(57)【要約】【課題】耐塗膜割れ性や耐黄変性に優れ、かつ廉価な樹脂部品の上塗り塗装方法を提供する。【解決手段】樹脂部品１又は下地塗膜２上に、１２０℃で硬化する１液性熱硬化型ベース塗料３を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで２液ウレタンクリヤ塗料４を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料３およびクリヤ塗料４を６０℃〜１３０℃で１０分〜４０分間焼き付ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部品又は下地塗膜上に、１２０℃で硬化する１液性熱硬化型ベース塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで２液ウレタンクリヤ塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料およびクリヤ塗料を６０℃〜１３０℃で１０分〜４０分間焼き付けることを特徴とする樹脂部品の上塗り塗装方法。
【請求項２】
前記１液性熱硬化型ベース塗料と２液ウレタンクリヤ塗料からなる塗膜は、ゲル分率が９０％以上、伸び率が８％以上、抗張力応力が２００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、架橋密度が６×１０−４ｍｍｏｌ／ｃｃ以上、ガラス転移点が６０℃〜８０℃である請求項１記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
【請求項３】
前記２液ウレタンクリヤ塗料は、イソシアネート基／水酸基のモル比で１．０５〜２．５のヘキサメチレンジイソシアネートからなる硬化剤を含有する請求項１又は２記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
【請求項４】
前記１液性熱硬化型ベース塗料は、基体樹脂がポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂である請求項１〜３の何れかに記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
【請求項５】
前記１液性熱硬化型ベース塗料は、イソシアネート基／水酸基のモル比で０〜０．２のメラミン樹脂からなる硬化剤を含有する請求項４記載の樹脂部品の上塗り塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、バンパーなどの自動車外装部品に好ましく用いられる上塗り塗装方法に関し、特に耐塗膜割れ性や耐黄変性に優れ、かつ廉価な樹脂部品の上塗り塗装方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
自動車用バンパーは、意匠性の向上および耐久性の向上の観点から上塗り塗装が施され、メタリック系上塗り塗色においては、下地塗装としてのプライマー塗料を塗布したのち、ウェットオンウェットでベース塗料を塗布し、さらにウェットオンウェットでクリヤ塗料を塗布し、これらを同時に焼き付けることで構成されている。従来の上塗り塗装としては、（１）自動車車体用（鋼板用）のアクリルメラミン系カラーベース塗料と同じくアクリルメラミン系クリヤ塗料を用いる方法、（２）鋼板用塗料に比べて軟質の樹脂用アクリルメラミン系カラーベース塗料と同じくアクリルメラミン系クリヤ塗料を用いる方法、（３）ブロックイソシアネートを含有するアクリル系カラーベース塗料とアクリルポリオールおよびポリイソシアネートからなる２液性クリヤ塗料を用いる方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、（１）の鋼板用ベース塗料とクリヤ塗料を用いる方法では石跳ねなどの外因による塗膜割れの問題があり、（２）の樹脂用ベース塗料とクリヤ塗料を用いる方法では黄変しやすいという問題があり、（３）のアクリル系カラーベース塗料と２液性クリヤ塗料を用いる方法では塗料費が高価であるといった問題があった。
【０００４】
【発明の開示】
本発明は、耐塗膜割れ性や耐黄変性に優れ、かつ廉価な樹脂部品の上塗り塗装方法を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、樹脂部品又は下地塗膜上に、１２０℃で硬化する１液性熱硬化型ベース塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで２液ウレタンクリヤ塗料を塗布し、所定時間セッティングしたのち、これらベース塗料およびクリヤ塗料を６０℃〜１３０℃で１０分〜４０分間焼き付けることを特徴とする樹脂部品の上塗り塗装方法が提供される。
【０００６】
本発明では、ベース塗料とクリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装した際に２液ウレタンクリヤ塗料に含まれる硬化剤がベース塗膜中に浸透し、これによりベース塗膜の硬化が進行する。その結果、廉価な汎用樹脂塗料が採用できるとともに、軟質樹脂塗料および低温硬化型塗料が採用でき耐塗膜割れ性および耐黄変性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１の左図は本発明の実施形態に係る上塗り塗装方法を示す工程図、右図は塗膜断面図であり、ポリプロピレン製樹脂部品を例に挙げて説明する。
【０００８】
ＰＰ製樹脂部品１を成形後、これをイソプロピルアルコールなどの脱脂剤を用いて脱脂洗浄し、塗装範囲に下地塗装としてのプライマー塗料２を塗布する。本発明におけるプライマー塗料の材質、膜厚、塗装方法等は特に限定されない。
【０００９】
プライマー塗料２を塗布したら１〜１０分、好ましくは２〜５分のセッティング（放置）ののち、ウェットオンウェットでベース塗料３を塗布する。プライマー塗料２塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【００１０】
