JP2002187227A - 塗膜硬度に優れた塗装材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最外層として、単に塗膜硬度が高いというだ
けでなく、優れた塗膜密着性及び耐衝撃性をも有する塗
膜層を有する塗装材を提供する。また、このような塗装
材の製造方法を提供する。 【解決手段】 基材表面上に最外層として塗膜層を有す
る塗装材において、上記塗膜層が、粗面化手段により平
滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）より大きく、かつ、鉛筆硬度
（単位：Ｈ）で表される所定の塗膜硬度を得るために塗
膜層中の顔料含有量（重量％）に応じて定められる必要
最小限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ
（Ｒz）を有する塗膜硬度に優れた塗装材であり、ま
た、このような塗装材を製造するための方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、塗膜硬度に優れ
た塗装材及びその製造方法に係り、特に、最外層として
形成された塗膜層の鉛筆硬度を可及的に改善し、より傷
付き難い塗膜層を有する塗装材及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】塗膜は、被塗装物（基材）の表面に塗膜
層として設けられ、この基材の保護、美観の発現や維持
等、基材の機能や価値を著しく向上させるものである。
そして、このような塗膜層が適用される基材としては、
金属材、プラスチック材、木材等のあらゆる素材に及ん
でいるほか、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合
金からなるアルミニウム材についてだけみても、押出形
材や板材等として、鉄道車両内外装、建物の窓や玄関建
具等の建物の内外装、ビル外壁や内装等の各種建築部
材、道路資材、各種キャビネット、冷凍車コンテナ内外
装、冷凍ショーケース、各種日用品等、その用途も極め
て多岐に亘っている。

【０００３】そして、このような基材の表面に設けられ
る塗膜層については、近年、塗装材の美観を長期に亘っ
て維持するという観点から、塗膜層表面に傷が付き難
い、いわゆるハードコーティングの需要が高まってお
り、この目的を達成するために、例えば、オルガノシラ
ン系、メラミン系、多官能アクリレート系、ウレタン
系、フッ素系、珪酸塩系、コロイダルシリカ系等の多数
のハードコーティング用塗料が提案されており、所定の
効果を達成している。

【０００４】しかしながら、例えば、建築内外装材、車
両内装材、トンネル内装材、ＯＡ機器、家電製品等の分
野においては、塗膜層に期待される塗膜硬度について、
鉛筆硬度で６Ｈ以上、好ましくは７Ｈ以上もの塗膜硬度
が求められ、塗料それ自体の性能改善だけでは到底対応
しきれない場合が生じている。

【０００５】また、塗料それ自体の塗膜硬度を改善し、
仮に高い鉛筆硬度を有する塗膜層を有する塗装材が得ら
れたとしても、一般的には、この塗膜硬度が高くなるに
つれて塗膜密着性や耐衝撃性が低下する傾向にあり、互
いに相反する性能である塗膜硬度と塗膜密着性及び耐衝
撃性について、同時に優れた性能を引き出すことは極め
て困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、塗料それ自体の塗膜硬度の改善とは異なり、基材及
び／又は塗膜層の形成に先駆けて設けられる下塗り層に
適用することで塗膜層の表面粗さを制御し、これによっ
てより高い塗膜硬度を発揮せしめると共に、同時に優れ
た塗膜密着性及び耐衝撃性をも発揮し得る塗装材につい
て鋭意研究した結果、意外なことには、塗膜層において
その顔料含有量、塗膜表面粗さ（Ｒz）及び塗膜硬度
（鉛筆硬度）の間に、顔料含有量が一定の場合には塗膜
表面粗さ（Ｒz）と塗膜硬度との間に所定の関係が存在
し、また、塗膜表面粗さ（Ｒz）が一定の場合には顔料
含有量と塗膜硬度との間に所定の関係が存在することを
見出し、更にこの結果に基づいて、これら顔料含有量、
塗膜表面粗さ（Ｒz）及び塗膜硬度の関係を検討した結
果、平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）より大きく、かつ、塗
膜層中の顔料含有量に応じて定められる必要最小限の塗
膜表面粗さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ（Ｒz）を形
成することにより、塗膜密着性及び耐衝撃性を低下せし
めることなく、より高い塗膜硬度を発揮させることがで
きることを見出し、本発明を完成した。

