JPH10193512A - アルミホイールの塗膜とその塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 つるつる感、防食性などを向上できるアルミ
ホイールの塗膜とその塗装方法の提供。 【解決手段】 アルミホイールの切削面上にカチオンあ
るいはアニオン電着プライマー層６、その上にアクリル
系溶剤カラー層７、さらにその上にアクリル系クリアー
層８を、順に形成したアルミホイールの塗膜とその塗装
方法。アルミホイールの鋳肌面上にカチオンあるいはア
ニオン電着プライマー層６、その上にアクリル系溶剤カ
ラー層７、切削後、さらにその上にかつ切削面にアクリ
ル系クリアー層８を、順に形成したアルミホイールの塗
膜とその塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムまた
はその合金からなるホイール（アルミホイールという）
の表面に形成された塗膜とその塗装方法（塗膜形成方
法）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）アルミホイールの塗装では、鋳肌面を平滑にして
つるつる感を出して高意匠化をはかることと、（２）鋳
肌面と切削面の境界部（表面エッジ部、裏面エッジ部）
に安定した塗膜を形成し、防食性を高め、かつ作業者が
手でホイールをつかみ運ぶ時にそのエッジ部で手に傷を
負うことがないこと、（３）さらに、自動車が走行中、
飛び石による、塗膜の傷つき、とくにプライマー層の損
傷が少ないこと、が求められる。（１）´鋳肌面を平滑
にするために行われていた方法には、従来、つぎの２通
りがある。第１の方法は、鋳肌に対するショットブラス
ト加工を、ブラスト材のカットワイヤーの粒径が粗いも
のと細かいものとの２回にわけて実施し、鋳肌の平滑化
をはかる方法である。第２の方法は、図７に示す如くア
ルミホイール１の素地上にアクリル系溶剤塗料２１を何
度も塗り重ねることによって鋳肌の表面の粗さ（凹部）
を塗料で埋めてしまう方法である。 （２）´また、鋳肌面と切削面の境界部のエッジ部（前
面エッジ部、裏面エッジ部）に安定した塗膜を形成させ
るために、エッジ部の面取り加工、または図８に示すよ
うにアクリル系溶剤塗料などを何度も塗り重ね（塗膜２
１、塗膜２２・・・と塗り重ね）鋳肌面と切削面との角
度Ｒを鈍角にし塗膜が乗り易くしたり、あるいはエッジ
部の面取り加工後、アクリル系溶剤塗料などを何度も塗
り重ねる方法が実施されている。 （３）´さらに、自動車走行中の飛び石による塗膜傷つ
きについては、鋳肌面のつるつる感を考慮しない場合は
塗膜が薄くてよいため、飛び石によるアルミホイール素
地の損傷は小さい。しかし、鋳肌面のつるつる感を考慮
した場合、鋳肌の凹部を埋めるためには、塗膜が厚くな
り、飛び石による塗膜損傷はかなり大きい。そのため、
鋳肌面につるつる感を出したアルミホイールの市販品は
極めて少ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

