JP2677473B2 - 耐候性塗膜及びそれを形成したアルミニウム部材 - Google Patents

耐候性塗膜及びそれを形成したアルミニウム部材

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム又はその
合金からなる自動車用ホイールのようなアルミニウム部
材上に形成する耐性塗膜、及びかかる耐性塗膜を形
成してなるアルミニウム部材に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
のホイールは、従来からスチールで形成されているが、
最近になって自動車重量の低減及び外観や意匠性の向上
を目的として、アルミニウム製のホイールを装着する割
合が益々増大してきている。アルミニウムホイールの場
合、その耐性や耐腐食性等を改善するために、表面に
塗装を施すのが普通である。
【0003】アルミニウムホイールの耐性塗装は種々
の方法で形成することができるが、塗膜表面の平坦度及
び透明性を向上するために、従来は有機溶剤を用いるい
わゆる溶剤型塗料により塗膜形成を行っていた。しかし
ながら、近年の環境問題の深刻化にともなって、有機溶
剤の排出規制が厳しくなってきており、従来の溶剤型塗
料の使用が困難になってきた。
【0004】このような状況下において、アルミニウム
ホイールの塗装として粉体塗料が注目され、特に米国に
おいて塗装方法の主流となってきた。米国においては、
粉体塗装用塗料として、トリグリシジルイソシアヌレー
ト系ポリエステルのようなポリエステル樹脂粉末が広く
使用されている。
【0005】しかしながら、最近アルミニウムホイール
の塗装に関して、耐腐食性、耐性、塗装性等の要求レ
ベルが益々高くなり、上記ポリエステル系粉体塗料では
これらの要求を十分に満たすことができないことがわか
った。
【0006】中でもいわゆるメタリック塗装の場合、塗
膜中にアルミニウムの微粉末が含まれるため変色が起き
やすく、ソリッドカラーに比べて耐性に劣るという問
題がある。そこで、メタリック塗装の場合でも、良好な
性を示すようなアルミニウム部材用塗膜が望まれて
いる。
【0007】従って本発明の目的は、溶剤系塗料を使用
することなく、優れた耐腐食性、耐性、塗装性等を有
するメタリック塗膜、及びそれを形成したアルミニウム
部材を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、エポキシポリエステル系粉体塗料
によりプライマーコートを形成するアルミニウム部材の
塗装において、トップコートをアクリル系粉体クリヤー
塗料により形成するとともに、その下のベースコート層
をアクリルハイソリッドメタリック塗料により形成する
ことにより、上記要求を満たす塗膜を形成することがで
きることを発見し、本発明を完成した。
【0009】すなわち、本発明のアルミニウム部材の耐
性塗膜は、 (a)アルミニウム部材上に形成されたエポキシポリエ
ステル系粉体塗料からなるプライマー層と、 (b)前記プライマー層上に形成されたアクリルハイソ
リッドメタリック塗料からなるベースコート層と、 (c)前記ベースコート層上に形成されたアクリル系粉
体クリヤー塗料からなるトップコート層とを有すること
を特徴とする。
【0010】本発明の塗膜の層構成及びその形成方法に
ついて説明する。
【0011】[1]下地処理 本発明の塗膜を形成する前に、アルミニウム部材にアル
カリ脱脂、及び化成処理を施す。化成処理としては、ク
ロメート処理をするのが好ましい。クロメート処理は、
クロム酸と、硫酸、硝酸、フッ化水素酸、燐酸等の無機
酸と、適当な添加剤とを含有する水溶液を用いて行うこ
とができる。クロメート処理の方法は、2通りに大別す
ることができる。すなわち、第一の方法は無機酸として
燐酸を用いる燐酸クロメート処理法であり、第二の方法
は燐酸以外の酸を用いるクロミウムクロメート処理法で
ある。いずれの方法も、アルミニウム部材をクロメート
処理液に浸漬するか、処理液をスプレーすることにより
行うことができる。クロメート処理により得られる化成
皮膜は、3mg/m以上、好ましくは5〜20mg/
の付着量を有する。
【0012】化成皮膜を施したアルミニウム部材は次い
で水洗するが、洗浄水として脱イオン水を用いるのが好
ましい。
【0013】[2]プライマー層 プライマー用塗料としては、エポキシポリエステル系ハ
イブリッド粉体塗料を用いるのが好ましい。エポキシポ
リエステル系ハイブリッド粉体塗料としては、例えば
H.Bフュラー社のIF2506等がある。プライマー
層の焼付温度は150〜200℃程度である。なお、プ
ライマー層の厚さは、一般に20〜40μm程度であ
る。
【0014】[3]ベースコート層 ベースコート層を形成する塗料はアクリルハイソリッド
メタリック塗料である。ハイソリッド塗料の固形分濃度
は一般に40〜50重量%程度である。またベースコー
ト層の焼付温度は130〜180℃程度である。なお、
ベースコート層の厚さは10〜30μm程度であるのが
好ましい。また、アルミニウム微粉末としては、平均径
が5〜15μm程度の鱗片状のものが好ましい。
【0015】[4]トップコート層 ベースコート層上に塗布するトップコート用アクリル粉
