JPH06165966A

JPH06165966A - 塗装方法

Info

Publication number: JPH06165966A
Application number: JP5156656A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Wakabayashi; 淳若林; Shizuo Miyazaki; 静夫宮崎; Toru Tanaka; 徹田中; Junichi Yamashita; 淳一山下; Akihiro Tsuge; 章広柘植
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【構成】ポリプロピレン製被塗物に、導電性プライマ
ー（Ｉ）を塗装し、ついで有機溶剤型上塗り塗料（II）
を静電塗装し、かつ該上塗り塗装後における該導電性プ
ライマー塗膜の表面固有抵抗値が１×１０⁸Ω以下であ
ることを特徴とする塗装方法。【効果】導電性プライマー（Ｉ）の塗膜は、被塗物及
び上塗り塗膜との付着性に優れる。また、該塗膜は、耐
溶剤性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電塗装適性および付
着性などが良好な、ポリプロピレン製被塗物への塗装法
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】ポリプロピレンは自動車の
バンパーやドアサイドモールなどに使用されており、そ
して、このポリプロピレンには美粧性および耐久性向上
のために塗料が塗装されている。塗装手段として静電塗
装方式も採用されている。

【０００３】ポリプロピレンは静電塗装適性が劣るため
に、上塗り塗装に先立ち、あらかじめ導電性プライマー
を塗装しておくのが一般的である。従来、該導電性プラ
イマーとしてウレタン変性塩素化ポリプロピレンと導電
性物質とから実質的になるものが使用されている。しか
し、該導電性プライマー塗面に有機溶剤型上塗塗料を静
電塗装すると、その塗装初期段階において該導電性プラ
イマー塗膜が該有機溶剤によってすみやかに浸蝕され、
その表面固有抵抗値が著しく上昇するので、ひき続き塗
装される該有機溶剤型上塗塗料の静電塗装適性が劣化す
るという欠陥がある。しかも、上塗塗膜との付着性も十
分でないなどの欠陥も有している。従って、これらの欠
陥の改善が強く望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、導電性
プライマー塗膜の耐有機溶剤性を改良して上塗塗料の静
電塗装適性を向上せしめ、しかも上塗塗膜との付着性な
どを改良することにある。

【０００５】上記目的は、特定の導電性プライマーを使
用することにより達成され、ここに本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は、ポリプロピレン製被
塗物に、導電性プライマー（Ｉ）を塗装し、ついで有機
溶剤型上塗り塗料（II）を静電塗装し、かつ該上塗り塗
装後における該導電性プライマー塗膜の表面固有抵抗値
が１×１０⁸Ω以下であることを特徴とする塗装方法に
係る。

【０００７】本発明の塗装方法に関してさらに詳細に説
明する。

【０００８】（１）ポリプロピレン製被塗物：本発明
の塗装方法を適用する被塗物であり、プロピレンの単独
重合体もしくは他のモノマーとの共重合体があげられ、
自動車のバンパーやサイドモールなどに多く用いられて
いる。該ポリプロピレンは目的とする形状に成型され、
その表面は、既知の方法により化成処理しておくことが
好ましい。

【０００９】（２）導電性プライマー（Ｉ）：（Ａ）ウレタン変性塩素化ポリプロピレン、（Ｂ）メラ
ミン樹脂、（Ｃ）ポリエステル樹脂および（Ｄ）導電性
物質を主成分とする導電性プライマーであるのが好まし
い。該プライマー（Ｉ）は、ポリプロピレン被塗物に直
接塗装し、導電性を付与し、有機溶剤型上塗塗料（II）
の静電塗装を可能ならしめる。この際、有機溶剤型上塗
塗料（II）の塗装初期から塗装終了後まで、該導電性プ
ライマー塗膜の表面固有抵抗値は１×１０⁸Ω以下に保
たれる。

