JPH0848801A - 塗装ポリオレフィン成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上塗り塗膜が、ＰＯ成形品に対して、プライ
マーレスで、充分な塗膜密着性を有するとともに、耐ガ
ソリン性及び光沢等においても自動車外装部品に対応で
きる塗膜性能を有する塗装ポリオレフィン成形品を提供
すること。 【構成】 ＰＯ成形品上に、下塗り塗膜を介さずに上塗
り塗膜が形成されている塗装ポリオレフィン成形品。上
塗り塗膜が、 塩素化ＰＯにアクリル酸グリコールエステル類をグラ
フト重合させた後、有機ジイソシアネート及び高分子ポ
リオールでウレタン化させ、更に、αオレフィン性単量
体をグラフト重合させたヒドロキシプレポリマー、と 重合必須単位として、スチレン、アクリル酸低級アル
キルエステル、アクリル酸アルキレングリコールエステ
ル、及び、アクリル酸ポリアルキレングリコールエステ
ルを含むアクリルポリオール、との混合物をポリオール
成分とする焼き付け型ウレタン系塗料で形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ０成形品上に、下塗
り塗膜を介さずに上塗り塗膜が形成されている新規な塗
装ポリオレフィン成形品に関する。ここで、ポリオレフ
ィン成形品としては、バンパー、サイドモール、サイガ
ーニッシュ等の自動車用外装部品を挙げることができ
る。

【０００２】ここでは、ＰＯ成形品として、ＰＰ成形品
を例に採り説明するがこれに限られるものではない。

【０００３】以下、本明細書で使用するポリマーの略号
の主たるものを下記する。

【０００４】ＰＯ…ポリオレフィン ＰＰ…ポリプロピレン、 塩素化ＰＯ…塩素化ポリオレフィン

【０００５】

【従来の技術】ポリオレフィン系プラスチック、特にＰ
Ｐは、耐薬品性、耐水性、成形性等に優れ、さらには、
軽量安価であるため、バンパー、サイドモール、サイド
ガーニッシュ等の自動車部品に多用されている。しか
し、ＰＰは、耐擦傷性、耐候性に劣るため、成形品のま
までは、製品としては使用できることは少なく、装飾を
兼ねて表面改質のために、ウレタン樹脂系塗料等の焼付
け（熱硬化）タイプの塗料で塗装を行う必要がある。

【０００６】ところが、ＰＰは、非極性材料であるた
め、上記のような極性樹脂系塗料は全く付着しない。

【０００７】このため、例えば、１，１，１−トリクロ
ロエタン（ＴＣＥ）で蒸気洗浄後（主として表面粗面化
を目的とする）、上塗り塗膜との反応接着性を有する上
塗り塗料を塗布後、上塗り塗膜を施していた（特公平３
−２２８９５号公報等参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＴＣＥは、環
境汚染の問題があり、将来的に使用不可となる（１９９
５年全廃）。他方、ＴＣＥ洗浄を基材（成形品）に施さ
ないと、充分な塗膜付着性を素材に対して得難い。

【０００９】更に、昨今、塗装成形品の生産性の見地か
ら、プライマーレス、即ち、下塗り塗膜を介さずに直接
上塗り塗膜を形成することが要望されてきている。

【００１０】そこで、特開平５−２６３０３８号公報に
おいて、下記構成の「被覆用組成物が提案されている。

【００１１】「塩素化ポリオレフィンに、１分子中にエ
チレン性不飽和結合と水酸基を少なくとも一個有する単
量体をグラフト共重合した後、有機ジイソソアネート及
び高分子ポリオールでウレタン化し、更に１分子中にエ
チレン性不飽和結合を少なくとも１個含有する単量体及
び／又は１分子中にエチレン性不飽和結合と水酸基を少
なくとも１個含有する単量体をグラフト共重合して得ら
れる被覆用組成物。」しかし、上記組成物をポリオール
成分とする焼き付け型ウレタン系塗料でＰＯ成形品上
に、塗膜を形成した場合、本発明者らが試験検討した結
果、ウレタン塗膜物性、特に、耐ガソリン性、及び、光
沢性において、バンパー等の自動車外装部品に適用した
場合、不十分であることが分かった。

