JPH04320428A - コロナ放電処理用樹脂組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電処理によっ
て表面を活性化させるためのコロナ放電処理用樹脂組成
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン系樹脂は極性基が少なく、しかも結晶性であるので
、この樹脂からなる成形品の表面には塗料、接着剤、印
刷剤等が付着しにくい。そのため、前記樹脂成形品の表
面に塗装等を行う場合には、その前処理としてコロナ放
電処理を施して表面を活性化させ、付着性を向上させて
いる。

【０００３】このコロナ放電処理は、対向配置された一
対の電極と、両電極間に配設されたベルトコンベア等の
搬送手段とを備えた処理槽内で行われる。即ち、搬送手
段で樹脂成形品を搬送しながら、両電極間に高電圧を印
加してコロナ放電を発生させ、そのコロナ放電により生
成したオゾンで樹脂成形品の表面を活性化させるもので
ある。

【０００４】このようなコロナ放電処理の対象となるポ
リプロピレン系樹脂組成物としては、例えばポリプロピ
レンに酸化チタン、タルク、クレー等の無機粉末を配合
したものが知られている（特開平２−５４８４９号公報
）。そして、ポリプロピレンの融点以上の温度、例えば
１６０〜１９０℃の高温で、かつ酸素含有量が１０容量
％以下の雰囲気下でコロナ放電処理することにより、樹
脂成形品表面の塗装性、接着性等が改善される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリプ
ロピレンにエチレン−プロピレン系共重合ゴムを配合し
た樹脂組成物から得られる弾力性のある樹脂成形品にコ
ロナ放電処理を施す場合、前記従来技術では樹脂成形品
表面の塗装性等は改善されるが、コロナ放電処理に際し
てポリプロピレンの融点以上の高温で加熱するため、樹
脂成形品が変形するおそれがある。その場合、樹脂成形
品を相手部材に組付けようとすると、組付けが困難にな
る。

【０００６】一方、前記弾力性のある樹脂成形品を常温
付近の低温でコロナ放電処理を行うことが考えられる。 この場合、ポリプロピレン中のエチレン−プロピレン系
共重合ゴムの配合量によって樹脂成形品表面の塗膜の密
着性の程度が左右され、密着性が改善されない場合があ
ると思われるが、実際には行われていない。本発明は上
記問題点を解消するためになされたものであり、その目
的は樹脂成形品の変形を防止した状態で樹脂成形品表面
の良好な密着性が発揮されるコロナ放電処理用樹脂組成
物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明ではポリプロピレン系材料とエチレン−プロ
ピレン系共重合ゴムとからなる樹脂組成物の表面に、同
樹脂組成物が変形しない程度の低温でコロナ放電処理を
行うためのコロナ放電処理用樹脂組成物であって、前記
樹脂組成物中エチレン−プロピレン系共重合ゴムの配合
割合が１０〜６０重量％であるコロナ放電処理用樹脂組
成物をその要旨とするものである。

【０００８】

【作用】ポリプロピレン系材料にエチレン−プロピレン
系共重合ゴムを１０〜６０重量％配合した樹脂組成物は
、エチレン−プロピレン系共重合ゴムの適当量の配合に
より、柔軟性、弾力性等の物性が改善される。また、こ
の樹脂組成物の表面に同樹脂組成物が変形しない程度の
低温でコロナ放電処理を行うと、このコロナ放電によっ
てオゾンが生成する。そして、このオゾンが分解して酸
素ラジカルが発生し、この酸素ラジカルがプロピレン又
はエチレンの炭素原子を攻撃し、その部分にカルボニル
基やカルボキシル基等の官能基を生成させる。その結果
、この官能基と樹脂組成物に施される塗料中の官能基と
が反応して両者間の結合力が強くなって密着性が向上す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図１に基
づいて説明する。本実施例では、自動車用マッドガード
の製造工程の一つである射出成形工程を経て成形された
未塗装の樹脂成形品１の塗装に先立ちコロナ放電処理を
施す。この樹脂成形品１は、ポリプロピレン（以下ＰＰ
という）にエチレン−プロピレン系共重合ゴム（以下Ｅ
ＰＲという）を配合して成形したものである。

【００１０】このＥＰＲの配合割合は、ＰＰとＥＰＲの
合計量中１０〜６０重量％の範囲であり、４０〜６０重
量％の範囲が好適である。この配合割合が１０重量％未
満ではＥＰＲによる弾力性等の性質はある程度改善され
るが、ＥＰＲが塗膜密着に関与するため密着性が十分に
発揮されず、６０重量％を越えるとＥＰＲ中にＰＰが浮
いている状態で、ＥＰＲが多くなり、コロナ放電処理に
よる改質が低下する。また、ＰＰ中にＥＰＲが浮いてい
る状態でないと、密着性は確保できない。

