JP2959755B2 - 自動車車体の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体の塗装
方法に関するものであり、特に中塗り塗料と上塗り塗料
を２コート１ベーク方式で塗装し、塗装工程の短縮化と
省エネルギー化を可能とした自動車車体の塗装方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車車体の塗装は、通常電着塗
装した自動車車体に、中塗り塗料塗装→焼付→上塗り塗
料塗装→焼付の２コート２ベーク方式が主流であった。
しかしながら近年、塗装工程の短縮化や省エネルギー
化、さらには省設備スペース化が望まれており、中塗り
塗料と上塗り塗料を２コート１ベーク方式で塗装する方
法が採用されつつある。

【０００３】しかしながら中塗り塗料を塗装し、該中塗
塗膜が未乾燥状態にある間に上塗り塗料を塗装する、い
わゆるウエットオンウエット工法で塗装すると両塗膜間
で対流、反転現象が生じやすく、その結果、チリチリ肌
等が発生することがあり、平滑性等の塗膜外観上、しば
しば問題が発生することがあった。

【０００４】そこで、中塗り塗料と上塗り塗料の結合剤
や顔料組成を極めて近似させ、対流、反転現象を生じに
くくする方法が取られていた。

【０００５】しかしながら、中塗り塗料には、電着塗膜
との付着性、低温時における耐ストーンチッピング性等
の機能、また上塗り塗料には、耐候性、耐薬品性、鮮映
性等の機能を必要とし、中塗り塗料と上塗り塗料とは要
求性能が異なるため、両者の組成を近似のものとすると
対流、反転現象は防止出来、塗膜外観のよいものが得ら
れるものの、前述の中塗り塗料と上塗り塗料の両方の要
求性能を同時に満すことは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の自動
車車体の塗装方法の問題点を解決するものであり、中塗
り塗料と上塗り塗料の組成を極めて近似させなくても、
ウエットオンウエット工法で対流、反転現象が生じない
自動車車体の塗装方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために種々の研究を行った結果、中塗り塗料
と上塗り塗料の顔料重量濃度〔塗膜形成性固形分に対す
る顔料の重量割合（以下ＰＷＣと略称する）〕及び結合
剤であるメラミン樹脂を構成するメチロール・イミノ基
型メラミン樹脂とブチル化メラミン樹脂の重量混合比率
を変えることによりウエットオンウエット工法でも対
流、反転現象が生じない塗膜が形成されるという知見を
得て本発明を完成した。

【０００８】本発明は、電着塗膜を形成させた自動車車
体表面に、ＰＷＣが１０〜５０％の着色顔料及びオイル
フリーアルキド樹脂とメラミン樹脂とからなる結合剤を
含有する中塗り塗料を塗布し、次いで該中塗り塗料の塗
膜が未乾燥状態にある間に、ＰＷＣが１〜５０％の着色
顔料とＰＷＣが５〜５４％の、一次粒子の平均粒径が
０．１μｍ以下の透明顔料からなり、かつ合計ＰＷＣが
１５〜５５％の顔料及びアルキド樹脂とメラミン樹脂と
からなる結合剤を含有する上塗り塗料を塗り重ね、形成
された両塗膜を同時に焼付硬化させる２コート１ベーク
方式の自動車車体の塗装方法において、（ｉ）上塗り塗
料の合計ＰＷＣが、中塗り塗料のＰＷＣより高いこと、
（ii）中塗り塗料及び上塗り塗料で使用するメラミン樹
脂が、メチロール・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化
メラミン樹脂からなる混合メラミン樹脂であり、かつメ
チロール・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化メラミン
樹脂の重量混合比率において、中塗り塗料は、上塗り塗
料よりもメチロール・イミノ基型メラミン樹脂の重量混
合比率を高くすること、を特徴とする自動車車体の塗装
方法を提供する。

