JP2002177872A - 塗膜形成方法およびそれから得られる塗膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車車体等の電着塗装された素材を塗装する
際の、中塗り塗料、ベース塗料およびクリアー塗料を塗
布し、同時に加熱硬化させる、いわゆる３コート１ベー
ク方法において、優れた耐チッピング性を有する塗膜形
成方法を提供する。 【解決手段】電着塗装された素材の上に、マイカ粉を含
有することを特徴とする中塗り塗料を塗布して未硬化の
中塗り塗膜を形成する工程（１）、上記工程（１）で得
られた未硬化の中塗り塗膜上に、ベース塗料を塗布して
未硬化のベース塗膜を形成する工程（２）、上記工程
（２）で得られた未硬化のベース塗膜上にクリアー塗料
を塗布して未硬化のクリアー塗膜を形成する工程（３）
および、上記工程（３）で得られた未硬化の中塗り塗
膜、ベース塗膜およびクリアー塗膜を同時に加熱硬化さ
せる工程（４）からなる塗膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体等の塗
装に用いられる中塗り塗料を塗布した後、ウェット・オ
ン・ウェット塗装によってベース塗料およびクリアー塗
料を塗布して塗膜を形成させる、いわゆる３コート１ベ
ーク方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体の塗膜は、通常、電着塗膜、
中塗り塗膜および上塗り塗膜からなる多層塗膜である。
このような多層塗膜を得るための塗装工程として、素材
に対して電着塗装により下塗り塗装した後、加熱硬化さ
せて電着塗膜を形成し、その上に中塗り塗装して加熱硬
化させて中塗り塗膜を形成した後、さらに、その上に上
塗り塗装して加熱硬化させて上塗り塗膜を形成するとい
う、下塗り塗装、中塗り塗装及び上塗り塗装を各塗装後
に各々加熱硬化する方法が一般的である。

【０００３】ここで、上塗り塗装として、ベース塗装及
びクリアー塗装を用いる場合には、加熱硬化させて得ら
れた中塗り塗膜上に、ベース塗料及びクリアー塗料をウ
ェット・オン・ウェット塗装によって塗装した後、一度
に加熱硬化させる、いわゆる３コート２ベーク方法が行
われている。このような３コート２ベーク方法は塗装工
程が長くなり、エネルギー消費量が多いため、トータル
コストが高いという問題点があった。また、近年、省資
源、省エネルギーの観点から、問題が指摘されていた。

【０００４】特開平１０−５６８０号公報には、中塗り
塗料及び／又はメタリックベース塗料として架橋性重合
体微粒子（ミクロゲル）を添加したものを使用して、中
塗り塗料を塗布し、ウェット・オン・ウェット塗装によ
ってメタリックベース塗料及びクリアー塗料を塗布し、
中塗り塗料、メタリックベース塗料及びクリアー塗料を
同時に加熱硬化させる、いわゆる３コート１ベーク方法
が開示されている。この架橋性重合体微粒子（ミクロゲ
ル）は、塗装の界面において各塗料が混和して境界面が
不明瞭となることを防止することを目的として添加され
ているものであり、鮮映性や光沢性の高い塗膜外観が得
られる。

【０００５】しかしながら、この３コート１ベーク方法
によって得られた塗膜は、各塗装の界面が強い相互作用
で結合し、あたかも単一塗膜のような挙動を示すため、
従来の３コート２ベーク方法によって得られる塗膜のよ
うに、塗膜にかかる外力を各塗膜や、その層間によって
緩和することができず、耐チッピング性が低下する傾向
にあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車車体
等の電着塗装された素材を塗装する際の、中塗り塗料、
ベース塗料およびクリアー塗料を塗布し、同時に加熱硬
化させる、いわゆる３コート１ベーク方法において、優
れた耐チッピング性を有する塗膜形成方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電着塗装され
た素材の上に、中塗り塗料を塗布して未硬化の中塗り塗
膜を形成する工程（１）、上記工程（１）で得られた未
硬化の中塗り塗膜上に、ベース塗料を塗布して未硬化の
ベース塗膜を形成する工程（２）、上記工程（２）で得
られた未硬化のベース塗膜上にクリアー塗料を塗布して
未硬化のクリアー塗膜を形成する工程（３）および、上
記工程（３）で得られた未硬化の中塗り塗膜、ベース塗
膜およびクリアー塗膜を同時に加熱硬化させる工程
（４）からなる塗膜形成方法であって、上記中塗り塗料
が、マイカ粉を含有することを特徴とする塗膜形成方法
である。

【０００８】ここで、中塗り塗料の固形分に含まれるマ
イカ粉は、０．５〜１５重量％であることが好ましい。
また、マイカ粉は、その表面に金属酸化物および／また
は水和金属酸化物層が形成されていて、かつ、グリシジ
ル化合物によって表面処理されたもの、または、有機リ
ン酸エステル化合物によって表面処理されたものである
ことが好ましい。また、本発明は、上記の塗膜形成方法
によって得られることを特徴とする塗膜である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の塗膜形成方法は、電着塗
装された素材の上に、中塗り塗料、ベース塗料及びクリ
アー塗料を順次塗装する工程、並びに、上記塗装された
３層を一度に焼き付け硬化させる工程からなる塗膜形成
方法であって、上記中塗り塗料が、マイカ粉を含有する
ことを特徴とするものである。