１）´ショットブラストを２回行う方法は、設備、人工
も２倍必要であり、設備投資、人件費増となり、コスト
高となる。溶剤塗料などを何度も塗り重ねる方法は、塗
料費、塗料を焼き付ける燃料費、人件費などがかさみ、
かつ時間当たりの作業性が悪くなり、かなりのコスト高
となる。 ２）´鋳肌面と切削面の境界部のエッジ部に安定した塗
膜を形成させるために従来行われている従来技術、すな
わち、溶剤塗料などを何度も塗り重ねる方法は、塗料
費、塗料を焼き付ける燃料費、人件費などがかさみ、ま
たエッジ部の面取り加工を行う場合は、面取り加工装置
の導入、面取り加工工程の付与、作業員の配置など、極
めてコスト高となる。 ３）´鋳肌面のつるつる感を考慮した場合、鋳肌の凹部
を埋めるには、塗膜が厚くなり、そのため飛来した石に
よりアルミ素地と塗膜、とくにプライマー層との剥離が
起き、その部分からの腐蝕が問題となる。現在、その問
題を解決する塗装系は見出されていない。本発明の目的
は、アルミホイールに要求されるつるつる感、防食性、
作業者の切り傷対策、飛び石による塗膜損傷低減、を達
成することができる、アルミホイールの塗膜とその塗装
方法（塗膜形成方法）を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。図１〜図６にて、 （１） アルミホイール１の切削面２と鋳肌面３の両方
の面上のカチオンあるいはアニオン電着プライマー層６
と、その上のアクリル系溶剤カラー層７と、さらにその
上のアクリル系クリアートップコート層８と、からなる
アルミホイールの塗膜。 （２） アルミホイール１の鋳肌面３のみの面上のカチ
オンあるいはアニオン電着プライマー層６と、その上の
アクリル系溶剤カラー層７と、該アクリル系溶剤カラー
層７上とアルミホイールの切削面２との両方の上に塗布
されたアクリル系クリアートップコート層８と、からな
るアルミホイールの塗膜。 （３） 前記電着プライマー層６の膜厚が２０〜５０μ
ｍである（１）または（２）記載のアルミホイールの塗
膜。 （４） アルミホイール１の切削面２と鋳肌面３の両面
上に、カチオンあるいはアニオン電着プライマー層６
を、その上にアクリル系溶剤カラー層７を、さらにその
上にアクリル系クリアートップコート層８を、順に塗装
するアルミホイールの塗装方法。 （５） アルミホイール１の鋳肌面３のみの面上にカチ
オンあるいはアニオン電着プライマー層６を、その上に
アクリル系溶剤カラー層７を塗装し、ファッション面の
うちアルミホイール前面を切削し、その後前記アクリル
系溶剤カラー層７と前面の切削面２の両方の上にアクリ
ル系クリアートップコート層８を塗装するアルミホイー
ルの塗装方法。

【０００５】上記（１）〜（３）の塗膜および上記
（４）、（５）の方法において、アニオンあるいはカチ
オン電着プライマ層で鋳肌の凹部を、図２の如くおおか
た、あるいは、図３の如くすべて、埋めるため、溶剤系
塗料のように何度も塗り重ねる必要がない。そして、鋳
肌面を平滑化し、その上に溶剤カラー塗料を塗布するこ
とにより、塗膜の表面層において、図２、図３に示す如
く、シルバー溶剤中のアルミ粉が層に平行に配列するの
で、鮮明なつるつる感が得られる。また、アニオンある
いはカチオン電着塗料中には、エポキシ樹脂あるいはエ
ポキシ基を含有するため、他のアクリル、ポリエステル
系の樹脂に比べて、アルミ素地との密着性が良い。その
ため、飛び石が塗膜に当たっても、アルミホイール素地
と、とくに凹凸のある鋳肌面と、電着プライマー層間の
剥離の問題が起きにくく、防食性上有利である。さら
に、電着塗装のもつつぎの利点を生かすことができる。
すなわち、電着塗装は塗布液をリサイクルするため、ス
プレー塗装に比べて塗料費が安く、また自動塗装のため
作業者の労力が少なくて済む。また、スチール塗装では
使用されているため、それをアルミホイール塗装に利用
することにより、新たな設備を設ける必要がなく、さら
に水性塗料のため、有機溶剤の低減にも役立つ。また、
鋳肌面と切削面の境界部のエッジ部（図４の表面エッジ
部および裏面エッジ部）に安定して塗膜を形成させる点
については、電着塗装はエッジ部に対して塗料のつきま
わり性が良く、かつカチオンあるいはアニオン電着液中
には粘性制御剤が配合されているため、電着塗装後の焼
き付けにおいても、エッジ部から塗料が流れ落ちること
がなく、エッジ部表面に安定した塗膜を形成することが
できる。また、電着プライマー層による塗膜形成はエッ
ジ部の鈍角化にも効果があり、エッジ部でのトップコー
ト層が安定形成されやすくなり、手の傷つきを防止す
る。さらに、カチオンあるいはアニオン電着プライマー
層を太陽光（紫外線など）から保護するために、電着プ
ライマー上にアクリル系溶剤カラー層、更にその上にト
ップコートとしてアクリル系クリアー塗装をすること
で、高耐候性が得られる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例のアルミホイールの
塗装品にはカラー仕様と光輝仕様がある。カラー仕様と
は、アルミホイールを切削加工後、有色塗料（たとえ
ば、アクリル系溶剤カラー層）でアルミホイールのファ
ッション面を全面に塗り、さらに、アクリル系クリアー
（トップコート）を塗装することで、有色塗料を際立た
せるものである。光輝仕様とは、アルミホイールのファ
ッション面の鋳肌を有色塗料で塗装後一部を切削し（図
１の▽印）、ファッション面全体をたとえばアクリル系
クリアー（トップコート）で塗装することで、切削部に
アルミホイール素地の金属光沢を付与するものである。