【０００７】従って、本発明の目的は、最外層として、
単に塗膜硬度が高いというだけでなく優れた塗膜密着性
及び耐衝撃性をも有する塗膜層を有する塗装材を提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、このような
塗膜硬度と塗膜密着性及び耐衝撃性とに優れた性能を有
する塗装材の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、基
材表面上に最外層として塗膜層を有する塗装材におい
て、上記塗膜層が、粗面化手段により平滑時塗膜表面粗
さ（Ｒzo）より大きく、かつ、鉛筆硬度（単位：Ｈ）で
表される所定の塗膜硬度を得るために塗膜層中の顔料含
有量（重量％）に応じて定められる必要最小限の塗膜表
面粗さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ（Ｒz）を有する
塗膜硬度に優れた塗装材である。

【０００９】また、本発明は、基材表面上に最外層とし
て塗膜層を有する塗装材の製造方法において、上記塗膜
層の表面に、粗面化手段により平滑時塗膜表面粗さ（Ｒ
zo）より大きく、かつ、鉛筆硬度（単位：Ｈ）で表され
る所定の塗膜硬度を得るために塗膜層中の顔料含有量
（重量％）に応じて定められる必要最小限の塗膜表面粗
さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ（Ｒz）を形成する、
塗膜硬度に優れた塗装材の製造方法である。

【００１０】本発明において、塗装材を構成する基材に
ついては、その表面に最外層として塗膜層が設けられる
ものであれば特に制限されるものではなく、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材や、冷
延鋼、溶融亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼等の合金鋼から
なる鋼材や、その他の非鉄金属材等からなる種々の金属
材、更にプラスチック材や木材等や、これらの基材を組
み合わせて構成される組合せ材等を挙げることができ
る。しかしながら、本発明は、塗膜密着性や耐衝撃性を
損なうことなく、少しでも高い塗膜硬度を発現せしめる
ことにその目的があるので、より高い塗膜硬度を必要と
している分野、例えば、鉛筆硬度６Ｈ以上、より望まし
くは７Ｈ以上の塗膜硬度を必要としている建築内外装
材、車両内装材、トンネル内装材、ＯＡ機器、家電製品
等において、耐傷付き性や耐衝撃性等の性能を付与する
上で特に有用である。

【００１１】本発明においては、このような基材の表面
上に最外層として、粗面化手段により制御され、平滑時
塗膜表面粗さ（Ｒzo）より大きく、かつ、鉛筆硬度（単
位：Ｈ）で表される所定の塗膜硬度を得るために塗膜層
中の顔料含有量（重量％）に応じて定められる必要最小
限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ（Ｒ
z）を有する塗膜層が設けられる。ここで、表面粗さ
（Ｒz）は、JIS B0601-1994に準拠する十点平均粗さを
意味し、また、平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）とは、基材
の表面粗さ（Ｒz）が３μｍ未満の平板上に膜厚３０μ
ｍで塗布して形成された塗膜層の表面粗さ（Ｒz）をい
う。

【００１２】そして、この塗膜層を形成するために用い
られる塗料については、特に限定されるものではなく、
有機系塗料としては、例えば、アクリル樹脂塗料、エポ
キシ系塗料、ウレタン樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、ポリ
エステル、ビニールオルガノゾル等の塗料を挙げること
ができ、また、無機系塗料としては、例えば、アルキル
シリケート系塗料、光触媒酸化チタン含有無機塗料、シ
リカゾル系塗料、アルカリ金属塩系塗料、金属アルコキ
シド系塗料等の塗料を挙げることができ、更に、有機及
び無機の複合塗料としては、例えば、シロキサン結合を
含有する有機・無機複合塗料、金属アルコキシド系塗
料、セラミックス系塗料、光触媒酸化チタン含有有機・
無機複合塗料等の塗料を挙げることができる。なお、こ
れらの塗料中には、顔料のほかに、充填剤、増粘剤、レ
ベリング剤、消泡剤、安定剤、その他の添加剤等が含有
されていてもよい。

【００１３】これらの塗料の中で、シロキサン結合を含
有する塗料、具体的にはシリコンアクリル系塗料、アル
キルシリケート系塗料、シリカゾル系塗料、アルカリ金
属塩系塗料、アルコキシシラン系塗料、オルガノアルコ
キシシラン系塗料、シリコン樹脂系塗料等や、これらシ
ロキサン結合を有する樹脂と他の樹脂を組み込んだ塗料
等は、一般にシロキサン系塗料と言われ、比較的鉛筆硬
度の高い塗膜層を形成することができてハードコーティ
ング用に好適であり、本発明で用いる塗料として好適で
ある。また、これら塗膜層を形成する塗料については、
顔料を含む有色塗料であっても、また、無色透明のクリ
ア塗料であってもよい。