体クリヤー塗料は、硬化性アクリル樹脂を主成分とした
ものである。本発明に使用しうる硬化性アクリル樹脂と
して、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ート、β−メチルグリシジルアクリレート、β−メチル
グリシジルメタクリレート、トリグリシジルイソシアヌ
レートアクリレート等のアクリルグリシジル系樹脂が挙
げられる。
【0016】粉体アクリル塗料は、塗膜の密着性及び塗
装性を向上するために、硬化後に比較的低い硬度を示す
ものでなければならない。好ましい塗膜硬度は鉛筆硬度
テストで測定したときにF以上、特に1H〜2H程度で
ある。塗膜硬度がFより低い場合は、塗膜の耐スクラッ
チ性が十分でない。一方、塗膜硬度が3Hより高い場
合、良好な塗装性が得られない。
【0017】トップコートの粉体塗装は静電塗装法によ
り行う。トップコート層の厚さは30〜50μm程度で
あるのが好ましい。ベースコート層上に塗装したアクリ
ル樹脂粉末は、140〜180℃で15〜60分間焼付
ける。
【0018】以上のようにして得られる塗膜は全体で6
0〜120μm程度の厚さを有する。塗膜の厚さが60
μm未満であると、十分な塗膜の均一性及び耐腐食性が
得られない。一方、塗膜厚さが120μmを超えても、
それに伴う改善が得られない。
【0019】
【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 アルミニウム板(125mm×75mm×0.7mm)
をアルカリ脱脂した後、水洗し、5〜20mg/m
度の化成皮膜が形成されるようにクロミウムクロメート
処理を施し、さらに純水で水洗し、乾燥した。このアル
ミニウム板に、プライマー用にエポキシポリエステル系
ハイブリッド粉体塗料(IF2506、H.Bフューラ
ー社製)を塗布し、190℃で10分間焼付けた。次い
で、アクリルハイソリッドメタリック塗料(W4884
8、PPG社製)を塗布し、140℃で20分間焼付し
た。その後、静電塗装法によりアクリル粉体塗料(PC
10103、PPG社製)を塗布し、170℃で20分
間焼付した。得られた塗膜の層構成を表1に示す。ま
た、各試験片に対して以下のテストを行った。
【0020】(1)鉛筆硬度試験 各試験片の塗膜を種々の硬度の鉛筆でスクラッチするこ
とにより、塗膜硬度を測定した。
【0021】(2)塗膜厚さ 各試験片の塗膜の厚さを、高周波膜厚計により測定し
た。
【0022】(3)密着性試験 各試験片の塗膜に、カッターにより1mmの間隔で縦横
10本ずつの切れ目を入れ、その上にセロハンテープを
貼付してはがし、100個のます目のうちの残存したま
す目をカウントした(碁盤目試験)。
【0023】(4)温水浸漬試験 各試験片を60℃の温水中に72時間浸漬した後、24
時間放置し、次いで上記(3)と同じ碁盤目試験を行っ
た。
【0024】(5)塩水噴霧試験 各試験片の表面をカッターナイフによりクロスカット
し、5重量%のNaCl水溶液を用いて、35℃で12
00時間塩水噴霧を行い、24時間放置後カット部の周
辺2mm以内における腐食の度合いを測定した。 ○:塗膜のふくれ、錆等異常なし。 ×:異常あり。
【0025】(6)耐性試験 各試験片に対して、サンシャインウエザオメータにより
600時間暴露試験を行った。その後、50℃、相対湿
度98%において240時間保持し、24時間放置した
後で、碁盤目試験(1mm×1mmの碁盤目100個)
を行い、各試験片について碁盤目の剥離及び変色を調べ
た。 ○:外観に著しい変化がない。 ×:異常あり。
【0026】(7)糸錆試験 表面にクロスカットした各試験片に対して、5重量%の
NaCl水溶液を用いて35℃で24時間塩水噴霧を行
い、40℃で相対湿度82%に240時間保持するサイ
クルを3回繰り返し(全部で792時間)、上記(5)
と同様に腐食の度合いを調べた。 ○:糸錆の長さ2mm以内。 ×:糸錆の長さ2mmを超える。
【0027】(8)複合腐食試験 上記(5)と同じ塩水噴霧試験を4時間行い、60℃で
2時間乾燥し、50℃で相対湿度95%に2時間保持す
るサイクルを100繰り返した。その後24時放置して
から、腐食の度合いを測定した。 ○:一般面及びエッジ部にふくれや錆がなく、かつクロ
スカット部周辺のふくれ及び錆の発生領域が2mm以
内。 ×:異常あり。
【0028】(9)熱サイクル試験 各試験片に対して、90℃で4時間、−40℃で1.5
時間、70℃、相対湿度95%で3時間、及び−40℃
で1.5時間からなるサイクルを2回繰り返し、その後
24時間放置した。その後碁盤目試験を行った。 ○:外観に著しい変化がなく、かつ碁盤目試験の結果が
80/100以上。 ×:異常あり。
【0029】(10)耐衝撃性試験 各試験片を−40℃に保持した直後、30cm上方から
500gの錘を落下させ、塗膜の割れ及びはがれを調べ
た。 ○:異常なし。 ×:塗膜の割れ及びはがれあり。
【0030】(11)耐アルカリ性試験 各試験片上に5重量%のNaOH水溶液を滴下し、常温
にて4時間放置後塗膜表面の状態を評価した。 ○:異常なし ×:外観に変色、しみ、ふくれ、軟化等を認める。
【0031】(12)耐酸性 各試験片上に10重量%のHSO水溶液を滴下し、
