JP2002146277A - アルミホイール用粉体プライマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐食性に優れた粉体プライマー塗膜が形成でき
る粉体塗料を提供する。 【構成】下記成分（Ａ）エポキシ基含有アクリル系基体
樹脂、（Ｂ）ポリカルボン酸化合物、（Ｃ）モノグリシ
ジルエーテル化合物及び／又はモノグリシジルエステル
化合物とリン酸類とを反応させてなる、Ｐ−ＯＨ結合を
少なくとも１個有するリン酸エステル化合物（ａ）と、
分子中に１個より多くのエポキシ基を有するエポキシ化
合物（ｂ）を反応して得られるリン酸エポキシ樹脂を含
有し、上記（Ｃ）成分が（Ａ）及び（Ｂ）成分の総合計
量１００重量部（固形分）に対して０．０１〜２０重量
部の範囲内で含有してなることを特徴とするアルミホイ
ール用粉体プライマー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アルミニウム
ホイ−ルに好適な、付着性および耐食性などにすぐれた
アルミホイ−ル用粉体プライマ−に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】チュ−ブやタイヤなどの取付
け部材である自動車用ホイ−ルとしてスチ−ル製やアル
ミニウム製などが使用されている。このうち、軽量化、
防食性および意匠性などにすぐれたアルミニウム製ホイ
−ル（以下、「アルミホイ−ル」と略称する）が多く用
いられており、このアルミホイ−ルには、保護と美観の
ために、通常、例えば、プライマー塗料として熱硬化性
アクリル樹脂系粉体塗料を塗装し、次いで熱硬化させた
後、上塗り塗料として熱硬化性アクリル樹脂系有機溶剤
塗料が塗装されている。

【０００３】しかしながら、上記のように塗装された塗
膜は、素地との付着性が十分でなく、耐食性（糸錆発
生）なども劣っている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記の欠
陥を解消し、素地との付着性および耐食性（糸錆発生）
などが改良されたアルミホイ−ル用プライマ−に関す
る。

【０００５】すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ基含
有アクリル系基体樹脂、（Ｂ）ポリカルボン酸化合物、
（Ｃ）モノグリシジルエーテル化合物及び／又はモノグ
リシジルエステル化合物とリン酸類とを反応させてな
る、Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも１個有するリン酸エステ
ル化合物（ａ）と、分子中に１個より多くのエポキシ基
を有するエポキシ化合物（ｂ）を反応して得られるリン
酸エポキシ樹脂を含有し、上記（Ｃ）成分が（Ａ）及び
（Ｂ）成分の総合計量１００重量部（固形分）に対して
０．０１〜２０重量部の範囲内で含有してなることを特
徴とするアルミホイール用粉体プライマーに関する。

【０００６】以下に、本発明のアルミホイ−ル用粉体プ
ライマ−について詳細に説明する。

【０００７】本発明のプライマ−によって塗装されるア
ルミホイ−ル（被塗物）は、乗用車、オ−トバイ、トラ
ックおよびワゴン車などの自動車用チュ−ブやタイヤな
どの取付け部材である自動車用ホイ−ルであり、アルミ
ニウムを主成分とし、またはさらにマグネシウムやケイ
素などを含む合金からなっており、軽量化および意匠性
などの目的で任意の形状に成型加工したものが適用でき
る。ショットブラストした凹凸状の鋳肌面や切削した平
滑面などが混在するアルミホイ−ルも包含される。アル
ミホイ−ルは、プライマ−の塗装に先立って、クロム酸
塩またはりん酸塩などでその表面をあらかじめ化成処理
しておくことが好ましい。

【０００８】エポキシ基含有アクリル系基体樹脂（Ａ）
成分：アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エス
テルを主成分とする重合体であって、該（Ａ）成分は、
その分子中にグリシジルなどのエポキシ基である架橋性
官能基を有するものである。

【０００９】アクリル酸エステル及びメタクリル酸エス
テルとしては、グリシジルアクリレ−ト、グリシジルメ
タクリレ−ト、グリシジルアリルエーテル、３，４−エ
ポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、β
−メチルグリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ
基含有アクリル酸エステルを必須モノマー成分とし、こ
のものと例えばアクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチルとの共重合
体があげられる。該エポキシ基含有アクリル酸エステル
は樹脂を構成するモノマー成分として、通常１０〜８０
重量％、特に２０〜７０重量％の範囲が好ましい。

