水系常温硬化型塗料およびその塗装方法
【課題】塗装におけるリードタイムを短縮し、生産効率の向上を図ることができ、優れた塗膜性能を発揮する水系常温硬化型塗料を得る。
【解決手段】鋳造品のような金属材１に対し、化学的または機械的な前処理を施して塗装に適する表面状態にし、その表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗布し、所定厚さの塗膜２を形成し、常温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする。
【解決手段】鋳造品のような金属材１に対し、化学的または機械的な前処理を施して塗装に適する表面状態にし、その表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗布し、所定厚さの塗膜２を形成し、常温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた塗膜性能を有する水系常温硬化型塗料およびその塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材の表面には、耐熱性、耐食性などの機能を確保するため、有機溶剤系のエポキシ樹脂系塗料が用いられ、加熱硬化により塗膜が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
交通機器や産業機器などに用いられる鋳造品の回転機カバーでは、塗装に適する表面処理を施し、上述したエポキシ樹脂系塗料を塗布した後、例えば数時間のセッティング（常温放置）後、温度１２０℃で１０時間の加熱硬化を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４５５９８号公報 （第２〜３ページ、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の熱硬化性のエポキシ樹脂系塗料においては、次のような問題がある。回転機カバーは直径約１ｍの大きな鋳造品であるため、長時間セッティングするスペースや、熱容量が大きく加熱時間が長時間となり、リードタイムが長く、生産効率が劣っていた。また、加熱炉では、多大のエネルギーを消費していた。
【０００６】
更に、有機溶剤系材料であるので消防法の適用を受け、塗布場所の規制や環境を考慮した関連設備が必要となり、関連設備の保守管理が生じていた。このため、消防法を非適用し、優れた塗膜性能を有し、生産効率を向上し得る塗料が望まれていた。また、塗装外観は、赤さび色、つや有りで光沢度７０％以上が要求される。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、水系であって常温で硬化させることができ、優れた塗膜性能を有する水系常温硬化型塗料およびその塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の水系常温硬化型塗料は、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水系であって常温硬化することの可能なエポキシ樹脂系の塗料で塗膜を形成するので、優れた塗膜性能を有し、リードタイムの短縮、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る金属材への塗装系を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例に係る水系常温硬化型塗料を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る金属材への塗装系を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、鋳造品のような金属材１の表面には、水系常温硬化型塗料を塗布して形成させた塗膜２を設けている。
【００１４】
水系常温硬化型塗料の成分を表１に示す。表中の（ ）値は、許容範囲である。
【表１】
【００１５】
次に、水系常温硬化型塗料の塗装方法を説明する。
先ず、金属材１表面に化学的処理または機械的処理などの前処理を施し、塗装に適する状態にする。次に、水系常温硬化型塗料をスプレー塗装またはハケ塗りし、厚さ１０〜８０μｍ（好ましくは２０〜５０μｍ）の塗膜２を形成する。これを２４時間以上常温で放置し、乾燥させる。なお、促進乾燥させる場合には、３０分程度のセッティング後、温度４０〜８０℃の乾燥炉に１０〜６０分間入炉する。この加熱温度は、有機溶剤系のような高温（１２０℃）でないため、ここでは低温と称する。
【００１６】
このように形成した塗膜２について、表２に示す初期物性試験と各種の耐久性試験を行った。評価結果を表３に示す。
【表２】
【００１７】
表３に示すように、鉄系の鋳造品表面に形成した水系常温硬化型塗料による塗膜２は、優れた初期物性値と耐久性を有している。即ち、光沢度などの外観が良好であり、強固な付着力、防錆力、耐熱性に優れたものである。
【００１８】
強固な付着力は、水系常温硬化型塗料の各成分の所定量の配合により得られ、エポキシ樹脂のファンデルワールス力や水素結合により得られるものである。また、防錆力は、防錆顔料となる酸化亜鉛とりん酸亜鉛の選定と、その配合比によるものであり、耐熱性と光沢度に悪影響を及ぼさないようにしている。塗膜２の厚さは、体質顔料としてタルクを選択し、所定量を添加することにより、耐熱性、光沢度を低下させることなく、所定の厚さを保持させている。
【００１９】
ここで、回転機カバーのような温度上昇が大きい鋳造品に対し、塗料の各成分を所定比率とすることによって、耐熱性を向上させる効果が大きく出ている。温度２４０℃の３０日間の耐熱性評価において、優れた結果である。また、ユーザ要求の赤さび色、つや有りで光沢度７０％以上を満足する。
【００２０】
なお、水系常温硬化型塗料を下塗り塗料として適用し、上塗り塗料も水系とすれば、全ての塗料が有機溶剤系を使用しないものとなり、環境配慮型塗装システムとすることができる。
【００２１】
上記実施例の水系常温硬化型塗料によれば、常温硬化で優れた初期物性値と耐久性を有する塗膜２を形成することができるので、大幅なリードタイムの短縮、生産効率の向上、加熱によるエネルギー使用量の削減を図ることができる。また、消防法に該当せず、塗布場所の規制や環境を考慮した関連設備を不要とすることができる。
【表３】
【符号の説明】
【００２２】
１ 金属材
２ 塗膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた塗膜性能を有する水系常温硬化型塗料およびその塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材の表面には、耐熱性、耐食性などの機能を確保するため、有機溶剤系のエポキシ樹脂系塗料が用いられ、加熱硬化により塗膜が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
交通機器や産業機器などに用いられる鋳造品の回転機カバーでは、塗装に適する表面処理を施し、上述したエポキシ樹脂系塗料を塗布した後、例えば数時間のセッティング（常温放置）後、温度１２０℃で１０時間の加熱硬化を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４５５９８号公報 （第２〜３ページ、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の熱硬化性のエポキシ樹脂系塗料においては、次のような問題がある。回転機カバーは直径約１ｍの大きな鋳造品であるため、長時間セッティングするスペースや、熱容量が大きく加熱時間が長時間となり、リードタイムが長く、生産効率が劣っていた。また、加熱炉では、多大のエネルギーを消費していた。