常温にて24時間放置後塗膜表面の状態を評価した。 ○:異常なし ×:外観に変色、しみ、ふくれ、軟化等を認める。
【0032】以上の試験(1)〜(12)の結果を表2
に示す。
【0033】比較例1 実施例1においてプライマー用塗料としてエポキシ系粉
体塗料(153E136、グリデン社製)とした以外は
実施例1と同様にして、アルミニウム板上に塗膜を形成
した。得られた塗膜の構成を表1に示す。また、試験
(1)〜(12)を行った結果を表2に示す。
【0034】比較例2 実施例1においてベースコート用塗料としてアルキッド
水性メタリック塗料(WPB−3813−1、スプレイ
ラット社製)を用い、トップコート用塗料としてトリグ
リシジルイソシアヌレートポリエステル系粉体クリヤー
塗料(6C−105、グリデン社製)を用いた以外、実
施例1と同様にして、アルミニウム板上に塗膜を形成し
た。得られた塗膜の層構成を表1に示す。また、試験
(1)〜(12)を行った結果を表2に示す。
【0035】比較例3 比較例2においてトップコート用塗料としてトリグリシ
ジルイソシアヌレートポリエステル系粉体クリヤー塗料
(VP−184、フェロ社製)を用いた以外、比較例2
と同様にして、アルミニウム板上に塗膜を形成した。得
られた塗膜の層構成を表1に示す。また、試験(1)〜
(12)を行った結果を表2に示す。
【0036】比較例4 比較例3においてベースコート用塗料としてアルキッド
水性メタリック塗料(WPB−3813−1、スプレイ
ラット社製)及びトップコート層としてアクリルハイソ
リッドクリヤー塗料(W48970、PPG社製)を用
いた以外、比較例3と同様にして、アルミニウム板上に
塗膜を形成した。得られた塗膜の層構成を表1に示す。
また、試験(1)〜(12)を行った結果を表2に示
す。
【0037】 表1層 構 成 実施例1 プライマー層 エポキシポリエステル系ハイブリッド粉体塗料(1) ベースコート層 アクリルハイソリッドメタリック塗料(2) トップコート層 アクリル系粉体クリヤー塗料(3) 比較例1 プライマー層 エポキシ系粉体塗料(4) ベースコート層 アクリルハイソリッドメタリック塗料(2) トップコート層 アクリル系粉体クリヤー塗料(3) 比較例2 プライマー層 エポキシポリエステル系ハイブリッド粉体塗料(1) ベースコート層 アルキッド水性メタリック塗料(5) トップコート層 TGICポリエステル系粉体クリヤー塗料(6) 比較例3 プライマー層 エポキシポリエステル系ハイブリッド粉体塗料(1) ベースコート層 アルキッド水性メタリック塗料(5) トップコート層 TGICポリエステル系粉体クリヤー塗料(7) 比較例4 プライマー層 エポキシポリエステル系ハイブリッド粉体塗料(1) ベースコート層 アルキッド水性メタリック塗料(5) トップコート層 アクリルハイソリッドクリヤー塗料(8) 注:(1)IF2506、H.B.フューラー社製 (2)W48848、PPG社製 (3)アクリルグリシジル系ベース(PC10103、PPG社製) (4)エポキシ系粉体塗料(153E136、グリデン社製) (5)WPB−3813−1、スプレイラット社製 (6)TGICポリエステル系粉体クリヤー塗料(6C−105、グリデ ン社製) (7)TGICポリエステル系粉体クリヤー塗料(VP−184、フェロ 社製) (8)W48970、PPG社製
【0038】
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアルミニ
ウム部材の耐性塗膜は、耐腐食性、耐性、塗装性等
に優れている。このような特徴を有する塗膜は、アルミ
ニウムホイールに好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 167/02 C09D 167/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)アルミニウム部材上に形成された
    エポキシポリエステルハイブリッド系粉体塗料からなる
    プライマー層と、 (b)前記プライマー層上に形成されたアクリルハイソ
    リッドメタリック塗料からなるベースコート層と、 (c)前記ベースコート層上に形成されたアクリル系粉
    体クリヤー塗料からなるトップコート層とを有すること
    を特徴とする耐性塗膜。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のアルミニウム部材の耐
    性塗膜において、前記トップコート用のアクリル系粉体
    クリヤー塗料はアクリルグリシジル系樹脂をベースとす
    ることを特徴とする耐性塗膜。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の耐性塗膜を形成
    してなるアルミニウム部材。
JP35601091A 1991-12-20 1991-12-20 耐候性塗膜及びそれを形成したアルミニウム部材 Expired - Lifetime JP2677473B2 (ja)

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