【０００７】本発明実施例のアルミホイールの塗膜およ
びその塗装方法では、図１、図２に示す如く、アルミホ
イール１の切削面２および鋳肌面３の両方の面上に、ま
たはアルミホイール１の鋳肌面３のみの面上に、カチオ
ンあるいはアニオン電着プライマー層６、その上にアク
リル系カラー層７、さらにその上にアクリル系クリアー
層のトップコート８が、順に、形成される。

【０００８】カチオンあるいはアニオン電着プライマー
層６の膜厚は２０〜５０μｍ（μｍは１０^-6メートル）
であり、塗装後１５０〜１８０℃で１５〜２０分焼付け
される。膜厚５０μｍより大では、電着膜の肌荒れ（凹
凸）が生じ、表面が平滑な膜が得られない。一方、膜厚
２０μｍより小では、図５に示すように、鋳肌の凹部を
埋められないため、たとえば、電着プライマー塗装後、
シルバー溶剤カラー塗料を塗装すると、溶剤中のアルミ
粉の配列が乱れつるつる感が得られなくなる。そして、
鋳肌のつるつる感を出すには、溶剤カラーを何度も塗り
重ねる必要があり、塗料費、塗料を焼き付ける燃料費、
人件費などがかさみ、かつ時間当たりの生産性が悪くな
り、かなりのコスト高となる。しかし、本発明では、膜
厚を２０μｍ以上とするので、これらの問題が回避され
る。

【０００９】アクリル系溶剤カラー層７は膜厚が約１５
〜３５μｍであり、塗布後、約１３０〜１５０℃で１５
〜２５分焼付けされる。膜厚約１５μｍ以上は、下地の
色を透さないため必要な厚さであり、膜厚約３５μｍ以
下は、それより膜厚を大にすると塗料量、塗布時間の無
駄を招くからである。アクリル系溶剤塗料のかわりにア
クリル水性塗料を使用しても良い。

【００１０】トップコート層８のアクリル系クリアー
は、粉体、水性、もしくは溶剤の何れでも良いが、とく
に粉体は１回の塗布でエッジ部の膜厚を厚くすることが
でき、エッジ部をより強固にカバーできる。粉体塗料の
場合、その膜厚は約４０〜１２０μｍであり、塗布後約
１７０〜１８５℃で約１５〜２５分焼付けする。水性あ
るいは溶剤塗料の場合は、その膜厚は約１５〜４５μｍ
であり、塗布後約１３０〜１５０℃で約１５〜２５分焼
付けする。何れの場合も、硬度は鉛筆硬度でＨ〜３Ｈで
ある。

【００１１】

【実施例】種々の本発明実施例品と、比較品を作製し
て、本発明実施例品の特性を試験した。試験種類はつぎ
の通りである。 （１）塗膜硬度試験 種々の硬度の鉛筆で試験片の塗膜を引っかき、そのすり
傷により塗膜硬度を測定した。 （２）密着性試験 試験片の塗膜にカッターナイフにより、２ｍｍ間隔で縦
横１１本の平行な線を引き、その上にセロファンテープ
を密着させ、上方に引き剥がした後に、残存したます目
をカウントして評価した。

【００１２】（３）塗膜損傷試験 室温（２０°Ｃ）にて、試験片を受台と撃ち型の間に挟
み３０ｃｍの高さから５００ｇの重りを撃ち型に落下さ
せ塗膜の損傷を調べた。 （４）飛び石試験 試験片に一定粒度の砕石５００ｇを４Ｋｇ／ｃｍ² の圧
力で投射し、塗膜の剥離状況を調べた。 （５）塩水噴霧試験 試験片の表面にクロスカットを入れ、５％重量濃度、３
５°Ｃの塩水噴霧を１２００時間行い、クロスカットよ
り２ｍｍ以上の錆びの有無を調べた。

