JPH10425A - 切削鋳物塗装部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜の乾燥性が優れるとともに塗膜の外観、
接着性、切削加工性等が優れる。 【解決手段】 防錆油を塗布した切削加工用鋳物表面を
アルカリ脱脂処理液でアルカリ脱脂処理し、乾燥後、数
平均分子量２８００〜２００００、融点７０〜１７０℃
のエポキシ樹脂とアミノアルコールとを反応させてなる
アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ）及び酸性燐酸系化合物
（Ｂ）を含有する非架橋型有機溶剤系塗料を塗装し、自
然乾燥後、切削加工をおこなう切削鋳物塗装部品の製造
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、切削加工性、塗膜
の付着性等に優れた切削鋳物塗装部品の製造方法に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用部品として使用されてい
るエンジンブロック等の部品は、通常、鋳物に防錆油を
塗布した部品用素材をアルカリ脱脂液で油の除去をおこ
なった後、乾燥、塗装、乾燥、切削加工等の工程により
製造されている。該塗装に使用される塗料としては酸化
硬化型アルキド樹脂塗料が一般的に使用されている。し
かしながら、酸化硬化型アルキド樹脂塗料は、切削加工
性や付着性、防食性等の性能を十分に発揮させるには２
４時間以上の乾燥時間が必要となるため生産性が劣ると
いった問題点がある。また、乾燥性を重視して、例え
ば、高分子量の固形エポキシ樹脂を有機溶剤に溶解した
塗料を使用することも考えられるが、このものから形成
された塗膜は切削加工時に塗膜が剥がれ易いといった問
題点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に塗膜に
関係する性能（乾燥性、切削加工性、付着性等）を改善
することにより、工程が短縮でき、かつ性能に優れた切
削鋳物塗装部品の製造方法の開発を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記した
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の
非架橋型有機溶剤系塗料を使用することにより、従来か
らの塗膜性能を低下させずに塗膜の乾燥が速く、かつ切
削加工時に塗膜が剥がれないといった従来からの問題点
を全て改善できる方法であることを見出だし、本発明を
完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、 １．防錆油を塗布した切削加工用鋳物表面をアルカリ脱
脂処理液でアルカリ脱脂処理し、乾燥後、数平均分子量
２８００〜２００００、融点７０〜１７０℃のエポキシ
樹脂とアミノアルコールとを反応させてなるアミノ変性
エポキシ樹脂（Ａ）及び酸性燐酸系化合物（Ｂ）を含有
する非架橋型有機溶剤系塗料を塗装し、自然乾燥後、切
削加工をおこなう切削鋳物塗装部品の製造方法； ２．上記非架橋型有機溶剤系塗料が、アミノ変性エポキ
シ樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸性燐酸系化合物
（Ｂ）０．５〜１００重量部配合してなる上記の切削鋳
物塗装部品の製造方法；並びに ３．上記酸性燐酸系化合物（Ｂ）が、酸性燐酸金属化合
物である上記の切削鋳物塗装部品の製造方法に係わる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明切削鋳物塗装部品の
製造方法について、更に詳細に説明する。

【０００７】本発明方法において使用される切削加工用
鋳物としては、塗装後に所定の形状に所定の精度で加工
ができる従来から自動車用部品素材として使用されてい
る鋳物である。切削加工用鋳物は、貯蔵中に錆が発生す
るため、これを防止するために、通常、防錆油が塗布さ
れている。該防錆油が付着した状態で鋳物に塗料を塗装
すると素材に対する塗膜の付着性が悪くなるために切削
加工時の塗膜の剥離や防食性が悪くなったりする。この
ために塗装前処理工程として鋳物から防錆油を除去する
ためのアルカリ脱脂処理がおこなわれる。このアルカリ
脱脂処理は従来から公知の方法でおこなうことができ
る。具体的には、例えば、ナトリウム、カリウム等のア
ルカリ金属にステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸が結
合してなる金属石鹸類等の従来から公知のアルカリ脱脂
処理液を約４０〜９０℃に暖め、このものを鋳物にスプ
レーするか、又はこのアルカリ脱脂処理液に浸漬するこ
とによりおこなわれる。アルカリ脱脂処理をおこなった
後は、本発明においては水洗処理を省いて乾燥により水
分の除去がおこなわれる。乾燥は、例えば、エアーブロ
ー、熱風乾燥、赤外乾燥等の従来からの公知の乾燥方法
でおこなうことができる。

