JPH0753743A - 樹脂成形品用塗装前処理剤 - Google Patents

樹脂成形品用塗装前処理剤

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JPH0753743A
JPH0753743A JP5219176A JP21917693A JPH0753743A JP H0753743 A JPH0753743 A JP H0753743A JP 5219176 A JP5219176 A JP 5219176A JP 21917693 A JP21917693 A JP 21917693A JP H0753743 A JPH0753743 A JP H0753743A
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acid
coating
agent
resin molding
present
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JP5219176A
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Kazunari Hamamura
一成 浜村
Masahiro Motosawa
正博 本澤
Osamu Furuyama
治 古山
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • C08J7/14Chemical modification with acids, their salts or anhydrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/101Pretreatment of polymeric substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
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    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 分子構造中にアルキル基を含有しないカルボ
ン酸、オキシカルボン酸から選ばれる少なくとも1種を
0.05重量%以上必須成分として含む水溶液からなる
ことを特徴とする樹脂成形品用水系塗装前処理剤。 【効果】 本水系塗装前処理剤で樹脂成形品を処理する
と、樹脂成形品に含有する内部添加剤の表面ブリードを
抑制でき、塗装表面の経時変化が抑制され、塗装性能の
安定性を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に用いられる
ポリプロピレン、ポリウレタン等の樹脂成形品、例えば
バンパーに適用される樹脂成形品用水系塗装前処理剤に
関する。
【0002】
【従来技術】従来、自動車のバンパー等に用いられる樹
脂成形品は射出成形により製造される。ポリウレタンの
ような型と密着しやすい樹脂は、成形の際にワックス系
の外部離型剤を型表面に塗布する他、樹脂内部にステア
リン酸亜鉛等の金属石鹸をあらかじめ内部離型剤として
充填する場合が多い。また樹脂内部には強度向上、塗装
密着性向上、耐候性向上等の目的で、内部離型剤以外に
種々の添加剤が配合されている。そのため成形時に内部
離型剤はじめ疎水性の強い内部添加剤が一部表面にブリ
ードする。外部離形剤やブリードした内部添加剤が表面
に存在すると塗装後に塗膜の密着性が劣化し、また塗装
はじきの原因となり塗膜外観性を劣化する。このため塗
装前処理としては、ゴミ、油等成形後付着した汚れを除
去するだけではなく、外部離型剤や表面にブリードした
内部添加剤の除去が重要となる。
【0003】従来、樹脂成形品の塗装前処理としては、
1,1,1−トリクロロエタン、フロン等の溶剤洗浄が
主に用いられてきた。これらの処理は離型剤を溶解除去
でき、乾燥も容易で作業性に優れるものであった。しか
しながら公知のごとく、環境問題から代替前処理方法の
開発が急務となっている。代替の前処理方法として、酸
系及びアルカリ系の水系洗浄剤、溶剤乳化型洗浄剤によ
る洗浄が検討されてきた。しかしこれらの方法は、溶剤
洗浄と違ってリンス工程が必要であり、そのため乾燥工
程が必要となる(特開平4−27472.5−3949
9)。しかしながら洗浄で表面の離型剤を落としても、
乾燥工程で内部離型剤や疎水性の強い内部添加剤が表面
にブリードするので、乾燥温度を低めに保たねばならず
乾燥時間がかかり設備が大型化する。また洗浄処理後塗
装までの時間が長いと、室温でも徐々に内部離型剤や疎
水性の強い内部添加剤が表面にブリードし、塗装性に影
響するので、洗浄後塗装を速やかに行わなければならな
い。このように、従来、樹脂成形品に含有する内部添加
剤が表面にブリードした場合の内部添加剤の除去につい
ては検討されているが、内部添加剤が表面でブリードす
ること自体を抑制することについては検討されていなか
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂成形品
の水系塗装前処理した後の、乾燥工程や経時に於ける樹
脂内部添加剤の表面ブリードすることを抑制しようとす
るものである。すなわち、乾燥温度を高めることによる
設備のコンパクト化及び、塗装ハジキ性や塗装密着性の
塗装性能の向上、特に塗装表面の経時変化を抑制するこ