【００１０】かかるアクリル酸エステル及びメタクリル
酸エステルと共重合できるその他のモノマ−としては、
１分子中に１個以上の重合性二重結合を有する不飽和化
合物、例えば、、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プ
ロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アク
リル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸ラウリルなどのアクリル酸または
メタクリル酸と炭素数３〜２０の１価アルコ−ルとのモ
ノエステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ヒドロキシエチルアクリレ−ト、ヒドロキシエチル
メタクリレ−ト、ヒドロキシプロピルアクリレ−ト、ヒ
ドロキシプロピルメタクリレ−ト、カプロラクトンヒド
ロキシエチルアクリレ−ト、カプロラクトンヒドロキシ
エチルメタクリレ−ト、ジメチルアミノエチルアクリレ
−ト、ジメチルアミノエチルメタクリレ−ト、、スチレ
ン、酢酸ビニル、ビニルメチルエ−テル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、エチレン、プロピレンなどがあげられ
る。

【００１１】また、エポキシ基含有アクリル系基体樹脂
（Ａ）は、重量平均分子量が１０００〜８００００、好
ましくは２０００〜６００００の範囲、ガラス転移温度
が２０〜８０℃、好ましくは３０〜７０℃の範囲であ
る。

【００１２】ポリカルボン酸（Ｂ）成分：該（Ｂ）成分
としては、１分子中に２個以上のカルボキシル基を有す
る化合物であり、好ましくは、ドデカン２酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル
酸、ピメリン酸、ブラシリン酸、イタコン酸、マレイン
酸、シトラコン酸、エイコサン二酸およびこれらの無水
物などの脂肪族酸などがあげられる。これらは１種もし
くは２種以上が使用できる。

【００１３】該（Ｂ）成分は、樹脂（Ａ）中のグリシジ
ル基１個当たり該（Ｂ）成分中のカルボキシル基が０．
５〜２個、好ましくは０．７〜１．５個の範囲の量で配
合される。配合割合が上記した範囲から外れるとそれぞ
れ硬化性が低下する。リン酸エポキシ樹脂（Ｃ）に使用
されるリン酸エステル化合物（ａ）は、モノグリシジル
エーテル化合物及び／又はモノグリシジルエステル化合
物のモノエポキシ化合物とリン酸類との反応物であり、
Ｐ−ＯＨ結合を少なくとも１個有するものである。

【００１４】該モノグリシジルエーテル化合物として
は、下記一般式（Ｉ）、及びモノグリシジルエステル化
合物としては、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物で
ある。

【００１５】

【化１】

【００１６】また、上記一般式（Ｉ）および（II）にお
いて、ＲおよびＲ’で示されるアルキル基としては、例
えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘ
キシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデ
シル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデ
シル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノ
ナデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ベヘニルなど
の直鎖または分岐のアルキル基があげられ、アルケニル
基としては、上記アルキル基中に１乃至３個の不飽和結
合を有するものなどがあげられ、アリール基としては、
例えば、フェニル基、ナフチル基などがあげられ、これ
らのアリール基は１乃至３個の上記アルキル基で置換さ
れたものでもよく、これらの置換基は一緒になって環を
形成することもできる。

【００１７】また、上記一般式（Ｉ）で表されるモノグ
リシジルエーテル化合物および上記一般式（II）で表さ
れるモノグリシジルエステル化合物は、エピクロルヒド
リンおよびアルコール類、フェノール類または有機カル
ボン酸などから常法により容易に得られるものである。

【００１８】上記一般式（Ｉ）で表されるモノグリシジ
ルエーテル化合物としては、例えば、メチルグリシジル
エーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキ
シルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリ
シジルエーテル、２−メチルオクチルグリシジルエーテ
ル、オクタデシルグリシジルエーテル、フェニルグリシ
ジルエーテル、トリルグリシジルエーテル、オクチルフ
ェニルグリシジルエーテルなどがあげられる。

【００１９】また、上記一般式（II）で表されるモノグ
リシジルエステル化合物としては、例えば、酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カ
プリル酸、ペラルゴン酸、２−エチルヘキシル酸、ネオ
デカン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ト
リデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソステア
リン酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン
酸、ベヘニン酸、モンタン酸、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、エライジン酸、オレイン酸、リノール
酸、リノレイン酸、安息香酸、ｐ−第三ブチル安息香
酸、トルイル酸、ジメチル安息香酸、エチル安息香酸、
クミン酸、ｎ−プロピル安息香酸などの一価カルボン酸
のグリシジルエステル化合物があげられる。

