JPH0280595A

JPH0280595A - 金属材の塗装方法

Info

Publication number: JPH0280595A
Application number: JP23122688A
Authority: JP
Inventors: Takao Nishida; 隆雄西田; Mitsuo Hishinuma; 菱沼　光夫
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-20

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】技術分野本発明は金属材の塗装方法に係り、さらに詳しくは脱脂
、化成処理、水洗、水切乾燥後に、直接上塗塗装、焼付
処理される場合にも、あるいはプライマー処理されてか
ら上塗塗装、焼付処理される場合にも、従来の設備を大
幅に変更することなく、製品の耐食性を単なる化成処理
、あるいは化成処理とプライマー処理の組み合わせ以上
の水準に改善することが可能な、金属構造体、金属板等
の金属材の新規な塗装方法に関するものである。

従来技術物置、フェンス、門扉等の構築に使用せられる鋼材は、
従来、脱脂、化成処理、水洗、水切乾燥のあと、上塗り
塗装、焼付により製品化されており、耐食性、塗膜性能
改善のためのプライマー適用がなされていないものがあ
る。このような塗装鋼板にあっては、例えば鋼板補強合
わせ目部分、凹凸部分等に塗膜欠損部を生じやすく、そ
の部位の耐食性が問題とされている。耐食性の改善目的
として、現在、鋼板は鉄系のものから亜鉛系（合金、メ
ツキ等を含む）のものに変更されつつあるが、平面部は
ともかく、前述の部位の耐食性の向上は大きくは認めら
れない、他の手法として電着塗装の採用や、化成後のク
ロム洗浄等の技術も種々検討されているが、専用設備の
新設が必要となり非経済的であったり、クロム含有排水
による公害問題が生じ、スムーズに採用されるには至っ
ていない。また、プライマー塗装を、例えば通常のスプ
レ一方式で簡単に実施しようとしても、合わせ目や凹凸
部等に塗料が入り難く、必ずしも耐食性の満足すべき改
善は得られない。

発明が解決しようとする問題点そこで、脱脂−化成処理一水洗一水切乾燥一上塗り塗装
−焼付の処理工程、および設備を実質的に変更すること
なく、またプライマー塗装を行うことなく、金属材、就
中、金属構造体の耐食性をｆヒ成処理のみの水準から大
幅に改善することが要望されており、かかる課題にこた
えることが本発明の主目的である。

さらにまた、各種分野に広く使用せられる鋼板、または
亜鉛鋼板、亜鉛メツキ鋼板、合金化亜鉛メツキ鋼板等の
耐食性を１ライマーの有無にかかわらず、現行水準以上
に改善するための、容易、且つ、簡単な方法を提供する
ことも本発明目的の一つである。

問題点を解決するための手段本発明に従えば、上記目的は、脱脂、化成処理、水洗後
の金属材を乾燥させることなく、表面張力を４０ダイン
／センチメートル以下に調整した水性樹脂の１〜１０％
水溶液で乾燥膜厚０．０５〜３μの被覆が得られるよう
に処理し、乾燥させ、次いで上塗塗装、あるいはプライ
マー塗装と上塗塗装し、焼付工程に付すことを特徴とす
る塗装方法により達成せられる。即ち本発明に於いては
、通常の脱脂後、リン酸鉄やリン酸亜鉛の如き化成処理
し、水洗を行った金属構造体が、もしくは金属板の如き
金属材が、まだそれらが湿潤状態にある間に特定の水溶
液で処理し、次いで乾燥し、更に上塗塗装、焼付に付す
が、あるいは従来のプライマー塗装をし、次いで上塗り
塗装、焼付を行うことにより耐食性の確実な改善が達成
されるのである。

本発明者らは、化成処理された金属構造体の耐食性改善
目的に対し、樹脂被膜をごくうずく適用することが極め
て有効であること、従来の脱脂−化成処理一水洗一水切
乾燥一上塗り一焼付工程からなる一連の処理に於いて、
樹脂を水溶液の形で用い、水洗後の湿潤金属構造体に薄
層として適用することが有効な手段であること、湿潤金
属構造体に対するタレ、均一性、および合わせ目等への
浸透性の点から樹脂水溶液の表面張力が重要であること
、樹脂被膜は３μ以下、好ましくは１０５〜１μ程度の
薄膜で顕著な耐食性改善効果が達成されることを知り、
本発明を完成した。

本発明では、上述のごとく湿潤金属構造体に対し、水性
樹脂の水溶液によって処理せられる。この場合の処理方
式は噴霧、または浸漬でよく、いずれの場合に於いても
化成後の最終水洗工程、またはその直後に於いて実施さ
れてよく、従来の水切乾燥炉を用いて乾燥させることが
できる。この場合の樹脂液はアクリル樹脂、エポキシ樹
脂等、任意の塗料用の水性液である。

