JP2008136922A

JP2008136922A - 塗装物の製造方法

Info

Publication number: JP2008136922A
Application number: JP2006325066A
Authority: JP
Inventors: Masaki Shigemori; 正樹重盛
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP5358879B2

Abstract

【課題】塗料のタレや塗着ムラを防止でき塗膜均一性にすぐれた塗装物の製造方法。
【解決手段】被塗物の塗料を塗布する面を、該塗料の沸点を超えた温度とした状態にて、該塗料を塗布する塗装物の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、塗料のタレや塗着ムラを防止する塗装物の製造方法に関する。

塗料は、使用される液媒体により有機溶剤系塗料と水系塗料とに分類されている。有機溶剤系塗料は、被塗物との密着性や塗膜硬度等の塗膜品質に優れ、また塗装工程での作業性も良好であることから、現在工業用塗料として多用されている。
しかし近年、水系塗料は、水を主溶媒していることから有機溶剤系塗料に比べて塗装環境下での作業者への危険性が低く、且つ地球温暖化防止（ＣＯ_２排出削減）や大気汚染防止（揮発性有機化合物排出量の削減）等の地球環境問題に寄与するため注目されている。

塗料が被塗物に塗着した直後に塗料の自重などにて移動する現象、所謂塗料のタレを生じ、出来上がった塗装物の外観が悪いものとなることがあった。
また、被塗物に塗料を塗布する面（以下、塗布面と称す）での塗料の濡れ性に起因した塗着ムラによっても出来上がった塗装物の外観が悪いものとなる。特に、有機溶剤系塗料と比較して蒸発潜熱が高い（蒸発しにくい）水を溶媒としている水系塗料は顕著である。そこで塗料温度の調整（標準温度より高くする）により、希釈溶剤の蒸発促進効果で塗料のタレを防止した塗装方法が開示されている（特許文献１）。
特開２００６−２８１１６５号公報

特許文献１では、塗料温度を標準的な塗料温度より高く設定し、希釈溶剤の蒸発を積極的に増加させている。しかし希釈溶剤の蒸発を増加させると、塗装機器内で塗料の粘度が上昇し、最悪の場合、塗装装置内で塗料が固化してしまい塗装できなくなる問題があった。

本発明は、少なくとも被塗物の塗料を塗布する面を、該塗料の沸点を超えた温度とした状態にて、該塗料を塗布する塗装物の製造方法を要旨とするものである。

本発明の塗装物の製造方法は、塗布面を塗料の沸点を超えた温度の状態として塗料を塗布することにより、塗料が塗布面に接触した時点から直ちに塗料の液媒体の蒸発が開始され塗料が固化していくので、塗料が自重などにて移動する時間がなく、所謂塗料のタレを防止できるものである。
また、塗布面を予め親塗料化処理することにより、塗布面と塗料との濡れ性が向上し、塗料の塗着が均一になることで塗着ムラがなくなる。
更に、塗布面を親塗料化し、塗料の沸点を超えた温度することで、塗布面の表面自由エネルギーが増加し、且つ塗料との界面張力が小さくなり塗着ムラがなくなると共に、さらなる塗料の塗着に伴う表面自由エネルギーの変化を塗料が直ちに固化することで抑制し、塗着ムラがなり、塗膜均一性にすぐれた塗装物を得ることができる。
また、水系塗料を用いることによりＣＯ_２排出量の削減（地球温暖化防止）や揮発性有機化合物排出量の削減（大気汚染防止）ができる。金属粉体を含有する塗料においては、塗料のタレや塗着ムラをなくすることにより、塗着した塗膜内での金属粉体の沈殿や分離、移動等による光輝性が低下した部分ができてしまうことを防止できる。

本発明は、被塗物に塗着した塗料の液媒体を積極的に蒸発させることで塗料のタレを抑える目的を実現した。

被塗物の材質は、塗装できる材料であれば特に限定されない。具体的には、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金、鉄またはその合金、亜鉛またはその合金、マグネシウムまたはその合金、チタンまたはその合金などの金属材料、塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、アクリロニトリルスチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂材料、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの熱可塑性エラストマー、シリコーン、スチレンブタジエン、ウレタン、ブタジエン、イソプレン、フッ素などの合成ゴムと天然ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂などの熱硬化樹脂材料、アルミナ、ジルコニア、陶磁器などのセラミック材料、木材、紙などの天然材料などを用いることができる。
また、これらの材料は１種または２種以上の混合物であってもよい。さらに、これらの材質には、予め電気めっき法や無電解めっき法、塗装、印刷により、ニッケルやクロム、あるいは金などの貴金属めっき、塗装、印刷などによる下地処理層を形成してもよい。

塗料は、少なくとも樹脂と液媒体を含んでいればよく、液媒体として有機溶剤を使用した有機溶剤系塗料や、水または水と有機溶剤を混合した溶液を使用した水系塗料であれば特に限定しない。例えば、色材を含まないクリヤー塗料であってもよいし、色材として染料や顔料、金属粉体を含有したエナメル塗料であってもよい。

被塗物を塗料の沸点を超えた温度にする方法は、少なくとも塗布面を塗料の沸点以上に加熱できればよく、特に限定しない。例えば、電気炉や焼付炉などに被塗物を入れ加熱する方法や、塗布面をガスバーナー等の炎により炙る方法などを用いることができる。

また、被塗物の親塗料化処理の方法は、塗布面と塗料との濡れ性が向上できればよく、特に限定しない。例えば、有機シラン化合物や有機チタン化合物などのカップリング剤を用いたカップリング処理や、酸化炎やケイ酸化炎やチタン酸化炎やアルミニウム酸化炎などを塗布面に吹き付ける火炎処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線処理、放射線処理、化学薬品処理、物理的粗面化処理などを用いることができる。
尚、火炎処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、電子線処理、放射線処理であれば、これらの処理によって塗布面を昇温させることができるので、塗料の沸点以上の温度に設定できれば、被塗物を塗料の沸点を超えた温度にする工程と同じ工程とすることができる。

