JPH0630733B2 - 高防蝕性塗膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車部品や、その他の構造物等の鉄及び鉄合
金からなる素材上に高防蝕性塗膜を形成する方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

自動車部品や産業構造物等に使用される鉄及び鉄合金素
材の防蝕塗装には従来アルキド樹脂塗料をスプレー又は
浸漬塗装する方法、メラミンアルキド塗料をスプレー又
は浸漬塗装する方法、アニオン又はカチオン電着塗料を
電着塗装する方法など種々の方法が用いられていた。又
最近ではキレート化剤及び顔料を含む塩化ビニリデンラ
テックス組成物で、はけ塗り乃至は浸漬塗装する方法が
提案されている（特開昭６３−１０５０７４号参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら前述したアルキド樹脂塗料をスプレー又は
浸漬塗装する方法は、常温乾燥、あるいは強制乾燥で容
易に乾燥するために設備も簡易型で良く、エネルギーコ
ストも低いが、その防錆力はソルトスプレーテストで１
００〜１２０時間程度にすぎない。

またアルキドメラミン塗料を塗装する方法は、上記アル
キド樹脂塗料の場合よりも若干防錆力は向上するが、焼
付時の流動により特に被塗物の端部、コーナー部などの
凸部の塗膜は薄くなり、これらの部分から発錆し、ソル
トスプレーテストで２４０時間程度で著しい発錆が見ら
れる上に、加熱乾燥時に多大のエネルギーを必要とす
る。

更に前記した電着塗料で塗装する方法は前の２列に較べ
て著しく防錆力は向上し、平滑面では無処理でソルトス
プレーテスト４８０時間でも発錆しないが、アルキドメ
ラミン塗料と同様に被塗物の端部、コーナー部、凸部の
膜厚が充分に得られないために、近年の自動車部品の防
錆水準であるソルトスプレーテスト４８０時間無発錆と
いう要求を満足し得るものではなかつた。

このような現状の中で最近塩化ビニリデンラテツクスの
防錆力が注目され特開昭６３−105074号に示すごとき方
法が提案されているがこれとても１回塗りではその膜厚
を厚くしても、フクレ、ハガレ等の付着性低下があり、
これが原因となつて発錆するという欠陥があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、これら鉄あるいは鉄合金素材上の防錆塗
装の欠点を克服すべく鋭意検討の結果、特定量のキレー
ト化剤及び顔料を含む塩化ビニリデン共重合体ラテツク
ス組成物であつて、キレート化剤及び含有量、さらに共
重合体樹脂中の塩化ビニリデンの含有量が異なる塩化ビ
ニリデン共重合体ラテツクス組成物で２回浸漬塗装を行
なうことにより、１回塗装と同じ膜厚にも拘らず得られ
た塗膜は驚くべき防錆硬化のある事を見出しこの知見に
基づき本発明を完成した。

特に鋳鉄、鍜造鉄においては１回塗りで得られた塗膜は
ソルトスプレーテスト１２０時間でフクレ、ハガレ、発
錆を見たのに対し、同一膜厚であつても２回塗装した場
合にはソルトスプレーテスト４８０時間で何等欠陥がな
く、常温乾燥乃至は強制乾燥であるが故に乾燥時の発錆
もなく、焼付塗料に比べて省エネルギー効果も絶大であ
ることが判った。

即ち本発明は鉄あるいは鉄合金素材上に高防蝕性塗膜を
形成するに当り、キレート化剤及び顔料を含み、樹脂固
形分１００重量部中５０〜９０重量部が塩化ビニリデン
である塩化ビニリデン共重合体ラテツクス組成物にて浸
漬下塗りした塗装した後、形成された塗膜を乾燥するこ
となく、続いて前記塩化ビニリデン共重合体ラテツクス
組成物に比して、キレート化剤及び顔料の含有量が前記
下塗り組成物におけるより少なく、かつ、塩化ビニリデ
ン含有量が前記下塗り組成物におけるより大である塩化
ビニリデン共重合体ラテツクス組成物にて浸漬上塗り塗
装し、乾燥するを特徴とする高防蝕性塗膜の形成方法で
ある。

本発明において用いられる塩化ビニリデン共重合体ラテ
ツクスは塩化ビニリデンと後述するα，β不飽和カルボ
ン酸との共重合体のラテツクスであり、通常の他の有機
被膜に比べて数十〜数百倍、酸素、水蒸気の透過度が小
さく高バリヤー性の被膜を形成し得る。

このような塩化ビニリデン共重合体ラテツクスは一般に
ラテツクス１００重量部中不揮発分即ち樹脂固形分５０
〜６０重量部で供給され、残余即ち５０〜４０重量部の
揮発分は水単独、あるいは水と少量の水溶性有機溶剤、
例えばアルコール類、カービトール類、エーテル類との
混合液で構成される。

塩化ビニリデンの含有量は本発明方法における下塗り組
成物では樹脂固形分１００重量部中５０〜９０重量部、
好ましくは６０〜９０重量部であつて、塩化ビニリデン
含有量が５０重量部未満では塩化ビニリデンの結晶度が
低くなり、形成される塗膜の特長で前記バリヤー性が阻
害される。又９０重量部を越えると結晶度は高くなりバ
リヤー性は良好であるが、付着性が低下して下塗りの特
長である被塗物に対する高接着性が得られなくなる。

