JPS58219969A - 長尺アルミニウム材の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、膜厚が均一で、しかもタレ、気泡跡、クマリ
などの発生が全く訴められない塗膜に仕上□げることが
可能な水性論料による長尺アルミニウム材の塗装方法に
関するものであゐ。

従来、長さが１ｍ以上の長尺アルミニウム材に塗料を塗
装する方法として、水性塗料を充填した塗装浴中に該ア
ルミニウム材を縦にして浸漬したのち引き上げるという
所謂浸漬塗装法が多く採用されている。この浸漬塗装法
は、噴霧塗装法および電着塗装法などに比べて、装置お
よび操作が簡単である。しかしながら、長尺アルミニウ
ム材を単に塗装浴中に浸漬し、引き上げただけでは、そ
の上端部の膜厚は下端部に比べて著しく薄く、塗装膜厚
が不均一であ為。これは、上端部に塗着した塗料が下方
に流れ落ちるためである。この欠陥を改良するために１
畏尺アルミニクムの浸漬および引き上げの速度、塗料粘
度などについて種々検討されているが満足する結果は得
られなかった。

さらに、上記欠陥を解消する方法として、浸漬塗装−と
電着塗装とを併用した塗装法も公知である。

すなわち、水性塗料液内上部のみに電極を配置した浸漬
塗装浴中−被塗物（長尺アルミニウム材）を縦にして浸
漬し、該電極と該被塗物との間に電流を通じて該被塗物
の上端部を電着塗装によって塗装すると同時に１それよ
り下部の被塗面を浸漬塗装によって塗装して、上端部と
それより下部との膜厚不均衡を防止する塗装法である。

本発明者等は上記の浸漬塗装と電着塗装とを併用した塗
装方法について詳細な検討を行なった結果、被塗物上端
部における塗着不良はほぼ改善できたが、依然として種
々の欠陥を有していることが判明した。例えば、通電中
Ｋｌｌ極からガス（水素ガス）が発生し、これが塗装浴
中で気泡となシ、塗装中および被塗物引き上げ中に該気
泡が塗膜に付着もしくは接触して、ｔｌｈ膜にタレや気
泡跡を生離するアミン（中和剤）が浴中に漸次蓄積する
ので、電着塗装による塗着効率が低下する。また、電着
塗装による塗膜の形成機構が浸漬塗装によるものと異な
るので、前者による塗膜のツヤは後者より劣り、塗膜み
観に差異が認められるのである。

さらに、被塗物下端部には浸漬塗装によって塗着した塗
料が流下してたまりを生じ、美観を損なうことがある。

本発明は、浸漬塗装および電着塗装を併用した長尺アル
ミニウム材の塗装方法における上記した欠陥を解消し、
上端部から下噛部にいたる塗膜厚が均一で、気泡によっ
て仕上り性が低下されず、電着塗装塗膜部のツヤピケを
防止し、長期間連続塗装して本アミンが多量に蓄積せず
、しかも、被塗物下端部に塗料のたまりが生じない長尺
アルミニウム材の塗装法を提供することを目的とするも
のである。

すなわち、本発明は、水性塗料液内上部のみに電極を投
入した浸漬塗装浴中に、被塗物である長尺アルミニウム
材を縦にして浸漬し、該電極と該　　）被塗物との間に
電流を通じながら浸漬塗装したのち、該塗装浴から引き
上げて塗膜を加熱硬化させる長尺アルミニウム材の塗装
方法において、該電極を多孔質膿で隔離し、かつ該電極
を塗料液面から、被塗面との極間距離の１／２以内の深
さまで没入し、しかも、上記通電後、非通電下で０．５
分以上塗料液中に浸漬した後に引負上げ、次いで親水性
有機溶剤蒸気濃度が１００〜１５０００ｐｐｍで、温度
が２５〜４０℃であるツ囲り５中で１分以上セツティン
グしてから、塗膜を加熱硬化せしめることを特徴とする
長尺アルミニウム材の塗装方法に関するものである。

