JP2627538B2

JP2627538B2 - 金属製品の被覆方法

Info

Publication number: JP2627538B2
Application number: JP19477888A
Authority: JP
Inventors: 達郎岡野; 耕二古田; 高士桝田
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH0243974A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は耐食性のすぐれた樹脂被覆を金属製品に施す
方法に関する。

さらに詳しくは、カチオン電着塗装法によりカチオン
性樹脂塗料を塗装した金属製品に、エチレン−α，β−
不飽和カルボン酸共重合体または、エチレン−α，β−
不飽和カルボン酸エステル−無水マレイン酸共重合体を
粉体塗装法により被覆する方法に関するものである。

（従来の技術）従来、熱可塑性樹脂を用いて金属パイプ、金属板など
の金属製品の表面に皮膜を形成させ、耐食性を付与する
ことは公知である。

例えば、特公昭62−2866公報では、ポリエチレン100
重量部に対して、不飽和カルボン酸またはその無水物0.
01〜10重量部を化合結合させて変性したポリエチレンを
用い、粉末溶射法により金属を被覆する方法が示されて
いる。この発明では、熱可塑性樹脂、とくにポリオレフ
ィン粉末による金属の粉体塗装は、ポリオレフィン自体
が接着性をもたないため、金属とポリオレフィンとを良
好に接着させるために、上記のように変性を行った上
で、メルトテンションが0.5〜15gの範囲でかつ該粉末の
粒径が30〜200メッシュの範囲にある変性ポリエチレン
を用いて金属との接触強度を向上させている。

しかしながら上記方法で得た金属被覆物品は、水や日
光などの過酷な外的環境に曝される条件の下で使用した
場合、一旦亀裂により水が金属表面に侵入すれば、被覆
下の広い範囲に亘って拡がり、全体の密着性を保持する
ことは困難となる。

一方、金属表面に樹脂を塗装する方法として電着塗装
法がある。この方法は、水溶液塗料の溶液中で電導体で
ある被塗物を陽極（又は陰極）とし、塗料タンクを陰極
（又は陽極）として直流電圧をかけ、被塗物表面に塗料
を電気的に析出させて塗膜を形成させる方法である。電
着塗装法は、塗膜のたれ、流れ、溶け落ち、塗り残しが
ない等の利点があり、自動車、電気製品などの大量工業
塗装に多く採用されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、電着塗装法では１コート仕上げに限ら
れるので、耐水性あるいは耐薬品性の必要な用途には問
題があり、先に述べた過酷な条件下では、十分満足すべ
き耐食性を保持することは困難である。さらに、金属製
品をこの方法で塗装した場合、均一な塗膜は得られるも
のの、その厚みが比較的薄く、衝撃やひっかきによって
塗膜に傷がつき易いため、その部分から、腐食性成分が
侵入し、金属製品が腐食するという欠点が存在する。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記問題点を解決するため、種々検討
を加えた結果、電着塗装したカチオン性樹脂塗膜にさら
に、変性ポリオレフィンによって粉体塗装を行えば、金
属表面に耐食性のすぐれた塗膜が形成されることを見出
し、本発明に到達した。即ち本発明の要旨は、カチオン
電着塗装された金属製品をさらに変性ポリオレフィンに
よって粉体塗装し、耐食性のすぐれた樹脂被膜を金属製
品に施す方法である。

前記したように、通常のポリオレフィンは金属との接
着性が悪いため、種々の方法でポリオレフィンを改質し
た変性ポリオレフィンを用いて粉体塗装が行われ、金属
との接着性の向上が図られている。

カチオン電着塗装された金属製品においても同様で、
カチオン性樹脂塗膜と通常のポリオレフィンの接着性は
極めて悪く、通常のポリオレフィンを用いて粉体塗装し
た場合、腐食性雰囲気あるいは、過酷な外的条件下では
ポリオレフィン塗膜に亀裂が生じたり、剥離したりす
る。

そこで本発明者らはカチオン性樹脂塗膜の上に直接被
覆することができ、しかも該塗膜との接着強度の大きな
変性ポリオレフィンについて種々探索した結果、エチレ
ンとα，β−不飽和カルボン酸共重合体、およびエチレ
ンとα，β−不飽和カルボン酸エステル、そして無水マ
レイン酸の３元共重合体がカチオン性樹脂塗膜と最も大
きな接着強度を示すことを見出し、本発明を完成させ
た。