【００１４】このような塗料を用いて形成される塗膜層
の厚さについては、通常１〜７０μｍ、好ましくは５〜
６０μｍの範囲である。この塗膜層の厚さが１μｍより
薄いと、塗膜層にむらが生じ易く、外観を損ねる虞があ
り、反対に、７０μｍより厚くなると、粗面化手段によ
り塗膜層中の顔料含有量に応じた塗膜表面粗さ（Ｒz）
を調整することが難しくなるほか、コスト高になって好
ましくない。

【００１５】また、上記塗料中に含まれ、最外層の塗膜
層中に含まれることになる顔料とは、水や溶剤に不溶性
の無彩色又は有彩色の無機若しくは有機の粉末であっ
て、着色、補強、増量、艶消し、防錆等の目的で添加さ
れて塗料を構成するものであり、通常その平均粒径が
０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍ程
度のものをいう。

【００１６】ここで、無機顔料としては、例えば、Ti-B
a-Ni、Fe-Ni-Al、Co-Al-Cr、Cu-Cr-Mn等の金属酸化物か
らなる複合酸化物顔料や、酸化チタン、酸化亜鉛、リト
ポン、鉛白、べんがら（酸化鉄）、クロム・バーミリオ
ン、黄鉛、チタン・イエロー、黄色酸化鉄、酸化クロ
ム、紺青、群青、カーボン・ブラック等の無機着色顔料
や、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルク、
シリカ、珪藻土、アルミナホワイト、アルミナ、ガラス
粉、その他各種セラミックス等の体質顔料や、鉛丹、亜
鉛化鉛、亜鉛華、ガラスフレーク等の防錆顔料や、アル
ミニウム粉、ニッケル粉、銅粉、パールマイカ等の光輝
性顔料等を挙げることができ、また、有機顔料として
は、着色顔料としてのハンザエロー、パーマネントレッ
ド等のアゾ顔料、フタロシアニンブルー等の多環顔料
や、顔料中間体等を挙げることができる。これらの顔料
の中で好ましいものは、代表的な白色顔料の一つであっ
てチタン白、チタニア等の別名で呼ばれることもある酸
化チタンやシリカであり、例えば、酸化チタンは淡色系
塗料の用途に、また、シリカは艶消し等の用途に用いら
れる。

【００１７】本発明において、塗膜層中の顔料含有量
は、塗料を塗布し、乾燥させて塗膜層を形成した後、こ
の塗膜層中に含まれる顔料成分の含有量であり、塗料や
この塗料に含まれる顔料の種類等により異なるが、通常
７０重量％以下、好ましくは６０重量％以下であるのが
よい。この顔料含有量が７０重量％より多いと、造膜性
や密着性が低下するという問題が生じる。

【００１８】更に、本発明において、鉛筆硬度（単位：
Ｈ）で表される所定の塗膜硬度を得るために塗膜層中の
顔料含有量（重量％）に応じて定められる必要最小限の
塗膜表面粗さ（min-Ｒz）とは、ある塗料を用いて形成
される塗膜層に、平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）の時の鉛
筆硬度より大きい所定の塗膜硬度（鉛筆硬度）を付与す
るために、この塗膜層中に含まれる顔料の割合（顔料含
有量）に応じて塗膜層の表面に形成する必要がある最小
限の塗膜表面粗さ（Ｒz）をいう。

【００１９】そして、この塗膜層中の顔料含有量（重量
％）と鉛筆硬度（単位：Ｈ）と必要最小限の塗膜表面粗
さ（min-Ｒz）との関係は、本発明者らの実験によれ
ば、 （Ａ）顔料含有量が０．０１重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０５Ｘ²−０．１５Ｘ＋０．４０ （Ｂ）顔料含有量が０．０１重量％以上５重量％未満の
とき min-Ｒz＝０．０４Ｘ²−０．１２Ｘ＋０．３６ （Ｃ）顔料含有量が５重量％以上２０重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０３Ｘ²−０．０９Ｘ＋０．３０ （Ｄ）顔料含有量が２０重量％以上のとき min-Ｒz＝０．０２Ｘ²−０．０６Ｘ＋０．２４ （但し、Ｘは所定の鉛筆硬度２Ｈ〜９Ｈにおける数値２
〜９を示す。）と表すことができる。

