JPH0630727B2 - アルミニウム製品への厚膜塗膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アミニウム製品の表面に平滑な厚膜塗膜を形
成する方法に関し、特にアルミニウムホイールやアルミ
ニウム鋳造品などの鋳物肌面に平滑性を付与するため厚
膜塗膜を形成する方法に係る。

［従来の技術］ アルミニウムホイールなどの鋳造品のカラー塗装は、被
塗装面に直接カラー塗料、クリア塗料を２コート２ベー
ク法でおこなっている。

近年、このアルミニウムホイールなどに施される塗膜
は、より平滑性に優れた外観品質とする市場要求が高ま
っている。これらのアルミニウム鋳造品は被塗装面がシ
ョットブラストなどの処理がなされている。したがっ
て、２回の焼付け塗装法で仕上げられる５０〜６０μｍ
程度の膜厚では、被塗装面の鋳物肌の凹凸がカバーでき
ず平滑な塗膜とすることは困難である。一方、このカラ
ー塗料とクリア塗料とで２コート／１ベーク法で７０μ
ｍ以上の厚膜の塗膜を形成する際、カラー塗膜を厚く形
成した場合では塗膜の対流により色むらが生じやすく、
クリア塗膜を厚くした場合ではクリア塗料のたれや、わ
きがおきて好ましい塗膜とならない。そのため良好な平
滑性をもつ厚膜の塗膜とするには、いわゆる２コート／
１ベークの工程を繰返す２回まわしの特別仕様工程をお
こなう必要がある。このため工数が増え、熱エネルギー
が余分に必要となり好ましくない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、アルミニウム製品の塗装において、従来の１
回の焼付けで８０〜１００μｍの膜厚を確保し、外観に
異常がなく平滑性に優れたカラー塗膜を形成する塗装方
法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 自動車車体の外板の塗装では、ウエットオンウエット法
が多用されている。たとえば、カラー塗装前に下塗りお
よび中塗り塗装をそれぞれウエットオンウエットでおこ
ない一旦焼付け硬化し、その後硬化塗膜の上にカラー塗
装、クリア塗装をウエットオンウエットでおこない焼付
けをして塗膜を形成している。このウエットオンウエッ
ト法は、マイカ塗装とクリア塗装がメタリック塗装とク
リア塗装との間の場合であって上塗り塗装の場合に限ら
れている。またツートン色などの多色塗膜を形成する場
合には、硬化下塗り塗膜の上に３コート／１ベークによ
り上塗り塗装のカラー塗膜を形成する方法の開示がある
（特開昭６２−１６０１６９号公報）。しかし下塗り塗
装と上塗り塗装をウエットオンウエット法でおこなう例
は未だ知られていない。

さらに、アルミニウム製品のカラー塗装工程では、鋳物
肌面に直接カラー塗装、クリア塗装の２コート／１ベー
クまたは２コート／２ベークが標準仕様となっており下
塗り塗料を塗布する思想はない。

本発明者は上記の事情に鑑みて鋭意検討し、下塗り塗料
と上塗り塗料とをウエットオンウエットで塗布すること
を想起した。

すなわち、本発明のアルミニウム製品への厚膜塗膜の形
成方法は、アルミニウム製品の表面に厚膜型の塗膜を形
成する方法において、少なくとも２０重量％の体質顔料
を含む下塗り顔料を少なくとも３０μｍ以上の膜厚に塗
布し、該下塗り塗料の上にウエットオンウエットで下塗
り塗料と同一樹脂組成をもつカラー塗料を塗装して予備
乾燥する第１工程と、該カラー塗料の上にクリア塗料を
塗装しその後全体を一体的に焼付け硬化する第２工程
と、からなる。

この厚膜塗膜の形成方法の第１工程では、まず少なくと
も２０重量％の体質顔料を含む下塗り塗料を少なくとも
３０μｍ以上の膜厚で被塗布面に塗布する。この体質顔
料を含む下塗り塗料は、体質顔料が存在するのでその隙
間より溶媒が逃散しやすく塗膜の粘度が高まりたれにく
く、容易に３０μｍ以上の膜厚とすることができる。

この下塗り塗布膜をセッテイングした後、下塗り塗膜の
上にウエットオンウエットでカラー塗料を塗布する。す
るとカラー塗料の溶媒が下塗り塗膜の体質顔料の隙間か
ら吸収されてカラー塗膜の粘度が急速に高まり、たれを
防止することができる。また下塗り塗膜は、厚膜で被塗
布面の凹凸をカバーした塗膜を形成しているので、カラ
ーは特に厚く塗布する必要はなく色むらの発生を抑制で
きる。ここでカラー塗料の樹脂組成が、下塗り塗料と同
種であることが必要である。これにより相溶性が良くウ
エットオンウエットで形成された塗布膜の硬化時に樹脂
組成が異なることによる下塗り塗膜とカラー塗膜間での
各種の不具合の発生を解消できる。