樹脂固形分濃度は通常１〜１０％であることが望まれ、
あまり高濃度ではかえって処理むら、タマリ、合わせ目
の二次ダレ等を生じ、上塗り外観への影響が大となり、
また、あまり希薄でも充分な発明目的が達成されない、
樹脂水溶液の濃度管理の容易さ、作業性の点から樹脂固
形分濃度５％前後が特に好ましい。

この樹脂水溶液には所望に応じ、発泡防止、その池の目
的で溶剤、各種添加剤を加えることができるが、充分な
水溶性が保たれねばならない。特に好ましい樹脂水溶液
はカチオン電着液をベースとしたものである。

樹脂水溶液は、しかしながらその表面張力が４０ダイン
／センチメートル以下に調整されていなければならない
０本発明では樹脂水溶液によって湿潤金属構造体に処理
されるが、樹脂液の表面張力が４０ダイン／センチメー
トルより大であると、金属表面のヌレが悪く金属表面に
樹脂液が均一に付着しない事があり、また、合わせ目に
対する浸透性が不充分で発明目的が充分に達成されない
ことがある。樹脂水溶液の表面張力は、表面調整剤を含
む水を稀釈液に使用することにより容易に制御せられる
が、特に好ましい表面調整剤は低級アルコールであり、
カチオン電着水溶液に対しては待にイソプロピルアルコ
ールが最適であり、樹脂分を選択的に溶解するような表
面調整剤、例えばセロソルブ等は樹脂水溶液の表面張力
制御目的には必ずしも適当とは言えない。

このように表面張力の制御された樹脂水溶液を湿潤金属
構造体に噴霧し、均一な被覆を形成せしめることが重要
で、充分なヌレ性が確保され均一に被覆されれば、この
被膜の乾燥膜厚は０１０５〜１μ程度で充分な耐食性改
善効果が得られ、最大限３μまでは作業性、上塗塗膜外
観への影響から許容しうろことが確かめられている。樹
脂水溶液はこのように湿潤金属構造体に噴霧処理され、
噴霧液は回収循環せしめられる。その間に樹脂液濃度、
および表面張力の制御が行われているのであるが、循環
液の表面張力を４０ダイン／センチメートル以下に制御
するため、初期の樹脂水溶液の表面張力を３０ダイン／
センチメートル以下に保持しておくことが特に好ましい
ことも見出されている。

本発明における樹脂水溶液は適用された後、乾燥せしめ
られるが、乾燥条件は適用樹脂系の適正焼付条件の範囲
から選ばれてよい０本発明方法で処理された金属構造体
はその上に上塗り焼付されて製品化された場合、従来の
脱脂−化成処理一水洗一水切乾燥一上塗一焼付処理の製
品に比し、著しく耐食性が改善されており、特にその補
強部材部や溶接部等の合わせ目部や凹凸部等の実用的な
耐食性の改善効果は著しく大である。

さらにまた、本発明方法は金属構造体のみならず、金属
板に対しても同様の耐食性改善効果を示し、従って被適
用素材は、金属構造体、金属板を含めた金属材に広く適
用されるものである。上記に於いては樹脂、化成処理、
水洗、乾燥後、直接上塗塗装される製品について詳細に
述べてきたが、水性樹脂の水溶液を適用し、乾燥した後
、これら金属材はさらに一段と耐食性を改善する目的で
通常のプライマー塗装を行い、次いで上塗塗装、焼付を
行うこともでき、その場合には化成処理とプライマー塗
装による製品よりもさらに一段と耐食性の改善が得られ
るのである。

本発明方法では水性樹脂水溶液の適用が、従来の化成処
理での最終水洗工程と水切乾燥炉の間で、従来の処理設
備および処理工程を大幅に変更することなく、極めて容
易、簡単に実施でき、しかも金属材の耐食性を、特に金
属構造体の場合、大幅に改善することができる点で産業
上極めて重要な発明をなすものである。

以下、実施例により本発明を説明する。尚、実施例中に
「部」とあるのは、すべて「重量部」を意味する。

ｌ１隨り下記配合の通り、水性樹脂の４．９％水溶液を調整する
。この時の表面調力は２６ダイン／センチメートルであ
る。

エポキシ系カチオン電着クリヤー　　１００部イソプロ
ピルアルコール　　　　　　２５０部水道水　　　　　
　　　　　　　　　４５０部調整に当たっては、先ず溶
剤と水道水を混合しておき、これにエポキシ系カチオン
電着クリヤーをかきまぜながら添加する。

予め、通常のアルカリ脱脂、リン酸亜鉛系化成処理した
補強合わせ目部、および凹凸部を有する合金化亜鉛メツ
キ鋼板の構造体に、湿潤状態のまま上記水溶液を化成処
理と同様にシャワー（噴霧）し、１９０℃ＸＩＯ分の焼
付乾燥を行うことにより、約０．２μのクリヤー塗膜を
得た。

このものに上塗りとしてアクリル樹脂系塗料（日本ペイ
ント社製商品名「スーパーラックＦ５０ベージュ色」）
をエアー霧化静電、およびスプレ一方式で塗装し、１６
０℃×２０分の焼付乾燥を行うことにより、合計膜厚く
平面部）約２５μの塗板を作成した。