又本発明方法における上塗り組成物では塩化ビニリデン
の含有量が下塗りの場合と場合より多く、従つて樹脂固
形分１００重量部中５０重量部より大でかつ９５重量部
以下、好ましくは６５〜９５重量部である。塩化ビニリ
デンの含有量が下塗りの場合以下であると上塗りに求め
られる水蒸気、酸素等の透過を抑制するバリヤー性が下
塗りより劣るようになる。又下塗りの場合より多くても
９５重量部を越えるとバリヤー性は良好となるが、塗膜
が硬くなり過ぎ塗膜形成時にクラックを生じ易くなりか
えつて防錆力を阻害する。

このような塩化ビニリデンと共重合体可能な端量体とし
てはα，β不飽和カルボン酸例えばアクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸オ
クチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ブチルなどのアクリル酸、メタクリル酸のエ
ステル類及びアクリル酸メタクリル酸、塩化ビニル、酢
酸ビニル、スチレンなどビニルもしくはビニリデン単量
体の内から選ばれた１種又はそれ以上が使用できる。こ
の等のα，β不飽和カルボン酸化合物と塩化ビニリデン
単量体は公知の方法では陰イオン性乳化剤等の乳化剤の
存在下において乳化重合により所要の塩化ビニリデン共
重合体ラテツクスを得ることができる。

次に以上の塩化ビニリデン共重合体ラテツクスに配合さ
れるキレート化剤としてはタンニン酸、ピロガロール、
カテコール、フエノール誘導体、コハク酸誘導体などが
使用出来、使用量としては下塗りに用いる塩化ビニリデ
ンラテツクス組成物においては樹脂固形分１００重量部
に対して０．２〜１０重量部、好ましくは０．４〜５重
量部である。即ち０．２重量部未満になると塗膜と鉄と
の界面間のキレート結合が疎となり、鉄又は鉄合金素材
との密着性が損われ、傷付時の防錆力が得られなくな
る。又１０重量部を越えると密着性は向上するが過剰の
キレート化剤の親水性によつてバリヤー性、耐水性が低
下しソルトスプレーテストでフクレを発生する原因とな
る。又上塗に用いる塩化ビニリデンラテツクス組成物に
おいてはキレート化剤含有量を下塗り組成物に含有され
る量より常に少なく、好ましくは樹脂固形分１００重量
部に対して１．０重量部以下にする。即ち、上塗りにお
いてはキレート化剤は未硬化の下塗塗膜を透過して滲出
する鉄イオンを捕捉するに必要な最少量に止めることが
できる。

本発明に使用できる顔料としては有機、無機の着色顔
料、体質顔料、防錆顔料、たとえばカーボンブラツク、
チタン白、弁柄、シアニンブルー、シアニングリーン、
炭酸カルシウム、タルク、マイカ、カオリン、硫酸バリ
ウムなど一般に塗料に使用される顔料が使用可能であ
る。

顔料の含有量は下塗りに用いる組成物では樹脂固形分１
００重量部に対し０．４〜６０重量部好ましくは１．０
〜２０重量部であつて０．４重量部未満では、充分に隠
蔽着色のある塗膜が得られず、６０重量部を越えると塩
化ビニリデンの結晶性が阻害され前述したバリヤー性が
低下し、防蝕性が低下する。又上塗り組成物においては
顔料の含有量の下塗り組成物に含有される量より少な
く、好ましくは樹脂固形分100重量部に対し５重量部以
下が望ましい。即ち、隠蔽力は下塗りによる下塗塗膜が
充分であり上塗りでは塗膜補強効果があり耐水性等の結
晶性が阻害されない最少含有量に止めることが出来る。

本発明においては、以上のキレート化剤、顔料の他に必
要に応じて親水性を有機溶剤、増粘剤、消泡剤、可塑
剤、熱安定剤、光安定剤、防腐剤、防黴剤、界面活性剤
の一般の塗料に使用される添加剤を、防錆効果を損わな
い範囲において使用できる事は勿論である。

以上の本発明により組成物で２回に分けて浸漬塗装する
が、１回目の塗装で形成された下塗り塗膜を乾燥するこ
となく、２回目の塗装を行う事により鉄あるいは鉄合金
素材上に高防蝕性塗膜を形成し得るが、この塗装間隔は
１〜２０分、好ましくは２〜１０分開ける事が望まし
い。即ち、１分未満では再浸漬時に先の浸漬塗装で形成
された塗膜が再溶解し、このため１回塗りと同じ低防蝕
性となり、２０分を超えると塗膜が半乾燥以上となり充
分な上塗塗膜形成が得られない。