とによる、塗装性能の安定性を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは特定された
有機酸を含む水溶液で樹脂成形品を表面処理することに
よって、樹脂内部添加剤の表面ブリードを抑制して塗装
表面の経時変化を抑制し、塗装性能の安定性が図れるこ
とを見い出し本発明を完成させた。
【0006】すなわち、本発明は、分子構造中にアルキ
ル基を含有しないカルボン酸、オキシカルボン酸から選
ばれる少なくとも1種を0.05重量%以上必須成分と
して含む水溶液からなることを特徴とする樹脂成形品用
水系塗装前処理剤を提供する。
【0007】以下本発明の構成を詳述する。本発明の樹
脂成形品用水系塗装前処理剤(以下塗装前処理剤と略
す)は、分子構造中にアルキル基を含有しないカルボン
酸、オキシカルボン酸から選ばれる少なくとも1種を必
須成分として含有する水溶液であることを最も重要な特
徴とする。ここで、分子構造中にアルキル基が含有しな
いとは、Cn2n+1−のような末端基が分子内に存在し
ないことである。
【0008】アルキル基を含有しないカルボン酸の具体
例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸が挙げられる。アルキル基を含有しない
オキシカルボン酸の具体例としては、オキシカルボン酸
として、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸が
挙げられる。
【0009】アルキル基を含有しないカルボン酸、オキ
シカルボン酸から選ばれる少なくとも1種の水溶液中の
含有量は0.05重量%以上が好ましい。さらに好まし
くは0.1重量%以上である。0.05重量%以下では
樹脂成形品に含有する内部添加剤の表面ブリード抑制効
果はない。
【0010】以上のように、本発明ではアルキル基を含
有しないカルボン酸、オキシカルボン酸から選ばれる少
なくとも1種を含有する水溶液が樹脂成形品に含有する
内部添加剤の抑制に効果があるが、ゴミ、油等の成形後
に付着した汚れを除去するのには界面活性剤が使用され
る。使用される界面活性剤は、本発明の塗装前処理中
に、上記本発明で特定した有機酸と共に含有させ使用し
てもよいし、又はあらかじめゴミ、油等の汚れを界面活
性剤のみを含む液で除去し、その後本発明の界面活性剤
を含まない塗装前処理剤で除去してもよい。
【0011】使用される界面活性剤は、樹脂の種類、ゴ
ミ、油等の付着状況等の目的に応じて、その種類、使用
量は選定され、特に限定されるものではない。
【0012】また、本発明の塗装前処理剤は、界面活性
剤の他、必要に応じて他のビルダーを添加してもよい。
本発明は、上記した特定の有機酸を含有する水溶液であ
る。
【0013】本発明の塗装前処理剤はスプレー処理、浸
漬処理いずれも可能である。また液温は本発明の効果す
なわち内部添加剤のブリード抑制のためには特定されな
い。しかし、界面活性剤を本発明の塗装前処理剤に含ん
でいる場合において油、ゴミ等を界面活性剤で除去する
目的のためには、その付着状況等に応じて適性な温度が
決定される。
【0014】
【作用】本発明の水系前処理剤で処理すると、樹脂表面
の表面自由エネルギーが増大する。この効果は処理後水
洗されても失われないし、乾燥時または乾燥後経時して
も劣化しない。内部添加剤の表面ブリード抑制効果は、
樹脂表面の表面自由エネルギーを増大することによると
思われる。本発明が特定した有機酸は分子内にアルキル
基を含有しないものであるが、アルキル基を含有するも
のは、処理直後は表面自由エネルギーを増大するが、乾
燥や経時によって劣化する傾向となる。このためアルキ
ル基を含有した有機酸を使用すると、塗装性が向上しな
い。また本発明の塗装前処理を施す表面自由エネルギー
を増大するので、水液の濡れ性が向上し乾燥性が良好と
なる。
【0015】
【実施例】以下に、実施例を比較例と共に示し、本発明
を具体的に説明する。 1)供試剤 ・アミン硬化ポリウレタン材(バンパー材) 外部離型剤:酸化ワックスタイプ 内部離型剤:ステアリン酸亜鉛 ・硬質ポリプロピレン材(バンパー材)
【0016】 2)前処理剤組成 (前処理剤1)(本発明の塗装前処理剤に相当) 硫酸 3重量% ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 0.5重量% (EO付加モル) 有機酸 表1参照 水 残部
【0017】 (前処理剤2)(本発明の塗装前処理剤に相当せず) 硫酸 3重量% ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 0.5重量% (HLB:12) 水 残部
【0018】 (前処理剤3)(本発明の塗装前処理剤に相当) 有機酸 表1参照 水 残部
【0019】 (前処理剤4)(本発明の塗装前処理剤に相当) ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル 0.5重量% (HLB:12) 有機酸 表1参照 水 残部
【0020】 3)処理方法 A法;前処理剤1による処理 180秒 80℃ ↓ 水洗 30秒 常温 ↓ 純水洗 30秒 常温 ↓ 水切り乾燥 10分 80及び120℃
【0021】 B法;前処理剤2による処理 180秒 80℃ ↓ 水洗 30秒 常温 ↓ 前処理剤3による処理 10秒 常温 ↓ 純水洗 30秒 常温 ↓ 水切り乾燥 10分 80及び120℃
