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技術解説−2
自動車バンパー向けプラスチック用塗料『プラニットシリーズ』の現状

自動車バンパー向けプラスチック用塗料『プラニットシリーズ』の現状
Present Situation of Technology
on Paints for Plastics "PLANITTO Series"
used for Automobile Bumper
工業塗料本部 工業塗料第一部
Industrial Coating Department-1
Market Development Division

鈴木勇

Isamu SUZUKI

1．はじめに均

山賀 皇記

Hitoshi KIHALA

木原Koki YAMAGA

2．ポリプロピレンバンパー塗装用プライマーの開発

１９７０年代に初めてアメリカでプラスチックバンパーが登場した。国内では１９７８年に大手自動車メーカーにウポリプロピレンは無極性で素材の表面エネルギーが小レタンバンパーが採用されたのが最初である。これを機

さく密着性の悪い材料である。
しかし、塩素化ポリプロピに国内自動車メーカー各社はプラスチックバンパーを大レン樹脂が開発されてからプライマーの設計が可能とな幅に採用していった。
この背景には米国連邦安全基準
（Ｆった。

ＭＶＳＳ）
による規制がある。

また、ポリプロピレン素材の方からもエラストマー変性

プラスチックバンパーは安全性のみならず車体の軽量等により塗料の密着性改良検討がすすめられてきた。

化による燃費低減、防錆化、成形加工時のデザインの自プライマーの設計においては塩素化ポリプロピレン樹由性、一体成形によるコスト低減など利点は大きい。

脂の塩素化率が非常に重要である。一般的に塩素化

当初、米国安全基準（Ｐａｒｔ５８１）をクリヤーするため、率が大きくなるとポリプロピレン素材に対する密着性がバンパー素材として低温衝撃性、低線膨張率にすぐれ悪くなり、塩素化率が小さくなると密着性は良くなるが溶たウレタン材料が使用された。
しかし、コスト、生産性、リ剤に対する樹脂の溶解力が急激に低下して塗料の低サイクル性等によりすぐれたポリプロピレン化の動きが急温安定性が悪くなる。

速に進み、１９７９年には低線膨張率のエラストマー変成

プラニット＃５５プライマーは塩素化ポリプロピレン樹脂

ポリプロピレン（ＴＰＯ）が開発されてウレタンバンパーかの塩素化率を調整してポリプロピレン素材に対する密着らポリプロピレンバンパーへと変わっていった。

性と塗料安定性をバランスよく設計した塗料である。

当社もプラスチックバンパーの出現にあわせてバンパ

当初ポリプロピレンバンパーの塗装は前処理としてトリー用上塗塗料及びポリプロピレン塗装用プライマー等のクロルエタンの蒸気洗浄がおこなわれポリプロピレン素材開発を行い市場の動きに対応してきた。の表面をエッチングしてプライマーの密着を助けていた。
しかし、
１９９５年にトリクロルエタンの使用全廃が決定されて洗浄レスプライマーの開発が必要となった。洗浄レスプライマーを開発するために塩素化ポリプロピレン樹脂の塩素化率を低くし、低分子量のエラストマーを添加してポリプロピレン素材へのぬれを向上させて密着性を25あげた。また、塗料の安定性に関しては塩素化ポリプロ3．バンパー用上塗塗料の開発

ピレン樹脂の融点を下げ、アクリル樹脂の変性量を調整
バンパー用上塗塗料に要求される性能は耐候性、耐して溶剤に対する溶解力をあげた。
又、自動車メーカーによってはプライマーの耐ガソホー
ル性（ガソリン／メタノール＝９０／１０Ｖｏｌ%の混合液に塗膜を常温で３０分浸せきしてプライマーの膨潤が一定限度内であること）が要求されるため、塩素化ポリプロピ
レン樹脂の低分子量成分を特殊な溶剤で洗い落として分子量分布を高分子領域でシャープにし耐ガソホール性を解決した。
こうして開発したのがプラニット＃５４３プラ

薬品性等の塗膜品質がボディーと同等でしかも先に述
べた米国安全基準Ｐａｒｔ５８１をクリヤーする為の低温衝撃性が必要である。ＤＮＴバンパー用塗料プラニット＃８００（ソリッドカラー）及びプラニット＃７３２／＃７５０（２コート１ベークメタリックカラー）はこれらの要求を満足する。
表２にその塗膜性能をまとめた。
表2

