JP2001046951A - 複層塗膜形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車外板部などの被塗物に、着色ベ−ス塗
料、第１クリヤ塗料及び第２クリヤ塗料を塗装する複層
塗膜形成法に関する。 【構成】被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）を塗装し、その
未硬化塗面に第１クリヤ塗料（Ｂ）を塗装し、少なくと
も第１クリヤ塗料（Ｂ）塗膜のゲル分率が５〜９５重量
％になるように硬化させてから、第２クリヤ塗料（Ｃ）
を塗装し、次いで加熱して上記３層塗膜を同時に硬化さ
せることを特徴とする複層塗膜形成法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車外板部などの
被塗物に、着色ベ−ス塗料、第１クリヤ塗料及び第２ク
リヤ塗料を塗装する複層塗膜形成法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】自動車外板部などの被塗物に
上塗複層塗膜を形成する方法として、例えば、着色ベ−
ス塗料、第１クリヤ塗料及び第２クリヤ塗料をウエット
オンウエットで塗装して、次いで加熱してこれらの塗膜
を同時に硬化せしめる３コ−ト１ベイク方式（３Ｃ１
Ｂ）、着色ベ−ス塗料及び第１クリヤ塗料を塗装後、加
熱して両塗膜を硬化してから第２クリヤ塗料を塗装し、
再び加熱硬化して３層塗膜を形成する３コ−ト２ベイク
方式（３Ｃ２Ｂ）などは公知である。しかしながら、３
Ｃ１Ｂは、塗膜の加熱は１工程であるために省エネであ
るが、第２クリヤ塗料を厚膜（４０μｍ以上）に塗装す
るとタレやすいという欠陥があり、３Ｃ２Ｂは２回の加
熱工程が必要になり、しかも第１クリヤ塗料と第２クリ
ヤ塗料との層間付着性が十分でないなどの欠陥を有して
いる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記３Ｃ
１Ｂ及び３Ｃ２Ｂにおける欠陥を解消することであり、
その特徴は、３Ｃ１Ｂにおいて、少なくとも第１クリヤ
塗料塗膜のゲル分率が５〜９５重量％になるように硬化
させてから、第２クリヤ塗料を塗装することであって、
それによって目的が達成でき、本発明を完成した。

【０００４】すなわち、本発明は、被塗物に着色ベ−ス
塗料（Ａ）を塗装し、その未硬化塗面に第１クリヤ塗料
（Ｂ）を塗装し、少なくとも第１クリヤ塗料（Ｂ）塗膜
のゲル分率が５〜９５重量％になるように硬化させてか
ら、第２クリヤ塗料（Ｃ）を塗装し、次いで加熱して上
記３層塗膜を同時に硬化させることを特徴とする複層塗
膜形成法に関する。

【０００５】以下、本発明の複層塗膜形成法について詳
細に説明する。

【０００６】被塗物は、特に制限されないが、自動車や
電気製品の外板部などが適している。自動車外板部とし
ては、例えば、乗用車、軽自動車、バス、トラックなど
のボンネットフ−ド、ル−フ、トランクリッド、フェン
ダ−、バンパ−及びドア外側などがあげられる。これら
の被塗物は、金属製又はプラスチック製である。

【０００７】被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）を塗装する
に先立ち、これらの被塗物にカチオン電着塗料などの下
塗塗料及び中塗塗料などを塗装し、その塗膜を硬化して
おくことが好ましい。

【０００８】着色ベ−ス塗料（Ａ）は、第１クリヤ塗料
（Ｂ）に先立ち、被塗物に塗装する塗料であって、樹脂
組成物、着色顔料及び有機溶剤を必須成分として含有す
る有機溶剤系液状塗料であって、ソリッドカラ−塗料、
メタリック塗料及び干渉模様塗料などが包含される。

【０００９】樹脂組成物は、水酸基、カルボキシル基、
エポキシ基などの官能基を有するアクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂と、これらの
官能基と反応しうるメラミン樹脂、尿素樹脂、ブロック
ポリイソシアネ−ト化合物、カルボキシル基含有化合
物、エポキシ基含有化合物などの架橋剤とからなる熱硬
化性樹脂組成物が好適である。基体樹脂と物架橋剤との
比率は、該両成分の合計固形分重量を基準に、前者は５
０〜９０％、特に６０〜８０％、後者は５０〜１０％、
特に４０〜２０％が適している。

