JPH06269734A - 排気装置の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来使用されているオルガノポリシロキサン
樹脂の有する優れた耐食性、汚染性等の性能を損うこと
なく付着性、加工性、耐衝撃性等に優れた塗膜を排気装
置に形成することを目的とするものである。 【構成】 （イ）有機珪素縮合物とアクリル共重合体の
縮合物、（ロ）アルコキシシラン基含有ビニル単量体と
オキシラン基含有ビニル単量体を必須単量体とする共重
合体及び（ハ）アルコキシシラン基含有マクロモノマー
とオキシラン基含有ビニル単量体を必須単量体とする共
重合体から選ばれるアクリル変性有機珪素樹脂（ｉ）及
びキレート化合物（ii）を必須成分とする塗料組成物
を、下塗り塗料を介して排気装置に塗装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気装置の塗装方法に
関するものであり、さらに詳しくはアクリル変性有機珪
素縮合物を用いて排気装置に付着性、耐衝撃性、加工
性、耐汚染性等に優れた塗膜を形成する排気装置の塗装
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から自動車、オートバイ等のマフラ
ー、エンジン回り、暖房器、熱交換器、厨房換気装置等
に用いられる排気装置は、高温にさらされたり、汚染し
やすいため、耐熱性、耐汚染性等の物性に優れた塗料が
塗装されている。該塗料としては、バインダー成分とし
てオルガノポリシロキサン樹脂やフッ素樹脂を用いた塗
料が耐熱性、耐汚染性等に優れているので広く使用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のオルガノポリシ
ロキサン樹脂系塗料については、本出願人もすでに提案
している（特公平４−２２９５３号、特開昭６３−２２
１１２３号公報参照）。この塗料は耐食性、耐熱性、耐
汚染性等に優れた塗膜を形成することができるが、付着
性に劣ったり、加工性、耐衝撃性等に劣るという課題が
ある。また、フッ素系樹脂塗料も耐熱性、耐汚染性に優
れた塗膜を形成するが、フッ素樹脂自体の含有量が少な
いと耐汚染性が低下する。他方フッ素樹脂の含有量を多
くすると付着性及び塗膜形成能が低下すると同時に塗料
の価格が高くなるという課題がある。

【０００４】本発明は、塗膜の耐汚染性等の物性を低下
させることなく、付着性、加工性、耐衝撃性等の性質に
優れた塗膜を排気装置に形成する塗装方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記した課
題を解決する排気装置の塗装方法を開発すべく鋭意検討
を重ねた結果、金属素地との付着性に優れた下塗り塗料
を施した上に、アクリル変性有機珪素縮合物系塗料を塗
装することによって解決できることを見い出し、本発明
を完成するに至ったものである。

【０００６】かくして、本発明に従えば、排気装置の表
面に、下塗り塗料を塗装し乾燥させたのち、その上に上
塗り塗料として下記（イ）、（ロ）及び（ハ）から選ば
れる少くとも１種のアクリル変性有機珪素樹脂をバイン
ダー成分とし、これに硬化剤としてキレート化合物を添
加してなる塗料組成物を塗装することを特徴とする排気
装置の塗装方法が提供される。 （イ） 下記一般式〔Ａ〕で示される有機珪素化合物お
よび（又は）はその低縮合物０〜９０重量％および

【化４】 （但しＲは炭素数１〜８の炭化水素基） ……〔Ａ〕 下記一般式〔Ｂ〕で示される有機珪素化合物および（又
は）その低縮合物１０〜１００重量％

【化５】 （但しＲ′は炭素数１〜１２の炭化水素基、Ｒは上記に同じ）……〔Ｂ〕 とからなる混合物を縮合して得られる有機珪素縮合物と
アクリル系重合体との縮合によって得られる樹脂、
（ロ） アルコキシシラン基含有ビニル単量体とオキシ
ラン基含有ビニル単量体を必須単量体成分とする共重合
体、及び（ハ） 下記一般式〔Ｃ〕

【化６】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１〜８の脂肪族炭化水素基もしく
はフェニル基を、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 及びＲ₄ は炭素数１〜４の
アルコキシル基もしくは水酸基を示す。）で表わされる
化合物７０〜９９．９９９モル％とアルコキシシラン基
含有ビニル単量体３０〜０．００１モル％とを反応させ
てなるマクロモノマーとオキシラン基含有ビニル単量体
を必須単量体成分とする共重合体。