【００１０】（Ａ）ウレタン変性塩素化ポリプロピレン
は、塩素化ポリプロピレンとポリウレタン樹脂との混合
物もしくは付加反応生成物である。塩素化ポリプロピレ
ンは、たとえばプロピレン単独重合体もしくはこれと他
のオレフィン系モノマーなどとの共重合体を塩素化した
ものであり、塩素含有率は１〜６０重量％、特に１０〜
４０重量％が好ましい。また、該塩素化ポリプロピレン
の数平均分子量は５０００〜２０００００、特に１００
００〜１０００００が適している。立体規則的にはアイ
ソタクチックやアタクチックのいずれでも差支えない。

【００１１】（Ａ）ウレタン変性塩素化ポリプロピレン
の調製に使用するポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネ
ート化合物とポリオール成分とのウレタン化反応生成物
であって、その分子中に遊離の水酸基および／またはイ
ソシアネート基を有していることが好ましい。該ポリイ
ソシアネート化合物は、１分子中に２個以上のイソシア
ネート基を有している化合物で、それ自体既知の脂肪族
系、芳香族系および脂環族系のポリイソシアネートが使
用できる。該ポリオール成分は１分子中に２個以上の水
酸基を有するもので、例えばポリエステルポリオール、
ポリエーテルポリオール、低分子量多価アルコールなど
があげられる。

【００１２】本発明で用いる（Ａ）ウレタン変性塩素化
ポリプロピレンは、上記塩素化ポリプロピレンとポリウ
レタン樹脂とを常温で単に混合せしめるか、または約５
０℃以上の温度に加熱してホットブレンドするなどして
得られる。ホットブレンドによって該両成分が反応し化
学的に結合していることもある。そして、該両成分の比
率は目的に応じて任意に選択できるが、該両成分の合計
固形分重量にもとづいて、塩素化ポリプロピレンは５〜
９５重量％、ポリウレタン樹脂は９５〜５重量％が適し
ている。

【００１３】（Ｂ）メラミン樹脂は、塗料用樹脂の架橋
剤として既知のものが適用でき、例えばメラミンのメチ
ロール化物や、該メチロール基の一部もしくは全部を炭
素数１〜６の１価アルコールから選ばれた１種以上でエ
ーテル化してなるエーテル化メラミン樹脂などが好適で
ある。これらの（Ｂ）メラミン樹脂は、上記（Ａ）ウレ
タン変性塩素化ポリプロピレンと単に混合するかもしく
は該両成分を前記と同様にホットブレンドしてもよい。

【００１４】（Ｃ）ポリエステル樹脂は、多塩基酸成分
と多価アルコール成分とのエステル化物である。多塩基
酸成分は１分子中にカルボキシル基を２個以上有する化
合物で、脂肪族系、脂環族系および芳香族系などの多塩
基酸から選ばれた１種もしくは２種以上が使用でき、こ
のうち脂環族系の多塩基酸を含んでいることが特に好ま
しい。これらの多塩基酸成分は既知のものが使用でき
る。脂環族系多塩基酸としては、１，４−シクロヘキシ
レン構造を有するものが特に好適であり、例えば、該構
造を有するヘキサヒドロテレフタル酸、およびそのメチ
ルエステル等のＣ_1-5の低級アルキルエステルなどを使
用すると仕上り外観、耐溶剤性および塗膜柔軟性などの
すぐれた塗膜を容易に得ることができるので好ましい。
これらの無水物も適用できる。

【００１５】（Ｃ）ポリエステル樹脂を調製するための
多価アルコール成分は、１分子中に水酸基を２個以上有
する化合物で、脂肪族系、脂環族系および芳香族系など
の多価アルコールから選ばれた１種もしくは２種以上が
使用でき、このうち脂環族系多価アルコールを含んでい
ることが特に好ましい。脂環族系多価アルコールとして
は、１，４−シクロヘキシレン構造を有するものが好ま
しく、かかる構造を有する１，４−シクロヘキサンジメ
タノール、水添ビスフェノールＡおよび水添ビスフェノ
ールＦなどを使用すると仕上り外観、耐溶剤性および塗
膜柔軟性などの優れた塗膜を容易に得ることができるの
で好ましい。