え１」Ｌ実施例１と同様方法を、但し、水性樹脂水溶液を適用す
ることなく繰り返し実施し、比較用塗板を作成した。

実施例１、および比較例１の各塗板につき、ツルトスプ
レーテスト（Ｊ　Ｉ　５−Ｚ−２３７１’）を２４０時
間行い、塗板各部値の変化を調べたところ、試験結果は
第１表の通りであった。（平面部にはクロスカットを入
れる）（以下余白）衷瀦」［Ｌ下記配合の通り、水性塗料の不揮発分５．２％水溶液を
調整する。この時の表面調力は２９ダイン／センチメー
トルである。

エポキシ系カチオン電着ホワイト　　　５０部エポキシ
系カチオン電着クリヤー　　１５０部イソプロピルアル
コール　　　　　　３５０部ブタノール　　　　　　　
　　　　　５０部水道水　　　　　　　　　　　　　　
９００部添加剤（消泡剤）　　　　　　　　　１，５部
調整に当たっては、先ず溶剤（２種類）と水道水を混合
しておき、これに予めホワイト／クリヤー＝ｌ／３で混
合した水性塗料をかきまぜながら添加し、最後に消泡剤
を加える。予め、通常のアルカリ脱脂、リン酸亜鉛系化
成処理したルーバー（通気口）を有する合金化亜鉛メツ
キ鋼板の構造体を上記水溶液に浸漬し、１８０℃×８分
の焼付乾燥を行うことにより、約０．３μのホワイト塗
膜を得た。

このものに上塗りとしてアクリル樹脂系塗料（日本ペイ
ント社製商品名「スーパーラックＦ５３グリーン色」）
を＃２ディスク静電塗装し、１７０×１５分の焼付乾燥
を行うことにより、合計膜厚（平面部）約３０μの塗板
を作成した。

Ｌｔｆｉ主実施例２と同様方法を、但し、水性塗料を適用すること
なく繰り返し実施し、比較用塗板を作成した。

実施例２、および比較例２の塗板につき、３６０時間の
ツルトスプレーテストを行い、その結果を第２表に示し
た。

第２表６と同様の処理ずみ合金化亜鉛メツキ鋼板に膜厚３μ以
上となるよう適用し、同様の上塗りをかけた。この比較
用塗装鋼板での、物性、耐食性試験結果も第３表に示し
た。

（以下余白）実施例１と同様の水性樹脂をベースとして、イソプロピ
ルアルコール／水道水＝１／２の溶液を稀釈剤として、
２．５％、５％、７．５％、１０％の水溶液を調整した
。

予め、脱脂、化成処理した合金化亜鉛メツキ鋼板を用い
て、実施例１と同様にそれぞれの水溶液で処理し、上塗
りをかけた上で、物性、耐食性試験を行ったところ、第
３表のような結果を得た。

ル漱」ＬΣ 実施例３〜６と同様の水性樹脂をベースとし、イソプロ
ピルアルコール／水道水＝１／２の溶液で、２０％の水
性樹脂水溶液を調整し、実施例３〜７および　　　４実施例１と同様の水性樹脂の４．９％水溶液を調整し、
予め脱脂、化成処理した５ＰＣ−１ダル鋼板を用いて実
施例１と同様の処理し、上塗りをかけた上で、物性、耐
食性試験を行ったところ、第４表のような結果を得た。

比較例４は水性樹脂水溶液を用いない場合の結果である
。

第４表下記配合の通り、水性塗料の４．８％水溶液を調整する
。この時の表面調力は３２ダイン／センチメートルであ
る。

エポキシ系カチオン電着クリヤー　　１００部イソプロ
ピルアルコール　　　　　　１５０部水道水　　　　　
　　　　　　　　　５５０部予め、通常の脱脂、化成処
理に供した合金化亜鉛メツキ鋼板を湿潤状態のまま上記
溶液に浸漬し２００℃×８分の焼付乾燥を行った後、上
塗りとしてアクリル樹脂系塗料（日本ペイント社製商品
名「スーパーラックＦ４７　　ホワイト色」）を通常の
スプレー塗装し、１６０　’ＣＸ　２０分の焼付乾燥を
行うことにより、合計膜厚的２５μの塗板を作成した。

尚、比較例５は上記と同様で、但し、水性塗料を適用し
なかった場合の例である。

両者の耐食性試験結果は第５表の通りである。

第５表特許出願代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属材を脱脂、化成処理、水洗した後、乾燥させ
ることなく表面張力を４０ダイン／センチメートル以下
に調整した水性樹脂の１〜１０％水溶液で乾燥膜厚０．
０５〜３μの被覆が得られるよう処理し、乾燥後上塗塗
装、あるいはプライマー塗装と上塗塗装し、焼付工程に
付すことを特徴とする金属材の塗装方法。
（２）水性樹脂水溶液がカチオン電着液であり、表面張
力の調整に低級アルコールを使用する請求項第１項記載
の方法。