JPS5948671B2 - フンタイトリヨウオトソウスルホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は粉体塗装方法に関し、さらに詳しく述べると
、シーラーの塗布面上に、そのシーラーを硬化させる前
に、すなわち、そのシーラーがウェットの状態にある間
に、粉体塗料が塗装する方法、いわゆるウェット・オン
・ドライ塗装法に関する。

〔従来の技術〕

自動車等の製造工程において、ボデーの溶接部などの水
漏れや塵埃が車内に侵入するのを防止するためにシーラ
ー（封止剤）を要所要所に塗布している。

そして、外観等の改良を計るために、この裸ボデーの上
に有機溶剤型の塗料を塗装している。自動車車体の塗装
工程においてはループトリップの部分、ドア−、トラン
クリツド内側の鉄板をへミング加工した部分あるいは車
体外板の接合部などの部分にシーラー、例えばボデーシ
ーラー、ドリツプシーラーなど、を塗布している。この
ような塗布工程は、例えば乗用車のように下塗り、中塗
り及び上塗りの３層塗装からなる場合には、通常下塗り
塗装と中塗り塗装の中間で実施され、一方トラックなど
のように下塗り及び上塗りの２層塗装だけからなる場合
には、下塗り塗装と上塗り塗装の中間で実施されている
。従つて、前者の場合には中塗り塗料が、そして後者の
場合には上塗り塗料がそれぞれシーラーの塗布面上に溶
剤塗装され、両方の塗膜を同時に焼付けるために乾燥炉
の内部において加熱が行なわれている。従来、このよう
な目的のために中塗り塗料あるいは上塗り塗料として利
用されているものは、有機溶剤を使用した、いわゆる溶
液型の塗料である。

このような塗料を使用した場合には、塗装途中及び塗装
後において特に問題はおこらず、一般に良好な塗膜が得
られる。ところが、現在、周知のように公害対策が大き
くクローズアツプされているので、この業界においても
新しい塗装方法が着目されている。

すなわち、無公害という観点から溶剤を使わないで、し
かも、コスト及び使用装置の両面から有利ないわゆる粉
体塗料の塗装方法がそれである。最近の文献には「粉体
塗料」に関するものが多数あるが、その一例は、例えば
「塗装技術」１９６９年１２月臨時増刊号（第８巻第１
４号）、第２２３〜２２６頁、伊藤達部著「エポキシの
粉末塗装」に記載されている。かかる粉体塗料として、
上塗塗装ではアクリル系、ポリエステル系の粉体塗料が
、そして中塗塗装ではエポキシ系の粉体塗料が、それぞ
れ予定される。しかしながら、好ましくないことに、粉
体塗料、特に熱硬化性の粉体塗料を用いた場合にはいろ
いろな不都合が発生する。そのなかでも特に重要なもの
はいわゆる゛滲み出し’’と称するものであり、これが
発生すると得られる塗膜の外観が著しく悪化し、塗装を
施した製品の商品価値も大幅に低下する。甚だしい場合
には、例えば自動車ドアなどの場合、滲み出したシーラ
一が裏側から流れ出して表側に回り込み、結果的には顕
著な外観不良を招来することもある。゛滲み出し”につ
いてもう少し詳しく説明すると、シーラ一を塗装し、こ
れを硬化させた後で粉体塗料を塗装し、そして硬化させ
る場合は特に問題はおこらないというものの、塗装した
ての未乾燥のシーラー上に粉体塗料を塗装し、次いでこ
れらの塗膜を同時に硬化せしめるために加熱を行なうと
、溶融状態になつたシーラ一がその塗布面及びその周辺
部分で滲み出してくる現象をこう呼んでいる。

実際、公知の溶液型塗料に代えてそれと実質的に同じ手
法に従つて粉体塗料を塗装した場合、シーラ一の塗布面
及びその周辺部において顕著な゛滲み出し”（塗膜の溶
解及び流展）が発生する。゛滲み出し’’は、アクリル
系、ポリエステル系の粉体塗料を用いた場合にはさほど
発生しないというものの、特にエポキシ系粉体塗料を用
いた場合に著しく発生する。〔発明が解決しようとする
問題点〕 上記説明から理解されるように、従来のウエツト・オン
・ドライ粉体塗装法でば滲み出し’’が重大な問題とな
つている。

