JPH0711025A - ポリオレフィン系樹脂成形品の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い安全性で、かつ低コストで塗膜密着性の
良好な塗装をポリオレフィン系樹脂成形品に行う方法を
提供する。 【構成】 40℃以上100 ℃未満の水又は100 ℃以上150
℃以下の水蒸気を、10〜200 kg/cm ² の圧力でポリオレ
フィン系樹脂成形品に噴射して洗浄した後、プラズマ処
理を行い、塗装する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィン系樹脂成
形品の塗装方法に関し、特に安全性が高く、かつコスト
の低い塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリオ
レフィン系樹脂は、軽量であり、かつ機械的強度等に優
れているので、各種の分野に広く利用されている。この
ポリオレフィン系樹脂の成形は、射出成形法、押出成形
法、インフレーション成形法、Ｔダイ成形法等によって
行われる。しかしながら、上記成形法によって成形した
場合、油脂、塵、離型剤等の不純物が成形品に付着する
ことがある。これらの不純物が付着したまま成形品に塗
装を施すと、成形品の表面が塗料を弾いてしまったり、
塗装後に塗料が剥離しやすくなってしまうという問題が
ある。また、ポリオレフィン系樹脂成形品は化学的に不
活性なため、他の種類の樹脂と比較して塗膜密着性が低
いという欠点がある。

【０００３】そこで、ポリオレフィン系樹脂成形品を塗
装する前に、成形品をトリクロロエタンによって洗浄し
た後、プラズマ処理を施すという塗装前処理が多く行わ
れている。しかしながら、トリクロロエタンはオゾン層
保護のために1995年に全廃予定となっているうえ、水質
汚濁に対する法規制が問題となっている。トリクロロエ
タンの替わりにトルエン等の芳香族、灯油、ガソリン、
石油ベンジン、イソプロピルアルコール等を用いて洗浄
する方法も考えられるが、これら石油系、アルコール系
のものは、高揮発性であり、なおかつ毒性が強いため使
用者の健康を害する恐れがある。また引火性が強いため
危険度が高いという問題がある。

【０００４】上記のような問題のない各種界面活性剤、
酸性脱脂剤等の水系の洗浄剤による洗浄方法もあるが、
各種界面活性剤を使用した場合、界面活性剤が成形品の
表面に残留することがあるため、リンス工程等の後処理
が必要となり、酸性脱脂剤を使用した場合は、防食対策
が必要となる。これらの後処理や防食対策は、工数を増
加させるとともに、コストを増大させるという問題があ
る。

【０００５】したがって、本発明の目的は、高い安全性
で、かつ低コストで塗膜密着性の良好な塗装をポリオレ
フィン系樹脂成形品に行う方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、40℃以上100 ℃未満の水又は10
0 ℃以上150 ℃以下の水蒸気を、10〜200 kg/cm ² の圧
力でポリオレフィン系樹脂成形品に噴射して洗浄した
後、プラズマ処理を行い、塗装すれば、成形品に付着し
ている不純物を高い安全性でかつ低コストで除去できる
とともに、密着性の高い塗膜が得られることを見出し、
本発明に想到した。

【０００７】すなわち、本発明のポリオレフィン系樹脂
成形品の塗装方法は、40℃以上100℃未満の水又は100
℃以上150 ℃以下の水蒸気を、10〜200 kg/cm ² の圧力
で前記ポリオレフィン系樹脂成形品に噴射して洗浄した
後、プラズマ処理を行い、塗装することを特徴とする。

【０００８】本発明を以下詳細に説明する。まず最初
に、本発明の塗装方法を行うことのできるポリオレフィ
ン系樹脂成形品について説明する。

【０００９】ポリオレフィン系の樹脂としては、エチレ
ン、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、
4-メチルペンテン-1等のα−オレフィンの単独重合体、
エチレンとプロピレン又は他のα−オレフィンとの共重
合体、もしくはこれらのα−オレフィンの２種以上の共
重合体等からなる樹脂が挙げられる。共重合体は、ラン
ダム共重合体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重
合体のいずれの共重合体であってもよい。