【００２０】上記リン酸エステル化合物（ａ）を得る際
に、上記リン酸類と、上記一般式（Ｉ）で表されるモノ
グリシジルエーテル化合物又は上記一般式（II）で表さ
れるモノグリシジルエステル化合物とは、該リン酸類の
Ｐ−ＯＨ基１当量に対して、該一般式（Ｉ）又は（II）
の化合物のエポキシ基（エポキシ当量）が好ましくは
０．１〜０．９当量、更に好ましくは０．３〜０．８当
量となる量で使用される。ここで、該エポキシ基が０．
１当量未満の場合には、過剰のリン酸類と後述のポリエ
ポキシ化合物（ｂ）とが反応してゲル化するおそれがあ
り、０．９当量を超えた場合には変性が困難となるため
好ましくない。

【００２１】上記リン酸類としては、例えば、オルトリ
ン酸、メタリン酸、ピロリン酸、亜リン酸、ポリリン
酸、ホスホン酸、メタンホスホン酸、ベンゼンホスホン
酸、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ホ
スフィン酸などがあげられる。リン酸エポキシ樹脂
（Ｃ）に使用されるポリエポキシ化合物（ｂ）として
は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する上記アク
リル系エポキシ樹脂以外の樹脂であって、それ自体既知
のものが使用できる。具体的には、エピクロルヒドリン
などのエピハロヒドリンと脂肪族ポリヒドロキシ化合物
（例えばグリコ−ルまたはグリセリンなど）とのグリシ
ジルエ−テル類：エピクロルヒドリンなどのエピハロヒ
ドリンと脂環族ポリヒドロキシ化合物（例えば水添ビス
フェノ−ルＡなど）とのグリシジルエ−テル類：エピク
ロルヒドリンなどのエピハロヒドリンと芳香族ポリヒド
ロキシ化合物（例えばビスフェノ−ルＡ、Ｆ、ノボラッ
クフェノ−ル、クレゾ−ルフェノ−ルなど）とのグリシ
ジルエ−テル類：エピクロルヒドリンなどのエピハロヒ
ドリンと芳香族ポリカルボン酸化合物（例えばフタル酸
など）とのグリシジルエ−テル類：エポキシ基含有アク
リル樹脂：エポキシ化油：脂環式エポキシ樹脂：などが
あげられる。

【００２２】本発明において、前記（Ｃ）成分を構成す
るリン酸エステル化合物（ａ）の使用量は、付加物にエ
ポキシ基が残存する範囲であれば特に制限されないが、
通常は、上記ポリエポキシ化合物（ｂ）のエポキシ基１
当量に対して、該リン酸エステル化合物（ａ）のＰ−Ｏ
Ｈ基が０．０１〜０．８当量、特に０．０３〜０．５当
量となる量であるのが好ましい。該リン酸エステル化合
物（ａ）のＰ−ＯＨ基が０．０１当量未満の場合にはリ
ン酸付加による効果が発現し難く、また、０．８当量を
超える場合には塗膜の耐水性が低下するおそれがある。

【００２３】該（Ｃ）成分に関し、数平均分子量は３０
０〜２０００、エポキシ当量は１５０〜２１００の範囲
がそれぞれ好ましい。該（Ｃ）成分の配合割合は、樹脂
（Ａ）及び（Ｂ）の合計量１００重量部（固形分）当た
り、０．０１〜２０重量部、特に０．１〜１０重量部の
範囲である。配合割合が０．０１重量部未満になると耐
食性が低下し、一方、２０重量部を超えると塗膜の耐水
性が低下するので好ましくない。

【００２４】本発明において、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分
以外に必要に応じて有機着色顔料、無機着色顔料、充填
剤、硬化触媒、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、流動性調
整剤、ハジキ防止剤等が配合できる。

【００２５】本発明の粉体塗料は、例えば、従来からの
方法、例えば、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を配合しミキサ
−でドライブレンドした後、加熱溶融混練し、冷却、粗
粉砕、微粉砕、濾過により製造できる。

【００２６】本発明の粉体塗料は、被塗物に粉体塗装
し、焼付け（例えば、約１６０℃の温度では約３０分
間、約２００℃では約１５分間）によって硬化塗膜を形
成することができる。

【００２７】静電粉体塗装は、それ自体公知の方法、例
えば、静電粉体塗装、摩擦帯電粉体塗装等で行うことが
好ましい。塗装膜厚は、特に制限されないが、約２０μ
ｍ〜２００μｍ、特に約３０μｍ〜１５０μｍの範囲が
好適である。

【００２８】本発明のプライマ−の粉体塗膜面に、着色
塗料またはクリヤ−塗料などの有機溶剤系上塗塗料を塗
装することができる。

【００２９】これらの着色塗料またはクリヤ−塗料は熱
硬化性アクリル樹脂系塗料が適している。具体的には、
アクリル樹脂、架橋剤および顔料（任意成分）を有機溶
剤に溶解もしくは分散してなる熱硬化性塗料が好まし
い。