したがつて、現在、従来の塗装工程で採用されている作
業順序を変更しないで、従来と同じ順序に従つて、シー
ラ一の塗布面上にそれがウエツトの状態にあるうちに粉
体塗料を塗装しかつ引き続いて両者の同時焼付けを行な
う場合にシーラ一の滲み出しを伴わないような改良され
た粉体塗装方法を提供することが望まれている。〔問題
点を解決するための手段〕 上述の問題点は、本発明によれば、自動車車体の鋼板接
合部等に塗布されたシーラー上に粉体塗料をウエツト・
オン・ドライ塗装するための、詳しくは、自動車車体の
鋼板接合部等にシーラ一を塗布する第１工程と、塗布さ
れた前記シーラー上に、そのシーラ一を硬化させる前に
、エポキシ系粉体塗料を塗装する第２工程と、塗布され
た前記シーラ一と塗装された前記エポキシ系粉体塗料の
塗膜を同時に加熱硬化させる第３工程とを含む、粉体塗
料を塗装する方法であつて、前記第２工程で塗装する粉
体塗料が、前記第３工程において、前記第１工程で塗布
されたシーラ一の粘度が前記第３工程の硬化過程におい
て３５０ボイズに達するまでは、粉末であるかもしくは
溶融粘度降下過程にあつて３５０ポイズ以上の粘度を呈
示するエポキシ系粉体塗料であることを特徴とする、粉
体塗料を塗装する方法によつて解決することができる。

〔発明の効果〕

この発明の方法に従うと、シーラ一の塗布層上に粉体塗
装を行なう場合に、従来の塗装手順を変更することなく
、今まで滲み出しのために使用し得なかつた常用のエポ
キシ系粉体塗料を利用することができる。

しかも、本発明によれば、公害源である溶剤を使用しな
くて済むので環境保全に寄するところが大であり、さら
に必要経費の節減を計ることもできる。加えて、この発
明は、自動車製造工程における塗装工程の改良にとどま
らず、関連する分野、例えばシーラ一とその上に塗布さ
れた粉体塗料を１つの構成要件としている製品を製造す
る分野においても効果的に応用することができる。〔用
語の説明〕 次に、本願明細書において用いられている用語のいくつ
かについて、簡単な説明を加える。

本願明細書において、「ゲル化温度」という用語は、ゲ
ル化を開始した温度を指している。「ゲル化温度」は、
例えば次のようにして決定することができる：添付第２
図に示されているグラフは、以下に詳述するシーラ一Ｂ
（速硬化型シーラ一）の温度一粘度一時間の関係を示し
たグラフであり、このグラフから、試料の温度Ｔが８１
℃付近に達したあたりから粘度Ｖが急上昇しているので
この温度付近でゲル化が開始したことが判る。このよう
にゲル化を開始した温度のことを、一般に、「ゲル化温
度」と呼称している。なお、この例の場合、図示のよう
な昇温速度となるように実験条件を設定して加熱を行な
い、粘度測定装置に試料をセツトする温度は常に室温と
した。約２２℃（室温）で粘度測定を開始したけれども
、初期の一定の温度にある時は経過時間に関係なくほぼ
一定の粘度を示している（約２２℃の温度で２．５分間
にわたつて約２３２ポイズ）。さらに、本願明細書にお
いて用いられている「溶融粘度降下過程」という用語は
、熱硬化型の粉体塗料が初期に粉末であるにもかかわら
ず加熱によつて徐々に溶融して粘度を低下していく過程
を指している。

すなわち；以下に詳述する添付第１図のグラフ粘度曲線
ＰＰ−Ａ（粉体塗料Ａ）を例にとつて説明すると、約１
１０℃の温度にまで加熱した塗料Ａの粘度は約７５０ポ
イズであるけれども、この粘度は、昇温とともに急激に
低下し、約８分間を経週したあたり（温度約１６『Ｃ）
で約５０ポイズの最低粘度値を示し、さらに、昇温とと
もに、硬化反応に伴う増粘現象を示し、最終的にはゲル
化してしまうので試料の粘度測定が実施不可能となる。
このように、試料が溶融を開始して最低粘度に達するま
での過程（時間）を、ここでは一般に「溶融粘度降下過
程」と呼称している。また、本願明細書において屡々用
いられている「溶融粘度降下過程にあつて３５０ポイズ
以上の粘度を呈示する」という表現は、前記の如く定義
される溶融粘度降下過程であつて３５０ポイズ以上の粘
度を呈示する部分を指している。

