JP2003251271A - 自動車車体の塗装方法 - Google Patents

自動車車体の塗装方法

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JP2003251271A
JP2003251271A JP2002054518A JP2002054518A JP2003251271A JP 2003251271 A JP2003251271 A JP 2003251271A JP 2002054518 A JP2002054518 A JP 2002054518A JP 2002054518 A JP2002054518 A JP 2002054518A JP 2003251271 A JP2003251271 A JP 2003251271A
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thermosetting
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aluminum
automobile body
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Shigeru Nakamura
茂 中村
Hideo Sukai
英生 須貝
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】仕上がり外観、塗膜性能に優れた塗膜が得られ
る自動車車体の塗装方法を提供すること。 【解決手段】主要材料がアルミ材の表面粗度Raで0.
2μm以下であるアルミ材、アルミ被覆鋼材もしくはア
ルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成される自
動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に応じて表
面処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、焼付け後、熱
硬化型水性塗料、熱硬化型有機溶剤系塗料、熱硬化型粉
体塗料、熱硬化型粉体水分散系塗料から選ばれる少なく
とも1種の硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗
り粉体塗料を塗装、焼付けし、次いで、硬化型上塗り塗
料を塗装、硬化させてなることを特徴とする自動車車体
の塗装方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、1部もしくは全
部がアルミ材で構成された自動車車体の塗装方法におい
て、塗膜の鮮映性、平滑性などの塗膜仕上がり外観や防
食性、加工性などの塗膜性能に優れた塗膜が得られる自
動車車体の塗装方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】 従来、自動車車体の塗装
方法としては、鋼材からなる自動車車体を化成処理した
後、プライマー塗装や上塗り塗装が行われいるのが一般
的である。近年、自動車分野においては、衝突安全性能
の向上や、標準装備品などの増加により車体重量が重た
くなる一方で、地球環境問題から大幅な燃費向上が求め
られているのが実情である。この様な要求を満足される
ひとつの手法として鋼材を主体とする自動車車体から一
部もしくは全部をアルミ素材に置換えることにより自動
車全体の軽量化が考えられている。しかしながら、アル
ミ材を主体とする自動車車体部分に、従来からの塗装方
法により塗装を行っても、仕上がり外観や塗膜性能に優
れた塗膜が得られないといった問題点があった。
【0003】
【課題を解決するための手段】 本発明者らは、鋭意研
究の結果、特定の塗装工程により塗装された塗膜が、上
記目的を達成することができることを見出し、本発明を
完成するに至った。
【0004】かくして本発明によれば、 1、主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材もしくはアル
ミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成される自動
車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に応じて表面
処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、焼付け後、熱硬
化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り粉体塗料を
塗装、焼付けし、次いで、硬化型上塗り塗料を塗装、硬
化させてなることを特徴とする自動車車体の塗装方法、 2、 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材もしくはア
ルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成される自
動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に応じて表
面処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、セッテングも
しくは予備乾燥後、熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱
硬化型中塗り粉体塗料を塗装、焼付けして電着塗膜と中
塗り塗膜とを同時に硬化させた後、次いで、硬化型上塗
り塗料を塗装、硬化させてなることを特徴とする自動車
車体の塗装方法、 3、 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材もしくはア
ルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成される自
動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に応じて表
面処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、セッテングも
しくは予備乾燥後、熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱
硬化型中塗り粉体塗料を塗装、セッテングもしくは予備
乾燥後、次いで、熱硬化型上塗り塗料を塗装した後、焼
付けして電着塗膜、中塗り塗膜及び上塗り塗膜とを同時
に硬化させてなることを特徴とする自動車車体の塗装方
法、 4、 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材もしくはア
ルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成される自
動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に応じて表
