JPH02250999A - アルミニウムホイールの塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ル（以下、「アルミホイール」と略称する）の塗装方法
に関する。

従来、自動車用ホイールは主にスチール製であったが、
近年、軽量化、防食性、意匠性などのすぐれたアルミニ
・ム合金鋳物製に替わりつつある。そして、該アルミホ
イールには、美粧性や耐候性などを高めるために、例え
ば、透明もしくは着色した有機溶剤型熱硬化性アクリル
樹脂系塗料などが１回もしくは２回以上塗り重ねによっ
て塗装されている。

しかしながら、アルミホイールにはデザインを良くする
ため数多くの鋭角的な突起部分を有しており、かかる素
材に上記従来のアクリル樹脂系塗料などを塗装すると、
平坦部の美粧性などは向上するが、尖った鋭角的な部分
（以下「エツジ部」と略称することがある。）では塗膜
の焼付中に塗料が流動して塗膜が形成されに（（、その
ためそのエツジ部から糸状の錆が発生、進行して美粧性
を著しく失うという重大な欠陥を有している。これらの
欠陥の解決方法としてエツジ部を研摩して鋭角部をなく
するのが効果的であるが工数がかかりすぎるため生産ラ
インへの組入れが難しく、しかも、研摩すること自体デ
ザイン的に好ましくないこともある。さらに、アルミホ
イール用塗料には、アルミニ・ム独特の意匠感を損なわ
ないために塗膜の透明性を阻害する着色顔料を配合する
ことが困難であるという制約もある。

そこで本発明者等は、上記の欠陥を解消し、エツジ部に
塗着した塗料が焼付中に流動することなく、エツジ部の
塗膜形成性が良好で、しかも透明性、耐衝撃性、耐候性
、平滑性、付着性および物理的性質などのすぐれた塗膜
を形成するアルミホイールの塗装方法の開発を目的に鋭
意研究を行なった。

その結果可どう性に優れた熱硬化性樹脂に特定の超微粉
末シリカを特定量配合したアニオン電着塗料を下塗りし
、次いで特定の組成を有する熱硬化型アクリル樹脂塗料
を上塗り塗装することにより上記目的を達成でき、本発
明を完成した。

すなわち１本発明は、（Ａ）伸び率が３０％（２０℃）
以上、ガラス転移温度が一２５〜６０℃である熱硬化性
樹脂１００重量部あたり、粒径５ｍμ〜５μの透明性微
粉末シリカを２〜３５重量部含有してなるアニオン型電
着塗料を電着塗装し、次いで、（Ｂ）伸び率が３〜３０
％（２０℃）、ガラス転移温度が６０〜１３０℃である
塗膜を形成する熱硬化性アクリル樹脂塗料を塗装するこ
とを特徴とするアルミホイールの塗装方法に関する。

本発明の特徴はアルミホイールを上記（Ａ）および（Ｂ
）の塗料で塗り重ねるところにあり、その結果、上記し
た欠陥がすべて解消され、目的を達成できた。すなわち
、塗料（Ａ）による塗膜は、上記特定の物性値を有する
樹脂を必須成分としているのでたわみ性および付着性が
著しくすぐれており、そのために、走行中に小石などが
当ってもそのエネルギーは該塗膜内に吸収されてワレや
ハガレなどを防止でき、しかも糸サビの発生も認められ
ない、また、特定の微粉末も配合しているので、該塗料
（Ａ）による電着塗膜は著しいチクソトロピー性を呈し
熱流動性は小さい。しかも、その塗膜を硬化するために
高温で焼付けても特にエツジ部に塗着した塗料（Ａ）は
熱流動することが少ないのでエツジ部への被覆性が優れ
ている。

上記微粉末を配合しない場合は、塗着塗料の粘度やチク
ソトロピー性が低く流動性が大きいため焼付工程で熱流
動しエツジ部への被覆は殆ど期待できない。

また、塗料（Ｂ）は、塗料（Ａ）との付着性がすぐれ、
しかも耐候性、硬質性、可とう性、耐久性なども良好で
ある。

その結果、上記塗料（Ａ）およびＣＢ）を塗り重ねてな
る本発明の方法によって得られる塗膜は、アルミホイー
ルのエツジカバー性が改善され、その部分からの系鋼な
どの発生は殆ど認められす、しかも、形成塗膜を無色透
明にできるためウ アルミニ・ムが有する独特の金属感を阻害することが全
くなく、しかも平滑性、耐候性、付着性、物理的性能な
どもすぐれている。

