JP2006224024A - 光輝性塗膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い光輝性塗膜を形成するに際して、比較的高湿度でも良好な光輝感が得られるようにする。
【解決手段】 中塗り塗装工程後に、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い、その後に、中塗りコート塗膜と水性ベースコート塗膜とを同時に乾燥硬化させて塗膜形成を行うに際して、中塗り塗装工程で、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂が基材樹脂中に配合された中塗りコート塗料を用い、ウエット・オン・ウエット塗装では、水性ベースコート塗料の塗着に伴って、該水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を中塗りコート塗膜中の前記吸水性樹脂に吸水させる、ことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、光輝性塗膜の形成方法、特に、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い光輝性塗膜を形成する方法に関する。

従来、例えば自動車等の車両の車体などに塗装を施す場合、いわゆる溶剤型塗料が多用されている。図４は、従来一般的な溶剤型塗料を用いた車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。この図に示すように、従来では、まず電着塗装を施して焼付乾燥を行い（ステップＳ５１及びＳ５２）、次に、電着塗膜の上に中塗り塗装を施して焼付乾燥を行い（ステップＳ５３及びＳ５４）、更に、中塗り塗膜の上にベース塗装およびクリア塗装を順次施して焼付乾燥を行うようにしている（ステップＳ５５，Ｓ５６及びＳ５７）。特に、ベース塗装後のクリア塗装は、所謂ウエット・オン・ウエット塗装で行われるのが普通である。

このように、自動車の車体塗装では、通常、電着塗装と中塗り塗装とベース塗装（及びクリア塗装）が施され多層の塗膜が形成されるが、このうち中塗り塗装およびベース塗装については、塗装品質および塗装作業性を確保する観点から、所謂、溶剤型塗料を用いるのが従来一般的である。特に、ベース塗装では、その後にウエット・オン・ウエット塗装でクリア塗装を行うことが好ましいので、かかるウエット・オン・ウエット塗装が可能な溶剤型塗料がより好適に用いられる。

かかる溶剤型塗料は、塗装品質が優れ、また塗装工程での作業性も良好であるが、多量の有機溶剤を含有しており、この有機溶剤が塗装工程等を通じて周囲へ排出されることになる。このため、近年では、中塗りコート塗料およびベースコート塗料について、溶剤型塗料から水性塗料への転換が積極的に図られている。特に、ベースコート塗料は、有機溶剤の含有率が高いので、優先的に水性塗料への切り換えが進められている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、この水性塗料を用いて塗装を行う場合には、塗布された塗料内部の水分の蒸発を促進するために、塗装後に所謂プレヒートを行うことが必須である。
図５は、中塗りコート塗料は溶剤型塗料でベースコート塗料のみに水性塗料を適用した車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。また、図６は、中塗りコート塗料およびベースコート塗料の両方に水性塗料を適用した車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。

これらのフローチャートから良く分かるように、水性塗料を用いた中塗り塗装工程（ステップＳ６３）並びにベース塗装工程（ステップＳ６５及びステップＳ７６）の後には、塗膜内部の水分の蒸発を促進するために、例えば所定温度の温風を吹き付けるプレヒート工程（ステップＳ６６，ステップＳ７４及びステップＳ７７）が新たに設けられる。従って、このプレヒート工程で温風を供給するために、追加的なエネルギ消費が必要となる。
尚、図５及び図６の例では、ベース塗装の場合、ウエット・オン・ウエット塗装でクリア塗装を行うためには、プレヒート工程の後にクーリング工程（ステップＳ６７及びステップＳ７８）が更に必要とされるので、追加的な消費エネルギもより一層増大することになる。

水性塗料を用いて良好な外観品質の塗装を行うには、前述のようにプレヒート工程およびクーリング工程が必要であるが、これらに加えて、塗装ブース内の温度および湿度を良好に維持管理するための空調が必要である。例えば、温度が同じでも湿度が高い場合には、塗膜中の水分は蒸発し難くなり、水性塗料による塗装外観に悪影響を及ぼすことになる。従来では、この空調に特に多大なエネルギ消費を要していた。
特開平５−６８９３０号公報