ベース塗料３としては、１２０℃で硬化する１液性熱硬化型塗料が用いられ、特に好ましくは基体樹脂がポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂である。また、この基体樹脂に対しイソシアネート基／水酸基のモル比で０〜０．２のメラミン樹脂からなる硬化剤を含有させることもできる。ただし、メラミン樹脂硬化剤の含有比が０．２を超えると耐塗膜割れ性が低下するので、メラミン樹脂を添加する場合は０．２以下とすることが好ましい。
【００１１】
ベース塗料３を塗布したら１〜１０分、好ましくは２〜５分のセッティング（放置）ののち、ウェットオンウェットでクリヤ塗料４を塗布する。ベース塗料３塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【００１２】
クリヤ塗料４としては、２液ウレタン塗料が用いられ、特に好ましくは硬化剤がヘキサメチレンジイソシアネートである。このヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤は、ウレタン樹脂基体に対しイソシアネート基／水酸基のモル比で、好ましくは１．０５〜２．５、より好ましくは１．１〜１．５含有させる。ヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が小さすぎると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。逆にヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が大きすぎると耐塗膜割れ性が低下する。
【００１３】
クリヤ塗料４を塗布したら１〜１０分、好ましくは２〜５分のセッティング（放置）ののち、これらプライマー塗料２、ベース塗料３およびクリヤ塗料４を同時に焼き付ける。クリヤ塗料４塗布後のセッティング時間が短すぎると塗膜中に残存する溶剤によりワキ、タレといった塗装欠陥が生じ、逆にセッティング時間が長すぎると塗膜の仕上がり外観が低下する。
【００１４】
同時に焼き付ける場合の条件は、好ましくは６０℃〜１３０℃で１０分〜４０分、より好ましくは８０℃〜９０℃で２０分〜３０分である。焼き付け条件がこの範囲を下回ると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。逆に焼き付け条件がこの範囲を上回ると耐黄変性が低下する。
【００１５】
なお、本実施形態において、１２０℃で硬化する１液性熱硬化型ベース塗料３の基体樹脂としてポリエステル系樹脂又はアクリル系樹脂を用い、２液ウレタンクリヤ塗料４の硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネートを用いた場合、ベース塗料３とクリヤ塗料４をウェットオンウェットで塗装した際に２液ウレタンクリヤ塗料４に含まれるイソシアネートがベース塗膜３中に浸透し、これによりベース塗膜３の樹脂の硬化が進行する。これにより１２０℃でしか硬化しないベース塗料３であっても８０℃〜９０℃での硬化が可能となる。
【００１６】
こうして上塗り塗装が完了するが、上述した１液性熱硬化型ベース塗料３と２液ウレタンクリヤ塗料４からなる塗膜は、以下の物理的特性および化学的特性を備えることが好ましい。
【００１７】
（１）  ゲル分率は９０％以上であることが好ましい。ゲル分率が９０％未満であると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下する。
【００１８】
（２）  伸び率は８％以上であることが好ましい。伸び率が８％未満であると耐塗膜割れ性が低下する。
【００１９】
（３）  抗張力応力は２００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることが好ましい。抗張力応力が２００ｋｇｆ／ｃｍ２未満であると耐塗膜割れ性が低下する。
【００２０】
（４）  架橋密度が６×１０−４ｍｍｏｌ／ｃｃ以上であることが好ましい。架橋密度が６×１０−４ｍｍｏｌ／ｃｃ未満であると耐黄変性が低下する。
【００２１】
（５）  ガラス転移点が６０℃〜８０℃であることが好ましい。ガラス転移点が６０℃未満であると耐黄変性が低下し、逆に８０℃を超えると耐塗膜割れ性が低下する。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明の樹脂部品の上塗り塗装方法をさらに詳細な実施例を挙げて説明する。
【００２３】
実施例１
７０×１５０ｍｍのポリプロピレン製テストピース（ポリケム社製）をイソプロピルアルコールで脱脂洗浄したのち、ポリプロピレン製プライマー塗料を５μｍの膜厚で塗装し、２分間セッティングしたのち、ウェットオンウェットで、ベース塗料としてバンパー用ベース塗料プライマック５６００（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製）を１５μｍの膜厚で塗装し、５分間セッティングしたのち、さらにウェットオンウェットで、クリヤ塗料としてイソシアネート基／水酸基のモル比で１．０５に調整した２液ウレタンクリヤ塗料プライマック８６５０（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製，硬化剤はヘキサメチレンジイソシアネート）を３０μｍの膜厚で塗装し、１０分間セッティングしたのち、これらを同時に６０℃で１０分間焼き付けた。
【００２４】
実施例２
実施例１におけるクリヤ塗料のイソシアネート基／水酸基のモル比を１．５に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００２５】
実施例３