【0022】 C法;前処理剤4による処理 180秒 80℃ ↓ 水切り乾燥 10分 80及び120℃ (前処理剤処理及び水洗はスプレー処理で行った。)
【0023】4)塗装 前記前処理を行った材料に下記放置条件で放置後塗装を
施した。 放置条件1;前処理後12時間以内に塗装 放置条件2;前処理後5日に塗装
【0024】(プライマー) アミン硬化 ポリウレタン材 ;ソフレックス1000 (関西ペイント株式会社製) 焼き付け条件−110℃、15分 膜厚−15〜20μm 硬質ポリプロピレン材 ;ソフレックス2500 (関西ペイント株式会社製) 焼き付け条件−100℃、10分 膜厚−15〜20μm
【0025】(上塗り塗装) 両材料共 ;ソフレックス1200 (関西ペイント株式会社製) 焼き付け条件−120℃、20分 膜厚−35〜40μm
【0026】5)評価試験方法 (接触角)前処理、水切り乾燥、放置後に供試剤表面に
蒸留水を一滴たらし、ゴニオメーター式接触角計により
測定した。接触角が小さい程表面エネルギーは低く塗装
性は良好となる。
【0027】(耐水2次密着性)塗装後24時間放置
後、各塗装材料表面に2mm角のゴバン目を100マス
鋭利なカッターで切り込み、温度40℃の脱イオン水に
240時間浸漬後、セロテープをゴバン目切込み部に密
着させ、急激に剥離した時の塗膜マス目の残存個数で評
価した。残存個数が多い程密着性は良好である。
【0028】(塗装ハジキ試験)プライマー塗装後の外
観を目視で評価した。評価は次に示す○、△、×の3段
階で行った。 ○;プライマーハジキが認められない。 △;ユズ肌状のハジキが認められる。 ×;素地が見えるハジキも認められる。
【0029】性能評価結果を表1に示す。表1の結果か
ら次のことが言える。 本発明の実施例1〜6は、比較例1〜7に比べて高温
塗装焼き付け条件に於いても、塗装前処理後、経時して
も接触角は低く変化が少ない。また耐水2次密着性も良
好であり、塗装ハジキも見られない。このような特性が
良好なことは、樹脂成形品の内部添加剤のブリードが抑
制されていることを示している。 また、本発明の実施例1〜6において、A法、B法及
びC法の処理方法の差による初期接触角、接触角の経時
変化、耐水2次密着性、塗装ハジキ性の差はない。すな
わち、界面活性剤は、本発明の塗装前処理剤に含有させ
てもよく、また含有させずに、あらかじめ界面活性剤の
みを含む液で処理して後、界面活性剤を含有しない本発
明の塗装前処理剤で処理してもよいことを示している。 比較例1〜2に示す有機酸無添加の場合は実施例1〜
6に比べて、初期接触角、接触角の経時変化、耐水2次
密着性、塗装ハジキ性全てにおいて劣る。 比較例3〜4は、アルキル基を有しない有機酸濃度が
0.01〜0.03重量%と実施例1〜6の0.05〜
2.0重量%に比べて低い場合で、初期接触角、接触角
の経時変化、耐水2次密着性、塗装ハジキ性全てにおい
て劣る。すなわち有機酸濃度に関して0.05重量%に
おいて、本発明の効果を奏するか否かの臨界値が存在す
ることを示している。 比較例5〜7に示すアルキル基を有する有機酸の場
合、有機酸濃度が0.5〜2.0重量%であるにもかか
わらず実施例1〜6と比べて、初期接触角はそれ程差は
ないが、接触角の経時変化、耐水2次密着性、塗装ハジ
キ性において劣る。
【0030】
【発明の効果】本発明の水系塗装前処理剤で樹脂成形品
を処理すると、樹脂成形品に含有する内部添加剤の表面
ブリードを抑制できる。これによって高温乾燥を可能と
し乾燥時間を短縮できるので設備のコンパクト化が可能
となると共に、表面の経時変化を抑制するので塗装性能
の安定が得られ作業性も向上するという、優れた効果が
得られる。
【0031】
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子構造中にアルキル基を含有しないカ
    ルボン酸、オキシカルボン酸から選ばれる少なくとも1
    種を0.05重量%以上必須成分として含む水溶液から
    なることを特徴とする樹脂成形品用水系塗装前処理剤。
  2. 【請求項2】 前記アルキル基を含有しないカルボン酸
    がシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸又はアジ
    ピン酸であり、前記アルキル基を含有しないオキシカル
    ボン酸がグルコール酸、リンゴ酸、酒石酸又はクエン酸
    である請求項1記載の樹脂成形品用水系塗装前処理剤。
JP5219176A 1993-08-11 1993-08-11 樹脂成形品用塗装前処理剤 Pending JPH0753743A (ja)

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US08/596,249 US5750198A (en) 1993-08-11 1994-08-09 Composition and process for prepainting treatment of plastics
PCT/US1994/008696 WO1995004608A1 (en) 1993-08-11 1994-08-09 Composition and process for prepainting treatment of plastics
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