ところで、車体に所謂メタリック塗装を行う場合には、例えばアルミフレーク等の鱗片状（フレーク状）光輝材を含有するベースコート塗料を用いて塗装が行われるが、このメタリック塗装の光輝感は、塗装ブース内の温度および湿度、特に湿度の影響を大きく受けることが知られている。

図１は、塗装ブース内の湿度がメタリック塗装の光輝感に及ぼす影響を模式的に示すグラフである。尚、この例は、塗装ブース内の温度を２５℃に保ち、塗装ブース内の湿度を６０〜８０ＲＨ％の範囲で変化させた場合のものである。この図１のグラフから分かるように、塗装ブース内の湿度が高まるに連れて光輝感は低下している。

すなわち、比較的低湿度では、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後の水分の蒸発量は比較的高水準に保たれるので、ベースコート塗料の粘度が高くなり、アルミフレークの配向が安定し、良好な光輝感が得られる。これに対して、湿度が高くなると、水分が蒸発し難くなる関係上、ベースコート塗料の粘度が低くなり、アルミフレークの配向が乱れて光輝感が損なわれるのである。

周知のように、近年では、環境問題への関心の高まりに応じて、塗装工程についてもより一層の省エネルギ化が求められている。この塗装工程での消費エネルギ低減のためには、塗装ブース内の空調に要するエネルギを削減することが最も効果的で、空調自体の廃止、或いはそれが無理であれば、温度および湿度の管理幅を拡大できるようにすることが、非常に有効である。

しかしながら、水性塗料を用いたメタリック塗装においては、前述のように、塗装光輝感が塗装ブース内の湿度によって大きな影響を受けるので、湿度管理を高精度に維持する必要があり、これが、塗装工程での消費エネルギの低減を図る上で一つの大きなネックになっていた。

そこで、この発明は、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い光輝性塗膜を形成するに際して、比較的高湿度でも良好な光輝感が得られるようにすることを、基本的な目的としてなされたものである。

本願発明者等は、上記の目的を達成するために研究開発を重ねる中で、ウエット・オン・ウエット塗装を行う際に、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料が下地層上に塗着する際及び／又は塗着直後に、水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を下地層側に吸収させることを着想し、かかる着想を具体化するために、ウエット・オン・ウエット塗装の下地層を形成する中塗りコート塗料の基材樹脂中に、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂を配合することを考案した。

図２は、ウエット・オン・ウエット塗装の下地層を形成する中塗りコート塗料の基材樹脂中の全樹脂成分に対する吸水性樹脂の添加率（重量％）がメタリック塗装の光輝感に及ぼす影響を模式的に示すグラフである。この例は、塗装ブース内の温度を２５℃、湿度を８０ＲＨ％にそれぞれ保ち、吸水性樹脂の添加率を０〜２０重量％の範囲で変化させた場合のものである。尚、吸水性樹脂としてはアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を用いた。
この図２のグラフから分かるように、吸水性樹脂の添加率が高まるに連れて光輝感が向上しており、ウエット・オン・ウエット塗装の下地層を形成する中塗りコート塗料の基材樹脂中に、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂を配合することは、メタリック塗装の光輝感を高める上で有効である。

そこで、本願請求項１の発明（第１の発明）に係る光輝性塗膜の形成方法は、中塗りコート塗料を用いた中塗り塗装工程後に、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い、その後に、前記中塗りコート塗膜と水性ベースコート塗膜とを同時に乾燥硬化させて塗膜形成を行うようにした光輝性塗膜の形成方法であって、前記中塗り塗装工程で、前記水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂が基材樹脂中に配合された中塗りコート塗料を用いて中塗りコート塗膜を形成し、前記ウエット・オン・ウエット塗装では、前記水性ベースコート塗料の塗着に伴って、該水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を前記中塗りコート塗膜中の前記吸水性樹脂に吸水させる、ことを特徴としたものである。

また、本願請求項２の発明（第２の発明）は、前記第１の発明において、前記吸水性樹脂はアルカリ増粘型樹脂であることを特徴としたものである。

更に、本願請求項３の発明（第３の発明）は、前記第２の発明において、前記吸水性樹脂はアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂であることを特徴としたものである。

