(57)【要約】【課題】  鉄鋼材上の亜鉛被覆層と塗膜層の間の密着性を高め、常に安定した高い防錆・防蝕効果を得るための技術を提供すること。【解決手段】  亜鉛被覆鉄鋼材上に、導電性ポリマー粒子を有効成分として含有するプライマーを塗布し、次いでその上に塗料を塗布することを特徴とする塗膜の密着性向上方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛被覆鉄鋼材上に、導電性ポリマー粒子を有効成分として含有するプライマーを塗布し、次いでその上に塗料を塗布することを特徴とする塗膜の密着性向上方法。
【請求項２】
プライマー塗布層の厚みが、９ないし６０μｍである請求項第１項記載の塗膜の密着性向上方法。
【請求項３】
プライマー中の導電性ポリマー粒子の含有量が、０.１ないし４５質量％である請求項第１項または第２項記載の塗膜の密着性向上方法。
【請求項４】
亜鉛被覆鉄鋼材が、電気亜鉛めっき法、溶融亜鉛めっき法または亜鉛溶射法により鉄鋼材を亜鉛で被覆したものである請求項第１項ないし第３項の何れかの塗膜の密着性向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜の密着性向上方法に関し、更に詳細には、亜鉛被覆鉄鋼材上での塗膜の密着性向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの構造材が鉄材や鋼材（以下、これらをあわせて「鉄鋼材」という）で作られているが、これらは空気中の酸素や、水分の影響で錆びるため、種々の防錆・防蝕手段が取られている。
【０００３】
古くから、鉄鋼材上を亜鉛で被覆し、亜鉛の犠牲防蝕により鉄鋼材を防錆・防蝕することが行われており、更に、亜鉛による犠牲防蝕の効果を上げるために、この亜鉛被覆層の上を塗料で塗布されることも多い。例えば、屋外に設置される鉄構造材や自動車の車体下部など、厳しい腐食環境にさらされる部材については、例えば、亜鉛めっき等で亜鉛被覆した後に塗料を塗布することが一般的な技術となっている。
【０００４】
しかしながら、亜鉛被覆鉄鋼材上に塗料を塗布した場合、その密着強度が問題となる場合があった。すなわち、亜鉛被覆層や塗膜層はそれぞれ耐腐食性を付与するものではあるが、塗膜層が簡単にはく離、欠落するようなことがあれば、そこから腐食が開始し、十分な防錆・防蝕効果を得ることができないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、鉄鋼材上の亜鉛被覆層と塗膜層の間の密着性を高め、常に安定した高い防錆・防蝕効果を得るための技術の開発が求められており、本発明はそのような技術の提供をその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を行っていたところ、亜鉛被覆鉄鋼材に塗料を塗布するのに先立ち、導電性ポリマー粒子を含有するプライマーを塗布することにより、亜鉛被覆層と塗膜層の間の密着性が時間の経過とともに高くなることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
従って本発明は、亜鉛被覆鉄鋼材上に、導電性ポリマー粒子を有効成分として含有するプライマーを塗布し、次いでその上に塗料を塗布することを特徴とする塗膜の密着性向上方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塗膜の密着性向上方法によれば、亜鉛被覆上の塗膜の密着性を飛躍的に高めることができ、塗膜が簡単にはく離、欠落せず、長期間安定した防錆・防蝕効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の塗膜の密着性向上方法を実施するには、まず、鉄鋼材上に亜鉛で被覆を施すことが必要である。本発明で使用される鉄鋼材とは、鉄や鋼あるいは鉄とそれ以外の金属の合金で作られた構造材等の鉄鋼材料を意味する。また、この鉄鋼材上の亜鉛被覆は、公知の亜鉛被覆方法、例えば、電気亜鉛めっき法、溶融亜鉛めっき法、亜鉛溶射法等の手段により実施することができる。この亜鉛被覆層の厚さは、特に制約されるものはないが、ある程度の防蝕効果が得ることのできる膜厚、例えば、５ないし８０μｍ程度以上であることが好ましい。なお、上記亜鉛被覆鋼材は、更に亜鉛合金陽極を取り付けたものであっても、厚膜型ないしは超厚膜型の亜鉛被覆を形成したものであっても良い。
【００１０】
次いで、この亜鉛被覆鉄鋼材を、適当な清浄化処理を行った後、導電性ポリマー粒子を含有するプライマー（以下、「プライマー」という）を塗布する。このプライマーは、主に導電性ポリマー粒子と、塗膜形成成分、溶剤等から構成されるものである。
【００１１】
プライマー中の導電性ポリマー粒子の量は、０.１から４５質量％（以下、「％」という）程度であり、１から２０％であることがより好ましい。