【００１０】中塗り塗料 本発明の塗膜形成方法において用いられる中塗り塗料
は、塗膜形成性成分および着色顔料を含む中塗り塗料組
成物であって、さらに、マイカ粉を含有することを特徴
とするものである。上記マイカ粉としては、鱗片状でか
つ薄膜のものが好ましい。また、上記マイカ粉の平均粒
径や厚さ等は特に限定されず、例えば、平均粒径２〜１
８μｍ、厚さ０．１〜１．０μｍである。

【００１１】このようなマイカ粉としては、例えば、天
然の雲母片や人造マイカ粉等を挙げることができる。上
記マイカ粉は、得られる塗膜の耐水性を向上するため
に、例えば、その表面に金属酸化物および／または水和
金属酸化物層が形成されていて、かつ、グリシジル化合
物によって表面処理されていることや、有機リン酸エス
テル化合物によって表面処理されていることが好まし
い。

【００１２】上記金属酸化物および／または水和金属酸
化物としては、例えば、チタン、スズ、鉄、ジルコニウ
ム、セリウム、亜鉛、クロム、コバルト、アルミニウ
ム、ケイ素、マンガン、銅等の中から選択される少なく
とも１つ以上の金属の酸化物および／または水和酸化物
を挙げることができるが、入手の容易さから、ジルコニ
ウムの水和金属酸化物であることが好ましい。なお、こ
のような金属酸化物および／または水和金属酸化物を用
いて、上記マイカ粉の表面に層を形成する方法としては
特に限定されず、例えば、化学的気層蒸着法（ＣＶＤ
法）を挙げることができる。

【００１３】上記グリシジル化合物としては、例えば、
ポリグリシジルエーテル化合物、ポリグリシジルエステ
ル化合物およびジグリシジルポリシロキサン化合物を挙
げることができる。上記ポリグリシジルエーテル化合
物、ポリグリシジルエステル化合物およびジグリシジル
ポリシロキサン化合物としては、例えば、一般式
（１）：

【００１４】

【化１】

【００１５】でそれぞれ表されるものであり、式中、Ｒ
^１は、２価以上の多価アルコールの残基を、ｐは２以上
の数、Ｒ^２ＣＯ−は、２価以上の多価芳香族または多価
脂肪族カルボン酸の残基、ｑは、２以上の数を表し、Ｒ
^３は、ポリエチレン鎖であり、繰り返し数は１〜１２の
範囲であり、ｎは１〜１２の範囲の数であり、Ｒ^４とＲ
^５は同一または異なってもよい水素または炭素数１〜６
の範囲の炭素原子からなるアルキル基である。

【００１６】このようなものとして具体的には、例えば
Ｒ^１が、アルキレングリコール、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ネオ
ペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール等の多価アルコール残基であるポリグリシジルエー
テル化合物等；フタル酸のジグリシジルエステル、アジ
ピン酸のジグリシジルエステル等；Ｒ^３のポリエチレン
鎖の繰り返し数が３で、ｎは１で、Ｒ^４とＲ^５がメチル
基であるエポキシ当量が１８０のジグリシジルポリシロ
キサン化合物（例えば１，３−ビス（３−グリシドキシ
プロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサ
ン）、あるいは、その中でｎが３で、エポキシ当量が２
６０のジグリシジルポリシロキサン化合物、あるいはＲ
^３のポリエチレン鎖の繰り返し数が３で、Ｒ^４とＲ^５が
メチル基で、ｎが８であるエポキシ当量が４５０である
ジグリシジルポリシロキサン化合物等を挙げることがで
きる。

【００１７】上記グリシジル化合物は、上記ポリグリシ
ジルエーテル化合物、ポリグリシジルエステル化合物お
よびジグリシジルポリシロキサン化合物を２種類以上含
んでいてもよい。なお、上記グリシジル化合物によっ
て、表面に金属酸化物および／または水和金属酸化物層
が形成されたマイカ粉を表面処理する方法としては特に
限定されず、例えば、上記マイカ粉と上記グリシジル化
合物を溶剤で希釈したものとをディスパー等の撹拌混合
機によって混合する方法；上記マイカ粉を含む中塗り塗
料に上記グリシジル化合物を溶剤で希釈したものを後添
加する方法を挙げることができる。

【００１８】また、上記有機リン酸エステル化合物とし
ては、例えば、エステル部がアルキル基であるものを挙
げることができる。上記アルキル基の炭素数としては８
〜１８であることが好ましく、１０〜１４であることが
さらに好ましい。上記炭素数が８未満である場合、マイ
カ粉に対するぬれ性が低下して密着性が低下し、１８を
超える場合、塗料中で化合物の結晶が析出し、不具合が
生じる恐れがある。

【００１９】また、上記化合物のＨＬＢは、３〜１２で
あることが好ましく、４〜８であることがさらに好まし
い。上記ＨＬＢが上記範囲外である場合、マイカ粉に対
するぬれ性の低下が起こる恐れがある。なお、ＨＬＢ
は、重量分率に基づくグリフィン式：ＨＬＢ＝２０×
（ＭＨ／Ｍ）［式中、ＭＨは親水基部分の分子量、Ｍは
活性剤の分子量を意味する］から求めることができる。
また、親水基部分の分子量はリン酸エステル、スルホン
酸、カルボン酸の分子量を用いて求めることができる。