【００１２】本発明は、上記にかんがみて、上塗り塗膜
が、ＰＯ成形品に対して、ＴＣＥ洗浄の工程を経なくて
も、かつ、プライマーレスで、充分な塗膜密着性を有す
るとともに、耐ガソリン性及び光沢等においても自動車
外装部品に対応できる塗膜性能を有する塗装ポリオレフ
ィン成形品を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を下
記構成により解決するものである。

【００１４】ＰＯ系成形品上に、下塗り塗膜を介さずに
上塗り塗膜が形成されている塗装ポリオレフィン成形品
であって、上塗り塗膜が、下記アクリルウレタン変性塩
素化ＰＯと下記特定アクリルポリオールとの混合物
をポリオール成分とする焼き付け型ウレタン系塗料で形
成されていることを特徴とする塗装ポリオレフィン成形
品。

【００１５】塩素化ＰＯに（メタ）アクリル酸グリコ
ールエステルをグラフト重合させた後、有機ジイソシア
ネート及び高分子ポリオールでヒドロキシプレポリマー
化（ウレタン化）させ、更に、αオレフィン性単量体を
グラフト重合させたヒドロキシプレポリマー。

【００１６】重合必須単位として、スチレン、（メ
タ）アクリル酸低級アルキルエステル、（メタ）アクリ
ル酸アルキレングリコールエステル、及び、（メタ）ア
クリル酸ポリアルキレングリコールエステルを含むアク
リルポリオール。

【００１７】

【手段の詳細な説明】以下、本発明の各手段について詳
細に説明をする。以下の説明で、配合単位は特に断らな
い限り重量単位とする。

【００１８】Ａ．ＰＯ成形品上に、下塗り塗膜を介さず
に上塗り塗膜が形成されている塗装ポリオレフィン成形
品を前提的要件とする。

【００１９】ここでＰＯ成形品としては、結晶性ＰＰ、
ＰＰコポリマー、ゴム入りＰＰ等からなるＰＰ系成形品
の他に、ＰＯ系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可
塑性エラストマーからなる成形品も含まれる。

【００２０】Ｂ．本発明の塗装ポリオレフィン成形品
は、上塗り塗膜が、(1) アクリルウレタン変性塩素化Ｐ
Ｏと下記(2) 特定アクリルポリオールとの混合物をポリ
オール成分とする焼き付け型ウレタン系塗料で形成され
ていることを特徴とする。

【００２１】(1) 上記アクリルウレタン変性塩素化ＰＯ
とは、塩素化ＰＯに（メタ）アクリル酸グリコールエス
テルをグラフト重合させた後、有機ジイソシアネート及
び高分子ポリオールでヒドロキシプレポリマー化（ウレ
タン化）させ、更に、αオレフィン性単量体をグラフト
重合させたヒドロキシプレポリマーのことで、通常、前
記特開平５−２６３０３８号公報に記載されている「被
覆用組成物」の内、下記要件を満たすものを使用する。

【００２２】塩素化ＰＯ含有量が２０〜８０％であ
る。２０％未満ではＰＯ成形品に対する密着性に劣り、
８０％を越えると、塗膜物性のバランスが悪くなる。

【００２３】重量平均分子量が２０００〜１００００
０である。２０００未満では、十分な強度を有する塗膜
を得難く、１０万を越えると塗膜粘度が高すぎて取扱性
に問題が発生し易くなる。

【００２４】ガラス転移点（Ｔｇ）が−３０〜８０℃
である。−３０℃未満では、塗膜が粘着性（タック性）
を呈し易く、８０℃を越えると、塗膜がもろくなりクラ
ックが発生し易い。