面処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、焼付け後、熱
硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り粉体塗料
を塗装、セッテングもしくは予備乾燥後、次いで、熱硬
化型上塗り塗料を塗装した後、焼付けして中塗り塗膜及
び上塗り塗膜とを同時に硬化させてなることを特徴とす
る自動車車体の塗装方法、 5、 上記硬化型上塗り塗料が、熱硬化型水性塗料、熱
硬化型有機溶剤系塗料、熱硬化型粉体塗料、熱硬化型粉
体水分散系塗料、活性エネルギー線硬化型塗料から選ば
れる少なくとも1種の塗料であることを特徴とする上記
1乃至4のいずれか1項に記載の自動車車体の塗装方
法、 6、 上記熱硬化型上塗り塗料が、熱硬化型水性塗料、
熱硬化型有機溶剤系塗料、熱硬化型粉体塗料、熱硬化型
粉体水分散系塗料から選ばれる少なくとも1種の塗料で
あることを特徴とする上記1又は2に記載の自動車車体
の塗装方法、 7、 上記アルミ材において、アルミ材の表面粗度がR
aで0.2μm以下であることを特徴とする上記1乃至
4のいずれか1項に記載の自動車車体の塗装方法、 8、 上記アルミ材において、アルミ材がリン酸亜鉛処
理が施されてなることを特徴とする上記1乃至4、7の
いずれか1項に記載の自動車車体の塗装方法が提供され
る。
【0005】
【発明の実施の形態】 本発明の自動車車体の塗装方法
は、1部もしくは全部がアルミ材で構成される自動車車
体に、熱硬化型電着塗料を塗装、水性又は粉体の中塗り
塗料を塗装、最後に硬化型上塗り塗料を塗装する工程及
びそれらの塗膜の硬化方法や特にアルミ材として表面粗
度がRaで0.2μm以下であるところに特徴がある。
【0006】本発明の塗装方法は、自動車車体の素材と
してアルミ材やアルミ被覆鋼材など単独の金属素材を使
用する場合には、例えば、(1)該金属素材を目的とす
る部材(エンジンフード、フェンダーパネル等)にプレ
ス加工し、次いで必要に応じて表面処理を行い、次いで
表面処理された部材を、自動車車体に取付けて組立を行
った後、電着塗装、中塗り塗装、上塗り塗装が施される
塗装方法、(2)該金属素材を目的とする部材にプレス
加工し、次いで必要に応じて表面処理、電着塗装を行
い、次いでこの電着塗装部材を自動車車体に取付けて組
立を行った後、中塗り塗装、上塗り塗装が施される塗装
方法、(3)該金属素材を目的とする部材にプレス加工
し、次いで必要に応じて表面処理、電着塗装、中塗り塗
装を行った中塗り塗装部材を、自動車車体に取付けて組
立を行った後、上塗り塗装が施される塗装方法、(4)
該金属素材を目的とする部材にプレス加工し、次いで必
要に応じて表面処理、電着塗装、中塗り塗装、上塗り塗
装を行った上塗り塗装部材を、自動車車体に取付けて組
立を行うことが出来る。
【0007】上記した組立てにおいて、夫々の塗料の予
備乾燥や焼付けは省略した。尚、これらの予備乾燥や焼
付けは、特許請求の範囲に記載した方法で行うことが出
来る。
【0008】また、自動車車体の素材としてアルミ材と
鋼材が組合わさった異種金属材を使用する場合には、例
えば、(1)アルミ材を目的とする部材(エンジンフー
ド、フェンダーパネル等)にプレス加工し、次いで必要
に応じて表面処理を行い、次いで表面処理されたアルミ
部材と、鋼材を目的とする部材(エンジンフード、フェ
ンダーパネル等)にプレス加工し、次いで表面処理を行
い、次いで表面処理された鋼部材とを、自動車車体に取
付けて組立を行った後、電着塗装、中塗り塗装、上塗り
塗装が施される塗装方法、(2)アルミ材を目的とする
部材(エンジンフード、フェンダーパネル等)にプレス
加工し、次いで必要に応じて表面処理を行い、次いで表
面処理されたアルミ部材を電着塗装を行った電着塗装ア
ルミ部材と、鋼材を目的とする部材(エンジンフード、
フェンダーパネル等)にプレス加工し、次いで表面処理
を行い、次いで表面処理された鋼材を電着塗装を行った
電着塗装鋼材とを、自動車車体に取付けて組立を行った
後、中塗り塗装、上塗り塗装が施される塗装方法、
(3)アルミ材を目的とする部材(エンジンフード、フ
ェンダーパネル等)にプレス加工し、次いで必要に応じ
て表面処理を行い、次いで表面処理されたアルミ部材を
電着塗装、中塗り塗装を行った中塗り塗装アルミ部材
と、鋼材を目的とする部材(エンジンフード、フェンダ
ーパネル等)にプレス加工し、次いで表面処理を行い、
次いで表面処理された鋼材を電着塗装、中塗り塗装を行
った中塗り塗装鋼材とを、自動車車体に取付けて組立を
行った後、上塗り塗装が施される塗装方法、(4)アル
ミ材を目的とする部材(エンジンフード、フェンダーパ
ネル等)にプレス加工し、次いで必要に応じて表面処理
を行い、次いで表面処理されたアルミ部材を電着塗装、
中塗り塗装、上塗り塗装を行った上塗り塗装アルミ部材
と、鋼材を目的とする部材(エンジンフード、フェンダ
ーパネル等)にプレス加工し、次いで表面処理を行い、
次いで表面処理された鋼材を電着塗装、中塗り塗装、上
塗り塗装を行った上塗り塗装鋼材とを、自動車車体に取
付けて組立を行うことができる。
【0009】また、上記した方法には制限されずに、例
えば、アルミ材と鋼材との塗装工程の順序を変えること
が出来る。具体的には、鋼材を目的とする部材(エンジ
ンフード、フェンダーパネル等)にプレス加工し、加工
された部材を自動車車体に取付けて組立を行い、次い
で、表面処理、電着塗装を行って、鋼材に電着塗装が施
された自動車車体を製造し、また、それとは別にアルミ
材を目的とする部材(エンジンフード、フェンダーパネ
ル等)にプレス加工し、次いで必要に応じて表面処理を
行い、次いで表面処理されたアルミ部材を電着塗装、中
塗り塗装、上塗り塗装を行った上塗り塗装アルミ部材を
上記で製造された鋼材に電着塗装が施された自動車車体
に取付けて組立を行うことも可能である。
【0010】上記した組立てにおいて、夫々の塗料の予
備乾燥や焼付けは省略した。尚、これらの予備乾燥や焼
付けは、特許請求の範囲に記載した方法で行うことが出
来る。
【0011】本発明で使用されるアルミ材は、従来から
自動車車体用として考えられているものであれば特に制
限なしに使用することができる。具体的には、アルミ合
金基材としてマグネシウムを含有するJIS A500
0系アルミニウム合金板やマグネシウム及びシリカを含
有するJIS A6000系アルミニウム合金基材が挙
げられる。
【0012】本発明において、特にこれらのアルミ合金
基材中でも、JIS A6000系アルミニウム合金基
材は、塗料を140℃以上の温度で複数回焼付が行われ
た際に、上記した含有金属により強度と硬度が付与され
るので後者のものを使用することが好ましい。上記した
金属の含有量は0.5〜3%の範囲が好ましい。
【0013】また上記したアルミ材において、アルミ材
の表面粗度(JIS B06013次元粗度計を使用し
て測定できる。)がRaで0.2μm以下、特に0.1
μm以下のものを使用することが好ましい。Raが0.