【００３０】アクリル樹脂としては、耐候性、平滑性お
よび耐薬品性などのすぐれた塗膜を形成する水酸基、エ
ポキシ基およびカルボキシル基などから選ばれた１種も
しくは２種以上の官能基を有するアクリル樹脂およびこ
れらの変性樹脂があげられる。また、架橋剤としてはこ
れらの官能基と架橋反応しうる官能基を有する化合物が
使用でき、例えばメチロ−ル化および（または）アルキ
ルエ−テル化したメラミン樹脂、ポリイソシアネ−ト化
合物、ブロック化ポリイソシアネ−ト化合物およびカル
ボキシル基含有化合物から選ばれた１種以上が好まし
い。着色用の顔料としては、通常の塗料用の着色顔料お
よびメタリック顔料などが使用でき、例えばチタン白、
カ−ボンブラック、フタロシアニンブル−、シンカシヤ
レッド、アルミニウム粉、雲母粉、表面被覆雲母粉、雲
母状酸化鉄などが例示できるが、これらのみに限定され
ない。

【００３１】このような上塗り塗料は、粉体塗面にエア
レススプレ−、エアスプレ−および静電方式などで塗装
することが好ましい。塗装時の粘度は１０〜３０秒／フ
ォ−ドカップ＃４／２０℃が好ましく、塗装膜厚は平坦
部における硬化塗膜を基準に約１５〜３５μｍ、特に２
０〜３０μｍが好ましい。必要に応じて室温で放置また
は１００℃以下で乾燥してから、１００〜１８０℃に加
熱して塗膜を架橋硬化せしめる。

【００３２】

【発明の効果】１）本発明のプライマ−塗膜はアルミニ
ウム面との付着性がすぐれている。 ２）該プライマ−を塗装したアルミニウムホイ−ルの耐
食性がすぐれている。 ３）該プライマ−には、クロム酸系防錆顔料などの公害
発生物質を含んでいないので、安全性が向上した。

【００３３】

【実施例】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。部及び％はいずれも原則として重量で
ある。

【００３４】エポキシ基含有アクリル系基体樹脂（１）
成分の製造例 攪拌機、温度計、還流冷却機等の備わった通常のアクリ
ル樹脂反応槽に、トルエン７０部を入れ、加熱攪拌し、
トルエンが還流を始めたら、グリシジルメタクリレート
３５部、ｎ−ブチルメタクリレート１６部、メチルメタ
クリレート３４部、スチレン１５部及び重合開始剤とし
てｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート４部
を約２時間要して滴下した。滴下終了後、さらに３時間
還流を続けた後、還流を停止してトルエンを反応槽外に
流出させた。反応槽内容物の温度が１５０℃に達した
時、減圧蒸留により残りのトルエンを除去した後、冷却
してエポキシ基含有アクリル系基体樹脂を得た。得られ
た共重合体１の重量平均分子量は８，０００、ガラス転
移温度は５５℃であった。

【００３５】リン酸エステル化合物（１）成分の製造例 ８５重量％（以下、単に％とする）リン酸１１５重量部
にブチルグリシジルエーテル２８０重量部を加え、５０
〜６０℃で３時間反応させ、酸価１４２（試料１ｇ中の
Ｐ−ＯＨ基を中和するのに必要な水酸化カリウムのｍｇ
数、以下同様の意味）のリン酸エステル化合物を得た。

【００３６】ポリエポキシ化合物（１）成分の製造例 アデカレジンＥＰ−４１００（旭電化工業（株）製：ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０）
１９０重量部、ビスフェノールＡ ５８重量部およびジ
メチルベンジルアミン １重量部を混合し、１５０℃で
８時間反応させ、エポキシ当量５００のポリエポキシ化
合物を得た。

【００３７】リン酸エポキシ樹脂（１）成分の製造例 上記ポリエポキシ化合物（１）にキシレン１１５重量部
およびリン酸エステル化合物（１）２０重量部を加え、
８０℃で５時間反応させ、キシレンを反応槽外に流出さ
せた。その後、冷却してリン酸エポキシ樹脂を得た。

【００３８】実施例１ 上記エポキシ基含有アクリル系基体樹脂（１）を８０
部、ドデカン二酸２０部、リン酸エポキシ樹脂（１）
０．５部を室温でヘンシェルミキサーを用いてドライブ
レンドし、エクストルーダーで溶融混練した。これを冷
却し、ピンディスクミルで微粉砕した後、１５０メッシ
ュのフルイにより濾過して粉体塗料を得た。