【００１０】また、ポリオレフィン系樹脂は、上記重合
体とオレフィン系エラストマーとからなるものでもよ
い。オレフィン系エラストマーとしては、エチレン、プ
ロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチ
ルペンテン-1等のα−オレフィンの２種又は３種以上の
共重合体ゴム、並びに上記モノオレフィンの２種とジシ
クロペンタジエン、1,4 −ヘキサジエン、シクロオクタ
ジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネ
ン等の非共役ジエン又はブタジエン、イソプロレン等の
共役ジエンとの共重合体ゴム等が挙げられる。

【００１１】以上述べたポリオレフィン系樹脂は、炭酸
カルシウム、タルク、クレー等の充填剤を含有していて
もよい。

【００１２】ポリオレフィン系樹脂成形品を成形するに
は、射出成形法、押出成形法、インフレーション成形
法、Ｔダイ成形法等種々の方法があり、本発明の洗浄方
法は、いかなる成形方法によって成形されたポリオレフ
ィン系樹脂成形品に対しても使用できが、特に射出成形
法及び押出成形法によって成形されたポリオレフィン系
樹脂成形品に対して好適である。

【００１３】次に、以上述べたポリオレフィン系樹脂成
形品に行う本発明の塗装方法を説明する。本発明の塗装
方法は、ポリオレフィン系樹脂成形品の洗浄工程〔１〕
と、プラズマ処理工程〔２〕と、上塗り工程〔３〕とか
らなる。

【００１４】〔１〕洗浄工程 洗浄工程では、高圧にした水又は水蒸気（以下単に水と
いう）をポリオレフィン系樹脂成形品に噴射して洗浄す
る。洗浄に使用する水は、純水、水道水、地下水等いか
なるものであってもよいが、洗浄後に使用するプライマ
ーの種類に応じて適宜選択するのが好ましい。

【００１５】水の圧力は、10〜200 kg/cm ² とし、好ま
しくは50〜100 kg/cm ² とする。10kg/cm ² 未満では洗
浄力が弱く、200 kg/cm ² を超えると成形品を損傷する
おそれがある。

【００１６】水の温度は、40℃〜150 ℃とし、好ましく
は40℃〜80℃とする。40℃未満では洗浄力が弱く、150
℃を超えると成形品が変形するおそれがある。

【００１７】洗浄時間は、10〜120 秒が好ましく、特に
30〜60秒が好ましい。10秒未満では不純物の除去が完全
でない場合があり、また120 秒程度で十分不純物を除去
できる。

【００１８】水を成形品に噴射する際、噴射される水が
成形品の表面に対して30〜90°の角度を形成するのが好
ましく、特に60〜90°の角度を形成するのが好ましい。
30°より角度が小さいと洗浄力が弱いことがある。ま
た、そのとき噴射される水が広がる角度（噴射ノズル角
度）は、20〜60°が好ましく、特に25〜40°が好まし
い。噴射ノズル角度が20°未満であると、特に高圧水を
噴射した場合に成形品を損傷するおそれがあり、60°を
超えると圧力を高くするのが困難となる。

【００１９】上記洗浄を行う装置はいかなるものであっ
てもよいが、通常、水を噴射する場合は高圧洗浄機、水
蒸気を噴射する場合は高圧蒸気洗浄機を使用する。各装
置において、ノズルの口径はポリオレフィン系樹脂成形
品の大きさによって適当に設定すればよいが、0.5 〜1.
8 mmであるのが好ましく、特に0.8 〜1.0 mmであるのが
好ましい。0.5 mm未満であると、特に高圧の水を噴射し
た場合に成形品を損傷するおそれがあり、1.8 mmを超え
ると、圧力を高くするのが困難となる。

【００２０】以上述べた洗浄が終了したポリオレフィン
系樹脂成形品は、自然乾燥させてもよいが、表面に付着
している水滴中に不純物が残存するおそれがあるため、
エアブロー等によって水滴を吹き飛ばしながら乾燥する
のが好ましい。エアブローの圧力は２〜７kg/cm ² が好
ましく、温度は20〜80℃が好ましい。また、エアブロー
を行う時間は30〜120 秒が好ましい。

