JPH0768218A - 触媒硬化型塗料による塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性化触媒との接触により急速に硬化塗膜を
形成する塗料による塗装方法の提供。 【構成】 活性化触媒との接触により急速に硬化塗膜を
形成する塗料（触媒硬化型塗料）による塗装方法におい
て、先ず被塗物の表面を活性化触媒を使用せずに触媒硬
化型塗料のみで塗装し、次いで該塗装面に、触媒硬化型
塗料を活性化触媒と接触させながら塗装することを特徴
とする塗装方法。 【効果】 物体の全ての表面において所定の膜厚の塗膜
を形成させることが出来、局所的な腐食が発生すること
なく、外観および塗装後の耐食性の良好な塗膜を得るこ
とが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の塗装方法は、角部、縁
部、凹部、隙間部などを有する金属製品及び非金属製品
の表面全体に、必要な膜厚の塗膜を急速に形成させる新
規な触媒硬化型塗料による塗装方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より物体を腐食から防護するのに必要
な膜厚を物体の全ての部分で確保し、かつ、ピンホール
やタレなどの塗膜欠陥を生じない様に塗装するために、
塗料及び塗装方法において様々な工夫がなされている。
一般に塗着した塗料は流動性を有しているため、角部や
縁部では表面張力の作用で塗膜が薄くなる。また焼き付
け型塗料では加熱時に一時的に流動性が大きくなり、角
部や縁部の塗膜がさらに薄くなる。そのため流動性の小
さい、即ち粘性の大きい塗料を使用したり、塗り重ね回
数を増やすなどで、必要の膜厚を確保することが行われ
ている。しかし、この場合小さくて深い凹部や隙間部が
あると、流動性の低い塗料は凹部の中に流れ込み難く、
塗り残し部分が発生したり、膜厚不足となったりする。
また、無理に多量の塗料を塗布すると、タレやワキが発
生したり、凹部に空気が閉じ込められて、焼き付け工程
で空気の泡がはじけたりピンホールを形成して防食性能
を低下させる。従って角部や縁部における場合とは逆に
流動性の高い塗料が必要となる。殆どの場合、塗装の対
象物には、角部、縁部、凹部、隙間部などいずれもが存
在することが多い。角部や縁部には流動性の小さい塗料
が要求され、凹部や隙間部には流動性の大きい塗料が要
求され、この矛盾した要求の対応に苦慮している。

【０００３】この対策として、活性化触媒と接触するこ
とによって、常温で、急速に硬化反応を起こす塗料即ち
触媒硬化型塗料を用いて、角部や縁部に必要な膜厚を確
保することも行われている。しかし、触媒硬化型塗料は
急速に硬化するために、流動性が悪く凹部や隙間部を被
覆することが出来ずに、耐食性が不十分となることがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、塗装工程を
簡略化し、かつ角部、縁部、凹部、隙間部を有する被塗
物の各々の箇所において、所定の膜厚をほぼ均一に確保
し、かつピンホールやタレ・ワキなどの外観不良が無い
良好な耐食性を有する塗膜を形成する触媒硬化型塗料に
よる塗装方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、先ず被塗物の表面
を、活性化触媒を使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗装
し、次いで該塗装面に、触媒硬化型塗料を活性化触媒と
接触させながら塗装することにより、凹部、隙間部、角
部、縁部を持つ被塗物の各々の箇所に、必要な膜厚を確
保し、かつピンホールやタレ・ワキなどの外観不良が無
い良好な耐食性を有する塗膜を形成する塗装方法を見い
出し本発明を完成させた。

【０００６】即ち、本発明は活性化触媒との接触により
急速に硬化塗膜を形成する塗料（触媒硬化型塗料）によ
る塗装方法において、先ず被塗物の表面を活性化触媒を
使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗装し、次いで該塗装
面に、触媒硬化型塗料を活性化触媒と接触させながら塗
装することを特徴とする塗装方法を提供する。

【０００７】以下本発明の構成を詳述する。本発明にお
いて使用される活性化触媒はアミンが用いられる。アミ
ンとしては具体的にはジメチルエタノールアミン、トリ
エチルアミン、ジメチルエチルアミン、メチルジエチル
アミン等の第三級アミンが用いられる。