【００１６】（Ｃ）ポリエステル樹脂において、脂環族
系の多塩基酸および／または多価アルコール成分の含有
率は目的に応じて任意に選べるが、該ポリエステル樹脂
固形分中１０〜６５重量％、特に２０〜５５重量％が好
ましい。（Ｃ）ポリエステル樹脂は上記の多塩基酸成分
と多価アルコール成分とを、さらに必要に応じて一塩基
酸やヒドロキシカルボン酸などを併用して、既知のエス
テル化反応で得られる。

【００１７】該（Ｃ）ポリエステル樹脂には、上記の多
塩基酸成分と多価アルコール成分とのエステル化反応生
成物に、さらにポリイソシアネート化合物を反応させて
なるウレタン変性ポリエステル樹脂も包含される。ここ
で使用されるポリイソシアネート化合物は、１分子中に
２個以上のイソシアネート基を有する脂肪族系、脂環族
系および芳香族系などのポリイソシアネート化合物があ
げられる。さらに、これらのポリイソシアネート化合物
と多価アルコールとの付加反応物、ビュレットタイプ付
加反応物、イソシアヌル環タイプ付加反応物なども上記
ポリイソシアネート化合物として適用できる。特にポリ
イソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、１，３−（または
１，４−）（イソシアネートメチル）シクロヘキサンお
よびこれらを含む付加反応物が好ましい。ウレタン変性
ポリエステル樹脂を調製するためのポリエステル樹脂と
ポリイソシアネート化合物との比率は、ポリエステル樹
脂１００重量部あたり、０．５〜２０重量部が適してお
り、ポリエステル樹脂中の水酸基がポリイソシアネート
化合物中のイソシアネート基より過剰であることが好ま
しい。

【００１８】（Ｃ）ポリエステル樹脂は、水酸基価が５
０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ樹脂、特に８０〜１２０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ樹脂、酸価が１〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇ樹脂、
特に３〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇ樹脂、そしてＧＰＣにより
測定した数平均分子量が１３００〜８０００、特に１５
００〜５０００であることが好ましい。

【００１９】（Ｄ）導電性物質は該導電性プライマー塗
膜に導電性を付与するための物質であり、具体的には、
導電性カーボンブラック、銀、ニッケル、銅およびグラ
ファイトなどから選ばれた１種もしくは２種以上があげ
られ、これらは粉末状もしくは粒子状であることが好ま
しく、その粒径は０．１〜５００μｍが適している。

【００２０】本発明の導電性プライマー（Ｉ）は上記
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分を必須成分と
しており、これらの配合比率は目的に応じて任意に選択
できるが、例えば、（Ａ）成分１００重量部あたり、
（Ｂ）成分は５〜３０、特に１０〜２０重量部、（Ｃ）
成分は５〜３０、特に１０〜２０重量部、そして（Ｄ）
成分は上記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の合計１０
０重量部あたり、１〜１００重量部、特に１０〜５０重
量部が、それぞれ好ましい。

【００２１】本発明の導電性プライマー（Ｉ）には、上
記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分に加えて、
必要ならば（Ｅ）エポキシ樹脂、（Ｆ）セルロースアセ
テートブチレートおよび（Ｇ）ポリエーテル樹脂などを
適宜配合できる。

【００２２】（Ｅ）エポキシ樹脂としてはビスフェノー
ル型のグリシジルエーテルが好ましいが、これ以外でも
性能を劣化させないものであれば適用できる。エポキシ
樹脂（Ｅ）の数平均分子量は５００〜８０００、エポキ
シ当量は１００〜３０００が適している。