【００１０】着色顔料としてソリッドカラ−顔料、メタ
リック顔料及び干渉模様顔料などがあげられる。ソリッ
ドカラ−用顔料として、例えば、酸化チタン、亜鉛華、
カ−ボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッ
ド、クロムエロ−、酸化クロム、プルシアンブル−、コ
バルトブル−などの無機顔料；アゾ顔料、フタロシアニ
ン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレ
ン系顔料、ペリレン顔料などの有機顔料；メタリック用
顔料としてりん片状のアルミニウム、雲母状酸化鉄な
ど；干渉模様顔料として雲母、金属酸化物で表面被覆し
た雲母などが包含される。これらの顔料は単独で、また
は２種以上併用することができる。これらの着色顔料の
配合量は目的とする色調、メタリック感、干渉模様によ
って任意に選択でき、制限は特にない。有機溶剤は上記
の樹脂組成物及び着色顔料を混合分散できるものであれ
ばよく、炭化水素系、エステル系、エ−テル系、アルコ
−ル系及びケトン系などの通常の塗料用溶剤が使用でき
る。

【００１１】着色ベ−ス塗料（Ａ）は上記の樹脂組成物
及び着色顔料を有機溶剤に常法により混合分散せしめる
ことによって調製できる。

【００１２】第１クリヤ塗料（Ｂ）及び第２クリヤ塗料
（Ｃ）は、樹脂組成物及び有機溶剤を必須成分とし、さ
らに必要に応じて着色顔料を含有させてなる無色透明又
は有色透明の塗膜を形成する熱硬化性塗料が好適に使用
できる。これらの樹脂組成物、有機溶剤及び着色顔料
は、着色ベ−ス塗料（Ａ）で例示したものが適してい
る。第１クリヤ塗料（Ｂ）及び第２クリヤ塗料（Ｃ）で
使用される樹脂組成物や有機溶剤の組成は、同一塗装ラ
インにおいて同じか又は異なっていても、いずれでもよ
い。

【００１３】また、第１クリヤ塗料（Ｂ）として、水酸
基などの活性水素を含有するアクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂と、ポリイソシア
ネ−ト化合物などの架橋剤とからなる室温〜１００℃の
温度で硬化する組成物や、重合性不飽和結合を有するア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などの基
体樹脂と重合性不飽和単量体とからなる活性エネルギ−
（電子線、紫外線など）の照射により硬化する重合性不
飽和樹脂組成物を含有せしめたクリヤ塗料も使用するこ
とができる。

【００１４】本発明の複層塗膜は、被塗物に着色ベ−ス
塗料（Ａ）を塗装し、その未硬化塗面に第１クリヤ塗料
（Ｂ）を塗装し、少なくとも第１クリヤ塗料（Ｂ）塗膜
のゲル分率が５〜９５重量％になるように硬化させてか
ら、第２クリヤ塗料（Ｃ）を塗装し、次いで、加熱して
この３層塗膜を同時に硬化させることにより形成され
る。

【００１５】着色ベ−ス塗料（Ａ）は、例えば、塗装時
固形分含有率を１０〜５０重量％、粘度を１０〜３０秒
（フォ−ドカップ＃４／２０℃）に調整し、硬化塗膜で
１０〜４０μｍになるように、静電塗装、エアスプレ
−、エアレススプレ−などにより被塗物にに塗装するこ
とができる。この塗装された塗膜を、室温で１〜２０分
放置してから、第１クリヤ塗料（Ｂ）を塗装することが
好ましい。

【００１６】第１クリヤ塗料（Ｂ）は、塗装時固形分濃
度を１０〜６０重量％、粘度を１０〜４０秒（フォ−ド
カップ＃４／２０℃）に調整しておき、これをベ−ス塗
料（Ａ）の未硬化塗面に、静電塗装、エアスプレ−、エ
アレススプレ−などにより、硬化塗膜で２０〜５０μｍ
になるように塗装することが好ましい。

【００１７】本発明では、着色ベ−ス塗料（Ａ）及び第
１クリヤ塗料（Ｂ）を塗装した後、しかも第２クリヤ塗
料（Ｃ）の塗装前に、少なくとも第１クリヤ塗料（Ｂ）
の塗膜のゲル分率が５〜９５重量％、好ましくは２０〜
７５重量％になるように硬化せしめることが必要であ
る。第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗膜のゲル分率が５重量％
より低くなると第２クリヤ塗料（Ｃ）の塗装塗膜がタレ
やすくなり、一方、９５重量％より高くなると第２クリ
ヤ塗料（Ｃ）塗膜との層間付着性などが低下するので、
いずれも好ましくない。

