JP2701888B2 - 被覆用組成物及びそれを用いた複層塗膜形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板及びその他の被塗物に塗装するための
被覆用組成物及びこれを用いた塗膜形成方法に関するも
のである。

（従来の技術） 被塗物（鋼板等）を被覆する組成物としては、着色顔
料及び熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む組成物で、
一般にソリッドカラー塗料として知られている組成物
や、さらにメタリック顔料として、例えば、アルミニウ
ム、酸化チタン及び／又は酸化鉄によって被覆された雲
母片、銅、真鋳、雲母状酸化鉄、青銅、ステンレススチ
ール、チタン、クロムなどのリン片状メタリック粉末を
含有する、一般にメタリックカラー塗料として知られて
いる組成物がある。そして、この様な組成物で被塗物を
被覆する方法としては、被塗物に直接もしくは硬化又は
乾燥した中塗塗膜面に、前記ソリッドカラー塗料または
メタリックカラー塗料を塗装し、それを硬化又は乾燥す
る１コート方式、さらに透明塗膜を形成するクリヤー塗
料を塗装し、再び硬化又は乾燥するか又は該両塗料を上
記順序で塗装し、１回で両塗膜を同時に硬化又は乾燥せ
しめる２コート方式、該２コート方式によって形成せし
めた塗面にさらにクリヤー塗料を塗り重ね、再度硬化又
は乾燥せしめる３コート方式などが知られている。これ
らのうち、塗装工程数、仕上り外観、塗膜性能などを総
合的に判断してソリッドカラー塗膜では１コート方式及
びソリッドカラー塗料と透明クリヤーを前記順序で塗装
し、同時に硬化又は乾燥せしめる２コート方式が多く採
用されている。一方、メタリックカラー塗膜ではメタリ
ックカラー塗料と透明クリヤーを前記順序で塗装し同時
に硬化又は乾燥せしめる２コート方式が多く採用されて
いる。

ソリッドカラー塗膜の反射光は塗膜中に含有せしめた
着色顔料から帰ってくる選択吸収をすませた特定色の拡
散光であり、キラキラした輝きはともなわないのに対
し、メタリック塗膜の反射光は、塗膜中に含有せしめた
着色顔料から帰ってくる選択吸収をすませた特定色光と
メタリック顔料で反射される光と混在している。これら
両者の光の間に干渉の現象が生じるために、メタリック
塗膜の色は入射する光量や反射角度によって、反射光の
構造がかなり異なり、多彩なキラメキをみせる。

そして、メタリック塗膜の見え方の特徴は、塗面にほ
ぼ垂直の方向から観察の角度を増していくと、明るさは
減少し、しばしば色相の変化を伴うことがある。このよ
うな色の変化は“flop"又は“two tone"といわれる。塗
面に対してほぼ垂直方向から見られる色は“face colo
r"と呼ばれ、垂直方向から離れた大きな角度で見られる
色は“flop color"と呼ばれる。“face color"がメタリ
ック顔料からの反射光の大部分を含むのに対して“flop
color"はメタリック顔料からの反射光がほとんど含ま
れていない。

従来の被塗物を塗膜で被覆する方法としては、前記の
ソリッドカラー又はメタリックカラーが用いられている
のであるが、ソリッドカラーはメタリックカラーのキラ
キラ感がなく、拡散光による発色である。

一方、メタリックカラーは多彩なキラメキをみせるこ
とと“flop"又は“two tone"といわれる見え方に特長が
あり、ソリッドカラーとは異なった見え方をするもので
ある。

被塗物を塗膜で被覆する方法において、前記のソリッ
ドカラーの１コート方式では、塗装作業性、仕上り外
観、塗膜性能などを総合的に判断して25〜40μｍの膜厚
範囲が一般的である。また、２コート方式では、ソリッ
ドカラーとメタリックカラーのどちらの場合でも、ベー
スコートの膜厚範囲は10〜25μｍ程度が一般的であり、
トップコートの膜厚範囲は25〜40μｍが一般的である。
そして、このことから前記の膜厚範囲で、色ムラなどを
仕上り欠陥のない外観を得るのに、１コート仕上げソリ
ッドカラーでは、JIS隠ペイ率試験紙による目視での完
全隠ペイの条件で、通常は30〜40μｍ程度の隠ペイ性能
が必要とされる。また、２コート方法では、通常は15〜
20μｍ程度の隠ペイ性能が必要とされる。

前記の隠ペイ性能を満たさない塗料の場合は、前記の
膜厚範囲で仕上げた場合にスケによる色ムラなどの仕上
り欠陥が余り目立たない範囲で用いられることもある。
しかし、前記の膜厚範囲で色ムラなどを発生する塗料に
ついては、例えばカラー中塗を使用するとか、特公昭61
−10190号公報に記載されている方法（中塗として上塗
塗膜との色差が小さい灰色を選定することにより、上塗
のインペイ力の不足を助けることができる。）が採用さ
れることもある。

