JPS60111B2 - 塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被塗物に粉体塗装し、塗膜形成後粉体塗料が
塗装されなかった部分及び薄膜部分に電着塗装を施す塗
装方法に関する。

さらに詳しくは、粉体塗料の静電塗装後未塗装部分及び
薄膜部分に引続き塗装される電着塗料の塗着性を改善し
、粉体塗料塗膜と竜着塗料塗膜との境界部分の塗陰性能
の向上を図る塗装方法に関する。粉体塗料の静露吹付塗
装法は多くの特徴を有するが、基材のコーナー部、スリ
ット部あるし、は吹付方向の陰になる部分への塗装が困
難であり、、例えば自動車ボディのような複雑な形状の
被塗物全体を完全に被覆することは極めて難しい。

このような欠点を補う対策として粉体塗装法と電着塗装
法との組合せ、例えば被塗物に粉体静露吹付塗装を行い
、次いで露着塗装する方法が数年前から提案されている
。この方法によれば正常な粉体塗装塗膜の部分は電気抵
抗値が高いので電着塗料が塗装されず、粉体塗料の未塗
装部分のみに選択的に軍着塗膜が形成されるので、粉体
塗装塗膜のもつ優れた防食性等の塗膜性能が生かされ、
かつ粉体塗料の未塗装部分には雷着塗装され、実質的に
塗り残し部分のない完全な被覆物が得られる利点がる。
しかし、この場合においても粉体塗装塗膜と露着塗膜の
境界部分の塗膜形成が十分でなく、この部分の防食性が
劣るという問題があり、事実海浜地帯の曝露試験におい
ても、この部分が最初に発錆する。そこで、上記問題点
を解決するためにさらに研究が行なわれ、例えば粉体塗
料に導電性粉末を含有せしめて塗膜の体積固有抵抗値を
特定の範囲に調整することによって、粉体塗料の未塗装
部分及び薄膜部分をも亀着塗装する方法やさらに該方法
に使用される露着塗料として電着塗装された塗板を電着
格に３０ｏｏにおいて１び分間浸潰したときの再溶解率
が約１５重量％以下であるものを使用する方法などが提
案されている（例えば、特開昭５０−１４２６４１号公
報、特公昭５３一１５９３４号公報、特公昭５１−４１
３１７号公報参照）。

上記した公報に記載されている粉体塗料は特定の体積固
有抵抗値を有する塗膜を形成しなければならないため、
添加される導電性粉末は通常の粉体塗料において用いら
れる顔料の粒子径（例えば０．５〜５ミクｏン程度以下
カーボンブラックの如き５‐ミリミクロン程度迄の範囲
）を有するものが使用され粉体塗料に均一に分散されて
いる。

このような粉体塗料から形成される塗膜の体積固有抵抗
値は、２０３０、２０Ｖで１１び３０．肌以上の場合に
は粉体塗膜の薄膜部分に露着塗料が塗着せず、他方２０
ｑｏ、２０Ｖで１ぴ０．肌に達しないような場合には粉
体塗膜全体に霞着粉体が塗着して好しくないため、通常
２０ｑｏ、２０Ｖで１×１び〜１×１び３０．ｃ双に調
整されている。しかしながら、上記粉体塗料から形成さ
れる粉体塗膜の塗膜部分には確かに雷着塗料が塗着して
粉体塗料塗膜と電着塗膜の境界部分の防食性の向上が認
められるが、粉体塗膜の薄膜部分は被塗物金属素材のよ
うな良導電性ではないため、その上に塗着される蚕着塗
腰の厚さにはおのずから限界があり、粉体塗膜の禾塗着
部分に塗着した電着塗膜厚より一般に薄膜になり、被塗
物がシビアな腐食環境下で使用される場合には満足な防
食性が得られず、当該産業分野においてさらに一層の改
良が望まれていた。そこで、本発明者等は、粉体塗装塗
膜と露着塗膜の境界部分における塗膜の形成を十分なら
しめ、塗装性能（防食性）をより向上させることを目的
に鋭意研究を重ねた結果、粉体塗料に添加する導電性粉
末として、形成される粉体塗膜厚より小さく且つ粉体塗
膜の薄膜部分の膜厚より大きな粒子径を有するものを使
用して、薄膜部分で導電性粉末を表面に露出させること
によって夜塗物金属素材と通電可能ならしめ、その結果
十分な膜厚の露着塗膜が形成され上記目的が達成できる
ことを見出し本発明の完成に至った。かくして、本発明
に従えば、彼塗物に粉体塗料を静電塗装し、塗膜形成後
未塗装部分及び薄膜部分を露着塗装する塗装方法におい
て、静電塗装されるべき粉体塗料に５ミクロン以上且つ
形成される粉体塗装膜厚より小さな範囲の粒子径を有す
る導電性粉末を５〜５の重量％含有せしめてなる粉体塗
料を静電塗装し、次いで該静電粉体塗膜の禾塗菱部分及
び薄部分のみに亀着塗装することを特徴とする塗装方法
が提供される。