【００２０】このような有機リン酸エステル化合物とし
て、具体的には、２−エチルヘキシルアシッドホスフェ
ート、モノ−またはジ−ジイソデシルアシッドホスフェ
ート、モノ−またはジ−トリデシルアシッドホスフェー
ト、モノ−またはジ−ラウリルアシッドホスフェート、
モノ−またはジ−ノニルフェニルアシッドホスフェート
等を挙げることができる。有機リン酸エステル化合物に
よるマイカ粉の処理方法としては特に限定されず、例え
ば、上記マイカ粉と上記有機リン酸エステル化合物を溶
剤で希釈したものとをディスパー等の撹拌混合機によっ
て混合する方法；上記マイカ粉を含む中塗り塗料に上記
有機リン酸エステル化合物を溶剤で希釈したものを後添
加する方法を挙げることができる。

【００２１】上記中塗り塗料は、上記マイカ粉の他に、
その他の光輝性顔料、着色顔料や体質顔料を含むことが
できる。上記その他の光輝性顔料としては、例えば、ア
ルミニウム粉、ガラス粉、ブロンズ粉、チタン粉等を挙
げることができる。上記着色顔料としては、例えば、二
酸化チタン、カーボンブラック、グラファイト、黄鉛、
黄色酸化鉄、ベンガラ等の無機系着色顔料；アゾキレー
ト系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、フタロ
シアニン系顔料、インディゴ顔料、ペリノン系顔料、ペ
リレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔
料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料等の有機系
着色顔料等を挙げることができる。また、上記体質顔料
としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、
ケイ酸アルミ（クレー）、タルク等を挙げることができ
る。

【００２２】上記中塗り塗料に含まれる塗膜形成性成分
は、例えば、硬化性官能基を有する樹脂、硬化剤を挙げ
ることができる。上記硬化性官能基を有する樹脂として
は特に限定されず、例えば、ポリエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等
を挙げることができる。また、これらの樹脂が有する硬
化性官能基としては特に限定されず、カルボキシル基、
水酸基、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げること
ができる。また、上記硬化剤としては、上記硬化性官能
基の種類に応じて、当業者によってよく知られた硬化剤
を適宜選択することができる。一般的には、顔料分散性
や塗装作業性等の観点から、上記硬化性官能基を有する
樹脂が水酸基を有するポリエステル樹脂および／または
アクリル樹脂であり、上記硬化剤がポリイソシアネート
および／またはメラミン樹脂であることが好ましい。な
お、上記ポリイソシアネートは、貯蔵安定性の観点か
ら、有するイソシアネート基をブチルセロソルブや２−
エチルヘキサノール等のアルコール類やメチルエチルケ
トオキシム等のオキシム類等、当業者によってよく知ら
れているブロック剤によってブロックされていることが
好ましい。

【００２３】上記中塗り塗料が水性塗料である場合、上
記塗膜形成性成分としては、米国特許第５１５１１２５
号および第５１８３５０４号等に記載されているものを
用いることができるが、得られる塗膜の外観等の観点か
ら、米国特許第５１８３５０４号に記載のアクリルアミ
ド基、水酸基および酸基を有するアクリル樹脂およびメ
ラミン樹脂であることが好ましい。

【００２４】上記中塗り塗料における［（マイカ粉固形
分重量）／（全顔料固形分重量）＋（塗膜形成性成分固
形分重量）×１００］で算出されるマイカ粉の顔料濃度
は、０．５〜１５重量％であることが好ましく、２〜１
５重量％であることがさらに好ましい。上記顔料濃度が
０．５重量％未満である場合、本発明の効果が発揮され
ず、また、１５重量％を超える場合、得られる中塗り塗
膜の外観が極端に低下する。

【００２５】上記中塗り塗料における［（全顔料固形分
重量）／（全顔料固形分重量）＋（塗膜形成性成分固形
分重量）×１００］で算出される全顔料濃度（ＰＷＣ）
は、一般的には７０重量％以下である。上記全顔料濃度
が７０重量％を超える場合、得られる塗膜の外観が低下
する恐れがある。なお、全顔料固形分重量とは上記全て
の顔料の固形分重量の和である。

【００２６】また、上記中塗り塗料は、上記成分の他に
必要に応じて、顔料分散剤、表面調整剤、粘性制御剤、
紫外線吸収剤、酸化防止剤等、当業者によってよく知ら
れている各種添加剤を含むことができる。このような中
塗り塗料を得る方法としては特に限定されず、例えば、
上記の各成分をディスパー等を用いた撹拌混合等の当業
者によってよく知られている方法を挙げることができ
る。このような中塗り塗料は、一般に溶液型のものが好
ましく、有機溶剤型、水性型（水溶性、水分散性、エマ
ルジョン）、非水分散型のいずれであっても良い。

