JP2008184552A

JP2008184552A - ワンコート電着塗料、その塗装方法および塗装物

Info

Publication number: JP2008184552A
Application number: JP2007019658A
Authority: JP
Inventors: Rika Takigawa; りか滝川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】低沈降型であって一回の塗装で厚膜の塗膜が形成でき、優れた塗膜性能を発揮し得るワンコート電着塗料を得る。
【解決手段】金属材１に対して、前処理を実施して電着塗装を施すのに適する表面状態にしてから、アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒、添加剤、溶剤、純水を含有したワンコート電着塗料で電着塗装を行い、優れた塗膜性能を有する第１の塗膜２を形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、低沈降型塗料で厚膜の塗膜を良好に形成し得るワンコート電着塗料、その塗装方法および塗装物に関する。

従来、制御盤、配電盤などを構成する金属材に対して、前処理実施後、エポキシ樹脂系塗料による電着塗装で塗膜厚さ２０μｍの下塗りをし、加熱硬化後、熱硬化型塗料を吹き付けて塗膜厚さ２０μｍの中塗りをし、更に加熱硬化後、同様の塗料で上塗りをして加熱硬化させる塗装方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、塗膜の厚さは、下塗りから上塗りまで合わせると６０μｍ以上、中塗りを省いた下塗りと上塗りとでは４０μｍ以上の厚膜となる。なお、客先指定などにより、日本電機工業会規格ＪＥＭ１１５３に準拠したマルセン表色記号５Ｙ７／１、およびＪＩＳＫ５６００に準拠した６０度鏡面光沢度４０±１０（半つや）を上塗りした塗膜を要求されるものがある。
特開平６−８０９２８号公報（第２ページ、図１）

上記の従来の塗装方法においては、次のような問題がある。下塗りから上塗りまでの塗膜を自動塗装ラインで行うものの、それぞれの工程では加熱硬化させているので、多大の硬化時間が必要であり、リードタイムが長時間となっていた。また、中塗りや上塗りでは、メラミン樹脂やアクリル樹脂などの塗料を静電塗装するので、吹き付け時の飛散により、塗料のロスが発生していた。

また、電着塗料においては、非塗装時でも顔料成分の沈降防止の目的で電着塗料槽内を攪拌ポンプで連続的に攪拌しなければならず、多くの電力を必要としていた。更に、年数回の頻度で、スラッジ、落下物、塗料沈降物を除去する必要があり、電着塗料槽内を清掃しなければならなかった。ここで発生する産業廃棄物は、廃棄物としての環境負荷の増大となるばかりでなく、処理費用が発生していた。

このため、一回の塗装（ワンコート）で、塗膜の厚さが下塗りと上塗りとを合わせた４０μｍ以上、更には、下塗りから上塗りまでを合わせた６０μｍ以上の厚膜が形成できる電着塗料とともに、その電着塗料が沈降し難い低沈降型であって、攪拌を必要としないものが望まれていた。そして、その塗膜が美観であり、優れた初期物性のみならず耐久性能をも有することが望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、低沈降型の電着塗料によって一回の塗装で厚膜の塗膜が形成でき、優れた塗膜性能を発揮し得るワンコート電着塗料、その塗装方法および塗装物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、本発明のワンコート電着塗料は、アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒、添加剤、溶剤、純水を含有したことを特徴とする。

また、本発明のワンコート電着塗料の塗装方法は、金属材の表面を電着塗装に適する表面状態にし、アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒、添加剤、溶剤、純水を含有したワンコート電着塗料で第１の塗膜を形成することを特徴とする。

本発明によれば、エポキシ樹脂とアクリル樹脂との併用や沈降防止剤の選定などにより、低沈降型の電着塗料としているので、顔料の沈降が少なく、一回の塗装で厚膜の塗膜を形成することができ、美観で初期物性のみならず、長期間に亘っても優れた耐久性能を有することができる。

以下、本発明のワンコート電着塗料を説明する。この電着塗料は、浮遊化技術、低比重化技術、はじき防止技術を組み合わせて製品化されている。顔料粒子の密度を低下させる浮遊化技術により低沈降化が図られ、従来高比重顔料が担っていた耐食性や耐はじき性を低比重化技術とはじき防止技術によって補完することにより低沈降型のワンコート電着塗料が実現化された。