次いでこの塗布膜は、予備乾燥をおこなってカラー塗膜
の溶媒を逃散させて乾燥し、下塗り塗膜上に安定化させ
る。

第２工程では、前記の予備硬化塗膜の表面にクリア塗料
を塗布し、通常の条件の焼付けをおこなって厚膜の硬化
塗膜を形成する。この時カラー塗膜が予備乾燥されてい
るのでクリア塗料の溶媒も塗膜内部に浸透して塗布膜の
粘度を高めるので、ウエットオンウエットで形成された
厚膜であってもたれや、わきなどの発生を抑制すること
ができる。したがって、平滑で色むらのない厚膜の塗膜
がアルミニウム製品の表面に形成できる。

上記の下塗り塗料は、たとえば樹脂成分がアクリル・メ
ラミン系の熱硬化型で、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、タルク、クレーなどの体質顔料を２０重量％以上含
んでいる。この体質顔料が２０重量％未満であると塗膜
が下塗り塗膜の前記の特性をもたなくなり好ましくな
い。また体質顔料が６０重量％を超えると塗膜物性が低
下するので好ましくない。この下塗り塗料は少なくとも
３０μｍ以上の膜厚に塗布することが鋳物肌の面に塗装
した塗膜を平滑に仕上げてカラー塗膜の色むらを防ぐの
に必要である。膜厚が３０μｍ未満であると必要とする
平滑な厚膜を形成できなくなり好ましくない。

下塗り塗料の上にウエットオンウエットで塗布されるカ
ラー塗料は、樹脂成分が下塗り塗料と同一で着色顔料を
含んでいる。この樹脂成分が下塗り塗料と同じであるこ
とが、塗膜の相溶性を高め膜間の不具合の発生を抑制す
るために必要である。このカラー塗膜は１５〜２５μｍ
の膜厚に塗布するのが均一なカラー塗膜とするために好
ましい。

予備乾燥は、ウエットオンウエットで塗布された塗膜中
の溶媒をある程度乾燥させるもので、たとえば、８０℃
以下の温度で５分程度の条件でおこなうのが好ましい。
条件が不十分であるとクリア塗膜にたれがおきやすく、
また焼付け時にはわきが発生しやすい。特に下塗り塗膜
が厚膜のときは条件を厳しくして充分な予備乾燥をおこ
なうことが好ましい。

第２工程では、予備乾燥後冷却したカラー塗膜の上にク
リア塗料が塗布される。クリア塗料としては、透明なア
クリル、アルキッド、ポリエステル、ウレタン系の樹脂
を含む塗料が使用できる。

クリア塗料はカラー塗膜を被覆保護するもので約２０〜
３０μｍの膜厚に塗布するのが好ましい。

塗装方法としては、通常のエアスプレイー、エアレスス
プレーなどでおこなうことができる。

塗布後通常の焼付け条件で硬化させることで、厚膜で平
滑なカラー塗膜が形成される。

［作用］ この厚膜塗膜の形成方法においては、特定量の体質顔料
を含む下塗り塗料を膜厚３０μｍ以上に塗布した後に、
ウェットオンウェットでカラー塗料を塗布し、予備乾燥
してクリア塗料を塗布して通常の条件で焼付けることで
平滑で不具合のない厚膜のカラー塗装膜をアルミニウム
鋳造品の表面に形成することができる。

この被塗布面にまず下塗り塗料を３０μｍ以上の厚膜に
塗布することにより、被塗布面の微小な凹凸が埋められ
ある程度の平滑面が得られる。そしてその表面に形成さ
れるカラー塗布膜は下塗り塗膜に溶媒が移行するために
粘度が上昇し、たれが防止されるのでトウタルとして厚
膜に塗布することができる。また下塗り塗膜はある程度
平滑であるので色むらの発生も抑制できる。

また、下塗り塗料とカラー塗料の樹脂組成が同じである
のでウエットオンウエットで形成した塗布膜であっても
塗布膜間の不具合を防ぐことができる。

さらに予備乾燥後、予備硬化塗膜表面にクリア塗膜を形
成すると、クリア塗膜の溶媒が予備硬化塗膜に移行する
ので塗布膜の粘度が高くなり、たれを抑止することがで
きる。

したがって、カラー塗膜は従来の２コート１ベークの場
合に比べて厚膜とすることができる。そして焼付けする
ことにより、予備硬化塗膜およびクリア塗膜は一体的に
硬化する。この時予備硬化塗膜中の溶媒は少なくなって
いるのでわきが防止されている。そのため、この方法に
よれば、下塗り塗膜を焼付けする必要がなく、また２回
まわしの工程を経ることなく厚膜の塗膜を形成すること
ができる。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

（第１工程） 第１表に示すように、実施例Ｎｏ．１は体質顔料の炭酸
カルシウムが３０重量％含まれるアクリル・メラミン系
下塗り塗料（塗布時粘度２７秒／２０℃、ＦＣ Ｎｏ．
４、不揮発分５０％、ＡＣ製ＴＡ４５０）を、エアスプ
レーにて膜厚が３０〜４０μｍとなるようにショットブ
ラスト処理仕上げをしたアルミニウムホイールに塗布し
た。

