(57)【要約】【課題】成形体の被塗装面と塗料との接着性を向上させ、被塗装面への塗装を良好に行うことが可能な成形体の塗装方法を提供する。【解決手段】成形体の被塗装面を塗装する前に、大気圧中で前記成形体に７０℃以上の水蒸気を接触させる洗浄工程を備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装面が熱可塑性樹脂からなる成形体の塗装方法であって、
前記被塗装面を塗装する前に、大気圧中で前記成形体に７０℃以上の水蒸気を接触させる洗浄工程を有することを特徴とする成形体の塗装方法。
【請求項２】
前記水蒸気は、大気中で攪拌されていることを特徴とする請求項１に記載の成形体の塗装方法。
【請求項３】
前記成形体と前記水蒸気との接触時間は、３０秒〜６０秒である請求項１又は２に記載の成形体の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装面が熱可塑性樹脂からなる成形体の塗装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、極性が低いため、塗料や接着剤との接着性が低く、被塗装面へ塗装や接着、印刷等を行うことは困難である。そのため、熱可塑性樹脂成形体の被塗装面への塗装を良好に行うために様々な検討がなされている。
例えば、被塗装面と塗料との接着性を向上させる方法、即ち被塗装面と塗料、又は接着剤との相溶性を向上させる方法として、被塗装面にプライマーを塗布してから塗料等を塗布する方法が挙げられる。
【０００３】
また、プライマーを塗布する前に、例えば１，１，１−トリクロルエタンのようなハロゲン化炭化水素溶剤で被塗装面を蒸気洗浄する方法が検討されている（特許文献１、非特許文献１，２参照）。しかしながら、ハロゲン化炭化水素溶剤は、オゾン層破壊防止の観点から、使用が制限されるようになっている。
また、特許文献２では、２５０℃以上の過熱水蒸気を用いて前処理する方法が検討されているが、２５０℃という高温では使用可能な熱可塑性樹脂が限られてしまう。
【特許文献１】特開平５−２４７２３２
【特許文献２】特開２００１−２３２２８１号公報
【非特許文献１】「塗装工学」  Ｖｏｌ．２８    Ｎｏ．３（１９９３）−１１２（３２）
【非特許文献２】「塗装工学」  Ｖｏｌ．３２    Ｎｏ．６（１９９７）−２４９（４１）等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の課題に鑑み、本発明は、成形体の被塗装面と塗料との接着性を向上させ、被塗装面への塗装を良好に行うことが可能な成形体の塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、水蒸気を用いて洗浄することにより、本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には以下のようなものを提供する。
【０００６】
本発明は、被塗装面が熱可塑性樹脂からなる成形体の塗装方法であって、前記被塗装面を塗装する前に、大気圧中で前記成形体に７０℃以上の水蒸気を接触させる洗浄工程を有することを特徴とする成形体の塗装方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、成形体の被塗装面と塗料との接着性をより向上させ、被塗装面への塗装を良好に行うことが可能な成形体の塗装方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
〔成形体の塗装方法〕
本発明に係る塗装方法は、成形体の被塗装面を塗装する前に、大気圧中で成形体に７０℃以上の水蒸気を接触させる洗浄工程を有する。成形体の被塗装面に水蒸気を接触させることにより、被塗装面に付着している汚れを除去することが可能である。これにより被塗装面と塗料との接着性を向上させることが可能となる。この洗浄工程は、大気圧中で行うことができるため、被塗装面を構成する樹脂がいかなる樹脂であっても適用することが可能となる。また、被塗装物を従来よりも低温で洗浄することが可能となるため、より簡便な方法でより安全に洗浄を行うことが可能となる。さらに、水蒸気は水洗や湯洗と異なり、洗浄後に生じる排水の量を低減することが可能となる。
被塗装面に付着している汚れとしては、離型剤、油脂類、塵材や素材から表面に偏析する各種添加物や低分子量樹脂等が挙げられる。
【０００９】
水蒸気の温度は、７０℃であり、８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましい。このような温度とすることにより、有機溶剤を使用しなくても被塗装面に付着している汚れを効率よく除去することが可能となる。これによって被塗装面と塗料との接着性をより向上させることが可能となる。
【００１０】
また、水蒸気との接触時間は３０秒〜６０秒であることが好ましく、６０秒〜９０秒であることがより好ましい。このような接触時間とすることにより被塗装面に付着している汚れを効率よく除去することが可能となる。これによって被塗装面と塗料との接着性をより向上させることが可能となる。
【００１１】
また、被塗装面に付着している汚れをより効率よく除去し、被塗装面と塗料との接着性をより向上させるために、上記水蒸気は大気中で攪拌されていることが好ましい。水蒸気を攪拌する方法としては、例えば攪拌機によって攪拌する方法や、エアーを送り込んで攪拌する方法等が挙げられる。
