JPS6211907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はメタリツク被覆方法に係り、更に詳し
くは、耐チツピング性および耐食性にすぐれた塗
膜を与える低公害性メタリツク被覆方法に関す
る。 メタリツク被覆は自動車の車体などの塗装方法
として広く使用されており、被塗面にメタリツク
な美観を与えることは勿論のこと長期の耐久性、
特に耐チツピング性（石などの異物が塗膜に当つ
た場合にも塗膜が剥離しないこと）および更には
剥離面などから被塗面が腐食しないことが要求さ
れる。更に省資源及び低公害の塗装方法が望まれ
ている。かかる観点から自動車ボデイ用メタリツ
ク被覆方法として、アニオン電着塗料→溶剤型メ
タリツクベース→クリヤー粉体塗料の順に塗装す
る方法が提案されているが、この方法では十分な
耐チツピング性及び耐食性を有する塗膜が得られ
ない。このため、アニオン電着塗料の塗膜の上に
溶剤型の中塗塗料を塗装することが試みられてい
るが、耐チツピング性及び耐食性が十分改良され
ないばかりか、溶剤型の中塗塗料が一工程増える
ためにコストアツプになり、しかも省資源及び公
害防止の見地からも問題のある方法である。 本発明者等はかかる観点から前述の溶液型メタ
リツクベース及びクリヤー粉体塗料の塗装系にお
ける問題点であつた耐食性および耐チツピング性
を改良すべく鋭意研究を進めた結果、金属素材も
しくは化成処理を施した金属素材上にカチオン型
電着塗料を塗装焼付し、次いでエポキシ樹脂系又
はポリエステル樹脂系粉体塗料を塗装焼付した
後、更に溶液型メタリツクベース塗料を塗装し、
焼付けることなく、その上にクリヤー粉体塗料を
塗装し、焼付けることによつて耐チツピング性及
び耐食性にすぐれたメタリツク被覆が得られるこ
とを見出し、本発明をするに至つた。 以下、本発明の被覆方法について更に詳しく説
明する。 本発明方法の第１工程においては、被塗金属表
面を、例えば、必要に応じて脱錆又は脱脂処理を
施した後、又はリン酸亜鉛処理などの皮膜化成処
理などの表面処理を施したのち、カチオン型電着
塗料を塗装し、焼付ける。カチオン型電着塗料と
しては、従来公知の任意のカチオン型電着塗料を
使用することができ、例えば基本樹脂骨核をなす
樹脂としてエポキシ樹脂系カチオン型電着塗料を
好適に使用することができる。このエポキシ樹脂
系カチオン型電着塗料はエポキシ樹脂骨核中に多
数のアミノ基を有するポリアミン樹脂を有機及び
無機酸を中和剤として水溶化させたもので、例え
ばパワートツプＵ―30、Ｕ―60（日本ペイント(株)
製）などとして一般に市販されているものを使用
することができる。かかるカチオン型電着塗料は
電着塗装などの一般的な方法で被塗面に塗装する
ことができ、常法に従つて焼付けてカチオン型電
着塗料塗膜を形成させる。この塗膜の膜厚には特
に限定はないが、一般には15〜30μ程度の厚さと
する。 次に、本発明方法の第２工程において、カチオ
ン型電着塗料塗膜の上に、中塗塗装としてエポキ
シ樹脂系又はポリエステル樹脂系粉体塗料を一般
的方法、例えば静電吹付塗装によつて塗装し、常
法に従つて焼付けて前記粉体塗料の中塗塗膜を形
成させる。 本発明方法において中塗塗装用塗料として使用
されるエポキシ樹脂系粉体塗料としては、例えば
通常の固型のビスフエノールＡタイプのエポキシ
樹脂をジシアンジアミド、促進ジシアンジアミ
ド、アミン類、酸無水物、酸ジヒドラジド、酸末
端ポリエステル樹脂などで硬化させるタイプなど
を使用することができ、ポリエステル粉体塗料と
しては、テレフタル酸を主たる酸成分とし、これ
をエチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、１，４―ブタンジオール、１，６―ヘキサン
ジオール、トリメチロールプロパンなどのポリオ
ールと縮合させたポリエステル樹脂をブロツクイ
ソシアネート、メラミン化合物、エポキシ化合物
などで硬化させるタイプ及び自己硬化させるタイ
プなどを用いることがどきる。 中塗塗膜の膜厚には、特に限定はないが、一般
には10〜200μ程度の厚さが適当である。膜厚が
10μ未満では耐チツピング性が不十分となるので
実用上あまり好ましくない。特に自動車の車体を
塗装する場合には自動車走行中に石ころなどが当
りやすい車体下部を、例えば80μ以上程度の厚膜
