JPH06304519A

JPH06304519A - 塗膜形成方法

Info

Publication number: JPH06304519A
Application number: JP12193793A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Nakatani; 栄作中谷; Toshio Ogoshi; 利雄大越
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【構成】エポキシ樹脂系粉体塗料（Ａ）を塗装してな
る未硬化塗膜面にポリエステル樹脂系又はアクリル樹脂
系粉体塗料（Ｂ）を塗装し該両塗膜を同時に加熱硬化さ
せて複層塗膜を形成する方法であって、該エポキシ樹脂
系粉体塗料（Ａ）の表面張力が該ポリエステル樹脂系粉
体塗料又はアクリル樹脂系粉体塗料（Ｂ）の表面張力よ
り大であり且つその差が１〜１５dyne/cm の範囲内であ
る塗膜形成方法。【効果】耐チッピング性、防食性、耐候性に優れた複
層塗膜が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２種の粉体塗料をウェ
ットオンウェットで塗装し、次いで該両塗膜を加熱によ
り同時に硬化せしめる、いわゆる２コート１ベーク方式
による複層塗膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】近年、公害防止の観点から
溶剤蒸発による環境汚染がない粉体塗料の使用が急速に
伸びている。例えば自動車ボディの下塗り塗装などで
は、エポキシ樹脂系、ポリエステル樹脂系、アクリル樹
脂系などを主成分とする粉体塗料を用いて塗装が行なわ
れている。該エポキシ樹脂系では耐食性や耐チッピング
性などには優れるが耐候性が劣り、一方、ポリエステル
樹脂系あるいは特にアクリル樹脂系では耐候性には優れ
るが耐食性、耐チッピング性が劣り、また上記をブレン
ドした系では、それなりの性能は得られるものの、高度
な性能が要求される自動車ボディの塗装などでは、上記
樹脂系のそれぞれの特長を十分に生かすには至っていな
い。また、塗装工程の短縮化、省資源化などから中塗り
塗装せずに、下塗塗膜上に直接上塗り塗装することが望
まれている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記粉体
塗料による下塗り塗装について鋭意検討した結果、特定
の表面張力差を有するエポキシ樹脂系粉体塗料とポリエ
ステル樹脂系又はアクリル樹脂系粉体塗料を２コート１
ベーク方式で塗装することにより、それぞれの樹脂系の
特長を十分に生かし優れた性能を有する複層塗膜を形成
できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００４】すなわち本発明は、エポキシ樹脂系粉体塗
料（Ａ）を塗装してなる未硬化塗膜面にポリエステル樹
脂系又はアクリル樹脂系粉体塗料（Ｂ）を塗装し該両塗
膜を同時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する方法であ
って、該エポキシ樹脂系粉体塗料（Ａ）の表面張力が該
ポリエステル樹脂系粉体塗料又はアクリル樹脂系粉体塗
料（Ｂ）の表面張力より大であり且つその差が１〜１５
dyne/cm の範囲内であることを特徴とする塗膜形成方法
を提供するものである。

【０００５】本発明で用いられるエポキシ樹脂系粉体塗
料（Ａ）は、エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性粉体
塗料であれば特に制限なく使用できる。具体的には、該
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ等のビスフェノール類とエピクロルヒドリン等の
エピハロヒドリンとの反応物でエポキシ当量が４５０〜
３，５００であるビスフェノール系グリシジルエーテル
型エポキシ樹脂、フェノール型あるいはクレゾール型ノ
ボラック樹脂とエピクロルヒドリンとの反応物でエポキ
シ当量が２００〜３００であるエポキシフェノールノボ
ラック樹脂、さらにトリグリシジルイソシアヌレート、
脂環式エポキシ樹脂などが挙げられ、特にビスフェノー
ルＡのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好適に使用
できる。該エポキシ樹脂の硬化剤としては、アジピン酸
ジヒドラジド等のヒドラジド類、ジアミノジフェニルメ
タン等の芳香族アミン、脂肪族アミンと脂肪族ジカルボ
ン酸の縮合物であるポリアミドアミン、ジシアンジアミ
ド、イミダゾール系化合物などのアミン系硬化剤；無水
テトラヒドロフタル酸、無水ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸、無水トリメリット酸のような酸無水物、ドデカ
ン２酸、セバシン酸、アジピン酸のような酸硬化剤；フ
ェノール樹脂、ビスフェノールＡなどのフェノール系硬
化剤が挙げられ、適宜選択して使用できる。