【００２０】従って、ある塗料を用いて基材表面上に最
外層として塗膜層を形成する際に、当該塗料を用いて形
成される平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）の時の鉛筆硬度よ
り大きい所望の塗膜硬度（鉛筆硬度）を付与する場合に
は、その塗膜層中の顔料含有量に応じて、上記Ａ〜Ｄか
ら所定の関係式を選び、この関係式に平滑時塗膜表面粗
さ（Ｒzo）の時の鉛筆硬度より大きい所望の鉛筆硬度の
値（２Ｈ〜９Ｈにおける数値２〜９）をあてはめ、当該
所望の鉛筆硬度を得るのに必要な最小限の塗膜表面粗さ
（min-Ｒz）を算出し、塗膜層を形成する際にその表面
に当該必要最小限以上の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）を設
ければよい。このようにして塗膜層を設けることによ
り、必要とする色調や塗膜密着性及び耐衝撃性を損なう
ことなく、所望の塗膜硬度（鉛筆硬度）を発現させるこ
とができる。

【００２１】本発明において、塗膜層の塗膜表面粗さ
（Ｒz）を制御するための粗面化手段としては、具体的
には、基材の表面に適用される基材粗面化処理や、塗膜
層の形成に先駆けて設けられる骨材含有下塗り層等の手
段を挙げることができる。これらの粗面化手段によれ
ば、基材粗面化処理により基材の表面に形成された粗面
や、骨材含有下塗り層により設けられた粗面が塗膜層の
表面に反映され、この塗膜層の塗膜表面粗さ（Ｒz）が
制御される。

【００２２】ここで、粗面化手段としての基材粗面化処
理の具体的な方法としては、例えばアルミナ等のセラミ
ック粒子、砂、又は金属等からなる粒子を用いるショッ
トブラスト処理、例えば酸やアルカリ等のエッチング液
を用いるエッチング処理、例えば少なくとも一方のロー
ル表面が粗面化された一対の圧延ロールを用いてこの粗
面化表面を基材表面に転写させるエンボスロール圧延処
理等の種々の方法を挙げることができる。特に、上記シ
ョットブラスト処理については、例えば基材がアルミニ
ウム材製のアルミ基材である場合、最大粒径１ｍｍφ以
下及び平均粒径２０μｍ以上のアルミナ粒子を用いるの
が好ましく、これによってアルミ基材表面に硬質で微細
な凹凸を容易に形成できるほか、アルミナ粒子がアルミ
基材表面に残留しても後工程の陽極酸化処理に悪影響を
及ぼすことがない。

【００２３】この基材粗面化処理により基材表面に付与
される表面粗さ（Ｒz）については、３μｍ以上である
必要があり、好ましくは３〜７０μｍの範囲である。こ
の基材表面の表面粗さ（Ｒz）が３μｍ未満であると、
塗膜表面粗さ（Ｒz）が平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）を
超えることができなくて、より高い鉛筆硬度が得られな
くなり、また、７０μｍを超えると、処理コストが嵩ん
で好ましくない。

【００２４】なお、基材がアルミニウム材やステンレス
鋼材等の金属材である場合、この基材粗面化処理を施し
た基材の上に、化成処理や陽極酸化処理等の皮膜形成処
理により皮膜層を設けてもよい。この化成処理として
は、例えばアルカリ−クロメート系、クロメート系、燐
酸−クロメート系、燐酸亜鉛系、燐酸鉄系、ノンクロム
系、塗布型等の公知の方法を適用することができる。

【００２５】また、陽極酸化処理としては、酸性浴の建
浴に硫酸、シュウ酸、クロム酸、ホウ酸等を用いる公知
の方法が適用可能であり、また、低温で高い電解電圧を
付与して皮膜の溶解を抑えた硬質アルマイト処理も適用
することができる。更に、上記陽極酸化皮膜層について
は、この皮膜層がその厚さ方向に沿って多数の細径の通
電孔を内包する多孔性であるため、陽極酸化皮膜層が形
成された後に公知の方法で封孔処理を行い、この通電孔
を封孔してもよい。この封孔処理によって耐食性を更に
向上せしめることができる。また、この陽極酸化皮膜層
はその表面に着色が施されたものであってもよく、この
着色が施された陽極酸化皮膜層としては、陽極酸化皮膜
層が電解着色された電解着色陽極酸化皮膜層等が挙げら
れる。