に塗装し、屋根部や上側部などを例えば10〜60μ
程度の薄膜に塗装することにより耐チツピング性
の著しく改良された塗膜を形成することができ
る。特に、本発明方法に従えば、中塗塗料として
前記粉体塗料を使用するので、溶剤型塗料の如く
１回塗りで塗装できる膜厚の制限が無く、１回塗
りで厚膜塗装が必要な部分に対しては厚膜に、薄
膜塗装で良い部分には薄膜に、しかも徐々に膜厚
を変化させることができるので塗膜面に段差がつ
くこともなく１回の塗装及び焼付で所望の塗膜を
得ることができる。 本発明方法の第３工程においては、前記中塗塗
膜上に従来一般的に使用されている溶液型メタリ
ツクベース塗料を常法に従つて塗装し、焼付ける
ことなく、クリヤー粉体塗料を一般的な任意の方
法で塗装し、溶液型メタリツクベース塗料の塗膜
をクリヤー粉体塗料の塗膜とを同時に焼付ける。
これらの塗膜厚には特に限定はないが、溶液型メ
タリツクベース塗料の塗膜厚は通常10〜40μ程度
とし、クリヤー粉体塗料の塗膜厚は通常20〜150
μ程度とする。 本発明方法の第３工程において使用されるメタ
リツクベース塗料としては、得られる被覆の呈す
るメタリツク感の点から溶液型のものが好ましく
溶液型のものであれば、例えば通常の溶剤型のほ
かに、ハイソリツド、非水分散型、水溶性、エマ
ルジヨン、スラリーなどの任意のメタリツクベー
ス塗料を用いることができるが、例えばメラミン
アクリル樹脂系、Ｎ―メチロールアクリルアミド
硬化型アクリル樹脂系、グリシジル及びカルボキ
シル基を有するアクリル樹脂系、ブロツクイソシ
アネート硬化型アクリル樹脂系などの樹脂系のも
のが好ましい。 一方、溶液型メタリツクベース塗料塗膜の上に
塗装されるクリヤー塗料としては、耐候法、塗膜
外観、黄変性の点から粉体塗料が好ましく、任意
のクリヤー粉体塗料を使用することができるが、
耐候性及び耐久性の面からアクリル樹脂系粉体塗
料の使用が特に好ましい。 以上のようにしてカチオン型電着塗料→エポキ
シ樹脂系又はポリエステル樹脂系粉体塗料→溶液
型メタリツクベース塗料＋クリヤー粉体塗料の順
に塗装することによつて金属素材上に耐久性、耐
食性（ソルトスプレー性、耐湿性、曝露後の剥離
性など）及び耐チツピング性などに優れたメタリ
ツク被覆を低公害塗装することができる。かかる
塗装系において塗膜の耐チツピング性が著しく改
良される機構について必ずしも明確ではないが、
本発明者等の知見によれば、溶液型ベース／粉体
クリヤーのメタリツク塗膜に中塗としてポリエス
テル樹脂系又はエポキシ樹脂系粉体塗料を、そし
て下塗としてカチオン型電着塗料を用いることに
より以下の理由により塗膜の耐チツピング性が改
良されるものと推定される。 塗膜の耐チツピング性を決定する要因として、
(i)上塗塗膜の強度、(ii)中塗塗膜の柔軟性及び(iii)下
塗塗膜の柔軟性と金属素材に対する密着性があ
る。すなわち先ず上塗塗膜（特にクリヤー塗膜）
がチツピングをひき起す石に対する衝撃に十分耐
える強度（及び柔軟性）を保持することが第一条
件であり、かかる観点から塗膜の剛直な溶液型メ
タリツクベース塗料とやや柔軟なクリヤー粉体塗
膜の組み合せが耐チツピング性メタリツク被覆の
上塗塗膜として好適である。次に、もし上塗塗膜
にその強度以上の衝撃が与えられた場合には、中
塗及び下塗塗膜がその衝撃エネルギーを吸収でき
なければ（即ち、塗膜が剛直であれば）塗膜が剥
離するが、中塗及び下塗塗膜が衝撃エネルギーを
吸収できれば（即ち、塗膜が柔軟であれば）塗膜
の剥離は起らない。更に、下塗塗膜には素材との
密着性が要求され、もし素材との密着性が十分で
なければ衝撃によつて塗膜が素材から剥離するた
めチツピング性に劣ることとなる。従つて、十分
な柔軟性と素材との十分な密着性（及び耐食性）
を兼備する塗膜が有れば下塗と中塗とは一層の塗
膜で良いが現実にはかかる性質を兼備する塗膜は
得難く、本発明者等の研究によれば剛直ではある
が素材との密着性及び耐食性に優れるカチオン型
電着塗膜と柔軟性に優れるエポキシ樹脂系又はポ
リエステル樹脂系粉体塗膜との組合せによつて所
望の耐チツピング性に優れたメタリツク塗料が得
られることを見出した。中塗塗料としてはエポキ
シ樹脂系又はポリエステル樹脂系粉体塗料を用い
ることが必要でアクリル樹脂系などのその他の粉
体塗料では耐チツピング性に優れた塗膜は得られ
