JP3286014B2 - 層間密着性の改良された塗料組成物を用いた塗膜形成方法、および多層塗膜 - Google Patents
層間密着性の改良された塗料組成物を用いた塗膜形成方法、および多層塗膜Info
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が改良された塗料組成物を用いた塗膜形成方法、および
多層塗膜に関する。
の腐食に対する保護、美観を合わせもつために、複層塗
膜の形成が必要になっている。つまり、下塗塗膜上に全
く違った組成、性能をもつ上塗塗料を塗布させることが
多い。この場合、下塗塗膜と上塗塗膜の間に付着性の低
下による塗膜の剥離がよく起こる。これに対して、下塗
塗膜をサンディングすることで上塗塗膜との付着性を上
げるという手段がよく使われるが、サンディングという
工程をふむため、生産性が悪くなる。
色ベース塗料を塗装し、焼き付けることなく、いわゆる
ウエット・オン・ウエットでその上に熱硬化型クリヤー
塗料(以下、単にクリヤー塗料と言う。)を塗装し、この
着色ベースコート層とクリヤーコート層を同時に焼き付
け硬化させるという方法がある(この工程を特にツーコ
ートワンベーク方式と言う)。しかし、自動車塗装ライ
ンでは、このツーコートワンベーク方式で形成された塗
膜に欠陥が生じた場合、塗膜をサンディングすることな
しに、再びツーコートワンベーク方式により着色ベース
塗料とクリヤー塗料が塗装されることが行なわれてい
る。
形成される。ベース塗料とクリヤー塗料は異なった材料
が用いられため、第1のクリヤーコート層と第2のベー
スコート層との間で付着性が悪く、塗膜剥離が起こるこ
とがあった。
これまで用いられてきた。例えば、米国特許第4,97
1,841号には、密着性向上のためにリン酸やアルキ
ルベンゼンスルホン酸が用いられているが、このリン酸
やアルキルベンゼンスルホン酸に結合しているアルキル
基は炭素数が1〜12のものであり、しかも、下塗塗膜
面への密着性は必ずしも十分ではない。またここで用い
られているのは遊離のリン酸で、本発明のリン酸エステ
ル化合物とは異なる。加えてスルホン酸化合物において
本発明は芳香族を含まない。
品に対する塗膜の密着性向上のために、ポリエーテル鎖
を持つリン酸エステルを用いてはいるものの、塗膜面へ
の密着性は必ずしも十分とは言えず、エーテルに基づく
耐久性の欠点が生じる。
801,628号には、密着性向上のためにリン酸とエ
ポキシ化合物とからなるヒドロキシル基を含有したリン
酸エステルを用いている。しかしながら、この化合物を
用いた場合、金属面への密着性の効果は認められるもの
の、常に塗装された塗膜面の密着性は必ずしも十分では
ない。
合物あるいはその他の化合物を選択することにより、下
層塗膜との密着性が改善される塗料組成物を用いた塗膜
形成方法、および多層塗膜を提供することを目的とす
る。
材上に、第1のベースコートおよび前記第1のベースコ
ート上に形成された第1のクリヤーコートからなる硬化
塗膜を形成し、硬化塗膜をサンディングすることなしに
第2のベースコートを塗布し、第2のベースコートを硬
化せずに第2のクリアーコートを塗布した後、第2のベ
ースコートおよび第2のクリアーコートを共に焼付硬化
する塗膜形成方法において、第1のベースコートおよび
第2のベースコートが、 (A)塗膜形成性樹脂、 (B)前記樹脂(A)を加熱硬化させる架橋剤、および (C)炭素数8〜18の長鎖アルキル基を有しかつHLB
3〜12を有するリン酸エステルを含有し、前記成分
(C)の配合固形分量が前記成分(A)と(B)の固形分合計
量に対して0.1〜5重量%である層間密着性の改良さ
れた塗料組成物から成ることを特徴とする塗膜形成方法
を提供する。
層塗膜を提供する。
されるものではなく、一般的に熱硬化性塗料に用いられ
る樹脂類を用いることができる。そのようなものの例と
してはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹
脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂またはこれらの樹脂の
2種類以上の組み合わせが挙げられる。本発明の塗料の
溶剤系は、水性溶媒または有機溶剤のいずれであっても
よいが、水性溶媒の場合、前記塗膜形成性樹脂中に水可
溶化させるための基、例えばカルボキシル基またはアミ
ノ基を持たせ、これらを中和剤にて中和することによ
り、水中に溶解または分散させることができる。好まし
い樹脂類としては、アクリル樹脂やポリエステル樹脂が