本発明において粉体塗料としてはェポキシ樹脂系、ェポ
キシーポリェステル混合系、アクリル樹脂系など通常実
用されている各種の粉体塗料を任意に用いることができ
る。

しかしながら、これらの粉体塗料から形成される塗膜は
非導電性であるため、、次いで露着塗装を行なった場合
は粉体塗料と霞着塗料の境界部分に極めて薄膜の部分が
生じる。このため、従来上記粉体塗料に導軍性物質の粉
末を配合してこれから形成される塗膜の体積固有抵抗値
を特定の範囲に調整して、霞着塗装を行なっているが、
なお、粉体塗膜の薄膜部分への霞着塗装が十分でなく粉
体塗膜と雷着塗膜の境界部分には十分な所望性能を示す
塗膜が形成しない。したがって、本発明においては上上
記粉体塗料に特定の粒子径を有する導電性粉末を含有せ
しめることによって塗装塗膜の厚膜部分では全く通電し
ないが塗装塗膜の薄膜部分で通電性粉末が塗膜表面に露
出するかまたはそれに近い状態となって被塗物素材と通
電して亀着塗膜を容易に形成し、彼塗物素材に直接電着
した場合とほぼ同じ膜厚の塗膜を形成することができる
。

この塗膜形成状態を図面によって具体的に説明する。第
１図は、本発明の方法によって形成せしめた塗膜をモデ
ル的に図示したものである。

すらわち、被塗物素材１上に粉体塗装され、ついで塗装
塗膜２の末端の薄膜部分２′及び粉体塗料の未塗装部分
３に本発明に従い露着塗装される。粉体塗膜の薄膜部分
２′には導電性粉末４が分散されており、該導電性粉末
は薄膜部分２′表面において露出しているため被塗物素
材１と十分に通電し粉体塗膜の未塗装部分３に形成され
る亀着塗膜５とほぼ同膜厚の霜着塗膜が形成され、粉体
塗膜と亀着塗膜の境界部分に十分な防食性能を有する塗
嬢を形成する。第２図は従来の方法によって形成せしめ
た塗膜をモデル的に図示したものである。

すなわち、被塗物素材１上に粉体塗装された粉体塗膜２
の末端の薄膜部分２′及び粉体塗料の未塗装部分３に雷
着塗装される。粉体塗膜の薄膜部分２′には微細な導電
性粉末４が分散されており、体積固有抵抗値が２０ｑｏ
、２０Ｖで１×１び〜１×１び３０．肌に調整されてい
るため電着塗腰５が形成されるが、その膜厚は一般に薄
く、＾境界部分において形成される塗膜は平滑性に欠き
、苛酷な腐食環境下での満足な防食性が得られない欠点
がある。上記のモデル図による比較からも明らかなよう
に、本発明に従って形成される粉体塗膜と亀着塗膜の境
界部分における塗膜は従来の方法によって得られる塗膜
の厚さより厚く且つ平滑性に殴れ、優れた防食性を付与
することができる。

