JPH0749559B2 - プラスチックス塗装用プライマーまたは塗料 - Google Patents

プラスチックス塗装用プライマーまたは塗料

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JPH0749559B2
JPH0749559B2 JP19133187A JP19133187A JPH0749559B2 JP H0749559 B2 JPH0749559 B2 JP H0749559B2 JP 19133187 A JP19133187 A JP 19133187A JP 19133187 A JP19133187 A JP 19133187A JP H0749559 B2 JPH0749559 B2 JP H0749559B2
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克彦 高橋
好治 鈴木
晴康 伊藤
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Polyplastics Co Ltd
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Polyplastics Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高結晶性、あるいは表面極性の小さい、プラス
チックス表面への塗膜の付着性が良く、また各種上塗り
塗料との層間付着に優れたプラスチックス用プライマー
または塗料並びにこれを用いて塗装した塗装プラスチッ
クス成形品に関するものである。
〔従来の技術〕
高結晶性、あるいは表面極性の小さいプラスチックス、
たとえばポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂(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、完全芳香族ポリエステル等)等は塗料の付着性が悪
いため、塗装に先立って物理的あるいは化学的は表面処
理を施すのが通例である。例えば物理的方法としては機
械的に表面を粗面化する方法、化学的方法としては溶剤
処理方法や物理化学的方法としては火炎処理、紫外線処
理、コロナ放電処理、プラズマ処理方法等が汎用されて
いる。これらはいずれもプラスチック表面を変質させて
塗料の付着性を良くするものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記した如くプラスチックス表面を物理的あるいは化学
的に処理した後塗装する方法においては、表面処理に相
当の手数や多額の費用を要するばかりでなく、表面処理
部が劣化するという重大な難点を有していた。この様な
ところから、表面処理を要することなく直接塗装するだ
けで良好な付着性を示すようなプライマーまたは塗料の
開発が進められており、いくつかの素材については既に
実用化が進められている。このプライマーまたは塗料に
求められる特性としては、 (1) プラスチックス表面および内部を侵害しない、 (2) 塗膜の層間付着力に優れている(たとえば1mm
・100マス・テープ剥離で無剥離)、 (3) 強靱な塗膜である(膜形成時の収縮性が小さく
内部歪が小さい)、 (4) 速乾性であり、ウェット・オン・ウェットで上
塗り塗装が可能である、 (5) 塗膜が高可撓性で物理的衝撃(耐衝撃性、耐チ
ッピング性)に強い、 (6) 塗膜が耐溶剤性、耐水性(付着性)や耐熱性
(耐熱サイクル性を含む)に優れている、 等が挙げられる。
ところが前述の様な高結晶性で極性の小さいプラスチッ
クスは殆どの材料に対する親和性が小さい為、表面処理
なしで高密着性を得ることは容易でなく、現にたとえば
ポリアセタールやポリエステル成形品に対し、表面処理
なしで満足のいく密着性を示す様なプライマーまたは塗
料は市販されていない。
本発明はこうした事情に着目してなされたものであっ
て、高結晶性あるいは表面極性の小さいプラスチックス
に対して上記要求特性を十分に発揮することのできるプ
ライマーまたは塗料並びにこれによって塗装された塗装
