(57)【要約】【課題】誘導加熱装置で加熱硬化した際に、ワキの発生がない外観が良好な塗膜を得ることができる塗膜形成方法およびそれに用いる塗料組成物を提供することを目的とする。【解決手段】基材上に塗料組成物を塗布した後、誘導加熱装置を用いて基材を加熱して、塗膜を加熱硬化させる塗膜形成方法であって、２５℃における酢酸ブチルエステルの蒸発速度を１００としたときに、上記塗料組成物に含まれる全溶媒の２５℃における蒸発速度が１７以下である塗料組成物を用いることを特徴とする塗膜形成方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に塗料組成物を塗布した後、誘導加熱装置を用いて基材を加熱して、塗膜を加熱硬化させる塗膜形成方法であって、２５℃における酢酸ブチルエステルの蒸発速度を１００としたときに、前記塗料組成物に含まれる全溶媒の２５℃における蒸発速度が１７以下である塗料組成物を用いることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
請求項１の塗膜形成方法にて用いられる塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱装置を用いる塗膜形成方法およびそれに用いる塗料組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の製造に関する仕上げ工程として塗装工程がある。この塗装工程は、物品に対して溶媒を含んだ塗料を塗布した後に加熱硬化させて物品の表面に塗膜を形成する工程である。
【０００３】
ここで、加熱硬化させる方法として、従来、熱風を吹き付けることによって加熱する加熱炉を利用してきた。しかしながら、加熱炉によって塗膜を硬化させるには、物品全体が設定された温度にまで昇温されるまでに相当の時間が必要であるため、塗膜形成時間が長くなり、物品の生産効率性を低下させる要因となっていた。
【０００４】
このような問題に対して、塗膜形成時間を短縮させる方法として、誘導加熱を利用した加熱装置が提案されている。例えば、短時間の乾燥と同時に部品全体を均一に加熱するために、部品の形状に応じ、加熱する面に沿うように変形が可能な螺旋状誘導コイルを有する誘導加熱装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、この誘導加熱装置を用いて加熱硬化させて塗膜を形成した場合、従来の熱風加熱炉においては塗膜が表面から暖まり硬化してゆくのに対し、上記誘導加熱装置では誘導加熱によって基材が発熱し、塗膜は基材と接している部分から表面に向かって乾燥してゆくため、従来熱風加熱炉で使用していた塗料組成物を誘導加熱装置にそのまま使用すると、塗膜の硬化過程が異なることにより、得られた塗膜表面に塗膜中に含まれる溶媒が揮散した際に発生する、ワキと呼ばれる微小な穴が多数形成される、あるいは、表面の塗膜形成不良により、光沢等の外観に不具合が生じるという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１２４５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、誘導加熱装置で加熱硬化した際に、ワキ等の塗膜外観不具合の発生がない良好な塗膜を得ることができる塗膜形成方法およびそれに用いる塗料組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基材上に塗料組成物を塗布した後、誘導加熱装置を用いて基材を加熱して、塗膜を加熱硬化させる塗膜形成方法であって、２５℃における酢酸ブチルエステルの蒸発速度を１００としたときに、前記塗料組成物に含まれる全溶媒の２５℃における蒸発速度が１７以下である塗料組成物を用いることを特徴とする塗膜形成方法である。
【０００８】
また、本発明は、上述の塗膜形成方法にて用いられる塗料組成物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、塗料組成物中に含まれる溶媒の蒸発速度を所定値以下にするので、得られた塗膜を誘導加熱装置で加熱硬化させても、ワキの発生がなく、優れた外観を得ることができる。そのため、誘導加熱装置を用いた短時間昇温による加熱硬化方法であっても外観を低下させることなく、塗膜を硬化させることができる。
【００１０】
このため、本発明の塗膜形成方法は、様々な物品に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明の塗膜形成方法は、基材上に塗料組成物を塗布した後、誘導加熱装置を用いて基材を加熱して、上記塗膜を加熱硬化させる塗膜形成方法であって、２５℃における酢酸ブチルエステルの蒸発速度を１００としたときに、上記塗料組成物に含まれる全溶媒の２５℃における蒸発速度が、１７以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の塗膜形成方法は、まず、基材に塗料組成物を塗布するものである。
