JPH05331690A

JPH05331690A - 塗装方法

Info

Publication number: JPH05331690A
Application number: JP16406692A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Nakatani; 栄作中谷; Masayuki Misawa; 正幸三沢; Yasuyuki Hirata; 靖之平田; Naoyuki Yoshikawa; 直幸吉川
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】塗料を噴霧塗装し、ついでその未塗装部分や
塗着量が十分でない部分に電着塗装を施して、防食性を
改善することに関する。【構成】塗料を噴霧塗装し硬化させてから、その未塗
装部分を、最少電析電流密度が０．５mA/cm²以下である
カチオン電着塗料で電着塗装することを特徴とする塗装
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料を噴霧塗装し、つ
いでその未塗装部分や塗着量が十分でない部分に電着塗
装を施して、防食性を改善することに関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】液状塗料または粉体塗料
などを静電塗装、エアースプレーおよびエアレススプレ
ーなどで霧状に噴射して被塗面を塗装する噴霧塗装方式
は、操作が容易で、平滑な塗面を形成しやすいなどの特
徴を有しているために、自動車や電気製品などの外板の
塗装に適用されている。しかし、この噴霧塗装方式は、
単純な平面および曲面などには目的とする膜厚で、しか
も均一、かつ平滑に塗装できるが、例えば、コーナー
部、スリット部および噴霧方向に対する影の部分などに
対しては塗装が十分に行われず、塗料が全く塗着しなか
ったり、塗着しても膜厚が不十分であり、または点状に
しか塗着しない。本明細書では、噴霧塗装方式で塗装が
十分に行われないこのような部分を“未塗装部分”と略
称する。

【０００３】従来、噴霧塗装におけるこの未塗装部分か
らの発錆を防止するために、噴霧塗装後、電着塗装する
ことが提案されている。この方法によれば、正常な噴霧
塗装部分は電気抵抗値が高いので電着塗料が塗装され
ず、未塗装部分のみが選択的に電着塗膜が形成され、結
果的には塗り残しのない完全な被覆物が得られることに
なる。

【０００４】しかし、この噴霧塗装と電着塗装とを組み
合わせた方式における問題点として、例えば、噴霧塗装
塗膜と電着塗膜との境界部分の塗膜形成が十分でなく、
この部分の防食性の劣ることが指摘されている。さら
に、噴霧塗装塗膜の薄膜部分の塗面への電着塗膜の形成
が十分でない。事実、海浜地帯でのばくろ試験におい
て、これらの部分が最初に発錆する。このような問題点
を解決するために、例えば、噴霧塗装塗膜に導電性粉末
を含有せしめて体積固有抵抗値を調整したり、電着塗料
の再溶解率を特定範囲内にすることなども知られている
が、このような方法ではいまだ不十分である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、噴霧塗装によ
る未塗装部分を電着塗装によって選択的に塗装する方式
における上記した欠陥を解消することであり、その特徴
は、特定の最少電析電流密度を有するカチオン電着塗料
を使用するところにある。その結果、噴霧塗装塗膜と電
着塗膜との境界部分の塗膜形成が向上し、しかも噴霧塗
装塗膜の薄膜部分にも電着塗膜が十分形成されることが
判明し、本発明を完成した。

【０００６】すわなち、本発明は、塗料を噴霧塗装し硬
化させてから、その未塗装部分を、最少電析電流密度が
０．５mA/cm²以下であるカチオン電着塗料で電着塗装す
ることを特徴とする塗装方法に関する。

【０００７】本発明において、噴霧塗装する塗料は粉末
状または液状のいずれかで、加熱硬化型もしくは常温硬
化型の塗料が使用できる。加熱硬化型が好ましい。液状
塗料としては、有機溶剤および／または水を溶媒もしく
は分散媒とする塗料である。さらに具体的には、これら
の塗料の樹脂成分は主として基体樹脂と硬化剤とからな
っており、基体樹脂としては例えばアクリル樹脂、アル
キド樹脂、ポリエステル樹脂およびフッ素樹脂などがあ
げられ、また硬化剤としてはメラミン樹脂、ポリイソシ
アネート化合物（ブロック化物も含む）などが好適であ
るが、これらのみに限定されない。これらの基体樹脂と
硬化剤とを部分的に反応させてなる自己硬化性樹脂も使
用できる。