【０００７】以下、本発明の塗装方法について詳細に説
明する。

【０００８】本発明の塗装方法が適用される排気装置と
は、自動車、オートバイ等のマフラー、エンジン回りの
排気装置、熱交換器、厨房用換気装置等高温の空気もし
くは塵埃や油状塵埃を含む汚染空気を排気する機構を有
する装置全体を意味する。

【０００９】本発明において用いられる下塗り塗料は、
従来から公知の有機溶剤形塗料、水性塗料及び粉体塗料
である。有機溶剤形塗料としては、アルキド樹脂塗料、
ポリエステル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹
脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、フェノール樹脂塗料な
どを用いることができる。水性塗料としては有機溶剤形
塗料に用いられる樹脂を界面活性剤を用いて水中に分散
したエマルション塗料や、該樹脂に塩形成基を導入して
酸又はアルカリで中和して水中に分散した自己乳化形の
塗料を用いることができる。また、粉体塗料としては、
ポリエステル系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂などの
熱硬化形粉体塗料を用いることができる。

【００１０】前記した塗料の中でも、有機溶剤形エポキ
シ樹脂塗料が金属素地及び上塗り塗料との付着性に優れ
ている点で、また粉体塗料が厚塗りすることができ、得
られる塗膜が特に加工性、耐衝撃性に優れている点で好
適である。特にポリエステル系粉体塗料が前記した性能
の他に上塗り塗料との付着性に優れているので好まし
い。

【００１１】なお、排気装置において、塵埃などを除去
するためにフィルターが設けられている場合はこのフィ
ルターを粉体塗装しても構わないが、一般に粉体塗料は
厚塗り塗膜になるため目づまりを起こし空気の透過効率
を低下させるので有機溶剤形塗料を用いるほうが好まし
い。

【００１２】本発明で用いられる前記した下塗り塗料
は、通常着色顔料で着色されているが、必要に応じて顔
料を含まないクリヤーの状態で使用してもかまわない。

【００１３】前記した下塗り塗料は、有機溶剤形塗料及
び水性塗料では、約５〜２０μｍの乾燥膜厚に、一方粉
体塗料では約４０〜９０μｍの乾燥膜厚になるように通
常の塗装手段（スプレー塗装、静電スプレー塗装、浸漬
塗装、ロールコーター塗装、粉体塗装など）を用いて形
成される。

【００１４】次に、下塗り塗料の上に塗装されるアクリ
ル変性有機珪素樹脂及びキレート化合物を必須成分とす
る上塗り塗料組成物について説明する。アクリル変性有
機珪素樹脂は、下記に説明する（イ）、（ロ）及び
（ハ）のいずれかであることができる。

【００１５】（イ）有機珪素縮合物とアクリル系重合体
との縮合によって得られる樹脂 アクリル系重合体は、例えば特公平４−２２９５３号公
報に記載されている有機珪素縮合物が有するアルコキシ
シラン基（又はシラノール基）と反応することができる
官能基、例えばエポキシ基、水酸基及びアルコキシシラ
ン基（又はシラノール基）から選ばれる少なくとも１種
の官能基を有するものである。このようなアクリル系共
重合体を構成する単量体としては従来から公知のものが
使用でき、例えば下記のものを挙げることができる。

【００１６】（ａ）ラジカラル重合性オキシラン基含有
ビニル単量体 グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエ
ーテル、ビニルシクロヘキセンモノオキサイド、３，４
−エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート
など； （ｂ）水酸基含有アクリル系単量体 ２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ
プロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メ
タ）アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸
のＣ₂ 〜Ｃ₈ ヒドロキシアルキルエステルなど； （ｃ）加水分解性アルコキシシラン基含有ビニル単量体 ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、γ
−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリアセトオキシシラン、β−（メタ）ア
クリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−（メ
タ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランな
ど； （ｄ）その他の不飽和単量体 メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレ
ート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）
アクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸のアル
キルエステル；スチレン、α−メチルストレン、ビニル
トルエンなどのビニル芳香族化合物；アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリルなど。