【００２７】ベース塗料 本発明の塗膜形成方法において用いられるベース塗料と
しては特に限定されず、例えば、塗膜形成性成分、顔料
および各種添加剤を含んでいるものを挙げることができ
る。上記塗膜形成性成分としては特に限定されず、上記
中塗り塗料のところで述べたものを挙げることができ
る。また、上記顔料としては特に限定されず、例えば、
マイカ粉、光輝性顔料、着色顔料および体質顔料等を挙
げることができる。上記マイカ粉、光輝性顔料および着
色顔料としては、具体的には、上記中塗り塗料のところ
で述べたものを挙げることができる。分散性に優れ、透
明感の高い塗膜を形成するために、金属または合金等の
無色または着色されたマイカ粉や光輝性顔料およびその
混合物が好ましい。

【００２８】上記ベース塗料が上記マイカ粉や光輝性顔
料を含む場合、その平均粒径（Ｄ_{５ ０}）は２〜５０μｍ
であり、厚さは０．１〜５μｍである鱗片状のものが好
ましい。光輝感の観点から、平均粒径が１０〜３５μｍ
であるものがさらに好ましい。上記ベース塗料のマイカ
粉および光輝性顔料の顔料濃度としては、一般に２３重
量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０
１〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．０１〜１
８重量％である。上記顔料濃度が２３重量％を超える場
合、得られる塗膜の外観が低下する恐れがある。

【００２９】なお、上記ベース塗料中に含まれるすべて
の顔料濃度（ＰＷＣ）は、一般的には０．１〜５０重量
％であり、より好ましくは０．５〜４０重量％であり、
さらに好ましくは１〜３０重量％である。上記顔料濃度
が０．１重量％未満である場合、顔料による効果が得ら
れず、また、５０重量％を超える場合、得られる塗膜の
外観が低下する恐れがある。上記添加剤としては特に限
定されず、具体的には、上記中塗り塗料のところで述べ
たものを挙げることができる。

【００３０】このようなベース塗料を得る方法としては
特に限定されず、上記中塗り塗料のところで述べたもの
を挙げることができる。また、上記ベース塗料の塗料形
態としては特に限定されず、有機溶剤型、水性型（水溶
性、水分散性、エマルジョン）、非水分散型のいずれで
あってもよい。

【００３１】クリアー塗料 本発明の塗膜形成方法において用いられるクリアー塗料
としては特に限定されず、例えば、塗膜形成性成分およ
び各種添加剤を含むものを挙げることができる。上記塗
膜形成性成分および各種添加剤としては、先の中塗り塗
料でそれぞれ述べたものを挙げることができる。なお、
耐酸エッチング性等の観点から、上記塗膜形成性成分と
しては、カルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル
樹脂および／またはポリエステル樹脂等を用いることが
好ましい。

【００３２】上記クリアー塗料としては、ベース層との
なじみや反転、または、タレ等の防止のために、添加剤
として粘性制御剤を含んでいることが好ましい。クリア
ー塗料固形分中の上記粘性制御剤の含有量としては、固
形分で０．０１〜１０重量％であることが好ましく、よ
り好ましくは０．０２〜８重量％、さらに好ましくは
０．０３〜６重量％である。上記含有量が０．０１重量
％未満である場合、粘性制御効果が得られず、また、１
０重量％を超える場合、得られる塗膜の外観が低下する
恐れがある。また、その他の添加剤としては特に限定さ
れず、上記中塗り塗料のところで述べたものを挙げるこ
とができる

【００３３】また、透明性を損なわない程度に、着色顔
料を含んでいてもよい。上記着色顔料としては上記中塗
り塗料のところで述べたものを挙げることができる。こ
のようなクリアー塗料を得る方法としては特に限定され
ず、例えば、上記中塗り塗料のところで述べたものを挙
げることができる。上記クリアー塗料の塗料形態として
は特に限定されず、有機溶剤型、水性型（水溶性、水分
散性、エマルジョン）、非水分散型、粉体型のいずれで
あってもよい。

【００３４】素材 本発明の塗膜形成方法において用いられる素材は電着塗
装されているものである。上記素材としては特に限定さ
れず、例えば、金属素材を例示することができる。上記
金属素材としては、具体的には、鉄、鋼、アルミニウ
ム、スズ、亜鉛等およびこれらの金属を含む合金および
鋳造物を挙げることができ、例えば、乗用車、トラッ
ク、オートバイ、バス等の自動車車体および部品を挙げ
ることができる。これらの素材は電着塗装が行われる前
に予め表面処理を施されていることが好ましい。上記電
着塗装に用いられる電着塗料としては特に限定されず、
カチオン型およびアニオン型のいずれであってもよい
が、防食性および防錆性の観点から、カチオン型である
ことが好ましい。

【００３５】塗膜形成方法 本発明の塗膜形成方法は、電着塗装された素材の上に、
中塗り塗料を塗布して未硬化の中塗り塗膜を形成する工
程（１）、上記工程（１）で得られた未硬化の中塗り塗
膜上に、ベース塗料を塗布して未硬化のベース塗膜を形
成する工程（２）、上記工程（２）で得られた未硬化の
ベース塗膜上にクリアー塗料を塗布して未硬化のクリア
ー塗膜を形成する工程（３）および、上記工程（３）で
得られた未硬化の中塗り塗膜、ベース塗膜およびクリア
ー塗膜を同時に加熱硬化させる工程（４）からなる塗膜
形成方法である。本発明の塗膜形成方法における第１の
工程は、電着塗装された素材の上に、上記中塗り塗料を
塗布して未硬化の中塗り塗膜を形成するものである。