【００２３】（Ｆ）セルロースアセテートブチレート
（以下ＣＡＢという）は、セルロースの部分アセチル化
物をさらにブチリル化して得られるセルロース誘導体で
あり、好適にはアセチル化度が一般に１〜３４重量％、
好ましくは１〜７重量％：ブチリル化度が一般に１６〜
６０重量％、好ましくは４０〜６０重量％：ＡＳＴＭ−
Ｄ−１３４３１５４に記載された測定法による粘度が一
般に０．００５〜５秒、好ましくは０．００５〜１秒：
の範囲内に包含されるものが好ましい。具体的には、ア
メリカイーストマンコダック社製品の商品名で、ＣＡＢ
−１７１−２、ＣＡＢ−３８１−０．２、ＣＡＢ−５３
１−１、ＣＡＢ−５５１−０．２およびＣＡＢ−５５１
−０．０１などがある。なかでも、溶解性、相溶性およ
び粘度などの観点からブチリル化度が多く、かつ低粘度
のＣＡＢ−３８１−０．２，ＣＡＢ−５５１−０．２お
よびＣＡＢ−５５１−０．０１が好ましい。

【００２４】（Ｇ）ポリエーテル樹脂は、例えばエチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサ
イドおよびテトラメチレンオキサイドなどから選ばれた
１種以上のアルキレンオキサイドを用いて得られるポリ
エーテルポリオールが好適である。ポリエーテルポリオ
ールの数平均分子量は約１０００〜２０００００、水酸
基価は２０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ樹脂の範囲が好まし
い。

【００２５】本発明の導電性プライマー（Ｉ）におい
て、上記（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｇ）成分の配合量は、
目的に応じて任意に選択できるが、（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）および（Ｄ）成分の合計１００重量部あたり、
（Ｅ）成分は０〜２０重量部、特に３〜１０重量部、
（Ｆ）成分は０〜２０重量部、特に３〜１５重量部およ
び（Ｇ）成分は０〜２０重量部、特に３〜１０重量部
が、それぞれ好ましい。

【００２６】（Ａ）〜（Ｇ）の各成分を通常の塗料用有
機溶剤に混合・分散せしめ、固形分含有率１０〜６０重
量％に調整することによって本発明の導電性プライマー
（Ｉ）が得られる。

【００２７】（３）有機溶剤型上塗り塗料（II）は、上
記導電性プライマー（Ｉ）の塗面に塗装する塗料であっ
て、耐候性、平滑性および耐薬品性がすぐれた塗膜を形
成する塗料であればよい。具体的には、アクリル樹脂／
アミノ樹脂またはポリイソシアネート系、アルキド樹脂
またはポリエステル樹脂／アミノ樹脂またはポリイソシ
アネート系などのそれ自体既知の上塗り塗料があげられ
る。これらの上塗り塗料（II）は、着色顔料やメタリッ
ク顔料などの着色剤を全くもしくは殆ど含まないクリヤ
ー塗料、着色顔料を含むソリッドカラー塗料およびメタ
リック顔料を含むメタリック塗料として使用できる。こ
れらの上塗り塗料（II）は、有機溶剤を溶媒もしくは分
散媒とする有機溶剤型の塗料で、固形分含有率は１０〜
６０重量％が好ましい。

【００２８】本発明の塗装方法は、ポリプロピレン被塗
物にまず導電性プライマー（Ｉ）を塗装し、ついでその
塗面に有機溶剤型上塗り塗料（II）を塗装することを特
徴とする。

【００２９】導電性プライマー（Ｉ）の塗装は主として
エアスプレーまたはエアレススプレーなどで行うことが
好ましい。塗装膜厚はその硬化塗膜にもとずいて５〜３
０μｍの範囲が好ましく、該塗膜は８０〜１５０℃に加
熱することによって硬化できる。

