JPH02251574A - メタリック塗料組成物および静電塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、絶縁抵抗が大きく、メタリック塗料組成物
に用いられる金属顔料に関する。また、この発明は、静
電塗装が可能なメタリック塗料組成物に関する。さらに
、この発明は、メタリック塗料組成物を用いた静電塗装
方法に関する。

〔従来の技術〕

塗装の自動化、塗着効率の向上による資源の有効利用の
点から、冷蔵庫、自動車等の金属製品の塗装には静電霧
化塗装が用いられている。

この静電塗装方法は、たとえば、スプレーガンと被塗物
の間に３０ｋＶ以上の電圧をかけるため、塗料が導電体
でないことが必須の条件となるが、塗料中にアルミニウ
ム等の金属粉が配合されているメタリック塗料において
は、塗料中を電気が流れるというリーク現象がしばしば
発生する。

ここに、リーク現象とは、塗料中に配合された薄片状の
金属粉が連続（ブリッジ）して回路を形成し、電気を通
すことをいう。

リーク現象がおきると、スプレーガンと被塗物間の電圧
が急激に低下し、塗料に有効な電荷が付与されなくなり
、塗膜効率が著しく低下したり、極端な場合は火災の発
生原因となり、塗装を満足に行えなくなる。最近、公害
防止、省資源の目的で多用され始めたハイソリッド型塗
料はビヒクル樹脂が低分子量で粘度が低いためか、金属
粉が沈澱しやすく、耐リーク性が非常に低下し、静電塗
装の問題点となっている。

これまで、リーク性を改善する方法としては、塗料中の
溶剤組成の変更による塗料の電気伝導度調整や、沈降防
止剤、増粘剤の使用による金属粉の沈降防止、あるいは
、金属粉の表面に有機化合物の皮膜を形成して導電性を
低下させるなどの各種手段が用いられてきた。

たとえば、特開昭５６−１００８６５号公報では、アル
ミニウム粉をミネラルスピリットなどの石油系有機溶剤
に分散させてスラリーとし、このスラリーにＮ−β（ア
ミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ンなどのアミノシラン化合物で３〜１２時間程時間面処
理することにより、絶縁抵抗の高い金属顔料とすること
が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のリーク防止策は、いずれも十分な効果が
得られなかったり、塗料の粘性挙動や金属粉の配向を変
化させるため、ライン通性や仕上がり外観に好ましくな
い影響を及ぼすなどの問題点が残うていた。

また、前記アミノシラン化合物によりアルミニウム粉を
表面処理するには、処理時間が長くなり、手間がかかる
という問題点がある。

そこで、この発明は、絶縁抵抗が高く、電気的に霧化す
る塗装方法に用いる塗料に配合されてもリークの発生を
防止することができるメタリック塗料組成物用金属顔料
を提供することを第１の課題とする。この発明は、電気
的に霧化する塗装方法に用いられても、同塗装時に発生
するリークを防止して、塗装作業性を確保できるメタリ
ック塗料組成物を提供することを第２の課題とする。さ
らに、この発明は、静電塗装において、塗装作業性が確
保され、所期の塗膜が形成されうる塗装方法を提供する
ことを第３の課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

発明者らは、リーク性を防止する有効な塗料組成、塗装
方法について鋭意研究した結果、塗料中に配合される金
属粉をあらかじめポリアミンと接触させ、しかる後にポ
リイソシアナートを加え、ポリアミンとポリイソシアナ
ートを反応させる処理を実施することでリーク性を大幅
に改善できることを見出し、さらに研究を進めてこの発
明を完成した。

すなわち、上記第１の課題を解決するために、請求項１
記載の発明にかかるメタリック塗料組成物用金ａｍ料（
以下、単に「金属顔料」と言う）は、ポリアミンおよび
ポリイソシアナートを反応させることにより金属粉の表
面が処理されてなるものとされている。

上記第２の課題を解決するために、請求項２記載の発明
にかかるメタリック塗料組成物は、配合されている金属
顔料が、ポリアミンおよびポリイソシアナートを反応さ
せることにより金属粉の表面が処理されてなる金属顔料
であることを特徴とする。