【００３６】上記塗布方法としては特に限定されず、ス
プレー塗装方法、静電塗装方法等を挙げることができ
る。工業的には、例えば、通称「リアクトガン」と呼ば
れるエアー静電スプレー塗装機や、通称「マイクロマイ
クロベル」、「マイクロベル」、「メタリックベル」等
と呼ばれる回転霧化式静電塗装機を用いる方法を挙げる
ことができる。上記中塗り塗料は、通常、乾燥膜厚とし
て１０〜５０μｍとなるように塗布される。上記乾燥膜
厚が１０μｍ未満である場合、下地の隠蔽が不充分にな
る恐れがあり、また、５０μｍを超える場合、塗布時に
タレや、加熱硬化時にワキが発生したり、得られる中塗
り塗膜の外観が低下する恐れがある。

【００３７】なお、上記未硬化の中塗り塗膜とはプレヒ
ート処理が行われた後の状態も含む概念である。上記プ
レヒート処理としては、例えば、室温〜約１００℃で１
〜１０分間の加熱処理である。特に、上記中塗り塗料の
塗料形態が水性型である場合、得られる塗膜の外観をさ
らに向上させるために、後述の第２の工程に進む前に、
上記プレヒート処理を行うことが好ましい。このように
して未硬化の中塗り塗膜を得ることができる。

【００３８】本発明の塗膜形成方法における第２の工程
は、上記工程（１）で得られた未硬化の中塗り塗膜上
に、ベース塗料を塗布して未硬化のベース塗膜を形成す
るものである。上記塗布方法としては特に限定されず、
上記第１の工程のところで述べたものを挙げることがで
きる。なお、上記ベース塗料を自動車車体等に対して塗
布する場合には、意匠性を高めるために、上記エアー静
電スプレー塗装による多ステージ塗布、好ましくは２ス
テージで塗布するか、または、上記エアー静電スプレー
塗装と上記回転霧化式静電塗装とを組み合わせた塗布方
法により行うことが好ましい。

【００３９】上記ベース塗料は、通常、乾燥膜厚として
５〜３５μｍとなるように塗布される。上記乾燥膜厚が
５μｍ未満である場合、下地の隠蔽が不充分になった
り、色ムラが発生する恐れがあり、また、３５μｍを超
える場合、塗布時にタレや、加熱硬化時にワキが発生し
たりする恐れがある。

【００４０】なお、上記未硬化のベース塗膜とはプレヒ
ート処理が行われた後の状態も含む概念である。上記プ
レヒート処理としては、上記第１の工程で述べたものを
挙げることができる。特に、上記ベース塗料の塗料形態
が水性型である場合、得られる塗膜の外観をさらに向上
させるために、後述の第３の工程に進む前に、上記プレ
ヒート処理を行うことが好ましい。このようにして、未
硬化の中塗り塗膜上に未硬化のベース塗膜を形成するこ
とができる。

【００４１】本発明の塗膜形成方法における第３の工程
は、上記工程（２）で得られた未硬化のベース塗膜上に
クリアー塗料を塗布して未硬化のクリアー塗膜を形成す
るものである。上記塗布方法としては特に限定されず、
上記第１の工程のところで述べたものを挙げることがで
きる。

【００４２】上記クリアー塗料は、通常、乾燥膜厚とし
て１５〜７０μｍとなるように塗布される。上記乾燥膜
厚が１５μｍ未満である場合、得られる塗膜の外観が低
下する恐れがあり、また、７０μｍを超える場合、塗布
時にタレや、後述の第４の工程の加熱硬化時にワキが発
生したりする恐れがある。このようにして、未硬化の中
塗り塗膜上に、ベース塗膜、さらに、クリアー塗膜を形
成することができる。

【００４３】本発明の塗膜形成方法における第４の工程
は、上記工程（３）で得られた未硬化の中塗り塗膜、ベ
ース塗膜およびクリアー塗膜を同時に加熱硬化させるも
のである。上記加熱硬化させる温度としては、１１０〜
１８０℃であることが好ましく、より好ましくは１２０
〜１６０℃であり、高い架橋度の硬化塗膜を得ることが
できる。上記温度が１１０℃未満である場合、硬化が不
充分になり、また、１８０℃を超える場合、得られる塗
膜が固く脆くなる恐れがある。加熱硬化させる時間は、
上記温度に応じて適宜設定することができるが、温度が
１２０〜１６０℃である場合、例えば、１０〜６０分間
である。

【００４４】このように工程（１）、（２）、（３）お
よび（４）によって得られる塗膜の膜厚は、通常、３０
〜３００μｍであることが好ましく、５０〜２５０μｍ
であることがさらに好ましい。上記膜厚が３０μｍ未満
である場合、得られる塗膜の塗膜強度が低下する恐れが
あり、３００μｍを超える場合、塗膜物性が低下した
り、塗膜性能に不具合が生じる恐れがある。

【００４５】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明は以下の実施例により限定される
ものではない。なお、以下において「部」とあるのは
「重量部」を意味する。