【０００８】次いで、乾燥させた後の鋳物にはアルカリ
脱脂処理濃縮液が残存する状態で、非架橋型有機溶剤系
塗料が塗装される。該塗料で使用されるアミノ変性エポ
キシ樹脂（Ａ）は数平均分子量２８００〜２００００、
好ましくは３０００〜１５０００、融点７０〜１７０
℃、好ましくは８０〜１６０℃、エポキシ当量約１４０
０〜１００００、好ましくは約１５００〜８０００のエ
ポキシ樹脂とアミノアルコールとを反応させてなるもの
である。

【０００９】上記エポキシ樹脂において、数平均分子量
が２８００を下回ると切削加工で塗膜のバリが残るた
め、このものを除去するためのバリ取り工程が必要とな
り生産性が劣り、一方、２００００を上回ると有機溶剤
に対する溶解性が低下し塗料の安定性が悪くなるといっ
た欠点がある。エポキシ樹脂の融点が７０℃を下回ると
切削加工で塗膜のバリが残り、一方、１７０℃を上回る
ものは有機溶剤に対する溶解性も低下するので塗料の安
定性が悪くなるといった欠点がある。また、エポキシ樹
脂のエポキシ当量が約１４００を下回ると樹脂に結合す
るアミノアルコール成分の比率が多くなるので塗膜の耐
水性等が低下し、一方、約１００００を上回ると逆にエ
ポキシ樹脂に結合するアミノアルコール成分の比率が少
なくなり塗膜の防食性等が低下するので好ましくない。
エポキシ樹脂の種類としては、特に防食性の観点からエ
ピクロルヒドリン・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が
好ましい。該エポキシ樹脂としては、例えば、エピコー
ト１００７、同左１００９（以上、油化シェルエポキシ
社製、商品名）、アラルダイト６０９７、同左６０９９
（以上、チバ・ガイギー社製、商品名）等が代表的なも
のとして挙げることができる。これらの樹脂は１種もし
くは２種以上組合わせて使用することができる。

【００１０】エポキシ樹脂と反応させるアミノアルコー
ルは、アルコール性水酸基を分子中に含有するアミン化
合物である。具体的には、例えば、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチル−モノエタノール
アミン、ジイソプロパノールアミン、アミノベンジルア
ルコール等が挙げられる。これらの化合物は１種もしく
は２種以上組合わせて使用することができる。

【００１１】該エポキシ樹脂とアミノアルコールとの反
応は、例えば、エポキシ樹脂１モル当たりアミノアルコ
ール約０．５〜３．０モル、好ましくは約０．８〜１．
５モルになるように両者を配合し、約５０〜２５０℃、
好ましくは約８０〜２００℃の温度に有機溶剤の存在下
で加熱することによりおこなわれる。

【００１２】非架橋型有機溶剤系塗料で使用する酸性燐
酸系化合物（Ｂ）は、１分子中に少なくとも１個の燐原
子と１分子中に少なくとも１個の燐酸に由来する酸性基
を有する液状もしくは粉末の化合物である。酸性燐酸系
化合物（Ｂ）としては、例えば、メタ燐酸、オルソ燐
酸、ピロ燐酸、トリポリ燐酸、トリメタ燐酸等の酸性燐
酸化合物類；モノプロピル燐酸エステル、モノブチル燐
酸エステル、モノオクチル燐酸エステル、ジプロピル燐
酸エステル、ジブチル燐酸エステル、ジオクチル燐酸エ
ステル等の酸性燐酸エステル化合物類；燐酸亜鉛、縮合
燐酸アルミニウム、トリポリ燐酸アルミニウム、燐モリ
ブデン酸アルミニウム等の酸性燐酸金属化合物類等が挙
げられる。これらの化合物は１種もしくは２種以上組合
わせて使用することができる。これらの中でも酸性燐酸
金属化合物類が特に好ましい。