また更に、本願請求項４の発明（第４の発明）は、前記第３の発明において、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコアとシェルの重量比は、５０：５０〜９０：１０の範囲であることを特徴としたものである。

ここに、前記コア・シェル重量比を５０：５０〜９０：１０の範囲としたのは、コア・シェル重量比が５０：５０未満では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の吸水効果が低く、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからであり、一方、コア・シェル重量比が９０：１０を越えると、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂が不安定となり、凝集物が発生して塗装仕上がり性が悪くなるからである。

また更に、本願請求項５の発明（第５の発明）は、前記第３又は第４の発明において、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価は、５〜２０の範囲であることを特徴としたものである。

ここに、前記酸価の下限値を５としたのは、酸価がこの値を下回ると、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の吸水効果が低く、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからである。一方、前記酸価の上限値を２０としたのは、酸価がこの値を越えると、中塗りコート塗料の塗装粘度が高くなりすぎ、塗料の微粒化が阻害されて塗装仕上がり性に悪影響を及ぼすからである。

また更に、本願請求項６の発明（第６の発明）は、前記第３〜第５の発明の何れか一において、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率は、前記中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の１０〜４０％の範囲であることを特徴としたものである。

ここに、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の重量の下限値を１０％としたのは、この値を下回ると、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂が不足して吸水効果が低く、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからである。一方、上限値を４０％としたのは、この値を越えると中塗りコート塗料の塗装粘度が高くなりすぎ、塗料の微粒化が阻害されて塗装仕上がり性に悪影響を及ぼすからである。

本願の第１の発明によれば、中塗り塗装工程で、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂が基材樹脂中に配合された中塗りコート塗料を用いて中塗りコート塗膜を形成し、ウエット・オン・ウエット塗装では、水性ベースコート塗料の塗着に伴って、該水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を中塗りコート塗膜中の前記吸水性樹脂に吸水させることにより、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を高くでき、鱗片状光輝材の配向を安定させ、良好な光輝感を得ることができる。
すなわち、塗装ブース内の湿度が比較的高湿度でも良好な光輝感を得ることが可能となるので、塗装ブース内の湿度の管理幅を拡大して、ブース内の空調に要するエネルギを低減し、ひいては塗装工程での消費エネルギの低減に寄与することができる。

また、本願の第２の発明によれば、前記吸水性樹脂にアルカリ増粘型樹脂を用いることで、塗膜の物性を維持しつつ、良好な吸水性を得ることができ、より確実に前記第１の発明の作用効果を奏することができる。

更に、本願の第３の発明によれば、前記吸水性樹脂にアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を用いることで、塗膜の物性を維持しつつ、良好な吸水性を得ることができ、より一層確実に前記の作用効果を奏することができる。

また更に、本願の第４の発明によれば、基本的には、前記第３の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコアとシェルの重量比を１０：９０〜５０：５０の範囲としたことにより、塗装仕上がり性を阻害することなく、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を高くでき、鱗片状光輝材の配向を安定させ、良好な光輝感を得ることができる。

また更に、本願の第５の発明によれば、基本的には、前記第３又は第４の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価を５〜２０の範囲としたことにより、塗装仕上がり性を阻害することなく、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を高くでき、鱗片状光輝材の配向を安定させ、良好な光輝感を得ることができる。

また更に、本願の第６の発明によれば、基本的には、前記第３〜第５の発明の何れか一と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率を中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の１０〜４０％の範囲としたことにより、塗装仕上がり性を阻害することなく、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を高くでき、鱗片状光輝材の配向を安定させ、良好な光輝感を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本実施形態の光輝性塗膜の形成方法に係る所謂メタリック塗装の塗装工程について説明する。
この塗装工程では、図３のフローチャートにその概略を示すように、まず電着塗装を施して焼付乾燥を行い（ステップＳ１及びＳ２）、次に、電着塗膜の上に好ましくは水性中塗りコート塗料を用いて中塗り塗装を施し（ステップＳ３）、その後に、塗膜内部の水分の蒸発を促進するために例えば所定温度の温風を吹き付けるプレヒートを行う（ステップＳ４）。