【０００９】本発明において使用される中塗り塗料は、
オイルフリーアルキド樹脂とその架橋剤であるメラミン
樹脂とからなる結合剤、着色顔料及び有機溶剤を必須成
分とし、さらに必要に応じてレオロジーコントロール
剤、表面調整剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の各種添加剤
を配合したものから構成される。

【００１０】前記オイルフリーアルキド樹脂としては、
従来から自動車車体中塗り塗料用として通常利用されて
いるオイルフリーアルキド樹脂が使用出来る。

【００１１】すなわち、エチレングリコール、ネオペン
チルグリコール、プロピレングリコール、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサンジオール、グリセリン、ペンタエ
リスリトール、ブタンジオール等の多価アルコール成分
とイソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、セバチン
酸、アゼライン酸、コハク酸、マレイン酸、あるいはこ
れらの無水物等の酸成分とを常法に従って重合した、酸
価約１５以下、水酸基価約２０〜２００、数平均分子量
約１５００〜５０００のオイルフリーアルキド樹脂が適
当である。

【００１２】前記メラミン樹脂は、メチロール・イミノ
基型メラミン樹脂とブチル化メラミン樹脂からなる混合
メラミン樹脂を使用する。

【００１３】本発明においては、中塗り塗料と上塗り塗
料とをウエットオンウエット工法で塗装するため、両塗
膜を同時に焼付硬化させる際、硬化反応速度が速すぎた
り、遅すぎたりすると不具合が生じやすいので、反応性
の速いメチロール・イミノ基型メラミン樹脂と反応性の
遅いブチル化メラミン樹脂の混合メラミン樹脂を使用す
る。なお、メチロール・イミノ基型メラミン樹脂は、メ
ラミン該１個当り、平均メチロール基を０．５〜１．５
モル、イミノ基を０．５〜１．５モル含有し、その他メ
トキシ基、ブトキシ基等を含むメラミン樹脂であり、市
販品としてサイメル２０２（三井サイテック社製登録商
標）等がある。またブチル化メラミン樹脂の市販品とし
てメラン２６８Ａ（日立化成工業社製登録商標）、ユー
バン１２８（三井東圧化学社製登録商標）等がある。メ
チロール・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化メラミン
樹脂との重量混合比率は、（５０：５０）〜（９０：１
０）、好ましくは（６０：４０）〜（８０：２０）が適
当である。

【００１４】中塗り塗料の結合剤は、以上説明したオイ
ルフリーアルキド樹脂と前述の混合メラミン樹脂からな
り、両者の重量割合は、（６０：４０）〜（９０：１
０）、好ましくは（６５：３５）〜（８０：２０）であ
る。混合メラミン樹脂の量が前記範囲より多過ぎるとメ
ラミン樹脂同志の反応が起りやすくなり、塗膜の可撓
性、耐薬品性等が低下し、逆に少な過ぎると架橋密度が
低いため耐薬品性等が低下する傾向にある。なお、架橋
剤としてメラミン樹脂を使用するが、本発明において
は、一部ブロックドポリイソシアネート化合物を併用す
ることも可能である。

【００１５】前記着色顔料としては、酸化チタン、カー
ボンブラック、弁柄等の無機顔料やアゾ系顔料、フタロ
シアニン系顔料、キナクリドン系顔料等の有機顔料など
が代表的なものとして挙げられる。また一部タルク、硫
酸バリウム等の体質顔料を併用することも可能である。
着色顔料の配合量は、ＰＷＣが１０〜５０％、好ましく
は１５〜４０％になるような量が適当である。

【００１６】なお、ＰＷＣが前記範囲より多過ぎると相
対的に結合剤の量が少なくなり、塗膜の各種物理的、化
学的特性が悪くなるので好ましくない。一方逆に少な過
ぎると隠蔽性等が悪くなるので好ましくない。

【００１７】前記有機溶剤としては、キシレン、トルエ
ン等の炭化水素系、エタノール、ブタノール等のアルコ
ール系、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系、
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル等のエーテル系、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等のエステル系などの有機溶剤が代表的
なものとして挙げられる。

