(57)【要約】【課題】ジンクリッチ粉体塗料による下塗り塗膜と、その上に粉体塗料による上塗り塗膜を形成する場合に、下塗り塗膜と上塗り塗膜との密着性が良好で、層間剥離の生じ難い粉体塗装方法を提供する。【解決手段】加熱された状態の被塗物にジンクリッチ粉体塗料を塗布し、被塗物の温度によりジンクリッチ粉体塗料を半硬化状態とし、この半硬化状態のジンクリッチ粉体塗料の下塗り塗膜の上に、粉体塗料を塗布して上塗り塗膜を形成し、その後焼付けして、下塗り塗膜と上塗り塗膜を硬化させるようにした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された状態の被塗物にジンクリッチ粉体塗料を塗布し、被塗物の温度によりジンクリッチ粉体塗料を半硬化状態とし、この半硬化状態のジンクリッチ粉体塗料の下塗り塗膜の上に、粉体塗料を塗布して上塗り塗膜を形成し、その後焼付け処理することを特徴とする粉体塗装による複層塗膜の形成方法。
【請求項２】
ジンクリッチ粉体塗料の塗装前に行う被塗物の加熱を、粉体塗装の前処理工程における水切り乾燥炉により行う請求項１記載の粉体塗装による複層塗膜の形成方法。
【請求項３】
上記焼付け処理を、中赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータを備える加熱炉により行う請求項１又は２記載の粉体塗装による複層塗膜の形成方法。
【請求項４】
上記加熱炉に続けて、熱風循環焼付け炉を設置して焼付け処理を行う請求項３記載の粉体塗装による複層塗膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防錆効果に優れたジンクリッチ粉体塗料の下塗り塗膜と、その上に粉体塗料の上塗り塗膜を形成する粉体塗装による複層塗膜の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼材の防錆塗料として、古くから亜鉛金属末を主成分としたジンクリッチプライマーやジンクリッチペイントが使用されている。
これらジンクリッチプライマーやジンクリッチペイントは、有機溶剤を必須成分とするため、環境の問題がある。
このため、近年、ジンクリッチの下塗り層を、粉体塗装によって行うことが検討され、亜鉛金属末と、エポキシ樹脂粉末と、硬化剤を主成分とする無溶剤型のジンクリッチ粉体塗料が開発されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４６５６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ジンクリッチ粉体塗料は、優れた防食性を示し、下塗り塗膜として利用されるようになっている。
そして、この下塗り塗膜の上には、目的に応じ、例えば、耐候性あるいは美粧性を向上させるために、ポリエステル系、エポキシ系あるいはアクリル系の粉体塗料を塗布して、上塗り塗膜を形成することが多い。
このような上塗り塗膜を形成する場合、従来、下塗り塗膜を形成するジンクリッチ粉体塗料を塗布した後、上塗り塗膜を塗布する前に、この下塗り塗膜を加熱硬化させている。
このように、上塗り塗膜を形成する粉体塗料を塗布する前に、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料を焼付け処理により加熱硬化させるのは、下塗り塗膜が加熱硬化していなければ、焼き付け処理する際に、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料と上塗り塗膜の粉体塗料とが、混じり合うコンタミという現象が生じ易く、防錆効果の優れた安定した下塗り塗膜が得られないと共に、上塗り塗膜にもブツが生じ、綺麗な上塗り塗膜が得られないためである。
ところが、下塗り塗膜の粉体塗料を塗布した後に、下塗り塗膜を加熱硬化させ、さらに上塗り塗膜の粉体塗料を塗布した後で、焼付け処理するということは、下塗り塗膜が２度焼付け処理されることになるので、下塗り塗膜の焼付けがオーバー焼付けになり易く、塗膜性能を劣化させるという問題があった。
【０００５】
また、加熱硬化させた下塗り塗膜の上に、上塗り塗膜を形成した場合、下塗り塗膜と上塗り塗膜との密着性が悪く、下塗り塗膜と上塗り塗膜との間で層間剥離が生じやすいという問題があった。
この層間剥離を防止する方法としては、上塗り塗膜を形成する前に、加熱硬化させた下塗り塗膜の表面に研磨ペーパーをかけて、表面を荒らして上塗り塗膜との接合強度を向上させるという方法もあるが、この方法は作業性が悪い。
【０００６】
そこで、この発明は、下塗り塗膜が必要以上に加熱処理されることなく、下塗り塗膜と上塗り塗膜との密着性が良好で、層間剥離が生じ難い下塗り塗膜と上塗り塗膜を形成することができる複層塗膜の形成方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、加熱された状態の被塗物にジンクリッチ粉体塗料を塗布し、被塗物の温度によりジンクリッチ粉体塗料を半硬化状態とし、この半硬化状態のジンクリッチ粉体塗料の下塗り塗膜の上に、粉体塗料を塗布して上塗り塗膜を形成し、その後焼付け処理を行うようにしたのである。
これにより、上塗り塗膜と下塗り塗膜とが混じり合うコンタミ現象を防止できる。
そして、硬化が完了していない、半硬化状態で、反応基が残る下塗り塗膜の表面に、上塗り塗膜が塗布されるため、下塗り塗膜と上塗り塗膜との界面において互い塗膜が反応し、硬化完了までに両者の間に高い密着性が得られる。
また、下塗り塗膜は、半硬化状態で上塗り塗膜と同時に焼付け処理されるため、下塗り塗膜が必要以上に加熱されず、塗膜性能の劣化を防止することができる。
【０００８】
ところで、粉体塗装を行う場合、被塗物の前処理工程として、通常、脱脂、水洗、乾燥などを行う。この前処理工程の水洗後の乾燥は、被塗物を水切り炉に入れて行われるため、水切り炉において被塗物の物温は、１５０℃位になる。