【００２６】また、粗面化手段としての上記骨材含有下
塗り層については、基材の表面上に直接に形成されても
よいほか、陽極酸化処理や化成処理等により形成される
皮膜層の上に形成されてもよく、最外層より下の塗膜層
であればよく、１層でも、また、２層以上の多層からな
っていてもよい。なお、下塗り層が多層からなる場合に
は、少なくともその１層中に骨材が含有されていればよ
い。また、この際に、基材については粗面化処理がなさ
れていてもよく、この場合には基材と下塗り層の粗面化
処理により相乗的な効果が発揮される。

【００２７】このような骨材含有下塗り層を形成する下
塗り塗料中に含有される骨材は、いわゆる硬いものであ
れば特に制限はなく、アルミナ、酸化チタン、酸化ジル
コニウム等の金属酸化物や、セラミックス、水酸化アル
ミ、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、
タルク、ガラス粉、ガラスフレーク等の体質顔料等が例
示され、粉体若しくはフレークを用いるのが好ましい。

【００２８】そして、この骨材については、それが粉体
である場合には、その平均粒径が１μｍ以上１００μｍ
以下、好ましくは２μｍ以上８０μｍ以下であり、ま
た、フレークの場合には、その平均厚さが１μｍ以上１
００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上８０μｍ以下であ
って、その平均長さが５μｍ以上１０００μｍ以下、好
ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下である。これらの
骨材については、必要によりシランカップリング処理等
の表面処理が施されていてもよい。

【００２９】この骨材含有下塗り層については、下塗り
塗料中に上記骨材を１〜８０重量％、好ましくは２〜５
０重量％の範囲となるように添加して骨材含有下塗り塗
料を調製し、この骨材含有下塗り塗料を最外層となる塗
膜層を形成するのに先駆けて、例えば電着塗装、スプレ
ー塗装、ロールコーター、静電塗装、浸漬塗装、刷毛塗
り等の手段で塗布し、乾燥することにより設けられる。
この目的で用いられる下塗り塗料としては、最外層の塗
膜層との間で密着性が得られれば特に制限はないが、最
外層の塗膜層を形成する塗料と全く同じ塗料か、同じ塗
料種のクリアー塗料であるのが好ましい。

【００３０】このようにして基材の表面又は最外層の塗
膜層の下に粗面化手段が適用された後、電着塗装、スプ
レー塗装、ロールコーター、静電塗装又は浸漬塗装、刷
毛塗り等の手段で塗料が塗布され、最外層として所定の
塗膜表面粗さ（Ｒz）を有する塗膜層が設けられる。こ
の塗装処理で形成される塗膜層は１層であっても、ま
た、２層以上の多層に形成されていてもよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例に基づい
て、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。

【００３２】実施例１〜１５及び比較例１〜９ 表1に示す各種アルミニウム合金からなる同じ形状とサ
イズの板材又は押出形材を用意し、実施例１〜１５及び
比較例１〜９の試験片とした。実施例１〜４、６〜１５
及び比較例1、２、４〜９では、各試験片の表面に対
し、平均粒径５０〜５００μｍのアルミナ粒子（組成；
Al₂O₃: 96.6wt%、TiO₂:2.4wt%、SiO₂: 0.6wt%、及びそ
の他）を用い、ショット圧力を３段階に変化させてショ
ットブラスト処理を施し、各試験片の表面に表１に示す
表面粗さ（Ｒz）を持つ基材粗面化処理を施した。

【００３３】また、実施例５及び比較例３では、５０℃
のＮａＯＨエッチング溶液（濃度：５０ｇ／リットル）
に試験片を浸漬し、その際の浸漬時間を変えてアルカリ
エッチングを行い、各試験片の表面に表１に示す表面粗
さ（Ｒz）を持つ基材粗面化処理を施した。