【００１２】
以上のような手順により被塗装面を洗浄した後に塗料で塗装していく。塗料としては、アルキド樹脂を主成分とするアルキド樹脂塗料、アクリルアルキド樹脂塗料、フタル酸樹脂塗料、メラミン尿素樹脂を主成分とするアミノアルキド樹脂塗料、メラミン焼き付け樹脂塗料、メラミン尿素樹脂塗料、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ樹脂塗料、ポリウレタン樹脂を主成分とするウレタン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料、ポリエステルウレタン樹脂塗料、酢酸ビニル樹脂を主成分とする酢酸ビニルエマルジョン塗料、アクリル樹脂を主成分とするアクリル樹脂塗料、アクリルエマルジョン塗料等が挙げられる。このうち、アクリル樹脂塗料、アクリルエマルジョン塗料、ウレタン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料を用いることが好ましく、ウレタン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料を用いることがより好ましい。
また、被塗装面の上にプライマー層及び中塗り層を形成してもよい。プライマー層を形成するプライマーとしてはメラミン系プライマー、エポキシ系プライマー、アクリル系プライマー、塩素化オレフィン系プライマー等が挙げられる。このうち塩素化オレフィン系プライマーを用いることが好ましい。
中塗りに用いられる塗料としては、多液形塗料（溶剤系塗料）等が挙げられる。このうち溶剤系塗料を用いることが好ましい。
【００１３】
塗料の塗装方法としては、刷毛塗り塗装方法、エアーレススプレー塗装方法あるいはエアースプレー塗装方法等が挙げられ、プライマー層、中塗り層および上塗り層の３層を塗装し、使用した塗料に応じて、規定された温度で焼き付けをする方法、その他電着塗装や静電塗装等が挙げられる。
【００１４】
本発明に係る塗装方法に用いられる成形体は、被塗装面が熱可塑性樹脂からなる成形体である。この成形体は、少なくとも被塗装面が熱可塑性樹脂からなるものであればよく、成形体の一部が金属や木材であってもよい。
用いる熱可塑性樹脂としては特に限定されるものでなく、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、３−メチルブテン−１、４−メチルペンテン−１などのα−オレフィンの単独重合体や、前記のα−オレフィンから選ばれる少なくとも２種類のα−オレフィンの共重合体が挙げられる。また、前記のα−オレフィンと他の不飽和単量体との共重合体が挙げられる。これらは単独重合体であっても、２種以上組み合わせた共重合体であってもよい。
上記熱可塑性樹脂として、好ましくはオレフィン系樹脂であり、より好ましくはエチ
レン系樹脂またはプロピレン系樹脂であり、さらに好ましくはプロピレン系樹脂である。
エチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等が挙げられ、プロピレン系樹脂としては、例えば、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体等が挙げられる。
【００１５】
上記熱可塑性樹脂は、上述の重合体に、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマーや、無機フィラー等を含有していてもよい。無機フィラーとしてはタルク、マイカ、ワラストナイト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、クレー、アルミナ、シリカ、硫酸カルシウム、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、酸化チタン、カーボンブラック、水酸化マグネシウム、けいそう土等が挙げられる。
熱可塑性樹脂には、必要に応じて、添加剤を含ませてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収材、滑剤、顔料、帯電防止剤、銅害防止剤、中和剤、核剤等が挙げられる。
【００１６】
熱可塑性樹脂の成形方法としては、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、射出プレス成形法等が挙げられる。さらに、圧縮成形法、ブロー成形法、射出ブロー成形法、シート成形法、熱成形（真空成形法や圧空成形法）、フィルム押出成形法等が挙げられる。
【００１７】
〔成形体の洗浄装置〕
以下、本発明に係る成形体の塗装方法の洗浄工程で用いられる洗浄装置について、図を用いて説明するが、本発明はこの洗浄装置に限定されるものではない。なお、図中同じ符号は同じ部材を示し、その説明は省略する。
図１に示されるように、洗浄装置１は洗浄容器１０と、この洗浄容器１０の外壁を覆うように設けられているマントルヒータ２０と、を備える。そして洗浄容器１０の内壁には、エアーを吹き込むための銅管１１が設けられている。また、洗浄容器１０の外壁の一部には、冷却水を流して発生した水蒸気の温度を調整するための冷却管が設けられていてもよい。
【００１８】