そして、このプレヒート工程後に、鱗片状光輝材（本実施形態では、所謂アルミフレーク）を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い（ステップＳ５）、更に、プレヒートを行う（ステップＳ６）。
その後、ベースコート塗膜上にクリア塗装を施して焼付乾燥を行う（ステップＳ７及びＳ８）。これにより、中塗りコート塗膜とベースコート塗膜について、同時に焼付乾燥が行われる。

本実施形態では、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い光輝性塗膜を形成する場合について、ウエット・オン・ウエット塗装の下地層を形成する中塗りコート塗料の基材樹脂中に、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂を配合して、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料が下地層上に塗着する際及び／又は塗着直後に、水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を下地層側に吸収させることにより、塗装ブース内の湿度が比較的高湿度でも良好な光輝感が得られるようにしている。

そして、本発明の効果を検証するために種々の試験を行った。
以下、この試験について説明する。まず、試験で用いる各種塗料の調製方法について説明する。
本実施形態に係る試験では、電着塗装を施した電着板に中塗り塗装，上塗り塗装（ベース塗装），クリア塗装を順次施す塗装が行われる。このうち、中塗り塗装には、以下のように、吸水性樹脂としてのアルカリ増粘型樹脂、より具体的には、アルカリ増粘型アクリルエマルションを配合した水性中塗りコート塗料を用いた。

まず、このアルカリ増粘型アクリルエマルションの製造方法について説明する。尚、かかるアクリルエマルションの製造方法は、例えば特開２００１−２４０７９１号公報に開示されるように、公知である。
本試験では、水性中塗りコート塗料に配合されるアルカリ増粘型アクリルエマルションとして、タイプａ〜タイプｈの８種類のものを用意した。このうち、タイプａのもの（アクリルエマルションａ）を例にとって、その製造方法を説明する。

＜水性中塗りコート塗料用のアルカリ増粘型アクリルエマルションの製造＞
アクリルエマルションａの製造に際しては、まず、反応容器に脱イオン水１３６重量部を加え、これを窒素気流中で混合攪拌しながら８０℃に昇温させた。続いて、以下の組成を有するモノマー乳化物と、過硫酸アンモニウム０．１３５重量部及び脱イオン水１０重量部からなる開始剤溶液と、を２時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、１時間にわたって同温度で熟成した。

＜アクリルエマルションａに用いるモノマー乳化物の組成＞
・メタクリル酸メチル：２０．２２重量部
・アクリル酸エチル：１８．３６重量部
・メタクリル酸２−ヒドロキシエチル：７．４２重量部
・アクリルアミド：４．００重量部
・アクアロンＨＳ−１０：０．５重量部（第一工業製薬社製）
・アデカリアソープＮＥ−２０：０．５重量部（旭電化社製）
・脱イオン水：８０重量部

更に、次のような組成を有するモノマー乳化剤と、過硫酸アンモニウム０．１５重量部及び脱イオン水１０重量部からなる開始剤溶液と、を８０℃で０．５時間にわたり並行して反応溶液に滴下した。滴下終了後、２時間にわたって同温度で熟成した。
＜モノマー乳化剤（第２段階目）の組成＞
・アクリル酸エチル：３５．０７重量部
・メタクリル酸２−ヒドロキシエチル：１４．１６２５重量部
・メタクリル酸：０．７６７５重量部

続いて、これを４０℃まで冷却し、４００メッシュのフィルタで濾過した後、脱イオン水６７．１重量部及び適量のジメチルアミノエタノールを加えてｐＨ６．５に調整し、平均粒子径２００ｎｍ，不揮発分２５％のアクリルエマルションａを得た。また、こうして得られたアクリルエマルションａの酸価の値は約５（精確には、４．９９７６７４４１９）であり、アクリルエマルション樹脂中のコア部分とシェル部分との重量比は５０：５０であった。