2μmを超えると該アルミ材に塗装される電着塗膜の平
滑性が低下し、その結果として上塗り塗膜の平滑性(チ
リチリ感など)が低下するために塗膜の光沢が悪くなる
といった欠点がある。また、Raはあまり小さくなり過
ぎるとカチオン電着塗膜とアルミ材との付着性が低下す
るので0.01μm未満にすることは好ましくない。こ
の様なアルミ材の表面粗度は圧延時のロールの粗度を変
えることにより、また、機械研磨、化学研磨、電解研磨
などの表面処理技術により調整することができる。上記
した研磨として特に粗さの細かい研磨が容易にできる電
解研磨が好ましい。
【0014】また、上記したアルミ材以外のアルミ被覆
鋼材としては、例えば電気アルミメッキ鋼板、溶融アル
ミ鋼板などが包含される。
【0015】また、アルミ材やアルミ被覆鋼材の表面処
理としては、従来から公知の表面処理を行うことができ
る。
【0016】該アルミ材の表面処理は従来から公知の方
法、例えば陽極酸化処理を行わない場合には下記した
(1)〜(3)の順序に従って処理を行うことができ
る。
【0017】(1)前処理工程:アルミ材 ― 機械研
磨 ― 脱脂(酸、酸塩、アルカリ、アルカリ塩、有機
溶剤、界面活性剤、電解脱脂など)― 水洗(中和も含
む)− 化学研磨 ― 水洗 (2)化学皮膜処理:リン酸塩系処理剤(アルボンド法
も属する、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸マンガンな
ど)、リン酸アルコール系処理剤、リン酸クロム酸系処
理剤、炭酸ナトリウム系処理剤、クロメート系処理剤
(クロム酸、重クロム酸塩など)、ベーマイト法(12
0〜150℃の水蒸気処理、100℃蒸留水処理、10
0℃アミン含有蒸留水で処理など)、チタン系表面処理
剤、フッ素系表面処理剤などが挙げられる。また、表面
処理剤として、エッチング剤(無機酸、有機酸又はそれ
らの塩など)重金属(Zr、Mo、W、Ti、Mn、Z
n、Niなど)又はその塩(硝酸、リン酸、フッ化水素
酸など)及び必要に応じてバインダー(フェノール樹
脂、カルボキシル化ポリオレフィン系樹脂など)、防錆
剤(バナジン酸、有機ホスホン酸、没食子酸系化合物、
硫化物、トリアジンチオール、ベンゾトリアゾール、チ
オカルボニル化合物など)、密着付与剤(シランカップ
リング剤、シリカゲル、エロジルなど)を適宜配合し
た、有機及び/又は無機物質の弱塩基性又は弱酸基性物
質による表面処理剤も使用できる。
【0018】上記した中でもリン酸亜鉛処理剤による処
理が好ましい。該処理は、リン酸、酸性リン酸亜鉛、フ
ッ化カリなどの化合物を原料とする処理剤であって、こ
の処理剤とアルミ材とが接触することによりアルミがエ
ッチングされ、次いで溶出したアルミはリン酸、弗酸と
反応してアルミの塩を生成すると共に酸性リン酸亜鉛
(2水素リン酸亜鉛)がアルミ、弗酸と反応して3リン
酸亜鉛となりアルミ材表面に析出し皮膜を形成する。
【0019】(3)後処理:水洗 ― 乾燥 また、陽極酸化処理を行う場合には、例えば次の方法に
より行うことができる。
【0020】 脱脂―アルカリエッチング―デスマッ
ト―陽極酸化処理−封孔処理 脱脂―アルカリエッチング―デスマット―陽極酸化
処理−2次電解着色 脱脂―研磨(電解研磨、化学研磨、艶消し仕上げ
等)―陽極酸化処理―(必要に応じて染色) 各工程において水洗は省略した。
【0021】上記した陽極酸化処理としては、例えば、
硫酸法、シュウ酸法、クロム酸法、ほう酸法などが挙げ
られる。これらのなかでも硬質、耐食性に優れた皮膜が
形成できる硫酸法が好ましい。また、の工程のものは
塗膜の仕上がり外観が優れるので該工程が好ましい。
【0022】上記したアルミ材として陽極酸化処理を施
した被膜については、アルミ材の耐久性、仕上がり外観
などが優れることから、特にアニオン電着塗装を行うこ
とが好ましい。
【0023】また、鋼材としては、従来から自動車用鋼
板として使用されているものが挙げられる。具体的に
は、鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板な
どの鋼板やリン酸亜鉛処理やリン酸鉄処理などの表面処
理を施した処理鋼板などが挙げられる。また、鋼板を使
用する場合には、耐食性、加工性、仕上がり外観などに
優れた塗膜が形成されるのでカチオン電着塗装を行うこ
とが好ましい。
【0024】上記カチオン電着塗料として、カチオン性
樹脂組成物を水に混合、分散してなる既知のカチオン電
着塗料が使用できる。該カチオン性樹脂組成物として
は、例えば、水酸基及びカチオン性基を有する基体樹脂
とブロックポリイソシアネ−ト化合物などの架橋剤を含
有する組成物が好適に使用される。基体樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂とカチオン化剤との反応生成物、
ポリカルボン酸とポリアミンとの重縮合物(米国特許第
2450940号明細書参照)を酸でプロトン化したも
の、ポリイソシアネ−ト化合物及びポリオ−ルとモノ又
はポリアミンとの重付加物を酸でプロトン化したもの、
水酸基及びアミノ基含有アクリル系またはビニル系モノ
マ−の共重合体を酸でプロトン化したもの(特公昭45
−12395号公報、特公昭45−12396号公報参
照)、ポリカルボン酸樹脂とアルキレンイミンとの付加
物を酸でプロトン化したもの(米国特許第340308
8号明細書参照)などがあげられる。