【０００８】本発明で使用される触媒硬化型塗料として
は、具体的にはポリオールを主成分とする主剤と、イソ
シアネート化合物を主成分とする硬化剤からなる二液型
ポリウレタンと称される被覆組成物に、活性化触媒とし
てのアミンを接触させて、常温で、急速に硬化する塗料
が挙げられる。この場合、アミンによる活性化触媒機構
としては、アミンが硬化剤中の主成分のイソシアネート
化合物を直接、あるいは金属触媒（スズ化合物）を介し
て活性化してポリオールとのウレタン反応を促し、塗料
を急速硬化させ塗装膜が形成されるものである。

【０００９】これらの触媒硬化型塗料の主剤には、金属
（スズ化合物）触媒を含有するものと、含有しないもの
がある。さらに、該触媒硬化型塗料は塗装時にアミンの
蒸気と接触して、常温で、急速に硬化するＶＩＣ（Ｖａ
ｐｏｒ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｅ）塗料、塗装時
にアミン霧化物と接触して、常温で、急速に硬化するＭ
ＩＣ（Ｍｉｓｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｅ）塗料
等に分類される。（特公昭６１−１１９７１、特公昭６
１−２９６２６、特公昭６０−２５７８７４、特公昭６
２−２３６８１６、特公昭６２−２６６１７９及び特公
昭６２−２６６１８０）。

【００１０】本発明において重要なことは、先ず、活性
化触媒を使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗装し、次い
で触媒硬化型塗料を活性化触媒と接触させながら塗装す
ることである。塗装迄の時間は１０分以内が好ましい。
１０分以上になると、先に活性化触媒を使用せずに触媒
硬化型塗料のみで塗装した塗膜が、次に触媒硬化型塗料
を活性化触媒と接触させながら塗装する際に硬化不十分
になる可能性がある。

【００１１】なお、本発明における塗装方式は、特に制
限されるものではなく、スプレー、ディップ、フロー等
が適用出来るが、スプレー方式が好ましい。本発明にお
いて、活性化触媒を使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗
装後、触媒硬化型塗料で、活性化触媒と接触させながら
塗装する場合の「接触」の方法として、スプレー方法の
場合は、具体的には活性化触媒のアミン蒸気を含んだ空
気を塗料霧化エアーあるいはスプレーパターンエアーに
使用することにより、触媒硬化型塗料と活性化触媒の接
触を図る方法が用いられる。なお、触媒硬化型塗料と活
性化触媒と接触させながら塗装した場合においても、活
性化触媒はすでに最初に活性化触媒使用せずに触媒硬化
型塗料のみで塗装されている塗装面の触媒硬化型塗料と
も接触することになる。

【００１２】本発明において、活性化触媒を使用せずに
触媒硬化型塗料のみで塗装した場合の膜厚は乾燥膜厚で
５〜３０μｍであることが好ましい。膜厚が５μｍ以下
では凹部や隙間部への塗料の流動塗装性が悪く、３０μ
ｍ以上では、次に触媒硬化型塗料を活性化触媒と接触さ
せて塗装する際に、硬化不十分となり、所期の塗膜性能
を得ることができない。

【００１３】

【作用】触媒硬化型塗料を用いると、活性化触媒と接触
しない限り非常に良い流動性を維持することができる。
また、活性化触媒を使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗
装した後、活性化触媒と接触した触媒硬化型塗料で塗装
すると、初めに塗装した塗料への活性化触媒の吸収と移
行が起こり、塗膜の硬化反応が開始され、急速に、塗膜
が形成される。本発明の塗装方法は、先に活性化触媒を
使用せずに触媒硬化型塗料のみで塗装して、凹部や隙間
部の中へ塗料を行き渡らせ、続いて活性化触媒と接触し
た触媒硬化型塗料を塗装することによって、急速に硬化
反応が開始され、角部や縁部にも十分な膜厚が確保出来
るものであり、同時に先に活性化触媒を使用せずに塗装
した接触硬化型塗料も硬化させる。この結果、被塗物の
凹部、隙間部、角部、縁部にも必要な被覆することが出
来る。