ない。また前述の如く中塗塗膜の膜厚は厚い程耐
チツピング性が向上するので自動車の車体下部な
ど特に耐チツピング性が要求される部分を厚膜に
することもできる。従来の塗装系においては、例
えばアニオン型電着塗膜の上にメタリツク塗膜を
被覆することが行なわれているが、アニオン型電
着塗膜は柔軟性を有し、チツピングの衝撃エネル
ギーは吸収できるが素材との密着性が不十分なた
め素材からの塗膜の剥離が起り、また耐食性も十
分でない。これに対し、アニオン型に代えて単に
カチオン型電着塗膜を用いた場合には密着性は良
好なものの塗膜が剛直であるためチツピングの衝
撃エネルギーを吸収できず、塗膜のワレ、ハガレ
が起るので好ましくない。これに対し、本発明の
塗装系では、前述の如く素材との密着性及び耐食
性に優れたカチオン型電着塗膜の上に中塗塗膜と
して柔軟性に優れたエポキシ樹脂系又はポリエス
テル樹脂系粉体塗料の塗膜を必要な膜厚に形成さ
せるので衝撃エネルギーを十分吸収することがで
き、耐チツピング性に優れた塗膜を得ることがで
きる。 以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更
に詳細に説明するが、本発明の範囲をこれらの実
施例に限定するものではないことはいうまでもな
い。 実施例および比較例 粉体塗料の調製 下記に掲げる組成の配合物をスーパーミキサー
を用いて乾式混合し、次いでコニーダー（スイス
ブス社製PR―46型）にて温度100℃で溶融混練し
た。これをハンマーミルで粉砕し、150メツシユ
の金網でふるつてエポキシ粉体塗料Ａ及びＢ、ポ
リエステル粉体塗料Ｃ〜Ｅおよびアクリル粉体塗
料Ｆをそれぞれ製造した。

【表】

【表】

【表】 塗装試験 リン酸亜鉛処理を施した0.8×90×150mmSPC―
１鋼板に第２表に掲げた電着塗料を20μ塗装し、
170℃で30分間焼付けた。次いで上で調製した中
塗粉体塗料を粉体静電塗装機（サメス社製スター
ジエツトガン）にて60μの厚さに静電塗装し、
170℃で30分間焼付けた。この中塗粉体塗膜を
＃400サンドペーパーにて空とぎをおこなつた
後、溶剤型メタリツクベース（注９）を25μ塗装
し、20℃にて10分間セツテイング後、その上にア
クリルクリヤー粉体塗料（注10）を60μの厚さに
静電塗装し、170℃で30分間焼付けた。 この塗板の試験結果を第２表に示す。 （注９） アクリルワニス（メチルメタクリレー
ト10重量部、ｎ―ブチルメタクリレート
30重量部、エチルアクリレート15重量
部、２―エチルヘキシルアクリレート８
重量部、アクリル酸２重量部、２―ヒド
ロキシエチルメタクリレート５重量部、
Ｎ―ｎ―ブトキシメチルアクリルアミド
10重量部、スチレン20重量部、キシロー
ル80重量部、ブタノール20重量部および
アゾビスイソブチロニトリル１重量部の
混合物を溶液重合することによつて得た
アクリルワニス）100重量部、アルペー
スト1109MA（東洋アルミニウム製）５
重量部、フタロシアニンブルー0.5重量
部および三菱カーボンMA―1000.01重量
部から通常の方法にて製造した溶剤型塗
料 （注10） アクリル樹脂（グリシジルメタクリレ
ート22.5重量部、メチルメタクリレート
40重量部、ブチルメタクリレート17.5重
量部、スチレン20重量部、アゾビスイソ
ブチロニトリル２重量部およびｔ―ドデ
シルメルカプタン2.5重量部の混合物を
通常の方法で懸濁重合したアクリル樹
脂）100重量部、ドデカン２酸18重量部
およびモダフロー（モンサント製）１部
を通常の方法にて溶融混練し、粉砕、
150メツシユでふるつたクリヤーアクリ
ル粉体塗料

【表】 次に前記各実験において使用したエポキシ粉体
塗料、ポリエステル粉体塗料、アクリル粉体塗料
及び溶剤型中塗塗料塗膜の物性を確認した。第３
表に結果を示す。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属素材もしくは化成処理を施した金属素材
   上にカチオン型電着塗料を塗装焼付し、次いでエ
   ポキシ樹脂系又はポリエステル樹脂系粉体塗料を
   塗装焼付した後、更に溶液型メタリツクベース塗
   料を塗装し、焼付けることなく、その上にクリヤ
   ー粉体塗料を塗装し、焼付けることを特徴とする
   メタリツク被覆方法。