【0025】また、上記したカチオン性樹脂を酸性中和
剤(酢酸、ヒドロキシ酢酸など)により中和し、水分散
することにより塗料を得ることが出来る。
【0026】また、アニオン電着塗料としては、アクリ
ル樹脂アニオン電着塗料、ポリエステル樹脂アニオン電
着塗料などが挙げられる。
【0027】上記したアクリル樹脂アニオン電着塗料
は、例えば、水酸基及びカルボキシル基含有アクリル樹
脂に硬化剤(ブロックポリイソシアネートやメラミン樹
脂、尿素樹脂等)を配合、塩基性化合物(アミンなど)
で中和し水に分散したものが使用できる。
【0028】該アクリル樹脂は、水酸基含有(メタ)ア
クリルモノマー、α、β―エチレン性不飽和カルボン
酸、必要によりその他のラジカル共重合性モノマーをラ
ジカル共重合反応により得られる。ラジカル共重合反応
は従来から公知の方法、例えば、溶液重合方法で行うこ
とができる。α、β―エチレン性不飽和カルボン酸とし
ては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸などが
挙げられる。また、水酸基含有(メタ)アクリルモノマ
ー及びその他のラジカル共重合性モノマーは上記したと
同じものが挙げられる。
【0029】アクリル系樹脂は、通常水酸基価10〜3
00mgKOH/gの範囲内、好ましくは20〜200
mgKOH/g、酸価20〜200mgKOH/gの範
囲内、好ましくは30〜100mgKOH/g、数平均
分子量は、2,000〜100,000の範囲内、好ま
しくは、3,000〜50,000範囲内が適当であ
る。
【0030】基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基
体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜1
00重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲であ
る。
【0031】ポリエステル樹脂アニオン電着塗料として
は、水酸基及びカルボキシル基含有ポリエステル樹脂に
硬化剤(ブロックポリイソシアネートやメラミン樹脂、
尿素樹脂等)を配合、塩基性化合物(アミンなど)で中
和し水に分散したものが使用できる。
【0032】該ポリエステル樹脂としては、例えば、多
価アルコール(ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキ
サンジオールなど)、多塩基酸(テレフタル酸、イソフ
タル酸、トリメリット酸など)を反応させてなるものが
挙げられる。また必要に応じて上記した1価のアルコー
ルや1塩基酸を反応させることができる。
【0033】ポリエステル系樹脂は、通常水酸基価10
〜300mgKOH/gの範囲内、好ましくは20〜2
00mgKOH/g、酸価20〜200mgKOH/g
の範囲内、好ましくは30〜100mgKOH/g、数
平均分子量は、500〜10,000の範囲内が適当で
ある。
【0034】基体樹脂と硬化剤との成分割合は、通常基
体樹脂成分100重量部に対して硬化剤成分が30〜1
00重量部、好ましくは40〜80重量部の範囲であ
る。
【0035】また、上記したそれぞれのカチオン又はア
ニオン電着塗料は、上記した成分以外に必要に応じて界
面活性剤、表面調整剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、紫外
線安定剤、着色剤やその他の添加剤を配合することがで
きる。
【0036】カチオン電着塗料は、固形分濃度が約5〜
40重量%、pHが5〜9の範囲内になるように調整す
る。
【0037】アニオン電着塗料は、固形分濃度が約5〜
25重量%、pHが7〜10の範囲内になるように調整
する。
【0038】カチオン又はアニオン電着塗料による電着
塗装は、上記した電着塗料を電着浴とし、浴温15〜3
5℃に調整し、負荷電圧100〜400Vの条件で、被
塗物と電極との間で通電することにより電着塗装を行う
ことができる。
【0039】電着塗装後、余分に付着した電着塗料を落
とすために、ウルトラフィルトレーションろ液(UFろ
液)、RO透過水、工業用水、純水などで、塗装物表面
に電着塗料が残らないよう必要に応じて水洗することが
できる。
【0040】電着塗膜の予備乾燥は、中塗り塗膜と同時
に焼付けた際にワキ、垂れ、ピンホールなどの塗膜欠陥
が発生しない条件で乾燥すれば良いが、具体的には塗物
表面の温度10℃〜80℃では1分間〜60分間、好ま
しくは2分間〜30分間で十分と考える。
【0041】電着塗膜の焼付けは、塗物表面の温度で1
10℃〜200℃、好ましくは140〜180℃、時間
としては10分間〜180分間、好ましくは20分間〜
50分間加熱して硬化させることができる。
【0042】電着塗膜には、平滑性、鮮映性、層間付着
性、耐チッピング性などを向上させるために熱硬化型水
性塗料又は熱硬化型粉体塗料の中塗りが塗装される。
【0043】該中塗り塗料としては、既知のものが使用
でき、例えば、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、メラミン樹脂、ブロックポリ
イソシアネート化合物、ポリヒドラジド化合物、ポリエ
ポキシド、ポリカルボン酸(又は無水物)、ヒドロキシ
アルキルアミド化合物などの硬化剤、着色顔料、体質顔
料などを配合してなる中塗り塗料が使用できる。水性中
塗り塗料の塗装は、エアスプレー、エアレススプレー、