【００１４】
上記基材としては特に限定されず、上記誘導加熱装置で加熱が可能なものであればよい。このような基材としては具体的には、鉄、アルミニウム、銅またはこれらの合金等の金属類を挙げることができる。このような基材には、予め下塗りおよび／または中塗り等が施されていてもよい。
【００１５】
上記塗布方法としては特に限定されず、例えば、静電または非静電エアー霧化タイプによるスプレー塗装および回転霧化方式による静電塗装等を挙げることができる。上記塗布する膜厚は特に限定されず、例えば、硬化膜厚で１０〜５０μｍである。
【００１６】
上記蒸発速度は、２５℃環境下において、酢酸ブチルエステルを１００としたときの相対的な蒸発速度であり、
蒸発速度＝（酢酸ブチルエステルの蒸発時間×１００）／対象とする溶媒の蒸発時間
で表される。したがって、１００よりも大きくなればなるほど、蒸発速度は速くなり、１００よりも小さくなればなるほど、蒸発速度は遅くなる。
【００１７】
上記蒸発速度の測定方法としては、例えば、溶剤便覧（石橋弘毅著、槇書店）に記載されている方法を挙げることができ、具体的には、２５℃環境下において、実際に測定対象となる溶媒と基準となる酢酸ブチルエステルとを２ｍｌを垂らして、蒸発するまでの時間を測定することで知ることができる。
【００１８】
本発明の塗膜形成方法に用いられる塗料組成物に含まれる全溶媒の蒸発速度は１７以下である。上記蒸発速度が１７を超えるとワキが発生するので得られる塗膜の外観が低下する。上記蒸発速度に下限値は特にないが、実質的には、１以上であることが好ましい。蒸発速度が１を下回ると蒸発が極端に遅くなるので得られた塗膜中に溶媒が残存し、塗膜の諸性能が低下するおそれがある。
【００１９】
上記塗料組成物に含まれる全溶媒は、蒸発速度が上記範囲内である単独の溶媒を用いてもよいし、蒸発速度の２０未満の溶媒同士を組み合わせたり、２０未満の溶媒と２０以上の溶媒とを組み合わせたりすることによって蒸発速度が上記範囲内となるように調整したものであってもよい。
【００２０】
上記溶媒の種類としては特に限定されず、通常、当業者が塗料に用いられ得るものであればよい。上記蒸発速度が１００を超える溶媒としては特に限定されず、例えば、トルエン、エタノール、イソプロパノール、メチルイソブチルケトン、酢酸エチルエステル等を挙げることができる。また、上記蒸発速度が５０〜１００の溶媒としては特に限定されず、例えば、キシレン、ｎ−ブタノール、エチレングリコールモノブチルエーテル等を挙げることができる。更に、上記蒸発速度が５０〜２０の溶媒としては特に限定されず、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等を挙げることができ、上記蒸発速度が２０未満の溶媒としては特に限定されず、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、３−メトキシブタノール等、を挙げることができる。
【００２１】
本発明の塗膜形成方法に用いられる塗料組成物は特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等と、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、オキサゾリン化合物等とからなるバインダー成分、必要に応じて、フタロシアニン系、キノフタロン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソインドリノン系の有機着色材、また、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、二酸化チタン、カーボンブラック等の無機着色材や、硫酸バリウム、タルク、クレー等の体質顔料、防錆顔料、ポリシロキサン等の表面調整剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ワキ防止剤、顔料分散剤、アミン化合物、イミタゾール化合物、カチオン重合開始剤等の硬化触媒、他の種類の樹脂等、当業者によってよく知られうるものを含んでいる。
【００２２】
なお、上記全溶媒とは、上記塗料組成物に含まれる全ての溶媒の混合物を指し、上記バインダーに含まれるいわゆる内部溶剤と呼ばれる溶媒、各種添加剤等に含まれる溶媒、塗装時のシンナーと呼ばれる希釈溶媒等を含むものである。
【００２３】
本発明の塗膜形成方法は、次に、塗料組成物を塗布された基材を、誘導加熱装置を用いて加熱して、上記塗膜を加熱硬化させるものである。
【００２４】