【００１４】

【実施例】次に実施例を比較例と共に挙げて、本発明を
具体的に説明する。 実施例１ １）被塗物 ・アルミダイキャストホイールをクロム酸クロメート処
理した。 （クロム付着量：１０ｍｇ／ｍ²） なお、アルミダイキャストホイールには大小さまざま素
穴と、切削加工により生じるバリが有る。

【００１５】２）塗料 ・プライマー： ＰＡＬＶＩＣ１１２２主剤 ＰＡＬＶＩＣ１１２２硬化剤 ＰＡＬＶＩＣ１１２２シンナー （上記何れも日本パーカライジング（株）製） 主剤：硬化剤：シンナー＝１００：２０：６０〜１００ フォードカップ＃４粘度１２〜１６秒に調整 ・トップコート：ＰＡＬＶＩＣ１１２０主剤 ＰＡＬＶＩＣ１１２０硬化剤 ＰＡＬＶＩＣ１１２０シンナー （上記何れも日本パーカライジング（株）製） 主剤：硬化剤：シンナー＝１００：２０：４０〜８０ フォードカップ＃４粘度１４〜１８秒に調整 ・活性化触媒 ：ジメチルエタノールアミン

【００１６】ＰＡＬＶＩＣ１１２２、ＰＡＬＶＩＣ１１
２０は各々ＶＩＣ用スズ系金属触媒を含むポリオールを
主成分とする主剤と、イソシアネートを主成分とする硬
化剤と、シンナーとから成り、第３級アミンと接触して
急速硬化する塗料である。

【００１７】３）塗装方法 始めに、ＰＡＬＶＩＣ１１２２の主剤と、硬化剤と、シ
ンナーとを所定量配合し、ジメチルエタノールアミンを
使用せずに、乾燥塗膜厚が１０μｍに成る様にスプレー
塗装を行った。続いて、ＰＡＬＶＩＣ１１２０の主剤
と、硬化剤と、シンナーとを所定量配合し、ジメチルエ
タノールアミンを濃度０．５容量％含んだスプレー霧化
用圧搾空気を用いて、バリ部や一般面を、乾燥塗膜厚が
２５μｍに成る様にスプレー塗装を行った。

【００１８】４）乾燥条件 ４０℃で２０分間乾燥。

【００１９】５）塗装の仕上がり状態 始めにジメチルエタノールアミンを使用せずに塗装した
塗料については、粘度が低いため孔径の大きな巣孔の中
へ塗料は入り込むことができた。また、続けてジメチル
エタノールアミン用いて行った塗装において、ジメチル
エタノールアミンによる反応で急速に造膜が起こり、バ
リ部も被覆することが出来た。この時、始めにジメチル
エタノールアミンを使用せずに塗装した塗料も、ジメチ
ルエタノールアミンを含んだ空気及び、ジメチルエタノ
ールアミンを含んだ塗料との接触によって化学反応を起
こし硬化した。また、孔径の小さな巣孔は低温で急速に
硬化塗膜を形成する特性により被覆され、焼き付け乾燥
により発生するピンホール外観不良を防止することが出
来た。

【００２０】比較例１（在来工法） 実施例１と同様の被塗物に焼き付け型の溶剤塗料のプラ
イマー（エポキシ系）とトップコート（アクリルメラミ
ン系）を一般部において、所定膜厚（プライマー：１０
μｍ・トップコート：２５μｍ）をエアースプレーにて
塗装を行い１４０℃で３０分間焼き付け乾燥した。

【００２１】実施例１による本発明工法の塗装品（触媒
硬化型塗料）と比較例１による在来工法の塗装品（焼き
付け型塗料）について塗装ピンホールによる外観不良発
生率とバリ被覆性について比較を行った。なお、塗装ピ
ンホールによる外観不良率発生率とバリ被覆性は次の方
法で評価した。 （塗装ピンホールによる外観不良発生率）塗装後目視に
よりピンホール不良の有無について確認し、ピンホール
の発生した製品（アルミホイール）は、不合格とした。
全数に対する不合格品の割合を確認した。

