脂中の最も低いガラス転移温度以上に加熱することが好ましい。なお、加熱温度がガラス転移温度以上で高い場合は処理時間を短くして、加熱温度がガラス転移温度以上で低い場合は処理時間を長くすることが好ましい。
【0024】
加熱処理方法としては、火炎処理法、熱風の吹き付け法、高温の水蒸気の吹き付け法、加熱雰囲気中を通過させる方法から選ばれるものが好ましい。
火炎処理法は、ガスバーナーなどの炎を成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に近づける方法である。
熱風の吹き付け法は、成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に熱風を吹き付ける方法である。
高温水蒸気(過熱水蒸気など)の吹き付け法は、成形体の研磨処理面の毛羽立ちを含む部分に高温水蒸気を吹き付ける方法である。
加熱雰囲気中を通過させる方法は、例えばベルトコンベアなどの移送装置の上に成形体を置いた状態で、ヒーターが配置された加熱ゾーン(乾燥炉も含む)を通過させる方法である。
【0025】
次の工程は、加熱処理工程後の平滑面化した成形体を塗装する工程である。
塗装に先立って、成形体の乾燥、脱脂などの処理をすることができる。
塗装方法は、公知の樹脂成形体の塗装方法をそのまま適用することができる。例えば、必要に応じてプライマー塗装をした後、刷毛塗り法、ローラー塗り法、スプレー法などにより塗装することができる。
塗料は、公知のアクリル系塗料、エポキシ系塗料、ポリエステル系塗料、ウレタン系塗料、アクリル/ウレタン系塗料、アルキッド系塗料などを使用することができる。
【0026】
本発明の成形体の塗装方法で得られる成形体(塗装品)は、自動車の内装・外装部品および自動二輪車の外装部品から選ばれるものに使用することが好ましいが、前記以外の用途、例えば建築材料、OA機器を含めた各種機器のハウジンングなどに使用することもできる。
【実施例】
【0027】
<使用成分>
(結晶性樹脂)
A-1:ポリアミド6,相対粘度2.15,ガラス転移温度49℃,ユニチカナイロンA1020BRL(ユニチカ(株)製)
A-2:ポリアミド6,相対粘度2.50,ガラス転移温度49℃,ユニチカナイロンA1030BRL(ユニチカ(株)製)
(非晶性樹脂)
B-1:ABS樹脂(スチレン45%,アクリロニトリル15%,ブタジエン40%,ガラス転移温度112℃,MI=5g/10min)
B-2:ABS樹脂(スチレン40%,アクリロニトリル15%,ブタジエン40%,メタクリル酸5%,ガラス転移温度112℃,MI=3g/10min)
B-3:AS樹脂(スチレン70%,アクリロニトリル25%,メタクリル酸5%,ガラス転移温度115℃,MI=800g/10min)
(繊維状充填剤)
CF-1:CFチョップドファイバーHTC413,6mm(東邦テナックス(株)製)
GF-1:GFチョップドファイバーECS03 T-251(日本電気硝子(株)製)
(その他)
安定剤:irganox1010(BASF社製)
【0028】
製造例1(熱可塑性樹脂組成物および成形体の製造)
表1に示す繊維状充填材を除いた各成分を予備混合した混合物を二軸押出機(日本製鋼所製のTEX30α,スクリュー径32mm)のホッパーから投入した。繊維状充填剤は、二軸押出機のサイドフィーダーから添加した。
260℃で溶融混練して(スクリュー回転数200r/m,吐出量20kg/h)、ストランド状に押し出し、冷却し、切断して樹脂組成物のペレットを得た。
【0029】
表1に示す各熱可塑性樹脂組成物のペレットを射出成形して平板(120×120mm,厚み2mm)を得た。
【0030】
実施例1~6
<研磨工程>
平板の一面をサンドペーパー(#600)にて研磨して、平滑面にした。但し、一部には、目視により毛羽立ちが確認された。
【0031】
<加熱処理工程>
研磨処理後の平板に対して、次の3つの方法から選択される方法により加熱処理を実施した。
スチームクリーナーを使用した方法:スチームクリーナーSC1.020(ケルヒャージャパ
ン(株)製)のノズルヘッドを移動させながら、平板の処理面(毛羽立ちがある部分)にスチーム(約100℃)を約3秒間吹き付けた。
ヒーティングガンを使用した方法:ヒーティングガンHAKKO881(白光(株)製)の熱風出口を平板の処理面(毛羽立ちがある部分)から10~15cm離した状態で、前記熱風出口を移動させながら温風(約450℃)を約3秒間吹き付けた。
バーナーを使用した方法:カセットガスクッキングバーナーCJ(岩谷産業(株)製)の火炎出口を平板の処理面(毛羽立ちがある部分)から約10cm離した状態で、前記火炎出口を約15cm/秒の速度で移動させながら炙った(約1500℃)。
【0032】
<塗装工程>
加熱処理工程後の平板を80℃のオーブンで30分間乾燥した後、イソプロピルアルコールを使用して脱脂した。
その後、二液型アクリルウレタン塗料(オリジプレートZ-NY)をスプレーガンで吹き付け塗装した後、70℃で40分乾燥させた。
吹き付け塗装は、二液型アクリルウレタン塗料/硬化剤(ポリハードH)/シンナー(オリジンシンナー#210)=4/1/2(質量比)で混合したものを使用し,スプレーガン(ノズル径1.3mm)で塗膜厚30μmになるように行った。
【0033】
<塗膜密着性>
JIS-K5400(1990)で規定された碁盤目テープ法を実施して、100個の升目から残った升目の数で評価した。
【0034】
<塗装外観>
目視で確認できるブツの数をカウントした。
【0035】
比較例1~3
加熱処理をしないほかは実施例1と同様にして、成形体を塗装した。得られた塗装品について塗膜密着性と塗装外観を評価した。
【0036】
【0037】
実施例1~6と比較例1~3の対比から明らかなとおり、塗膜密着性には顕著な違いはなかったが、塗装外観の評価について顕著な差が見られた。比較例1~3は塗装不良のレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の成形体の塗装方法は、自動車の外装部品および自動二輪車の外装部品の塗装方法に使用することができる。