【０００６】
更に、有機溶剤系材料であるので消防法の適用を受け、塗布場所の規制や環境を考慮した関連設備が必要となり、関連設備の保守管理が生じていた。このため、消防法を非適用し、優れた塗膜性能を有し、生産効率を向上し得る塗料が望まれていた。また、塗装外観は、赤さび色、つや有りで光沢度７０％以上が要求される。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、水系であって常温で硬化させることができ、優れた塗膜性能を有する水系常温硬化型塗料およびその塗装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の水系常温硬化型塗料は、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水系であって常温硬化することの可能なエポキシ樹脂系の塗料で塗膜を形成するので、優れた塗膜性能を有し、リードタイムの短縮、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る金属材への塗装系を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例に係る水系常温硬化型塗料を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る金属材への塗装系を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、鋳造品のような金属材１の表面には、水系常温硬化型塗料を塗布して形成させた塗膜２を設けている。
【００１４】
水系常温硬化型塗料の成分を表１に示す。表中の（ ）値は、許容範囲である。
【表１】
【００１５】
次に、水系常温硬化型塗料の塗装方法を説明する。
先ず、金属材１表面に化学的処理または機械的処理などの前処理を施し、塗装に適する状態にする。次に、水系常温硬化型塗料をスプレー塗装またはハケ塗りし、厚さ１０〜８０μｍ（好ましくは２０〜５０μｍ）の塗膜２を形成する。これを２４時間以上常温で放置し、乾燥させる。なお、促進乾燥させる場合には、３０分程度のセッティング後、温度４０〜８０℃の乾燥炉に１０〜６０分間入炉する。この加熱温度は、有機溶剤系のような高温（１２０℃）でないため、ここでは低温と称する。
【００１６】
このように形成した塗膜２について、表２に示す初期物性試験と各種の耐久性試験を行った。評価結果を表３に示す。
【表２】
【００１７】
表３に示すように、鉄系の鋳造品表面に形成した水系常温硬化型塗料による塗膜２は、優れた初期物性値と耐久性を有している。即ち、光沢度などの外観が良好であり、強固な付着力、防錆力、耐熱性に優れたものである。
【００１８】
強固な付着力は、水系常温硬化型塗料の各成分の所定量の配合により得られ、エポキシ樹脂のファンデルワールス力や水素結合により得られるものである。また、防錆力は、防錆顔料となる酸化亜鉛とりん酸亜鉛の選定と、その配合比によるものであり、耐熱性と光沢度に悪影響を及ぼさないようにしている。塗膜２の厚さは、体質顔料としてタルクを選択し、所定量を添加することにより、耐熱性、光沢度を低下させることなく、所定の厚さを保持させている。
【００１９】
ここで、回転機カバーのような温度上昇が大きい鋳造品に対し、塗料の各成分を所定比率とすることによって、耐熱性を向上させる効果が大きく出ている。温度２４０℃の３０日間の耐熱性評価において、優れた結果である。また、ユーザ要求の赤さび色、つや有りで光沢度７０％以上を満足する。
【００２０】
なお、水系常温硬化型塗料を下塗り塗料として適用し、上塗り塗料も水系とすれば、全ての塗料が有機溶剤系を使用しないものとなり、環境配慮型塗装システムとすることができる。
【００２１】
上記実施例の水系常温硬化型塗料によれば、常温硬化で優れた初期物性値と耐久性を有する塗膜２を形成することができるので、大幅なリードタイムの短縮、生産効率の向上、加熱によるエネルギー使用量の削減を図ることができる。また、消防法に該当せず、塗布場所の規制や環境を考慮した関連設備を不要とすることができる。
【表３】
【符号の説明】
【００２２】
１ 金属材
２ 塗膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有することを特徴とする水系常温硬化型塗料。
【請求項２】
エポキシ樹脂２０〜２５重量％、べんがら１０〜１３重量％、タルク３〜５重量％、酸化亜鉛４〜５重量％、りん酸亜鉛１〜２重量％を含有することを特徴とする水系常温硬化型塗料。
【請求項３】
金属材の表面に前処理を施し、
その後、前記金属材の表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗装し、
常温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【請求項４】
金属材の表面に前処理を施し、
その後、前記金属材の表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗装し、
所定時間セッティングし、
低温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【請求項５】
前記金属材は、鋳造品であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【請求項１】
エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有することを特徴とする水系常温硬化型塗料。
【請求項２】
エポキシ樹脂２０〜２５重量％、べんがら１０〜１３重量％、タルク３〜５重量％、酸化亜鉛４〜５重量％、りん酸亜鉛１〜２重量％を含有することを特徴とする水系常温硬化型塗料。
【請求項３】
金属材の表面に前処理を施し、
その後、前記金属材の表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗装し、
常温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【請求項４】
金属材の表面に前処理を施し、
その後、前記金属材の表面に、エポキシ樹脂、べんがら、タルク、酸化亜鉛、りん酸亜鉛を含有する水系常温硬化型塗料を塗装し、
所定時間セッティングし、
低温で所定時間放置して乾燥させることを特徴とする水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【請求項５】
前記金属材は、鋳造品であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の水系常温硬化型塗料の塗装方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１８０３８３（Ｐ２０１０−１８０３８３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８０５（Ｐ２００９−２７８０５）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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