【００１８】第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗膜を、上記範囲
のゲル分率に硬化せしめる方法は、使用される樹脂組成
物によって任意に選択できる。例えば、熱硬化性組成物
であれば約１００〜１７０℃の温度で適宜の時間加熱す
る、室温で硬化する樹脂組成物であれば室温〜１００℃
以下の温度で適宜の時間放置する、重合性不飽和樹脂組
成物を使用したクリヤ塗料（Ｂ）であれば活性エネルギ
−線を適宜照射することによって容易に行うことができ
る。第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗膜をこのようにゲル化す
る工程において、その下層に隣接する着色ベ−ス塗料
（Ａ）の塗膜がそれと同時に硬化しても差支えない。

【００１９】ゲル分率は、ブリキ板又はガラス板などの
被塗物に第１クリヤ塗料（Ｂ）を硬化塗膜で２０〜５０
μｍになるように塗装し、目的とするゲル分率なるよう
に上記した適宜の方法で硬化せしめてから、被塗物から
その塗膜をカッタ−などで剥離し、それをアセトン入
れ、還流温度で３時間抽出を行ない、乾燥した後、（抽
出後の塗膜重量／抽出前の塗膜重量）×１００により、
算出したものである。このようにしてクリヤ塗料（Ｂ）
の塗膜を部分的に硬化せしめることにより、従来の３Ｃ
１Ｂに比べて第２クリヤ塗料（Ｃ）を硬化塗膜で３０μ
ｍ以上の厚膜に塗装してもタレることななく、また３Ｃ
２Ｂに比べて加熱工程が少なくなったので省エネが実現
でき、しかも層間付着性が向上したなどの効果が得られ
る。着色ベ−ス塗料（Ａ）及び第１クリヤ塗料（Ｂ）を
塗装し、上記のように部分的に硬化してなる第１クリヤ
塗料（Ｂ）の塗面に、第２クリヤ塗料（Ｃ）を塗装す
る。

【００２０】第２クリヤ塗料（Ｃ）の組成は上記したと
おりであって、その塗装時固形分濃度を２０〜６０重量
％、粘度を１０〜６０秒（フォ−ドカップ＃４／２０
℃）に調整しておき、これを第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗
面に、硬化塗膜を基準に１０〜５０μｍになるように、
静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などにより
塗装する。ついで、室温で１〜１０分程度放置してか
ら、１００〜１７０℃で１０〜４０分加熱して、３層塗
膜を同時に硬化させることにより、本発明の目的とする
複層塗膜が得られる。

【００２１】

【本発明の効果】本発明の特徴は、第２クリヤ塗料
（Ｃ）の塗装前に、着色ベ−ス塗料（Ａ）の塗面に塗装
した第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗膜を、ゲル分率が５〜９
５重量％になるように硬化させておくところにある。そ
の結果、第２クリヤ塗料（Ｃ）を３０μｍ以上の厚膜に
塗装してもタレることがなく、しかも３層塗膜の層間付
着性が向上した。

【００２２】以下に、本発明に関する実施例及び比較例
について説明する。部及び％はいずれも重量部を基準に
しており、塗膜の膜厚は硬化塗膜についてである。

【００２３】１．試 料 （１）被塗物 鋼板（大きさ１００×１５０×０．８ｍｍ）にカチオン
電着塗料（「エレクロン９８００」関西ペイント（株）
製、商品名、ポリアミン変性エポキシ樹脂、ブロックポ
リイソシアネ−ト系）及び中塗塗料（「ル−ガベ−クＴ
Ｐ−３７」関西ペイント（株）製、商品名、ポリエステ
ル樹脂、メラミン樹脂系有機溶剤型）を塗装し、それぞ
れ加熱硬化した。

【００２４】（２）着色ベ−ス塗料（Ａ） ａ）：水酸基含有アクリル樹脂（数平均分子量１５００
０、水酸基価５０、酸価４）７５部、メチル・ブチル混
合エ−テル化メラミン樹脂（「ユ−バン２０ＳＥ」三井
東圧社製、商品名）２５部（固形分）、アルミニウムペ
−スト（東洋アルミニウム製、「アルミペ−スト４９１
９」、商品名）４部及びカ−ボンブラック３部を、酢酸
エチル／トルエン＝５０／５０（重量比）からなる混合
溶剤に混合分散し、塗装時の固形分含有率を４０％、粘
度を３０秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）に調整し
た。