バンパ−用上塗塗料の塗膜性能イマーである。
表１にポリプロピレン塗装用プライマーの商品とその特性能項目性をまとめた。

試験条件

表1 ポリプロピレン塗装用プライマーの商品とその特性
プラニット＃55
プライマー

商品名

プラニット＃543 プラニットE＃543プライマー
プライマー

前 処 理はトリク 前 処 理は水 系 プラニット＃543
ロルエタン蒸気 パワーウォッシュ プライマーに静開発コンセプト 洗浄が前提/ 耐ガソホ−ル 電塗装用として性 要 求 基 準を の導電性を付与
満足することアクリル変性
アクリル変性塩素化ポリプロピレ
塩素化ポリプロ ン樹脂
ピレン樹脂
塩素化率 20％
塩素化率24.5％ Tg
28℃
Tg
35℃ エポキシ樹脂/低分量エラストマー
エポキシ樹脂樹脂
組成

導電性カーボン
二酸化チタン
二酸化チタンブラック
カーボンブラック カーボンブラック
二酸化チタン顔料※

ピ−リング強度
表面抵抗値

商品名
プラニット＃800 プラニット
1コートソリッド ＃732/＃750
2コート1ベーク
カラー（塗色：ホワイト）メタリックカラー（塗色：シルバーメタリック）

クロスヘッドスピード
引張り強度 50mm/min

230〜250

破断伸び率 同上

100〜120％90〜110％90＜90＜100／100

100／100

合格

合格

光沢

60度鏡面光沢

初期密着性 2mmゴバン目
低温衝撃性 -30℃/1/2 /500 /50㎝
低温屈曲性 -30℃/50㎜φ

10800gf/cm＜1010 Ω

10 Ω

800gf/cm＜710 Ω

250〜270/

合格

合格

40℃温水 外観

異状なし

異状なし

×240Hrs 二次密着性

100／100

100／100

50℃
外観
98％RH
耐湿性
×240Hrs 二次密着性
5％H2SO4 0.2ml
耐酸性
RT×240Hrs
0.1N NaOH 0.2ml
耐アルカリ性 RT×240Hrs

異常なし

異常なし

100／100

100／100

合格

合格

合格

合格

90％＜95％＜1.0＞

0.8＞

耐水性

※

800gf/cm＜/促進耐候性

SWOM 光沢保持率
1200Hrs 色素（△E※）※ＰＰ素材：高剛性グレード
上塗塗料：プラニット＃800ホワイト、乾燥条件：100℃×30分※ポリッシュ後測定※テストピース作成条件：高剛性PP素材→水系洗浄→プラニット＃543プライマーw/w→上塗塗料→乾燥（100℃×３０分）

一方、バンパー用塗料もボディー用塗料と同様塗着効

しかし、
１９９０年代バブル崩壊以降、自動車メーカー各率向上によるコスト低減及びＶＯＣ削減を目的とした静社からのコスト低減要求が厳しくなりバンパー用塗料に電塗装化の方向に進んでいる。プラスチックの静電塗装

関しては１コート化、１液化、プライマーレス化等の開発を

７

は表面抵抗値が１０Ω以下であればすみやかに放電が行われ静電塗装が可能となる。
プラニットＥ＃５４３導電性プライマーはこの要求を満足し、自動車メーカーのバンパー用静電塗装プライマーとして使用されている。

行い現在に至っている。
図１にバンパー用塗料のコスト低減に関する開発内容をまとめた。
現在、バンパー用塗料として最も多く使用されているのは１液ベース／２液クリヤータイプ（図１-２）であり、一部

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自動車バンパー向けプラスチック用塗料『プラニットシリーズ』の現状

26の自動車メーカーでは１液ベース／１液クリヤータイプ（図図２にバンパー用ソリッドの商品体系をまとめた。

１-３）も採用されている。
図1-1
2液ベース/2液クリヤー#750クリヤー#732カラーベース#543プライマー

図1-2
1液ベース/2液クリヤー
ベー
ス
1液化

#450クリヤー#400カラーベース#543プライマー

ク
リ
ヤー
1液化

図1-3
1液ベース/1液クリヤー

プラニット＃800

プラニット＃350#350クリヤー

2液形
1コートソリッド

1液形
1コートソリッド#400カラーベース

1液ベース/2液クリヤー
2コート1ベークソリッド#543プライマー

図2
1コート化

プラニット＃450
プラニット＃400

プライマ−レス化

プライマ−レス化

バンパ−用ソリッドの商品体系

次にプラニット＃４５０クリヤーでは、耐汚染性の向上と

図1-4

図1-5

図1-6

ハイソリッド化によるＶＯＣ削減を行った。耐汚染性向上#500 1コートメタリック#450クリヤー#350クリヤーに関してはモノマー組成の一部変更と塗膜のＴｇ及び#543プライマー#6000カラーベース#6000カラーベース

図1

バンパ−用塗料（プラニット）の各種塗料タイプと塗装工程

１液化の手法はポリオールの反応性を調整し、架橋剤として低温硬化形ブロックイソシアネートと低温硬化形メラミンを使用している。
２液タイプの塗料を１液化すること架橋密度のアップを行い、ハイソリッド化に関しては主剤アクリルポリオールおよび硬化剤イソシアネートの低分子量化で自動車メーカーの要求するＶＯＣ４５０ｇ/Ｌ以下を達成した。
図３および表３にバンパー用クリヤーの系統図とその特性をまとめた。