【００３０】ついで、加熱硬化せしめた該導電性プライ
マー（Ｉ）塗面に有機溶剤型上塗り塗料（II）を静電塗
装法により塗装し、１１０〜１５０℃に加熱して上塗り
塗膜を硬化せしめる。上塗り塗膜の塗装膜厚はその硬化
塗膜にもとづいて１０〜６０μｍの範囲が好ましい。そ
の場合、導電性プライマー（Ｉ）の塗膜を未硬化のまま
で、上塗り塗料（II）を塗装し、その後上記のごとく加
熱して、該プライマー塗膜と上塗り塗料塗膜とを同時に
硬化せしめることもさしつかえない。上塗り塗料（II）
の塗装方式として、ソリッドカラー塗料を用いた１コー
ト方式、ソリッドカラー塗料またはメタリック塗料とク
リヤー塗料とを用いた２コート方式などがある。

【００３１】本発明の塗装方法によれば、次の様な効果
が得られる。

【００３２】（１）本発明の塗装方法において、導電性
プライマー（Ｉ）の塗膜はポリプロピレン製被塗物およ
び上塗り塗膜との付着性がすぐれており、特に温水に長
時間浸漬されても付着性劣化やブリスター発生などの欠
陥は認められない。

【００３３】（２）導電性プライマー（Ｉ）の塗膜は耐
溶剤性がすぐれているため、その塗膜面に有機溶剤型上
塗り塗料（II）を塗装しても、該塗料（II）に含まれる
有機溶剤によってプライマー（Ｉ）塗膜が溶解もしくは
膨潤することは少ない。したがって、有機溶剤型上塗り
塗料（II）の塗装初期から塗装終了後まで導電性プライ
マー（Ｉ）の表面固有抵抗値が１×１０⁸Ω以下に保た
れるので、高電圧（例えば−９０ＫＶ以上）静電塗装が
容易に可能となり、上塗塗料の被塗物への塗着効率が著
しく向上した。

【００３４】本発明における導電性プライマー（Ｉ）塗
膜の上塗り塗装後の表面固有抵抗値の測定は次のように
して行なった。まず、硬化せしめた該導電性プライマー
（Ｉ）の塗膜に有機溶剤型上塗り塗料（II）を塗装す
る。その場合、該導電性プライマー（Ｉ）の塗膜面の一
部の２カ所（この２点間の距離は３５ｍｍ）に、上塗り
塗料（II）未塗着部分を形成するために、剥離性テープ
をあらかじめ貼付しておく。上塗り塗料（II）を塗装
し、上記剥離性テープを剥離して上塗り塗料（II）を除
去して導電性プライマー（Ｉ）の塗面の２か所を露出せ
しめる。上塗り塗料（II）を塗装してから室温で１分経
過した時、この露出した導電性プライマー（Ｉ）の塗面
間の表面固有抵抗値が、上記導電性プライマー（Ｉ）塗
膜の表面固有抵抗値である。本発明では上塗り塗料の塗
装開始から終了まで該抵抗値が１×１０⁸Ω以下に保た
れるので上記技術的効果を発揮するのである。

【００３５】本発明に関する製造例、実施例および比較
例について説明する。部および％はいずれも原則として
重量にもとづく。

【００３６】製造例１試料の調製１）ウレタン変性塩素化ポリプロピレン表１に示した塩素化ポリプロピレンを用い、表１の組成
比率のウレタン変性塩素化ポリプロピレンＡ−１〜３を
調製した。

【００３７】

【表１】

【００３８】（＊１）組成比率：固形分重量比率。

【００３９】（＊２）ポリウレタン：ジイソシアネート
とグリコールとのウレタン化反応物で、末端にイソシア
ネート基を有する。

【００４０】２）ウレタン変性ポリエステル樹脂表２に示した原料を使用して常法にて反応させてポリエ
ステル樹脂を調製し、ついで同表記載のジイソシアネー
トをウレタン化反応して、ウレタン変性ポリエステル樹
脂Ｃ−１〜３を調製した。尚、表２中のポリエステル樹
脂原料及びジイソシアネートの配合量の単位は、部であ
る。

【００４１】

【表２】

【００４２】３）導電性プライマーの調製表３に示した成分を有機溶剤（トルエンとキシレンの等
重量混合物）に、混合分散して導電性プライマーｉ〜ii
i を調製した。尚、各成分の配合量の単位は、部であ
る。