本発明において、粉体塗料に添加される導電性顔料とし
ては粒状カーボンブラック、グラフアィトなどの炭素質
顔料、銅粉、銀粉、亜鉛酸、錫、ニッケル、アルミニウ
ム粉、ブロンズ粉などの金属粉末、臭化銅、沃化鋼など
の金属ハロゲン化粉末、二硫化鉄などの金属硫化物粉末
、酸化鉛、三酸化チタンなどの金属酸化物粉末、カルボ
ニルニッケル等の各種の導電性物質の粉末を使用するこ
とができる。

これらのうち特に好ましいものはグラフアィト、銅粉、
亜鉛粉、金属硫化物粉末である。本発明において導電性
粉末の粒度は特に重要な要素であって、一般の塗料用瀬
料の粒子径（約５ミクロン以下）よりも大きく且つ形成
される粉体塗膜厚よりも小さなものであって、粒度分布
はシャープであることが望ましい。

たとえば、粉体塗料の所望最適塗膜厚が６０クロンであ
る場合は、最大粒子径が６０ミクロン以下、、導電性粉
末を用いなければならず、６０ミクロンより大きい粒子
径のものを配合すると平滑な塗膜が得られないだけでな
く「粉体塗料塗膜上にも不必要ないし余分の雷着塗料の
塗肴がなされるなどの不具合が起る。一般の塗料用顔料
の粒度は５ミクロン以下であって、例えばグラフアィト
は３ミクロン以下カーボンブラックは５０ミリミクロン
以下であり、これらの粒子径のものを使用しても本発明
の作用効果を及ぼさない。すなわち本発明に有効な導電
性粉末の最小粒子径は粉体塗料の連続皮膜の形成が可能
な厚さ付近つまり５〜１０ミクロン程度が望ましく、そ
れより４・さし、粒子の導電性粉末は粉体塗料中に混入
してもかまわないが粉体塗膜中で分散して本発明の作用
効果を及ぼさないので無駄である。他方、導電性粉末の
最大粒子経は、所望の最適塗膜厚より小さければ特に問
題はないが、実際には粉体塗膜の膜厚部分において導電
性粉末が露出すれば本発明の目的を達成することができ
るので、分散上及び塗膜の外観上から５０ミクロンまで
の粒子径のものが使用される。

従って実用上５〜５０ミクロンの粒子径を有する導電性
粉末の使用が好適である。本発明において粉体塗膜の薄
膜部だけが被塗物素材と通電してそこに亀着塗料の塗着
を可能とする導電性粉末の配合量は、粉体塗料中の５〜
５の重量％であり、導電性粉末の最適配合量は導電性粉
末の比重によって異なり例えばグラフアィトの場合は粉
体塗料中１０〜３の重量％が適量である。

この配合量は着色を目的として粉体塗料に配合される顔
料の量よりもはるかに多いものである。本発明の導電性
粉末の添力ｏはかかる顔料の添加とは目的並びに配合量
において本質的に相違するものである。次に本発明にお
いて適用され軍着塗料について述べると、マレィン化ポ
リプタジェン系、マレィン化ェポキシェステル系、マレ
ィン化油系、アルキド系、アクリル系およびヱポキシゥ
レタン樹脂系などのアニオン型ならびにカチオン型電着
塗料を任意に用いることができる。斯かる電着塗料から
形成される塗膜はいわゆる酸性補給適性及び露着水洗水
回収適性から通常約２５〜５０％、少なくとも２０％程
度の再溶解率を有する。

このような高い再溶解率を有する電着塗料において粉体
塗料等の塗装塗膜と電着塗膜の境界部分に形成された蚤
着塗膜が通常電着俗から引き上げなれた後、物理的に付
着する電着塗料により蚤着塗膜の再熔解が生ずる。また
ウルトラフィルトレーショソ裾液や雷着塗料を含有する
霞着水洗水での水洗工程においても露着塗膜の再熔解が
おこり、その境界部分に粉体塗装塗膜や電着塗膜で全く
被覆されない部分ができるため、この部分の塗膜性能と
くに防食性が良く‐ない。したがって、本発明において
は上記電着塗料の再溶解率を中和剤の種類及びその配合
量（中和当量）、樹脂酸価、分子量、溶剤の種類及びそ
の配合量等変える手段により、、その再溶解率を１５％
、好ましくは１０％以下にしたものを使用することが好
適である。