約５分間セッテングした後、下塗り塗料と同一樹脂組成
でアルミ顔料が分散されたカラー塗料 （塗布時粘度１７秒／２０℃、ＦＣ Ｎｏ．４、不揮発
分３８％、ＡＣ製ＴＡ４１０）を膜厚が１５〜２０μｍ
になるようにエアスプレイで塗布した。予備乾燥とし
て、４０℃で５分間保持した後、塗膜が室温になるまで
冷却した。

（第２工程） その後アクリル・メラミン系クリア塗料（塗布時粘度３
０秒／２０℃、ＦＣ Ｎｏ．４、不揮発分４０％、ＡＣ
製ＴＡ３３０）を塗布膜厚が２５〜３０μｍになるよう
にスプレー法で塗布した。焼付け硬化は１４０℃で２０
分間おこなった。第１表に膜厚と条件を示す。

Ｎｏ．２は下塗り塗布膜の膜厚を５０〜６０μｍとした
外はＮｏ．１と同様の塗装をおこなった。Ｎｏ．３は下
塗り塗布膜の膜厚を７０〜８０μｍとした外はＮｏ．１
と同様の塗装をおこなった。実施例Ｎｏ．４は、Ｎｏ．
３の予備乾燥条件を６０℃５分間とし外はＮｏ．１と同
様の塗装をおこなった。実施例Ｎｏ．５はＮｏ．３の予
備乾燥条件を８０℃５分間とした外はＮｏ．１と同様の
塗装をおこなった。

これらの塗装物について、塗膜外観、付着性、耐水性、
耐候性を評価した。

塗膜外観は、目視によりぶつ、たれ、色むらなどを調べ
た。

付着性は、ナイフ塗膜を碁板目状に１００個に刻み（巾
２ｍｍ）、粘着テープでの塗膜の剥離の有無を調べた。

耐水性は、４０℃の純水中に２４０時間浸漬し、ブリス
ター、白化など塗膜外観異常をチェックした後付着性を
上記と同様な方法により評価した。

耐候性は、サンシャイン型ウエザーオーメータで８００
時間照射して塗膜に割れ、はがれなどの発生の有無を調
べた。これらの結果を第１表に示す。

比較例Ｎｏ．１は実施例のカラー塗料とクリア塗料を用
いカラー塗布膜厚を１５〜２０μｍになるように塗布し
た後、６０℃で５分間予備乾燥し、クリア塗料を塗布膜
厚が２５〜３０μｍになるよう塗布し１４０℃で２０分
間加熱して焼付けをおこない、さらにカラー塗料の塗布
とクリア塗料の塗布を繰返す２回まわしをおこなって１
００μｍの膜厚とした。この場合は塗膜外観に異常は認
められなかった。

比較例Ｎｏ．２は、比較例Ｎｏ．１の塗料を用いて２コ
ート／１ベークの塗装をおこなった。カラー塗料の塗布
膜厚を３０〜４０μｍと厚くした外は比較例Ｎｏ．１と
同じ条件で１回の塗装である。この場合、塗膜の膜厚は
７０μｍであるが色むらが認められた。比較例Ｎｏ．３
は比較例Ｎｏ．２の逆にクリア塗料の塗布膜厚を４０〜
５０μｍとした以外は比較例Ｎｏ．１と同じ硬化条件で
ある。この場合は塗膜にたれが発生していた。したがっ
て、下塗り塗料を塗布しない場合は、２回まわしをしな
ければ７０μｍ以上の厚膜の塗膜は外観不良となり実用
とならないことを示している。

ところが実施例ではＮｏ．３の場合のように膜厚の割り
に予備乾燥条件がやや緩いためわずかにワキが発生した
場合以外は、下塗り塗膜の膜厚が厚くなっても３コート
／１ベークの１回の焼付けでいずれも優れた平滑な塗膜
が形成できた。そしてこの塗膜は付着性、耐水性、耐候
性も良好であった。Ｎｏ．３の場合もＮｏ．４、Ｎｏ．
５のように予備乾燥温度を少々高めれば良好な塗膜が形
成できる。そして付着性、耐水性、耐候性の優れた塗膜
が得られた。

したがって、本発明の方法によれば１回の焼付け工程を
経るのみで平滑な厚膜の塗膜を形成できる。

［効果］ この塗装方法によれば、ショットプラストされたアルミ
ニウム鋳造品の表面に平滑で外観品質の良好な塗膜が形
成できる。したがってこの方法では３コート／１ベーク
の塗装工程でおこなうことができるので従来の２回まわ
し工程に比べて工程の短縮ができ、生産性が向上すると
ともに省エネルギーとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム製品の表面に厚膜型の塗膜を
   形成する方法において、少なくとも２０重量％の体質顔
   料を含む下塗り塗料を少なくとも３０μｍ以上の膜厚に
   塗布し、次いでウエットオンウエットで下塗り塗料と同
   一樹脂組成をもつカラー塗料を塗布した後予備乾燥する
   第１工程と、前記第１工程で予備乾燥された予備硬化塗
   膜表面にクリア塗料を塗布しその後全体を一体的に焼付
   け硬化する第２工程と、からなるアルミニウム製品への
   厚膜塗膜の形成方法。