〔実施例〕

以下、この発明の理解をさらに容易ならしめるために、
具体例をあげて本発明を詳しく説明する。

ここでは試料として下記のようなシーラ一及び粉体塗料
を使用した。シーラ一は、その主成分である塩化ビニル
樹脂のうち低温溶融レジンの量を変えることによつて硬
化速度を調節した。

ここでは、次のような、硬化速度を異にする３種類のシ
ーラ一を使用した：シーラ一Ａ（遅硬化型シーラ一）塩
化ビニル樹脂、フタル酸エステル系可塑剤、炭酸カルシ
ウム（充填剤として）、熱安定剤及びその他の添加剤か
らなる。

塩化ビニル樹脂中の低温溶融レンジの量は、２．７部（
全量を１００部）であつた。このシーラ一Ａは、アイシ
ン化工（株）からシールニーズ５１６Ｔとして市販され
ている。シーラ一Ｂ（速硬化型シーラ一）塩化ビニル樹
脂、フタル酸エステル系化塑剤、炭酸カルシウム（充填
剤として）、熱安定剤及びその他の添加剤からなる。

塩化ビニル樹脂中の低温溶融レジンの量は、硬化速度を
高めるため、１４．７部（全量を１００部）であつた。
このシーラ一Ｂは、前記シーラ一Ａを参考にして、本発
明者らが試作したものである。シーラ一Ｃ（標準、すな
わち、中間硬化型シーラ一）塩化ビニル樹脂、フタル酸
エステル系及びポリエステル系可塑剤、炭酸カルシウム
（充填剤として）、熱安定剤及びその他の添加剤からな
る。

塩化ビニル樹脂中の低温溶融レジンの量は、硬化速度を
前記シーラ一Ａ及びＢの中間におくため、４．８部（全
量を１００部）であつた。このシーラ一Ｃは、前記シー
ラ一Ａ及びＢを参考にして、本発明者らが試作したもの
である。これらのシーラ一は、従来のシーラ一と同様に
プラスチゾルの形であり、そして、（１）熱可塑性の塩
化ビニル樹脂粉末、（２）フタル酸エステル系の可塑剤
及び（３准ｕえば炭酸カルシウム等の増量剤（フイラ一
；本願明細書では充填剤とも呼ぶ）及び（４）その他の
添加剤からなつており、反応性成分を含有しない。

かかるシーラ一は、したがつて、本質的に熱可塑性であ
り、それらの塗布時（もちろんまだ加熱されていない）
にのり状又はペースト状である。さらに、ここでは次の
ような２種類の粉体塗料を使用した：上述したように、
この発明ではシーラ一及び粉体塗料の粘度特性が重要で
あるけれども、粘度変化の測定は下記のようにして実施
した。

市販の回転円錐一円板粘度計を使用して、温度を室温か
ら連続的に上昇させながら粘度を測定し、時間一温度一
粘度の関係を求めた。

回転粘度計及び粘度測定条件の詳細は下記の通りである
：測定条件 昇温速度：１１〜１５℃／分となるように設定して連続
昇温した（試料は室温でセツト）。

但し、第１図の温度曲線ＴＥＭＰから理解される通り、
一定の昇温、すなわち、直線を意図したにもかかわらず
、実験精度に原因してゆるいカーブが得られた。なお、
ここで、昇温速度：１１〜１５℃／分となるように設定
したのは次の理由による：印 粉体塗料は、その加熱溶
融特性及び硬化機構から、昇温速度が大であれば、大で
あるほどその最低溶融粘度が低くなり、したがつて塗膜
としての平滑性も良好となる。

昇温速度は、通常、１０℃／分以上であるのが望ましい
（特公昭５１−４５６０６呆公茜未照），（Ｉｉ）実際
、自動車車体塗装工場において、塗装乾燥炉の設備設計
を行なう場合、昇温１０分間及び保持２０分間を標準と
している。

以下に記載する例でも、したがつて、１７０℃の温度で
３０分間の焼付硬化時間（昇温１０分間及び保持２０分
間）を採用した。ボデー温度２０℃の時に１７０℃まで
１０分間で昇温させる場合、その昇温速度を算出すると
、α７０−２０）／１０＝１５℃／分である。以上から
理解されるように、１１〜１５℃／分という昇温速度は
実際のボデー塗装ラインにおける加熱硬化条件に近づけ
るための設定値である。