洗浄の際は、洗浄容器１０の容積の１／１０〜１／４程度であって、銅管１１の一部を覆うことができる量の水１２（純水及び／又は工業用水）を入れ、マントルヒータ２０で洗浄容器１０内の水１２を加熱することにより水蒸気を発生させる。そして水蒸気が発生し、洗浄容器１０内に充満したことを確認してから成形体を洗浄容器１０に入れ、洗浄する。このとき成形体は洗浄容器１０の中の水１２と接触しないような方法で洗浄容器１０に投入する。
具体的には、図２のように成形体３０をフック４０でつるす方法や、洗浄容器１０内に設けられた台の上に乗せる方法等が挙げられる。なお、台の形状は成形体との接触面積を少なくすることが可能な形状であることが好ましい。例えば、成形体との接触面がメッシュで構成されているような台が挙げられる。
【００１９】
そして、洗浄効率を向上させるために銅管１１からエアーを吹き込んで発生した水蒸気を攪拌して成形体の被塗装面に水蒸気を均等に接触させることが好ましい。このエアーの量は、攪拌された水が成形体に飛び散らない程度の量であることが好ましい。例えば、洗浄容器１０の容積が２２Ｌである装置の場合のエアーの量は４ｃｃ／ｍｉｎ〜５ｃｃ／ｍｉｎであることが好ましい。また、エアーの投入位置は、洗浄容器１０中の水１２の水面より１０ｍｍ〜３０ｍｍ低い位置であることが好ましく、１５ｍｍ〜２５ｍｍ低い位置であることがより好ましい。
エアーの投入量は、銅管１１に流量計とバルブを設け、所望の流量になるようにバルブを開閉することにより調節することが可能である。
【００２０】
洗浄容器１０中に発生した水蒸気の温度は、水１２の水面から５ｍｍ〜２００ｍｍの位置、好ましくは１０ｍｍ〜１７０ｍｍの位置で、さらに好ましくは成形体の上端と下端に対応する位置で通常の温度計を用いて測定されることが好ましい。なお、温度を測定する箇所は、１箇所であっても複数箇所であっても構わない。本実施形態では長さ１５０ｍｍの成形体を用いるため、発生した水蒸気は水面より１０ｍｍの位置及び１６０ｍｍの位置にて測定されることが好ましい。発生した水蒸気の温度の調整は、マントルヒータ２０を用いて水１２の温度を調整することにより行われる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２２】
〔実施例１〕
［試料］
塗装用試料の熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン（住友化学製、住友ノ−ブレンＡＷ５６４）用いた。これを２２０℃で射出成形し、７０×１５０×３ｍｍｔの平板を成形した。
【００２３】
［洗浄装置及び塗装］
洗浄装置として、図１に記載の洗浄装置を用いた。この洗浄装置は、内径が２３０ｍｍ、高さ５８０ｍｍのＳＵＳ製円筒容器からなる洗浄容器と、内径２４０ｍｍ、高さ３７０ｍｍのマントルヒータ（大科電器株式会社製）と、からなる。ここに、工業用水を６Ｌ入れ、水を沸騰させた。
洗浄容器内に水蒸気が充満し、水面が見えなくなったのを確認した後に、上記試料を投入する。試料は端部に穴を開け、そこにフックをかけて吊るした。このときの水蒸気の温度は７０℃（水温９５℃）であり、洗浄時間は３０秒であった。
【００２４】
洗浄後の試料の表面に、プライマー（三井化学株製ユニスト−ルＰ４０１）を１０μｍの厚みになるように塗布した。そして中塗り塗料（日本ビ−ケミカル社製  Ｒ２７１）を１００μｍ〜１５０μｍの厚みになるように塗布した。これを８０℃で２０分間保持して焼き付けを行った後に室温で２４時間以上放置して乾燥させた。
【００２５】
［ピール強度の測定］
上記の試料を２３℃、引っ張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件下でピール強度（ＪＩＳ  Ｋ５４００）を測定した。
【００２６】
〔実施例２〕
試料を洗浄する際に、銅管からエアーを投入して洗浄を行った以外は実施例１と同様の手順で試料を洗浄し、塗装を施した。このときのエアーの投入量は、５ｃｃ／ｍｉｎであった。
【００２７】
〔比較例１〕
試料を洗浄せず、流水（純水）に５秒低度さらす以外は、実施例１と同様の手順で試料を洗浄し、塗装を施した。
【００２８】
〔比較例２〕
試料を洗浄せず、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で脱脂する以外は、実施例１と同様の手順で試料を洗浄し、塗装を施した。
【００２９】
〔比較例３〕
試料を洗浄せず、純水で脱脂する以外は、実施例１と同様の手順で試料を洗浄し、塗装を施した。
【００３０】
〔比較例４〕
試料を洗浄しない以外は、実施例１と同様の手順で試料を洗浄し、塗装を施した。
【００３１】
表１は各試料のピール強度を示した図である。これより本発明に係る塗装方法が、被塗装物表面と塗膜の密着性の改善に有効であることが示された。
【表１】
2009106830.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は洗浄工程で好ましく用いられる洗浄装置を示す図である。
【図２】図２は成形体の洗浄を行っている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    洗浄装置
１０    洗浄容器
１１    銅管
１２    水
２０    マントルヒータ
３０    成形体
４０    フック
【図１】
2009106830.tif 000003
【図２】
2009106830.tif 000004