【０００８】さらに、かかる噴霧塗装用塗料には、導電
性粉末を配合して該塗膜の固有抵抗値を調整することが
できる。導電性粉末としては、粒状カーボンブラック、
グラファイトなどの炭素質顔料：銅、銀、亜鉛、錫、ニ
ッケル、アルミニウムおよびブロンズなどの金属粉：臭
化銅およびよう化銅などの金属ハロゲン化粉：二硫化鉄
などの金属硫化物粉末：酸化鉛および三酸化チタンなど
の金属酸化物粉末：カルボニルニッケル：などの各種導
電性粉末を使用できる。

【０００９】また、本発明における噴霧塗装用塗料によ
る硬化塗膜の体積固有抵抗値は、特に制限されないが、
電着塗装性を考慮すれば、２０℃、２０Ｖで、１×１０
⁸ 〜１×１０¹³Ω・cmの範囲内に調整すると、ほぼ未塗
装部分のみに電着塗装が行われるので好ましい。

【００１０】本発明における噴霧塗装は、上記塗料を圧
力もしくは電気的作用などにより霧化し、それを被塗物
表面に塗着せしめるものであり、具体的には、それ自体
既知のエアスプレー、エアレススプレー、静電噴霧塗装
などによって行われる。これらの塗装の条件、方法など
は一般的なものでよい。噴霧塗装後、塗膜をそれぞれの
塗料の特性に応じて常温もしくは加熱によって硬化せし
める。このように噴霧塗装された被塗物には、塗料が目
的どおり塗装された部分と、コーナー部、スリット部お
よび被塗物裏面などにおける未塗装部分とが存在してい
る。

【００１１】本発明の塗装方法は、上記の噴霧塗装によ
って塗装されなかったもしくは塗装が不十分であった未
塗装部分を、最少電析電流密度を０．５mA/cm²以下に調
整してなるカチオン電着塗料で電着塗装する。

【００１２】最少電析電流密度の測定はつぎのようにし
て行われる。表面積１cm² の裏面を絶縁した白金板をそ
れぞれ被塗物および対極として用い、両者の表面が対面
するように１５cmの距離をおいて電着塗料浴中に配置す
る。２８℃、無撹拌で定電流を流して、時間と電圧を記
録し、電流密度を０．０５mA/cm²毎に変えて、塗料が電
気析出することによる抵抗増大に伴う電圧の急上昇が３
分または３分を越える近傍で生ずるときの電流密度を最
少電析電流密度という。

【００１３】本発明で使用するカチオン電着塗料は最少
電析電流密度を０．５mA/cm²以下に調整してなるもので
あるが、その樹脂成分としては既知のものが適用でき
る。該樹脂成分は基体樹脂と硬化剤とからなっている。
該基体樹脂は水酸基およびカチオン性基を有しているこ
とが好ましく、たとえば、ポリエポキシ樹脂とカチオ
ン化剤との反応生成物、ポリカルボン酸とポリアミン
との重縮合物を酸でプロトン化したもの（米国特許第２
４５０９４０号明細書参照）、ポリイソシアネートお
よびポリオールとモノまたはポリアミンとの重縮合物を
酸でプロトン化したもの、水酸基およびアミノ基含有
アクリル系またはビニル系モノマーの共重合体を酸でプ
ロトン化したもの（特公昭４５−１２３９５号、特公昭
４５−１２３９６号公報参照）およびポリカルボン酸
樹脂とアルキレンイミンとの付加物を酸でプロトン化し
たもの（米国特許第３４０３０８８号明細書参照）など
があげられる。

【００１４】これらの基体樹脂（カチオン性樹脂）の具
体例および製造法については、例えば、特公昭４５−１
２３９５号、特公昭４５−１２３９６号、特公昭４９−
２３０８７号、米国特許第２４５０９４０号、米国特許
第３４０３０８８号、米国特許第３８９１５２９号およ
び米国特許第３９６３６６３号などの公報および明細書
に詳細に記載されているので、ここではこれらの引用を
以って詳細な記述に代える。