【００１３】本発明において、酸性燐酸系化合物（Ｂ）
を配合しない非架橋型有機溶剤系塗料を鋳物に塗装した
場合には、切削加工時に使用する水性クーラント液や水
等の腐食物質が塗膜表面から浸透し、鋳物表面に残存す
るアルカリ脱脂処理濃縮液を溶解しその部分が体積膨張
するために塗膜にフクレや剥がれ等の塗膜欠陥を生じ
る。本発明で使用する酸性燐酸系化合物（Ｂ）はこのよ
うな塗膜欠陥を改善するものであり、その理由は明らか
ではないが、酸性燐酸系化合物（Ｂ）は鋳物表面に残存
するアルカリ脱脂処理液濃縮成分と中和してアルカリ脱
脂処理液濃縮成分を水不溶性の塩に換えるとともに酸性
燐酸系化合物（Ｂ）中の燐原子が鋳物の表面に配向し水
素結合により塗膜の付着性が向上するために切削加工時
の塗膜剥がれがなくなり、また、防食性、耐水性等に優
れた塗膜を形成するものと考えられる。

【００１４】非架橋型有機溶剤系塗料において、アミノ
変性エポキシ樹脂（Ａ）、及び酸性燐酸系化合物（Ｂ）
の配合量は、アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ）１００重量
部に対して酸性燐酸系化合物（Ｂ）が０．５〜１００重
量部の範囲である。また、酸性燐酸系化合物（Ｂ）とし
て上記酸性燐酸金属化合物を使用した際には、アミノ変
性エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対してこのものを
６０〜１００重量部の範囲で配合することが好ましい。
酸性燐酸系化合物（Ｂ）が上記した範囲を下回ると切削
加工時に塗膜が剥離する恐れがあり、一方、上記した範
囲を上回ると塗膜が脆くなり少しの衝撃においても塗膜
が剥がれ易くなるので好ましくない。

【００１５】非架橋型有機溶剤系塗料は、上記したアミ
ノ変性エポキシ樹脂（Ａ）を有機溶剤に溶解させた有機
溶剤樹脂溶液に酸性燐酸系化合物（Ｂ）を溶解もしくは
分散させることにより製造できる。該有機溶剤として
は、アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ）を溶解もしくは分散
して安定な有機溶剤樹脂溶液を与えるものであれば従来
から公知のものを使用することができる。有機溶剤とし
ては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等のケトン系；トルエン、キシレン等の炭化水素
系；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸メト
キシプロピル等のエステル系等を主溶剤とし、このもの
に必要に応じてアルコール系、エーテル系、その他の溶
剤を混合して使用することができる。

【００１６】非架橋型有機溶剤系塗料には、上記したア
ミノ変性エポキシ樹脂（Ａ）、及び酸性燐酸系化合物
（Ｂ）以外に必要に応じて着色顔料（例えば、カーボン
ブラック、黒鉛等）、防錆顔料（例えば、亜鉛華、硫酸
鉛等）、充填剤（例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、タルク等）、ワックス類（例えば、カルナバワック
ス等）、酸性化合物（例えば、酢酸、ポリカルボン酸樹
脂等）、分散助剤、表面調整剤、その他塗料用添加剤等
を配合することができる。

【００１７】非架橋型有機溶剤系塗料の塗装は、例え
ば、スプレー塗装、浸漬塗装、刷毛塗装等の従来から公
知の塗装手段によりおこなうことができる。また、塗装
膜厚は、乾燥膜厚で、通常、約１０〜１００ミクロン、
特に約２０〜５０ミクロンの範囲が好ましい。塗装後の
塗膜の乾燥は、切削加工で塗膜が巻き付いたり、バリを
生じたりしない程度（ベトツキがない）に乾燥すればよ
い。乾燥条件は、鋳物の厚み、形状等により異なるが、
生産性の面から特に自然乾燥（通常、約０〜４０℃）で
２４時間以内の範囲が好ましい。