静電塗装などによって行なうことができ、膜厚は硬化塗
膜に基づいて10〜40μmの範囲内が好ましい。粉体
中塗り塗料の塗装は、コロナ放電や摩擦帯電などの静電
スプレー塗装などによって行なうことができ、膜厚は硬
化塗膜に基づいて30〜80μmの範囲内が好ましい。
【0044】水性中塗り塗膜の予備乾燥は、電着塗膜や
上塗り塗膜と同時に焼付けた際にワキ、垂れ、ピンホー
ルなどの塗膜欠陥が発生しない条件で乾燥すれば良い
が、具体的には塗物表面の温度10℃〜80℃で1分間
〜60分間、好ましくは2分間〜30分間で十分と考え
る。
【0045】水性中塗り塗膜の焼付けは、塗物表面の温
度で110℃〜200℃、好ましくは140〜180
℃、時間としては10分間〜180分間、好ましくは2
0分間〜50分間加熱して硬化させることができる。
【0046】粉体中塗り塗膜の予備乾燥は、粉体粒子同
士が融着してコンベアなどで輸送されている間に脱落し
ない程度、又は電着塗料や上塗り塗料が浸透して塗膜外
観や塗膜性能に悪影響を与えない程度に乾燥すれば良い
が、具体的には塗物表面の温度40℃〜100℃では1
分間〜60分間、好ましくは2分間〜30分間で十分と
考える。
【0047】粉体中塗り塗膜の焼付けは、塗物表面の温
度で140℃〜200℃、好ましくは150〜180
℃、時間としては10分間〜180分間、好ましくは2
0分間〜50分間加熱して硬化させることができる。
【0048】中塗り塗膜の上に塗られる熱硬化型上塗り
塗料は、被塗物に美粧性を付与するものである。具体的
には、仕上がり外観(鮮映性、平滑性、光沢など)、耐
候性(光沢保持性、保色性、耐チョーキング性など)、
耐薬品性、耐水性、耐湿性、硬化性などの優れた塗膜を
形成するそれ自体すでに公知の塗料が使用でき、一例と
して挙げるならば、例えば、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂など
の基体樹脂、メラミン樹脂、ブロックポリイソシアネー
ト化合物、ポリヒドラジド化合物、ポリエポキシド、ポ
リカルボン酸(又は無水物)、ヒドロキシアルキルアミ
ド化合物などの硬化剤が含有してなる熱硬化型樹脂組成
物をビヒクル主成分とし、これを水又は有機溶剤に溶解
もしくは分散せしめてなる液状塗料(有機溶剤系、水
系、粉体塗料水分散系、非水分散型など)や粉体塗料な
どがあげられる。これらの中でも、特にアミノ樹脂硬化
型アクリル樹脂、アミノ樹脂硬化型アルキド樹脂、アミ
ノ樹脂硬化型ポリエステル樹脂、酸(又は無水物)硬化
型エポキシ基含有アクリル樹脂、シリコン硬化型アクリ
ル樹脂などを熱硬化型樹脂組成物をビヒクル主成分とす
る熱硬化型上塗り塗料が好ましい。
【0049】本発明において使用しうる上塗り塗料は、
上記のビヒクル主成分を用いた塗料にメタリック顔料や
パール顔料および(または)着色顔料を配合したエナメ
ル塗料とこれらの顔料を全くもしくはほとんど含まない
クリヤー塗料に分類される。そして、これらの塗料を用
いて上塗り塗膜を形成する方法としては、例えば、下記
の方法が挙げられる。
【0050】メタリック顔料やパール顔料、必要に応
じ着色顔料を配合してなるメタリック塗料または着色顔
料を配合してなるソリッドカラー塗料を塗装し、加熱硬
化する(1コート1ベーク方式によるメタリックやパー
ルまたはソリッドカラー仕上げ)。
【0051】メタリック顔料やパール顔料またはソリ
ッドカラー塗料を塗装し、加熱硬化した後さらにクリヤ
ー塗料を塗装し、再度加熱硬化する(2コート2ベーク
方式によるメタリックやパールまたはソリッドカラー仕
上げ)。 メタリック塗料やパール顔料含有塗料またはソリッド
カラー塗料を塗装し、続いてクリヤー塗料を塗装した
後、加熱して該両塗膜を同時に硬化する(2コート1ベ
ーク方式によるメタリックやパールまたはソリッドカラ
ー仕上げ)。
【0052】これらの上塗り塗料は、スプレー塗装、静
電塗装などで塗装することが好ましい。また、塗装膜厚
は、乾燥膜厚に基づいて、上記では25μm〜40μ
m、上記、では、メタリック塗料やパール顔料含有
塗料ならびにソリッドカラー塗料は10μm〜30μ
m、クリヤー塗料は25μm〜50μmがそれぞれ好ま
しい。加熱条件はビヒクル成分によって任意に選択でき
るが、80℃〜170℃、特に120℃〜150℃で1
0分間〜40分間が好ましい。
【0053】また、上記したクリヤー塗料としては、紫
外線や太陽光などの光線により架橋するラジカル重合性
官能基(アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基
など)を含有するアクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素
樹脂に必要に応じて、光重合開始剤、光増感剤、重合性
希釈剤などを配合した活性エネルギー線硬化型上塗り塗
料が使用できる。活性エネルギー線硬化型に使用される
光源としては、例えば、超高圧、高圧、中圧、低圧の水
銀灯、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセノン
灯、メタルハライド灯、タングステン灯等が挙げられ
る。照射は、通常、10〜500mJ/cm2で照射される。
【0054】
【発明の効果】 本発明は、上記した構成を有すること
から自動車車体の塗装に適した3層構造を有する複層塗
膜を簡単、経済的、省力的、安全、安定、連続的に塗膜