【００２５】水酸基価（ＯＨ価）が３０〜１５０であ
る。３０未満では、硬化塗膜の架橋密度が低く、耐溶剤
性に問題が発生し易くなり、１５０を越えると、基材に
対する塗膜付着性に問題が発生し易くなる。

【００２６】塩素含有率が５〜４０％である。５％未
満では、塗膜強度が得難く、４０％を越えると、基材に
対する塗膜密着性に問題が発生し易くなる。

【００２７】上記（メタ）アクリル酸グリコールエステ
ル類としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等及びそれ
らの誘導体（カプロラクタン類でエステル化したもの）
を挙げることができる。

【００２８】上記有機ジイソシアネートとしては、芳香
族・脂肪族及び脂環族、いずれでもよいが、自動車外装
品に適用する場合は、下記脂肪族ないし脂環族の非黄性
タイプが望ましい。

【００２９】１，４−テトラメチレンジイソシアネー
ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシナネート、２，
２，４−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、４、４−ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネート、１、４−シクロヘキシルジ
イソシアネート等。

【００３０】上記高分子ポリオールとしては、汎用のポ
リエーテルポリオール（グリコールの重合体等）、ポリ
エステルポリオール（ジカルボン酸とグリコールの反応
生成物）を使用可能である。

【００３１】上記αオレフィン性単量体としては、（メ
タ）アクリル酸、アクリレート（メタクリレート）、ア
クリル酸グリコールエステル、ヒドロキシアクリレー
ト、スチレン、酢酸ビニル等を挙げることができる。

【００３２】(2) 特定アクリルポリオールとは、重合必
須単位として、スチレン、（メタ）アクリル酸低級アル
キルエステル、（メタ）アクリル酸アルキレングリコー
ルエステル、及び、（メタ）アクリル酸ポリアルキレン
グリコールエステルを含むもののことである。

【００３３】ここで、スチレンは、塗膜に硬さを付与す
る作用を担い、（メタ）アクリル酸低級アルキルエステ
ルは、塗膜に柔らかさを付与する作用を担い、（メタ）
アクリル酸アルキレングリコールエステル及び（メタ）
アクリル酸ポリアルキレングリコールエステルは、イソ
シアネートと反応して塗膜を硬化させる作用を担う。そ
して、（メタ）アクリル酸ポリアルキレングリコールエ
ステルは、さらに、ポリアルキレンの存在により、架橋
点間距離が伸ばして塗膜の靭性（耐擦り傷性）及び耐候
性を向上させる共に、アクリル変性Ｐ０との混和性を増
大させる作用を奏する。

【００３４】上記各作用を確実に担わせるために、重合
必須単位としてスチレン、メタクリル酸ブチルエステ
ル、メタクリル酸エチレングリコールエステル、及び、
メタクリル酸ポリ（ｎ＝６〜１０）テトラメチレングリ
コールエステルを必須として含むものであることが望ま
しい。

【００３５】より具体的には、重合必須単位としてスチ
レン１５〜２５ｍｏｌ％、メタクリル酸ブチルエステル
４０〜６０ｍｏｌ％、メタクリル酸エチレングリコール
エステル１５〜２５ｍｏｌ％、及び、メタクリル酸ポリ
（ｎ＝６〜１０）テトラメチレングリコールエステル５
〜１５ｍｏｌ％を含むものであるとする。

【００３６】この特定アクリルポリオールは、通常、下
記要件を満たすものを使用する。

【００３７】重量平均分子量が３０００〜５００００
である。３０００未満では、十分な強度を有する塗膜を
得難く、５００００を越えると塗膜粘度が高すぎて取扱
性に問題が発生し易くなる。

【００３８】ガラス転移点（Ｔｇ）が−３０〜８０℃
である。−３０℃未満では、塗膜が粘着性（タック性）
を呈し易く、８０℃を越えると、塗膜がもろくなりクラ
ックが発生し易い。