【００１７】本発明で用いるアクリル系重合体は、前記
した（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）単量体の少なくとも１種
を必須成分とし、必要に応じて（ｄ）単量体を併用し、
これらを従来からそれ自体公知の方法で共重合して得ら
れるものである。アクリル系重合体の数平均分子量は３
０００〜１００，０００、好適には８，０００〜３０，
０００の範囲である。

【００１８】アクリル変性有機珪素樹脂の（イ）は、有
機珪素縮合物と前記のアクリル系重合体を縮合させて得
られるものである。縮合反応は、通常有機酸（ギ酸、酢
酸など）触媒を用いて５０〜１５０℃の温度で容易に行
うことができる。

【００１９】有機珪素縮合物とアクリル系重合体の配合
割合は、前者１〜５０重量％に対して後者５０〜９９重
量％の範囲である。

【００２０】アクリル変性有機珪素樹脂の（イ）におい
て、アクリル系重合体が全て有機珪素縮合物と縮合反応
していることが望ましいが、未反応の状態で存在するも
のがあっても構わない。

【００２１】（ロ）アルコキシシラン基含有ビニル単量
体とオキシラン基含有ビニル単量体を必須単量体成分と
する共重合体 前記（イ）の樹脂で記載したアルコキシシラン基含有ビ
ニル単量体（ｃ）とオキシラン基含有ビニル単量体
（ａ）を必須成分とし、これに必要に応じて他の単量体
（ｄ）を加えて、通常のアクリル樹脂等の合成方法に準
じて共重合することによって得られるものである。

【００２２】単量体（ｃ）と単量体（ａ）との使用割合
は、重量比で前者１に対して後者０．２５〜１００の範
囲である。該共重合体の数平均分子量は約３０００〜１
００，０００程度の範囲が好ましい。

【００２３】（ハ）マクロモノマーとオキシラン基含有
ビニル単量体を必須単量体成分とする共重合体 下記一般式

【化７】 （式中、Ｒ₁ は、炭素数１〜８の脂肪族炭化水素基又は
フェニル基を示し、Ｒ₂，Ｒ₃ 及びＲ₄ は炭素数１〜４
のアルコキシル基又は水酸基を示す。）で示される化合
物７０〜９９．９９９モル％とアルコキシシラン基含有
ビニル単量体（ｃ）３０〜０．００１モル％と反応させ
てなる数平均分子量４００〜１００，０００のポリシロ
キサン系マクロモノマーとオキシラン基含有ビニル単量
体（ａ）を必須成分とし、これに必要に応じてその他の
単量体（ｄ）を加えて共重合することによって得られる
ものである。

【００２４】一般式（Ｃ）の具体例としては、メチルト
リメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ブチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メ
チルトリブトキシシラン、フェニルトリシラノール、メ
チルトリシラノールなどが挙げられる。これらのうちメ
チルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラ
ン、フェニルトリシラノールなどが好ましい。

【００２５】化合物〔Ｃ〕と単量体（ｃ）との反応は、
両成分が有する水酸基又はアルコキシル基が加水分解し
て生ずる水酸基が脱水縮合することにより行われる。ま
た、ポリシロキサン系マクロモノマーと単量体（ａ）と
の使用割合は、前者０．１〜９８重量％及び後者９９．
９〜２．０重量％である。これに単量体（ｄ）が加えら
れる場合は９５重量％以下の範囲で用いられる。共重合
体（ハ）は、通常のアクリル樹脂等の合成反応と同様の
方法、条件によって得ることができる。共重合体（ハ）
は、数平均分子量３，０００〜２００，０００、好まし
くは１０，０００〜８０，０００の範囲のものである。

【００２６】次に、本塗料組成物に配合されるキレート
化合物は、架橋硬化剤として作用するもので、従来から
公知のアルミニウム、ジルコニウム、チタン等の金属の
キレート化合物が使用できるが、アルミニウムキレート
化合物が好適である。具体例としてはアルミニウムトリ
ス（エチルアセトアセテート）、トリストリフルオロア
セチルアセトナトアルミニウム、トリスヘキサフルオロ
アセチルアセトナトアルミニウム、トリスエチルアセト
アセタトアルミニウム、トリス（ｎ−プロピルアセトア
セタト）アルミニウム、トリス（ｉｓｏ−プロピルアセ
トアセタト）アルミニウム、トリス（ｎ−ブチルアセト
アセタト）アルミニウム、トリスサリチルアルデヒダト
アルミニウム、トリス（２−エトキシカルボニルフェノ
ラート）アルミニウム、トリス（アセチルアセトナト）
アルミニウム、トリス（エチルアセトナト）アルミニウ
ム、トリス（サリチルアルデヒダト）アルミニウム等を
示すことができ、これらは部分的に縮合したものであっ
ても良い。該アルミニウムキレート化合物の配合割合は
０．０１〜２０ＰＨＲ、好ましくは０．５〜５ＰＨＲの
範囲である。かくして得られる上塗り塗料はクリヤー塗
料として用いても、また着色顔料を加えて着色塗料とし
て用いてもよい。

