JP2005199194A - 微小突起部の塗装方法、積層塗膜およびこれに用いられる防錆塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】微小突起部を充分に被覆することができる塗装方法を提供する。
【解決手段】微小な突起部１ａを含む被塗面１に対し電着塗料を塗布して電着塗膜層２を形成する工程と、電着塗膜層２の表面に、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗料を塗布して防錆塗膜層３を形成する工程と、防錆塗膜層３の表面に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層４を形成する工程と、電着塗膜層２、防錆塗膜層３および上塗り塗膜層４を同時に硬化させる硬化工程と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車ボディなどに生じた微小突起部に対する塗装方法、積層塗膜およびこれに用いられる防錆塗料に関する。

自動車ボディのドアサッシュのコーナ部などにおいてパネルを溶接で接合することが行われるが、溶接後に接合面を研磨したときに微小な突起部が生じることがある。こうした溶接接合は塗装ラインの前工程である車体ラインで行われ、溶接接合部には電着塗装が施され、さらに上塗り塗料が塗布されるが、電着塗料や上塗り塗料はフロー性を高めるよう設計されていることから微小突起部を被覆し難く、ここから錆が発生するといった問題があった。

本発明は、微小突起部を充分に被覆することができる塗装方法，積層塗膜およびこれに用いられる防錆塗料を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、微小な突起部を含む被塗面に対し電着塗料を塗布して電着塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層の表面に、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗料を塗布して防錆塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層の表面に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層、前記防錆塗膜層および前記上塗り塗膜層を同時に硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする塗装方法が提供される。

また、上記目的を達成するために，本発明の第２の観点によれば、微小な突起部を含む被塗面に対し電着塗料を塗布して電着塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層を硬化させる第１の硬化工程と、前記第１の硬化工程により硬化した電着塗膜層の表面に、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗料を塗布して防錆塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層の表面に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層および前記上塗り塗膜層を同時に硬化させる第２の硬化工程と、を有することを特徴とする塗装方法が提供される。

また、上記目的を達成するために，本発明の第３の観点によれば、微小な突起部を含む被塗面に形成される積層塗膜であって、前記被塗面の表面に形成された電着塗膜層と、前記電着塗膜層の表面に形成され、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗膜層と、前記防錆塗膜層の表面に形成された上塗り塗膜層と、を有することを特徴とする積層塗膜が形成される。

また、上記目的を達成するために，本発明の第４の観点によれば、微小な突起部を含む被塗面に形成された電着塗膜層と、上塗り塗膜層との間に塗布される防錆塗料であって、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とすることを特徴とする防錆塗料が形成される。

本発明では、電着塗膜層および上塗り塗膜層では被覆し難い微小な突起部を含む被塗面の、電着塗膜層と上塗り塗膜層との間に防錆塗膜層が形成されているので、微小な突起部であっても充分に被覆することができ、これによりここからの錆の発生を防止することができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に本発明の実施形態に係る微小突起部の一例を説明すると、図１（Ａ）は、本発明に係る微小突起部の塗装方法、積層塗膜およびこれに用いられる防錆塗料が適用される被塗面の一例を示す自動車ドアサッシュの正面図、同図（Ｂ）はＩＢ部の正面拡大図、同図（Ｃ）は接合面の研磨方法を説明するための正面拡大図、同図（Ｄ）はID-ID線に沿う断面図である。

同図（Ａ）に示す自動車ドアサッシュアッシィ１は、そのコーナー部において２本のドアサッシュ１Ａ，１Ｂが突き合わされた状態で溶接接合されている。この様子を同図（Ｂ）に示すが、溶接部分が車両外板面に露呈することから溶接跡を除去して見栄え良くするために、同図（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ブロック状の砥石１０を用いて溶接部を研磨する。この研磨作業の際に、砥石１０がドアサッシュ１Ａ，１Ｂの平面部の両端で揺れるのでここに微小な突起部１ａが発生することがある。

こうした微小突起部１ａの断面は図３に示すように先端が鋭利な形状となっているが、一般的に用いられている電着塗料、中塗り塗料及び上塗り塗料は，塗膜の平滑性を高めるためにフロー性に優れた塗料設計がなされているため、同図に示すように微小突起部１ａを有する被塗面１に、電着塗膜２や上塗り塗膜４を形成しても微小突起部１ａの先端部をカバーすることができない。