上記誘導加熱装置としては特に限定されず、当業者によってよく知られている誘導加熱用コイルを有するものを挙げることができるが、好ましくは上記塗膜を形成するための塗料が表面に塗布された上記基材における第１面に対向するように近接配置される第１誘導加熱部と、上記第１誘導加熱部に対する上記第１面の相対位置を変更可能な相対位置変更手段と、を備えるものを挙げることができる。ここで、上記相対位置変更手段は、上記第１誘導加熱部が加熱状態である場合に、上記相対位置を変更可能であることが更に好ましい。上記第１誘導加熱部は、上記第１面と略平行に配置されることが更に好ましい。上記相対位置変更手段は、上記基材の第１面と略平行な方向に移動可能であることが更に好ましい。上記相対位置変更手段は、上記基材を前記第１面から上記第１誘導加熱部までの距離を略同一に保った状態で所定方向に移動可能であることが更に好ましい。上記相対位置変更手段は、上記基材を、上記基材の重心を通る、第１面に垂直な回転軸を中心に回転可能であることが更に好ましい。上記第１誘導加熱部は、少なくとも上記基材の一部を覆うように配置されることが更に好ましい。上記基材における上記第１面と反対側の面である第２面に対向するように近接配置される第２誘導加熱部とを、更に備えることが更に好ましい。
【００２５】
上記誘導加熱装置での加熱温度および加熱時間は、上記塗料組成物に応じて設定することが可能であり、例えば、１４０〜１８０℃の設定で４〜６分である。
【００２６】
更に、上記誘導加熱装置による加熱硬化の後に、従来と同様の熱風乾燥炉による加熱を行ってもよい。上記熱風乾燥炉での加熱温度および加熱時間は、上記誘導加熱装置で述べたものと同様に、上記塗料組成物に応じて設定することが可能であり、例えば、１４０〜１８０℃の設定で４〜６分である。得られる塗膜の諸性能の観点から、上記誘導加熱装置による加熱硬化を行った後に、上記熱風乾燥炉等、従来の加熱方法による加熱硬化を行うことが好ましい。
【００２７】
上記塗料組成物を塗布する基材は、導電性を持つ金属であれば特に制約はなく、鉄、アルミニウム、銅またはこれらの合金等の金属類を挙げることができる。また、基材の形状に特に制約はないが、好ましくは、車両用のホイールを挙げることができる。
【００２８】
なお、本発明の塗膜形成方法によって得られた塗膜上に、直接または間接に更に本発明の塗膜形成方法を繰り返して実施することにより、複層塗膜を形成することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
縦１５０ｍｍ、横７０ｍｍのアルミニウム基材に対して、希釈したブラック塗料Ａ（ＳＰ５０００、ＡＳ−７０ベースブラック、日本ペイント社製）を乾燥膜厚が４０μｍとなるようにスプレー塗装によって塗布し塗膜を形成した。塗布後、誘導加熱装置（島田理化工業社製型式高周波発信器）にて１４０℃で４分間加熱硬化した。得られた塗膜の表面を目視にて観察したところ、ワキの発生はなく、外観に優れるものであった。
【００３１】
この時、ブラック塗料Ａの全溶媒は、キシレンが２３．５質量％、ソルベッソ１００（エクソン化学社製芳香族系有機溶媒）が２８．５質量％、ソルベッソ１５０（エクソン社製芳香族系有機溶媒）が３０質量％、ソルフィット（クラレ社製脂肪族系アルコール）１３質量％およびイソブタノール５質量％であり、２５℃にて蒸発速度を測定したところ、１４．０であった。
【００３２】
＜実施例２＞
誘導加熱装置による加熱硬化の後、更に、熱風加熱炉にて１４０℃で５分間加熱硬化したこと以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成した。実施例１と同様にして得られた塗膜の表面を目視にて観察したところ、ワキの発生はなく、外観に優れるものであった。
【００３３】
＜比較例１＞
ブラック塗料Ａの代わりにブラック塗料Ｂ（ＳＰ５０００、ＡＳ−７０ベースブラック、日本ペイント社製）を用いてスプレー塗装によって塗布したこと以外は、実施例１と同様にして塗膜を形成した。実施例１と同様にして得られた塗膜の表面を目視にて観察したところ、ワキが全面に発生し、外観が不良であった。
【００３４】
この時、ブラック塗料Ｂの全溶媒は、ソルベッソ１００が２８質量％、ソルベッソ１５０が５０質量％、ソルフィット１５質量％およびイソブタノール７質量％であり、２５℃にて蒸発速度を測定したところ、１８．１であった。このことから明らかなように、含まれる全溶媒の、２５℃の蒸発速度が１７以下である塗料組成物を塗布した後、誘導加熱装置を用いて加熱硬化させて得られた塗膜はワキの発生がなく、優れた外観であった（実施例１、２）。しかしながら、上記蒸発速度が１７を超える全溶媒を有する塗料組成物を塗布した場合は、得られた塗膜にワキが発生し、外観の低下が著しいことがわかった（比較例１）。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の塗膜形成方法は、様々な物品に適用できるので、工業用製品、自動車部品等の仕上げ工程に好適に用いることができる。