JPS6359375A

JPS6359375A - 鋼板の塗装方法

Info

Publication number: JPS6359375A
Application number: JP20442386A
Authority: JP
Inventors: Norihide Fujiki; 法秀藤基; Yoko Suga; 洋子菅
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鋼板特に自動車鋼板に耐チッピング性を付与す
るための鋼板の塗装方法に関するものである。

〔従来技術および発明が解決しようとする問題点〕

近年自動車外板をはじめ鋼板の防食性はカチオン電着塗
料の使用により画期的に高まったが、走行時における石
跳ね（チッピング）により塗膜が部分的に破壊され、露
出した鋼板部分からの腐食についてはいまだ解決されて
いない、特に北米やカナダ等の寒冷地では冬季の路面凍
結を防ぐ為岩塩を散布している。この岩塩が鋼板の腐食
を促進することはよく知られているが、さらに先に述べ
た石跳ねの他にこの岩塩粒子の衝突も塗膜に傷を付ける
原因になっていることが分かつてきた。この為これらの
地域では自動車車体の底部や足周り部に加えてフードや
ルーフ等にもチッピングによる塗膜剥離及び錆の発生が
みられ、問題になっている。したがって従来よりの防食
性に加えて、かかるチッピングに対して剥離を起こさな
い塗膜が要求されている。

これに対して従来より鋼板の化成処理を始め電着塗料、
中塗り塗料等に種々の検討が加えられた。例えば、化成
処理において、結晶形の異なる燐酸鉄系および燐酸亜鉛
系皮膜の使用が検討されたが、かかる方法ではチッピン
グを受けた部分の塗膜剥離を防ぐに充分な塗膜付着性を
得るのは困難であった。又電着塗料についても化成処理
をほどこされた鋼板に対する付着性を改良することやチ
ッピング時の衝突エネルギーを緩和する為の検討がなさ
れたが、充分な付着性を得ること及び防食性能と衝突エ
ネルギーの緩和を両立させることはできていない。

また中塗り塗料中に無機箔状顔料である絹雲骨またはタ
ルク粉を混合し、かかる無機箔状顔料による中塗り塗膜
層内のズリにより衝突エネルギーの緩和を行おうとした
が実際的な大きさのエネルギーを緩和するには至ってい
ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、自動車外板塗膜の耐チッピング性を改良
するために、鋭意検討を行った結果、まず鋼板に電着塗
料塗装後、形成塗膜の静的ガラス転移温度が一２０℃以
下で、さらに２０℃における破断時伸び率が５０％以上
かつ破断強度が３００〜１０００　Ｋｇ／　ｃｍ”のウ
レタンエラストマーを塗布してソフトレイヤーを形成し
、必要に応じてこの上に中塗りおよび／または上塗りを
塗装することにより、著しく耐チッピング性が改良され
ることを見出した。さらにウレタンエラストマーが一般
の塗料用有機溶剤に犯されにくいことによりソフトレイ
ヤーの上に中塗り塗料および／または上塗り塗料を塗装
した場合得られた総合塗膜の鮮映性が向上することも見
出した。これはウレタンエラストマーの優れた粘弾性、
特に高温から低温に至るまでの幅広い温度範囲での優れ
た粘弾性により、跳石等の衝突エネルギーが充分に吸収
されたのち、徐々に分散されることで塗膜全体の破壊及
び剥離が防がれるためである。ただし２０℃での破断強
度が上記範囲で無いと塗膜の強度が充分に得られない為
、いくら伸びの良い塗膜でも耐チッピング性は良くない
ことを見出したことも本発明の特徴である。すなわち本
発明は、鋼板に電着塗料を塗装して電着塗膜を形成し、
しかる後前記電着塗膜の上に形成塗膜の静的ガラス転移
温度が一２０℃以下で、さらに２０℃における破断時伸
び率が５０％以上かつ破断強度が３００〜１０００Ｋｇ
／ｃ♂のウレタンエラストマーを塗布してソフトレイヤ
ーを形成することを特徴とする鋼板の塗装方法である。