【００３９】水酸基価（ＯＨ価）が３０〜１５０であ
る。３０未満では、硬化塗膜の架橋密度が低く、耐溶剤
性に問題が発生し易くなり、１５０を越えると、基材に
対する塗膜付着性に問題が発生し易くなる。

【００４０】(3) 上記アクリルウレタン変性塩素化ＰＯ
と特定アクリルポリオールとの混合比（重量比）
が、／＝９５／５〜１５／８５とする。ここで、特
定アクリルポリオールが過少であると、自動車外装部品
に対応できる耐ガソリン性及び光沢を有する塗膜が得難
く、特定アクリルポリオールが過剰であると、耐密着性
に問題が発生し易くなる。

【００４１】上記アクリルウレタン変性塩素化ＰＯ及び
特定アクリルポリオールは、適宜混合比とするととも
に、溶剤更には顔料等の副資材を添加混合してポリオー
ル成分とし、塗布直前に有機ポリイソシアネートを加え
て適宜粘度のウレタン塗料を調製する。

【００４２】ここで溶剤としては、脂肪族炭化水素系、
エステル系、脂環族炭化水素系、ケトン系、芳香族炭化
水素系、アルコールエーテル系等が使用できる。

【００４３】(4) こうして調製した上塗り塗料は、ＰＰ
成形品に塗布後、従来と同様の上塗り塗装と同様に、塗
布後、焼付け（例えば８０℃×３０分）を行う。このと
きの上塗り塗料の塗膜厚は、通常１０〜５０μｍとす
る。

【００４４】

【発明の作用・効果】本発明の塗装ポリオレフィン成形
品は、上記の如く、ＰＯ成形品上に、下塗り塗膜を介さ
ずに焼付け形トップコートが形成されている塗装ポリオ
レフィン成形品において、上塗り塗膜が、特定のアクリ
ルウレタン変性塩素化ＰＯと特定のアクリルポリオール
との混合物をポリオール成分とする焼き付け型ウレタン
系塗料で形成されていることにより、後述の試験例で示
す如く、塗装ポリオレフィン成形品の上塗り塗膜が、Ｐ
Ｏ成形品に対して、ＴＣＥ洗浄の工程を経なくても、か
つ、プライマーレスで、充分な塗膜密着性を有するとと
もに、耐ガソリン性及び光沢等においても自動車外装部
品に対応できる塗膜性能を有する。

【００４５】

【試験例】以下、本発明の効果を確認するために行った
実施例・比較例について、説明をする。

【００４６】(1) 本発明で使用したアクリルウレタン変
性塩素化ＰＯ（４０％トルエン溶液）と特定アクリルポ
リオール（トルエン／キシレン５０％溶液）の固形分仕
様は、それぞれ下記のとおりである。

【００４７】アクリルウレタン変性塩素化ＰＯ 塩素含有率：１２±１％、融点：６０℃、 重量平均分
子量：５５０００、Ｔｇ：１０℃、 塩素化ＰＯ含有
量：４５％、ＯＨ価：６６特定アクリルポリオール ポリマー組成：スチレン１９ｍｏｌ％、メタクリル酸ブ
チルエステル５０ｍｏｌ％、メタクリル酸エチレングリ
コールエステル２２ｍｏｌ％、メタクリル酸ポリ（ｎ＝
８．１）テトラメチレングリコールエステル８ｍｏｌ％ ＯＨ価：１００、重量平均分子量：８０００、 (2) 次に、上記アクリルウレタン変性塩素化ＰＯ（４０
％トルエン溶液）と特定アクリルポリオールとの表示比
の混合物１００部に対して顔料（グレイ：酸化チタン
系）２４部及び安定剤２部を添加してポリオール成分を
調製するとともに、該ポリオール成分にＨＭＤＩ系イソ
シアネート成分（ＮＣＯ＝１６．５％）を当量比となる
ように添加し、「岩田カップＮＫ−II」で１０〜１１秒
攪拌して各ウレタン塗料の調製を行った。