【００２５】（３）第１クリヤ塗料（Ｂ） ａ）：水酸基含有アクリル樹脂（数平均分子量１０００
０、水酸基価１００、酸価５）８０部（固形分）及び
「ユ−バン２０ＳＥ」２０部（固形分）をソルベッソ１
００／ソルベッソ１５０＝５０／５０（重量比）からな
る混合溶剤に混合溶解し、塗装時固形分含有率４０％、
粘度２０秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）に調整し
た。

【００２６】（４）クリヤ−塗料（Ｃ） ａ）：水酸基含有アクリル樹脂（数平均分子量１２００
０、水酸基価１１０、酸価５）８０部（固形分）及び
「ユ−バン２０ＳＥ」２０部（固形分）をソルベッソ１
００／ソルベッソ１５０＝５０／５０（重量比）からな
る混合溶剤に混合溶解し、塗装時固形分含有率４０％、
粘度２０秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）に調整し
た。

【００２７】２．実施例及び比較例 実施例 １ 被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）ａ）を１５μｍの膜厚に
塗装し、室温で２分間放置してから、その未硬化塗面に
クリア塗料（Ｂ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装した。つ
いで、１００℃で１５分間加熱して、クリヤ塗膜を部分
的に硬化せしめた。１００℃で１５分間加熱してなる膜
厚３０μｍのクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗膜のゲル分率は
６５重量％であった。このクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗面
に、クリヤ−塗料（Ｃ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装し
た後、１４０℃で３０分間加熱して、この３層塗膜を同
時に硬化せしめた。

【００２８】比較例 １ 被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）ａ）を１５μｍの膜厚に
塗装し、室温で２分間放置してから、その未硬化塗面に
クリア塗料（Ｂ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装し、室温
で２分間放置した。この室温で２分間放置した膜厚３０
μｍのクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗膜のゲル分率は０重量
％であった。このクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗面に、クリ
ヤ−塗料（Ｃ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装した後、１
４０℃で３０分間加熱して、この３層塗膜を同時に硬化
せしめた。

【００２９】比較例 ２ 被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）ａ）を１５μｍの膜厚に
塗装し、室温で２分間放置してから、その未硬化塗面に
クリア塗料（Ｂ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装した。つ
いで、１４０℃で３０分間加熱して、クリヤ塗膜を完全
に硬化せしめた。１４０℃で３０分間加熱してなる膜厚
３０μｍのクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗膜のゲル分率は１
００重量％であった。このクリア塗料（Ｂ）ａ）の塗面
に、クリヤ−塗料（Ｃ）ａ）を３０μｍの膜厚に塗装し
た後、１４０℃で３０分間加熱して硬化せしめた。

【００３０】３．性能試験結果 実施例及び比較例で得られた複層塗膜の性能試験結果を
表１に示した。表１における性能試験方法は下記のとお
りである。

【００３１】

【表１】

【００３２】厚膜塗装性：第１クリヤ塗料（Ｂ）の塗面
に第２クリヤ塗料（Ｃ）を膜厚３０μｍに塗装し、１４
０℃で３０分間加熱して硬化してなる塗膜面を観察した
結果であり、第２クリヤ塗料（Ｃ）のタレなどが発生し
ていないものを良好、タレなどが発生しているものを不
良とした。

【００３３】層間付着性：素地に達するようにカッタナ
イフで切り込み線を入れて１ｍｍ×１ｍｍのゴバン目を
１００個作り、その塗面に粘着セロハンテ−プを貼着
し、それを急激に剥離した跡に残っているゴバン目塗膜
を観察した。第１クリヤ塗膜と第２クリヤ塗膜との層間
に塗膜の剥離が全く認められないものを良好、１個以上
剥離したものを不良とした。

【００３４】仕上り外観：目視で評価した。光沢及び平
滑性がすぐれているものを良好、これらが劣るものを不
良とした。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗物に着色ベ−ス塗料（Ａ）を塗装し、
   その未硬化塗面に第１クリヤ塗料（Ｂ）を塗装し、少な
   くとも第１クリヤ塗料（Ｂ）塗膜のゲル分率が５〜９５
   重量％になるように硬化させてから、第２クリヤ塗料
   （Ｃ）を塗装し、次いで加熱して上記３層塗膜を同時に
   硬化させることを特徴とする複層塗膜形成法。