JPH0634968B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は塗膜形成方法に関し、さらに詳しくは、強制乾
燥または加熱乾燥させた塗膜表面の物理的および化学的
性質を向上させるための塗膜形成方法に関するものであ
る。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 従来の塗膜形成技術は、塗料を塗装後強制乾燥または加
熱乾燥した後、そのままもしくはポリッシュとかワック
スコートなどの処理をして完成塗膜としてきた。一方、
塗膜品質の向上に対するニーズはますます高まりつつあ
るため、新しい塗料技術の開発に世界的に関心が高ま
り、種々の新材料が発表されている。塗膜品質向上のニ
ーズの中、特に塗膜の耐酸性および耐擦傷性の向上など
は、まさに塗料の材料に関わるものに違いないが、新材
料開発および易塗装性付与の研究のためには莫大な費用
と時間を要し、短時日の中にこれらの要求を満足できる
塗料を開発することは難しい。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、現在一般に使用されている塗料につい
て、強制乾燥または加熱乾燥後にさらに後処理を施すこ
とにより、前記要求に対応可能な手段を見いだすべく鋭
意研究を重ねた結果、焼付けて得られた塗膜に対し紫外
域の光線を多量に含む活性光線による照射が有効である
ことを見いだし、本発明を完成するに至った。かくし
て、本発明に従えば、熱硬化性塗料を塗装後塗膜を硬化
させるために、加熱乾燥後に、さらに波長２００ｎｍ〜
７００ｎｍの活性光線を照射することを特徴とする塗膜
形成方法が提供される。

本発明で用いる熱硬化性塗料中の基体樹脂は、分子中に
１個の水素原子と結合した炭素原子を０．０５mol ／kg
以上含有する線状高分子または三次元高分子よりなり、
かつ該基体樹脂中には硬化剤（アミノ樹脂など）と架橋
反応するための官能基（例えば、水酸基など）を有して
いる。

本発明で使用される基体樹脂としては、例えば、アクリ
ル酸エステル類、アクリル酸、アクリロニトリルおよび
スチレン等の重合体、および上記単量体の２種または３
種以上の共重合体、および上記単量体の１種または２種
以上とメタクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタク
リロニトリル等の単量体の１種または２種以上との共重
合体が挙げられる。上記の方法で得られたアクリル樹脂
に、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂等の１種または２種以上を併用すること
ができる。これらの基体樹脂を硬化させるための硬化剤
としては、アミノ樹脂（メラミン・ホルムアルデヒド樹
脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂等）やポリイソシアネ
ート等が用いられる。また、この他に硬化触媒を配合す
ることができ、さらにまた、顔料やその他の添加剤等を
配合することができる。

上記のアクリル樹脂の重合方法やポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂等は従
来から公知のものを使用することができる。

本発明では、上記のような特定の構造を有するアクリル
樹脂を含有する塗料だけではなく、通常のポリエステル
樹脂やアルキド樹脂に硬化剤としてアミノ樹脂を含有す
る塗料に対しても、加熱乾燥後に活性光線を照射するこ
とが、塗膜の表面改質に有効であることが認められてい
る。この場合には、活性光線の照射により塗膜上層の薄
い層内にエーテル結合等の増加が認められるので、縮合
反応等が起きているものと考えられる。この点では、前
記のアクリル樹脂とアミノ樹脂とを含有する塗料におい
ても、同様な縮合反応も起きていると考えられる。

通常、有機化学物質は、紫外線により最終的には劣化・
分解することはよく知られている事実である。例えば、
ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂にメラミン・ホル
ムアルデヒド樹脂を配合した塗料は、自動車をはじめ多
くの用途に長い間適用されてきた。この中で、屋外に長
期間曝露されると太陽光・水・酸素などにより樹脂が劣
化・分解し、塗膜の光沢が低下することが常に問題とな
ってきた。

本発明者らは、このような太陽光（主として紫外線）に
よる樹脂の劣化・分解の反応以外に架橋反応も存在する
ことを見いだし、これを活用したのが本発明である。す
なわち、ある種の化学構造を持った基体樹脂からなる塗
膜や、その他通常の熱硬化性塗膜もその極く表面の層で
紫外線照射によって前述のような架橋反応が起きて、優
れた表面改質がなされるのである。

以下、塗膜の耐酸性・耐擦傷性の向上について説明す
る。

塗膜の耐酸性向上の要求は、自動車塗装において、特に
海外で輸出車を屋外のモータープールに在庫している場
合に、酸性雨または煤煙により、塗膜表面にシミを作る
ケースが増大していることに基づく。塗膜外観の高品質
化は最近の重要な課題であって、僅かなシミも外観品質
を損なうものとして、以前にも増して耐酸性向上の要求
が高まっている。

現在、自動車用には、主としてポリエステル（またはア
ルキド）樹脂またはアクリル樹脂にメラミン・ホルムア
ルデヒド樹脂を配合した塗料が使用されているが、塗装
後間もない新車に酸性雨や煤煙が塗膜上に降りかかると
シミを発生するが、しばらく屋外に曝露された後の車に
酸性雨や煤煙が作用した場合は、シミが発生しにくいこ
とがいくつか事例として観察されている。すなわち、こ
れは、塗膜形成後屋外で曝露されている間に、化学反応
が塗膜表面で進行し、耐酸性が向上したものと解され
る。

塗膜形成時に焼付温度を高くするか焼付時間を長くすれ
ば、塗膜の架橋密度が向上し、酸性水が浸透しにくくな
り、耐酸性が向上するが、逆に塗膜が硬くなり、物理的
衝撃でヒビワレを生じ易くなるなどの欠陥がでる。