上記第３の課題を解決するために、請求項３記載の発明
にかかる静電塗装方法は、金属顔料が配合されたメタリ
ック塗料組成物を静電塗装するにあたり、前記金属顔料
として、ポリアミンおよびポリイソシアナートを反応さ
せることにより金属粉の表面が処理されてなる金属顔料
を用いることを特徴とする 請求項１記載の発明にかかる金属顔料は、たとえば、つ
ぎのようにして製造される。すなわち、容器中に一定量
の溶剤を入れ、デイスパーで攪拌しながら、金属粉を加
えて均一に混合する。この中にポリアミンを加え、数分
間攪拌した後、ポリイソシアナートを加え、ポリアミン
とポリイソシアナートとを反応させる。通常、この反応
は、室温で３０分間攪拌すれば充分完結する。このよう
にして金属粉の表面に、ポリアミンとポリイソシアナー
トの反応物の皮膜が形成されてなる金属顔料が得られる
。ここで、ポリアミンとボリイソシアナートとの添加順
序は、両者の反応生成物と金属粉との密着性を考慮する
のであれば、いずれが先であってもよく、両者同時であ
ってもよい。なお、金属粉との密着性（または親和性）
点からポリアミンを先に加えておく方が好ましい。

この金属顔料を用いてメタリック塗料組成物を調製し、
たとえば、３０ｋＶ以上の電圧を印加しながら静電塗装
することにより、従来問題となっていた静電塗装時のリ
ーク性が大幅に改善され、実用上何ら問題がなくなる。

すなわち、メタリック塗膜が静電塗装により、容易に形
成することができるのである。

前記ポリアミンとしては、分子中に一級アミノ基（ＮＨ
りまたは二級アミノ基（−ＮＨ−）を２個以上持つ化合
物であれば特に制限はなく、エチレンジアミン、１，３
−プロピレンジアミン１ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チルトリアミントリエチレンテトラミン、テトラエチレ
ンペンタミン、ペンタエチレンへキサミン、ビスアミノ
プロピルビペラジン、ジスアミノピリジン、キシリレン
ジアミン、メタフェニレンジアミン、４゜４′−ジアミ
ノジフェニルメタン、ポリエチレンイミン等が、それぞ
れ、単独で使用されたり、または、複数で併用されたり
する。

なお、この発明において、金属粉の表面処理にポリアミ
ンを用いて、ポリオールを用いないのは次の理由による
。すなわち、アミンは、塩基性のため、アルミニウムな
どの金属粉表面と反応（またはアルミニウムなどの金属
粉表面に吸着）するが、ポリオール（またはアルコール
）は中性のため、アルミニウムなどの金属との相互作用
が少なく、少しの力で剥離しやすいためである。

前記ポリイソシアナートとしては、分子中に遊離の−Ｎ
ＣＯ基（イソシアナート基）を２個以上含有する化合物
であり、たとえば、トリレンジイソシアナート（ＴＤ　
Ｉ）　、４．４’−ジフェニルメタンジイソシアナート
（ＭＤＩ）、キシレンジイソシアナー）（ＸＤＩ）、ヘ
キサメチレンジイソシアナート（ＨＭＤＩ）、水素化Ｍ
Ｄ　ｉ水素化ＴＤ　Ｉ、水素化ＸＤ　ｉイソホロンジイ
ソシアナート、前記イソシアナートとポリオールを反応
させて得られる下式■〜■の化合物、ジイソシアナート
からビューレフト反応によって得られる化合物（下式〇
）、ジイソシアナートの環形成によって得られる下式■
〜■の化合物、さらに、下式■、＠で示される化合物等
が使用できる。これらは、それぞれ、単独で使用された
り、または、複数併用されたりする。

Ｃ０ＮＨ（Ｃ）Ｉり６ＮＣ０ Ｎしυ （式中のｎは１〜４の整数である） ポリアミンとポリイソシアナートは、反応生成物の分子
量が１００００以下となるよう量比を調整して用いるの
が好ましく、同分子量が１０００以下となるようにする
のがより好ましい。これは、前記反応生成物の分子量が
高くなるほど、塗料粘度への寄与が大きくなり好ましく
ないからである。通常、前記反応生成物が分子量１００
０以下の場合、塗料粘度への影響は無視できる。また、
分子量を大きくしてもリーク防止効果はないため、特に
メリットがない。前記のような分子量の調整は、ポリア
ミンまたはポリイソシアナートを過剰に加えること、す
なわち、ポリアミンの一級または二級アミノ基１個に対
して、ポリイソシアナートのイソシアナート基が１　（
［１より多いか、または、少なくなるようにすることで
容易に行うことができる。

ポリアミンとポリイソシアナートとの反応生成物は、金
属粉に対して０．５〜２０重量％（以下、「重量％」を
単に「％」と記す）の割合が好ましく、１〜５％の割合
がより好ましい。０．５％未満では、リーク防止効果が
充分でなく、また、２０％を越えると、アミン基が親水
性であるため耐水性、耐候性が悪くなったり、硬化反応
の負触媒として働き硬化不足をきたしたりする場合があ
るため好ましくない０通常、前記反応生成物が金属粉に
対して２〜５％であれば、リーク性は全く問題ないレベ
ルまで改良される。