以下に具体例を挙げて詳細な説明を行う本発明における
塗装方法としては、まずリン酸亜鉛、燐酸鉄、クロム酸
塩等の化成処理を行った鋼板に、電着塗料を１０〜３５
μ塗装し、所定の焼付け（例えば１５０〜１９０℃で１
０〜３０分）を行ったのち、ウレタンエラストマーを５
〜４０μ（好ましくは５〜２０μ）塗装するのであるが
、この時の塗装方法は特に限定するものではなく、例え
ばスプレー塗装、はけ塗り、浸漬塗装などで行う、その
後室温〜１４０℃で５〜３０分焼付けを行い、静的ガラ
ス転移温度が一２０℃以下で、さらに２０℃における破
断時伸び率が５０％以上かっ破断強度が３００〜１００
０Ｋｇ／　ｃｍ”のソフトレイヤーを形成する。このソ
フトレイヤーの上に必要に応じて通常中塗り塗料を１０
〜４０μ塗装し８０〜１４０℃で１０〜４０分焼付けを
行う、但し場合によってはウレタンエラストマー塗装後
、焼付けずにかかる中塗り塗料を塗装してから焼付けを
行っても良い。この後必要に応じて上塗り塗料を１０〜
５０μ塗装し、８０〜１４０℃で１０〜４０分焼付けを
行う。

本発明に用いる鋼板は、電着塗装を行ない得る導電性表
面を有する素材であれば良い０例えば、鉄、アルミニウ
ム、銅ニッケル、錫、亜鉛及びこれらの金属を表面にメ
ッキあるいは蒸着したもの等が挙げられるさらにこれら
鋼板は、電着塗装前にあらかじめリン酸鉄、リン酸亜鉛
などで化成処理しておくことが望ましい。

本発明に用いる電着塗料としては、カチオン型とアニオ
ン型がある。

カチオン型電着塗料は、有機もしくは無機の酸で中和し
、水に分散することができる塩基性樹脂と有機もしくは
無機の酸、水、必要に応じては硬化剤、硬化触媒、有機
溶剤、顔料等を用いた水性塗料である。

かかる塩基性樹脂としては例えばアミン基、アンモニウ
ム基、スルホニウム基等の塩基性基を持つエポキシ樹脂
、ポリブタジェン樹脂、アクリル樹脂及びこれらの混合
物等が挙げられる。

また、かかる有機もしくは無機の酸としては、劃り酢酸
、プロピオン酸、乳酸、硫酸、塩酸、燐酸等が挙げられ
る。これらの酸を塩基性樹脂にその樹脂中の塩基１当量
に対し０．１〜０．６当量の割合で混合し、水に分散さ
せる。

また、アニオン型電着塗料は、有機もしくは無機の塩基
で中和し、水に溶解または分散することができる酸性樹
脂と有機もしくは無機の塩基、水、必要に応じては硬化
剤、硬化触媒、有機溶剤、顔料等を用いた水性塗料であ
る。かかる酸性樹脂としてはカルボキシ基を持つエポキ
シ樹脂、ポリブタジェン樹脂、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂及びこれらの混合物が挙げら゛れる。

またかかる有機もしくは無機の塩基としてはトリエチル
アミン、トリブチルアミン、等のアルキルアミン、ジメ
チルエタノールアミン、エチルジェタノールアミン、ジ
イソプロパツールアミン等アルカノールアミン、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基があげられる
。これらの塩基を酸性樹脂にその樹脂中の酸基１当量に
対し０．１〜１．５当量の割合で混合し、水に分散させ
る。

一般にウレタンエラストマーはウレタンプレポリマーと
ボリオールプレボマーとを組合せて高分子化することに
より製造するが、本発明ではこれらのそれ自信公知の組
合せを適当に選ぶことにより、形成塗膜の静的ガラス転
移温度が一２０℃以下で、さらに２０℃における破断時
伸び率が５０％以上かつ破断強度が３００〜１０００に
８７０ｍ８の物を得る。このとき静的ガラス転移温度が
一２０℃より高い場合は低温での衝撃エネルギーの緩和
が不充分な為、充分な耐チッピング性が得られない。

また伸び率が５０％未満では充分な耐衝撃性が得られず
、又伸び率が５０％より大きい場合でも破断強度が３０
０Ｋｇ／ｃ♂未満では塗膜の強度が充分でなく、１００
０Ｋｇ／　ｃｍ”を超える場合は塗膜の弾性が不足し、
いずれも耐チッピング性は良くない。

かかるウレタンプレポリマーは脂肪族ジイソシアネート
、芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、
例えばトリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、インホロンジイソシアネート、ジフェニ
レンジイソシアネート等のジイソシアネートと有ａ！２
塩基酸、ジオール類、ジアミン等、例えばコハク酸、ア
ジピン酸、スペリン酸、フタル酸、エチレングリコール
、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブタ
ンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ジアミノエタン、ジアミノヘキサン、ピペラジン、
ジアミノシクロヘキサン、フロピレンジアミン等の２官
能性化合物をインシアネートに対して不活性な溶剤の存
在下または不存在下にイソシアネート基１当量に対して
上記２官能性化合物の官能基０．５〜２当量を０〜１０
０℃で反応させて得るこの時必要に応じてアミン、有機
錫等の反応触媒を加えても良い。