【００２７】前記した上塗り塗料は、前記した通常の塗
装手段を用いて下塗り塗料の上に約５〜４０μｍの乾燥
膜厚になるように塗布される。乾燥は通常８０℃〜２０
０℃で容易に行うことができる。

【００２８】

【作用】本発明の方法によって塗装された排気装置は、
素地及び上塗り塗料との付着性に優れた下塗り塗料が施
された上に、なお厚塗り性、加工性、耐衝撃性などが要
求される場合には下塗り塗料として粉体塗料が施された
上に、上塗り塗料が施されるので、上塗り塗料自身の付
着性が向上し、しかも塗膜全体の加工性、耐衝撃性等が
改良される。しかも本発明で用いる上塗り塗料自身が有
する優れた耐汚染性、換言すれば塵埃や油状汚染物の優
れた易除去性を示す。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。製造例１ 有機珪素縮合物の調製 反応容器に、ＥＳ−４０（日本コルコート社製テトラエ
トキシシラン低縮合物）４２７ｇ、エチルトリエトキシ
シラン５８ｇ及びエチルアルコール３００ｇを加え、内
容物を撹拌しながら加熱して８０℃になったのち０．２
Ｎ−塩酸１４２ｇを添加し８０℃で３０分間反応させ
た。ついで、この反応生成物に水酸化カリウム５ｇを添
加してｐＨを７以上に上げて８０℃で２時間縮合反応を
行ない、その後ベンゼン２００ｇを添加し不揮発分が３
０％（重量％、以下も同様）になるまで脱溶剤を行ない
粘度１１センチポイズのワニスを得た。

【００３０】製造例２ アクリル変性有機珪素樹脂
（イ）の調製 ｎ−ブチルメタクリレート３５ｇ、グリシジルメタクリ
レート２５ｇ及び２−ヒドロキシエチルアクリレート４
０ｇからなる単量体混合物を通常のアクリル樹脂の製造
方法に準じて共重合し数平均分子量約２０，０００のア
クリル共重合体を得た。上記アクリル共重合体１００ｇ
（固形分）と製造例１で得た縮合物５０ｇ（固形分）を
有機溶剤中でギ酸の存在下８０℃で縮合させて該樹脂
（イ）を得た。

【００３１】製造例３ アクリル変性有機珪素樹脂
（ロ）の調製 下記の単量体組成からなる該樹脂（ロ）を合成した。 ３，４−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート １５ｇ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ５０ｇ メチルアクリレート ３５ｇ この共重合体の５０重量％トルエン溶液のガードナー粘
度は、Ｘであった。また、ＧＰＣピーク分子量は、４０
０００であった。

【００３２】製造例４ アクリル変性有機珪素樹脂
（ハ）の調製 下記の方法によって該樹脂（ハ）を合成した。 メチルトリメトキシシラン ２７２０ｇ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン ２５６ｇ 脱イオン水 １１３４ｇ ６０％塩酸 ２ｇ ハイドロキノン １ｇ これらの混合物を８０℃、５時間反応させた。得られた
ポリシロキサン系マクロモノマーの数平均分子量は２０
００、平均的に１分子当り１個のビニル基（重合性不飽
和結合）と４個の水酸基を有していた。このマクロモノ
マー３００ｇと スチレン １００ｇ グリシジルメタアクリレート １００ｇ ｎ−ブチルアクリレート ５００ｇ アゾイソブチロニトリル ２０ｇ の混合物をキシレン１，０００ｇ中に、１２０℃で滴
下、重合し、透明な共重合体を得た。数平均分子量は約
２０，０００であった。