この発明の金属顔料に用いる金属粉としては、メタリッ
ク塗料に使われているものであれば、材質、形状などに
特に雨足はない。たとえば、アルミニウム、ステンレス
、銅などの、細片、箔、粒などが挙げられる。金属の細
片または粒状粉を機械的方法、たとえば、スタンプミル
法、乾式ボールミル法、湿式ボールミル法、アトライタ
ー法、振動ボールミル法などにより数％の磨砕助剤とと
もに磨砕して得られた金属粉を磨砕助剤とともに、上記
ポリアミンおよびポリイソシアナートによる表面処理に
供してもよい。前記磨砕助剤としては、たとえば、脂肪
酸、脂肪族アミンなどが使用されている。また、前記磨
砕処理の際に、上記ポリアミンおよびポリイソシアナー
トによる表面処理を行うようにしてもよい。金属粉は、
金属粉のみの状態で使用されてもよいが、金属粉を溶剤
中で分散させたものを使うことが可能であり、溶剤中に
分散させたものを使うことも多い。また、金属粉がアル
ミニウム粉の場合、一般にステアリン酸などで表面処理
されているが、このように処理されたものも使用可能で
ある。

また、請求項２の発明にかかるメタリック塗料組成物は
、前記金Ｍ顔料以外の組成に制約はなく、塗料として通
常使用される、樹脂、添加剤、着色顔料、体質顔料、溶
剤など従来から使用されているものがそのまま適宜選択
して配合される。これらの配合物を通常の方法により、
できるだけ均一に混合して、同混合物をそのまま、また
は、通当なシンナーで希釈して塗装に供する。請求項２
の発明にかかるメタリック塗料組成物の塗装方法は、ス
プレー塗装などでもよいが、静電塗装を行うようにする
と、上述したように、被塗物への塗着効率が高く、塗料
の使用量がエアースプレーなどに比べて少なくてすむと
いう利点がある。

請求項３の発明にかかる静電塗装方法は、たとえば、霧
状になった塗料粒子に数＋ｋＶ程度の高電圧を印加して
、前記塗料粒子に静電気を帯びさせて被塗物に付着させ
て塗膜を形成させるものである。この塗装方法では、塗
料として請求項２の発明のメタリック塗料組成物を用い
るのでつぎのような利点がある。すなわち、この塗料組
成物は、上記のようにこれに含まれている金属顔料の電
気絶縁性が良好であるので、高電圧印加時にもリークが
起こりに＜＜、容易に塗膜を形成する。しかも、メタリ
ック塗料ではない通常の塗料を用いるときと同じ静電塗
装装置を利用することができる、得られた塗膜は、金属
顔料の金属光沢により、メタリック塗料独特の外観を呈
する。

なお、被塗物としては、上記のような金属製品が挙げら
れるが、これに限定するものではない。

また、被塗物は、前記静電塗装に先立ち、下塗りや前処
理などが施されていてもよい。

〔作　　　用〕

ポリアミンとポリイソシアナートとを反応させることに
より、金属粉の表面にその反応物からなる皮膜が形成さ
れる。この皮膜は、電気絶縁性に富むので、金属粉の間
の電気伝導度を低くし、しかも、金属との密着性に優れ
ているので、塗料調製時や塗装時などに擦られても容易
には剥離しない。また、前記皮膜は、透明であるので、
金属顔料の特徴である金属光沢の発現を妨げない。

金属顔料として、上述のように電気絶縁性に優れた金属
顔料を配合したメタリック塗料組成物は、静電塗装など
電気的に霧化する塗装方法に用いられたときに、容易に
塗装される。これは、金属粉同土間の電気絶縁が確保さ
れているので、金属顔料のブリッジが生じたとしてもリ
ークが発生しにくいからである。また、前記金属顔料が
塗料中で沈降しにくいため、ブリフジを作りにくいとい
う効果も得られる。しかも、前記メタリック塗料組成物
は、特別な配合剤を添加する必要がないので、塗料の粘
性挙動の変化を招かず、ライン通性や仕上がり外観に悪
影響を及ぼさない。

上記のようなメタリック塗料組成物を用いて静電塗装を
行うと、リークが発生しに＜＜、作業が容易であり、し
かも、仕上がり外観の良好なメタリック塗膜が得られる
。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例１− アルペースト７１３ＯＮ（東洋アルミニウム側型アルミ
ニウムペースト：平均厚み約０．１μで平均粒径数十−
のフレーク状アルミニウムを約６４％、表面処理剤（ス
テアリン酸）数％、溶剤（ミネラルスピリット／ソルベ
ントナフサ）約３５％）５重量部（以下、「重量部」を
単に「部」と記す）を容器に入れてデイスパーで攪拌し
ながら、テトラエチレンペンタミン０．０５部を加え、
２分後、４．４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソ
シアナート）（水素化ＭＤＩ）０．１４部を加え、３０
分間攪拌して処理した。これにより、ポリアミンとポリ
イソシアナートとの反応物がアルミニウム粉表面に付着
して皮膜を形成していると推定される。なお、ここまで
の操作は、室温で行った。しかも、上記処理時間は、上
述の特許公開公報記載のアミノシラン化合物による処理
時間よりも短いものであった。