またウレタンプレポリマーの市販品としては、例えばデ
スモラック４１２５、デスモラック４２００、テキシン
４８０Ａ　（住友バイエルウレタン社製）、コロネート
４０４７、コロネート４３６８　（日本ポリウレタン社
製）などが、挙げられる。

また上記ポリオールプレポリマーとしては、ポリエーテ
ルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリ
オール、及びそれらの混合物等がある。該ポリオールは
、得られたウレタンエラストマーの形成塗膜の静的ガラ
ス転移温度が一２０℃以下で、さらに２０℃における破
断時伸び率が５０％以上かつ破断強度が３００〜１００
０Ｋ（／　ｃｍ２にする為にはその主鎖ｔｌＩ造が線状
又は低分岐状が好ましい、該ポリオールの市販品として
はデスモフェン２５０Ｕ、１６００Ｕ、１９００Ｕ、１
９１５Ｕ、６８０．８５０．１２００．１７１０．１８
００、Ａ１６０、Ａ２７０、Ａ３６５、Ａ４５０、Ｄ７
０（住友バイエルウレタン社製〉、ニラボラン１３６．
１４１．３０２７、４００２　、４００９、４０１０　
、４０３２、４０４０、４０４２、４０６０　、５０１
８（日本ポリウレタン社製）等が挙げられる。

本発明に用いるウレタンエラストマーは上記ウレタンプ
レポリマー及びポリオールプレポリマーをインシアネー
ト基／ヒドロキシル基：３／１〜０．３／１、好ましく
は１，５〜０．６／１で混合したものを塗装後、室温〜
１５０℃で乾燥させて得る。

混合時必要に応じてインシアネート不活性な溶剤、硬化
触媒、顔料、密着性向上用添加剤等を加えても良い。

本発明における中塗り塗料としては上記ウレタンエラス
トマーを用いたソフトレイヤーの上に塗装し平滑性、密
着性、耐候性等を付与するもので例えばメラミンアルキ
ッド型塗料が挙げられ、これをスプレー塗装、はけ塗り
、浸漬塗装等により必要な膜厚たとえば１０〜４０μに
塗装した後所定の焼付けをたとえば８０〜１４０℃で１
０〜４０分行う。

本発明における上塗り塗料としては上記中塗り塗料の上
に塗装して仕上がり概観、耐水性、耐薬品性、耐候性等
を付与するもので、例えばメラミンアクリル型塗料、メ
ラミンアルキッド型塗料等が挙げられる。

かかる上塗り塗料はソリッドカラー、メタリックのいず
れでも良く、又溶剤系、水系、粉体系等塗料の形態には
特に制限されない、これをスプレー塗装、はけ塗り、浸
漬塗装等により必要な膜厚たとえば１０〜５０μに塗装
した後所定の焼付けをたとえば８０〜１４０℃で１０〜
４０分行う。

本発明中、静的ガラス転移温度は、ペネトレーション法
（理学電気社製示差熱針ＰＴＣ−１０ＡおよびＴＭＡ装
置にペネトレーションアタッチメントを取付なもの）で
測定した値をもちいた。また引っ張り試験での破断伸び
率及び破断強度は万能引張試験器（島津製作所オートグ
ラフＡＧ−５０００）を用いて２０℃の恒温室で測定し
た値を用いた。この時の試験片はブリキ板にウレタンエ
ラストマーを２０μの厚さに塗装した後、水銀アマルガ
ム法にて剥離したものを用い、引張テストは５ｃｎ／ｍ
ｉｎ。

の速度でおこなった。

以下に実施例を挙げ本発明をさらに詳しく説明する。但
しこれにより発明の範囲を限定するものでない。

〔実　施　例〕

ウレタンエラストマー製造例１デスモラック４１２５（住友バイエルウレタン社製ウレ
タンエラストマー）をトルエンで希釈し固形分を１２％
に調製した物をＡとする。

ウレタンエラストマー製造例２コロネー）４３６８　（日本ポリウレタン社製つレタブ
レボリマー）とアクリルポリオール（Ｍｎ＝３０００、
Ｔｇ＝−１１”ＣｌＯＨ価＝０．７ｍｅｑ／ｇ）を重量
比１：１で混合した物をＢとする。