【００１１】前記樹脂成形品１にコロナ放電処理を施す
ための処理装置は処理槽２を備えている。この処理槽２
は前後（図の左右）両面を開口した箱型状をなし、その
内部にはモータＭにより周回駆動される搬送手段として
のベルトコンベア３が配設されている。同処理槽２内は
２０〜４０℃の低い温度に保持されている。前記モータ
Ｍと、これに電力を供給する電源４との間には、第１ス
イッチ５が接続されている。第１スイッチ５は、マイコ
ンを内蔵したコントローラ６の出力側に接続されており
、同コントローラ６からの制御信号によって同第１スイ
ッチ５が閉じられるとモータＭが作動し、ベルトコンベ
ア３のベルト３ａが矢印Ａ方向へ周回される。そのため
、処理槽２の後側開放部分からベルト３ａ上に樹脂成形
品１が供給されると、この樹脂成形品１はベルト３ａの
周回によって前方へ搬送される。

【００１２】処理槽２内においてベルトコンベア３の上
方及び下方には一対の電極７，８が対向配置されており
、両電極７，８には電源９と、第２スイッチ１０とが接
続されている。第２スイッチ１０は前記コントローラ６
の出力側に接続されており、同コントローラ６からの制
御信号によってこの第２スイッチ１０が閉じられると、
両電極７，８間に高電圧が印加されてコロナ放電が発生
し、オゾン（Ｏ３　）が生成されるようになっている。

【００１３】前記処理槽２の上部には除湿機１１及びブ
ロワ１２が配設されている。除湿機１１は処理槽２内の
湿気を含んだ空気を吸い込み、同空気を蒸発器の表面に
触れさせて空気中の水分を水滴状にして除湿する。そし
て、この除湿された空気はブロワ１２の作動によって処
理槽２内へ供給されるようになっている。前記処理槽２
内の前部には、湿度計（第一科学株式会社製　　鏡面冷
却式露点計Ｍ−２／１２１１Ｈ　）１３が取付けられて
おり、この湿度計１３により両電極７，８間の湿度（ｋ
ｇ／ｍ３　）が検出される。また、前記ベルトコンベア
３の近傍位置には、そのベルト３ａの周回速度（ｍ／ｍ
ｉｎ）を検出するための速度検出センサ１４が配設され
ている。これらの湿度計１３及び速度検出センサ１４は
前記コントローラ６の入力側に接続されている。なお、
コントローラ６の出力側には、湿度計１３によって検出
されたその時々の両電極７，８間の湿度を表示する表示
器１５が接続されている。

【００１４】前記コントローラ６に内蔵されたメモリに
は、ベルトコンベア３のベルト３ａの周回速度毎に、同
ベルト３ａ上の樹脂成形品１が両電極７，８間を通過す
るのに要する時間のデータが記憶されている。このコン
トローラ６は、速度検出センサ１４により検出された周
回速度に対応する通過時間と、前記湿度計１３により検
出された湿度との比率を算出する。そして、コントロー
ラ６は算出された値と予め設定された設定値とを比較し
、算出値が設定値よりも大きい場合、即ち低湿度の場合
には、前記両スイッチ５，１０を閉じ、算出値が設定値
以下である場合、即ち高湿度の場合には、両スイッチ５
，１０を開いて両電極７，８間への電圧印加及びベルト
コンベア３の周回駆動を停止させるようになっている。

【００１５】次に、前記処理装置を用いて樹脂成形品１
の表面にコロナ放電処理を施す方法について説明する。 まず、樹脂成形品１の表面に確実にコロナ放電処理が行
われるように、同樹脂成形品１をトリクロロエタンで洗
浄する前処理を行う。このときの洗浄方法としては、■
トリクロロエタンの蒸気（約７４℃）中に樹脂成形品１
を所定時間例えば約２０秒間放置する方法、■温められ
たトリクロロエタンを樹脂成形品１に所定時間例えば約
２０秒間吹き付ける方法、■トリクロロエタンの蒸気（
約７４℃）中に樹脂成形品１を所定時間例えば約２０秒
間放置した後、温められたトリクロロエタンを樹脂成形
品１に所定時間例えば約２０秒間吹き付ける方法がある
。前記トリクロロエタンによる洗浄が終わったら、樹脂
成形品１を９０℃で１５分間乾燥し、付着しているトリ
クロロエタンを蒸発させる。

【００１６】次に、前記樹脂成形品１を処理装置に投入
する。そして、処理装置の図示しないスタートスイッチ
がオン操作されると、コントローラ６は第１スイッチ５
及び第２スイッチ１０を閉じるための制御信号を出力す
る。この制御信号に基づき両スイッチ５，１０が閉じら
れると、ベルトコンベア３が周回駆動されるとともに、
両電極７，８間に高電圧が印加される。前記電圧印加に
より両電極７，８間でコロナ放電が発生し、これにとも
ないオゾンが生成する。