そこで、本実施形態に係る塗装方法では、以下の構成を採用することで微小突起部１ａを被覆する。図２は本発明の実施形態に係る微小突起部の塗装方法を示す塗膜の断面図および工程図であり、左に塗膜の断面図、右に工程図をそれぞれ対応させて示している。

図２（Ａ）は、微小突起部１ａが発生したドアサッシュなど、被塗面１を示す断面図であり、電着塗膜形成工程にて、この被塗面１に電着塗膜層２を形成する。

電着塗膜層２を構成する電着塗料としては、基体樹脂、硬化剤、顔料、顔料分散剤、表面調整剤、硬化触媒および溶剤からなるカチオン電着塗料又はアニオン電着塗料を用いることができる。基体樹脂としては、エポキシ系樹脂（アミン付加エポキシ樹脂に代表されるポリアミン樹脂を含む。）、アクリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、アルキド系樹脂、ポリエステル系樹脂を挙げることができ、特にエポキシ樹脂系カチオン電着塗料が好ましい。硬化剤としては、ブロックポリイソシアネート化合物、アミノ樹脂を挙げることができる。

このような電着塗料を電着槽に収容し、被塗物を浸漬しながら電着塗料と被塗物との間に例えば３００Ｖ前後の直流電圧を印加することにより、被塗面に電着塗膜層２が形成される。電圧印加は、アニオン電着塗料の場合は被塗物側を正極、電着塗料側を陰極にし、カチオン電着塗料の場合はその逆にする。

電着槽を出槽したら、次の第１の硬化工程にて、被塗物を電着焼付炉に入れ、未硬化の電着塗膜層２をたとえば１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けることで硬化させる。被塗面４に形成する電着塗膜層の乾燥膜厚は５μｍ〜４５μｍ、好ましくは１５μｍ〜３０μｍである。

図２（Ｂ）に示すように、電着塗膜層２のみでは微小突起部１ａを充分に被覆することはできないので、次の防錆塗膜層形成工程にて、防錆塗膜層３を電着塗膜層２の表面に形成する。

防錆塗膜層３を構成する防錆塗料は、ポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とし、防錆顔料、着色顔料、体質顔料などの各種顔料、顔料分散剤などの各種添加剤、溶剤を含むもので、これをスプレー塗装する。塗装時の防錆塗料の粘度は、２０℃、＃４フォードカップで２０秒〜３０秒、より好ましくは２２秒〜２６秒とする。防錆塗料の粘度が２０秒より小さいとフロー性が高過ぎて微小突起部１ａを充分に被覆することができず、逆に防錆塗料の粘度が３０秒を超えるとスプレー塗装する際に微粒化し難くなってスプレー塗装ができなくなる。なお、防錆塗膜層３の乾燥膜厚は、５〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。

次いで、上塗り塗膜層形成工程にて、未硬化状態の防錆塗膜層３の表面にウェットオンウェットで上塗り塗料を塗布し、上塗り塗膜層４を形成する。上塗り塗膜層４を構成する上塗り塗料としては、基体樹脂、架橋剤、顔料、顔料分散剤、表面調整剤および溶剤からなる熱硬化型塗料を用いることができる。基体樹脂としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹脂などを挙げることができ、架橋剤としては、アミノ樹脂、ポリイソシアネート樹脂、キレート化合物、ポリエポキシ樹脂、ポリカルボン酸などを挙げることができる。溶剤としてはシンナーなどの有機溶剤のほか、水を用いることもできる。なお、上塗り塗膜層４を１層のみで構成しても良いし、ベース塗料とクリヤ塗料をウェットオンウェットで塗装してなる２層の上塗り塗膜層から構成しても良い。クリヤ塗料は、上述した上塗り塗料から着色顔料を除いた塗料である。上塗り塗膜層４の乾燥膜厚は、２０〜５０μｍ、好ましくは２５〜４５μｍである。

次に、第２の硬化工程にて、被塗物を上塗り焼付炉に入れ、未硬化状態の防錆塗膜層３と上塗り塗膜層４をたとえば１３０℃〜１５０℃で１５分〜３０分、同時に焼き付け硬化させる。