【００４６】製造例１ 有機溶剤型ポリエステル樹脂の
製造 窒素導入管、撹拌機、温度調節器、冷却管およびデカン
ターを備えた反応容器にイソフタル酸５３２部、無水フ
タル酸４７４部、トリメチロールプロパン２７４部、ネ
オペンチルグリコール４８９部およびジブチルチンオキ
サイド１．６部キシレン３２部を仕込み、キシレンの還
流が始まってから約２時間かけて温度を２００℃まで昇
温した。その間、反応による生成する水をキシレンと共
沸させ除去した。カルボン酸の固形分酸価が８になった
ところで６０℃まで冷却しキシレンを加えて、ＧＰＣ測
定による数平均分子量３０００、固形分７０％、水酸基
価１００の有機溶剤型ポリエステル樹脂を得た。

【００４７】製造例２ 水性型ポリエステル樹脂の製造 窒素導入管、撹拌機、温度調節器、冷却管およびデカン
ターを備えた反応容器にイソフタル酸２５８部、無水フ
タル酸２３０部、トリメチロールプロパン１０９部、ネ
オペンチルグリコール２８４部およびジブチルチンオキ
サイド０．８部キシレン１６部を仕込み、キシレンの還
流が始まってから約２時間かけて温度を２００℃まで昇
温した。その間、反応による生成する水をキシレンと共
沸させ除去した。カルボン酸の酸価が８になったところ
で１５０℃まで冷却し、無水トリメリット酸４６部を加
えた後、さらに温度が６０℃になるまで冷却し、ジイソ
プロパノールアミンを４０部加え混合したものにイオン
交換水１２８４部を加えて、ＧＰＣ（ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィ）測定による数平均分子量２００
０、固形分４０％、固形分酸価４０、水酸基価１００の
水性型ポリエステル樹脂を得た。

【００４８】製造例３ 水性アクリル樹脂の製造 窒素導入管、撹拌機、温度調節器、冷却管を備えた反応
容器にジプロピレングリコールメチルエーテル２３．９
部およびプロピレングリコールメチルエーテル１６．１
部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら１２０℃に昇
温した。次いで、アクリル酸エチル５４．５部、メタク
リル酸メチル１２．５部、アクリル酸２−ヒドロキシエ
チル１４．７部、スチレン１０．０部、メタクリル酸
８．５部の混合溶液と、ジプロピレングリコールメチル
エーテル１０．０部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチ
ルヘキサノエート２．０部からなる開始剤溶液とを、３
時間かけて並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、
０．５時間、同温度で熟成を行った。さらに、ジプロピ
レングリコールメチルエーテル５．０部およびｔ−ブチ
ルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート０．３部から
なる開始剤溶液を０．５時間かけて反応容器に滴下し
た。滴下終了後、１時間同温度で熟成を行った。次い
で、脱溶剤装置により、減圧下（７０Ｔｏｒｒ）１１０
℃で溶剤を１６．１部留去した後、ジメチルエタノール
アミンおよびイオン交換水を加えて、ＧＰＣ測定による
数平均分子量１００００、固形分３１％、固形分酸価５
６、水酸基価７０の水性アクリル樹脂を得た。

【００４９】製造例４ 顔料ペーストの製造 製造例３によって得られた水性アクリル樹脂を１００．
０部、イオン交換水２８．９部、ジメチルアミノエタノ
ール０．３部、デグサカーボンＦＷ−２８５（デグサＡ
Ｇ社製カーボンブラック）５．１部を予備混合した後、
ペイントコンディショナー中でガラスビーズ媒体を加え
て、室温で１時間混合分散し、粒度５μｍ以下の顔料ペ
ーストを得た。

【００５０】製造例５ 水性型ベース塗料の製造 製造例３で得られた水性アクリル樹脂１１８．８部、製
造例４で得られた顔料ペースト１３４．３部、サイメル
２０４（三井サイテック社製メラミン樹脂、固形分８０
重量％）２９．１部、イオン交換水１６１．３部を混合
撹拌して、水性型ベース塗料を得た。

【００５１】製造例６ 有機溶剤型中塗り塗料１の製造 製造例１で得られた有機溶剤型ポリエステル樹脂５７．
１部、ＣＲ−９７（石原産業社製二酸化チタン）２４．
９部、Ｂ−３４（堺化学社製沈降性硫酸バリウム）１５
部、ＭＡ−１００（三菱化学社製カーボンブラック）
０．１部を予備混合した後、ペイントコンディショナー
中でガラスビーズ媒体を加えて、室温で約１時間混合分
散し、粒度５μｍ以下の顔料ペーストを得た。さらに、
得られた顔料ペーストを９７．１部、製造例１で得られ
た有機溶剤型ポリエステル樹脂２．９部、サイメル２５
４（三井サイテック社製メラミン樹脂、固形分８０重量
％）２２．５部、Ａ−３１（土屋カオリン社製マイカ顔
料、平均粒径１５μｍ）４部およびレジミックスＲＬ−
４（三井東圧社製表面調整剤）０．５部を、混合してグ
ラインドゲージにて粒度が５μｍ以下となるまでディス
パーにて撹拌混合し、有機溶剤型中塗り塗料１を得た。