【００１３】（６）複合腐蝕試験 試験片の表面にクロスカットを入れ、５％重量濃度、５
０°Ｃの塩水噴霧を１７時間行い、ついで７０°Ｃで３
時間の乾燥を行い、ついで５％重量濃度、５０°Ｃの塩
水に２時間浸漬し、さらに室温で２時間乾燥する、とい
うサイクルを６０回繰り返した後、クロスカットより２
ｍｍ以上の錆びの有無を調べた。 （７）耐水性試験 試験片を４０°Ｃの温水中に２４０時間浸漬させ、その
後２４時間自然放置し、先に述べた密着性試験を行っ
た。 （８）耐候性試験 試験片にサンシャインウエザーメーターにより６００時
間の暴露を行い、その後６０°Ｃで相対湿度９０％の雰
囲気に２４０時間保持し、２４時間放置後に先に述べた
密着性試験を行った。

【００１４】（９）耐酸性試験 ９６〜９７重量％の硫酸原液５０ｇを蒸留水で希釈し１
リットルとした溶液中に試験片を２４時間浸漬させた
後、塗膜表面の状態を評価した。 （１０）耐アルカリ性試験 固形のＮａＯＨ５０ｇを蒸留水で溶解、希釈し１リット
ルとした溶液中に試験片を４時間浸漬させた後、塗膜表
面の状態を評価した。 （１１）エッジ部膜厚測定 顕微鏡写真にて測定した。 （１２）鋳肌つるつる感 目視にて評価した。

【００１５】具体的実施例I （カラー仕様の場合） 試験片を以下のように作製した。 Ａ１：本発明実施例品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのカチオンあるいはアニオン電着塗装
→ 焼付け → アクリル系溶剤カラー塗装→ 焼付け
→ アクリル系粉体クリアートップコート塗装 →
焼付け Ａ２：本発明実施例品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのカチオンあるいはアニオン電着塗装
→ 焼付け → アクリル系溶剤カラー塗装→ 焼付け
→ アクリル系溶剤クリアートップコート塗装 →
焼付け

【００１６】Ａ３：比較品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのアクリル系溶剤カラー塗装 → 焼付
け → アクリル系溶剤クリアートップコート塗装 →
焼付け Ａ４：比較品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのアクリル系溶剤カラー塗装 → 焼付
け → アクリル系溶剤カラー塗装 → 焼付け →
アクリル系溶剤クリアートップコート塗装 → 焼付け Ａ５：比較品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのアクリル系粉体塗装 → 焼付け →
アクリル系溶剤カラー塗装 → 焼付け →アクリル
系溶剤クリアートップコート塗装 → 焼付け Ａ６：比較品 ホイール前面切削加工 → 前処理 → 鋳肌面および
切削面の両方へのポリエステル系粉体塗装 → 焼付け
→ アクリル系溶剤カラー塗装 → 焼付け→ アク
リル系溶剤クリアートップコート塗装 → 焼付け 試験結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１からわかるように、本発明実施例品Ａ
１、Ａ２の塗装性能は上記のすべての試験において比較
品Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６で作製したものの性能以上で
ある。とくに、Ａ１、Ａ２は鋳肌部の平滑性によるつる
つる感が得られる。そして、錆び発生原因となるエッジ
部（前面側、裏面側）の膜厚不足を解消でき、また飛び
石による塗膜劣化防止などにより高耐蝕性が得られる。
さらに対候性にも優れていることもわかる。