プラスチックス成形品の提供を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決することのできたプライマーまたは塗
料とは本質的な塗膜形成成分が、 (A) ポリウレタン系樹脂、 (B) 開環膨張性スピロ・オルソ・エステル系樹脂、 (C) セルロース誘導体、 および (D) 水酸基含有界面活性剤 よりなり、本発明はかかる構成よりなる、プライマー又
は塗料及びこれにより塗装した塗装プラスチックス成形
品に関するものである。
〔作用〕
本発明で用いるプライマーまたは塗料の塗膜形成成分に
ついて述べる。成分(A)は高粘着性と高弾性を特徴と
し、被塗装物に対する接着性を高めると共に塗膜の耐衝
撃性を高める機能を有するもので、本発明ではポリウレ
タン系樹脂が使用される。ここでポリウレタン系樹脂と
は熱可塑性及び熱硬化性の如何を問わず、またポリウレ
タン系樹脂を主構成材料とするものである限りすべての
変性ポリウレタン樹脂をも総称するが、塗膜に高粘着・
高弾性を与えるうえで最も好ましいのは平均分子量(
n)2000〜10000程度、より好ましくは4000〜7000程度
の熱可塑性ポリウレタン系樹脂である。成分(B)は主
に、塗膜に非収縮性を与えるものであり、カチオン性触
媒の存在下で分子内不可逆開環することにより架橋構造
を呈して膨張し、膜形成時における塗膜の収縮を緩和す
る役割を果たすもので、外部応力を緩和するとともに収
縮に起因する膜の残留歪(内部応力)を削減するという
効果に加えて、閉環状態でも有効な可塑効果を発揮する
成分である。この成分は、スピロオルソエステル系樹脂
よりなるもので、代表例として、2,2−ビス〔4−(2,3
−エポキシプロポキシ)フェニル〕プロパン・6−ヘキ
サノリド重付加物、8,10,19,20−テトラオキサトリスピ
ロ〔5.2.2.5.2.2.〕ヘネイコサン−2,14−ジエン等が挙
げられる。中でも好ましいのはスピロオルソエステル化
度が250〜500g/eq、より好ましくは300〜400g/eq程度
で、且つエポキシ価が0〜5.0g/eq、より好ましくは4.6
5g/eq程度のスピロオルソエステル系樹脂である。成分
(C)は、造膜性(熱流動性)および膜の硬度を与える
もので、セルロース誘導体によって構成される。セルロ
ース誘導体の中でも本発明の目的に適したものはセルロ
ースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロー
スブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、
セルロースアセテートブチレート、セルロースナイトレ
ート等のセルロースエステル類であり、特にブチル化度
またはプロピル化度が17〜55%で、ブチル化度またはプ
ロピル化度の高いセルロースアセテートブチレート、セ
ルロースアセテートプロピオネートがより好ましく、水
酸基濃度が1.0〜3.0個、より好ましくは1.0個程度(4
無水グルコース単位当たり)、粘度が0.01〜20.0sec、
より好ましくは0.2sec程度(規格落球粘度)のものであ
る。成分(D)は、膜の表面調整能力および反応性を有
する弗素系およびシリコン系の水酸基含有反応性界面活
性剤が好ましく、膜の表面調整および上塗り層間付着性
を与える。具体例としては弗素系としては水酸基導入パ
ーフロロアルキル、シリコン系として水酸基導入オルガ
ノシロキサン等が挙げられ、共に水酸基価の高いものが
有効である。この水酸基の一部が未結合状態で塗膜表面
に露出し、上塗り層に対して良好な付着性を与える。
これらA,B,C及びD成分が一体となって塗膜性能が良好
で、且つ被塗装物および上塗り塗料に対して付着性の良
い塗膜を形成する。
本発明ではこれらの4成分(A)ポリウレタン系樹脂、
(B)スピロ・オルソ・エステル系樹脂、(C)セルロ
ース誘導体、および(D)水酸基含有界面活性剤の塗膜
形成成分が下記の組成範囲となる様に配合割合を定める
必要がある。
(A) ポリウレタン系樹脂:50〜97 (重量%) (B) スピロ・オルソ・エステル系樹脂(含触媒:2.0
〜40 (重量%) (C) セルロース誘導体 :1.0〜9.0(重量%) (D) 水酸基含有界面活性剤 :0.05〜1.0(重量%) である。