一般的なワンコート電着塗料は、低沈降型エポキシカチオン電着塗料であり、標準膜厚が２０〜３０μｍで、優れた下塗り機能を有している。しかしながら、エポキシ樹脂塗料であることから上塗りに使用すると、屋外設置では、太陽光線（紫外線）などの影響により塗膜欠陥であるチョーキング現象（白亜化）を起こす。屋内設置では、蛍光灯などの影響で変色を生じる。また、加熱硬化時においても、色ずれが生じ易く、硬化し過ぎると、黄変を生じる。更に、膜厚を３５μｍ以上にすると、塗膜肌に凹凸が生じるようになり外観が悪くなる。

そこで、上述の優れた低沈降型を保持したまま、チョーキング現象などを改善し、マルセン表色記号５Ｙ７／１、半つや、一回の塗装で６０μｍ以上の厚膜化、メラミン樹脂上塗り相当の美観で屋外使用可能な耐候性、および加熱硬化による耐変色性を付与したワンコート電着塗料（パワーフロート１２００と称す）を開発した。

パワーフロート１２００の機能目標と開発手段との相互関係を表１に示す。

開発においては、使用材料の選定と配合量がポイントとなり、目標とする一つの特性のみに注目して性能向上を図ると、他の性能が低下するので、全体の性能バランスを確認しながら進めた。下記に、開発手段の施策を示す。

１．骨格樹脂と変性樹脂の選定および配合比率
（１）エポキシ樹脂とアクリル樹脂とを併用することにより、意図的に不均一な海島構造をとることで、光沢値の制御を可能とした。

（２）耐食性に優れたエポキシ樹脂と耐候性に優れたアクリル樹脂を適度な比率で配合することで、それぞれの長所を生かした。

２．沈降防止剤の選定と添加量
マルセン表色記号５Ｙ７／１色を得る着色顔料などの顔料に対して、いずれも強固に吸着する沈降防止剤を選定し、所定量を添加することにより、低沈降性と復元性とを得ることができた。

３．灰分（顔料濃度）と樹脂の配合比率
選定した顔料と樹脂を適度な比率で配合することで、塗料全体の良好な特性バランスを得ることができた。

４．低黄変性の硬化剤の選定
芳香族系のイソシアネートと比べて、黄変の少ない脂肪族系のイソシアネートを主とした硬化剤を選定することにより、色相のずれを生じないようにした。

５．溶剤、添加剤の選定と添加量
厚膜化した場合でも、硬化時のたれ、わき性を悪化させないように溶剤および添加剤を選定し、その添加量の最適化を図った。

この結果、アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒０．１〜０．２重量％、添加剤０．２〜０．３重量％、溶剤３〜４重量％、純水７７〜８６重量％を含有するものが優れるものであった。

先ず、本発明の実施例１に係るワンコート電着塗料を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るワンコート電着塗料で形成した塗膜を示す断面図である。

図１に示すように、交通機器や電気機器などを構成する酸洗した冷延鋼板、熱延鋼板のような塗装物となる金属材１の表面には、一回の電着塗装で形成されたワンコート電着塗料による第１の塗膜２が設けられている。

以下、この塗装方法を説明する。

先ず、金属材１の表面を前処理し、電着塗装に適する表面状態にする。前処理には、脱脂後、表面調整し、リン酸亜鉛被膜を設ける化学的処理を用いる。脱脂剤には、例えば、日本ペイント社製サーフクリーナＳＤ６００Ｎ−１、表面調整剤には、例えば同社製サーフファイン５Ｎ−１０、リン酸亜鉛処理剤には、例えば同社製サーフダインＦＳ４２００を用いる。

次に、ワンコート電着塗料で第１の塗膜２を形成する。第１の塗膜２の厚さは、電着塗装時の電流を制御することなどにより行うことができ、客先指定である膜厚４０μｍ以上（４５μｍ程度）、あるいは膜厚６０μｍ以上（６５μｍ程度）を形成する。電着塗装後、１４０〜１５０℃×３０分の加熱硬化を行う。ここで、４０〜６０μｍと厚い膜厚を、厚膜と定義する。

低沈降型であって、一回の塗装で厚膜の形成が可能なワンコート電着塗料の成分を表２に示す。

このワンコート電着塗料で第１の塗膜２を４０〜６０μｍ形成したものについて、以下のような試験を行った。

１．初期物性試験
１−１硬度：ＪＩＳＫ５６００鉛筆引っかき試験
１−２付着力：ＡＳＴＭ３３５９（碁盤目またはクロスカット＋粘着テープ試験）
２．耐久性試験
２−１塩水噴霧試験：ＪＩＳＺ２３７１塩水噴霧試験１０００時間実施後の外観判定および２次物性試験
２−２耐湿試験：ＪＩＳＫ５６００耐湿試験（５０℃、９５％ＲＨ）１０００時間実施後の外観判定および２次物性試験
２−３亜硫酸ガス試験：２０ｐｐｍ、４０℃、９０％ＲＨ、１０００時間実施後の外観判定および２次物性試験
２−４塩素ガス試験：１ｐｐｍ、４０℃、９０％ＲＨ、１０００時間実施後の外観判定および２次物性試験
２−５耐候試験：ＪＩＳＫ５６００促進耐候性（サンシャインカーボンアーク灯式）４００時間実施後の外観判定および２次物性試験