特に本実施形態では、電着塗膜層２のマンセル表色系の明度と、防錆塗膜層３のマンセル表色系の明度との差が、１．０以上、より好ましくは２．０以上とされている。これにより、電着塗膜層２の表面に防錆塗料を塗布する際に、防錆塗膜層３の塗布状況を目視で確認しやすくなる。また、防錆塗膜層３のマンセル表色系の明度と、上塗り塗膜層４のマンセル表色系の明度との差が、１．０以下とされている。これにより、ウェットオンウェットで塗装される防錆塗膜層３と上塗り塗膜層４とが混層しても外観品質が劣るのを防止することができる。

以上、本実施形態に係る塗装方法では、電着塗膜層２と上塗り塗膜層４との間に防錆塗膜層３が形成されているので、微小突起部１ａを充分に被覆することができ、これによりここからの錆の発生を防止することができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した実施形態では、電着塗膜層形成工程と防錆塗膜層形成工程との間に、電着塗膜層２を硬化させる第１の硬化工程を設けたが、これを省略し、未硬化の電着塗膜層２の表面にウェットオンウェットで防錆塗膜層３を形成し、さらにこの防錆塗膜層３の表面にウェットオンウェットで上塗り塗膜層４を形成し、これら電着塗膜層２，防錆塗膜層３及び上塗り塗膜層４を第２の硬化工程にて同時に焼き付け硬化させてもよい。

さらに、上述した実施形態では、防錆塗膜層形成工程に続けて上塗り塗膜層形成工程を設け、未硬化の防錆塗膜層３の表面にウェットオンウェットで上塗り塗膜層４を形成し、第２の硬化工程にてこれら防錆塗膜層３と上塗り塗膜層４とを同時に焼き付け硬化させたが、防錆塗膜層形成工程と上塗り塗膜層形成工程との間に硬化工程を設け、ここで防錆塗膜層３を焼付硬化させたのち、上塗り塗膜層４を形成しても良い。

試料１
図１に示す鋼鈑製自動車ドアサッシュを被塗物として、これをエポキシ樹脂系カチオン電着塗料（関西ペイント社製ＮＴ−１００Ｃ）に浸漬し、約３５０Ｖの電圧を印加しながら電着塗装を行った。これを電着焼付炉に入れて１７０℃で２０分焼付硬化させた。得られた電着塗膜層の乾燥膜厚を測定したところ、１５〜２０μｍであった。

次いで、電着塗膜層の表面に、表１の組成で調合した防錆塗料を、乾燥膜厚が１０〜１５μｍとなるようにスプレーガンを用いて塗布した。

２〜３分のセッティングののち、未硬化の防錆塗膜層の表面に、ポリエステル樹脂系上塗り塗料（日本油脂ＢＡＳＦコーティング社製ハイエピコ５００）を、乾燥膜厚が３０〜３５μｍとなるようにスプレーガンを用いて塗布したのち、自動車ドアサッシュを上塗り焼付炉に入れ、これら未硬化の防錆塗膜層と上塗り塗膜層を１４０℃で２０分焼付硬化させた。

得られた自動車ドアサッシュの耐食性につき、耐食性試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１−２０００）を実施し、錆の発生が全くないものを○、錆が発生したものを×と評価した。また、混層の有無に付き、積層塗膜の断面を顕微鏡で観察し、防錆塗膜層と上塗り塗膜層との境界が確認でき混層が生じていないものを○、防錆塗膜層と上塗り塗膜層との境界が確認し難く混層が生じているものを△と評価した。また、積層塗膜の外観につき、後述する試料５の積層塗膜との色差がΔＬ値で２．０未満のものを○、２．０以上のものを△と評価した。

さらに、タレ性に付き、防錆塗料を塗布する際に、塗料がタレ難く１回の塗布作業で微小突起部を被覆できたものを○、塗料がタレ易く２回以上の塗り重ねが必要であったものを△と評価した。同時に、視認性に付き、防錆塗料を塗布する際に電着塗膜層の表面へ当該防錆塗料が塗布されたことが視認し易かったものを○、視認し難かったものを△と評価した。以上の結果を表１に示す。

試料２〜４
防錆塗料の組成が表１に示すものを使用した以外は試料１と同じ条件で塗装し、各評価を行った。

試料５
防錆塗膜層を形成せず、硬化状態の電着塗膜層の表面に直接上塗り塗膜層を形成したこと以外は試料１と同じ条件で塗装し、各評価を行った。

試料１〜４と試料５の結果によれば、防錆塗膜層を設けた試料１〜４は何れも耐食性に問題はなく、これに対して防錆塗膜層のない試料５は微小突起部に錆が発生し、耐食性に問題があった。