【００１８】鋳物に塗装、乾燥して得られた塗装鋳物
は、所定の形状に所定の精度で切削加工することによ
り、例えば、ブレーキドラム、エンジンブロック、ギヤ
ーボックス等の自動車用部品として製造することができ
る。切削加工は従来から公知の切削方法、例えば、水溶
性クーラント液を切削加工用鋳物に散布しながら旋盤、
ドリル、フライス盤等の機械で切削加工をおこなうこと
ができる。切削加工された鋳物は、必要に応じて洗浄、
防錆油塗布をおこなうことができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を詳細に説明す
る。 アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−１）溶液の製造例 エピコート１００７（油化シェルエポキシ株式会社製、
商品名、数平均分子量約２９００、融点１２７〜１３３
℃、エポキシ当量２０００〜２５００のエポキシ樹脂）
９００ｇをキシレン２５０ｇに溶解させ、次いでＮ−メ
チル−モノエタノールアミン３０ｇを配合したのち、１
４５℃で５時間加熱して反応させ、次いで、酢酸メトキ
シプロピル４６５ｇ及びキシレン２１５ｇを配合して固
形分５０重量％のアミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−１）溶
液を得た。

【００２０】アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−２）溶液の
製造例 エピコート１００９（油化シェルエポキシ株式会社製、
商品名、数平均分子量約３７５０、融点１４５〜１５５
℃、エポキシ当量２５００〜４０００のエポキシ樹脂）
９００ｇをキシレン２５０ｇに溶解させ、次いでＮ−メ
チル−モノエタノールアミン１９．５ｇを配合したの
ち、１４０℃で６時間加熱して反応させ、次いで、酢酸
メトキシプロピル５００ｇ及びキシレン３７４ｇを配合
して固形分４５重量％のアミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−
２）溶液を得た。

【００２１】アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−３）溶液の
製造例 上記したアミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−１）溶液の製造
において、Ｎ−メチル−モノエタノールアミン３０ｇを
ジエタノールアミン４３ｇに、又キシレン２５０ｇをキ
シレン２６３ｇに換えた以外は実施例１と同様にして配
合し固形分５０重量％のアミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−
３）溶液を得た。

【００２２】アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−４）溶液の
製造例 エピコート１００４（油化シェルエポキシ株式会社製、
商品名、数平均分子量約１４００、融点９７〜１０３
℃、エポキシ当量８７５〜１０２５のエポキシ樹脂）９
００ｇをキシレン２５０ｇに溶解させ、次いでジエタノ
ールアミン１０１ｇを配合したのち、１４５℃で５時間
加熱して反応させ、次いで、酢酸メトキシプロピル３３
４ｇ及びキシレン８３ｇを配合して固形分６０重量％の
アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ−４）溶液を得た。

【００２３】実施例で使用する塗料〜の製造例 表１に記載の配合物を３本ロールミルで混合分散をおこ
ない塗料〜のものを製造した。

【００２４】比較例で使用する塗料〜の製造例 表１に記載の配合物を３本ロールミルで混合分散をおこ
ない塗料〜のものを製造した。塗料において、ア
ラキード７１１０は“荒川化学工業株式会社製、商品
名、フェノール変性アルキド樹脂”の酸化硬化型アルキ
ド樹脂である。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１において、数値はｇを示す。また、表
１の酸性燐酸系化合物において、ａはジブチル燐酸エス
テル、ｂはトリポリ燐酸エステル、ｃは燐酸亜鉛、ｄは
トリポリ燐酸アルミニウムを示す。

【００２７】実施例１〜５ 表２に記載の塗料〜をフォードカップ＃４で２０秒
（２０℃）になるように混合溶剤（キシレン／酢酸メト
キシプロピル／ｎ−ブタノール＝２／２／１“重量
比”）で希釈して塗装粘度に調整した。次いで調整した
塗料を厚み８ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの塗装
用素材（ＳＰＣＣ−ＳＤ“ダル鋼板”及びＦＣ−２００
“鋳物板”）に乾燥膜厚が約３０ミクロンになるように
スプレー塗装をおこなった後、室温（２０℃）で２時間
放置して乾燥をおこない実施例１〜６の塗装物を作成し
た。ただし、脱脂剤残存での付着性試験に使用した塗装
物は下記の試験方法に記載の方法で塗膜を形成した。