【０００６】上記粉体塗料（Ａ）には、さらに必要に応
じて体質顔料、防錆顔料、着色顔料などの顔料類、塗料
用添加剤などを配合することができる。粉体塗料（Ａ）
の製造は、通常の溶融・混練、ドライブレンド法等によ
り上記構成成分を均一に分散させた後、機械的粉砕機を
用いて粉砕し、ふるい分けて粒径１〜３００μm の粉末
とする方法が適用できる。

【０００７】本発明で用いられるポリエステル樹脂系又
はアクリル樹脂系粉体塗料（Ｂ）は、ポリエステル樹脂
又はアクリル樹脂を主成分とする熱硬化性粉体塗料であ
れば特に制限なく使用できる。具体的には、該ポリエス
テル樹脂としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレ
フタル酸、無水マレイン酸、アゼライン酸などの多塩基
酸とエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ト
リメチロールプロパンなどの多価アルコールとを縮合し
てなるものが使用でき、その硬化剤としては、イソホロ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物
をフェノール類、ラクタム類、オキシム類などでブロッ
クしたブロックイソシアネート化合物；固形メラミン樹
脂、トリグリシジルイソシアヌレート等が使用できる。

【０００８】また該アクリル樹脂としては、（メタ）ア
クリル酸のアルキルエステル（アルキル基は炭素数１〜
１２）、グリシジル基、水酸基、カルボキシル基などの
官能基を有するビニル系単量体および必要に応じてこれ
らと共重合可能なビニル系単量体との共重合体などが使
用でき、その硬化剤としては、該アクリル樹脂の官能基
がグリシジル基であれば多塩基酸が使用され、また水酸
基であれば、上記ポリエステル樹脂の硬化剤で挙げたブ
ロックイソシアネート化合物またはヘキサメトキシメチ
ルメラミンやテトラブトキシベンゾグアナミンなどのア
ミノ樹脂などが使用でき、さらにカルボキシル基であれ
ばビス〔Ｎ，Ｎ−ジ（ヒドロキシエチル）〕アジポアミ
ドの如きヒドロキシアルキルアミドなどが使用できる。
これらのうち、グリシジル基官能性アクリル樹脂及びド
デカン２酸などの脂肪族二塩基酸の組合せが好適に使用
できる。

【０００９】上記粉体塗料（Ｂ）には、さらに必要に応
じて無機、有機の着色顔料、体質顔料などの顔料類、塗
面調整剤、硬化触媒などの塗料用添加剤等を配合するこ
とができる。粉体塗料（Ｂ）の製造は、前記粉体塗料
（Ａ）と同様に行なうことができる。

【００１０】本発明においては、前記粉体塗料（Ａ）の
表面張力が上記粉体塗料（Ｂ）の表面張力より大であ
り、且つその差が１〜１５dyne/cm 、好ましくは２〜１
３dyne/cm の範囲内であることが必須である。かかる表
面張力の差が１dyne/cm 未満では、両塗膜の境界部で相
互に融合又は混和が起こりやすく、一方１５dyne/cm を
越えると両塗膜の層間付着性が不良となり好ましくな
い。

【００１１】本発明において、「表面張力」は次のよう
にして測定されたものである：上記粉体塗料（Ａ）又は
（Ｂ）の硬化塗膜に対し脱イオン水を滴下して該塗膜と
の接触角（θ）を測定する。ついで、下記ＳｅｌｌとＮ
ｅｕｍａｎｎの実験式より塗膜の表面張力を求める。

【００１２】

【数１】（式中、γ_L ：水の表面張力（７２．８dyne/cm ）、γ
_S ：塗膜の表面張力（dyne/cm ））

【００１３】本発明の方法においては、前記粉体塗料
（Ａ）を塗装し、加熱硬化させることなく、該未硬化塗
面に上記粉体塗料（Ｂ）を塗装したのち、加熱して該両
塗膜を同時に硬化させる。該粉体塗料（Ａ）及び（Ｂ）
の塗装は特に限定されるものではなく、通常の静電粉体
塗装機などを用いて行なわれ、粉体塗料（Ａ）が乾燥膜
厚で１０〜５００μm 、好ましくは２０〜１００μm と
なるよう塗装され、さらに粉体塗料（Ｂ）が乾燥膜厚で
１０〜５００μm 、好ましくは２０〜１００μmとなる
よう塗装される。該両塗膜を硬化させるための加熱は、
通常１４０〜２００℃、好ましくは１６０〜１８０℃で
１５〜４０分間行なわれるのが適当である。