挙げられる。特に好ましいものは、5〜40重量%のア
ミド基含有エチレン性モノマー[例えば、(メタ)アクリ
ルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−ブチルアク
リルアミド等]、酸基含有エチレン性モノマー[例え
ば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等]お
よび他のエチレン性モノマー[例えば、メチル(メタ)ア
クリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート;
アクリロニトリル;スチレン等の芳香族ビニルモノマー
等]から調製されるアクリル樹脂である。これらの樹脂
は一般に水酸基価20〜200、好ましくは30〜15
0を有する。水酸基は架橋剤との反応点と考えられる。
また、塗膜形成性樹脂は数平均分子量1,000〜50,
000、好ましくは1,000〜20,000を有する。
せるために、架橋剤成分(B)を必要とする。そのような
ものの例としては、ブロック化ポリイソシアネート化合
物、アルコキシ化メラミンホルムアルデヒド縮合物(メ
ラミンホルムアルデヒド)またはパラホルムアルデヒド
との縮合物のアルコキシ化物(例えば、メトキシメチロ
ールメラミン、イソブトキシ化メチロールメラミン、n
−ブトキシ化メチロールメラミン)および2以上のエポ
キシを含有する脂環式、芳香族もしくは脂肪族エポキシ
化合物(例えば、シェルケミカル社から市販のエピコー
ト828、エピコート1001、エピコート1004、
共栄油脂社から市販のエポライト40E、エポライト4
00E、エポライトNo.1600、エポライトNo.7
21等)が挙げられ、これらの少なくとも1種を使用す
る。
の長鎖アルキル基を有し、かつHLB3〜12を有する
リン酸エステルである。アルキル鎖の炭素数は8〜18
が好ましく、炭素数8未満では塗膜へのぬれ性の低下が
見られ、密着性が悪くなる。また、炭素数が18を越え
ると、塗料中で化合物の結晶が析出し、不具合が生じ
る。より好ましくは炭素数10〜14で、ぬれ性はより
良好となり、密着性が向上する。上記化合物のHLBは
重量分率に基ずくグリフィン式: HLB=20(MH/M) [式中、MHは親水基部分の分子量、Mは活性剤の分子
量を意味する]で示される。親水基部分の分子量は以下
のリン酸エステルの分子量を用いた。HLBは3〜1
2、好ましくは4〜8である。この範囲以外ではぬれ性
の低下が起こり好ましくない。化合物Cを一般式で表わ
すと、
す。)
る。より好ましい化合物としては、2−エチルヘキシル
アシッドホスフェート、モノ−またはジ−ジイソデシル
アシッドホスフェート、モノ−またはジ−トリデシルア
シッドホスフェート、モノ−またはジ−ラウリルアシッ
ドホスフェート、モノ−またはジ−ノニルフェニルアシ
ッドホスフェート等が挙げられる。
してもよく、またそれらを顔料と共に配合し、ペイント
を形成してもよい。顔料はいかなるタイプのもを用いて
もよいが、通常着色顔料、体質顔料、金属顔料、雲母粒
子等が用いられる。着色顔料の例としては、カーボンブ
ラック、アセチレンブラック、黄鉛、カドミウムイエロ
ー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ネーブル
スイエロー、ベンジジンイエロー、モリブデンオレン
ジ、パーマネントオレンジGTR、ベンガラ、カドミウ
ムレッド、リゾールレッド、パーマネントレッド4R、
ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、
金属フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、
クロムグリーン、酸化クロム、酸化チタン等が挙げられ
る。体質顔料としては、炭酸バリウム、クレー、シリ
カ、タルク等が挙げられる。金属顔料としては、アルミ
ニウムフレークが一般的である。雲母粒子として雲母粒
子を金属酸化物、典型的には酸化鉄または酸化チタンで
封入、コーティングしたもの(マイカ顔料)等が挙げられ
る。
で両者の合計量に基づいて成分Bが5〜60重量%、好
ましくは20〜40重量%である。架橋剤(成分B)が5
重量%以下であると、硬化不良となり、耐水性が低下す
る。また、60重量%以上を越えると塗料の安定化が低
下する。成分Cの配合量は成分Aと成分Bの合計量に基
づいて固形分比0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜2