本発明において、被塗物である長尺アルミニウム材（以
下、単に「被塗物」と略称する）を浸漬する浸漬塗装浴
槽は、深さが被塗物の縦の長さ以上であって、その内面
は電気的に絶縁されていることが好ましい。そして該塗
装浴槽内には電着塗装が可能な水性塗料が、被塗物の被
塗面部分を該塗料中に浸漬しうるように充填されている
。

被塗物は建材もしくけ構築物などに用いられている線状
、棒状、型状、板状などの形を有する長さが１ｒｌＬ以
上、特に２ｆｉ以上の長尺のアルミニタムもしくけその
合金である。また、水性塗料は、それ自体公知の電着塗
装が可能な塗料であって、例Ａはアクリル枦脂、アルキ
ド樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、加工油などを主
骨格とするビヒクル成分を用いてなるアニオン系もしく
けカチオン系の塗料が好適であるが、本発明では特にこ
れらの組成に限定されない。

本発明において、電着塗装のための電極は、浸漬塗装浴
槽に入れた水性塗料液内上部のみに配置する必要がある
。すなわち、単なる浸漬塗装だけでは塗料液面近傍にあ
る被塗面への塗着が不十分となるので、その塗着不良部
分のみを電着塗装によ〜て塗装するのである。具体的に
は、該電極を、被塗物の長さに関係なく、塗装浴の塗料
液面を基準にして、被塗物から電極までの極間距離の１
／２ないし１／１０　（好ましくは１／２〜１１５）の
長さに相当する深さに至るまで没入するのである。例え
ば、本発明において上記極間距離は１０〜４０倒、特に
２０〜３５倒とすることが好ましいので、これにもとづ
くと、電極は塗料液面から、極間距離の１／２〜１／１
０に相当する１〜２０ｃＩｎの深さに至るまで没入させ
名ことが好すしい。さらに具体的傾け、極間距離を３０
ｃｒｎＫすると、電ｔｉｉＦｉ、塗料液面から１５〜３
倒、好ましくけ１５〜６−の深さまで没入させる必要が
ある。

本発明において、電極をこのように配置し、該電極と被
塗物との間を通電して電着塗装すると、単なる浸漬塗装
では塗着が不十分な被塗物の上端部分への電着が十分に
行なわれ、しかも、それより下方になるにしたがって電
着塗装による塗着が漸減し、一方浸漬塗装による塗着が
漸増するので、全体さして均一な膜厚に塗装することが
できるのである。したがって、塗装浴に没入する電極の
深さが上記したよりも深くなると、浸漬塗装によって十
分に塗着できる被塗面にも電着塗装され、その部分の膜
厚が太き、くなるので好ましくなく、逆にｉｌ！極の没
入深さが上記したよりも浅くなると、本発明の目的が達
成できないめ□である。本発明において使用される電極
は導電性金属であればよく、具体的にはステンレス鋼、
アルミニウム合金が好また、本発明では、通電中忙電極
から発生するガスが気泡上なって被塗面に移行させない
ために、ｐｉｔｓを多孔質膜で隔離しておく必要がある
。電極から発生したガスが気泡きなって被塗面に移行す
ると、塗面に気泡跡や°タレ跡などを形成して好ましく
ないのである。該多孔質膜としては、例えばイオン交換
隔膜、帆布（ポリプロピレン製、ナイロン製、麻製、木
綿製）などがあげられ、これらは電極から発生するガス
が塗料液中で気泡となっても被塗物表面に移行しないよ
うに電極を隔離するのである。このうち、イオン交換隔
膜を用いると、長期間もしくは多量に塗装した場合、樹
脂（ビヒクル成分）の可溶化剤として用いたアミン（中
和剤）などの蓄積を防止できるので好ましい。