【００１５】また、該基体樹脂の硬化剤としては、例え
ばブロックポリイソシアネート化合物、メチロール化メ
ラミン樹脂、マロン酸エステル誘導体および脂環式炭化
水素骨格の炭素原子にエポキシ基が直結してなる官能基
を有する樹脂などがあげられる。またこれらの、硬化剤
と前記基体樹脂とを部分的に反応させてなる自己硬化性
樹脂も使用できる。

【００１６】本発明で用いるカチオン電着塗料の最少電
析電流密度は０．５mA/cm²以下で、特に０．３５mA/cm²
以下であることが好ましく、０．５mA/cm²を超えると、
噴霧塗装の未塗装部分への電着塗装性が低下し、境界部
分の防食性を十分に改良することは困難で、本発明の目
的は達成できない。カチオン電着塗料の最少電析電流密
度の調整は、例えば該基体樹脂に反応させるカチオン化
剤（アミノ化合物など）の種類および量と中和に要する
酸（例えば、ぎ酸、酢酸、乳酸）などによって容易に行
われる。また、該カチオン電着塗料には、必要に応じ
て、着色顔料、防食顔料、分散助剤、はじき防止剤、硬
化促進剤なども配合できる。

【００１７】本発明におけるカチオン電着塗料の塗装条
件は、特に制限されるものではないが一般的には、電着
塗料浴温度２０〜４０℃、電圧１００〜４００Ｖ（好ま
しくは２００〜３００Ｖ）、電流密度０．０１〜３Ａ/d
m²、通電時間３０秒〜１０分および撹拌状態で行うこと
が好ましい。塗膜の硬化は、各塗料自体の樹脂組成など
に基づいて任意に選択でき、なんら制限されない。

【００１８】本発明の方法に基づいて、被塗物（主とし
て導電性金属で構成されている）に液状もしくは粉状の
塗料を噴霧塗装し、その塗膜を硬化せしめると、主たる
部分は均一にかつ平滑に、目的とする膜厚に塗装されて
いるが、それ以外、例えば、コーナー部、スリット部お
よび裏面側などは、塗着量が不十分または塗着が殆ど認
められない未塗装部分が存在している。ついで、この未
塗装部分を有する被塗物を上記カチオン電着塗料浴に浸
漬し、電着塗装し、浴から引上げ、水洗し、塗膜を硬化
せしめるのである。このような本発明によれば、上記噴
霧塗装によって形成された塗膜のうち、目的とする膜厚
に塗装された厚膜部分には電気抵抗値が高いために電着
塗膜が全く形成されない。一方、それよりも薄膜（例え
ば膜厚約１５μまたはそれ以下）部分および噴霧塗装が
及ばない部分などには電着塗膜が十分に形成し、塗装塗
膜全体での膜厚差（凹凸）は殆ど認められなかった。特
に、これまで電着塗膜の形成が不十分であった薄膜部分
への電着塗装性が改良され、この部分の防食性が著しく
改善された。しかも噴霧塗装塗膜と電着塗装塗膜との境
界部分における防食性も著しく改善された。これは、電
着塗料の最少電析電流密度を上記のごとく特定値以下に
調整することによるものと認められる。

【００１９】なお、本発明によって塗装してから必要に
応じて仕上げ塗装を行うことができる。たとえば、自動
車ボディーの場合、本発明の塗装を下塗りとし、ついで
通常のアミノアルキド樹脂系中塗り塗料およびアミノア
クリル樹脂系上塗り塗料を塗装すればよい。