さらに、攪拌しながら、ダイヤナールＨＲ５８４（三菱
レイヨン■製アクリル樹脂）４５部、ニーパン２ＯＮ−
６０（三井東圧化学■製ｎ−ブチル変性メラミン樹脂）
８．０部、シアニンブルー〇−３１４（山陽色素■製フ
タロシアニン系顔料）Ｏ００部、トルエン３５．０部、
ブタノール７．０部を加え、均一に熔解してベース塗料
を調製した。

このベース塗料を、ドルオール／ブタノール／ツルペッ
ツ１５０　（エクソン化学側）＝５／１／４（重量比）
の混合溶媒からなるシンナーで希釈し、胤４フォードカ
フブで粘度を１４“に調整した。この粘度調整をした塗
料を日本ランズバーグ社製静電塗装機ＲＥＡガンにセッ
トし、印加電圧６０ｋＶ、塗装空気圧４．５ｋｇ／ｃｏ
！、吐出量６００　ｄ／分で塗装した。このとき、塗装
機とタンクとの間をつなぐペイントホースの長さを変え
てみた。

その結果、ペイントホース長２０Ｃ１１以上でリークは
認められず、良好な塗膜が得られた。

一実施例２一 実施例１において、テトラエチレンペンタミンの量を０
．１部とし、４．４′−メチレンビス（シクロヘキシル
イソシアナート）の量を０．２８部としたこと以外は、
実施例１と同様にしてベース塗料を作製した。

このベース塗料を実施例１と同様にして静電塗装したと
ころ、ペイントホース長１０ｃｎ＋以上でリークは認め
られず、良好な塗膜が得られた。

一実施例３一 実施例１において、ポリアミンとしてヘキサメチレンジ
アミンを０．０３４部、ポリイソシアナートとしてビュ
ーレフト構造を持つヘキサメチレン−１，６−ジイツシ
アナートのトリマー、すなわち、タケネー）Ｄ−１６５
Ｎ−９０ＣＸ　（武田薬品工業■製）を０．１８部使用
したこと以外は、実施例１と同様にしてベース塗料を作
製した。

このベース塗料を実施例１と同様にして静電塗装したと
ころ、ペイントホース長２０Ｃ１１以上でリークは認め
られず、良好な塗膜が得られた。

−比較例− 実施例１において、アルペース）７１３ＯＮをポリアミ
ンおよびポリイソシアナートで処理せずそのまま用いた
こと以外は、実施例１と同様にしてベース塗料を作製し
た。

このベース塗料を実施例１と同様にして静電塗装したと
ころ、ペイントホース長４０口でリークが発生した。

なお、実施例１〜３で得られた各塗膜は、エアースプレ
ーにより得られたメタリック塗膜と同等のメタリック感
を呈することが、目視により確認できた。

〔発明の効果〕

請求項１記載の発明にかかる金属顔料は、以上に述べた
ように、表面がポリアミンおよびポリイソシアナートで
処理されているので、電気絶縁性に優れている。このた
め、静電塗装用の塗料に配合されても、リークが発生し
にくい。

請求項２記載の発明にかかるメタリック塗料組成物は、
以上に述べたように、金属顔料として、表面がポリアミ
ンおよびポリイソシアナートで処理された金属顔料が用
いられているので、静電塗装の際にリークを起こしにく
く、良好な塗膜を形成できる。

請求項３記載の発明にかかる静電塗装方法は、以上に述
べたように、金属粉表面がポリアミンおよびポリイソシ
アナートで処理されてなる金属顔料が配合されたメタリ
ック塗料組成物を用いて静電塗装を行うので、リークが
生じに＜＜、容易に良好な塗膜を形成することができる
。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリアミンおよびポリイソシアナートを反応させる
   ことにより金属粉の表面が処理されてなるメタリック塗
   料組成物用金属顔料。 ２　金属顔料が配合されたメタリック塗料組成物におい
   て、前記金属顔料が、ポリアミンおよびポリイソシアナ
   ートを反応させることにより金属粉の表面が処理されて
   なる金属顔料であることを特徴とするメタリック塗料組
   成物。 ３　金属顔料が配合されたメタリック塗料組成物を静電
   塗装するにあたり、前記金属顔料として、ポリアミンお
   よびポリイソシアナートを反応させることにより金属粉
   の表面が処理されてなる金属顔料を用いることを特徴と
   する静電塗装方法。