本発Ｆ！Ａは、上記のごとく電極を配置してなる浸漬塗
装浴中に１被塗物を縦にして浸漬し、電着塗装および浸
漬塗装の両者によって塗装するのである。

まず、塗装洛中における水性塗料の温度を２５〜４０℃
（好ましくけ３０〜４０℃）に調整し、かつ粘度を塗装
時において５〜１００センチボイズ（好ましくは１０〜
５０センチボイス）忙しておくことが好ましい。

一方、被塗物は、あらかじめ常法により、脱脂、エツチ
ング、電Ｍオたは化成処理のような前処理を行なってお
くトサが好ましい。脱脂は有機溶剤、界面活性剤などで
行なうことができ、エツチングはカセイソーダなどのア
ルカリ中に浸漬することによって行なえ、電解処理は無
機酸または有機酸などの水溶液に浸漬して電解酸化する
ことによって行なえ、そして化成処理はクロム酸、リン
酸またはこれらの塩類の水溶液中に浸漬することによっ
て行なえる。また、電解処理したものは熱水もしくけア
ンモニアアミン類を添加した熱水中に浸漬し、熱処理し
てもさしつかえない。

そして、かかる前処理した被塗物を、塗装浴中に縦吊り
して浸漬したのち、次いで、該被塗物と電極との間に電
流を通じ、浸漬塗装と電着塗装とを行なうのである。ま
ず、塗装浴中への被塗物の浸漬速度は１〜１０ｆｉ／分
が好ましい。そして、浸漬終了後、被塗面２水性塗料と
のなじみをよくするために１非通舞下で０．５分以上、
好ましくは１〜５分浸漬してから通電することが好まし
い。

次いで、電極と被塗物との間に５０〜２００ポルトの電
圧を印蓚し、０．５〜５分間通電を行な９て被塗物上端
部を電着塗装するのである。そして、電着塗装終了後、
通電を止め、０．５分以上、特に好ましくけ１〜５分そ
のままの状態で静置してから、０．５〜５　ｔｎ　７分
の速度で被塗物を塗装浴から引き上げるのである。通電
終了後、通電したまま被塗物を引き上げたり、あるいは
通電を止めてから浴中での被、塗物の静置時間が０．５
分よシ短かくなると、電着塗膜と浸漬塗装塗膜とのツヤ
などが異なるので好ましくない。

塗装浴から引き上げた被塗物の表面には均一な膜厚で塗
料が塗着しているが、時間の経過と共に上部から下部に
向かって塗料が流下し、下部の膜厚が増加し、さらにタ
レ等の異常（クマリ）を生ずるので、それ、を除去する
ために、本発明では、塗装浴から引き上げた被塗物を、
加熱乾燥工程に移す前に、親木性有機溶剤蒸気の濃度が
１００〜１５００”ｐ　ｐ　ｍで、かつ温度が２５〜４
０℃（好ましくけ３０〜４０℃）に保持された雰囲気中
に１１分間以上セツティングし、下部の過剰表塗料を落
下させることが必要である。該親水性有機溶剤は、前記
水性塗料の補助溶剤として用いることができるもの”で
あって、例えばブチルセロソルブ、ジメチルアミノエタ
ノール、ブチルカルピトール、イソプロピルアルコール
、エチレングリコールブチルエーテルなどがあげられる
。該雰囲気は、前記塗装を密閉状態で行なって、水性塗
料中に含まれている親水性有機溶剤の蒸気を捕集するこ
とＫよって容易に形成できる。該雰囲気における親水性
有機溶剤の蒸気濃度は１００〜１５０００ｐｐｍ。