ウレタンエラストマー製造例３ヘキサメチレジイソシアネート１モルとプラクセル２２
０（ダイセル社製ポリカプロラクトン）０．５モルを８
０℃で２時間反応させて得たウレタンプレポリマーとデ
スモフエン１１５０（注文バイエルウレタン社製ポリオ
ール）をＮＣＯ：０Ｈ＝１　：　１（モル）の割合で混
合したものをＣとするウレタンエラストマー製造例４上記製造例３のウレタンプレポリマーとデスモフェン１
９０１Ｕ（注文バイエルウレタン社製ポリオール）をＮ
ＣＯ：　０Ｈ＝１：１（モル）の割合で混合したものを
Ｄとする。

ウレタンエラストマー製造例５アクリルポリオール（Ｍｎ＝１２０００゜Ｔｇ＝−２５
℃、ＯＨ含有１１％）とトリレンジイソシアネート３モ
ルとアデカボリオールＴ−４００（旭電化社製）１モル
のアダクトとをＮＣＯ：　ＯＨ＝　１　：　１　（モル
）の割合で混合したものをＥとする。

ウレタンエラストマー製造例６　　、ＤＮ９５４　（日本ポリウレタン社製ポリオール）とへ
キサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパ
ンアダクトとをＮＣｏ　：　０）ｆ＝１　：　１　（モ
ル）の割合°で混合したものをＦとする。

ウレタンエラストマー製造例７デスモフエン１９００Ｕ（注文バイエルウレタン社製ポ
リオール）とトリレンジイソシアネート３モルとアデカ
ボリオールＴ−４００（旭電化社製）１モルのアダクト
とをＮＣＯ：０Ｈ＝１　：　１　（モル）の割合で混合
したものをＧとする。

実施例１〜４及び比較例１〜４リン酸亜鉛処理を行った自動車用冷延鋼板にカチオン電
着塗料を塗装し、１７０℃で２０分焼付を行った後、ウ
レタンエラストマーをスプレーにて所定の膜厚に塗装し
、焼付けを行った。この上に中塗り及び上塗りをそれぞ
れスプレー塗装、焼付けを行った後、耐チツピング性テ
スト、鮮映性テスト、密着性テストを行った結果、第１
表に示したように本発明の方法によるものはすぐれた耐
チツピング性鮮映性及び密着性を示した。

＊１：ニスビアカチオンＥＤ（神楽塗料社製エポキシカ
チオン型塗料）を電着塗装。

＊２：２０μ厚のソフトレイヤーをブリキ板にスプレー
塗装した後アマルガム法にて剥離した膜を２０℃におい
て５　ｅｌｌ　／　ｍｉ　ｎ、の速度で引っ張り試験を
行い、膜が破断する時の伸び率。

破断時伸び率＝（破断時の膜の長さ／引っ張り試験前の
膜の長さ）　Ｘ　１００％＊３：＊１と同様の引っ張り試験を行った時の膜破断時
に破断面にかかつている力。

＊４：ペネトレーション法により測定した値。

＊５：グリミンシーラー＃１０００　（神楽塗料社製メ
ラミンポリエステル系中塗り）をスプレー塗装した。

＊６：グリミン＃１００　（神楽塗料社製メラミンアル
キッド系上塗り）をスプレー塗装した。

＊７・−２０℃でのダイヤモンドショット法（１７０Ｋ
ｍ／Ｈｒ）による測定値キズ１０個の平均直径で判定 ◎：キズ直径が０．５ｍｍ未満 ○：キズ直径が０．５〜１ｍｍ ×：キズ直径が１ｍｍ以上＊８；村上色彩研究断裂のＰＧｄ−２計での測定値＊９：１ｍｍ角ゴバン目１００個をセロテープ剥離した
後の残存ゴバン目数（１００＝良好、０＝不良）〔発明の効果〕本発明の方法に従うとソフトレイヤーにより跳石等の衝
突エネルギーを充分に吸収した後、徐々に分散するため
、塗膜全体の破壊及び剥離を防ぐことができるので、耐
チッピング性が必要な鋼板、例えば自動車鋼板等の塗装
方法として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】鋼板に電着塗料を塗装して電着塗膜を形成し、しかる後前記電着塗膜の上に形成塗膜の静的ガラス転移温度が−２０℃以下で、さらに２０℃における破断時伸び率が５０％以上かつ破断強度が３００〜１０００Ｋｇ／ｃｍ＾２のウレタンエラストマーを塗布してソフ
トレイヤーを形成することを特徴とする鋼板の塗装方法。