【００５２】実施例１ リン酸亜鉛処理した１５０×７０×０．７ｍｍのダル鋼
板に、パワートップＵ−５０（日本ペイント社製カチオ
ン電着塗料）を乾燥膜厚２０μｍとなるように電着塗装
し、１６０℃で３０分間焼き付け硬化させ電着基板を得
た。この電着基板に、製造例６で得られた有機溶剤型中
塗り塗料１をエアースプレーにて乾燥膜厚２５μｍとな
るように塗装した。５分間のセッティングした後、さら
に、スーパーラックＭ−１３００ブラック（日本ペイン
ト社製有機溶剤型ベース塗料、塗色：黒）を乾燥膜厚１
５μｍとなるように２ステージにてスプレー塗装し、５
分間のインターバルの後、マックフローＯ−１３３０
（日本ペイント社製有機溶剤型クリアー塗料）を乾燥膜
厚３０μｍとなるようにスプレー塗装した後、１４０℃
で３０分間焼き付け硬化させ、試験板を得た。

【００５３】製造例７ 有機溶剤型中塗り塗料２の製造 Ａ−３１を用いなかったこと以外は、実施例１と同様に
して、有機溶剤型中塗り塗料２を得た。

【００５４】比較例１ 製造例６で得られた有機溶剤型中塗り塗料１の代わり
に、製造例７で得られた有機溶剤型中塗り塗料２を用い
たこと以外は、実施例１と同様にして、試験板を得た。

【００５５】比較例２ リン酸亜鉛処理した１５０×７０×０．７ｍｍのダル鋼
板に、パワートップＵ−５０（日本ペイント社製カチオ
ン電着塗料）を乾燥膜厚２０μｍとなるように電着塗装
し、１６０℃で３０分間焼き付け硬化させ電着基板を得
た。この電着基板に、オルガＰ−２（日本ペイント社製
有機溶剤型中塗り塗料）をエアースプレーにて乾燥膜厚
２５μｍとなるように塗装した。１４０℃で３０分間加
熱硬化させた後、さらに、スーパーラックＭ−１３００
ブラック（日本ペイント社製有機溶剤型ベース塗料、塗
色：黒）を乾燥膜厚１５μｍとなるように２ステージに
てスプレー塗装し、５分間のインターバルの後、マック
フローＯ−１３３０（日本ペイント社製有機溶剤型クリ
アー塗料）を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプレー塗
装した後、１４０℃で３０分間焼き付け硬化させ、試験
板を得た。

【００５６】実施例２ リン酸亜鉛処理した１５０×７０×０．７ｍｍのダル鋼
板に、パワートップＵ−５０（日本ペイント社製カチオ
ン電着塗料）を乾燥膜厚２０μｍとなるように電着塗装
し、１６０℃で３０分間焼き付け硬化させ電着基板を得
た。この電着基板に、製造例６で得られた有機溶剤型中
塗り塗料１をエアースプレーにて乾燥膜厚２５μｍとな
るように塗装した。５分間のインターバルの後、室温ま
で冷却し、さらに、製造例５で得られた水性型ベース塗
料を乾燥膜厚１５μｍとなるように２ステージにてスプ
レー塗装した後、８０℃で１０分間プレヒートした後、
マックフローＯ−１３３０（日本ペイント社製有機溶剤
型クリアー塗料）を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプ
レー塗装した後、１４０℃で３０分間焼き付け硬化さ
せ、試験板を得た。

【００５７】製造例８ 水性型中塗り塗料１の製造 有機溶剤型ポリエステル樹脂５７．１部の代わりに、製
造例２で得られた水性型ポリエステル樹脂１００部とし
たこと以外は製造例６と同様の方法で、粒度５μｍ以下
の顔料ペーストを得た。さらに、得られた顔料ペースト
を１４０部、製造例２で得られた水性型ポリエステル樹
脂を５部、サイメル７１２（三井サイテック社製メラミ
ン樹脂、固形分８０重量％）２２．５部、Ａ−３１を４
部およびサーフィノール１０４Ｅ（エアプロダクツ社
製）１部を、混合してグラインドゲージにて粒度が５μ
ｍ以下となるまでディスパーにて撹拌混合し、水性型中
塗り塗料１を得た。

【００５８】製造例９ 水性型中塗り塗料２の製造 Ａ−３１を４部の代わりにイリオジン１２１ＷＩＩ（メ
ルク社製水和ジルコニウム酸化物層を有するグリシジル
化合物による表面処理マイカ顔料、粒径５〜２５μｍ）
を２部用いたこと以外は、製造例８と同様にして、水性
型中塗り塗料２を得た。

【００５９】実施例３ リン酸亜鉛処理した１５０×７０×０．７ｍｍのダル鋼
板に、パワートップＵ−５０（日本ペイント社製カチオ
ン電着塗料）を乾燥膜厚２０μｍとなるように電着塗装
し、１６０℃で３０分間焼き付け硬化させ電着基板を得
た。この電着基板に、製造例８で得られた水性型中塗り
塗料１をエアースプレーにて乾燥膜厚２５μｍとなるよ
うに塗装した。８０℃で１０分間プレヒートした後、室
温まで冷却し、さらに、製造例５で得られた水性型ベー
ス塗料を乾燥膜厚１５μｍとなるように２ステージにて
スプレー塗装した。８０℃で１０分間プレヒートした
後、マックフローＯ−１３３０（日本ペイント社製有機
溶剤型クリアー塗料）を乾燥膜厚３０μｍとなるように
スプレー塗装した後、１４０℃で３０分間焼き付け硬化
させ、試験板を得た。