好ましくは５００〜５０００　ｐ　ｐｍであって、かつ
温度を２５〜４０℃Ｋｌｌ整しておく必要がある。

親水性有機病剤蒸気濃度が１’　００　ｐｐｍより少な
くなると下部の過剰膜厚やタレ等の塗面異常および下端
のタマリを除去することが困難となシ、一方１５０００
ｐｐｍよシ多くなると浸漬塗装によって塗着せしめた目
的とする塗膜も流れ落ちるので好ましくない。また、２
５℃より低くなるとタマリを除去することが困難となり
、４０℃よシ高くなると塗着した塗料の表面乾燥が進ん
でタレなどの塗膜異常が発生するので好ましくない。さ
らに、該雰囲気におけゐセツティング時間は１分以上、
好ましくは１〜２０分間であって、１分よシ短かくなゐ
とタマリを十分に防止することができない。

セツティングを行なったのち、加熱して塗膜を硬化させ
るのである。加熱は１３０〜２３０℃で、１０〜３０分
間行なわれるのである。その結果、本発明が目的とする
、厚さ３〜５０＃の均一塗膜が施された長尺アルミニウ
ムが得られるのである。

本発明の塗装方法では電着塗装と浸漬塗装とを併用して
いるが、前者による塗装はごく一部であるために、後者
による塗装法自体が有する利点（塗装設備費がφ□く、
塗装浴の管理が比較的容易、塗装作業が簡単）のすべて
を享受でき、特に１塗装浴の管理は固形分含量（不揮発
分）および粘度−にもとづいて行なえばよく、電着塗装
浴の管理項目（例えば、ｐＨ１電導度、アミン濃度など
）を考慮する必要は殆どないのである。さらに、被塗物
の上端部から下端部にいたるまでの膜厚が均一であって
、下端部に塗料のタマリが認められず、し、かも電着塗
装によって塗着した部分と浸漬塗装によって塗着し九部
分とにおいて、ツヤなどの差異は全く認められないので
ある。

次ＫＳ実施例および比較例をあげて、本発明を更に説明
する。なお、部、％は重量にもとづいている。

実施例１ 長さ６情、巾１０ａ＋ｓ、厚さ１．５−のＪＩＳ　　Ｈ
４１００で規定されているＡ６０６３Ｓアルミニクム合
金押出形材を、工業用洗剤で脱脂し、５５亡に加温した
１０％カセイソーダ水溶液中に４分間浸漬してエツチン
グ処理したのち、陽極酸化処理し、次いで、９０〜９５
℃の温水に浸漬して封孔処理せしめたものを被塗物とし
た。

一方、内面を絶縁した塗装浴槽に１水溶性のアクリル樹
脂およびメラミン樹脂をビヒクル成分とし、かつ親水性
有機溶剤さしてブチルセロソルブ２０％ニゲチルカルピ
トール２％およびイソプロピルアルコール１％を含有さ
せてなる不揮発分１５％の水性塗料を入れ、３５〜３７
℃に調整した。同温度における該塗料の粘度は３６セン
チボイズであった。

次に１前記被塗物を縦にして上記塗装浴中に速度５ｍ／
分で、液面上に５ａ＋ｌＩｌすように浸漬し喪。

該塗装浴には、長さ１６ｃｍのステンレス製電極を、塗
料液面上３αを残し液面から１３ｃｍの深さまで塗装浴
中に浸漬し、そして被塗物までの距離（極間距離）を３
０３にした。被塗物を浸漬してから塗料と被塗物表面と
をなじませるために１分間静置してから、上記電極を陰
極として１２０ボルトの直流電圧を印暮し、電流を１分
間通じた後、通電を止めて１．５分間静置し、次いでｌ
　ｍ　７分（の速度で被塗物を塗装浴から引き上げた。

なお、電極は、イオン交換樹脂からなる隔膜で隔離して
おいた。

塗装浴から引き上げ九被塗物を、該塗装浴から揮散した
親水性有機溶剤の蒸気を捕集してなるセツティングゾー
ン（該有機溶剤蒸気濃度１３００ｐｐ”ｓ温度３４℃）
内でｌＯ分開放置し九のち、１７０℃で３０分間焼付け
た。