【００１８】有機溶剤の配合量は、中塗り塗料の塗装手
段により多少違うが、通常粘度が２０〜３０秒／２０℃
（フォードカップ＃４）になるような量が適当である。

【００１９】本発明において使用される上塗り塗料は、
アルキド樹脂とその架橋剤であるメラミン樹脂とからな
る結合剤、着色顔料と透明顔料とからなる顔料及び有機
溶剤を必須成分とし、さらに必要に応じてレオロジーコ
ントロール剤、表面調整剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の
各種添加剤を配合したものから構成される。前記アルキ
ド樹脂としては、前述のオイルフリーアルキド樹脂を大
豆油、サフラワー油、ヤシ油、ヒマシ油等の油や脂肪酸
にて変性させた、油長約３〜３０％のアルキド樹脂が適
当である。

【００２０】前記メラミン樹脂は、中塗り塗料のメラミ
ン樹脂と同様メチロール・イミノ基型メラミン樹脂とブ
チル化メラミン樹脂からなる混合メラミン樹脂を使用す
る。メチロール・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化メ
ラミン樹脂との重量混合比率は（１０：９０）〜（４
８：５２）、好ましくは（２０：８０）〜（４０：６
０）が適当である。但し、本発明においては、メチロー
ル・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化メラミン樹脂の
重量混合比率において、中塗り塗料は上塗り塗料よりも
メチロール基・イミノ基含有メラミン樹脂の重量混合比
率を高くする必要がある。

【００２１】中塗り塗料を上塗り塗料よりもメチロール
・イミノ基型メラミン樹脂の重量混合比率を高くするこ
とにより、対流、反転現象が生じず、また中塗り塗膜の
方が上塗り塗膜より速く硬化が始まり、有機溶剤揮発に
伴うピンホール等の塗膜欠陥が生じにくい特徴を有して
いる。

【００２２】上塗り塗料の結合剤は、以上説明したアル
キド樹脂と前述の混合メラミン樹脂からなり、両者の重
量割合は、中塗り塗料の場合と同様の範囲が適当であ
る。なお、架橋剤としてメラミン樹脂を使用するが、一
部ブロックドポリイソシアネート化合物を併用すること
も可能である。

【００２３】前記顔料は、着色顔料と透明顔料からなる
混合顔料を使用する。着色顔料としては、中塗り塗料の
所で説明した同様の着色顔料が代表的なものとして使用
出来る。

【００２４】透明顔料としては、一次粒子の平均粒径が
０．１μｍ以下の硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が使
用出来るが、本発明においては、特に一次粒子の平均粒
径が０．０５μｍ以下の超微粒子硫酸バリウムが好適で
ある。

【００２５】このような透明顔料は、着色顔料粒子間に
存在して着色顔料の凝集等を防止するための分散安定性
向上に寄与し、鮮明で光沢のある塗膜を得ることが出来
る。

【００２６】着色顔料のＰＷＣは、１〜５０％、好まし
くは５〜２０％、透明顔料のＰＷＣは５〜５４％、特に
好ましくは１０〜３０％であり、かつ両者の合計ＰＷＣ
は、１５〜５５％、特に好ましくは２０〜５０％になる
ような量が適当である。

【００２７】なお、着色顔料のＰＷＣが前記範囲より多
過ぎると相対的に結合剤の量が少なくなり、塗膜の各種
物理的、化学的特性が悪くなり、逆に少な過ぎると隠蔽
性等がなくなるので好ましくない。

【００２８】また透明顔料のＰＷＣが前記範囲より多過
ぎると、相対的に結合剤の量が少なくなり、塗膜の各種
物理的、化学的特性が悪くなり、逆に少な過ぎると鮮明
で光沢のある塗膜が得にくくなるので好ましくない。