【００２８】比較例１〜３ 表２に記載の塗料〜を実施例１と同様にして比較例
１〜３の塗装物を作成した。

【００２９】実施例及び比較例において、塗装用素材と
してＳＰＣＣ−ＳＤを使用したものは平滑性、光沢、塗
膜表面硬度及び付着性を評価した。また、塗装用素材と
してＦＣ−２００を使用したものは切削加工性及びアル
カリ脱脂処理液残存での付着性を評価した。

【００３０】塗装物の塗膜外観及び性能試験結果を表２
に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２において、塗膜外観及び塗膜性能は次
ぎの基準でおこなった。

【００３３】平滑性：塗膜表面を目視で評価した。

【００３４】光沢：JISK 5400 に記載の６０°鏡面反射
率に従って測定した。

【００３５】塗膜硬度：JISK 5400 8.4.2 に記載する
鉛筆引っ掻き法に従って測定した。

【００３６】付着性：JISK 5400 8.5.2 に記載する付
着性に従って、塗膜に１ｍｍ×１ｍｍの碁盤目１００個
を作り、その表面に粘着セロファンテープを粘着し急激
に剥離した後の素材に付着した塗膜を評価した。◎は全
く剥がれないもの、○は剥がれ面積が１０％以下のも
の、△は剥がれ面積が１１〜４０％のもの、×は剥がれ
面積が４１％以上のものを示す。

【００３７】切削加工性：鋳物塗装板をフライス盤にて
１ｃｍ切削した。切削部の塗膜バリの有無を目視で観察
した。◎は塗膜にバリが生じなかったもの、○は塗膜に
バリが若干生じたもの、×は塗膜にバリが生じたものを
示す。

【００３８】アルカリ脱脂処理液残存での付着性：前記
と同様の厚み８ｍｍ×幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのＦ
Ｃ−２００“鋳物板”表面にアルカリ脱脂処理液（ルブ
クリーン４００９、共同油脂株式会社製、商品名）２重
量％水溶液を３ｇ滴下した後、水滴が落下しないように
水平を保ちながら７０℃で３０分間乾燥をおこなった。
次いで塗料〜の希釈塗料を乾燥膜厚が約３０ミクロ
ンになるようにスプレー塗装をおこなった後、室温（２
０℃）で１時間放置して乾燥をおこない塗装物を得た。
得られた塗装物を水溶性クーラント（ＦＡ−５００９、
共同油脂株式会社製、商品名）の３重量％の水溶液に２
０℃で３時間浸漬をおこなった。次いで塗装物を水溶性
クーラント液から取出した後、エアー圧５ｋｇでエアー
ブローして水溶性クーラント液を除去した。このエアー
ブロをおこなった後の塗膜の付着性（残存率）を調べ
た。１００％は全く剥がれなくて付着性が良好なもの、
そして０％は全部剥がれて付着性が悪いものを示す。

【００３９】

【発明の効果】本発明の製造方法は、アルカリ脱脂処理
液が残存する鋳物に塗装しても付着がよい、有機溶剤の
揮発だけで塗膜が形成できる、切削加工時に塗膜がバリ
として残らない、切削加工時にクーラント液による塗膜
のフクレ、剥離等がないといった顕著な効果を発揮す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粕川 高久 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 一ノ瀬 浩 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 龍野 忠義 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 早瀬 徹 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 防錆油を塗布した切削加工用鋳物表面を
   アルカリ脱脂処理液でアルカリ脱脂処理し、乾燥後、数
   平均分子量２８００〜２００００、融点７０〜１７０℃
   のエポキシ樹脂とアミノアルコールとを反応させてなる
   アミノ変性エポキシ樹脂（Ａ）及び酸性燐酸系化合物
   （Ｂ）を含有する非架橋型有機溶剤系塗料を塗装し、自
   然乾燥後、切削加工をおこなうことを特徴とする切削鋳
   物塗装部品の製造方法。
2. 【請求項２】 該非架橋型有機溶剤系塗料が、アミノ変
   性エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸性燐酸系
   化合物（Ｂ）０．５〜１００重量部配合してなることを
   特徴とする請求項１に記載の切削鋳物塗装部品の製造方
   法。
3. 【請求項３】 該酸性燐酸系化合物（Ｂ）が、酸性燐酸
   金属化合物であることを特徴とする請求項１に記載の切
   削鋳物塗装部品の製造方法。