本試験では、表１及び表２に示すように、含有される各組成の組み合わせを種々変化させることにより、酸価の値およびコア部分とシェル部分との重量比が様々に異なる８種類（タイプａ〜タイプｈ）のアルカリ増粘型アクリルエマルションを得た。
吸水性樹脂として、アルカリ増粘型樹脂、特にアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を用いることで、塗膜の物性を維持しつつ、良好な吸水性を得ることができる。

そして、以上の８種類のアルカリ増粘型アクリルエマルションａ〜ｈを用いて、タイプＡ〜タイプＮの１４種類の水性中塗りコート塗料を用意した。このうち、タイプＡのもの（水性中塗りコート塗料Ａ）を例にとって、その調製方法を説明する。尚、かかる水性塗料の調製方法は、例えば特開２００２−１４６２８２号公報に開示されるように、公知である。

＜水性中塗りコート塗料の調整＞
この中塗りコート塗料Ａは、以下の各成分をそれぞれ所定の重量部ずつ添加し、均一分散することによって調製した。
・アクリルエマルション：５０重量部（酸価５０，水酸基価１５０，数平均分子量５０００のもので、アミド基含有エチレン性モノマー２０質量％，酸性基含有エチレン性モノマー１０質量％，水酸基含有エチレン性モノマー５０質量％及び他のエチレン性モノマー５０質量％の共重合体）
・ウレタンエマルション：２０重量部（ｐＨが約７．５であるコロイダル分散ウレタン変性ポリエステル樹脂）
・メラミン樹脂：２０重量部（サイメル３２７：三井サイアナミッド社製）
・アルカリ増粘型アクリルエマルション（タイプａ）：１０重量部
・二酸化チタン：９９重量部
・カーボンブラック：１重量部
・アクリル系表面調整剤：０．５重量部
・イオン交換水：２００．５重量部

本試験では、表３に示すように、含有される各組成の組み合わせを種々変化させることにより、１５種類（タイプＡ〜タイプＮ）の水性中塗りコート塗料を用意した。

また、このような水性中塗りコート塗料を用いた中塗り塗装後に、ウエット・オン・ウエット塗装にて塗装される水性ベースコート塗料としては、以下のもの（１種類のみ）を用いた。尚、この水性ベースコート塗料は、鱗片状光輝材として所謂アルミフレークを含有したものである。
・水性ベースコート塗料：ＡＲ２０００シルバー（日本ペイント社製）
更に、この水性ベースコート塗料を用いたベース塗装後に、ウエット・オン・ウエット塗装にて塗装されるクリアコート塗料としては、以下のもの（１種類のみ）を用いた。
・クリアコート塗料：マックフローＯ−６００クリア（日本ペイント社製）

本実施形態に係る各試験おいて上述の各種塗料を試験塗装する塗装板は、以下のようにして作製した。
＜電着板の作製＞
まず、電着塗装を施す電着板を作製した。
：リン酸亜鉛処理した厚みが０．７ｍｍで、縦１００ｍｍ，横３００ｍｍのダル鋼板を用意し、これにＰＮ１２０Ｍ（日本ペイント社製）を乾燥膜厚が２０μｍになるように電着塗装を施し、１６０℃で３０分間にわたって焼付乾燥した。

＜中上塗り板の作製＞
上記のようにして得られた電着板に、試験条件に応じて、中塗り塗装，ベース塗装，クリア塗装を行うことで中上塗り板を得た。各塗装工程での塗装条件は、次の通りとした。
・中塗り塗装：電着塗膜上に水性中塗りコート塗料を乾燥膜厚が２０μｍになるように塗装し、６０℃で２分間プレヒートした。尚、後述する「比較例７」のみについては、１４０℃で２０分間にわたって焼付乾燥した。
・ベース塗装：中塗りコート塗膜上に、ウエット・オン・ウエット塗装にて、水性ベースコート塗料を乾燥膜厚が１５μｍになるように塗装し、６０℃で２分間プレヒートした。
・クリア塗装：ベースコート塗膜上に、ウエット・オン・ウエット塗装にて、クリアコート塗料を乾燥膜厚が３５μｍになるように塗装し、１０分間室温にて放置した後、１４０℃で２０分間にわたって焼付乾燥した。