形成することができ、且つ仕上がり外観や塗膜性能に優
れた複層塗膜が形成できる。また、アルミ材の表面粗度
がRaが0.2μm以下のもの使用することにより、更
に、3層構造を有する複層塗膜の仕上がり外観が向上す
る。
【0055】
【実施例】 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明する。以下、「部」および「%」は
それぞれ「重量部」および「重量%」を意味する。本発
明は以下の実施例に制限されるものではない。
【0056】実施例1 板厚0.8mmのアルミ材(JIS A6061)を脱
脂洗浄後、その上にりん酸亜鉛系処理剤で表面処理し、
ついでカチオン電着塗料エレクロンGT−10(関西ペ
イント社製、ブロックポリイソシアネート硬化型エポキ
シ樹脂電着塗料)を電着塗装し、170℃で20分間焼
付けし、乾燥膜厚約20μmの電着塗装板を得た。この
電着塗面に下記熱硬化型水性中塗り塗料を膜厚30μm
になるようにスプレーにて塗装し、140℃で20分間
焼付けた。その後、熱硬化型上塗り塗料(関西ペイント
社製、ネオアミラック#6000ホワイト、有機溶剤
系)を、乾燥膜厚が約30μmとなるようにスプレーに
て塗装し、140℃で20分間乾燥機にて焼付け、各試
験塗板を得た。
【0057】実施例2〜26 表1、2に記載の方法で実施例2〜26の塗装板を作成
した。
【0058】実施例27〜38 板厚0.8mmのアルミ材(JIS A6061)を脱
脂洗浄後、その上にりん酸亜鉛系処理剤で表面処理した
アルミ材と、亜鉛―鉄合金化溶融亜鉛メッキ鋼板にリン
酸亜鉛処理剤で表面処理した表面処理板に下記カチオン
電着塗料を20μmになるように塗装し、水洗後、17
0℃で20分焼付けて得た塗装処理鋼板とを、次の工程
で塗装される該アルミ材と該鋼板との塗装面が同じ向き
になるように両方の板を溶接し、次いで表1、2に記載
の塗装条件によりアルミ材と鋼板の両面に塗装した。
【0059】表1、2においてアルマイト処理は次のよ
うにして行った。
【0060】板厚0.8mmのアルミ材(JIS A6
061)を通常の前処理を行った後、150g/リット
ル−硫酸水溶液中で20℃,電流密度を120A/m2
として30分間の陽極酸化処理を施して10μmの陽極
酸化皮膜を化成したものを使用した。 表1
【0061】
【表1】
【0062】表2
【0063】
【表2】
【0064】比較例1〜2 表1に記載の方法で比較例1〜2の塗装板を作成した。
表3
【0065】
【表3】
【0066】表1、2、3に記載の電着塗装はアルミ材
用の電着塗装方法、条件である。
【0067】表1、2、3において素材、塗料、試験方
法は下記の通りである。
【0068】表面処理鋼板:亜鉛−鉄合金化溶融亜鉛め
っき鋼板にリン酸亜鉛処理剤で表面処理したもの。
【0069】カチオン電着塗料:エレクロンGT−10
(関西ペイント社製、ブロックポリイソシアネート硬化
型エポキシポリアミン系樹脂電着塗料) アニオン電着塗料:エレクロンAG210(関西ペイント
社製、メラミン硬化型アクリル樹脂電着塗料) 水性中塗り塗料:ポリエステル樹脂(ネオペンチルグリ
コ−ル756部、トリメチロ−ルプロパン109部、ヘ
キサヒドロフタル酸370部、アジピン酸292部およ
びイソフタル酸398部を反応容器に入れ、220℃で
6時間反応させた後、無水トリメリット酸45部添加
し、170℃で30分反応させてなる数平均分子量約8
000、酸価20mgKOH/g、水酸基価95mgK
OH/gのポリエステル樹脂)1000部(固形分量と
して、以下同様)、ジメチルアミノエタノ−ル40部、
硬化剤(ヘキサメチレンジイソシアネ−トの3量体のア
ダクト物をメチルエチルケトオキシムでブロックしたも
の)410部、チタン白顔料(テイカJR806」(テ
イカ社製、商品名 )1400部及びカ−ボンブラック
(三菱カ−ボンブラックM−100(三菱化学(株)
製、商品名))2部を脱イオン水1800部に混合分散
して水性中塗り塗料を得た。
【0070】粉体中塗り塗料:エバクラッド4000
ホワイト(関西ペイント株式会社、商品名、熱硬化型ポ
リエステル粉体塗料) 熱硬化型上塗り着色塗料:有機溶剤系;ネオアミラック
#6000 ホワイト(関西ペイント社製、、有機溶剤
系、アクリルメラミン硬化系) 水系;固形分50%のアクリル樹脂中和溶液(注1)1
40部と、「サイメル370」(三井サイテック社製、
88%水溶性メラミン樹脂溶液)34部を混合し、次い
でチタン白55部、カーボンブラック2部を加えて分散
し、脱イオン水で固形分35%に調整して熱硬化性水系
着色塗料を得た。
【0071】(注1)メタクリル酸メチル30部、アク
リル酸エチル23部、アクリル酸ブチル30部、メタク
リル酸ヒドロキシエチル12部、アクリル酸5部を重合
して、酸価40、水酸基価52、数平均分子量約100
00のアクリル樹脂溶液(固形分60%)を作成し、こ
の溶液にジメチルアミノエタノールを加えて中和し、次
いでイソプロピルアルコールで固形分50%に希釈して
アクリル樹脂中和溶液とした。
【0072】粉体;エバクラッド5000 ホワイト
(関西ペイント株式会社、商品名、熱硬化型アクリル粉
体塗料) 粉体水分散系;30%懸濁安定剤用水溶性アクリル樹脂水
溶液(A)を19部、イオン交換水88部からなる高分子水
溶液中に、塗料組成物溶液(B)100部を加えた。得ら
れた混合物をホモジナイザーを用い、14000rpmで混合す
ることにより、懸濁液を作成した。この懸濁物を脱イオ