本発明で共重合体の一成分を構成するα，β−不飽和
カルボン酸またはそのエステルとしては、炭素原子を３
〜８個有するものが望ましく、それらの具体例として
は、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル
酸、などのモノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、
フマル酸などのジカルボン酸およびそれらのメタノー
ル、エタノール等のアルコールとのエステルである。

エチレン−α，β−不飽和カルボン酸共重合体中の
α，β−不飽和カルボン酸の含量は４〜15重量％の範囲
が適当であり、４重量％より少ない量ではカチオン電着
塗膜に対して良好な接着強度が得られず、逆に15重量％
を越える量であると融点および軟化点が低下して、粉体
塗料化すること自体が困難となるばかりでなく、粉体塗
装しても良好な被覆を行うことができない。

エチレン−α，β−不飽和カルボン酸エステル−無水
マレイン酸共重合体の場合、α，β−不飽和カルボン酸
エステルの含量は４〜15重量％、無水マレイン酸の含量
は１〜５重量％の範囲が適当である。α，β−不飽和カ
ルボン酸エステルと無水マレイン酸の合計量が５重量％
より少ない量では、カチオン電着塗膜に対して良好な接
着強度が得られず、合計量が20重量％を越えると、エチ
レン−α，β−不飽和カルボン酸共重合体の場合と同様
の欠点が現れて好ましくない。

また、粉体塗装時の塗膜の流れ性の面から考えると、
エチレン−α，β−不飽和カルボン酸共重合体の場合
は、メルトフローレート（以下MFRと略す）が５〜25g/1
0分のものを用いると滑らかで、均一な塗膜によって被
覆することができる。MFRが5g/10分より小さいと塗膜の
表面に凹凸が見られ、また25g/10分より大きいと粉体塗
装時に垂れが生じる。エチレン−α，β−不飽和カルボ
ン酸エステル−無水マレイン酸共重合体の場合は、MFR
が３〜50g/10分のものを用いると、滑らかで均一な塗膜
が得られる。MFRが3g/10分より小さくても、50g/10分よ
り大きくても上述と同様な欠点が現れて好ましくない。

本発明で使用する樹脂粉末の粒度にも好ましい範囲が
存在し、平均粒径が50〜350ミクロンの共重合体粉末を
用いてカチオン電着塗膜上に粉体塗装すると良好な被覆
を行うことができる。なお、上記共重合体に必要に応じ
て顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を添加し、溶融混
練した後、上記粒径に粉砕することは、通常、実用上行
う。

本発明の粉体塗装方法を施されるカチオン電着塗膜
は、金属製品にカチオン性樹脂塗料、例えばエポキシ系
樹脂、ウレタン系樹脂等をカチオン電着塗装したもので
あればよく、特に制限されるものではない。

電着塗装後の金属製品に共重合体粉末を被覆する方法
は、粉体塗装法のうち流動浸漬法を用いるのがよい。カ
チオン電着塗装された金属製品を温度調節可能な電気炉
等の加熱装置で、表面温度が180〜250℃となるように前
加熱した後、樹脂粉末が流動する浸漬槽に数秒〜数分間
浸漬して被覆を行う。この場合、実際に溶融する樹脂温
度が共重合体の分解温度以上および電着塗装膜の劣化温
度以上の温度にならないように、被塗物品の表面温度を
調節することが肝要である。

被覆後、塗膜表面の状態を滑らかにするため、160〜2
70℃（雰囲気温度）で後加熱する。前加熱、後加熱に要
する時間は加熱温度との関係、被塗物品の大きさによっ
ても異なるので、一概には規定できないが、前加熱は前
記温度範囲で３〜30分間程度、後加熱は200℃で１〜５
分間程度行う。後加熱が長時間になると、塗膜の垂れ、
樹脂の劣化が起こり、時間が短いと当然のことながらス
ムージング不足となる。

（実施例）以下実施例により本発明を具体的に説明する。

製造例１エチレン−α，β−不飽和カルボン酸共重合体とし
て、A:エチレン93重量％、アクリル酸７重量％、MFR9g/
10分〔商品名；ユカロン−EAA、Ａ−210M、三菱油化
（株）製〕B:エエチレン91.5重量％、アクリル酸8.5重
量％、MFR17g/10分〔商品名；ユカロンEAA、XA−210S、
三菱油化（株）製〕C:エチレン80重量％、アクリル酸20
重量％、MFR300g/10分〔商品名；ユカロン−EAA、A510
W、三菱油化（株）製〕の３種類のエチレン−アクリル
酸共重合体をそれぞれ別個に粉砕機で粉砕し、平均粒径
50〜350ミクロンの樹脂粉末Ａ、Ｂ、Ｃを得た。