【００３４】次に、実施例１〜１１、１３及び比較例１
〜５、７の各試験片について、硫酸法による陽極酸化処
理を施し、表１に示す膜厚の陽極酸化皮膜層を設けた。
この陽極酸化処理は、硫酸１６０ｇ／リットルで２３℃
の電解液を用い、電流密度１．５Ａ／ｄｍ²の条件で電
解した。また、実施例１２、１４及び比較例６、８で
は、化成処理として４０℃のクロメート処理剤（日本パ
ーカライジング製商品名：アロジン1200）に浸漬し、ク
ロム付着量が約２０ｍｇ／ｍ²となるように化成処理を
行った。更に、実施例１５及び比較例９では、35wt%-Ｈ
ＮＯ₃中に１分間浸漬した後、水洗し、次いで５０℃の5
wt%-ＮａＯＨ溶液中に３分間浸漬し、再度水洗し、清浄
処理を行った。

【００３５】実施例１〜１５及び比較例１〜９で調製さ
れた試験片の基材の種類、表面粗さ（Ｒz）、皮膜処
理、及び皮膜厚を表１に示す。

【表１】

【００３６】次に、上記実施例１〜１１、１３及び比較
例１〜５、７では、封孔処理を行うことなく、直ちに表
２に示す塗料を用いて塗装処理を行い、また、実施例１
２、１４、１５及び比較例６、８、９では、化成処理又
は清浄処理の後に直ちに表２に示す塗料を用いて塗装処
理をスプレー塗装により行い、表２に示す最外層の塗膜
層を設けた。

【００３７】すなわち、実施例１、２及び比較例１で
は、シロキサン結合を有する有機・無機複合塗料を塗布
し、次いで１８０℃×２０分の条件で焼付処理を行い、
塗膜層を形成した。また、実施例３〜１１及び比較例２
〜５では、セラミック系の有機・無機複合塗料を塗布
し、次いで１９０℃×２０分の条件で焼付処理を行い、
塗膜層を形成した。更に、実施例１２及び比較例６では
アクリル系塗料を、また、実施例１３及び比較例７では
エポキシ系塗料を、更に、実施例１４及び比較例８では
ポリエステル系塗料を、また、実施例１５及び比較例９
ではウレタン系塗料をそれぞれ用いて塗布し、次いで１
７０℃×２０分の条件で焼付処理を行い、塗膜層を形成
した。

【００３８】得られた各実施例１〜１５及び比較例１〜
９の最外層の塗膜層について、塗膜厚、塗膜表面粗さ
（Ｒz）、及び鉛筆硬度（JIS K5400）を測定し、塗膜層
の総合評価を行って測定された鉛筆硬度が平滑時塗膜表
面粗さ（Ｒzo）のときの鉛筆硬度の値を超えた場合を○
とし、変わらなかった場合を×とした。結果を、各実施
例１〜１５及び比較例１〜９で目標とした鉛筆硬度及び
この目標とした鉛筆硬度を得るための必要最小限の最小
塗膜表面粗さ（min-Ｒz）と共に、表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】実施例１６〜２６及び比較例１０〜１５ 表３に示す各種アルミニウム合金からなる同じ形状とサ
イズの板材又は押出形材を用意し、実施例１６〜２６及
び比較例１０〜１５の試験片とした。実施例１６〜２４
及び比較例1０〜１３では、各試験片の表面に対し、硫
酸法による陽極酸化処理を施し、表３に示す陽極酸化皮
膜層を設けた。この陽極酸化処理は、硫酸１６０ｇ／リ
ットルの電解液を用い、２３℃及び電流密度１．５Ａ／
ｄｍ²の条件で電解した。

【００４１】また、実施例２５及び比較例１４では、化
成処理として４０℃のクロメート処理剤（商品名：アロ
ジン1200）に浸漬し、クロム付着量が約２０ｍｇ／ｍ²
となるように化成処理を行った。更に、実施例２６及び
比較例１５では、35wt%-ＨＮＯ₃中に１分間浸漬した
後、水洗し、次いで５０℃の5wt%-ＮａＯＨ溶液中に３
分間浸漬し、再度水洗し、清浄処理を行った。

【００４２】そして、実施例１６〜２４及び比較例１０
〜１３では、封孔処理を行わずに直ちに所定の骨材含有
下塗り塗料を用いて塗布し、また、実施例２５、２６及
び比較例１４、１５では、化成処理又は清浄処理の後、
直ちに所定の骨材含有下塗り塗料を塗布した。この骨材
含有下塗り塗料の塗布はスプレー塗装によって行った。

