JP2001246312A

JP2001246312A - 複層塗膜形成法

Info

Publication number: JP2001246312A
Application number: JP2000061311A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakao; 泰志中尾; Shigeru Nakamura; 茂中村
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車外板部などの被塗物に、第１着色ベ−ス
塗料、第２着色ベ−ス塗料及びクリヤ塗料を塗装して複
層塗膜を形成する方法に関する。【構成】被塗物に第１着色ベ−ス塗料（Ａ）を塗装し、
その塗膜を硬化させることなく、第２着色ベ−ス塗料
（Ｂ）を塗装し、該塗料（Ｂ）の塗膜のゲル分率が５〜
９５重量％になるように半硬化させてから、クリヤ塗料
（Ｃ）を塗装した後、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、第１着色ベ−ス塗料、第２着色ベ−ス塗料及
びクリヤ塗料を塗装して複層塗膜を形成する方法に関す
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
上塗り複層塗膜を形成する方法として、例えば、第１着
色ベ−ス塗料、第２着色ベ−ス塗料及びクリヤ塗料をウ
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（３
Ｃ１Ｂ）、第１着色ベ−ス塗料及び第２着色ベ−ス塗料
を塗装後、加熱して両塗膜を完全硬化してからクリヤ塗
料を塗装し、再び加熱してクリヤ塗膜を硬化せしめる３
コ−ト２ベイク方式（３Ｃ２Ｂ）などは公知である。し
かしながら、３Ｃ１Ｂは、塗膜の加熱は１工程であるた
めに省エネであるが、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、３Ｃ２
Ｂは２回の加熱工程が必要になり、しかも第２着色ベ−
ス塗料塗膜とクリヤ塗料塗膜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、第２着色ベ−ス塗料の
塗膜のゲル分率が５〜９５重量％になるように硬化させ
た後に、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、被塗物に第１着色ベ
−ス塗料（Ａ）を塗装し、その塗膜を硬化させることな
く、第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）を塗装し、該塗料（Ｂ）
の塗膜のゲル分率が５〜９５重量％になるように半硬化
させてから、クリヤ塗料（Ｃ）を塗装した後、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方法について
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
の被塗物の材質は金属製又はプラスチック製である。

【０００７】被塗物に第１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】第１着色ベ−ス塗料（Ａ）は、第２着色ベ
−ス塗料（Ｂ）に先立ち、被塗物に塗装する塗料であっ
て、樹脂組成物、着色顔料を含む塗料であって、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、その形態は有機溶剤系であることが好まし
い。

【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ソリッド調、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
として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】第１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１０〜３
０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塗装するこ
とができる。

【００１２】本発明では、被塗物に第１着色ベ−ス塗料
（Ａ）を塗装し、その塗膜を硬化させることなく（例え
ば、ゲル分率５重量％以下）、未硬化塗面に、第２着色
ベ−ス塗料（Ｂ）を塗装する。

【００１３】第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）は、第１着色ベ
−ス塗料（Ａ）の未硬化塗膜面に塗装する塗料であり、
具体的には、樹脂組成物、着色顔料を含む有機溶剤系の
ソリッドカラ−塗料、メタリック塗料及び干渉模様塗料
などを適用することができる。この第２着色ベ−ス塗
料（Ｂ）を塗装することによって、得られる複層塗膜の
平滑性や鮮映性などを向上することができる。

【００１４】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。

【００１５】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ソリッド調、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
として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。

【００１６】第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）は、例えば、塗
装時固形分含有率を１０〜５０重量％、粘度を１０〜３
０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−などにより第１着色ベース塗料
（Ａ）の未硬化塗面に塗装することができる。

【００１７】本発明の複層塗膜において、第２着色ベ−
ス塗料（Ｂ）の塗膜自体は、着色不透明又は着色透明、
着色半透明のいずれでも差し支えない。

【００１８】本発明では、第１着色ベース塗料（Ａ）の
未硬化塗面に、第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）を塗装し、そ
の塗膜のゲル分率が５〜９５重量％、好ましくは２０〜
７５重量％になるように硬化させてから、クリヤ塗料
（Ｃ）を塗装することが必要である。第２着色ベ−ス塗
料（Ｂ）の塗膜のゲル分率が５重量％より低くなるとク
リヤ塗料（Ｃ）の塗膜がタレやすくなり、一方、９５重
量％より高くなると第２着色ベース塗料（Ｂ）塗膜とク
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。

【００１９】第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）の塗膜のゲル分
率を上記した範囲内に含まれるよう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塗料であれば活
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。

【００２０】ゲル分率は、ブリキ板又はガラス板などに
第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）を硬化塗膜で２０〜５０μｍ
の膜厚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。