製造例２エチレン−α，β−不飽和カルボン酸エステル−無水
マレイン酸共重合体として、D:エチレン91重量％、アク
リル酸エステル5.7重量％、無水マレイン酸3.3重量％、
MFR5g/10分〔商品名；ボンダインLX4110、住友化学工業
（株）製〕E:エチレン91重量％、アクリル酸エステル5.
7重量％、無水マレイン酸3.3重量％、MFR40g/10分〔商
品名：ボンダインHX8200、住友化学工業（株）製〕F:エ
チレン76重量％、アクリル酸エステル21.7重量％、無水
マレイン酸3.3重量％、MFR10g/10分〔商品名：ボンダイ
ンHX8020、住友化学工業（株）製〕の３種類のエチレン
−アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体をそれ
ぞれ別個に粉砕機で粉砕し、平均粒径50〜350ミクロン
の樹脂粉末D.E.Fを得た。

実施例１〜４製造例１または２で製造したＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅのの樹脂
粉末のいずれか１種を底部に多孔板を有する流動浸漬槽
に入れ、次いで表面にエポキシ系樹脂を電着塗装した巾
70mm、長さ150mm、厚さ2mmの鉄板を電気炉で、300℃で
４分間加熱（表面温度190℃）したものを６秒間流動浸
漬塗装を行い、引続き200℃で１分間後加熱を行った。
流動浸漬塗装による膜厚は400〜600ミクロンであった。
得られた前記鉄板の塗膜の上に、縦方向に25mm巾で２本
のノッチを入れ、剥離試験機にて50mm/分の速度で180℃
剥離試験を行い、被覆層と電着塗装膜の間の接着力を測
定した。（JIS−K6766準拠）また水浸漬テストは被覆層に長さ60〜70mmのクロスノ
ッチを入れ、常温の水に１週間浸漬して表面状態を観察
した。

比較例１〜５比較例１〜２は電着塗装を施していない鉄板に、製造
例Ａ、製造例Ｄの樹脂粉末を用いて流動浸漬塗装した
例、比較例３はエポキシ系樹脂を電着塗装だけ実施した
例、比較例４と５はそれぞれカチオン電着塗装した上
に、樹脂粉末Ｃと樹脂粉末Ｆを用いて流動浸漬塗装を行
った例である。なお、流動浸漬塗装は実施例１と同様の
条件で実施した。その結果をあとの表−１に示した。

（発明の効果）本発明では、カチオン電着塗装法により塗装したカチ
オン性樹脂塗膜上に、粉体塗装法によりエチレン−α，
β−不飽和カルボン酸系共重合体を塗装することによ
り、耐食性、とりわけ耐水性および耐薬品性の優れた樹
脂皮膜をもつ金属製品を得ることができる。

この金属製品は水に曝される悪条件下で使用しても耐
食性を保持することできるので、その方面の用途に有利
に使用することができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カチオン性樹脂塗料を電着塗装した金属製
品に、エチレンとα，β−不飽和カルボン酸共重合体を
用いて粉体塗装を施すことを特徴とする金属製品の被覆
方法。
【請求項２】エチレンとα，β−不飽和カルボン酸共重
合体のα，β−不飽和カルボン酸の量が４〜15重量％で
ある請求項（１）記載の方法。
【請求項３】エチレンとα，β−不飽和カルボン酸共重
合体のメルトフローレートが５〜25g/10分である請求項
（１）記載の方法。
【請求項４】カチオン性樹脂塗料を電着塗装した金属製
品に、エチレンとα，β−不飽和カルボン酸エステルと
無水マレイン酸共重合体を用いて粉体塗装を施すことを
特徴とする金属製品の被覆方法。
【請求項５】エチレンとα，β−不飽和カルボン酸エス
テルと無水マレイン酸共重合体中のα，β−不飽和カル
ボン酸エステルの量が４〜15重量％、無水マレイン酸の
量が１〜５重量％である請求項（４）記載の方法。
【請求項６】エチレンとα，β−不飽和カルボン酸エス
テルと無水マレイン酸共重合体のメルトフローレートが
３〜50g/10分である請求項（４）記載の方法。
【請求項７】共重合体粉末の粒度が50〜350ミクロンで
ある請求項（１）または（４）記載の方法。
【請求項８】粉体塗装を流動浸漬法で行う請求項（１）
または（４）記載の方法。
【請求項９】流動浸漬時の前加熱の温度が基材表面温度
で、180〜250℃である請求項（１）または（４）記載の
方法。