【００１７】なお、ベルト３ａの周回速度は１ｍ／ｍｉ
ｎ　、放電電流は８Ａに維持される。また、処理槽２内
の温度は、前記のように樹脂成形品１が変形しない２０
〜３０℃という低温である。そして、このオゾンが分解
して酸素ラジカルを生成し、この酸素ラジカルがポリプ
ロピレン又はポリエチレンの炭素を攻撃して、ここにカ
ルボニル基やカルボキシル基が生成され、樹脂成形品１
の表面が化学的に活性化される。

【００１８】前記処理装置の作動時には、両電極７，８
間の湿度が湿度計１３にて検出されるとともに、ベルト
コンベア３のベルト３ａの周回速度が速度検出センサ１
４にて検出される。なお、前記湿度は０．００８　ｋｇ
／ｍ３　に保持される。前記コントローラ６は、検出さ
れたその時々の湿度及び周回速度を取り込み、その周回
速度に対応する通過時間と湿度との比率を算出する。そ
して、前記のように算出された値と、設定値とを比較す
る。このとき、算出値が設定値よりも大きければ前記両
スイッチ５，１０を閉状態に保持する。

【００１９】一方、除湿器１１が故障したり、外気が高
温多湿になったりして、樹脂成形品１の通過時間と湿度
との比率が設定値以下になると、樹脂成形品１の表面活
性化が不十分として、コントローラ６は第１スイッチ５
及び第２スイッチ１０を開くための制御信号を出力する
。これらの両スイッチ５，１０が開かれると、両電極７
，８間への電圧印加及びベルトコンベア３の周回が停止
される。このため、処理装置の作動が自動的に停止され
、不良品の発生が防止される。

【００２０】次に、前記コロナ放電処理が正常に行われ
た樹脂成形品１は、次行程である塗装工程へ移行される
。この工程で樹脂成形品１にアクリルウレタン系の塗料
が塗布され、室温で約１０分放置された後、８５℃で３
０分間反応硬化される。すると、樹脂成形品１の表面に
塗膜層が形成される。ここで、この塗膜層の密着性を測
定する試験を行った。その結果を下記表１に示す。表１
中樹脂組成物の組成は重量％を表し、ＥＰＲ／ＰＰは重
量比を表す。この密着性試験は塗膜に碁盤目状の切り込
みを入れて１００個の塗膜片を作成し、これに粘着テー
プを貼着し、その後同テープを剥がし、これを１０回繰
り返したときに、樹脂成形品１から剥離する塗膜片の数
を数えるものである。

【００２１】なお、例えば４／１００　−１０　は１０
回目に剥がれた塗膜片の数が４個であったことを示し、
１８／１００−１は１回目に剥がれた塗膜片の数が１８
個であったことを示す。また、樹脂成形品１の表面に水
滴を垂らしたときの接触角（°）も併記した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１からわかるように、ＰＰに対するＥＰ
Ｒの配合割合が、本発明でいう１０〜６０重量％の範囲
内である場合（実施例１〜７）、塗膜の密着性において
剥離する塗膜片はなく、また接触角も小さく、従って塗
膜の密着性に優れている。一方、ＰＰに対するＥＰＲの
配合割合が過少である場合（比較例２）、塗膜密着性は
初期及び温水浸漬後のいずれも１回目に剥がれた塗膜片
の数が４個であり、密着性が悪い。また、ＰＰに対する
ＥＰＲの配合割合が過大である場合（比較例１）、塗膜
密着性は初期には問題ないが、温水浸漬後には１０回目
で剥離する塗膜片が４個であり、密着性に問題がある。

【００２４】上記のように本実施例によれば、ＰＰにＥ
ＰＲを１０〜６０重量％の範囲内で配合することにより
、柔軟性、弾力性等の性質が改善されるとともに、その
表面における塗料の密着性が向上する。さらに、コロナ
放電処理を２０〜４０℃という低温で行うため、従来の
ような１６０℃以上という高温で行う場合に比べ、樹脂
成形品が変形するおそれがない。

【００２５】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば次のように発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜具体化してもよい。 （１）本発明の樹脂組成物から得られる樹脂成形品とし
ては、バンパ、サイドモール、エアスポイラー、ホイー
ルキャップ等があげられる。 （２）塗料としては、アクリル系塗料、ウレタン系塗料
、エポキシ系塗料等を使用してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のコロナ放
電処理方法によれば、樹脂成形品の変形を防止した状態
で樹脂成形品表面の優れた密着性が発揮されるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を表し、コロナ放電処理を行う
ために用いられる処理装置の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１…樹脂成形品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリプロピレン系材料とエチレン−プ
   ロピレン系共重合ゴムとからなる樹脂組成物の表面に、
   同樹脂組成物が変形しない程度の低温でコロナ放電処理
   を行うためのコロナ放電処理用樹脂組成物であって、前
   記樹脂組成物中エチレン−プロピレン系共重合ゴムの配
   合割合が１０〜６０重量％であることを特徴とするコロ
   ナ放電処理用樹脂組成物。