（実施例１）
真鍮製の、外径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである横断面外形状が円形の材料の、塗料を塗布する面（塗布面）に、バフ研磨を施して表面を平滑にし、ジクロロメタンで脱脂処理した後に、電気炉に入れ１５０℃に加熱し、塗布面の温度が１５０℃の状態で、熱硬化型アクリル塗料（関西ペイント（株）製、マジクロン１０００黒、沸点１４５℃）をスプレー塗装した。次いで１６０℃、３０分の条件で乾燥し、平均膜厚が５０μｍの塗装物を得た。

（実施例２）
ポリカーボネート樹脂製の、外径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである横断面外形状が円形の白色の材料を、イソプロピルアルコールで脱脂処理した後に、塗布面をガスバーナー（榮製機（株）製、ＢＴ−２０ＶＸ）にて０．５秒間炙り、塗布面の温度を１００℃にし、塗布面の温度が１００℃の状態で、水系アクリル塗料（武蔵塗料（株）製、ＡＱ７１６クリヤー、沸点１００℃）をスプレー塗装した。次いで、８０℃、６０分の条件で乾燥し、平均膜厚が５０μｍの塗装物を得た。

（実施例３）
真鍮製の、外径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである横断面外形状が円形の材料の、塗料を塗布する面（塗布面）に、バフ研磨を施して表面を平滑にし、ジクロロメタンで脱脂処理した後に、シリカゾル（日産化学工業（株）製、ＩＰＡ−ＳＴ）をイソプロピルアルコールで１０倍に希釈した溶液をスプレー塗装し、塗布面を、後に塗装する塗料に対して親塗料化した。次に、電気炉に入れ１５０℃に加熱処理し、塗布面の温度が１５０℃の状態で、熱硬化型アクリル塗料（関西ペイント（株）製、マジクロン１０００黒、沸点１４５℃）をスプレー塗装した後、１６０℃、３０分の条件で乾燥し、平均膜厚が５０μｍの塗装物を得た。

（実施例４）
ポリカーボネート樹脂製の、外径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである横断面外形状が円形の白色の材料を、イソプロピルアルコールで脱脂処理した後に、塗布面にケイ酸化炎処理（イトロ処理、（株）イシマット・ジャパン製、イトロ処理装置）を施し、後に塗装する塗料に対して親塗料化し、同時に塗布面の温度を２００℃にした。次に、塗布面の温度が１００℃の状態で、水系アクリル塗料（武蔵塗料（株）製、ＡＱ７１６クリヤー、沸点１００℃）をスプレー塗装した後、８０℃、６０分の条件で乾燥し、平均膜厚が５０μｍの塗装物を得た。

（実施例５）
ポリカーボネート樹脂製の、外径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである横断面外形状が円形の白色の材料を、イソプロピルアルコールで脱脂処理した後に、塗布面に酸化炎処理（榮製機（株）製、ＢＴ−２０ＶＸ）を施し、後に塗装する塗料に対して親塗料化し、同時に塗布面の温度を２００℃にした。次に、塗布面の温度が１００℃の状態で、水系銀コロイド塗料（下記の組成物、沸点１００℃）をスプレー塗装した後、８０℃、２４時間の条件で乾燥し、平均膜厚が５μｍの塗装物を得た。
＜水系銀コロイド塗料の配合＞
ＡＱ２０クリヤー（アクリル樹脂塗料：武蔵塗料（株）製）１０．０重量％
水８４．９重量％
ＡＧ７０ｎｍ（銀ナノ粒子：アルバックマテリアル（株）製）５．０重量％
ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９０（分散剤：ビックケミー・ジャパン（株）製）０．１重量％
上記成分をボールミルにて２４時間分散し、水系銀コロイド塗料を得た。

（比較例１）
実施例１において、加熱処理を行わず、塗布面の温度を室温とした以外は実施例１と同様にして平均膜厚が５０μｍの塗装物を得た。

（比較例２）
実施例５において、塗布面を親塗料化せず、また、塗布面の温度を室温とした以外は実施例５と同様にして平均膜厚が５μｍの塗装物を得た。

＜塗料のタレと塗着ムラの評価＞
ＪＩＳＫ５６００−４−３：１９９９「塗料一般試験方法−第４部：塗膜の視覚特性−第３節：色の目視比較」に準じた色観察用照明（自然昼光照明）下で目視にて塗料のタレと塗着ムラの評価した。

＜塗膜均一性の評価＞
渦電流式膜厚計（（株）サンコウ電子研究所製、ＥＤＹ−１０００）を用いて、塗布面を長手方向に対して１０箇所（１０ｍｍ間隔）測定し、最小膜厚と最大膜厚の差で塗膜の均一性を評価した。また、上記の１０点の測定点の平均値を「平均膜厚」とした。

以上、詳細に説明したように本発明の塗装物の製造方法は、塗料のタレや塗着ムラを防止でき塗膜均一性にすぐれたものである。

Claims

少なくとも被塗物の塗料を塗布する面を、該塗料の沸点を超えた温度とした状態にて、該塗料を塗布する塗装物の製造方法。
前記塗料を塗布する面に、予め親塗料化処理を施す請求項１に記載の塗装物の製造方法。
前記塗料が水を含有する請求項１又は請求項２に記載の塗装物の製造方法。
前記塗料が金属粉体を含有する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の塗装物の製造方法。