【００１２】
この導電性ポリマー粒子は、ポリ共役π電子系を有する有機ポリマーの粒子であり、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等が挙げられる。このうち、ポリアニリンがより好ましい。このポリアニリンとしては、例えば、特許２５１９５５１号公報（ＰＣＴ／ＥＰ  ８８／００７９８の実施例２により合成される）や、特公平８−５１０２７５号公報（ＶＥＲＳＩＣＯＮ  アライドシグナル社製）などで開示されているものを使用することができる。
【００１３】
また、この導電性ポリマー粒子の粒径は特に制約されるものではないが、平均粒子径が１０ｎｍ〜５００ｎｍ 程度のものが好ましい。
【００１４】
なお、市販のポリアニリンプライマーとして、「ＣＯＲＲＰＡＳＳＩＶ」（日本オルメコン社製）が使用されているので、これを防蝕プライマーとして使用することもできる。
【００１５】
上記したプライマーの塗布は、特に制限はなく、一般的な塗布方法、例えば、はけ塗り、吹きつけ塗装、浸漬塗装、静電スプレー塗装等で行うことができる。また塗布回数は、１回塗り、多層塗りのいずれであっても良いが、十分な密着性向上効果を得るためには、例えば、９ないし６０μｍ程度の厚さとすることが好ましい。
【００１６】
以上のようにして、プライマー層が形成された亜鉛被覆鉄鋼材は、更に、その上に塗料（以下、「上塗り塗料」という）が塗布される。
【００１７】
この上塗り塗料としては、従来公知のものを使用することができる。すなわち、この上塗り塗料を構成する成分のうち塗膜形成成分としては、天然樹脂や加工樹脂および合成樹脂等の従来公知の塗膜形成成分が使用される。このうち、天然樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、ベンジルセルロース等のセルロース誘導体、ロジン、シェラック等が、加工樹脂としては、硬化ロジン、エステルゴム等が例示される。また、合成樹脂としては、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ビニルブチラール樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エチルシリケート、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルデヒド樹脂、ケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、必要とされる塗膜の強度、厚さに応じ適宜選択使用される。
【００１８】
この上塗り塗料中には、各種の顔料を配合することができ、有色顔料として、各種の無機顔料、例えば、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、酸化クロム、紺青、群青等や、有機顔料、例えば、タール系色素をレーキ化したもの等の配合が可能である。
【００１９】
また、上塗り塗料に配合される溶剤成分としては、炭化水素系溶剤、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、アルコール系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、塩素系溶剤等の有機系溶剤や、水性塗料の場合は水などが使用される。これらの溶剤成分は、塗膜形成成分等の他の配合成分に応じ、適宜選択使用することができる。
【００２０】
更に、上塗り塗料には、上記した成分の他、一般に塗料組成物において用いられる各種添加剤を適宜使用することができる。このような添加剤としては、例えば、可塑剤、顔料分散剤、乳化剤、増粘剤、飛散防止剤などが挙げられる。
【００２１】
上記の上塗り塗料の塗布は、通常の塗料の塗布方法により実施することができる。すなわち、はけ塗り、吹きつけ塗装、浸漬塗装、静電スプレー塗装、静電粉体塗装、電着塗装等の種々の塗装方法を用いて、プライマー層が形成された亜鉛被覆鉄鋼材上に塗布することが可能である。またその塗布も、１回塗り、多層塗りのいずれであっても良い。
【００２２】
また、上記の上塗り塗料による塗布は、これを中塗り塗装とし、その上に更に上塗り塗装を行っても、また、これを最終塗装としても良い。
【００２３】
本発明方法により、亜鉛被覆鉄鋼材と塗膜との間の密着性を高めることができる理由は、まだ明確ではないが、一応、亜鉛がポリアニリンと化合し、錯体を形成するため、と考えられる。
【実施例】
【００２４】
次に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
【００２５】
参  考  例  １
プライマー組成物の製造：