【００１４】本発明においては、上記複層塗膜のみでも
よいが該塗膜上にさらに必要に応じて上塗り塗装を行な
うことができる。該上塗り塗装に用いられる上塗り塗料
は、特に制限なく従来公知のものが適宜使用でき、具体
的には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹
脂、フッ素樹脂及びこれらの変性樹脂を基体樹脂成分と
し、そして（ブロック）ポリイソシアネート化合物、メ
ラミン樹脂、金属キレート、アルコキシシラン化合物を
架橋剤（又は触媒）として含有する水性、有機溶剤形も
しくは非水分散形などの塗料が挙げられる。また該上塗
り塗料は１コート１ベーク、メタリック／クリヤー系を
２コート１ベーク、２コート２ベーク方式で仕上げるこ
ともできる。上塗り塗膜は、通常乾燥膜厚で約１０〜１
００μm塗布され、加熱条件はビヒクル成分および被塗
物の材質によって任意に採択できるが、一般には約６０
〜約１６０℃、特に８０〜１４０℃で１０〜４０分間が
好ましい。

【００１５】本発明の方法において、複層塗膜の形成さ
れる被塗物としては、冷延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、
電気亜鉛メッキ鋼板、合金メッキ鋼板、アルミニウム
板、アルミニウムメッキ鋼板、ステンレス鋼板、銅板、
銅メッキ鋼板、錫メッキ鋼板等の金属板が包含される。
またこれらの金属板にリン酸塩系やクロム酸塩系などの
化成処理を施した表面処理板も包含される。

【００１６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、特定の表面張力
の差を有する２種の粉体塗料を２コート１ベーク方式で
塗装することにより、得られる複層塗膜は、１層目塗膜
により優れた耐チッピング性、防食性を達成し、２層目
塗膜により優れた耐候性を確保することができ、しかも
無公害、省資源化の効果が顕著である。

【００１７】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。実施例中、「部」及び「％」は「重量部」及び
「重量％」を示す。

【００１８】エポキシ樹脂系粉体塗料の製造製造例１ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（シェル化学社製、
「エピコート１００４」）１００部、アジピン酸ジヒド
ラジド６部、チタン白５０部、カーボンブラック１部、
ベンゾイン０．５部からなる配合物をヘンシェルミキサ
ーを用いて乾式混合した後、ブス社製コニーダーで溶融
・混練した。これを冷却しカッターミル（朋来鉄工所
製）で粗粉砕しさらにフジアトマイザー（富士産業会社
製、ＦＡ−ＳＷ−１）で微粉砕し１５０メッシュの金網
でふるい分けして粉体塗料（Ａ−１）を得た。

【００１９】製造例２ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部、アジピン酸
ジヒドラジド５部、チタン白５０部、カーボンブラック
１部、ベンゾイン０．５部、シリコンオイルＫＰ３２２
（信越化学社製、塗面調整剤）０．５部からなる配合物
を製造例１と同様にして溶融・混練、粉砕などを行な
い、粉体塗料（Ａ−２）を得た。

【００２０】ポリエステル樹脂系粉体塗料の製造製造例３ポリエステル樹脂ＥＲ６５７０（日本エステル社製、末
端水酸基含有型）１００部、チタン白５０部、ベンゾイ
ン０．５部、モダフロー（三菱モンサント化成社製、ハ
ジキ防止剤）１部、ＶＥＳＴＡＧＯＨＢ１５３０（ダ
イセル・ヒュルス社製、イソホロンジイソシアネートア
ダクト）２０部、ジブチル錫ジラウレート１部からなる
配合物を製造例１と同様にして溶融・混練、粉砕などを
行ない粉体塗料（Ｂ−１）を得た。

【００２１】アクリル樹脂系粉体塗料の製造製造例４アクリル樹脂（スチレン２０部、メタクリル酸メチル３
３部、メタクリル酸ｎ−ブチル１７部、メタクリル酸グ
リシジル３０部からなる共重合体）１００部に対して硬
化剤としてドデカン２酸２０部、シリコンオイルＫＰ３
２２０．１部、ベンゾイン０．５部、チタン白３０部
を予め乾式混合した後、エキストルーダーを用いて１１
０℃で溶融・混練し、冷却後、製造例１と同様に粉砕な
どして粉体塗料（Ｂ−２）を得た。

【００２２】製造例５アクリル樹脂（スチレン２０部、メタクリル酸メチル３
３部、メタクリル酸ｎ−ブチル１７部、メタクリル酸グ
リシジル３０部からなる共重合体）１００部、ドデカン
２酸２０部、ベンゾイン０．５部、チタン白３０部、シ
リコンオイルＫＰ３２２１．５部からなる配合物を製
造例４と同様の操作により粉体塗料（Ｂ−３）を得た。