前記の隠ペイ性能を達成するのには、塗料への顔料の
混入量と顔料自体の隠ペイ力が大きく関わってくる。例
えば、カーボンブラックの様な隠ペイ力の大きい顔料を
用いれば少ない混入量で隠ペイ性能の良い塗料が得られ
る。一方、ルチル型２酸化チタン顔料は隠ペイ力が小さ
いので、混入量を多くしなければならない。

ソリッドカラー２コート方式で通常必要とされる15〜
20μｍ程度の隠ペイ性能を達成するには、カーボンブラ
ックのような隠ペイ力の大きい顔料を塗料に混入するこ
とで得られるが、しかしながら、カーボンブラックは着
色力が大きいために塗色の明度、彩度が低下し、限られ
た色域範囲でしか隠ペイ性能が達成できない。隠ペイ性
能を向上させる他の方法としては、上塗塗料中に顔料の
混入量を多くすることで可能であるが、多量に混入する
ことにより通常の状態では不具合が発生する。例えば、
塗料が高粘度になるとか耐候性が悪くなるなどの問題が
発生する。特に、自動車などの上塗塗膜では、高度の塗
膜性能が必要とされることから好ましくない。そして、
塗膜の色のマンセルバリューを高くするほど、ホワイト
顔料としてのルチル型２酸化チタン顔料の多くの混入を
必要とし、前記のような不具合が発生する。

前記の状況から、現在は高明度色域の２コート方式ソ
リッドカラーでは隠ペイ性能が15〜20μｍより劣る上塗
塗料を採用し、その結果発生する色ムラの問題を解決す
るために併せて、カラー中塗を使用するとか、特公昭61
−10190号公報に記載されている方法が主に採用されて
いる。しかしながら上記の方法では上塗にあわせた中塗
が必要であり、また上塗塗膜を透過して中塗に達する光
による中塗塗膜の性能の劣化なども考慮しなければなら
ず、このことから生産効率の低下、中塗塗料のコストア
ップなどの問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前記した情況に鑑み、従来、カラー中塗や
特公昭61−10190号公報に記載されている方法が必要と
されている隠ペイ性能の劣る２コートソリッドカラー色
域範囲において、塗料中への顔料の混入量を極力少なく
し、しかも隠ペイ性能に優れた、ソリッドカラーの拡散
光による発色の特徴を極力損なわないで、かつメタリッ
クカラーのキラキラ感も極力少なくした、ソリッドカラ
ーのような見え方をする２コートソリッド調カラーを提
供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記した問題点を解決するため鋭意研
究を重ねた結果、上記問題点は顔料としてルチル型２酸
化チタンとリン片状アルミニム粉を併せ含む塗膜で被覆
することによって解決できることを見出し、本発明を完
成するに至った。

かくして本発明に従えば、ルチル型二酸化チタン
（Ａ）と少なくとも80重量％が１〜32μｍの粒子径を有
するリン片状アルミニウム粉（Ｂ）を合計で少なくとも
60重量％が有し、且つ（Ａ）／（Ｂ）の割合が99/1〜90
/10（重量比）の範囲からなる顔料組成物を樹脂固形分1
00重量部に対して10〜200重量部の範囲内で含有するこ
とを特徴とする被覆用組成物、並びに基体上にベースコ
ートとして上記の被覆組成物を少なくとも一層塗装し、
該ベースコートが未乾燥の間にその上に透明トップコー
トを少なくとも一層塗装し、両塗膜を同時に乾燥させる
ことを特徴とする複層塗膜形成方法が提供される。

本発明において、該被覆用組成物により被塗物を被覆
し、硬化又は乾燥せしめると、被覆塗膜に入射した光は
該ベースコートに含有せしめたルチル型２酸化チタン顔
料により拡散反射光を生じ、一方リン片状アルミニウム
粉によって金属光沢を発するのであるが、前記の範囲で
ルチル型２酸化チタン顔料とリン片状アルミニウム粉を
塗膜中に併せ含め、しかも、リン片状アルミニウム粉
は、少なくとも80％が１〜32μｍの粒子サイズである場
合は、リン片状アルミニウム粉によって生ずる金属光沢
は、通常の条件、例えば、直射日光の当たらない北側昼
光などでは、もはや、メタリックカラーの特徴であるキ
ラキラ感や“flop"又は“two tone"といわれるものはほ
とんど確認することができず、従来のソリッドカラーと
ほとんど識別することができない。しかも、前記のアル
ミニウム粉による隠ペイ性能を向上させる効果はすぐれ
ており、少量の混入で容易に隠ペイ性能を向上させるこ
とができる。また、前記のアルミニウム粉は明るいグレ
ー色であり、従来、塗膜の色調のコントロールと隠ペイ
性能を向上させるために通常混入されるカーボンブラッ
クより、ルチル型２酸化チタン顔料との明度差が少な
く、しかも隠ペイ力が大きくて着色力が小さいことか
ら、ルチル型２酸化チタンの明度を余りダウンさせるこ
となく、隠ペイ性能を向上させることができる。