【００２９】また両者の合計ＰＷＣが前記範囲より多過
ぎると同様に塗膜の各種物理的、化学的特性が悪くな
り、逆に少な過ぎると、後述する通り中塗り塗料のＰＷ
Ｃより高くする必要上、相対的に中塗り塗料のＰＷＣを
低くしなければならず、隠蔽性等が悪くなるので好まし
くない。

【００３０】さらに本発明においては、合計ＰＷＣが中
塗り塗料のＰＷＣよりも高く、好ましくは５％〜２０％
高くする必要がある。このように上塗り塗料の合計ＰＷ
Ｃを高くすることにより、対流、反転現象が生じず、平
滑で、塗膜外観の優れたものが得られる。

【００３１】前記有機溶剤としては、中塗り塗料の所で
説明した同様の有機溶剤が代表的なものとして使用出来
る。

【００３２】また有機溶剤の配合量も通常粘度が２０〜
３０秒／２０℃（フォードカップ＃４）になるような量
が適当である。

【００３３】本発明の自動車車体の塗装方法において
は、常法に従って表面処理し、カチオン型又はアニオン
型電着塗料を電着塗装し、焼付硬化させ、電着塗膜を形
成させた自動車車体に、前述の中塗り塗料を、エアース
プレー、エアレススプレー、静電スプレー等の如き通常
の塗装手段により硬化膜厚が約１０〜３０μｍ、好まし
くは１２〜２０μｍになるように塗布する。

【００３４】次いで１〜１０分間程度静置し、塗膜が未
硬化状態にある間に上塗り塗料を同様にして硬化膜厚が
約２０〜４０μｍ、好ましくは２５〜３５μｍになるよ
うに塗布する。

【００３５】次いで１〜１０分間程度静置し、１２０〜
１８０℃で、１０〜３０分間焼付け、両塗膜を硬化させ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明の自動車車体の塗装方法は、中塗
り塗料と上塗り塗料を２コート１ベーク方式で塗装する
ために塗装工程の短縮化、省エネルギー化、省設備スペ
ース化が可能となり、かつ得られる塗膜は、両塗膜間で
対流、反転現象が生じないため、平滑で、鮮明で光沢の
あるものが得られる。

【００３７】

【実施例】以下本発明を実施例及び比較例により詳細に
説明する。なお実施例、比較例における「部」、「％」
は重量基準で示す。

【００３８】＜中塗り塗料＞表１に示す成分からなる中
塗り塗料を実施例、比較例において使用した。なお、表
１中の数値は、特に断わらない限り、「部」で示した。

【００３９】＜上塗り塗料＞表２に示す成分からなる上
塗り塗料を実施例、比較例において使用した。なお、表
２中の数値は、特に断わらない限り、「部」で示した。

【００４０】 注１）「ベッコライト６００３」（大日本インキ化学工業社製登録商標） ＮＶ６０％［但し上記量は固形分換算量である。］ 注２）「サイメル２０２」（三井サイテック社製登録商標） ＮＶ８０％［但し上記量は固形分換算量である。］ 注３）「メラン２６８Ａ」（日立化成工業社製登録商標） ＮＶ６０％［但し上記量は固形分換算量である。］ 注４）「ソルベッソ＃１００」（エクソン化学社製登録商標） 注５）平均一次粒径０．０５μｍの硫酸バリウム 注６）「フタルキド１３３−６０」（日立化成工業社製登録商標） ＮＶ６０％［但し上記量は固形分換算量である。］ 表１，表２で示す各中塗り塗料、上塗り塗料をソルベッ
ソ＃１００、エチレングリコールモノブチルエーテル及
びブタノールの（８０：１５：５）〔単位：部〕からな
る希釈剤で希釈し、粘度２７秒／２０℃（フォードカッ
プ＃４）に調整した塗料を使用して実施例及び比較例に
供した。 ＜実施例１〜２及び比較例１〜３＞電着塗膜を形成させ
た鋼板上に、表３で示す中塗り塗料を硬化膜厚１５μｍ
になるようにエアースプレー塗装し、３分間フラッシュ
オフタイムをおいて、表３に示す上塗り塗料を硬化膜厚
３０μｍになるようにエアースプレー塗装にて塗り重ね
７分間セッティング後、１５０℃で２０分間焼付けた。