【００２３】実施例及び比較例１００×３００×０．８mmの冷延鋼板（ＳＰＣＣ−Ｄ）
を化成処理剤パルボンド３００４（日本パーカライジン
グ社製、リン酸亜鉛系）で処理したものを被塗板とし、
該被塗板に上記製造例で得たエポキシ樹脂系粉体塗料を
静電粉体塗装機（ＧＥＭＡ−７２１型）を用いて乾燥膜
厚が３０μm となる条件で塗装し（第１層目）、該未硬
化塗面に、上記製造例で得たポリエステル樹脂系又はア
クリル樹脂系粉体塗料を乾燥膜厚が５０μm となる条件
で塗装し（第２層目）、該両塗膜を１７０℃で２５分間
加熱して同時に硬化させて複層粉体塗装板を得た（２コ
ート１ベーク方式）。ただし比較例３、４においては、
エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系粉体塗料をそれぞれ同
じ塗料で２回塗り重ね上記と同様に加熱硬化させた。

【００２４】さらに実施例３、４においては、上記塗膜
上に、上塗塗料「アミラック白」（関西ペイント社製、
アミノアルキド樹脂系塗料）を膜厚２５〜４０μm （乾
燥膜厚）となるよう塗装し、１４０℃で３０分間加熱し
硬化させて塗装板を得た。各実施例及び比較例で使用し
た粉体塗料種および形成した複層塗膜の性能試験結果を
下記表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記表１における試験方法は下記のとおり
である。（＊１）表面張力：硬化塗膜に対し脱イオン水を滴下し
て該塗膜との接触角（θ）を測定し、前述のＳｅｌｌと
Ｎｅｕｍａｎｎの実験式より塗膜の表面張力を求めた。

【００２７】（＊２）仕上り性：塗膜外観を目視で観察
し、下記基準で評価を行なった。 ○：１層目の粉体塗料の析出が全くなく、平滑でつやの
ある外観 △：１層目の粉体塗料の析出がごくわずかに斑点状に認
められる ×：１層目と２層目の粉体塗料が著しく混合した状態が
認められる

【００２８】（＊３）耐チッピング性：飛石試験機（ス
ガ試験機（株）製、ＪＡ−４００型）を使用し、該試験
機の試料ホルダーに塗装板を垂直にとり付け、５０ｇの
７号砕石を同試験機の圧力計で４kg/cm²の空気圧で噴射
し、砕石を塗装板に対し垂直に衝突させ、その時のハガ
レ傷の程度を下記基準で評価した。 ○：塗膜の一部に衝撃による傷がごくわずかに認められ
る程度 △：塗膜に衝撃による傷がみられ、１層目と２層目の層
間のハガレが認められる ×：塗膜に衝撃による傷が多くみられ、素地に達する大
きなハガレが認められる

【００２９】（＊４）耐塩水噴霧性：素地に達するよう
に複層塗膜にナイフでクロスカットキズを入れ、これを
ＪＩＳ−Ｚ−２３７１に準じて３００時間塩水噴霧試験
を行ない、ナイフ傷からの錆、フクレ巾を測定した。 ○：０〜１mm未満 △：１〜３mm未満 ×：３mm以上

【００３０】（＊５）耐候性：サンシャインウェザーオ
メーターを用いて５００時間試験後の塗膜面の状態を目
視観察し、さらに６０°グロス値を求めた。 ○：塗膜面に異常はなく、８０以上のグロス値を保って
いる ×：著しいツヤビケがあり、グロス値が２０以下

【００３１】（＊６）付着性：素地に達するようにナイ
フで複層塗膜に２×２mmのゴバン目を１００個作り、そ
の表面に粘着セロハンテープを貼着し、それを急激に剥
離した後の塗面を評価した。 ○：剥離が全く認められない ×：１層目と２層目の層間剥離が認められる

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂系粉体塗料（Ａ）を塗装し
てなる未硬化塗膜面にポリエステル樹脂系又はアクリル
樹脂系粉体塗料（Ｂ）を塗装し該両塗膜を同時に加熱硬
化させて複層塗膜を形成する方法であって、該エポキシ
樹脂系粉体塗料（Ａ）の表面張力が該ポリエステル樹脂
系粉体塗料又はアクリル樹脂系粉体塗料（Ｂ）の表面張
力より大であり且つその差が１〜１５dyne/cm の範囲内
であることを特徴とする塗膜形成方法。