【００２０】

【実施例】

実施例１ＳＰＣ軟鋼板（大きさ０．８×３００×１００）をＰＢ
−３０２０（日本パーカーライジング社製、商品名）で
表面処理し、ついでエポキシ樹脂系粉体塗料（注１）を
スタジェット塗装機（サメス社）で膜厚が０〜１００μ
に順次変化するように傾斜塗装し、１７０℃で２０分間
加熱して塗膜を硬化せしめた。つぎに、エポキシ系ポリ
アミノ樹脂を樹脂成分とするカチオン電着塗料（注２）
を塗装し（電圧２００Ｖ、通電時間２分、膜厚２０〜２
５μ）、水洗後（水洗水；ウルトラフィルトレーション
炉液、スプレー時間：２分間、液温：３０℃、圧力：
０．７kg/cm²）、１８０℃で３０分間加熱し塗膜を硬化
せしめて、粉体塗料塗膜と境界を接した電着塗膜を有す
る試験片を得た。

【００２１】注１：エポキシ樹脂系粉体塗料エピコート１００４（シェル化学社製、商品名、ビスフ
ェノールＡ型固形エポキシ樹脂）１００部、チタン白２
０部、バライト４０部、ジシアンジアミド５部およびグ
ラファイト２０部を配合し、加熱ロールを用いて９０℃
で１０分間溶融混練し、ついで冷却後、粉砕して、粒径
２０〜１５０μの粉体塗料とした。

【００２２】注２：カチオン電着塗料樹脂塩基価８０、酢酸による中和当量０．１５のエポキ
シ系ポリアミノ樹脂ワニス（関西ペイント社製、エレク
ロン９０００用ベースレジンワニス類似品）の樹脂固形
分１００部に対して、チタン白２０部、タルク５部およ
びカーボンブラック１部を配合し、ペブルミルで２０時
間分散して塗料化したのち固形分含有率が１８％になる
ように脱イオン水を加えて調整し電着浴とした。この電
着塗料の最少電析電流密度は０．２９mA/cm²であった。

【００２３】実施例２上記実施例１のカチオン電着塗料における酢酸による中
和当量を０．２１とした以外は実施例１と同様の方法で
行って、粉体塗料塗膜と境界を接した電着塗膜を有する
試験片を得た。

【００２４】実施例３上記実施例１のカチオン電着塗料における酢酸による中
和当量を０．１０とした以外は実施例１と同様の方法で
行って、粉体塗料塗膜と境界を接した電着塗膜を有する
試験片を得た。

【００２５】実施例４上記実施例１のカチオン電着塗料における酢酸による中
和当量を０．２６とした以外は実施例１と同様の方法で
行って、粉体塗料塗膜と境界を接した電着塗膜を有する
試験片を得た。

【００２６】実施例５水分散性アミノ・アルキド樹脂系塗料（関西ペイント社
製、アスカベイクＡＭ４００プライマ、樹脂固形分１０
０重量部に対し、グラファイト２０部、チタン白５０部
およびカーボンブラック１部を配合してある）を、実施
例１と同様の処理鋼板に、ワイダー７０スプレーガン
（岩田塗装機工業社製）を用い、膜厚０〜３５μの傾斜
塗装、吐出量５００cc/ 分およびエアー圧３．５ kg/cm
² で塗装し、１５０℃で２０分間加熱し硬化させた。つ
いで、実施例１で用いたカチオン電着塗料で、電圧２０
０Ｖ、通電時間２分で、膜厚が２０〜２５μになるよう
に塗装し、水洗後（水洗水；ウルトラフィルトレーショ
ン炉液、スプレー時間：２分間、液温：３０℃、圧力：
０．７kg/cm²）、１８０℃で３０分間加熱し塗膜を硬化
せしめて、粉体塗料塗膜と境界を接した電着塗膜を有す
る試験片を得た。

【００２７】比較例１上記実施例１のカチオン電着塗料における酢酸による中
和当量を０．４１とした以外は実施例１と同様の方法で
行った。

【００２８】比較例２上記実施例１のカチオン電着塗料における酢酸による中
和当量を０．６とした以外は実施例１と同様の方法で行
った。

【００２９】性能試験結果上記実施例および比較例で得た試験片を用いて塗膜性能
試験を行った。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】評価基準 ○：異常なし、△：わずかにサビ発生、×：サビ多く発
生

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川直幸神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号関西ペイント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料を噴霧塗装し硬化させてから、その
未塗装部分を、最少電析電流密度が０．５mA/cm²以下で
あるカチオン電着塗料で電着塗装することを特徴とする
塗装方法。