したがって、この発明では、水切り炉において加熱された被塗物をそのまま、即ち、被塗物の物温が下がらない間に、下塗り塗膜の塗装を行うようにすることができる。この方法によると、被塗物を予熱するための熱源を別途設けなくてもよいので、設備費とエネルギーコストを削減することができる。また、水切り炉からそのまま粉体の塗装工程に送ることにより、前処理工程の後、塗装工程までに、被塗物表面が汚れるということも防止することができる。
【０００９】
焼付け処理は、熱風循環焼付け炉や、中赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータを備える加熱炉を使用して行う方法の他、中赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータを備える加熱炉に続けて、熱風循環焼付け炉を設置して行う方法などを採用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、この発明によれば、下塗り塗膜が必要以上に加熱処理されることなく、塗膜性能に優れ、下塗り塗膜と上塗り塗膜との密着性が良好で、層間剥離が生じ難い下塗り塗膜と上塗り塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明で使用するジンクリッチ粉体塗料は、亜鉛金属末と、エポキシ樹脂および硬化剤を配合したバインダー成分とを主成分とするものであり、より具体的には、ロックペイント株式会社製の商品名タフロック（１００番級）ジンクリッチパウダーがある。
【００１２】
上記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、結晶性エポキシ樹脂の少なくとも１種、あるいはこれらを組み合わせたものを使用することができる。
また、上記バインダー成分として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含有する場合、亜鉛金属末との混合比率は、バインダー成分１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜５５０重量部である。
バインダー成分としてのエポキシ樹脂が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂との少なくとも２種である場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂および結晶性エポキシ樹脂の混合比率は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部に対して結晶性エポキシ樹脂１〜５０重量部であり、これらのエポキシ樹脂を含有するバインダー成分と亜鉛金属末との混合比率は、バインダー１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜８００重量部であることが好ましい。
また、バインダー成分として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を使用する場合、亜鉛金属末の混合比率は、バインダー成分１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜８００重量部であることが好ましい。
また、バインダー成分として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂との少なくとも２種を含有する場合、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の混合比率は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂１００重量部に対して結晶性エポキシ樹脂１〜５０重量部であり、これらのエポキシ樹脂を含有するバインダー成分と亜鉛金属末との混合比率は、バインダー成分１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜１０００重量部であることが好ましい。
また、バインダー成分として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂との少なくとも２種を含有する場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂との混合比率は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部に対してビスフェノールＦ型エポキシ樹脂１〜９９００重量部であり、これらのエポキシ樹脂を含有するバインダー成分と亜鉛金属末との混合比率は、バインダー成分１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜７００重量部であることが好ましい。
また、バインダー成分として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂及び結晶性エポキシ樹脂の少なくとも３種を含有する場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と結晶性エポキシ樹脂の混合比率は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部に対してビスフェノールＦ型エポキシ樹脂１〜９９００重量部及び結晶性エポキシ樹脂１〜５０００重量部であり、これらのエポキシ樹脂を含有するバインダー成分と亜鉛金属末との混合比率は、バインダー成分１００重量部に対して亜鉛金属末１００〜１０００重量部であることが好ましい。
【００１３】
この発明で使用するジンクリッチ粉体塗料の亜鉛金属末は、平均粒径が３μｍ以下のものが好ましい。
【００１４】
この発明で上塗り塗膜を形成する粉体塗料としては、エポキシ系粉体塗料、ポリエステル系粉体塗料、あるいはアクリル系粉体塗料を使用することができる。