従って、この点から、塗膜表面部分だけの硬化反応を促
進することの方が望ましく、本発明の塗膜表面の改質方
法は、この要求に適ったものである。

また、塗膜の耐擦傷性向上の要求は、塗装外観の高品質
化の流れの中で、自動車用塗料の色が濃色（黒、グレー
など）化傾向にあることも加わり、車の洗車による微細
な擦傷が塗装の見栄えを損なうものとして問題視されて
いる。

耐擦傷性は塗膜表面の硬さに依存する所が大きい。上記
の耐酸性と同様に塗膜表面の改質が極めて有効である。
なお、本研究の中で、塗膜への紫外線の照射は、塗膜の
光沢の向上にも有効であることを見いだした。

以前から、紫外線照射により化学反応を起こし硬化乾燥
するタイプの塗料やインキはよく知られているが、この
ものは、感光性樹脂に重合開始剤が配合されている塗料
である。これに対して、本発明の対象となる塗料は一般
の加熱乾燥型塗料であり、このような塗料を加熱硬化さ
せた後に、さらに紫外線で照射することに特徴がある。

また、高分子材料の紫外線処理としては、材料に化学的
官能基を生成させるために用いられる例は知られている
が、本発明の方法は前述のように、加熱乾燥と紫外線照
射とをセットにして塗膜を硬化させるところに特徴があ
り、紫外線による官能基の生成とは、目的・内容共にか
なり相違している。

本発明の一実施態様を自動車ボディの塗装を例にして以
下説明する。

自動車の塗装は、鋼板（例えば冷延鋼板）にリン酸塩系
の化成処理を施した後、電着プライマーおよび必要に応
じて中塗塗料を塗装し、最後に上塗塗料を塗装して、ボ
ディの外板塗装を完了するのが通常であるが、本発明の
方法では、この後に塗装面に紫外線を照射するための設
備を設ける。一般に、上塗塗装時のコンベアー速度は４
〜６ｍ／min であり、この速度で紫外線ランプを設置し
たトンネルを通過させればよく、実際の塗装ラインで容
易に実施可能と思われる。

紫外線照射ランプとしては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、
超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ
が、カーボンアークランプなどの中から適当なものを選
択して用いることができる。

これらのランプの本数、照射距離、集光ランプハウスの
種類と焦点距離などで照射強度をコントロールすること
ができる。

［実施例］ 以下、本発明の方法を実施例により具体的に説明する。

実施例１ アクリル樹脂系熱硬化性上塗塗料であるマジクロンNo.
１０００−Ａクリヤー（商品名、関西ペイント社製）
を、予め同系の黒エナメルで塗装された塗装板上に塗装
して、１４０℃×３０分間焼付けた後に、反射鏡を設け
て集光するようになっている紫外線照射ランプ（ウシオ
電気(株)製高圧水銀ランプＵＶＨ−７０００、ワット数
１６０Ｗ／cm）２灯を用い、これらから１５cm下の位置
で、５ｍ／min のコンベアースピードで数回通過させ、
紫外線照射前および照射後の耐酸性・耐擦傷性の結果を
第１表に示す。

実施例２ アクリル樹脂系上塗塗料としてマジクロンNo.１０００
−Ｂクリヤー（商品名、関西ペイント社製）を使用する
以外は実施例１と同様に行ない、その結果を第１表に示
す。

実施例３ アミノアルキド樹脂系熱硬化性上塗塗料であるネオアミ
ラックNo.３００グリーン（商品名、関西ペイント社
製）を下塗塗装鉄板に塗装する以外は実施例１と同様に
行ない、その結果を第１表に示す。

比較例 第１表の中で、紫外線照射回数が１回以上のもの（これ
らは実施例）に対して、照射回数０回のものは比較例と
して考えることができるので、このような見方で第１表
を見れば、両者の違いが明らかになる。

試験方法およびその評価方法は下記に従って実施した。

（１）耐酸性 供試塗装板を４０％硫酸水溶液に浸漬し、液温４０℃の
中に１６時間放置する。引上げ後、水道水で十分に洗
い、風乾する。

粘着性 指で触れて塗面のベタツキの程度を評価した。

×……著しくベタツキあり（酸により樹脂が分解して粘
着性がでる） △……ややベタツキあり 〇……ほとんどベタツキなし ２０度光沢 塗膜表面が酸で分解し、光沢が低下するので、耐酸性の
代用特性として２０度鏡面反射率を測定した。

（２）耐擦傷性 供試塗装板の上に、市販のクレンザー約０．５ｇを水で
湿らせたものを載せ、学振型摩擦堅牢度試験器を用い
て、以下の条件で摩擦試験を実施した。

荷重：５００ｇ 摩擦回数：２０回 温度：２０±２℃ 摩擦面：ネル布２枚でカバーする。

評価は、テスト後の２０度鏡面反射率を代用特性として
利用した。（擦り傷が付くと、光沢が低下する）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−43375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−118271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−35971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−115311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−110633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−24333（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分子中に１個の水素原子と結合した炭素原
   子を０．０５mol/kg以上含有する線状高分子または三次
   元高分子よりなり、かつ硬化剤と架橋反応するための官
   能基を有している基体樹脂を含有する熱硬化性塗料を塗
   装後塗膜を硬化させるために、加熱乾燥後に、さらに波
   長２００ｎｍ〜７００ｎｍの活性光線を照射することを
   特徴とする塗膜形成方法。