上記組成範囲を定めた理由は次の通りである。
(A) ポリウレタン系樹脂が50重量%未満では高付着
性を与える粘着層が不足し、付着性が不十分であり、97
重量%を超えると、スプレー時の微粒化、表面平坦性及
び表面硬度が極端に悪くなる。
(B) スピロオルソエステル系樹脂が2.0重量%未満
では、全く膨張性も可塑効果も得られず、成形品エッヂ
(角・稜)部へのつきまわり性が悪く、40重量%を超え
ると付着性を悪化させる。
尚スピロオルソエステル系樹脂の開環は系中のカチオン
成分により起こる。通常はメチル・ヘキサヒドロフタリ
ック・アンハイドライド、ジ−n−ブチル・スズ・ジラ
ウレート等の触媒を共存させることによって開環反応を
促進させるが、系中に存在する−COOH、−SO3H基等また
は酸性水酸基を有するフィラー(アルミニウムシリケー
ト系、マグネシウムシリケート系、表面カルボキシル型
有機形マイクロゲル等)の影響で開環するものである。
尚、閉環状態における優れた可塑効果も現れる。この開
環反応は常温では起こり難いので、通常は当該塗料塗布
後100℃前後で熱処理するか、あるいは上塗り塗料焼付
け時の熱を利用して開環反応を促進させるのがよい。
(C) セルロース誘導体が1.0重量%未満では熱流動
性及び表面硬度への効果が不十分であり、9.0重量%を
超えると付着性を低下させる。
(D) 水酸基含有反応性界面活性剤が0.05重量%未満
では表面調整効果が現れず、塗膜表面の平坦性が悪く、
1.0重量%を超えると、塗膜欠陥(クレター等)が生
じ、且つ上塗り塗料との付着性を悪化させる。
なお、上記した4成分を含む当該塗料は、塗装後熱処理
を施すことによって上記成分中の特に成分(B)、
(C)および(D)が反応して前述の要求特性を満たす
塗膜を形成し得るものであり、こうした意味からすれ
ば、焼付け塗料等の熱硬化型上塗り塗料と組み合わせて
使用し焼付け硬化時の熱を利用して当該塗膜構成成分の
架橋を促進させるのが最も有利である。しかし該塗料の
塗布後加熱処理を施し、次いで常温硬化型の上塗り塗料
を塗布することも勿論可能である。
また、上記4成分の配合範囲内で、常温硬化型の上塗り
塗料と組み合わせ常温硬化型で使用することも可能であ
る。
ところで通常の塗料組成物中には必要に応じて顔料や充
填剤あるいはその他各種の添加剤を加え、塗膜物性補
強、紫外線透過性、導電性、着色性等を改善することが
行われるが、本発明においてもこれらの第三成分を複合
添加して塗膜性能を更に高めることも可能である。但し
顔料や充填剤等の種類や配合量を決めるに当たっては、
(A)、(B)、(C)、(D)のプライマーまたは塗
料形成成分と安定に混合し得る様に配慮すべきであるこ
とは勿論である。
上記塗膜形成成分と必要により配合される顔料その他の
添加剤とを、溶媒にて希釈混合してプライマーまたは塗
料とする。勿論この溶媒は被塗装物であるプラスチック
ス表面を侵害するものであってはならないし、また速乾
性のものが望ましく、被塗装物の種類等によってもかわ
ってくるが、最も一般的なものを例示すると、第2表左
欄に示すものおよびこれらの混合物等が挙げられる。
また塗料の調整に当たっては、塗膜形成成分と顔料その
他の添加剤のうち、不溶性成分については10以下の微粒
状で溶媒中に均一に分散せしめ得る様、原料の粒度を配
慮することが望まれる。本発明のプライマーまたは塗料
は、溶媒の種類や使用量を適当に調整することによっ
て、溶解型あるいは分散型の塗料として提供することが
できる。
塗装方法は、該塗料の粘度および導電率等を調整するこ
とにより、噴霧(エアースプレー)塗装、浸漬塗装、静
電塗装、エアレス塗装、ローラ塗装、カーテン塗装、シ
ャワー塗装等を用いることができる。塗装後は、任意の
時間の常温乾燥と熱風乾燥により硬化させるが、熱風乾
燥の場合は、40〜140℃で5分〜20分が適切である。乾
燥塗膜厚は15〜30が適切で、基準として22±2と考えて
良い。
〔実施例〕
下記第1表に示す配合でプライマーまたは塗料を作製
し、第2表に示す配合の粘稠・希釈溶媒で希釈調整し、
被塗装物としてポリアセタール、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および下記完全芳