により主剤／硬化剤材料トータルコストの低減及びポットライフフリーによる廃棄塗料削減等のメリットが得られる。
しかし、１コートメタリック（図１-４）
は外観が２コート１ベ

プラニット＃732
クリヤーークタイプに劣りしかもポリッシュによる補修性が難しい。又、プライマーレスタイプ（図１-５）は工程短縮という面ではメ補修性向上

プラニット＃450
クリヤー

ハイソリッド化

耐汚染性向上

プラニット＃450C
クリヤー

リットはあるが塩素化ポリプロピレン樹脂の特性により塗料の低温時の作業安定性が劣りしかも塩素によるアルミ

プラニット＃450
HNVクリヤーの変色防止のためのコーティングアルミを使用しなければならない等の技術的課題がある。

図3

バンパ−用クリヤーの系統図

２液クリヤーに関しては自動車メーカーの低温衝撃性に対する要求が緩和されたため量産性を加味し、ポリッ

バンパー用塗料でもうひとつ大切なのはボディーとのカシュによる補修性を重視したプラニット＃４５０クリヤーをラーマッチングである。最近の色調は彩度、明度だけで開発した。又、プラニット＃４５０ ２液クリヤーのコスト低減なく透明感、輝度感、フリップ／フロップ性などを表現したとして１液クリヤー（プラニット＃３５０）を開発した。

ものが多く、ボディーとのカラーマッチングを難しくさせて２液ソリッド（プラニット＃８００）のコスト低減としては１液ソリッド（プラニット＃３５０）を開発し自動車メーカーで採用されている。

いる。
又、ボディーとバンパーでは塗装機器、塗装条件等が異なると、アルミ等の光輝材の配向に差が出て同じ光輝

しかし、今後の方向としては高外観、高耐久性、耐汚材と顔料の組成でも色調が一致しないという状況に陥っ

染性およびポリッシュによる補修性等が重視されてソリッている。当社バンパー用塗料はアルミの粒径、形状及びド色も１液ベース／２液クリヤー化の方向に進んでいる。

顔料の種類、濃度をＣＣＭ（コンピューターカラーマッチング）

当社のプラニット＃４００ソリッド／＃４５０クリヤーもバンパを有効に活用しながらボディーとのカラーマッチングを行ー用塗料として実際に採用されている。っている。

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表3

バンパ−用クリヤーの特性
商品名

プラニット＃732
クリヤー

プラニット＃450
クリヤー

プラニット＃450
Cクリヤー

プラニット＃450
HNVクリヤーアクリルポリオールの分子量（Mn）

8000

8000

8000

3500

塗膜のTg

30℃

53℃

64℃

50℃

1.0×10−3

1.1×10−3

1.9×10−3

1.4×10−340％42％42％

57％

塗膜外観（PGD）

0.4〜0.6

0.5〜0.7

0.5〜0.7

0.8〜1.0

低温衝撃性

−30℃

−20℃

−10℃

−20℃

塗膜、素材の割れなし

塗膜は割れるが素材の割れなし

塗膜は割れるが素材の割れなし

塗膜は割れるが素材の割れなし

3.0〜4.0

3.0〜4.0

1.0＞

1.0〜1.2

光沢保持率※

95％＜95％＜95％＜95％＜

色差（△E）※

0.8＞

0.8＞

0.8＞

0.8＞

塗膜の架橋密度（mol/ml）
塗装時固形分低温屈曲性 -30℃/50㎜φ
カーボン汚染性（△E）

沖縄バクロ
24ヶ月

※塗色はシルバーメタリック、ポリッシュ後測定

4．バンパー用塗料の今後の方向性
今後、ボディー用塗料同様バンパー用塗料も環境対応とコスト低減をバランス良く調和させながら開発を行う必要がある。塗料のコスト低減に関しては主に１液化で対応してきたが、塗装面では静電塗装による塗着効率アップが大きくクローズアップされ、各自動車メーカーで採用の方向にある。
当社もこれにあわせて導電性プライマーの開発等バンパー用塗料の静電塗装化対応を行ってきた。また静電塗装は環境対策としてのＶＯＣ削減にも大きく寄与し、ハイソリッド化とあわせて効果的である。ハイソリッド化の場合は従来の塗装設備を変更することなく使用できるという点でメリットがある。
しかし、自動車塗装における有機溶剤の排出量は、メタリックベースが全体の約３０％を占めるため、２００５年頃にはバンパー用メタベースも水系塗料が採用される見方が大きい。当社も水系バンパー用プライマー及び水系メタリックベースの開発を行いこれに備えている。