ン水45部で希釈し、これを撹拌装置、温度調節器、環流
管、減圧装置を備えた容器に移した。この懸濁液を55℃
まで昇温した後、120mmHgに調節し、加熱残分が32%とな
るまで脱溶剤を行った。溶剤を留去した後、200メッシ
ュの絹布でろ過し、凝集成分を除去した。その後、会合
性ウレタン系増粘剤PUR-60(Huls社製)2.0部を添加
し、粉体水分散塗料を得た。
【0073】水溶液(A); n-ブタノール65部、ポリエ
チレンオキサイド(45量体)20部、ヒドロキシエチルア
クリレート10部、アクリル酸15部、メチルメタクリレー
ト 25部、n-ブチルメタクリレート20部、スチレン10部
の反応物をジメチルエタノールアミンで0.7当量中和
し、脱イオン水を加え、樹脂濃度が30重量%となるまで
希釈した。
【0074】塗料組成物(B);ヒドロキシエチルメタ
クリレート25部、スチレン30部、n-ブチルメタクリレー
ト20部、iso-ブチルメタクリレート25部のラジカル重合
反応物樹脂溶液にチタン白100部、ブロックNCO硬化
剤B-1530(Huls社製、ε-カプロラクタムIPDIイソシア
ヌレート)を50重量部加え塗料組成物を調整した。
【0075】熱硬化型上塗り塗料(2コート用): ベース塗料;有機溶剤系;水酸基含有アクリル樹脂(数
平均分子量15000、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)、「アルミペースト891K」(東洋アルミニウム
社製)25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%に調整した。
【0076】水系;固形分50%のアクリル樹脂中和溶
液(上記 注1)100部、固形分50%のポリエステ
ル樹脂中和溶液(注2)100部、固形分20%のアク
リルエマルション(注3)500部及び「サイメル37
0」38部を混合し、さらに「アルミペースト891
K」(東洋アルミニウム社製)25部を加えて混合して
熱硬化性水性メタリック塗料を得た。
【0077】(注2)ネオペンチルグリコール0.7モ
ル、トリメチロールプロパン0.3モル、無水フタル酸
0.4モル及びアジピン酸0.5モルをエステル化反応
させた後、無水トリメリット酸0.03モルを添加して
更に反応させ、その後ブチルセロソルブを加えて、酸価
40、数平均分子量約6000のポリエステル樹脂溶液
(固形分70%)を作成し、この溶液にジメチルアミノ
エタノールを加えて中和し、次いでイソプロピルアルコ
ールで固形分50%に希釈してポリエステル樹脂中和溶
液とした。
【0078】(注3)脱イオン水140部、30%「N
ewcol 707SF」(日本乳化剤社製、界面活性
剤)2.5部及び単量体混合物A(メタクリル酸メチル
55部、スチレン8部、アクリル酸ブチル9部、アクリ
ル酸ヒドロキシエチル5部、1,6−ヘキサンジオール
ジアクリレート2部及びメタクリル酸1部)1部を加
え、窒素ガス気流中で混合攪拌し、60℃に加熱し、3
%過硫酸アンモニウム水溶液3部を加えた。ついで温度
80℃に上昇させた後、単量体混合物A79部、「Ne
wcol 707SF」2.5部、3%過硫酸アンモニ
ウム水溶液4部及び脱イオン水2部からなる単量体乳化
物を4時間かけて反応容器に加えた。その後1時間熟成
を行なった。さらに80℃で単量体混合物B(メタクリ
ル酸メチル5部、アクリル酸ブチル7部、アクリル酸2
−エチルヘキシル5部、メタクリル酸3部及び「New
col 707SF」0.5部)20.5部と3%過硫
酸アンモニウム水溶液4部を同時に1.5時間かけて反
応容器に滴下した。その後1時間熟成し、脱イオン水3
0部で希釈した。この濾過液に脱イオン水を加え、ジメ
チルアミノエタノールでpH7.5に調整し、固形分2
0%のアクリルエマルションを得た。
【0079】クリヤー塗料: 有機溶剤系;アクリル樹脂溶液(注4)57部、アクリ
ル樹脂非水分散液(注5)50部、「サイメル303」
(三井サイテック社製、モノメリックメラミン樹脂)3
0部、25%ドデシルベンゼンスルホン酸溶液4部及び
「BYK−300」(日ビックケミー社製、表面調整
剤)0.5部からなる混合物を、「スワゾール#100
0」(コスモ石油社製、芳香族炭化水素系溶剤)で固形
分55%のクリヤー塗料を得た。
【0080】(注4)反応容器に「スワゾール#100
0」40部を加えて120℃に加熱し、スチレン30
部、アクリル酸ブチル35部、アクリル酸2−エチルヘ
キシル10部、アクリル酸ヒドロキシエチル25部、
α,α´−アゾビスイソブチロニトリル4部からなる単
量体混合物を3時間かけて加え重合させて、水酸基価1
20、数平均分子量6000のアクリル樹脂溶液(固形
分70%)を得た。
【0081】(注5)反応容器に「ユーバン28−6
0」(三井化学社製、60%メラミン樹脂溶液)58
部、n−ヘプタン30部及びベンゾイルパーオキシド
0.15部を仕込み、95℃に加熱後、スチレン15
部、アクリロニトリル9部、メタクリル酸メチル13
部、アクリル酸メチル15部、アクリル酸ブチル1.8
部、メタクリル酸ヒドロキシエチル10部、アクリル酸
1.2部、ベンゾイルパーオキシド0.5部、n−ブタ
ノール5部、「シェルゾール140」(シェル石油社
製)30部、n−ヘプタン9部からなる混合物を3時間
かけて滴下した。その後1時間熟成後、t−ブチルパー
オクトエート0.65部、「シェルゾール140」3.