次に、本発明の方法についてさらに詳細に説明する。

ウ アルミホイール：アルミニ・ム合金鋳物製の自動車用ホ
イールで、本発明が目的とする塗装方法の被塗物であっ
て、ショットＯラスト処理、切削加工が実施されること
が多い。その後、クロム系、ノンクロム系の化成処理（
表面処理）がなされる。

塗料（Ａ）：伸び率が３０％（２０℃）以上、ガラス転
移温度が一２０〜６０℃である熱硬化性樹脂１００重量
部あたり、粒径５ｍμ〜５μの透明性微粉末シリカを２
〜３５重量部含有してなるアニオン型電着塗料で、上記
アルミホイールに後記の塗料（Ｂ）に先立って電着塗装
する塗料である。

塗料（Ａ）で用いる上記熱硬化性樹脂は、該樹脂のみか
らなる硬化塗膜の伸び率およびガラス転移温度（Ｔｇ）
が上記範囲内に含まれていることが必要である。すなわ
ち、伸び率は２０℃において、３０％以上、好ましくは
５０〜６００％、より好ましくは１００〜４００％で、
Ｔｇは一２５〜６０℃、好ましくは一２０〜５５℃、よ
り好ましくは−ｌＯ〜５０℃の範囲内である。伸び率お
よびＴｇがこの範囲内に含まれる樹脂を必須成分とする
塗膜は、たわみ性、付着性などが良好で糸サビ発生が殆
どな（、小石などが衝突しても塗膜にワレ、ハガレなど
の発生を防止でき、しかも、環境が高温−低湿、高湿−
低湿に変化しても付着劣化が殆ど認められない。したが
って、伸び率が上記範囲から逸脱したり、Ｔｇが６０℃
より高くなると湿度や温度が急激に変化する環境下で付
着劣化が発生し、一方、Ｔｇが一２５℃より低くなると
、塗膜が軟質すぎ小石などが衝突すると傷がつき易く実
用上問題がある。

まず、熱硬化性樹脂は常温もしくは加熱によって三次元
に架橋硬化反応する組成物で、主に基体樹脂と硬化剤と
からなっており、該両成分の反応硬化生成物（塗膜）の
伸び率およびＴｇが上記範囲内に含まれていることが必
要である。

具体的には、基体樹脂としてアクリル樹脂、ポはメラミ
ン樹脂、尿素樹脂（いずれもメチロール化物、アルキル
エーテル化物も含む）、ポリイソシアネート化合物（ブ
ロック化物も含む）、エポキシ樹脂などが使用できる。

このうち、耐候性。

透明性のすぐれたアクリル樹脂系、ポリエステル樹脂系
などが好適である。

熱硬化性樹脂による上記範囲内への物性値の調整は、該
両成分の組成、架橋性官能基量、配合比率、硬化方法な
どを適宜選択することによって容易に行なわれる。

次に、塗料（Ａ）に用いる微粉末シリカは、該塗料（Ａ
）による電着塗膜の熱流動を抑制させるためのもので、
粒径は５ｍμ〜５μ、好ましくは５〜５０ｍμ（０，０
０５〜０：０５μ）、特に好ましくは５〜２３　ｍ　ｕ
　（０，００５〜０．０２３　ｕ　）のものを９０重量
％以上含有する微粉末である。ここで、シリカは微粉け
い酸もしくはホワイトカーボンと称されるもので、塗料
に配合する体質顔料として知られている０粒径が５ｍμ
より小さ（なると粘度およびチクソトロビック性が高す
ぎて、塗料の製造および塗装作業性が著しく低下し、一
方、５μより大きくなるとチクソトロビック性が低下し
エツジ部の被覆性が不十分となるので、いずれも好まし
くない。

また、これらの微粉末の配合量は、上記熱硬化性樹脂１
００重量部（固形分）あたり、２〜３５重量部、好まし
くは１５〜２５重量部であって。

２重量部より少な（なるとエツジ部の被覆性が十分でな
く、３５重量部より多くなると仕上がり外観が低下する
のでいずれも好ましくない。

塗料（Ａ）は、上記した熱硬化性樹脂と微粉末シリカと
を主成分とするアニオン型電着塗料である。

塗料（Ａ）の塗装は、該塗料中の固形分濃度を約１０〜
３０重量％に調整し、それ自体既知の条件でアニオン電
着塗装方式によって行なわれる。

塗料（Ａ）の塗装に先立ち、アルミホイールは必要に応
じて通常の表面処理してお（こともできる。また、塗料
（Ａ）は、平坦部の硬化塗膜に基いてｌＯ〜５０μの膜
厚になるように塗装し、１３０〜１７０℃で加熱し硬化
せしめることが好ましい。