香族ポリエステル(構成モノマー単位: 板上に乾燥膜厚22±2に塗布した後、塗膜温度80〜140
℃で20〜30分間熱風乾燥し塗膜形成成分を熱硬化させ
た。次いで上塗り塗料として一般に自動車外板用として
市販されているメラミン・アルキッド塗料〔関西ペイン
ト(株)製「アミラック」〕をシンナーで調製し、スプ
レーにより乾燥膜厚で30〜40になるよう塗布した上で、
10分のセッティングの後140℃で30分熱風乾燥し、熱硬
化させた。
尚、ここで第1表左欄の組成成分は次の物質を示す。
バーノック:(A)ポリウレタン系樹脂〔大日本インキ
化学社製〕 exp−101:(B)スピロオルソエステル系樹脂(触媒:
ジ−n−ブチル・スズ・ジラウレート)〔東亜合成化学
社製〕 CAB−551−0.2:(C)セルロース・アセテート・ブチレ
ート〔イーストマンコダック社製〕 ディフェンサー MCF−312:(D)水酸基含有弗素系反応性界面活性剤
〔大日本インキ化学社製〕 BYK No−370:(D)水酸基含有シリコン系反応性界面活
性剤〔ビックケミー社製〕 以上のように配合されたプライマー又は塗料による塗装
プラスチックス成形品は、前記何れの樹脂に対しても (1) プラスチックス表面および内部を侵害しない。
(2) 上塗り塗装後の塗膜の層間付着力に優れている
(1mm・100マス・テープ剥離で無剥離)、 (3) 強靱な塗膜である(膜形成時の収縮性が小さく
内部歪が小さい) (4) 速乾性であり、ウェット・オン・ウェットで上
塗り塗装が可能である、 (5) 塗膜が高可撓性で物理的衝撃(耐衝撃性、耐チ
ッピング性)に強い、 (6) 塗膜が耐水性(付着性)や耐熱性(耐熱サイク
ル性を含む)に優れている、 を満足するものであった。
〔比較例〕
参考迄にポリアセタール樹脂板について、本発明のプラ
イマーを全く使用することなく、実施例の上塗り塗装の
みを行い、実施例と同様の付着力テスト(1mm・100マス
・テープ剥離)を行ったところ、全部剥離した。
また、本発明のA,B,C,D成分よりなるプライマー(実施
例1)より夫々、A,B,C,Dの何れか1成分を除いたプラ
イマーについても同様の剥離テストを行った結果、夫々
の平均残着率(テープ剥離による100マス中の平均残存
個数)は次の通りであった。
Aを含まない場合 0ケ/100マス B 〃 20ケ/100マス C 〃 32ケ/100マス D 〃 7ケ/100マス 〔発明の効果〕 以上のように本質的に塗膜形成成分が(A)ポリウレタ
ン系樹脂、(B)開環膨張性スピロ・オルソ・エステル
系樹脂、(C)セルロース誘導体および(D)水酸基含
有反応性界面活性剤よりなる本発明のプライマーまたは
塗料は高結晶性、あるいは表面極性の小さいプラスチッ
クス表面への塗膜の付着性が良く従来の化学的・物理的
表面処理工程が不要となり、また各種上塗り塗料との層
間付着に優れたものであり、ポリアセタール樹脂、ポリ
エステル樹脂(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、完全芳香族ポリエステル等)等の
プライマーまたは塗料として極めて有用で、優れた塗装
プラスチックス成形品を提供するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本質的な塗膜形成成分が (A)ポリウレタン系樹脂 50〜97重量% (B)開環膨張性スピロ・オルソ・エステル系樹脂 2.
    0〜40重量% (C)セルロース誘導体 1.0〜9.0重量% および (D)水酸基含有界面活性剤 0.05〜1.0重量% (但し、(A)〜(D)各成分の配合割合は、(A)、
    (B)、(C)及び(D)の合計に対する重量%であ
    る) よりなることを特徴とするプラスチックス塗装用プライ
    マーまたは塗料。
JP19133187A 1986-07-30 1987-07-30 プラスチックス塗装用プライマーまたは塗料 Expired - Lifetime JPH0749559B2 (ja)

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