これらの試験結果を表３に示す。

表３の結果から、ワンコート電着塗料で厚膜の第１の塗膜２を形成し、加熱硬化させたものは、初期物性のみならず、各評価試験においても、試験後の物性値が初期値と大きく変化せず、優れた耐久性能を有している。

上記実施例１のワンコート電着塗料によれば、エポキシ樹脂とアクリル樹脂との併用や沈降防止剤の選定などにより、マルセン表色記号５Ｙ７／１で半つやを有し、初期物性のみならず、長期間に亘っても優れた耐久性能を有する美観で厚膜の第１の塗膜２を一回の塗装で形成することができる。また、低沈降型であるので、顔料の沈降が少なく、攪拌ポンプを停止することが可能で電力使用量の削減、メンテナンスの削減、産業廃棄物の削減などができ、環境負荷を低減することができる。

次に、本発明の実施例２に係るワンコート電着塗料を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係るワンコート電着塗料と上塗り塗料とで形成した塗膜を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、第１の塗膜に上塗り塗料による第２の塗膜を形成したことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、ワンコート電着塗料で形成した第１の塗膜２面には、熱硬化型メラミン樹脂系塗料もしくは常温硬化型ラッカー系塗料のような上塗り塗料で形成した第２の塗膜３を設けている。

熱硬化型メラミン樹脂系塗料としては、メラミン樹脂にエポキシ樹脂を含有させた例えば関西ペイント社製ＴＦアミラックタイプ２、アスカベークＨＳを用い、塗装後、加熱硬化させる。この熱硬化型塗料による膜厚は、１５〜３０μｍとする。なお、一般的に用いられている熱硬化型メラミン樹脂塗料を用いることもできる。また、常温硬化型ラッカー系塗料では、例えば関西ペイント社製ＦＫバインダー、テロソン社製ミッチャクロンなどの付着向上バインダーを用い、５〜１０μｍの塗膜を形成後、この常温硬化型塗料で膜厚１５〜３０μｍの第２の塗膜３を形成する。

第１の塗膜２面に第２の塗膜３を２０〜２５μｍ形成したものについて、実施例１と同様の試験を行った。ただし、２−５）項の耐候試験を省略した。

これらの試験結果を表４に示す。

表４の結果から、第１の塗膜２に第２の塗膜３を形成したものは、初期物性のみならず、各評価試験においても、試験後の物性値が初期値と大きく変化せず、優れた耐久性能を有している。

このような第２の塗膜３は、マルセン表色記号５Ｙ７／１や半つや以外の色を指定された場合に用いることができる。また、電気機器などを工場から出荷するときの化粧塗装、更には補修塗装に用いることができる。

上記実施例２のワンコート電着塗料によれば、実施例１による効果のほかに、マルセン表色記号５Ｙ７／１や半つや以外の指定に対応することができ、化粧塗装などもすることができる。

本発明の実施例１に係るワンコート電着塗料で形成した塗膜を示す断面図。本発明の実施例２に係るワンコート電着塗料と上塗り塗料とで形成した塗膜を示す断面図。

符号の説明

１金属材
２第１の塗膜
３第２の塗膜

Claims

アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒、添加剤、溶剤、純水を含有したことを特徴とするワンコート電着塗料。
金属材の表面を電着塗装に適する表面状態にし、
アミノ変性エポキシ樹脂４．５〜１０．５重量％、アミノ変性アクリル樹脂３〜７重量％、着色、体質顔料１．５〜３．５重量％、硬化促進触媒、添加剤、溶剤、純水を含有したワンコート電着塗料で第１の塗膜を形成することを特徴とするワンコート電着塗料の塗装方法。
前記第１の塗膜を厚膜とすることを特徴とする請求項２に記載のワンコート電着塗料の塗装方法。
前記第１の塗膜面に、熱硬化型塗料で第２の塗膜を形成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワンコート電着塗料の塗装方法。
前記第１の塗膜面に、付着向上バインダーを塗布後、常温硬化型塗料で第２の塗膜を形成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のワンコート電着塗料の塗装方法。
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のワンコート電着塗料の塗装方法で塗装することを特徴とする塗装物。