【００３９】実施例２、３ 表１に記載した成分及び配合量で実施例２、３の粉体塗
料を得た。

【００４０】比較例１ 上記エポキシ基含有アクリル系基体樹脂（１）を８０
部、ドデカン二酸２０部を室温でヘンシェルミキサーを
用いてドライブレンドし、エクストルーダーで溶融混練
した。これを冷却し、ピンディスクミルで微粉砕した
後、１５０メッシュのフルイにより濾過して粉体塗料を
得た。

【００４１】比較例２ 上記エポキシ基含有アクリル系基体樹脂（１）を８０
部、ドデカン二酸２０部、エポン１００２（シェル化学
社製、商品名）５部を室温でヘンシェルミキサーを用い
てドライブレンドし、エクストルーダーで溶融混練し
た。これを冷却し、ピンディスクミルで微粉砕した後、
１５０メッシュのフルイにより濾過して粉体塗料を得
た。

【００４２】なお、表１に記載の配合量は部で配合した
量である。

【００４３】塗膜作成条件 クロム酸クロメート（ＡＬ−１０００：日本パーカライ
ジング社製、商品名）化成処理を施したＡＣ４Ｃ板上に
粉体プライマ−を膜厚が１００μｍとなるように静電塗
装し、１６０℃で３０分間加熱硬化せしめた。得られた
それぞれの焼付け塗板について種々の試験を行なった。
その試験結果を表１に記載した。 表１

【００４４】

【表１】

【００４５】試験方法 塗膜外観：塗膜の仕上り外観をツヤ感、平滑感から次の
基準で評価した。 ○良好、△：やや不良、×：不良 付着性：カッターナイフで塗膜を素地に達するようにク
ロスカットし、大きさ１ｍｍ×１ｍｍのゴバン目を１０
０個作り、その表面に粘着セロハンテ−プを貼付し、２
０℃でそのテ−プを急激に剥離したのちの残存ゴバン目
塗膜数を調べた。○は残存塗膜数１００個、△は残存塗
膜数９９〜７０個、×は残存塗膜数６９個以下を示す。

【００４６】耐水性：４０℃の水に２４０時間浸漬し、
引上げ直後の塗面を目視で評価し、ついで１時間室温で
乾燥してから上記付着性試験と同様に行って切削部の付
着性を調べた。目視評価で○は全く異常なし、△はマイ
クロブリスタ−少しあり、×はブリスタ−多くありを示
す。付着性は上記と同様に行い評価した。

【００４７】耐食性：塗膜を素地に達するようにクロス
カットし、ソルトスプレ−（ＪＩＳＫ５４００−９．
１）で１０００時間試験し、ついで水洗乾燥してから、
クロスカット部分に粘着セロハンテ−プを貼付し、２０
℃でそのテ−プを急激に剥離したのちのカット部からの
塗膜の剥離巾（片側）又はフクレ巾を調べた。◎は０．
５ｍｍ以内、○は１ｍｍ以内、△は３ｍｍ以上、×は１
０ｍｍ以上を示す。

【００４８】上塗り付着性：上記アルミホイールに塗装
した粉体塗膜に、マジクロンＡＬＣ２−１クリヤー（関
西ペイント社製、商品名）の有機溶剤型塗料をスプレー
塗装し、１４０℃で３０分間焼付けて上塗り塗膜を形成
させた。この塗膜の付着性を上記と同様に行い評価し
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J038 CC061 CD071 CD081 CE051 CF071 CG141 CH021 CH031 CH041 CH171 CH201 DB221 DB402 JA39 LA07 MA13 MA14 NA03 NA12 PA03 PA19 PB07 PC02 PC08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記成分（Ａ）エポキシ基含有アクリル系
   基体樹脂、（Ｂ）ポリカルボン酸化合物、（Ｃ）モノグ
   リシジルエーテル化合物及び／又はモノグリシジルエス
   テル化合物とリン酸類とを反応させてなる、Ｐ−ＯＨ結
   合を少なくとも１個有するリン酸エステル化合物（ａ）
   と、分子中に１個より多くのエポキシ基を有するエポキ
   シ化合物（ｂ）を反応して得られるリン酸エポキシ樹脂
   を含有し、上記（Ｃ）成分が（Ａ）及び（Ｂ）成分の総
   合計量１００重量部（固形分）に対して０．０１〜２０
   重量部の範囲内で含有してなることを特徴とするアルミ
   ホイール用粉体プライマー。