【００４８】(3) そして、ＩＰＡ拭きしたゴム入りＰＰ
製バンパー（ＰＰ基材）に各塗料をスプレー塗布（膜厚
３０〜４０μｍ）した後、８０℃×３０分の条件で焼き
付けを行った。

【００４９】(4) こうして得られた試験片について、下
記項目の塗膜性能試験を行った。

【００５０】１次密着性…２４時間室温放置後のゴバ
ン目剥離試験（ＪＩＳＫ５４００） ２次密着性…４０℃温水×２４０ｈ浸漬後ののゴバン
目剥離試験（ＪＩＳＫ５４００） 耐ガソリン性…ガソリンに試験片を浸漬し、塗膜の外
観に、異常（ハガレ、フクレ等）が発生するまでの時間
を測定した。

【００５１】光沢性…６０°鏡面反射により反射率を
測定した。

【００５２】低温屈曲性（−２０℃）…−２０℃雰囲
気で、１インチのマンドレルに試験片を１８０°巻つけ
した後の塗膜の目視観察した。

【００５３】低温衝撃性（−２０℃）…−２０℃雰囲
気で、５００ｇ鋼球を５０cmの高さから落下させ、塗膜
の状態を目視観察した。

【００５４】(5) 試験結果を示す表１から、実施例の各
上塗り塗料は、前処理（ＴＣＥ洗浄・ＩＰＡ）の有無に
関係なく、良好な密着性を有することが分かる。一方、
特定アクリルポリオールを含まない比較例１は、耐ガソ
リン性及び光沢において問題があることが分かる。特定
アクリルポリオールが過剰である比較例２は、塗膜密着
性において問題があることが分かる。

【００５５】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関谷 隆 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 宮嶋 康宏 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン（ＰＯ）成形品上に、下
   塗り塗膜を介さずに上塗り塗膜が形成されている塗装ポ
   リオレフィン成形品であって、 前記上塗り塗膜が、下記アクリルウレタン変性塩素化Ｐ
   Ｏと下記特定アクリルポリオールとの混合物をポリ
   オール成分とする焼き付け型ウレタン系塗料で形成され
   ていることを特徴とする塗装ポリオレフィン成形品。 塩素化ＰＯに（メタ）アクリル酸グリコールエステル
   類をグラフト重合させた後、有機ジイソシアネート及び
   高分子ポリオールでヒドロキシプレポリマー化（ウレタ
   ン化）させ、更に、αオレフィン性単量体をグラフト重
   合させたヒドロキシプレポリマー。 重合必須単位として、スチレン、（メタ）アクリル酸
   低級アルキルエステル、（メタ）アクリル酸アルキレン
   グリコールエステル、及び、（メタ）アクリル酸ポリア
   ルキレングリコールエステルを含むアクリルポリオー
   ル。
2. 【請求項２】 請求項１において、アクリルウレタン変
   性塩素化ＰＯと下記特定アクリルポリオールとの混
   合比（重量比）が、／＝９５／５〜１５／８５であ
   ることを特徴とする塗装ポリオレフィン成形品。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記特定アクリルポ
   リオールが、重合必須単位としてスチレン、メタクリル
   酸ブチルエステル、メタクリル酸エチレングリコールエ
   ステル、及び、メタクリル酸ポリ（ｎ＝６〜１０）テト
   ラメチレングリコールエステルを必須として含むもので
   あることを特徴とする塗装ポリオレフィン成形品。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記特定アクリルポ
   リオールが、重合必須単位としてスチレン１５〜２５ｍ
   ｏｌ％、メタクリル酸ブチルエステル４０〜６０ｍｏｌ
   ％、メタクリル酸エチレングリコールエステル１５〜２
   ５ｍｏｌ％、及び、メタクリル酸ポリ（ｎ＝６〜１０）
   テトラメチレングリコールエステル５〜１５ｍｏｌ％を
   含むものであることを特徴とする塗装ポリオレフィン成
   形品。