【００４１】得られた各塗装板につき、塗膜の光沢及び
平滑性試験をし、その結果を表３の下段に示した。

【００４２】表３の結果より明らかの通り本発明の塗装
方法である実施例１，２においては、光沢があり、かつ
平滑性のある塗膜が得られた。

【００４３】一方メチロール・イミノ基型メラミン樹脂
とブチル化メラミン樹脂の重量混合比率において、中塗
り塗料が上塗り塗料よりも、メチロール・イミノ基型メ
ラミン樹脂の重量混合比率を低くした比較例１、また中
塗り塗料と上塗り塗料のメチロール・イミノ基型メラミ
ン樹脂の重量混合比率を同じにした比較例２は、いずれ
も光沢、平滑性が悪くなった。

【００４４】また上塗り塗料のＰＷＣを中塗り塗料のＰ
ＷＣよりも低くした比較例３も光沢、平滑性が悪くなっ
た。

【００４５】 注７）６０度鏡面光沢度 ○：９０度以上、△：８０〜８９、×：８０未満 注８）塗面に映る蛍光ランプ影を観察 ○：ゆがみなく映る、△：ややゆがんで映る、×：境界がボケて映る

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−94774（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−157068（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−228796（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−273579（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 1/36,7/14 B05D 5/00,5/06 B05D 7/24 303 C09D 5/00 C09D 7/12 B62D 65/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電着塗膜を形成させた自動車車体表面
   に、顔料重量濃度（塗膜形成性固形成分に対する顔料の
   重量割合、以下同じ）が１０〜５０％の着色顔料及びオ
   イルフリーアルキド樹脂とメラミン樹脂とからなる結合
   剤を含有する中塗り塗料を塗布し、次いで該中塗り塗料
   の塗膜が未乾燥状態にある間に、顔料重量濃度が１〜５
   ０％の着色顔料と顔料重量濃度が５〜５４％の、一次粒
   子の平均粒径が０．１μｍ以下の透明顔料からなり、か
   つ両者の顔料の合計重量濃度が１５〜５５％の顔料及び
   アルキド樹脂とメラミン樹脂とからなる結合剤を含有す
   る上塗り塗料を塗り重ね、形成された両塗膜を同時に焼
   付硬化させる自動車車体の塗装方法において、（ｉ）上
   塗り塗料の合計顔料重量濃度が、中塗り塗料の顔料重量
   濃度より高いこと、（ii）中塗り塗料及び上塗り塗料で
   使用するメラミン樹脂が、メチロール・イミノ基型メラ
   ミン樹脂とブチル化メラミン樹脂からなる混合メラミン
   樹脂であり、かつメチロール・イミノ基型メラミン樹脂
   とブチル化メラミン樹脂の重量混合比率において、中塗
   り塗料は、上塗り塗料よりもメチロール・イミノ基型メ
   ラミン樹脂の重量混合比率を高くすること、を特徴とす
   る自動車車体の塗装方法。
2. 【請求項２】 透明顔料は、一次粒子の平均粒径が０．
   ０５μｍ以下の硫酸バリウムである、請求項１の自動車
   車体の塗装方法。
3. 【請求項３】 上記上塗り塗料の合計顔料重量濃度が中
   塗り塗料の顔料重量濃度より５％以上高くする請求項１
   記載の自動車車体の塗装方法。
4. 【請求項４】 上記中塗り塗料における混合メラミン樹
   脂のメチロール・イミノ基型メラミン樹脂とブチル化メ
   ラミン樹脂の重量混合比が５０：５０〜９０：１０であ
   り上記上塗り塗料におけるメチロール・イミノ基型メラ
   ミン樹脂とブチル化メラミン樹脂の重量混合比が１０：
   ９０〜４８：５２である請求項１記載の自動車車体の塗
   装方法。