剪断速度：１８９．１ｓｅｃ−１温度の測定は、プレー
ト中央直下部の温度をＣ−Ｃ（銅−コンスタンタン）熱
電対及び冷接点を用いて実施し、得られた値を連続的に
卓上記録計（日立０５６形）に記録した。

粘度の計算は下記の式に従つて実施した。

標準粘度液 粘度の測定を行なうに先がけて、下記の標準粘度液（正
式には粘度計校正用標準液）についてその粘度の測定を
実施した。

粘度測定条件は上記の通りであつた。昭和石油株式会社
製（東京都千代田区丸の内２− ７ − ３ ）昭和石
油株式会社中央技術研究所にて調製 工業技術院計量研
究所試験済この標準粘度液の粘度を上記粘度測定条件の
下で測定したところ、その絶対粘度は８３２．４ｃｐ（
３０℃）であつた。

比較例 冷間圧延鋼板（寸法１００×３００Ｘ０．８ｍ／ｍ；Ｊ
ＩＳ−Ｇ−３１４１，ＳＰＣＣ）を脱脂し、次にリン酸
亜鉛皮膜処理（化成処理）した。

得られた処理鋼板を８０℃の温度で１０分間にわたつて
水切り乾燥し、引き続いてポリブタジエン系の電着塗料
を２５μの厚みで塗装した。この電着塗膜を１６０℃の
温度で３０分間にわたつて焼付硬化した。得られたパネ
ルに前述のシーラ一Ａを棒状に塗布し、さらにこのシー
ラ一Ａの未硬化塗布面上に前述の粉体塗料Ａを静電塗装
し、両塗膜を１７０℃の温度で３０分間にわたつて焼付
硬化した。この場合、シーラ一の塗布面上及びその周辺
部において塗膜の溶解及び流展がみられた。このことは
、とりもなおさず塗装品質の低下を示唆している。次い
で、上記結果を実験室的に追試した。

得られたデータからシーラ一Ａおよび粉体塗料Ａの温度
一時間一粘度の関係を示すと、第１図のグラフ（シーラ
一Ａ＝曲線Ｓ−Ａ、粉体塗料Ａ＝曲線ＰＰ−Ａ）のよう
になる。このグラフを得るために、前記゛粘度測定゛″
の項で詳しく述べた条件を適用してシーラ一及び粉体塗
料の粘度の変化を測定し、得られた測定値を合成して１
つのグラフとした。このグラフから明らかなように、シ
ーラ一Ａ及び粉体塗料Ａはそれぞれ約１３０℃の温度の
時に約２７０ポイズの粘度で交差する粘度曲線を呈示す
る。すなわち、これらのシーラ一及び粉体塗料は比較的
低い粘度で共存する時間帯を保有している。加熱硬化工
程において、シーラ一Ａは昇温につれてゲル化をおこし
て粘度を増大していく。

ところが、シーラ一Ａは、ゲル化の開始のために高温が
必要であるために、グラフからも明らかなように、粉体
塗料Ａの溶融粘度がかなり低下した時点においてもまだ
未硬化であり、低粘度域にある。従つて、これらのシー
ラ一及び粉体塗料は低粘度域において相溶性を示し、結
果として滲み出し、すなわち塗膜の溶解及び流展が発生
する。実施例 １ 前記比較例に記載の手法を繰り返したけれども、この実
施例においては粉体塗料Ａの代りに粉体塗料Ｂ（前記参
照）を使用した。

この場合、シーラ一の塗布面上及びその周辺部において
シーラ一の滲み出しは認められなかつた。この実施例に
おいても前記比較例と同様にして粘度の変化を実験室的
に測定した。

得られた結果は第１図のグラフ（シーラ一Ａ＝曲線Ｓ−
Ａ、粉体塗料Ｂ一曲線ＰＰ−Ｂ）に示した通りである。
このグラフから明らかなように、シーラ一Ａ及び粉体塗
料Ｂはそれぞれ約１３５℃の温度の時に約４５０ポイズ
附近の粘度で交差する。すなわち、シーラ一Ａが加熱硬
化して３５０ポイズの粘度に達するまでは粉体塗料Ｂは
粉末、そして溶融粘度降下過程（但し、３５０ポイズ以
上）にある。加熱硬化工程において、シーラ一Ａ及び粉
体塗料Ｂの両者が比較的高粘度域において共存する場合
には塗膜において特別に異常の発生することがない。す
なわち、粉体塗料Ｂが溶融粘度の低下を示す過程におい
てシーラ一Ａはすでに高粘度域にあつてゲル化が進んで
いるので塗膜の溶解及び流展が発生することがない。実
施例 ２ 前記比較例に記載の手法を繰り返したけれども、この実
施例においてはシーラ一Ａの代りにシーラ一Ｂ（前記参
照）を使用した。