塗料（Ｂ）：伸び率が３〜３０％、かつＴｇが６０〜１
３０℃の塗膜を形成する熱硬化性アクリル樹脂系塗料で
あって、上記塗料（Ａ）の塗面に塗装する。具体的には
、上記物性を有し、かつ、仕上り外観（鮮映性、平滑性
、光沢など）、耐候性（光沢保持特性、保色性、耐白亜
化性など）、耐薬品性、耐水性、耐湿・性、硬化性など
のすぐれた塗膜を形成するそれ自体既知の熱硬化性アク
リル樹脂系塗料で、有機溶液型、非水分散液型、水溶（
分散）液型、粉体型、ハイソリッド型など任意の形態の
ものを使用できる。例えば、水酸基、グリシジル基など
から選ばれた１種以上の官能基を有するアクリル樹脂（
数平均分子量は約ｔｏ、ｏｏｏ〜１０００００、水酸基
価は１５〜１００、酸価０−１５の範囲が適している）
に硬化剤としてアミノ樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ
ート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物などか
ら選ばれた１種以上を使用してなる上記形態の塗料があ
げられる。

塗料（Ｂ）は、上記のアクリル樹脂と硬化剤とを主成分
とする塗料にメタリック顔料および（または）着色顔料
を配合したエナメル塗料と、これらの顔料を全くもしく
は殆ど含まないクリヤー塗料のいずれのタイプのもので
あってもよい。

メタリック仕上げについては、メタリックベースな１０
〜１５μに塗装し、クリヤー塗装するいわゆる２ＣＩＢ
方式が用いられるのが一般的である。又エツジ部の被覆
性、仕上り性向上の目的で３回、４回と塗り重ねるケー
スもある。

塗料（Ｂ）の塗装方法は、例えばエアスプレー、エアレ
ススプレー、静電塗装などの噴霧塗装式が好適であり、
塗装膜厚は硬化塗膜に基いて２０〜８０μ、特に２５〜
６０μが好ましい。

該塗料（Ｂ）の単独塗膜に関し、伸び率が３〜３０％、
好ましくは５〜２０％、さらに好ましくは５〜１５％の
範囲にあり、しかもＴｇは６０〜１３０℃、好ましくは
６０〜１１０℃、にあることが重要である。塗料（Ｂ）
の塗膜の伸び率が３％より小さくなるとたわみ性が乏し
く、ワレが発生しやすく、２０％より大きくなると塗膜
硬度が十分でなく、一方、Ｔｇが６０℃より低くなると
塗膜がやわらかくなり、１２０℃より高（なるとたわみ
性が低下するので、いずれも好ましくない。

塗料（Ａ）および（Ｂ）の塗膜の伸び率（引張り破断伸
び率）は、恒温槽付万能引張試験機（島津製作所オート
グラフＳ−Ｄ型）を用い、長さ２０ｍｍの試料につき、
＋２０℃において引張速度２０ａ＋ａ＋／分で測定した
ときの値であり、これらの測定に使用する試料は、該塗
料を形成塗膜に基いて６０μの膜厚になるようにブリキ
板に塗装し、１４０℃で３０分焼付けたのち、水銀アマ
ルガム法により単離したものである。

また、両塗料のガラス転移温度は、ＤＡＹＮＡＭＩＣＶ
ＩＳＣＯＥＬＡＳＴＯＭＥＴＥＲＭＯＤＥＬ　ＶＩＢＲ
ＯＮ　ＤＤＶ−１１−ＥＡ型（ＴＯＹＯＢＡＣＤＷＩＮ
　ＣＯ，Ｌｔｄ　）を用いて測定した。試料は前記伸び
率の測定に用いたのと同様に調製した。