5部を1時間かけて滴下した。その後、95℃にし2時
間攪拌を続けた後、減圧して溶剤を除去し、固形分60
%、ワニス粘度A(ガードナー気泡粘度)のアクリル樹
脂非水分散液を得た。
【0082】水系;固形分50%のアクリル樹脂中和溶
液(上記 注1)140部と、「サイメル370」(三
井サイテック社製、88%水溶性メラミン樹脂溶液)3
4部を加えて分散し、脱イオン水で固形分35%に調整
して熱硬化性水系クリヤー塗料を得た。
【0083】粉体;エバクラッド5000クリヤー(関
西ペイント株式会社、商品名、熱硬化型アクリル粉体塗
料) 粉体水分散系;上記した熱硬化型上塗り着色塗料で使用
した粉体水分散塗料において、チタン白を配合しないも
のをクリヤーとして使用した。
【0084】試験方法 塗面平滑性:塗装後の塗膜の外観を肉眼で観察し、ユズ
膚、ピンホール、凹凸、外観の具合を調べた。○は良
好、△は少し劣り、×は劣る。
【0085】塗面光沢:JIS K−5400 7.6
(1990)に準じて測定した。(反射率60度) 鮮映性:写像性測定器[IMAGE CLARITY
METER:スガ試験機・製]で測定。表中の数字はI
CM値で 0〜100%の範囲の値をとり、数値の大きい方が
鮮映性(写像性)がよく、ICM値が80以上であれば鮮
映性が極めてすぐれていることを示す。
【0086】密着性:塗装板を40℃の温水に10日間
浸漬した後、塗膜面にナイフを使用して約2mmの巾で
縦、横それぞれ11本の切り目を入れ、その表面に24
mm巾のセロハン粘着テープを密着させ、強く剥離した時
のゴバン目部の密着性を下記基準で評価した。 ○:全く剥離なし、△:若干剥離あり、×:著しい剥離
あり。
【0087】耐食性:塗装板に素地まで達するクロスカ
ットを入れ、これをJIS Z−2371に準じて72
0時間耐塩水噴霧試験を行った後、水洗し、一般部のサ
ビ、フクレ等を下記基準で評価するとともに、クロスカ
ット部にセロハン粘着テ−プを密着させ瞬時に剥がした
時のクロスカット部の最大剥離幅(片側)を表記した。 ○:塗面にサビ、フクレ等の発生が認められない、△:
塗面にわずかにサビ又はフクレの発生が認められる、
×:塗面に著しいサビ又はフクレの発生が認められる。
【0088】耐塩水性:塗装板に素地まで達するクロス
カットを入れ、これを5%の食塩水に50℃で10日間
浸漬した後、水洗し、一般部のサビ、フクレ等を下記基
準で評価するとともに、クロスカット部にセロハン粘着
テープを密着させ瞬時に剥がした時のクロスカット部の
最大剥離幅(片側)を表記した。 ○:塗面にサビ、フクレ等の発生が認められない、△:
塗面にわずかにサビ又はフクレの発生が認められる、
×:塗面に著しいサビ又はフクレの発生が認められる。
【0089】耐チッピング性:−20℃において、7号
砕石100gを、3kg/cmの圧力で、塗面に対し
90度の角度から塗面に吹き付けた後、石を当てた面に
ついてガムテープでの剥離試験を行ない以下の基準で評
価した。 ○:塗膜のハガレが認められない、△:わずかに塗膜の
剥離が認められる、×:著しい塗膜の剥離が認められ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D075 AE03 AE04 AE07 AE09 AE13 AE17 BB26Z CA03 CA33 CA48 CB06 CB13 DA06 DA23 DB02 DB07 DB63 DC12 EA02 EA05 EA06 EA07 EA19 EA21 EB22 EB32 EB33 EB35 EB36 EB38 EB39 EB42 EB46 EB56

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材も
    しくはアルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成
    される自動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に
    応じて表面処理を施し、熱硬化型電着塗料を塗装、焼付
    け後、熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り
    粉体塗料を塗装、焼付けし、次いで、硬化型上塗り塗料
    を塗装、硬化させてなることを特徴とする自動車車体の
    塗装方法。(3C3B)
  2. 【請求項2】 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材も
    しくはアルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成
    される自動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に
    応じて表面処理を施し、 熱硬化型電着塗料を塗装、セッテングもしくは予備乾燥
    後、 熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り粉体塗
    料を塗装、焼付けして電着塗膜と中塗り塗膜とを同時に
    硬化させた後、 次いで、硬化型上塗り塗料を塗装、硬化させてなること
    を特徴とする自動車車体の塗装方法。(3C2B)
  3. 【請求項3】 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材も
    しくはアルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成
    される自動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に
    応じて表面処理を施し、 熱硬化型電着塗料を塗装、セッテングもしくは予備乾燥
    後、 熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り粉体塗
    料を塗装、セッテングもしくは予備乾燥後、 次いで、熱硬化型上塗り塗料を塗装した後、焼付けして
    電着塗膜、中塗り塗膜及び上塗り塗膜とを同時に硬化さ
    せてなることを特徴とする自動車車体の塗装方法。(3
    C1B)
  4. 【請求項4】 主要材料がアルミ材、アルミ被覆鋼材も
    しくはアルミ材と鋼材が組合わさった異種金属材で構成
    される自動車車体の外板部及び/又は内板部に、必要に
    応じて表面処理を施し、 熱硬化型電着塗料を塗装、焼付け後、 熱硬化型水性中塗り塗料もしくは熱硬化型中塗り粉体塗
    料を塗装、セッテングもしくは予備乾燥後、 次いで、熱硬化型上塗り塗料を塗装した後、焼付けして
    中塗り塗膜及び上塗り塗膜とを同時に硬化させてなるこ
    とを特徴とする自動車車体の塗装方法。(3C1B)
  5. 【請求項5】 上記硬化型上塗り塗料が、熱硬化型水性
    塗料、熱硬化型有機溶剤系塗料、熱硬化型粉体塗料、熱
    硬化型粉体水分散系塗料、活性エネルギー線硬化型塗料
    から選ばれる少なくとも1種の塗料であることを特徴と
    する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の自動車車体
    の塗装方法。
  6. 【請求項6】 上記熱硬化型上塗り塗料が、熱硬化型水
    性塗料、熱硬化型有機溶剤系塗料、熱硬化型粉体塗料、
    熱硬化型粉体水分散系塗料から選ばれる少なくとも1種
    の塗料であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    自動車車体の塗装方法。
  7. 【請求項7】 上記アルミ材において、アルミ材の表面
    粗度がRaで0.2μm以下であることを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか1項に記載の自動車車体の塗装
    方法。
  8. 【請求項8】 上記アルミ材において、アルミ材がリン
    酸亜鉛処理が施されてなることを特徴とする請求項1乃
    至4、7のいずれか1項に記載の自動車車体の塗装方
    法。
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