【００２１】第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）の塗膜をこのよ
うに半硬化せしめることにより、従来の３Ｃ１Ｂに比べ
て、クリヤ塗料（Ｃ）を硬化塗膜で３０μｍ以上の厚膜
に塗装してもタレることななく、しかも３Ｃ２Ｂ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。

【００２２】第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）を塗装し、その
塗膜を上記のようにして半硬化させるてから、その塗面
にクリヤ塗料（Ｃ）を塗装する。

【００２３】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などは、上記の第１着色ベ−
ス塗料（Ａ）及び第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）で例示した
ものが好適に使用できる。

【００２４】クリヤ塗料（Ｃ）は、例えば、塗装時固形
分含有率を１０〜６０重量％、粘度を１０〜４０秒（フ
ォ−ドカップ＃４／２０℃）に調整し、硬化塗膜で２０
〜６０μｍになるように、静電塗装、エアスプレ−、エ
アレススプレ−などにより未硬化の第２着色ベース塗料
（Ｂ）の未硬化塗面に塗装することができる。

【００２５】本発明では、第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）を
塗装した後、クリヤ塗料（Ｃ）を塗装する前に、第２着
色ベ−ス塗料（Ｂ）の塗膜のゲル分率が５〜９５重量
％、好ましくは２０〜７５重量％になるように半硬化せ
しめることが必要である。第２着色ベ−ス塗料（Ｂ）の
塗膜のゲル分率が５重量％より低くなるとクリヤ塗料
（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。

【００２６】上記のようにしてクリヤ塗料（Ｃ）を塗装
し、室温で１〜１０分程度放置してから、１００〜１７
０℃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。

【００２７】

【発明の効果】本発明の特徴は、クリヤ塗料（Ｃ）を塗
装するにあたり、その被塗面である第２着色ベ−ス塗料
（Ｂ）の塗膜を、あらかじめゲル分率が５〜９５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、
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、平滑
性、鮮映性などが向上した。

【００２８】

【実施例】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。

【００２９】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。

【００３０】（２）第１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）、チタン白顔料７
０部及びカ−ボンブラック１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。

【００３１】（３）第２着色ベース塗料（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）、チタン白顔料
３０部及びカ−ボンブラック０．５部ををソルベッソ１
００／ソルベッソ１５０（いずれもコスモ石油社製、商
品名、芳香族炭化水素系溶剤）＝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４
０％、粘度２０秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）に調
整した。

【００３２】（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。

【００３３】２．実施例及び比較例実施例１被塗物に第１着色ベ−ス塗料（Ａ）（ａ）を２５μｍの
膜厚に塗装し、室温で２分間放置してから（ゲル分率０
％）、この塗面に第２着色ベース塗料（Ｂ）（ａ）を２
０μｍの膜厚に塗装し、室温で２分間放置してから、１
００℃で１５分間加熱して、第２着色ベース塗料（Ｂ）
の塗膜のゲル分率が６０％になるように半硬化せしめ
た。ついで、この半硬化せしめた塗面に、クリヤ−塗料
（Ｃ）ａ）を４５μｍ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。得られた複層塗膜の性能試験を行なった結果、厚膜
塗装性は良好、層間付着性は良好、仕上がり外観は良好
であった。

【００３４】比較例１被塗物に第１着色ベ−ス塗料（Ａ）（ａ）を２５μｍの
膜厚に塗装し、室温で２分間放置してから、第２着色ベ
ース塗料（Ｂ）（ａ）を２０μｍの膜厚に塗装し、室温
で２分間放置してから、クリヤ−塗料（Ｃ）ａ）を４５
μｍ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。得られた複層
塗膜の性能試験を行なった結果、厚膜塗装性は不良、層
間付着性は不良、仕上がり外観は不良であった。

【００３５】性能試験方法は下記のとおりである。

【００３６】厚膜塗装性：第１着色ベース塗料（Ａ）の
塗面（未硬化又は半硬化）に第２着色ベース塗料（Ｂ）
を膜厚３０μｍに塗装し、１４０℃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着色ベ
ース塗料（Ｂ）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。

【００３７】層間付着性：得られた複層塗膜を素地に達
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着色ベース塗膜と第
２着色ベース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、ゴバン目塗膜が１個以上剥離したもの
を不良とした。

【００３８】仕上り外観：得られた複層塗膜の表面面を
目視で評価した。鮮映性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

【特許請求の範囲】

【請求項１】被塗物に第１着色ベ−ス塗料（Ａ）を塗装
し、その塗膜を硬化させることなく、第２着色ベ−ス塗
料（Ｂ）を塗装し、該塗料（Ｂ）の塗膜のゲル分率が５
〜９５重量％になるように半硬化させてから、クリヤ塗
料（Ｃ）を塗装した後、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。