以上述べた本発明の方法に従い、アルミホイールに塗料
（Ａ）の塗装−硬化もしくは非硬化−塗料（Ｂ）の塗装
−加熱の工程によって形成した塗膜は、塗料（Ａ）の塗
装を省略して形成した塗膜に比べて、仕上り外観（例え
ば、平滑性、光沢、鮮映性など）、耐水性などが良好で
、しかも耐衝撃性、エツジ部防食性、物理的性質、耐候
性などが著しく改良されるという特徴がある。

次に、本発明に関する実施例および比較例について説明
する。

実施例１　　　　　　　　　　　　　ウ切削加工した鋭
角部を有するアルミニ・ム合金鋳物（ｌＯＯｘ　１５０
Ｘ８＋＋ｕｓ）をボンデライトＢＴ３７５３　（日本バ
ーカー（株）製、商品名）で表面処理する。

この被塗物に下記アニオン電着塗料を用いて電着塗装し
、エアーブローして塗膜中の水分を除去してから、熱硬
化性アクリル樹脂系クリヤー塗料（［マジクロンクリヤ
ー］関西ペイント（株）製部品名）をスブレニ塗装し、
１６０℃で３０分加熱して両塗膜を硬化せしめた。

アニオン電着塗料：アニオン型アクリル樹脂／メラミン
樹脂／透明徴粉末シリカ（注１）　＝ｔｏ。

／２０／１０（固型分重量比）からなり、アミンで中和
し、水中に分散し、脱イオン水で固型分濃度１５％に調
整した。

（注１）：アエロジルＲ−９７２（日本アエロジル（株
）製、商品名。微粉けい酸、平均粒径１６ｍμ） 比較例１ アニオン電着塗料として実施例１のそれから透明性微粉
末シリカを削除したものを用い、それ以外はすべて実施
例１と同様に行なった。

性能試験結果 第１表に示したとおりである。

第　　１　　表 （２）膜厚は形成（硬化）塗膜について測定しく１）伸
び率およびＴｇは、前記の方法で測定したもので、単位
は、それぞれ％、℃である。

た。

エツジ部の膜厚は、事務用カッター替刃に前記と同様に
塗装し、その刃先を１２０倍率の実体顕微鏡で観察し、
刃先に形成された硬化膜厚について測定したものである
。

（３）耐ツルトスプレー性 耐ツルトスプレー性は、この塗装された替刃（エツジ部
）および素地に達するように塗膜をクロスカットした前
記被塗物（平坦部）を塩水噴霧試験を５００時間行なっ
た後、エツジ部およびクロスカット部からのクリープ巾
（片側）を測定した。

０：２１１ｔｌ以下 ６２２〜４ｍｍ Ｘ：４１ｍ０１以上 （４）耐糸サビ性： 塗膜をカッターで素地に達するように２本の対角線状に
カットを入れた前記被塗物および上記（３）と同様な替
刃をＪＩＳ　　Ｚ２３７１による±２℃、湿度８５±２
％）に２４０時間入れる工程を１サイクルとし、これを
５サイクル実施した後のクロスカット部およびエツジ部
からのクリープ巾（片側）で糸サビ発生状況を調べた。

○：クリープ巾が２ｍｍ以下 △：クリープ巾が２〜４ｍ■ ×：クリープ巾が４ｍｍ以上 耐衝撃性： ＪＩＳ　　Ｋ５４００−１９７９　６．１３．３Ｂ法に
準じて、２０℃の雰囲気下において行なう。重さ５００
ｇのおもりを５０ｃｍの高さから落下して塗膜の損傷を
調べる。

○：異常なし Δ：ワレ、ハガレ少し発生 ×：ワレ、ハガレ著しく発生 平成１年７月ユタ日 １、事件の表示 平成１年特許願　第７２９６６号 アルミニ・ムホイールの塗装方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　兵庫県尼崎市神崎町３３番１号平成１年６月１
２日 （発送臼　平成１年７月４日） ５、補正の対象

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ａ）伸び率が３０％（２０℃）以上、ガラス転移温度
   が−２５〜６０℃である熱硬化性樹脂１００重量部あた
   り、粒径５ｍμ〜５μの透明性微粉末シリカを５〜３５
   重量部含有してなるアニオン電着塗料を塗装し、次いで
   、（Ｂ）伸び率が３〜３０％（２０℃）、ガラス転移温
   度が６０〜１３０℃である塗膜を形成する熱硬化性アク
   リル樹脂塗料を塗装することを特徴とするアルミニウム
   ホイールの塗装方法。