このようにして得られた中上塗り板について、その塗装面の光輝感および仕上がり性の評価を行った。各評価の仕方は、具体的には以下による。
＜光輝感の評価＞
光輝感の評価には、変角光度計ＭＡ６８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて、中上塗り板塗装面のフロップインデックス（ＦＩ）を光輝感として測定した。
そして、フロップインデックスが１２以上（１２〜１５）であった場合を良好（○）とし、フロップインデックスが１２未満（８〜１２）であった場合を良好でない（×）としてランク付けを行い評価した。

＜仕上がり性の評価＞
仕上がり性の評価には、ウェーブスキャン（Wavescan）ＤＯＩ（ＢＹＫ社製）を用いて、中上塗り板塗装面のＷａ／Ｗｄ値を仕上がり性として測定した。
そして、Ｗａ／Ｗｄ値が１５未満（１０〜１５）であった場合を良好（○）とし、Ｗａ／Ｗｄ値が１５以上（１５〜３０）であった場合を良好でない（×）としてランク付けを行い評価した。

本実施形態に係る試験では、前述のようにして調製した水性中塗り塗料Ａ〜Ｈを用いた本発明実施例１〜８と、水性中塗り塗料Ｉ〜Ｎを用いた比較例１〜６と、更に、水性中塗り塗料Ａを用いた場合において中塗り塗装後に焼付乾燥を行った比較例７の計１５通りの例について、評価試験を行った。試験結果を表４に示す。

表４の結果から良く分かるように、水性中塗りコート塗料に配合したアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の特性や添加率が、メタリック塗装の外観品質に大きな影響を及ぼしており、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率が中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の１０〜４０％の範囲にあり、且つ、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価が５〜２０の範囲にあり、しかも、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコアとシェルの重量比が５０：５０〜９０：１０の範囲にある場合（本発明実施例１〜８）については、何れも、塗装仕上がり性および光輝感の両方共に良好な結果（○）が得られている。

一方、比較例１では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率が中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の５％と低く、光輝感が不十分な結果（×）となっている。
これは、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂が不足して十分な吸水効果が得られず、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからであると考えられる。

また、比較例２では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率が中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の５０％と高く、仕上がり性が不十分な結果（×）となっている。
これは、中塗りコート塗料の塗装粘度が高くなりすぎ、塗料の微粒化が阻害されて塗装仕上がり性に悪影響を及ぼすからであるであると考えられる。

更に、比較例３では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価が０（ゼロ）であり、光輝感が不十分な結果（×）となっている。
これは、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価が低すぎて、十分な吸水効果が得られず、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからであると考えられる。

また更に、比較例４では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価が２５と高く、仕上がり性が不十分な結果（×）となっている。
これは、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価が高すぎて、中塗りコート塗料の塗装粘度が高くなりすぎ、塗料の微粒化が阻害されて塗装仕上がり性に悪影響を及ぼすからであると考えられる。

また更に、比較例５では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコア・シェル重量比が４０：６０と低く、光輝感が不十分な結果（×）となっている。
これは、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコア・シェル重量比が低すぎて吸水効果が低く、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を十分に高くできないため、鱗片状光輝材の配向を安定させて良好な光輝感を得ることができないからであると考えられる。

また更に、比較例６では、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコア・シェル重量比が９５：５と高く、仕上がり性が不十分な結果（×）となっている。
これは、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコア・シェル重量比が高すぎて、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂が不安定となり、凝集物が発生して塗装仕上がり性が悪くなるからであると考えられる。

また更に、比較例７は、前述のように、水性中塗りコート塗料を用いて中塗り塗装した後、ベース塗装工程前に、１４０℃で２０分間にわたって焼付乾燥したものであり、ベースコート塗料をウエット・オン・ウエット塗装するものではない。
従って、水性中塗りコート塗料にアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を配合しても、ベースコート塗料を用いた塗装時に吸水効果を得ることができず、光輝感が不十分な結果（×）となっている。