【００４３】骨材含有下塗り塗装において、実施例１
６、１７及び比較例１０では、表３に示すようにクリア
ーのシロキサン結合を有する有機・無機複合塗料に骨材
としてアルミナを添加し、得られた下塗り塗料を表３に
示す塗膜厚となるように塗布し、次いで１３０℃×１０
分の焼付け処理を行い、表３に示す塗膜表面粗さ（Ｒ
z）の下塗り塗膜層を形成した。

【００４４】また、表３に示すように、実施例１８〜２
４及び比較例１１〜１３においてはクリアーのセラミッ
ク系の有機・無機複合塗料に骨材として水酸化アルミ、
アルミナを添加し、実施例２５及び比較例１４ではクリ
アーのアクリル系塗料に骨材として水酸化アルミ、アル
ミナを添加し、また、実施例２６及び比較例１５ではク
リアーのウレタン系塗料に骨材としてアルミナを添加
し、次いで得られた下塗り塗料を表３に示す塗膜厚とな
るように塗布した後、１３０℃×１０分の焼付け処理を
行い、表３に示す塗膜表面粗さ（Ｒz）の下塗り塗膜層
を形成した。

【００４５】

【表３】

【００４６】このようにして下塗り塗膜層を形成した
後、スプレー塗装により最外層の塗膜層を設けた。すな
わち、実施例１６、１７及び比較例１０では、シロキサ
ン結合を有する有機・無機複合塗料を塗布し、次いで１
８０℃×２０分の条件で焼付処理を行い、塗膜層を形成
した。また、実施例１８〜２４及び比較例１１〜１３で
は、セラミック系の有機・無機複合塗料を塗布し、次い
で１９０℃×２０分の条件で焼付処理を行い、塗膜層を
形成した。更に、実施例２５及び比較例１４ではアクリ
ル系塗料を、また、実施例２６及び比較例１５ではウレ
タン系塗料をそれぞれ用いて塗布し、次いで１７０℃×
２０分の条件で焼付処理を行い、塗膜層を形成した。

【００４７】得られた各実施例１６〜２６及び比較例１
０〜１５の最外層の塗膜層について、塗膜厚、塗膜表面
粗さ（Ｒz）、及び鉛筆硬度（JIS K5400）を測定し、塗
膜層の総合評価を行って測定された鉛筆硬度が平滑時塗
膜表面粗さ（Ｒzo）のときの鉛筆硬度の値を超えた場合
を○とし、変わらなかった場合を×とした。結果を、各
実施例１６〜２６及び比較例１０〜１５で目標とした鉛
筆硬度及びこの目標とした鉛筆硬度を得るための必要最
小限の最小塗膜表面粗さ（min-Ｒz）と共に、表４に示
す。

【００４８】

【表４】

【００４９】上記表２及び表４に示す結果から明らかな
ように、最外層の塗膜層の塗膜表面粗さ（Ｒz）が、目
標とする鉛筆硬度を得るための必要最小限の最小塗膜表
面粗さ（min-Ｒz）より大きい値である各実施例１〜２
６の場合は、その何れも、実測された鉛筆硬度（JIS K5
400）の値が平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）のときの鉛筆
硬度の値よりも高く、塗膜硬度が顕著に改善されている
ことが判明した。

【００５０】

【発明の効果】本発明の塗装材は、塗料それ自体の塗膜
硬度の改善をすることなく、当該塗料によって形成され
る最外層としての塗膜層について、単に塗膜硬度が高い
というだけでなく優れた塗膜密着性及び耐衝撃性とを引
き出すことができ、塗膜層として優れた性能を有する。
また、本発明の塗装材の製造方法によれば、塗膜硬度、
塗膜密着性及び耐衝撃性の全てにおいて優れた性能を有
する塗膜層を備えた塗装材を製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB02X BB66X BB67X BB99X CA02 CA04 CA13 CB21 DA06 DB02 DB04 DB05 DB07 DB21 DB31 DC01 DC05 DC11 DC18 DC38 EB02 EB05 EB15 EB22 EB33 EB35 EB38 EB42 EB43 EB47 EC02 EC03 EC05 EC11 EC13 EC54 4F100 AA21B AB10 AB31 AK52 AT00A BA03 BA07 BA10B CA13B CA13H CA24C CA24H CC01B CC01C DD01B DD01C EJ26 EJ64 GB07 GB32 GB81 JK12 JK14 JL11