以下に本発明において使用する被覆用組成物およびこ
れらを用いる被覆方法についてさらに具体的に説明す
る。

本被覆用組成物は、前記の顔料組成物を前記の範囲で
含有し、また、それ自体すでに公知の熱可塑性樹脂又は
熱硬化性樹脂を含有している被覆用組成物であり、さら
に有機溶剤を含有し、必要に応じて着色顔料、体質顔
料、粘度調整剤、塗面調整剤などを配合してなる被覆用
組成物である。

熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性アクリル樹
脂、ヤシ油またはひまし油変性アルキド樹脂、セルロー
ス系樹脂（硝化綿またはセルロースアセテートブチレー
ト）などが好適である。

一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、アルキド樹
脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、セルロース系樹
脂などから選ばれた基体樹脂と例えばアミノ樹脂、イソ
シアネート樹脂（ブロックしたものも含む）などから選
ばれる架橋剤とからなるものが好適であり、これらの基
体樹脂、架橋剤は、それ自体すでに公知のものが使用で
きる。

該被覆用組成物の形態は、有機溶剤溶液型もしくは非
水分散液型が好ましい。また、該顔料組成物は、前記の
熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂100重量部に対して通常
は10〜200重量部であり、好ましくは30〜100重量部の範
囲が適当である。顔料組成物が10重量部未満では、従来
品と比べてメリットがなく、また、200重量部を超える
と、塗料が高粘度になるとか塗膜の耐候性が悪くなるな
どの問題が発生する。

顔料組成物中には、ルチル型２酸化チタン（Ａ）およ
びリン片状アルミニウム粉（Ｂ）を合計で60〜100重量
％含有し、好ましくは90〜100重量％の範囲で含有す
る。この合計量が60重量％未満では、塗膜の隠ペイ力が
劣る。また、（Ａ）と（Ｂ）の比率は、（Ａ）／（Ｂ）
＝99/1〜90/10の重量比であり、好ましくは99/1〜95/5
の範囲である。この重量比が99/1未満では、塗膜の隠ペ
イ力が劣り、90/10を超えるとメタリック感がでるとい
う不都合がある。

本発明において、上記被覆用組成物は、被塗物に直接
塗装することもできるが、従来から公知の熱硬化型又は
熱可塑型プライマーおよび熱硬化型又は熱可塑型中塗り
塗料を塗装し、これらの塗膜を硬化又は乾燥させたのち
に塗装することが好ましい。

塗装機としては霧化式塗装機を用いることが好まし
く、たとえば、エアースプレー塗装機、エアー霧化式も
しくは回転式静電塗装機などがあげられ、塗装時の塗料
粘度は、フォードカップ＃４で10〜40秒、特に11〜20秒
（20℃）の範囲内に調整しておくことが好ましく、ま
た、塗装膜厚は加熱硬化膜厚に基づいて一般に２〜30μ
ｍ、特に10〜25μｍの範囲内が適している。

本発明では、前記被覆用組成物を塗装後、顔料を含ま
ない、熱可塑性上塗り塗料、又は、熱硬化性上塗り塗料
が塗装される。

該上塗り塗料は特に限定されるものではなく、前記の
被覆用組成物と同様の樹脂成分からなる透明塗料である
ことができ、その塗料の形態は有機溶液型もしくは非水
分散液型が好適である。さらに、かくして形成せしめた
被覆面に、前記の透明塗料と同様の上塗り塗料を再度塗
装することもできる。

（作用及び発明の効果） かくして仕上げた塗膜は、顔料の混入量を極力増やす
ことなく、隠ペイ性能がアップするので、従来、カラー
中塗や特公昭61−10190に記載されている方法などで仕
上げられる２コートソリッドカラーでスケの問題のある
色域範囲の一部にも、スケの問題を考慮しないで適用す
ることができる。しかも、仕上り外観は、直射日光の当
たらない北側昼光のもとなどでは、２コートソリッドカ
ラーとほとんど同じに見える。そして、15〜20μｍ程度
の隠ペイ性能を有するベースコートを10〜25μｍ程度の
膜厚範囲で被覆したときに、色ムラなどの仕上り欠陥が
目立たないベースコートの色域範囲を拡大することがで
きる。これは、生産効率の向上、中塗塗料のコストダウ
ンなど業界に益するところ極めて大である。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明す
る。なお、部及び％は重量部及び重量％を示す。