【００２２】（バリ被覆性）電気テスターを用いて塗装
後のバリ部の導通性の確認を行い次の基準で評価した。 ○ ： 導電性無し × ： 導電性有り 比較試験結果を表１に示した。

【００２３】実施例２ １）被塗物 ・鉄製ホイール（自動車部品）の表面をリン酸亜鉛系被
膜剤（ＰＢ−Ｌ３０２０）で処理。（被膜重量 ２．５
ｇ／ｍ²） ホイールには図１に示すように凹部や隙間部と鋭い角部
や縁部がある。図１中Ａ、Ｂ及びＣは膜厚測定点で、Ｘ
はｓｅｃｔｉｏｎである。

【００２４】２）塗料 ・プライマー ：ＰＡＬＶＩＣ２０００主剤 ＰＡＬＶＩＣ２０００硬化剤 ＰＡＬＶＩＣ２０００シンナー （上記何れも日本パーカライジング（株）製） 主剤：硬化剤：シンナー＝１００：２５：４０〜８０ フォードカップ＃４粘度８〜１０秒に調整 ・トップコート：ＰＡＬＶＩＣ２３００主剤 ＰＡＬＶＩＣ２３００硬化剤 ＰＡＬＶＩＣ２３００シンナー （上記何れも日本パーカライジング（株）製） 主剤：硬化剤：シンナー＝１００：２０：３０〜６０ フォードカップ＃４粘度１０〜１２秒に調整 ・活性化触媒 ：ジメチルエタノールアミン

【００２５】ＰＡＬＶＩＣ２０００、ＰＡＬＶＩＣ２３
００は各々ポリオール主成分とする主剤とイソシアネー
トを主成分とする硬化剤から成り、活性化触媒（第３級
アミン）と接触して急速硬化する塗料である。

【００２６】３）塗装方法 始めに、ＰＡＬＶＩＣ２０００の主剤と硬化剤とシンナ
ーを所定量配合し、補正塗装として、ジメチルエタノー
ルアミンを使用せず、ホイールのリムとディスクの合わ
せ部をスプレー塗装した。続いて、ジメチルエタノール
アミン濃度０．５容量％のスプレー霧化用圧搾空気を用
い、角部、縁部及び、全体を乾燥塗膜厚が２０〜２５μ
ｍに成る様にスプレー塗装を行った。さらに、続けてト
ップコート ＰＡＬＶＩＣ２３００をジメチルエタノー
ルアミン濃度０．５容量％のスプレー霧化用圧搾空気を
用い、乾燥塗膜厚が２０〜２５μｍ上塗り塗装を行い、
乾燥し試験用塗装品とした。

【００２７】４）乾燥条件 ５０℃で、３０分間乾燥。

【００２８】５）塗装仕上がり状態 始めにジメチルエタノールアミンを使用せずに塗装した
塗料については、粘度が低いため凹部や隙間部に入り込
み所定の膜厚（乾燥膜厚１０〜２０μｍ）で被覆するこ
とが出来た。また、続けて行った塗装において、ジメチ
ルエタノールアミンによる反応で急速に造膜が起こり角
部や縁部でも設定膜厚で被覆することが出来た。この
時、ジメチルエタノールアミンを含んだ空気との接触、
及びジメチルエタノールアミンを含んだ塗料との接触に
よって、凹部、隙間部に、始めにジメチルエタノールア
ミンを使用せずに塗装した塗料も化学反応を起こし硬化
した。

【００２９】比較例２ 実施例２におけるリムとディスクの合わせ部の補正塗装
を５μｍ未満の乾燥膜厚で行った以外は実施例２と同様
に塗装した。

【００３０】比較例３ 実施例２におけるリムとディスクの合わせ部の補正塗装
を３０μｍを超える乾燥膜厚で行った以外は実施例２と
同様に塗装した。

【００３１】比較例４ 実施例２におけるリムとディスクの合わせ部の補正塗装
をジメチルエタノールアミンを含むエアーを用いて塗装
した以外は実施例２と同様にして塗装した。