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材表面上に最外層として塗膜層を有す
   る塗装材において、上記塗膜層が、粗面化手段により平
   滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）より大きく、かつ、鉛筆硬度
   （単位：Ｈ）で表される所定の塗膜硬度を得るために塗
   膜層中の顔料含有量（重量％）に応じて定められる必要
   最小限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）以上の塗膜表面粗さ
   （Ｒz）を有することを特徴とする塗膜硬度に優れた塗
   装材。
2. 【請求項２】 顔料含有量（重量％）と鉛筆硬度（単
   位：Ｈ）と必要最小限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）と
   が、 （Ａ）顔料含有量が０．０１重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０５Ｘ²−０．１５Ｘ＋０．４０ （Ｂ）顔料含有量が０．０１重量％以上５重量％未満の
   とき min-Ｒz＝０．０４Ｘ²−０．１２Ｘ＋０．３６ （Ｃ）顔料含有量が５重量％以上２０重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０３Ｘ²−０．０９Ｘ＋０．３０ （Ｄ）顔料含有量が２０重量％以上のとき min-Ｒz＝０．０２Ｘ²−０．０６Ｘ＋０．２４ （但し、Ｘは所定の鉛筆硬度２Ｈ〜９Ｈにおける数値２
   〜９を示す。）の関係を満たす請求項１に記載の塗膜硬
   度に優れた塗装材。
3. 【請求項３】 粗面化手段が、基材の表面に適用される
   基材粗面化処理である請求項１又は２に記載の塗膜硬度
   に優れた塗装材。
4. 【請求項４】 粗面化手段が、塗膜層の形成に先駆けて
   設けられた骨材含有下塗り層である請求項１又は２に記
   載の塗膜硬度に優れた塗装材。
5. 【請求項５】 顔料が無機顔料である請求項１〜４のい
   ずれかに記載の塗膜硬度に優れた塗装材。
6. 【請求項６】 無機顔料が酸化チタンである請求項５に
   記載の塗膜硬度に優れた塗装材。
7. 【請求項７】 基材表面上に最外層として塗膜層を有す
   る塗装材の製造方法において、上記塗膜層の表面に、粗
   面化手段により平滑時塗膜表面粗さ（Ｒzo）より大き
   く、かつ、鉛筆硬度（単位：Ｈ）で表される所定の塗膜
   硬度を得るために塗膜層中の顔料含有量（重量％）に応
   じて定められる必要最小限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）
   以上の塗膜表面粗さ（Ｒz）を形成することを特徴とす
   る塗膜硬度に優れた塗装材の製造方法。
8. 【請求項８】 顔料含有量（重量％）と鉛筆硬度（単
   位：Ｈ）と必要最小限の塗膜表面粗さ（min-Ｒz）と
   が、 （Ａ）顔料含有量が０．０１重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０５Ｘ²−０．１５Ｘ＋０．４０ （Ｂ）顔料含有量が０．０１重量％以上５重量％未満の
   とき min-Ｒz＝０．０４Ｘ²−０．１２Ｘ＋０．３６ （Ｃ）顔料含有量が５重量％以上２０重量％未満のとき min-Ｒz＝０．０３Ｘ²−０．０９Ｘ＋０．３０ （Ｄ）顔料含有量が２０重量％以上のとき min-Ｒz＝０．０２Ｘ²−０．０６Ｘ＋０．２４ （但し、Ｘは所定の鉛筆硬度２Ｈ〜９Ｈにおける数値２
   〜９を示す。）の関係を満たす請求項７に記載の塗膜硬
   度に優れた塗装材の製造方法。
9. 【請求項９】 粗面化手段が、基材の表面に適用される
   基材粗面化処理である請求項７又は８に記載の塗膜硬度
   に優れた塗装材の製造方法。
10. 【請求項１０】 粗面化手段が、塗膜層の形成に先駆け
    て設けられた骨材含有下塗り層である請求項７又は８に
    記載の塗膜硬度に優れた塗装材の製造方法。
11. 【請求項１１】 顔料が無機顔料である請求項７〜１０
    に記載の塗膜硬度に優れた塗装材。
12. 【請求項１２】 無機顔料が酸化チタンである請求項１
    １に記載の塗膜硬度に優れた塗装材。