【００１９】具体的実施例II（光輝仕様の場合、切削面
および鋳肌面上の塗膜について総合評価した） 試験片を以下のように作製した。 Ｂ１：本発明実施例品 鋳肌面 → 前処理 → 鋳肌面のみへのカチオンある
いはアニオン電着塗装→ 焼付け → アクリル系溶剤
カラー塗装 → 焼付け → ホイール前面の切削加工
→ 前処理 → 鋳肌面、切削面へのアクリル系粉体
クリアートップコート塗装 → 焼付け Ｂ２：本発明実施例品 鋳肌面 → 前処理 → 鋳肌面のみへのカチオンある
いはアニオン電着塗装→ 焼付け → アクリル系溶剤
カラー塗装 → 焼付け → ホイール前面の切削加工
→ 前処理 → 鋳肌面、切削面へのアクリル系溶剤
クリアートップコート塗装 → 焼付け Ｂ３：比較品 鋳肌面 → 前処理 → 鋳肌面のみへのアクリル系溶
剤カラー塗装 → 焼付け → ホイール前面の切削加
工 → 前処理 → 鋳肌面、切削面へのアクリル系溶
剤クリアートップコート塗装 → 焼付け Ｂ４：比較品 鋳肌面 → 前処理 → 鋳肌面のみへのアクリル系粉
体塗装 → 焼付け→ アクリル系溶剤カラー塗装 →
焼付け → ホイール前面の切削加工 →前処理 →
ホイール前面の切削加工 → 前処理 → 鋳肌
面、切削面へのアクリル系溶剤クリアートップコート塗
装 → 焼付け 試験結果を表２に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】表２からわかるように、本発明実施例品Ｂ
１、Ｂ２の塗装性能は、上記のすべての試験において比
較品Ｂ３、Ｂ４で作製したものの性能以上である。とく
に、Ｂ１、Ｂ２は鋳肌部の平滑性によるつるつる感が得
られる。錆び発生原因となるエッジ部（前面側、裏面
側）の膜厚不足を解消でき、また飛び石による塗膜劣化
防止などにより高耐蝕性が得られる。さらに対候性にも
優れていることもわかる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１、３の塗膜および請求項４の塗
装方法によれば、カチオンあるいはアニオン電着プライ
マー層を形成したので、カラー仕様において、つるつる
感、防食性、作業者の切り傷対策、飛び石による塗膜損
傷低減、を達成することができる。請求項２の塗膜およ
び請求項５の塗装方法によれば、カチオンあるいはアニ
オン電着プライマー層を形成したので、光輝仕様におい
て、つるつる感、防食性、作業者の切り傷対策、飛び石
による塗膜損傷低減、を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のアルミホイールの塗膜とそ
の塗装方法を示すホイールの半断面図である。

【図２】図１の鋳肌面の一例の塗膜の拡大断面図であ
る。

【図３】図１の鋳肌面のもう一例の塗膜の拡大断面図で
ある。

【図４】図１のアルミホイールのエッジ部を含む拡大断
面図である。

【図５】図１のアルミホイールで電着塗装の膜厚が２０
μｍより小の場合の塗膜の拡大断面図である。

【図６】図６で凹凸を溶剤カラー層の多重塗りで埋めた
場合の塗膜の拡大断面図である。

【図７】従来のホイール鋳肌面への塗料の塗り重ねを示
す断面図である。

【図８】従来のホイールエッジ部への塗料の塗り重ねを
示す断面図である。

【符号の説明】

１ アルミホイール ２ 切削面 ３ 鋳肌面 ４、５ エッジ部 ６ カチオンあるいはアニオン電着塗装プライマー層 ７ アクリル系溶剤カラー層 ８ アクリル系クリアー層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ３２Ｂ 27/30 Ｂ３２Ｂ 27/30 Ａ Ｂ６０Ｂ 21/00 Ｂ６０Ｂ 21/00 Ｊ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミホイールの切削面と鋳肌面の両方
   の面上のカチオンあるいはアニオン電着プライマー層
   と、その上のアクリル系溶剤カラー層と、さらにその上
   のアクリル系クリアートップコート層と、からなるアル
   ミホイールの塗膜。
2. 【請求項２】 アルミホイールの鋳肌面のみの面上のカ
   チオンあるいはアニオン電着プライマー層と、その上の
   アクリル系溶剤カラー層と、該アクリル系溶剤カラー層
   上とアルミホイールの切削面との両方の上に塗布された
   アクリル系クリアートップコート層と、からなるアルミ
   ホイールの塗膜。
3. 【請求項３】 前記電着プライマー層の膜厚が２０〜５
   ０μｍである請求項１または２記載のアルミホイールの
   塗膜。
4. 【請求項４】 アルミホイールの切削面と鋳肌面の両面
   上に、カチオンあるいはアニオン電着プライマー層を、
   その上にアクリル系溶剤カラー層を、さらにその上にア
   クリル系クリアートップコート層を、順に塗装するアル
   ミホイールの塗装方法。
5. 【請求項５】 アルミホイールの鋳肌面のみの面上にカ
   チオンあるいはアニオン電着プライマー層を、その上に
   アクリル系溶剤カラー層を塗装し、ファッション面のう
   ちアルミホイール前面を切削し、その後前記アクリル系
   溶剤カラー層と前面の切削面の両方の上にアクリル系ク
   リアートップコート層を塗装するアルミホイールの塗装
   方法。