重量%である。成分Cが0.1重量%であると、本発明
の効果である密着性が低下する。また、5重量%を越え
ると逆に耐水性が低下してくる。
に塗料に通常添加される添加剤、例えば、表面調整剤、
粘性抑制剤(例えば、水不溶性粒子)、増粘剤、酸化防止
剤、紫外線防止剤、消泡剤等を配合してもよい。これら
の配合量は当業者の公知の範囲である。
分(C)の長鎖アルキル基が下層塗膜上に配向し、疎水塗
膜のぬれ性を良くすることで下層塗膜との密着性が改良
されると考える。
Bを十分混合した後成分Cを加える。本組成物の塗布方
法は有機溶剤または水にて適当な粘度に希釈し、スプレ
ー塗装、浸漬塗装、はけ塗り等があり、常温塗布物を1
00〜200℃にて10〜60分間乾燥させる。
ており、自動車用ツーコートワンベーク塗装システムの
ベース塗料に非常に有効である。顔料の入ったベース塗
料を塗布し、焼き付け乾燥させることなしにクリヤー塗
料を塗布した後に、焼き付け乾燥させるツーコートワン
ベーク塗装システムにおいて塗膜欠陥が生じた場合、欠
陥塗膜をサンディングすることなしに従来公知のベース
塗料を塗布、クリヤー塗料を塗布した後に焼き付け乾燥
させた場合は、最初のベースクリヤー塗膜と2回目に塗
布したベースクリヤー塗膜の間に十分な密着性が確保で
きない。しかし、本発明組成物を塗料に用いた場合に
は、十分な密着性が確保できる。
膜の質は考慮しない)との密着性が大きく改善され、下
塗塗膜のサンディング処理を行なわなくても、高い層間
密着性が得られる。
ーク塗装の欠陥があった場合に、もう1度ツーコートワ
ンベークを上積みする塗装方法において、その第2のベ
ース塗料に本発明の組成物を用いると、サンディング処
理することなしに極めて優れた密着性が得られる。
る。本発明はこれら実施例に限定されるものと解しては
ならない。
メトキシプロパノール76重量部を仕込み、温度を12
0℃にした。さらにスチレン15重量部、メチルメタク
リレート63重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート48重量部、N−ブチルアクリレート117重量
部、メタクリル酸27重量部、アクリルアミド30重量
部、メトキシプロパノール60重量部およびt−ブチル
パーオキシ−2−エチルヘキサネート3重量部からなる
モノマー溶液を反応容器に3時間で滴下した後、1時間
撹拌を継続した。さらにジメチルエタノールアミン28
部と脱イオン水536部を添加して揮発分30%、樹脂
の数平均分子量12000のアクリル樹脂を得た。この
樹脂の特徴はヒドロキシル価70、酸価58を有した。
リレート73重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート48重量部、N−ブチルアクリレート117重量
部、メタクリル酸18重量部、アクリルアミド20重量
部、メトキシプロパノール40重量部、およびt−ブチ
ルパーオキシ−2−エチルヘキサネート3重量部からな
るモノマー溶液を使用した以外は製造例1と同様にして
共重合体を合成した。さらに、ジメチルエタノールアミ
ン19部と脱イオン水565部を添加して揮発分30
%、樹脂の数平均分子量12000のアクリル樹脂を得
た。この樹脂の特徴はヒドロキシル価70、酸価40を
有した。
℃に昇温し、グリシジルメタクリレート250重量部、
スチレン25重量部、メチルメタクリレート60重量
部、N−ブチルメタクリレート165重量部およびt−
ブチルパーオキシ−2−ヘキサノエート50重量部から
なるモノマー開始剤溶液を3時間で滴下し、さらに2時
間撹拌を継続し、不揮発分55%、数平均分子量250
0のエポキシ基含有アクリル樹脂を得た。
ビスヒドロキシエチルタウリン67重量部、ネオペンチ
ルグリコール65重量部、アゼライン酸118重量部、
無水フタル酸93重量部およびキシレン27重量部を仕
込み、昇温した。反応により生成する水をキシレンと共
沸させて除去した。
0℃にし、カルボン酸相当の酸価が72.5になるまで
撹拌と脱水を継続し、140℃まで冷却した。次いで、
140℃の温度を保持し、カージュラE10(シェル社
製)157重量部を30分で滴下し、その後、2時間撹
拌を継続し、反応を終了した。さらにジメチルエタノー
ルアミン47重量部を加え、脱イオン水1100重量部
を加えた。得られたポリエステル樹脂は酸価59、ヒド
ロキシル価90、不揮発分30%、数平均分子量105
4であった。
み、130℃に昇温した。スチレン200重量部、2−