防錆塗膜層を設けた試料１〜４のうち試料１と試料３の結果によれば、防錆塗料の希釈後の粘度が２４秒であると塗装時のタレ及び混層は発生しなかったが、希釈後の粘度が１２秒であると塗装時にタレが発生し、混層も観察された。

防錆塗膜層を設けた試料１〜４のうち試料１と試料２の結果によれば、電着塗膜層と防錆塗膜層との明度差を２．０とすると塗装時の視認性が良好で、また上塗り塗膜層と防錆塗膜層の明度差を０．５とすると混層時の外観も特に問題はなかったが、電着塗膜層と防錆塗膜層との明度差を０とすると塗装時の視認性が悪く、また上塗り塗膜層と防錆塗膜層の明度差を２．５とすると混層時の外観に多少の影響があった。

本発明に係る微小突起部の塗装方法、積層塗膜およびこれに用いられる防錆塗料が適用される被塗面の一例を示す（Ａ）自動車ドアサッシュの正面図、（Ｂ）ＩＢ部の正面拡大図、（Ｃ）接合面の研磨方法を説明するための正面拡大図、（Ｄ）ID-ID線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る微小突起部の塗装方法を示す塗膜の断面図および工程図である。 従来の塗装方法による微小突起部の塗膜断面図である。

符号の説明

１…被塗面
１ａ…微小突起部
２…電着塗膜層
３…防錆塗膜層
４…上塗り塗膜層

Claims (17)

1. 微小な突起部を含む被塗面に対し電着塗料を塗布して電着塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層の表面に、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗料を塗布して防錆塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層の表面に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層、前記防錆塗膜層および前記上塗り塗膜層を同時に硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする塗装方法。
2. 微小な突起部を含む被塗面に対し電着塗料を塗布して電着塗膜層を形成する工程と、前記電着塗膜層を硬化させる第１の硬化工程と、前記第１の硬化工程により硬化した電着塗膜層の表面に、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗料を塗布して防錆塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層の表面に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成する工程と、前記防錆塗膜層および前記上塗り塗膜層を同時に硬化させる第２の硬化工程と、を有することを特徴とする塗装方法。
3. 前記電着塗料は、エポキシ系樹脂を基体樹脂とすることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装方法。
4. 前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塗装方法。
5. 前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が２．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塗装方法。
6. 前記防錆塗料の塗布時の粘度が、２０℃、＃４フォードカップで２０秒〜３０秒であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
7. 前記防錆塗料の塗布時の粘度が、２０℃、＃４フォードカップで２２秒〜２６秒であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
8. 微小な突起部を含む被塗面に形成される積層塗膜であって、前記被塗面の表面に形成された電着塗膜層と、前記電着塗膜層の表面に形成され、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体とする防錆塗膜層と、前記防錆塗膜層の表面に形成された上塗り塗膜層と、を有することを特徴とする積層塗膜。
9. 前記電着塗膜層は、エポキシ系樹脂を基体樹脂とすることを特徴とする請求項８に記載の積層塗膜。
10. 前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の積層塗膜。
11. 前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が２．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の積層塗膜。
12. 微小な突起部を含む被塗面に形成された電着塗膜層と、上塗り塗膜層との間に塗布される防錆塗料であって、防錆顔料を含むポリエステル・メラミン・エポキシ系樹脂を基体樹脂とすることを特徴とする防錆塗料。
13. 前記電着塗膜層は、エポキシ系樹脂を基体樹脂とすることを特徴とする請求項１２に記載の防錆塗料。
14. 当該防錆塗料により形成される防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の防錆塗料。
15. 当該防錆塗料により形成される防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記電着塗膜層のマンセル表色系明度との差が２．０以上であり、前記防錆塗膜層のマンセル表色系明度と前記上塗り塗膜層のマンセル表色系明度との差が１．０以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の防錆塗料。
16. 当該防錆塗料の塗布時の粘度が、２０℃、＃４フォードカップで２０秒〜３０秒であることを特徴とする請求項１２〜１５の何れかに記載の防錆塗料。
17. 当該防錆塗料の塗布時の粘度が、２０℃、＃４フォードカップで２２秒〜２６秒であることを特徴とする請求項１２〜１５の何れかに記載の防錆塗料。
    
    

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