【００２１】〔２〕プラズマ処理工程 洗浄及び乾燥後、ポリオレフィン系樹脂成形品にプラズ
マ処理を行う。処理ガスとしては、酸素、窒素、アルゴ
ン等の不活性ガスなど種々のものがあるが、上塗り塗料
の密着力を高めるため、酸素を用いるのが好ましい。ま
た、プラズマ処理における真空度は0.1 〜５Torrとする
のが好ましい。

【００２２】上記雰囲気の中にポリオレフィン系樹脂成
形品を設置し、プラズマを発生させる。プラズマは高周
波を用いても発生させることができるが、2400〜2500MH
z のマイクロ波を用いるのが好ましい。プラズマ処理の
時間は、１〜300 秒が好ましい。

【００２３】上記プラズマによってポリオレフィン系樹
脂成形品の表面にラジカルが発生し、塗料の付着性が向
上する。

【００２４】〔３〕上塗り工程 プラズマ処理後、所望する塗料を上塗りする。ポリオレ
フィン系樹脂成形品に塗装することのできる塗料として
は、例えば、アクリルウレタン、ポリエステルメラミ
ン、ポリエーテルメラミン、アルリルメラミン等が挙げ
られるが、塗膜の密着性や、外観等を考慮した場合、ポ
リエーテル−メラミン系塗料を使用するのが好ましい。
また、塗料は一液タイプ又は二液タイプのいずれを用い
てもよい。

【００２５】ポリエーテル−メラミン系塗料を塗装する
場合、塗膜の厚さが20〜100 μｍとなるように塗装する
のが好ましい。ポリエーテル−メラミン系塗料を塗装す
るには、スプレーによって行うのが好ましい。

【００２６】上記のように塗装したポリエーテル−メラ
ミン系塗料は、110 〜130 ℃の温度で20〜60分間焼き付
けるのが好ましい。その条件で塗装することにより、塗
膜の強度が大きくなるとともに、密着性が良好なものと
なる。

【００２７】

【作用】上述したように、本発明の塗装方法は、プラズ
マ処理及び上塗りの前に、水又は水蒸気を高圧にしてポ
リオレフィン系樹脂成形品に噴射する洗浄工程を有す
る。この洗浄工程における洗浄力は非常に高いため、プ
ラズマ処理を良好に行うことができ、上塗り塗料のポリ
オレフィン系樹脂成形品に対する密着性が高くなる。ま
た、上記洗浄工程では、洗浄液として有機溶剤や水系洗
浄剤を使用しないため、引火性や健康障害等の問題がな
く、さらにはリンス工程等の後処理や防食処理等の必要
もない。従って、本発明の塗装方法によって塗装すれ
ば、ポリオレフィン系樹脂成形品に付着している不純物
を高い安全性でかつ低コストで除去でき、密着性の高い
塗膜を得ることができる。

【００２８】

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。

【００２９】実施例１〜13 最初に、本実施例において使用する基板Ａ〜Ｃを以下の
ようにして作成した。 〔１〕基板Ａ 原料となる樹脂及びタルクは以下のものを使用した。 (1) プロピレン−エチレンブロック共重合体：メルトフ
ローレート（ＭＦＲ、230 ℃、2.16kg荷重）18ｇ／10
分、エチレン含有量7.0 重量％。 (2) エチレン−プロピレン共重合体ゴム：メルトフロー
レート（ＭＦＲ、230 ℃、2.16kg荷重）3.1 ｇ／10分、
エチレン含有量74重量％。 (3) タルク：ＬＭＲ100 、富士タルク製、平均粒径2.0
μｍ。 上記プロピレン−エチレンブロック共重合体と、エチレ
ン−プロピレン共重合体ゴムと、タルクとを、重量比で
60：30：10となるようにヘンシェルミキサーで混合し
た。その後二軸押出機（45mmφ、L/D ＝30) に投入し、
210 ℃及びスクリュー回転数200rpmで混練し、組成物の
ペレットを得た。得られたペレットから、射出成形機に
より350 mm×100 mm×３mmのシートを成形し、基板Ａと
した。