【００４３】

【表３】

【００４４】（＊１）メラミン樹脂：ブチルエーテル化
メラミン樹脂。

【００４５】（＊２）ケッチェンブラックＥＣ：ライオ
ン（株）製、商品名、導電性カーボンブラック。

【００４６】（＊３）エポン１００１：シェル化学製、
商品名、ビスフェノールタイプグリシジルエーテル、分
子量約９５０、エポキシ当量４５０〜５００。

【００４７】（＊４）ＣＡＢ−３８１−０．２：イース
トマンコダック社製、商品名、アセチル化度５％、ブチ
リル化度３８％、粘度（ＡＳＴＭ−Ｄ−１３４３１５
４）０．２秒。

【００４８】（＊５）ポリプロピレングリコール：数平
均分子量約２０００、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ樹
脂。

【００４９】実施例１〜３および比較例１自動車バンパー用ポリプロピレンの表面をトリクロルエ
タンで処理してから、製造例１で得た導電性プライマー
（固形分含有率１０％に調整）をエアスプレーで硬化塗
膜にもとづく膜厚が１０〜２０μｍになるように塗装
し、１２０℃で１０分加熱し硬化せしめたのち、有機溶
剤型ソリッドカラー上塗塗料（ポリエステル樹脂／メラ
ミン樹脂系塗料、商品名「ソフレックス＃１２１１
黒」、固形分含有率２０％、関西ペイント（株）製）を
ベル型静電塗装機（電圧−９０ＫＶ）で静電塗装し（硬
化膜厚に基づき２５〜３５μｍ）、１２０℃で２０分加
熱して硬化せしめた。このようにして形成した複層塗膜
の性能を評価し、その結果を表４に示した。

【００５０】

【表４】

【００５１】導電性プライマー（iv）は、導電性プライ
マー（ｉ）の組成からメラミン樹脂およびウレタン変性
ポリエステル樹脂を除去してなるものである。

【００５２】試験方法抵抗値：表面固有抵抗値（Ω）のことで、前記のように
して作成した導電性プライマー塗膜の２点間（間隔３５
ｍｍ）の抵抗値をＴＲＥＫＭＯＤＥＬ１５０（ＴＲ
ＥＫＩＮＣ製、商品名）で測定した。

【００５３】耐水性：４０℃の温水に、上記塗装板を１
０日間浸漬したのち、塗膜の外観を調べた。〇は異常な
し、×はブリスター発生を示す。

【００５４】耐水付着性：４０℃の温水に１０日間浸漬
したのち、室温で乾燥してから、塗膜に、大きさ２×２
ｍｍのマス目が１００個できるように、素地に達するよ
うに刃物でカットする。その表面に粘着セロハンテープ
を貼付し、急激に剥がしたあとに残存したマス目塗膜の
数。〇は異常なし。×はハガレ多く発生を示す。

【００５５】塗着効率：噴霧した上塗塗料に対する、被
塗物に塗着した上塗塗料の比率（％）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中徹愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山下淳一愛知県西加茂郡三好町大字莇生字平地１番地関西ペイント株式会社内 (72)発明者柘植章広愛知県西加茂郡三好町大字莇生字平地１番地関西ペイント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン製被塗物に、導電性プラ
イマー（Ｉ）を塗装し、ついで有機溶剤型上塗り塗料
（II）を静電塗装し、かつ該上塗り塗装後における該導
電性プライマー塗膜の表面固有抵抗値が１×１０⁸Ω以
下であることを特徴とする塗装方法。
【請求項２】導電性プライマー（Ｉ）が、（Ａ）ウレ
タン変性塩素化ポリプロピレン、（Ｂ）メラミン樹脂、
（Ｃ）ポリエステル樹脂および（Ｄ）導電性物質を主成
分とするものである請求項１に記載の塗装方法。