ベースコートの製造例１ スチレン15％、メチルメタアクリレート15％、ブチル
メタアクリレート40％、２−エチルヘキシルアクリレー
ト13％、ヒドロキシエチルメタアクリレート15％および
アクリル酸２％を重合開始剤アゾビスイソブチロニトリ
ルを用いてキシロール中で共重合せしめて、加熱残分50
％、溶液酸価80、溶液粘度Ｙ（ガードナー、25℃）のア
クリル樹脂溶液AC−１を得た。

このアクリル樹脂溶液AC−１を用いて下記配合でベー
スコート３種類を作成した。

なお、製造は各成分を混合、分散し、ついて酢酸エチ
ル35部、トルエン35部、イソブタノール10部、スワゾー
ル1000（丸善石油製）20部からなる混合溶剤で粘度14秒
（フォードカップ＃4/20℃）に調整した。

ベースコートの製造例２ 下記配合で製造例１と同様にして３種類のベースコー
トを調製した。

トップコートの製造例１ ベースコートの製造で用いた50％AC−1140部と55％メ
ラミンホルムアルデヒド樹脂50部を用いてベースコート
の製造例１と同様にしてトップコートを調製した。

実施例１ リン酸亜鉛系化成処理を施した厚さ0.8mmのダル鋼板
上にポリブタジエン系電着塗料を乾燥塗膜厚が約20μｍ
となるよう電着塗装して170℃で20分間焼き付けた後、
＃400のサンドペーパーで研ぎ、石油ベンジンで拭いて
脱脂する。ついで自動車用中塗りサーフェーサーを乾燥
塗膜厚が約25μｍとなるようエアースプレー塗装し、14
0℃で30分間焼き付けた後、＃400のサンドペーパーで水
研ぎし、水切り乾燥する。ついで石油ベンジンで脱脂し
試験用の素材とする その上に前記製造例で得たベースコート１−A,1−B,1
−Ｃをそれぞれエアースプレーガン（岩田塗装機（株）
製ワイダー＃71）を用いて乾燥膜厚が10〜25μｍになる
様に塗布し、さらに常温で５分間放置した後、前記製造
例で得たトップコートを乾燥膜厚が35〜40μｍになる様
にエアースプレーにより塗布する。そして10分間常温で
放置した後、電気熱風乾燥機で、140℃×30分間加熱硬
化せしめ塗膜を形成した。

比較例１ 実施例１において、ベースコート１−A,1−B,1−Ｃの
代わりに、ベースコート２−A,2−B,2−Ｃをそれぞれ用
いた以外は同様にして塗膜を形成した。

前記実施例１及び比較例１で得た塗膜についてマクベ
ス社製自記分光器マクベスMS−2020により、測定条件が
Ｃ光源、正反射光を含む測定（SCI）での分光反射率の
測定を実施し、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊を求めた。

その結果は下記表−１に示す。

また、ベースコート１−A,1−B,1−Ｃ及び２−A,2−
B,2−Ｃの隠ペイ膜厚を白黒隠ペイ紙で、目視で完全隠
ペイの条件で測定した結果は、いずれも隠ペイ膜厚が15
μｍであった。

さらに、ベースコート１−A,1−B,1−Ｃ及び２−A,2
−B,2−Ｃの樹脂100重量部に対する顔料重量部と表−１
のＬ^＊値との関係をまとめた結果を第１図に示す。

この第１図から、実施例１が比較例１に比べて同じ隠
ペイ膜厚で、同じＬ^＊値で、塗膜中への顔料の混入を少
なくすることができることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるベースコート（１−A,1−B,1
−Ｃ）と従来のベースコート（２−A,2−B,2−Ｃ）につ
いて、塗膜の明度（Ｌ^＊値）と塗料中の顔料配合量との
関係を示す。

フロントページの続き (72)発明者 若原 章博 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関西ペイント株式会社内 審査官 三谷 祥子

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ルチル型二酸化チタン（Ａ）と少なくとも
   80重量％が１〜32μｍの粒子径を有するリン片状アルミ
   ニウム粉（Ｂ）を合計で少なくとも60重量％含有し、且
   つ（Ａ）／（Ｂ）の割合が99/1〜90/10（重量比）の範
   囲からなる顔料組成物を樹脂固形分100重量部に対して1
   0〜200重量部の範囲内で含有することを特徴とする被覆
   用組成物。
2. 【請求項２】基体上にベースコートとして請求項１の被
   覆組成物を少なくとも一層塗装し、該ベースコートが未
   乾燥の間にその上に透明トップコートを少なくとも一層
   塗装し、両塗膜を同時に乾燥させることを特徴とする複
   層塗膜形成方法。