エチルヘキシルアクリレート200重量部、ヒドロキシ
エチルメタクリレート90重量部、メタクリル酸10重
量部、メチルメタクリレート100重量部およびt−ブ
チルパーオキシ−2−ヘキサノエート36重量部からな
るモノマー開始剤溶液を3時間で滴下し、さらに2時間
撹拌を継続し、不揮発分45%、数平均分子量560
0、酸価10のアクリル樹脂を得た。
み、130℃に昇温した。スチレン200重量部、n−
ブチルアクリレート200重量部、2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート90重量部、メタクリル酸10重量
部、メチルメタクリレート100重量部およびt−ブチ
ルパーオキシ−2−ヘキサノエート36重量部からなる
モノマー開始剤溶液を3時間で滴下し、さらに2時間撹
拌を継続し、不揮発分45%、数平均分子量8000、
酸価10のアクリル樹脂を得た。
シプロパノール350重量部を仕込み、130℃に昇温
した。スチレン160重量部、2−エチルヘキシルアク
リレート200重量部、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト90重量部、メタクリル酸50重量部、メチルメタク
リレート100重量部およびt−ブチルパーオキシ−2
−ヘキサノエート36重量部からなるモノマー開始剤溶
液を3時間で滴下し、さらに2時間撹拌を継続し、不揮
発分45%、数平均分子量5600、酸価50のアクリ
ル樹脂を得た。
00(キャブラック社製)12重量部、脱イオン水18重
量部を3時間ミル分散し、顔料ペーストを得た。
ンR−6424(ハーモン社製)15重量部を同様にミル
分散して顔料ペーストを得た。
圧化学社製、メチル化メラミン固形分100%)21
部、アルミペースト7160N(東洋アルミニウム)1
6.3部、ラウリルアシッドホスフェート(HLB7.3)
の50%キシレン溶液1.6部を撹拌機にて撹拌混合し
た。
にて希釈しフォードカップ#4にて20℃で30秒に粘
度調整して水性メタリック塗料を得た。
井東圧化学社製、メチル化メラミン、固形分100%)
30部、製造例8のM−1100顔料ペースト30部、
ステアリルアシッドホスフェート(HLB5.5)のキシ
レン50%溶液2.5部を撹拌機にて撹拌混合した。
にて希釈しフォードカップ#4にて20℃で30秒に粘
度調整して水性塗料を得た。
(三井東圧化学社製、ブチル化メラミン)、ブライトカッ
パー(マール社製マイカ)17部、製造例9のペリンドマ
ルーンR6424顔料ペースト18部、イソステアリル
アシッドホスフェート(HLB5.5)の50%キシレン
溶液3.2重量部を撹拌機にて撹拌混合した。
酢酸エチルおよびキシレンの1:1混合物に希釈しフォ
ードカップ#4にて30秒25℃にて粘度調整してアク
リルメラミン系塗料を得た。
井東圧化学社製、メチル化メラミン固形分100%)2
5部、製造例8のM−1100顔料ペースト16.3
部、ラウリルアシッドホスフェート(HLB7.3)の5
0%キシレン溶液2.5部を撹拌機にて撹拌混合した。
にて希釈しフォードカップ#4にて20℃で30秒に粘
度調整して水性塗料を得た。
(三井東圧化学社製、ブチル化メラミン)20部、イソホ
ロンジイソシアネートをメチルエチルケトンオキシムで
ブロックしたブロックドイソシアネート化合物10部、
アルミペースト60−600(東洋アルミニウム社製)1
6.3部、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート(H
LB9.2)の50%キシレン溶液2.4部を撹拌機にて
撹拌混合した。
にて希釈しフォードカップ#4にて20℃で30秒に粘
度調整して水性メタリック塗料を得た。
井東圧化学社製、ブチル化メラミン)15部を撹拌機に
て撹拌混合した。
ー塗料をソルベッソ100およびソルベッソ150の
1:1混合物に希釈し、フォードカップ#4にて20℃
で22秒に粘度調整してアクリルメラミン系クリアー塗
料を得た。
基含有アクリル樹脂100部、テトラブチルアンモニウ
ムブロミドの20%メタノール溶液7部を撹拌機にて撹
拌混合した。
塗料をソルベッソ100およびソルベッソ150の1:
1混合物に希釈し、フォードカップ#4にて20℃で2
2秒に粘度調整して酸エポキシクリアー塗料を得た。
化学社製、メチル化メラミン固形分100%)20部、
イソホロンジイソシアネートをメチルエチルケトンオキ
シムでブロックしたブロックドイソシアネート化合物2
0部、ジブチルチンジラウレート5%キシレン溶液0.