【００６０】製造例１０ 実施例８で得られた水性型中塗り塗料１に対して、さら
にラウリルアシッドフォスフェートの５０重量％キシレ
ン溶液を０．１部添加したこと以外は、製造例８と同様
にして、水性型中塗り塗料３を得た。

【００６１】実施例４および５ 製造例８で得られた水性型中塗り塗料１の代わりに、そ
れぞれ製造例９および１０で得られた水性型中塗り塗料
２および３を用いたこと以外は、実施例３と同様にし
て、各々試験板を得た。

【００６２】評価試験 ＜耐チッピング性＞得られた試験板を−３０℃に冷却
し、石の進入角度が９０度となるように飛石試験機（ス
ガ試験機社製）の試料ホルダーに取り付け、１００ｇの
７号砕石を３ｋｇ／ｃｍ^２の空気圧で噴射して砕石を試
験板に衝突させた。試験後の塗膜の剥離傷の程度（外
観、大きさ、剥離場所）を評価した。評価結果は表１に
示した。なお、評価基準は以下の通りとした。 （１）外観 ◎：破壊なしまたは一部に剥離傷 ○：かなりの面積に剥離傷 ×：全面に剥離傷 （２）大きさ 剥離の長径を測定した。２．０ｍｍ以下を合格とした。 （３）剥離場所 剥離傷の剥離界面を調べた。中塗り塗膜中の凝集破壊を
○、素地からの剥離は×とした。

【００６３】＜耐水性＞得られた試験板を４０℃の温水
に１０日間浸積し、洗浄１時間後の外観を目視にて観察
した。得られた結果を表１に示した。評価基準は以下の
通りとした。なお、密着性についてはいずれも問題なか
った。 ○：チヂミなし △：チヂミがある

【００６４】

【表１】

【００６５】表１で明らかなように、マイカ粉を含有す
るの中塗り塗料を用いた本発明の塗膜形成方法によって
得られ試験板は優れた耐チッピング性を有し、従来の３
コート２ベーク方式によって得られた試験板のそれと同
等以上であった。

【００６６】

【発明の効果】本発明の塗膜形成方法は、中塗り塗料が
マイカ粉を含有しているので、得られる塗膜の耐チッピ
ング性は良好である。これは、中塗り塗膜にかかる外力
をマイカ粉によって周囲に分散することにより、剥離の
大きさを小さくし、素地からの剥離を抑制することがで
きると考えられる。この塗膜形成方法によれば、従来の
３コート２ベーク方法と比較して同等以上の優れた耐チ
ッピング性を有する塗膜を得ることができる。さらに、
中塗り塗料に含まれるマイカ粉を表面処理することによ
って、マイカ粉の水による劣化を抑制することができる
ので、得られる塗膜の耐水性を向上することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｃ 3/06 Ｃ０９Ｃ 3/06 3/08 3/08 3/10 3/10 3/12 3/12 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｄ 7/12 7/12 201/00 201/00 Ｆターム(参考） 3D114 AA17 BA01 CA10 4D075 AE12 BB26Z BB89X CA04 CA13 CA38 DA06 DB02 DB05 DB07 DC12 DC13 EA06 EA07 EA13 EA43 EB22 EB32 EB33 EB35 EB36 EB38 EB45 EC04 EC54 4J037 AA26 CA09 CA12 CA24 CB22 CC23 CC28 EE04 EE28 EE43 EE44 FF17 4J038 CG001 DB001 DD001 DD121 DD231 DG001 GA03 GA06 GA07 GA11 HA026 HA036 HA066 HA216 HA486 HA546 KA08 KA15 KA20 NA11 PA19 PB07 PC02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電着塗装された素材の上に、中塗り塗料を
   塗布して未硬化の中塗り塗膜を形成する工程（１）、前
   記工程（１）で得られた未硬化の中塗り塗膜上に、ベー
   ス塗料を塗布して未硬化のベース塗膜を形成する工程
   （２）、前記工程（２）で得られた未硬化のベース塗膜
   上にクリアー塗料を塗布して未硬化のクリアー塗膜を形
   成する工程（３）および、前記工程（３）で得られた未
   硬化の中塗り塗膜、ベース塗膜およびクリアー塗膜を同
   時に加熱硬化させる工程（４）からなる塗膜形成方法で
   あって、前記中塗り塗料が、マイカ粉を含有することを
   特徴とする塗膜形成方法。
2. 【請求項２】前記中塗り塗料の固形分に含まれるマイカ
   粉は、０．５〜１５重量％である請求項１に記載の塗膜
   形成方法。
3. 【請求項３】前記マイカ粉は、その表面に金属酸化物お
   よび／または水和金属酸化物層が形成されていて、か
   つ、グリシジル化合物によって表面処理されたものであ
   る請求項１または２に記載の塗膜形成方法。
4. 【請求項４】前記マイカ粉は、有機リン酸エステル化合
   物によって表面処理されたものである請求項１または２
   に記載の塗膜形成方法。
5. 【請求項５】請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載
   の塗膜形成方法によって得られることを特徴とする塗
   膜。