【００１５】
この発明では、まず、下塗り塗膜を形成する粉体塗料を塗布する前に、被塗物の物温を、塗布したジンクリッチ粉体塗料が、被塗物の物温によって半硬化状態になるように、加温している。被塗物は、塗装工程前に、表面を清掃するために、脱脂、純水による洗浄、水切り炉による乾燥などの前処理工程を経る。この前処理工程の水切り炉において、被塗物は、１５０℃で、１５分程度、加熱されるため、被塗物の物温も１５０℃位になっている。
したがって、この発明では、水切り炉に続いて、粉体塗装ラインに被塗物を供給し、被塗物の温度が低くならない間に、下塗り塗膜を形成するジンクリッチ粉体塗料を、被塗物表面に塗布し、被塗物の物温により、ジンクリッチ粉体塗料を半硬化状態にすることが可能である。
そして、下塗り塗膜を形成するジンクリッチ粉体塗料が半硬化状態になったところで、その上に上塗り塗膜を形成する粉体塗料を塗布し、それから下塗り塗膜と上塗り塗膜を焼付け処理し、硬化を完了させる。
【００１６】
焼付け処理に、中赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータを備える加熱炉を使用する場合、使用する中赤外線ヒータの波長は、４〜３μｍであり、近赤外線ヒータの波長は、０．７８〜１．４μｍである。また、この発明では、中赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータにより同時加熱した後に、焼付け硬化を完全に行うために、熱風循環式の焼付け炉による加熱を行うようにしてもよい。
【００１７】
この発明で、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料、上塗り塗膜の粉体塗料を塗布する方法としては、コロナ放電式塗装機又は摩擦帯電式塗装機による静電塗装方法、流動浸漬法、あるいは静電流動浸漬法を使用することができる。
【実施例１】
【００１８】
この発明を使用して、自動車用ショックアブソーバーのコイルスプリングを塗装する方法について説明する。
まず、被塗物のコイルスプリングの塗装の前処理として、脱脂、純水による水洗いを行い、コイルスプリングに付着した水を除去するために、コイルスプリングを水切り乾燥炉に送る。水切り炉の炉内雰囲気温度は、１５０℃に設定されており、この水切り炉内に水洗したコイルスプリングを１５分間入れて、コイルスプリングに付着した水を除去する。
この後、１５０℃に昇温したコイルスプリングを冷却することなく、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料の塗装ブースに搬送し、コロナガンによりコイルスプリングにジンクリッチ粉体塗料を塗布する。なお、塗装直前のコイルスプリングの物温は、９８℃で、塗装終了時点での物温は、６１℃であった。使用したジンクリッチ粉体塗料は、ロックペイント製のタフロック（商品名）である。
コイルスプリングに付着したジンクリッチ粉体塗料は、物温によって半硬化状態になった。膜厚は、８０〜１００μｍになった。
このジンクリッチ粉体塗料の塗装に続けて、コイルスプリングを第２塗装ブースに送り、耐ピッチング性を向上させるために、上塗り塗膜として、高耐候性ポリエステル系の粉体塗料（ロックペイント製）を塗布した。塗装は、２００μｍ以上の上塗り塗膜を得るために、静電流動塗装により行い、下塗り塗膜と上塗り塗膜を合わせた総膜厚を、３００〜３５０μｍとした。
【００１９】
この実施例では、耐ピッチング性を向上させる塗料として、ポリエステル系粉体塗料を使用したが、エポキシ系粉体塗料を使用することもできる。
【００２０】
上記上塗り塗膜を塗布した後、コイルスプリングを熱風循環炉に送り、下塗り塗膜と上塗り塗膜の硬化を行った。熱風循環炉の雰囲気温度は、２００℃であり、焼付け処理時間は３０分とした。
その結果、下塗り塗膜と上塗り塗膜の間でコンタミ現象も起こらず、上塗り塗膜の表面に、ジンクリッチ粉体塗料のブツの発生のない綺麗な表面の塗膜を有するコイルスプリングが得られた。
【００２１】
この実施例で得られた塗膜について、塩水噴霧試験と碁盤目密着性試験を行い、その結果を表１に示した。
塩水噴霧試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１に基づき、試験体に、塩水を連続８時間噴霧、１６時間休止する操作を１サイクルとし、これを２０サイクル行って、錆の発生がない場合を合格とし、錆が発生した場合を不合格とした。
また、碁盤目密着性試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ５４００に順じ、カッターで１ｍｍ間隔で碁盤目状に切目を入れ、その上にセロハン粘着テープを貼り、このセロハン粘着テープを剥がした時に、層間剥離により碁盤目の剥がれた個数を、碁盤目１００個当り、いくつ剥がれたかを数えた数値であり、分子に剥がれた個数を示している。
表１には、比較例１として、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料を塗布する前の被塗物の物温を２３０℃まで予熱して、上塗り塗膜を塗布する前に下塗り塗膜を硬化させたものと、比較例２として、被塗物を予熱せず、下塗り塗膜のジンクリッチ粉体塗料を塗布した後、上塗り塗膜を塗布する前に、下塗り塗膜を焼付け処理（２００℃、３０分間）して、下塗り塗膜を硬化させ、それから上塗り塗膜を塗布し、さらに焼付け処理（２００℃、３０分間）したものについての試験結果も示している。
この表１の結果に示すように、下塗り塗膜が半硬化状態で、上塗り塗膜を塗布して焼付け処理を行ったこの発明の複層塗膜は、塩水噴霧試験も合格で、碁盤目密着性試験でも層間剥離が見られないのに対し、下塗り塗膜を硬化させてから上塗り塗膜を形成した比較例１、２の複層塗膜は、塩水噴霧試験も不合格で、碁盤目密着性試験でも層間剥離が見られた。
【００２２】
【表１】
2005137997.tif 000002