6部を撹拌機にて撹拌混合した。
シアネート系クリアー塗料をソルベッツ150にて希釈
しフォードカップ#4にて20℃で22秒に粘度調整し
アクリル−メラミン−イソシアネート系クリアー塗料を
得た。
チルアシッドホスフェート(HLB値15.4)を加え
て水性メタリック塗料を得た。
ウリルポリオキシエチルアシッドホスフェート(HLB
値12.1(n=4)およびHLB値13.5(n=
6))を加えて水性塗料を得た。
子量400のビスフェノールAタイプのエポキシ樹脂と
リン酸との反応物1.6部加えて水性塗料を得た。
レン溶液を0.16重量部加えて水性塗料を得た。
レン溶液を16重量部加えて水性塗料を得た。
た塗料を乾燥塗膜で15ミクロンとなるようにエアース
プレー塗装し、5分セッティング後80℃、5分間プレ
ヒートをし、次いで、製造例10〜12で得られたクリ
アー塗料を乾燥塗膜で40ミクロンとなるようにエアー
スプレー塗装し、7分セッティング後140℃で20分
間乾燥させた。この塗膜の密着性を評価した。ベース塗
装とクリアー塗装の組合せと密着性の結果を表1に示
す。
の100個のカットを作り、テープによる剥離テストを
行なった。数値は剥離していない数/100を示す。
ベース塗料、次いで、製造例10〜12のクリアー塗料
を乾燥塗膜で前者15ミクロン、後者40ミクロンとな
るように前者を塗装し、その後5分セッティング、80
℃、5分間プレヒートし、次いで後者を塗装した後、1
0分間セッティングした。塗装板を乾燥機で160℃、
18分間焼付けして試験板を作成した。
に、再び同様のベース塗料、クリアー塗料を再塗装、1
40℃で18分間焼付けて4層からなるツーコートワン
ベーク塗膜を形成した。この塗膜のリコート密着性を評
価した。ベース塗装とクリアー塗装の組合せとリコート
密着性の結果を表2に示す。
の100個のカットを作り、テープによる剥離テストを
行なった。数値は剥離していない数/100を示す。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 基材上に、第1のベースコートおよび該
第1のベースコート上に形成された第1のクリヤーコー
トからなる硬化塗膜を形成し、 硬化塗膜をサンディングすることなしに第2のベースコ
ートを塗布し、 第2のベースコートを硬化せずに第2のクリアーコート
を塗布した後、 第2のベースコートおよび第2のクリアーコートを共に
焼付硬化する塗膜形成方法において、第1のベースコー
トおよび第2のベースコートが、 (A)塗膜形成性樹脂、 (B)該樹脂(A)を加熱硬化させる架橋剤、および (C) 炭素数8〜18の長鎖アルキル基を有し、かつH
LB3〜12を有するリン酸エステルを含有し、前記成
分(C)の配合固形分量が前記成分(A)と(B)の固形分合
計量に対して0.1〜5重量%である層間密着性の改良
された塗料組成物から成ることを特徴とする塗膜形成方
法。 - 【請求項2】 塗膜形成樹脂(A)がアミド基を有する水
性樹脂である請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記成分(A)が、5〜40重量%のア
ミド基含有エチレン性モノマー、3〜25重量%の酸基
含有エチレン性モノマーおよび他の重合性エチレン性モ
ノマーを重合することによって調製されるアクリル樹脂
である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の方法に
より得られた多層塗膜。
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JP13338092 | 1992-05-26 | ||
JP12395193A JP3286014B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | 層間密着性の改良された塗料組成物を用いた塗膜形成方法、および多層塗膜 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0688056A JPH0688056A (ja) | 1994-03-29 |
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JP12395193A Expired - Lifetime JP3286014B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | 層間密着性の改良された塗料組成物を用いた塗膜形成方法、および多層塗膜 |
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US10221324B2 (en) * | 2015-02-05 | 2019-03-05 | Basf Coatings Gmbh | Use of phosphoric esters in aqueous basecoats |
-
1993
- 1993-05-26 JP JP12395193A patent/JP3286014B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0688056A (ja) | 1994-03-29 |
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