実施例１におけるクリヤ塗料のイソシアネート基／水酸基のモル比を２．５に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００２６】
実施例４
実施例１における焼き付け条件を８０℃で２０分間に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００２７】
実施例５
実施例２における焼き付け条件を８０℃で２０分間に変更した以外は実施例２と同じ条件で塗装した。
【００２８】
実施例６
実施例３における焼き付け条件を８０℃で２０分間に変更した以外は実施例３と同じ条件で塗装した。
【００２９】
実施例７
実施例１における焼き付け条件を１３０℃で４０分間に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３０】
実施例８
実施例２における焼き付け条件を１３０℃で４０分間に変更した以外は実施例２と同じ条件で塗装した。
【００３１】
実施例９
実施例３における焼き付け条件を１３０℃で４０分間に変更した以外は実施例３と同じ条件で塗装した。
【００３２】
実施例１０
実施例１のベース塗料に、２液ウレタンクリヤ塗料プライマック８６５０（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製）の硬化剤をイソシアネート基／水酸基のモル比で０．２加えたこと以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３３】
比較例１
実施例１におけるクリヤ塗料のイソシアネート基／水酸基のモル比を１．０に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３４】
比較例２
実施例１におけるクリヤ塗料のイソシアネート基／水酸基のモル比を２．６に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３５】
比較例３
実施例１における焼き付け条件を６０℃で５分間に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３６】
比較例４
実施例１における焼き付け条件を１３０℃で５０分間に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３７】
比較例５
実施例１のベース塗料に、２液ウレタンクリヤ塗料プライマック８６５０（日本油脂ＢＡＳＦコーティングス社製）の硬化剤をイソシアネート基／水酸基のモル比で０．３加えたこと以外は実施例１と同じ条件で塗装した。
【００３８】
評価方法
以下の評価方法にしたがって、上記実施例１〜１０および比較例１〜５の塗膜性能を評価した。また、上記実施例１〜１０および比較例１〜５の塗膜について、ゲル分率、伸び率、抗張力応力、架橋密度およびガラス転移点を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３９】
（１）  初期密着性は、ＪＩＳ  Ｋ−５４００  ６．１５の碁盤目付着試験に基づいて実施した。問題なきテストピースは○、剥がれが発生したテストピースは×とした。
【００４０】
（２）  塗膜外観は、ＪＩＳ  Ｋ−５４００  ６．１に基づいて実施した。問題なきテストピースは○、ワキが発生したテストピースは×とした。
【００４１】
（３）  耐塗膜割れ性は、−４０℃雰囲気下でテストピースを１８０°折り曲げ、塗膜の割れの有無を目視で確認した。問題なきテストピースは○、塗膜割れが発生したテストピースは×とした。
【００４２】
（４）  耐黄変性は、テストピースを８０℃雰囲気下に５００時間放置し、黄変の有無を目視で確認した。問題なきテストピースは○、黄変が発生したテストピースは×とした。
【００４３】
【表１】
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考  察
実施例１〜３の結果から、２液ウレタンクリヤ塗料のヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が１．０５〜２．５の範囲では、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例１〜２の結果から、このヘキサメチレンジイソシアネート硬化剤の含有比が小さすぎると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下し、逆に含有比が大きすぎると耐塗膜割れ性が低下することが確認された。
【００４４】
実施例１，４〜９の結果から、焼き付け条件が６０℃〜１３０℃で１０分〜４０分の範囲では、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例３〜４の結果から、焼き付け条件がこの範囲を下回ると塗膜の硬化が不十分となり塗膜密着性が低下し、逆に焼き付け条件がこの範囲を上回ると耐黄変性が低下することが確認された。
【００４５】
実施例１０の結果から、ベース塗料にヘキサメチレンジイソシアネートをイソシアネート基／水酸基のモル比で０．２加えても、全ての塗膜性能を満足することが確認され、比較例５の結果から、このモル比を０．３にすると耐塗膜割れ性が低下することが確認された。
【００４６】
なお、以上説明した実施形態および実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態および実施例に開示された各要素および数値等は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る塗装方法を示す工程図及び本発明の実施形態に係る塗装方法にて塗装された塗膜を示す断面図である。
【符号の説明】
１…樹脂部品
２…プライマー塗料
３…ベース塗料
４…クリヤ塗料
【図１】
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