この場合シーラ一が急激にゲル化し、ゲル化が完了した
時点の粉体塗料は未だ粉末であつた。シーラ一の塗布面
上及びその周辺部においてシーラ一の滲み出しは認めら
れなかつた。この実施例においても前記比較例と同様に
して粘度の変化を実験室的に測定した。

得られた結果は第１図のグラフ（シーラ一Ｂ＝曲線Ｓ−
Ｂ、粉体塗料Ａ＝曲線ＰＰ−Ａ）に示した通りである。
このグラフから明らかなように、シーラ一Ｂは約１００
℃以下で完全にゲル化して高粘度を示し、一方粉体塗料
Ａはそのような温度及び時間において未だ未溶融の状態
、すなわち粉末の状態にある。もちろん、シーラ一Ｂの
粘度が３５０ポイズに達するまでは粉末である。加熱硬
化工程において、粉体塗料が未溶融の状態にあるかある
いは高粘度の状態にある時にシーラ一がゲル状である場
合、すなわち、高粘度を呈示する場合にはそれらの塗膜
において特別の異常が発生することがない。

すなわち、このような場合には塗膜の溶解及び流展が発
生することがない。実施例 ３前記比較例に記載の手法
を繰り返したけれども、この実施例においてはシーラ一
Ａの代りにシーラ一Ｃ（前記参昭）を使用した。

この場合、シーラ一の塗布面上及びその周辺部において
若干の塗膜異常の傾向が認められたけれども、このよう
にして得られた塗膜は、塗装品質に関して、特に外観的
な性質に関して十分に許容し得るものであつた。この実
施例においても前記比較例と同様にして粘度の変化を実
験室的に測定した。得られた結果は第１図のグラフ（シ
ーラ一Ｃ＝曲線Ｓ−Ｃ、粉体塗料Ａ−ＰＰ−Ａ）に示し
た通りである。このグラフから明らかなように、加熱硬
化の開始後、シーラ一Ｃ及び粉体塗料Ａは約１２３℃附
近の温度の時に約４００ポイズの粘度で交差する粘度曲
線を有する。同じように、前記シーラ一Ｃと同様な粘度
特性を有する２０種類以上のシーラー組成物を使用して
上述の実験を繰り返したところ実質的に同じ結果、すな
わち、塗装品質に関して許容し得る塗膜が得られた。

以上を総合するに、塗布したままの硬化前のシーラー上
に粉体塗料を塗装した後で両者を加熱硬化させる場合、
シーラ一が増粘して３５０ポイズの粘度に達するまで粉
体塗料が未溶融であるかもしくは溶融粘度降下過程（但
し、３５０ポイズ以上）にあるならば、換言すると、シ
ーラー及び粉体塗料が約３５０ポイズ以上の粘度域で共
存するならば、塗装品質に関し許容し得る塗装が得られ
ることは明らかである。

この発明は上述のように特に好ましい具体例を引用して
詳細に記載されているけれども、この発明の精神及び範
囲内において種々の変更及び改良を施し得ることも理解
されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はシーラ一Ａ−Ｃ及び粉体塗料Ａ及びＢの加熱硬
化工程時の関係を時間−温度、粘度の関係で表したグラ
フである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自動車車体の鋼板接合部等にシーラーを塗布する第
   １工程と、塗布された前記シーラー上に、そのシーラー
   を硬化させる前に、エポキシ系粉体塗料を塗装する第２
   工程と、塗布された前記シーラーと塗装された前記エポ
   キシ系粉体塗料の塗膜を同時に加熱硬化させる第３工程
   とを含む、粉体塗料を塗装する方法であつて、前記第２
   工程で塗装する粉体塗料が、前記第３工程において、前
   記第１工程で塗布されたシーラーの粘度が前記第３工程
   の硬化過程において３５０ポイズに達するまでは、粉末
   であるかもしくは溶融粘度降下過程にあつて３５０ポイ
   ズ以上の粘度を呈示するエポキシ系粉体塗料であること
   を特徴とする、粉体塗料を塗装する方法。