以上、説明したように、本実施形態によれば、中塗り塗装工程で、水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂が基材樹脂中に配合された中塗りコート塗料を用いて中塗りコート塗膜を形成し、ウエット・オン・ウエット塗装では、水性ベースコート塗料の塗着に伴って、該水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を中塗りコート塗膜中の前記吸水性樹脂に吸水させることにより、ベースコート塗料を塗装し塗着させた際あるいは塗着直後におけるベースコート塗料の粘度を高くでき、鱗片状光輝材の配向を安定させ、良好な光輝感を得ることができるのである。
すなわち、塗装ブース内の湿度が比較的高湿度でも良好な光輝感を得ることが可能となるので、塗装ブース内の湿度の管理幅を拡大して、ブース内の空調に要するエネルギを低減し、ひいては塗装工程での消費エネルギの低減に寄与することができる。

尚、水性中塗りコート塗料にアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を配合して、中塗りコート塗膜上にベースコート塗料をウエット・オン・ウエット塗装する際に、ベースコート塗料中の水分を吸水させようとする場合、アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂は、中塗りコート塗膜のできるだけ表面層近くに存在することが好ましい。かかる観点から、水性中塗りコート塗料の基材樹脂としてポリエステル樹脂を用いれば、基材樹脂とアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のＳＰ差を大きくでき、当該アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂を中塗りコート塗膜の上面側に偏在させることが可能になる。

尚、以上の実施形態では、中塗りコート塗料に水性塗料を用いたものであったが、この代わりに、中塗りコート塗料として溶剤型のものを用いてもよい。

このように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明では、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い光輝性塗膜を形成する場合について、比較的高湿度でも良好な光輝感が得ることができ、例えば自動車の車体にメタリック塗装を施す場合などにおいて有効に利用することができる。

塗装ブース内の湿度がメタリック塗装の光輝感に及ぼす影響を模式的に示すグラフである。 ウエット・オン・ウエット塗装の下地層を形成する中塗りコート塗料の基材樹脂中の全樹脂成分に対する吸水性樹脂の添加率（重量％）がメタリック塗装の光輝感に及ぼす影響を模式的に示すグラフである。 本発明の実施形態の光輝性塗膜の形成方法に係る塗装工程の概略を示すフローチャートである。 溶剤型塗料を用いた従来の車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。 中塗りコート塗料は溶剤型塗料でベースコート塗料のみに水性塗料を適用し、プレヒート後にクーリングを行う車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。 中塗りコート塗料およびベースコート塗料の両方に水性塗料を適用し、プレヒート後にクーリングを行う車体塗装工程の概略を示すフローチャートである。

Claims (6)

1. 中塗りコート塗料を用いた中塗り塗装工程後に、鱗片状光輝材を含有する水性ベースコート塗料を用いて中塗りコート塗膜上にウエット・オン・ウエット塗装を行い、その後に、前記中塗りコート塗膜と水性ベースコート塗膜とを同時に乾燥硬化させて塗膜形成を行うようにした光輝性塗膜の形成方法であって、
   前記中塗り塗装工程で、前記水性ベースコート塗料中の水分を吸収し得る吸水性樹脂が基材樹脂中に配合された中塗りコート塗料を用いて中塗りコート塗膜を形成し、
   前記ウエット・オン・ウエット塗装では、前記水性ベースコート塗料の塗着に伴って、該水性ベースコート塗料中の水分の少なくとも一部を前記中塗りコート塗膜中の前記吸水性樹脂に吸水させる、
   ことを特徴とする光輝性塗膜の形成方法。
2. 前記吸水性樹脂はアルカリ増粘型樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光輝性塗膜の形成方法。
3. 前記吸水性樹脂はアルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂であることを特徴とする請求項２記載の光輝性塗膜の形成方法。
4. 前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂のコアとシェルの重量比は、５０：５０〜９０：１０の範囲であることを特徴とする請求項３記載の光輝性塗膜の形成方法。
5. 前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の酸価は、５〜２０の範囲であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光輝性塗膜の形成方法。
6. 前記アルカリ増粘型アクリルエマルション樹脂の含有率は、前記中塗りコート塗料の全樹脂成分の重量の１０〜４０％の範囲であることを特徴とする請求項３〜５の何れか一に記載の光輝性塗膜の形成方法。

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