霞着塗膜の再溶解率は次の方法によって測定される。

まず、予め重量測定した試験板を用い、ガラスまたはプ
ラスチック製電着横で極間距離１５狐、極面積比１：１
、雷着俗温３０『０マグネチックスターラ一でかきまぜ
ながら標準膜厚が得られる電圧で約３分間電着塗装する
。なお、その時の電気量を記録しておく。その後ただち
に露着塗装された試験板を水洗して標準焼付条件で膝付
けする。この試験板について焼付け後の塗膜の重量を測
り、Ａ（夕）とする。再溶解試験板は、前記の露着条件
で電気量が等しくなるように竜着塗装した後、この試験
板をそのままかきまぜを停止した露着浴中に３０ｏＣで
１び分間浸潰し、ついで同様に水洗して標準焼付条件で
暁付けして得られる。

この焼付塗膜の重量をＢ（のとすれば、再溶解率（％）
は〔（Ａ−Ｂ）÷Ａ〕×１００で示される。本発明の方
法によって塗装した場合には、粉体塗料塗膜の厚膜部分
には蚕着塗料が塗着せず、粉体塗料の未塗装部分および
薄膜部分にのみ効率よく雷着塗料が塗着し、、その結果
粉体塗装塗膜と露着塗膜の境界部分にも十分な厚さの塗
膜が形成された防食性の優れた塗膜を得ることができる
。

なお本発明による塗装後、必要に応じて仕上げ塗装を行
なうことは勿論である。たとえば自動車ボディの塗装仕
上げの場合、本粉体塗料を下塗りして、電着塗装後通常
のアミノアルキド樹脂系あるいはァミノアクリル系の自
動車用上塗り塗料を塗装すればよい。次に本発明を実施
例および比較例により、更に具体的に説明する。

なお実施例において部及び％とあるのは重量部及び重量
％を示す。実施例 １ づ・型へンシェルミキサーに、ヱピコート１００４（シ
ェルケミカル社製ェポキシ樹脂）７５部、ジシアンジァ
ミド４部、ポリフローＳ（共栄社油脂社製しべリング剤
）１部及びグラフアィトＡＴＮｏ．１０（オリエンタル
産業社製の粒度分布２〜５０ミクロンねグラフアィト粉
末）２戊部を加え、１０分間混合し、次いで加熱溶融押
出機（ＢＵＳＳ社製ＰＲ−４６型）で吐出物の温度が１
００〜１２０ｑ０になるように混線する。

冷却後粉砕機を用いて粒径が２０〜８０ミクロンになる
ように粉砕、節別して粉体塗料を調製した。他方、露着
塗料格の調製は、樹脂塩素価８０、酢酸による中和当量
０．４のェポキシ系ポリアミノ樹脂ワニス（関西ペイン
ト株式会社製、ェレクロンＮｏ．１０００用ベースレジ
ンワニス類似品、エチレングリコールモノエチルヱーテ
ルアセテートなどの親水性溶剤を併用して水溶化したも
の）の樹脂固形分１０碇部‘こ対し、チタン白２の郡、
タルク５部およびカーボンブラック１部を配合し、ベブ
ルミルで２畑時間分散して塗料化したのち、加熱残分が
１２％になるように脱イオン水を加えて調製した。

かくして得られた粉体塗料をリン酸亜鉛系化成処理（日
本パーカライジング社のボンデラィトＢＰ＃４０２）し
た鋼板（１００×２００×０．８脚）の下半分に膜厚が
６０ミクロンになるように静竜吹付塗装し、２０『０の
熱風乾燥器中で２船ご間焼付け硬化させ、粉体塗料塗膜
を形成した。次いで、粉体塗装された試験板全体を上記
ェポキシ系カチオン電着塗装俗に浸潰して、電圧２００
Ｖ、通電時間１分で亀着塗装した後、吹付による水洗及
び１７０００で３０分間の暁付けを行ない粉体塗装塗膜
と境界を接した露着塗膜を有する試験塗板を得た。