以下に示した成分を、常法により混合し、プライマー組成物を製造した。
【００２６】
（  組  成  ）
成  分                                      質量％
１．変成アルコール                                  ５５
２．ブチラール樹脂                                  １０
３．ポリアニリン＊                                    ８
４．ブラウン顔料                                      ４
５．ブタノール                                      残部
*  ＢＥＴ測定法による比表面積が１５ｍ２/ｇより大で、平均粒径（重量基準）
５００ｎｍ未満の１次粒子の分散性固体の形で存在し、かつパーコレーショ
ンの閾値濃度が７．５容量％のＩＣＰ濃度未満である、ポリマー中で分散性
を有する固有導電性ポリマー粉体。
【００２７】
実  施  例  １
耐蝕性試験：
（１）参考例１のプライマー組成物を、その平均厚さが２０μｍとなるよう、溶融亜鉛めっき法でめっき処理した鋼板（７０×１５０×３.２ｍｍ／平均めっき膜厚５２μｍ）にスプレーにより塗布した。このプライマー層を常温により乾燥させた後、下に示す組成の塗料を、スプレーにより、中塗りを３層、上塗りを１回塗布した（全塗膜面の平均厚さ１５５μｍ）。これを常温で乾燥させ、試験試料（本発明品）を得た。
【００２８】
中塗り塗料組成：
成  分                                            質量％
１．着色・体質顔料                                  ３４.９
２．エポキシ樹脂ワニス                              ２６.９
３．添加剤                                            ２.７
４．溶剤                                            １８.８
５．硬化剤（ポリアミド樹脂ワニス）                  １６.７
【００２９】
上塗り塗料組成：
成  分                                              質量％
１．着色顔料                                        ２５.０
２．変性ポリオール樹脂ワニス                        ４７.０
３．添加剤                                            ４.０
４．溶剤                                              ７.３
５．硬化剤（イソシアネート樹脂ワニス）              １６.７
【００３０】
（２）得られた試料について、下記の方法で引張試験を行った。この結果を表１に示す。なお、比較としては、上記プライマー組成物に換え、ウオッシュプライマーを用いたもの（比較品）を使用した。また、長期間屋外放置した試料についても試験を行った。
【００３１】
引っ張り試験法：
試験試料と引張試験用治具の両方の表面を♯２４０程度のサンドペーパーで荒し、２液型のエポキシ樹脂接着剤で接着した。次いで、この接着部分をクランプで締め付けて固定し、少なくとも３日間以上硬化乾燥させた。引張試験用治具の周辺の塗膜を専用工具で削り取り、付着抵抗する面積を試験試料と引張試験用治具の接着面とした。更に、引張試験用治具を接着した試験試料を引張試験機（引張付着試験器ＡＤＯ−９０：（株）サンコウ電子研究所製）にセットし、引張試験機上部のハンドルを一定速度となるように回して行き、塗膜が破断した時の引張強度の数値を引張試験機から読み取り、これを破壊強度とした。また、この破断部分について、どこで破断が生じたか観察を行った。この結果も表１に併せて示す。
【００３２】
（  試験結果  ）
【表１】
2007007623.tif 000002
【００３３】
この結果から明らかなように、本発明品では破壊数値が時間の経過と共に向上しており、比較品に対し、本発明品は２倍以上の数値を記録している。また破壊箇所がめっき層とプライマー層の間から中塗１塗膜層と中塗２塗膜層の間へと変化しており、めっき層（被覆亜鉛層）とプライマー層の間で強度が増加したことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上説明した本発明方法によれば、亜鉛被覆鉄鋼材上に塗布した塗膜の密着性を飛躍的に高めることができるため、高い防蝕性が要求される材料、例えば屋外で使用される構造材や、自動車車体に有利に利用することができる。