本発明の高防蝕性塗膜の形成方法は具体的に鉄あるいは
鉄合金素材を前述した浸漬下塗り用の塗料組成物から浴
中に常温で５秒〜３分好ましくは１０秒〜６０秒浸漬し
塗膜を形成させ、引上げた後室温で１〜２０分好ましく
は２〜１０分放置し、その後上塗り用の塗料組成物から
なる浴中に５秒〜３分好ましくは１０〜６０秒浸漬して
２回目の塗装を行ない塗膜を形成させる。引き上げた
後、室温で２〜２０分、好ましくは７〜１３分乾燥後３
０〜１００℃好ましくは４０〜６０℃で５〜６０分、好
ましくは２０〜４０分乾燥させることにより完成するこ
とができる。

〔作用〕

以上の如き塗装間隔により２回塗りする事により、鉄あ
るいは鉄合金素材上特に鋳鉄素材上に１回塗りよりも格
段に防錆力が向上した高防蝕性塗膜が形成される理由に
ついてはさだかではないが、１回目の塗装後において、
塗装間隔を保つことにより鉄あるいは鉄合金素材上特に
鋳鉄上の凹凸部、素穴部に浸透し、ガス抜きされた塗膜
が形成されキレート化剤の充分な働きにより密着性に優
れた塗膜が得られる。又第１回目の塗膜が半乾燥状態で
ある間に２回目の塗装することにより、１回目の塗膜を
透して滲出した鉄イオンにより塗膜が形成され下塗りよ
りも多くの塩化ビニリデンを含有する上塗塗膜により、
下塗り塗膜よりも高いバリヤー機能を持つた上塗り塗膜
が形成されると考えらえる。要約すれば下塗りで密着性
を主体とした塗膜、上塗りでバリヤー性を主体とした塗
膜が形成されるためと考えられる。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 １ ０．８×７０×１５０ｍｍの普通鋼素材及び１０×７０
×１５０ｍｍの鋳鉄素材を、それぞれアルカリ樹脂剤で
脱脂し、水洗し、空気吹き付け乾燥した。

別に塩化ビニリデン７８重量部、アクリル酸メチル９．
０重量部、アクリル酸エチル８．３重量部、アクリル酸
０．７重量部及びメタクリル酸グリシジル４．０重量部
を水１００重量部中心で乳化重合させて塩化ビニリデン
共重合体ラテックス（Ａ）を作り、これにキレート化剤
としてピロガロール１．５重量部及び顔料としてカーボ
ンブラツク１．０重量部を混合して下塗り塗料としての
塩化ビニリデン共重合体ラテツクス組成物を作った。

上記塩化ビニリデン共重合体ラテツクス組成物に前記普
通鋼素材及び鋳鉄素材をそれぞれ３０秒間浸漬し、取り
出して室温（２５℃）で３分間放置した。

別に塩化ビニリデン８５重量部、アクリル酸ブチル１
１．５重量部、アクリル酸０．５重量部、及びメタクリ
ル酸グリシジル３．０重量部を水１００重量部中で乳化
重合させて塩化ビニリデン共重合体ラテックス(B) を作
り、これにピロガロール０．５重量部及びカーボンブラ
ツク０．５重量部を加えて上塗り塗料として塩化ビニリ
デン共重合体ラテツクス組成物を作った。

上記上塗り塗料組成物に前記下塗りした試料を３０秒間
浸漬し、取り出した後６０℃に保持した乾燥炉で２０分
乾燥した。

得られた塗装試料を２４０時間及び４８０時間のソルト
スプレー試験に供した、その結果の表面状態、発錆状
況、塗膜密着性（ゴバン目試験）について検査した。そ
の結果を表１に示す。

普通鋼における赤錆幅はカット部からの長さである。赤
錆面積率は発錆面積の試料面積に対する百分率である。

実施例 ２〜４ 実施例１と同様にして表１に示す如く、２回浸漬塗装
し、得られた結果表１に示す。

比較例 １〜６ 実施例１に準じて表１に示す如く、塗装し、得られた結
果を表１に示す。

〔発明の効果〕 表１のデータから明らかな如く、本発明の実施例１〜４
は何れも普通鋼素材において、カツト部からの赤錆幅は
０．５mm以下であり、鋳鉄素材において赤錆面積率は２
％以下であり、防錆力にすぐれている。これに対し比較
例では赤錆面積率は比較例６以外は非常に大きく、１回
塗りでは全面に発錆が見られら。又比較例３，４及び５
では密着力に劣る。

尚比較例４及び６で隠蔽力が劣り、黒色を示さず、黒紫
色を示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−105073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−105074（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−20674（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高防蝕性塗膜を形成するに当り、キレート
   化剤及び顔料を含み、樹脂固形分１００重量部中５０〜
   ９０重量部が塩化ビニリデンである塩化ビニリデン共重
   合体ラテツクス組成物にて浸漬下塗り塗装した後、形成
   された塗膜を乾燥することなく、続いて前記塩化ビニリ
   デン共重合体ラテクツス組成物に比して、キレート化剤
   及び顔料の含有量が前記下塗り組成物におけるより少な
   くかつ、塩化ビニリデンの含有量が前記下塗り組成物に
   おけるより大である塩化ビニリデン共重合体ラテクツス
   組成物にて浸漬上塗り塗装し、乾燥することを特徴とす
   る高防蝕性塗膜の形成方法。