【００３２】比較例５ 従来の焼き付け型プライマー（エポキシ系）及びトップ
コート（メラミンアルキド系）を一般部で実施例２と同
一の膜厚を目標として塗装し１４０℃で、３０分間焼き
付け乾燥した。

【００３３】実施例２及び比較例２〜５の各塗装品につ
いて塩水噴霧試験、外観観察及び膜厚の測定を行った。
なお、これらの評価は次の基準で行った。 （塩水噴霧試験）ＪＩＳＺ−２３７１による塩水噴霧試
験を１２０時間及び４８０時間行い、一般部、凹隙間部
及び角縁部について錆の発生の有無を次の基準で観察し
た。 ○ ： 錆の発生有り × ： 錆の発生無し

【００３４】（外観）塗装品表面の外観を次の基準で評
価した。 ○ ： ワキ、タレ、ピンホールの発生無し × ： ワキ、タレ、ピンホールの発生有り

【００３５】（膜厚）図１に示すＡ、Ｂ及びＣの各点で
の膜厚を測定した。評価結果を表２に示した。

【００３６】実施例１〜２、比較例１〜５、表１及び２
から次のことが言える。 表１に示すように、本発明工法で塗装したものはピン
ホールの発生による外観不良率は少なく、塗装された製
品のバリは被覆されていた。 これに対して在来工法で塗装したものはピンホールの
発生が多く、外観仕上げが不良となり、かつバリが被覆
されていなっかた。 また、表２に示すように、実施例２では１２０時間及
び４８０時間の塩水噴霧試験において全く発錆が観察さ
れず、また外観もワキ、タレ、ピンホールの発生が無く
良好であった。さらに、膜厚も均一の所定膜厚であっ
た。 これに対して、比較例２及び４では塩水噴霧試験時間
１２０時間で凹隙間部に発錆があり、また比較例５では
各部縁部に１２０時間で発錆がありいずれも錆汁によっ
て周辺は著しく汚れていた。また、比較例２、４及び５
で凹部、隙間部の膜厚が所定膜厚に満たない部分があ
り、この部分に発錆があったと思われる。さらに、比較
例５では、外観が不良であった。 比較例３においても、凹部、隙間部及び角部、縁部に
１２０時間で発錆が観察された。これは補正塗装の膜厚
が厚すぎたため硬化不足を生じ、本来の塗膜性能が得ら
れていないものと推察される。

【００３７】

【発明の効果】従来の技術では、角部、縁部、凹部、隙
間部を有する物体の全ての表面において所定の膜厚の塗
膜を形成させるために、補正塗装を行ったり、塗り重ね
回数を増やしたり、粘度を変えたりして対処を行ってい
るが、本発明では、始めに活性化触媒を使用せずに触媒
硬化型塗料のみで塗装し凹部や隙間を処理し、続いて該
塗装面に活性化触媒を接触させた触媒硬化型塗料塗料を
塗装し、角部や縁部を処理する塗装方法をとることによ
り、物体の全ての表面において所定の膜厚の塗膜を形成
させることが出来た。また、本発明の塗装方法を用いる
ことにより局所的な腐食が発生することなく、外観およ
び塗装後の耐食性の良好な塗膜を得ることが出来た。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】リン酸亜鉛系被膜剤による表面処理した鉄製ホ
イール（自動車部品）の断面図である。

【符号の説明】 Ａ 膜厚の測定点 Ｂ 膜厚の測定点 Ｃ 膜厚の測定点 Ｘ Ｓｅｃｔｉｏｎ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性化触媒との接触により急速に硬化塗
   膜を形成する塗料（触媒硬化型塗料）による塗装方法に
   おいて、先ず被塗物の表面を活性化触媒を使用せずに触
   媒硬化型塗料のみで塗装し、次いで該塗装面に、触媒硬
   化型塗料を活性化触媒と接触させながら塗装することを
   特徴とする塗装方法。
2. 【請求項２】 被塗物の表面を活性化触媒を使用せずに
   触媒硬化型塗料のみで塗装する場合の塗膜が乾燥膜厚で
   ５〜３０μｍである請求項１記載の塗装方法。