【００３０】〔２〕基板Ｂ 原料にプロピレン−エチレンブロック共重合体［メルト
フローレート（ＭＦＲ、230 ℃、2.16kg荷重）20ｇ／10
分、エチレン含有量7.0 重量％］を使用し、射出成形機
により350 mm×100 mm×３mmのシート状に成形し、基板
Ｂとした。

【００３１】〔３〕基板Ｃ 原料に高密度ポリエチレン［メルトインデックス（Ｍ
Ｉ、190 ℃、2.16kg荷重）8.0 ｇ／10分、密度0.96ｇ／
cm³ ］を使用し、射出成形機により350 mm×100mm×３m
mのシート状に成形し、基板Ｃとした。

【００３２】次に、基板Ａ〜Ｃに付着させる汚れとし
て、以下のものを用意した。 (a) グリース：ＬＥグリース、ニチモリ製 (b) 機械油：モービルＤＥＴ、モービル製 (c) 牛脂 (d) 離型剤：ソープ系離型剤、中京化成製

【００３３】各基板に対して、表１に示す汚れを約0.02
ｇ／cm² 付着させた。洗浄装置として、高圧洗浄機（ケ
ルヒヤー製、ノズル口径1.0 mm、噴射ノズル角度25°）
を用い、汚れを付着した基板に対して90°の角度で１分
間純水を噴射した。純水の圧力及び温度を表１に示す。
洗浄後、基板に20℃の温度、５kg/cm ² の圧力で30秒間
エアブローを行った。

【００３４】次に、乾燥させた基板にプラズマ処理を施
した。プラズマの発生は、出力が１kwのマイクロ波発振
機を２基使用し、2450MHz のマイクロ波によって行っ
た。酸素と窒素を体積比で11：１に混合したものを処理
ガスとして、0.8 Torrの真空度、23℃の温度の下、その
処理ガスを220 ミリリットル／秒で流しながら60秒間プ
ラズマ処理を行った。

【００３５】プラズマ処理の後、表１に示すポリエーテ
ル−メラミン系塗料（一液タイプ：R320、二液タイプ：
R271、日本ビーケミカル製）をスプレーによって100 μ
ｍの厚さとなるように上塗りし、120 ℃で30分間焼き付
けた。

【００３６】以上で得られた試験片について、以下の方
法により塗膜を評価した。評価方法 (1) 剥離強度 各試験片を幅10mmに切断し、23℃においてインストロン
式引張試験機を用い、180 °方向に50mm/minの速さで塗
膜を剥離させたときの剥離強度を測定した。結果を表１
に示す。

【００３７】(2) 耐温水性 各試験片を40℃の温水に240 時間浸漬した後、塗膜に対
してゴバン目剥離試験を行った。結果を表１に示す。

【００３８】(3) 耐ガソリン性 各試験片を23℃のガソリンに24時間浸漬した後、塗膜に
対してゴバン目剥離試験を行った。結果を表１に示す。

【００３９】比較例１〜２ 各基板に対して、表１に示す汚れを約0.02ｇ／cm² 付着
させた。洗浄装置として、スプレー式洗浄機（ノズル口
径1.0 mm、噴射ノズル角度25°）を用い、汚れを付着し
た基板に対して90°の角度で１分間洗浄液を噴射した。
洗浄液の種類、圧力及び温度を表１に示す。

【００４０】洗浄後、実施例１〜13と同様に乾燥させ、
プラズマ処理及び上塗りを行った。得られた試験片につ
いて実施例１〜13と同様に評価した結果を表１に示す。

【００４１】比較例３〜８ 各基板に対して、表１に示す汚れを約0.02ｇ／cm² 付着
させた。基板を洗浄することなく、汚れを付着した状態
で、実施例１〜13と同様にプラズマ処理及び上塗りを行
った。得られた試験片について実施例１〜13と同様に評
価した結果を表１に示す。