【００３３】製造例５ 上塗り塗料（１）の調製 製造例２で得られたアクリル変性有機珪素樹脂（イ）１
００重量部（固形分、以下同じ）、アルミニウムトリス
（エチルアセトアセテート）２重量部及びチタン白顔料
（石原産業製“ＣＲ９３”）１００重量部に溶剤を添加
して分散を行って上塗り塗料（１）を得た。

【００３４】製造例６ 上塗り塗料（２）の調製 製造例５において、樹脂（イ）の代わりに製造例３の樹
脂（ロ）を用いる以外は同様の方法によって上塗り塗料
（２）を得た。

【００３５】製造例７ 上塗り塗料（３）の調製 製造例５において、樹脂（イ）の代わりに製造例４の樹
脂（ハ）を用いる以外は同様の方法によって上塗り塗料
（３）を得た。

【００３６】実施例１ 汚染しやすいオートバイのマフラーやレンジフード部分
を構成する鋼板（１）の表面に、有機溶剤形エポキシ樹
脂系プライマー（関西ペイント社製商品名 ＫＰ８４７
２プライマー）をロールコーター塗装し、１９０℃、１
分間乾燥し、１０μｍ（乾燥膜厚）の下塗り塗膜を形成
した。得られた鋼板（１）表面に、さらに製造例５の上
塗り塗料（１）を乾燥膜厚１０μｍになるようにロール
コーター塗装し、２２０℃、１分間乾燥した。もう一方
の鋼板（２）の表面に下塗り塗料としてポリエステル系
粉体塗料（関西ペイント社製 商品名エバクラッド４０
００グレー）を静電塗装し、１８０℃、２０分間乾燥し
６０μｍの下塗塗膜を形成した。得られた鋼板（２）の
表面に製造例６及び７の上塗り塗料（２）と（３）をそ
れぞれ乾燥膜厚１０μｍになるようにスプレー塗装し２
００℃、２０分間乾燥した。かくして得られた塗装鋼板
の塗膜性能を調べ、その結果を下記表１に示した。

【００３７】比較例１ 実施例１の鋼板（１）を用いた例において、下塗り塗料
を施さない以外、実施例１と同様に上塗り塗料のみをス
プレー塗装したものを実施例１と同様の試験に供した。
得られた結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の塗装方法によって、実施例から
明らかなように排気装置に供される鋼板に有機珪素樹脂
の有する優れた耐汚染性を損うことなく、付着性、加工
性、耐衝撃性等の優れた塗膜を付与することができる。
その結果鋼板に塗装されてから排気装置に成形加工する
ことも可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気装置の表面に下塗り塗料を塗装し乾
   燥させたのち、その上に上塗り塗料として下記一般式
   （イ）、（ロ）及び（ハ）から選ばれる少くとも１種の
   アクリル変性有機珪素樹脂をバインダー成分とし、これ
   に硬化剤としてキレート化合物を添加してなる塗料組成
   物を塗装することを特徴とする排気装置の塗装方法。 （イ） 下記一般式〔Ａ〕で示される有機珪素化合物お
   よび（又は）はその低縮合物０〜９０重量％および 【化１】 （但しＲは炭素数１〜８の炭化水素基） ……〔Ａ〕 下記一般式〔Ｂ〕で示される有機珪素化合物および（又
   は）その低縮合物１０〜１００重量％ 【化２】 （但しＲ′は炭素数１〜１２の炭化水素基、Ｒは上記に同じ）……〔Ｂ〕 とからなる混合物を縮合して得られる有機珪素縮合物と
   アクリル系重合体との縮合によって得られる樹脂、
   （ロ） アルコキシシラン基含有ビニル単量体とオキシ
   ラン基含有ビニル単量体を必須単量体成分とする共重合
   体、及び（ハ） 下記一般式〔Ｃ〕 【化３】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１〜８の脂肪族炭化水素基もしく
   はフェニル基を、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 及びＲ₄ は炭素数１〜４の
   アルコキシル基もしくは水酸基を示す。）で表わされる
   化合物７０〜９９．９９９モル％とアルコキシシラン基
   含有ビニル単量体３０〜０．００１モル％とを反応させ
   てなるマクロモノマーとオキシラン基含有ビニル単量体
   を必須単量体成分とする共重合体。
2. 【請求項２】 キレート化合物がアルミニウムキレート
   化合物である請求項１記載の排気装置の塗装方法。