得られた塗板について、塗膜状態の肉眼による観察、粉
体塗膜／電着塗膜境界部の膜厚測定を行ない、塩水蹟霧
試験に供した。また、同様の塗装工程によってもう一枚
の塗板を作成し＃３２０サンドべ−パーで軽く研磨し、
その上に溶剤型アミノアルキド樹脂エナメル白（関西ペ
イント社製アミラック）を吹付け塗装し１４０℃で２０
分蛾付けた後、塗膜外観を調べた。

以上の試験結果を後記第１表に示す。実施例、２〜８ 第１表に示した塗料配合で実施例１と同様の方法で調製
した粉体塗料と実施例１で使用した亀着塗料を用いて、
実施例１と同様の方法で粉体塗膜と境界を接した電着塗
膜を有する試験塗板を得た。

試験結果を後記第１表に示す。比較例 １〜３ 第１表に示した粉体塗料配合を用いた以外は実施例１と
全く同様に試験塗板を作成し、試験に供した。

試験結果を後記第１表に示す。雌 球 無 誓 皮ぷ Ｈ底 華電 蓮翼 薫き 誓） 子と 亀 ｌ 三 ．） 蚤事 −理Ｓ 三鍵− 胃三マ ２ご卜 い寅い トトート 曲 へ ７い 量販霊 ５ 繋義憤 母 潔蓬三 ０蓬聖心 ふり出庭入 ン 機中日 小牛洋ご 七恒川常ヤ ※※※※※ 上記試験結果において、実施例１〜４は粉体塗料の樹脂
組成が異なるが、いずれの場合にも、塗膜欠陥がなく適
切な効果が得られる。

実施例５は一般の塗料用チタン白を１の重量％配合して
いるが、本発明の目的とする効果が得られている。実施
例６は導電性粉末の配合量が多すぎるきらいがあり、粉
体塗料塗膜の平滑性は良くないが、粉体／雷着境界部の
膜厚が厚く顕著な効果が認められる。実施例７は導電性
顔料の配合量が少ないが、境界部にその効果が認められ
、この程度が下限界と思われる。一方、比較例１は使用
したグラフアィトの粒度分布が粗めであって、６０ミク
ロンよりも粗い顔料が、粉体塗料面に露出しているため
に、塗膜外観が悪いことおよびその露出部分に電着塗料
が塗着して見苦しい外観になる欠点がある。さらに上塗
塗膜にもその影響が認められる。比較例２ではグラファ
ィトの粒子径が細かすぎるために本発明の効果が得られ
ない。比較例３は導電性顔料を全く含まない粉体塗料配
合であり、塩水贋霧試験の初期においても「境界部には
こびの発生が認められる。上記実施例及び比較例から明
らかなように、粉体塗料に特定範囲の粒子径を有する導
電性粉末を含有せしめてなる粉体塗装塗腰を形成した後
、ついで電着塗装することにより得られる塗膜はすぐれ
た塗膜性能を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法にり形成された粉体塗膜と境界を
接した霞着塗膜の状態をモデル的に示した図であり、第
２図は従来の方法によって形成された粉体塗膜と境界を
接した亀着塗膜の状態をモデル的に示した図である。 図中、１・・・被塗物金属、２・・・粉体塗膜、２′…
粉体塗膜の薄膜部分、３・・・粉体塗装の未塗装部分、
４・・・導電性粉末、５・・・蚤着塗膜。 菊ヱ図豹２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被塗物に粉体塗料を静電塗装し、塗膜形成後未塗装
   部分及び薄膜部分を電着塗装する塗装方法において、静
   電塗装されるべき粉体塗料に５ミクロン以上且つ形成ま
   れる粉体塗装膜厚より小さな範囲の粒子径を有する導電
   粉末を５〜５０重％を含有せしめてなる粉体塗料を静電
   塗装し、、次いで該静電粉体塗膜の未塗装部分及び薄膜
   部分のみに電着塗装することを特徴とする塗装方法。 ２ 導電性粉末の粒子径が５〜５０ミクロンである特許
   請求の範囲第１項記載の塗装方法。