【００４２】 表 １ 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 基板 Ａ Ａ Ａ Ａ汚れ (a) (a) (a) (a) 洗浄液 純水 純水 純水 純水圧力（kg/cm ² ） 60 60 100 100 温度（℃） 40 80 40 80 塗料タイプ 一液 一液 一液 一液剥離強度(g/10mm) 820 840 860 850 耐温水性 ⁽¹⁾ ○ ○ ○ ○耐ガソリン性 ⁽²⁾ ○ ○ ○ ○

【００４３】 表 １（続き） 実施例５ 実施例６ 実施例７ 実施例８ 基板 Ａ Ａ Ａ Ａ汚れ (a) (a) (b) (c) 洗浄液 純水 純水 純水 純水圧力（kg/cm ² ） 150 150 100 100 温度（℃） 40 80 80 80 塗料タイプ 一液 一液 一液 一液剥離強度(g/10mm) 830 860 810 870 耐温水性 ⁽¹⁾ ○ ○ ○ ○耐ガソリン性 ⁽²⁾ ○ ○ ○ ○

【００４４】 表 １（続き） 実施例９ 実施例10 実施例11 実施例12 基板 Ａ Ｂ Ｃ Ａ 汚れ (d) (a) (a) (a) 洗浄液 純水 純水 純水 純水圧力（kg/cm ² ） 100 100 100 60 温度（℃） 80 80 80 80 塗料タイプ 一液 一液 一液 二液 剥離強度(g/10mm) 860 1100 990 860 耐温水性 ⁽¹⁾ ○ ○ ○ ○ 耐ガソリン性 ⁽²⁾ ○ ○ ○ ○

【００４５】

【００４６】 表 １（続き） 比較例１ 比較例２ 比較例３ 比較例４ 基板 Ａ Ａ Ａ Ｂ汚れ (a) (a) (a) (a) 洗浄液 ISW32⁽³⁾ 純水 − − 圧力（kg/cm ² ） ３ ３ − − 温度（℃） 60 60 − − 塗料タイプ 一液 一液 一液 一液剥離強度(g/10mm) 120 80 60 50 耐温水性 ⁽¹⁾ × × × ×耐ガソリン性 ⁽²⁾ × × × ×

【００４７】 表 １（続き） 比較例５ 比較例６ 比較例７ 比較例８ 基板 Ｃ Ａ Ａ Ａ汚れ (a) (b) (c) (d) 洗浄液 − − − −圧力（kg/cm ² ） − − − −温度（℃） − − − −塗料タイプ 一液 一液 一液 一液剥離強度(g/10mm) 70 80 70 70 耐温水性 ⁽¹⁾ × × × ×耐ガソリン性 ⁽²⁾ × × × ×

【００４８】 注）(1) ○：ブリスター及びゴバン目剥離なし ×：ブリスター又はゴバン目剥離あり (2) ○：剥離なし ×：剥離あり (3) ：工業用洗浄剤、東ソー・デュボイケミカル社製

【００４９】表１から明らかなように、実施例１乃至11
の方法によって塗装した塗料は、ポリオレフィン系樹脂
成形品に対する密着性が高く、耐温水性及び耐ガソリン
性にも優れる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のポリオレ
フィン系樹脂成形品の塗装方法は、40℃以上100 ℃未満
の水又は100 ℃以上150 ℃以下の水蒸気を、10〜200 kg
/cm ²の圧力でポリオレフィン系樹脂成形品に噴射して
洗浄した後、プラズマ処理を行い、塗装するため、成形
品に付着している不純物を高い安全性でかつ低コストで
除去できるとともに、密着性の高い塗膜を得ることがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩浪 邦夫 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 北野 吉祥 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂成形品の塗装方法
   において、40℃以上100 ℃未満の水又は100 ℃以上150
   ℃以下の水蒸気を、10〜200 kg/cm ² の圧力で前記ポリ
   オレフィン系樹脂成形品に噴射して洗浄した後、プラズ
   マ処理を行い、塗装することを特徴とする方法。