実施例２ 水性塗料とじてアクリル樹脂−アルキド樹脂−メラミン
樹脂をビヒクル成分とする塗料を用い（その他の族１分
は実施例１と同じ）極間距離を２０５１１とし、電極を
塗料液面から１０５１の深さまで浸漬し、通電を止めて
からの静置時間を１分間とし、セツティングゾーンにお
ける親水性有機溶剤蒸気濃度を２０００　ｐｐｍＫＬ、
該セツティングゾーン内温度を３８℃にした以外は実施
例１と同様にして行なった。

比較例１ 電極を隔膜で隔離し々い点を除いてすべて実施例１と同
様な条件で塗装を行なった。

比較例２ 電極を塗料液面から２０ＣＩ＋＋の深さまで浸漬した以
外はすべて実施例１と同様な条件で塗装を行な−た。

比較例３ 通電を止めてから０．４分以内に被塗物を引き上げ九以
外は実施例１と同様な条件で塗装を行なった。

比較例４ 塗装浴から引き上げた被塗物を、溶剤蒸気を殆ど舎壕な
い（８０ｐｐｍ以下）雰囲気中（温度３４℃）で１０分
間セツティングした以外は実施例１と同様な条件で行な
った。

比較例５ 長さ２情、中ｌＯ副、厚さ１．５−のＡ　６０６３５ア
ルミニクム合金押出形材を、実施例１と同様Ｋ、表面処
理し、・実施例１で用いた塗装洛中（４０℃）Ｋ浸漬し
た。

被塗物を塗装浴に４　ｍ　７分の速度で塗料液面上３倒
を残す深さに浸漬した。一方、長さ２０ｃＩＩ４のステ
ンレス製電極を塗料液面上３ｃｍを残す深さに浸漬し、
被塗物に陽極として極間距離１００１で５０ボルトの直
流電圧を印加し、３０秒間通電した。次いで、０．４分
以内に１．５ｔｎ１分の速度で被塗物を塗装浴から引き
上げ、常温で８分間液切シ、および中ツテイングしてか
ら、２００℃で２５分間焼付は九。

性能試験結果 上記実施例および比較例で得た被塗物の塗膜性能は第１
表に示したとおりであった。

（※１）膜゛厚：被塗物の各部分における塗膜の厚さを
測定した結果である。「上部」祉塗装浴中に没した被塗
物の最上部から下方へ１０ｃｙａまでの部分の平均膜厚
、「中部」は被塗物の中央部の縦方向１０ｍの範囲にお
ける平均膜厚、「上部」は被塗物の最下端から上方へ１
０ｍまでに至る部分の平均膜厚、「差」は測定し九膜厚
のうち最大厚さから最低厚さを差し引いた膜厚である。

（壷２）塗面：形成した塗面の状態を目視によって観察
した結果であシ、「ツヤ」は電着塗装部分と浸漬塗装部
分とにツヤの差異の有無にりいて観察した結果であり、
「タマリ」は被塗物の最下端部に塗料の流下によるクマ
リの有無にりいて観察した結果であシ、「他」はこれら
以外についての観察結果である。“

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水性塗料液内上部のみに電極を没入した浸漬塗装洛中に
   、被塗物である長尺アルミニウム材を縦にして浸漬し、
   該、電極と該被塗物との間に電流を通じながら浸漬塗装
   したのち、該塗装浴から引き上げてＩＮＩＦを加熱硬化
   させる長尺アルミニウム材の塗装方法において、該電極
   を多孔質膜で隔離し、かつ該電極を塗料液面から、被塗
   面との極間距離の１／２以内の深さまで没入し、しかも
   、上記通電後、非通電下で０．５分以上塗料液中に浸漬
   した後に引き上げ、次いで親木性有機溶剤蒸気濃度が１
   ００〜１５０００　ｐｐｍで、温度が２５〜４０℃であ
   る雰囲気中で１分以上セツティングしてから、塗膜を加
   熱硬化せしめることを特徴とする長尺アルミニウム材の
   塗装方法。