JP3663587B2 - 自動車塗膜の保護用塗料及び保護方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として自動車等の塗膜を保護する塗料及び塗膜の保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車が最終組立ライン、検査を経て完成車となってから、使用者の手に渡るまでには少なくとも１、２ヵ月、長い場合には半年以上の期間を要してしまう。この間に自動車が室内倉庫に良好な状態で保管されていれば、自動車の塗膜外観はほぼ完成直後の状態を維持出来るが、コスト面や物流面において理想的な保管が困難で、しばしば野外の集積場等に置かれる。
【０００３】
この場合、太陽の紫外線や風雨、また鳥獣の糞尿などによって塗膜が汚れ、これを長時間放置すると上塗り塗膜ばかりでなく下層の塗膜にまで影響が及び、自動車の品質が大きく劣化することが免れない。
【０００４】
また、完成車は陸運局に登録前であることから自走により自動車販売店等へ輸送する事が出来ず、自動車運搬船、自動車専用貨車、自動車専用運搬車等によって各地の販売店に輸送されるが、この際塗膜外観が人為的なミスにより傷つくこともあり、完成車が使用者の手に渡るまでの間、自動車の塗膜を保護する手段が必要となる。
【０００５】
さらに、近年自動車の上塗り塗膜外観の品質は著しく向上し、優れた光沢や鮮映性を実現しているため、わずかな塗膜劣化であっても目立ってしまい、この塗膜保護手段としては、施工が容易であること、塗膜を紫外線、化学的変化、物理的な衝撃から保護できること、施工後再び元の優れた光沢や鮮映性の状態に戻すことが容易なこと、保護手段自身が塗膜に変化を与えないこと等が必要な要件となる。
【０００６】
これに対して、従来行なわれてきた保護手段としては、ワックスタイプの保護剤を塗布して塗膜を保護する方法やフィルムタイプの保護材を完成車の塗膜に貼着して塗膜を保護する手段が開発されている。このうちワックスタイプの保護剤は、その組成上防錆力があり、塗膜の保護能力も高かったので、広く一般的に使用された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらワックスタイプの保護剤は、自動車が自動車販売店に到着後、購買者に引き渡し直前に塗膜を除去するもので、保護塗膜を除去するためには、ワックスタイプの特性上ケロシン、あるいはアルカリ性溶液を使用する必要があり、これらの廃液は排水処理が必要であるため、処理施設のない場所では除去作業を行なうことが出来ず、コストや手間が増加するだけでなく、近年増大してきた環境問題にも逆行するため、より環境に優しい保護手段が求められるに至った。
【０００８】
このワツクスタイプの欠点を解決するためフイルムタイプの保護剤が開発されたが、フィルムタイプの保護材を完成車の塗膜に貼着する保護手段は、従来建材等に使用されていた方法で、保護材であるフィルムは共にオレフィン系樹脂材料からなるフィルム層と粘着剤層からなり、フィルム貼着後は風雨に耐えて剥離すること無くワックスタイプ保護剤より強力に塗膜を保護し、しかも除去するためには特別のリムーバを必要とせず容易に除去することが出来るという利点を有するものであった。
【０００９】
ところが、建材などではフィルムを貼着する面は、ほとんどが平面であり、しかも直線的な輪郭を持つものが多いため貼着作業は容易であるが、自動車の場合は、例えば大きな保護面積を有する天井面、エンジンフード、ドア等は全て３次元的な曲面で、その輪郭線の多くは複雑な曲線を持っており、貼着作業としてはしわを発生させないようにすることが必須となる。しかし、この作業は熟練工においても困難を極め作業効率が悪く、しわが発生した部分はフィルムが未貼着な部分として残ってしまう欠点がある。
【００１０】
このため、塗装によって得られた優れた塗膜外観を維持し、この塗膜保護手段が３次元曲面でも容易にでき、塗膜を紫外線、化学的変化、物理的な衝撃から保護でき、しかも保護手段自身が塗膜に変化を与えない塗膜保護剤の開発が望まれていた。
【００１１】
本願発明は、特別な設備、機器及び熟練を必要とせず、極めて容易に施工及び除去出来、保護効果も完成車の塗膜をほぼ完全に保護することが可能で、ワックスタイプ保護剤の如く３次元曲面のどこでも容易に塗装することができ、しかもワックスタイプの保護剤の除去作業時のように特別なリムーバも不要で、また、フィルムタイプ保護剤の貼着時の困難な作業も必要なくフィルムタイプと同等以上の保護性能と除去作業容易性を有し、非常に効率的で環境に優しい保護剤及び保護方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究の結果、特定の樹脂と造膜助剤及び着色剤からエマルジョンタイプの塗膜保護剤を得、得られた塗膜保護剤を完成車に塗布することによって自動車塗膜を保護し、しかも保護塗料を除去する際にはリムーバ等を何ら必要とせず、容易に除去が可能で、除去した塗膜を焼却処分しても有毒ガス等の発生が無く環境に優しい自動車塗膜の保護方法を開発したものである。
【００１３】
つまり、本発明は、有機珪素系単量体とこの単量体に共重合可能な不飽和カルボン酸およびその塩から共重合される共重合体樹脂３５〜５５重量部、プロピレングリコール、テキサノールから選ばれる造膜助剤１〜５重量部、着色顔料３〜１０重量部を主成分とする自動車塗膜の保護用塗料で、該塗膜保護塗料を自動車の外板ボディ、及びその付属部品に１００〜３００μｍ塗装し、送風乾燥させることを特徴とする自動車用塗膜の保護方法である。
【００１４】
自動車塗膜の保護用塗料（以下「保護塗料」という。）に使用される主成分樹脂は、有機珪素系の樹脂であり、このような樹脂としては、分子中に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個以上のシロキサン結合とを有する有機珪素含有の単量体、および、該単量体と共重合が可能な重合性単量体から共重合される共重合体樹脂である。
【００１５】
分子中に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個以上のシロキサン結合とを有する有機珪素含有の単量体としては、ビニルジメチルポリシロキサン、γ−メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン、ビニルジエチルポリシロキサン、γ−メタクリロキシプロピルジエチルポリシロキサン、ジビニルジメチルポリシロキサン、ビス（γ−メタクリロキシプロピル）ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。
【００１６】
これらの単量体と共重合が可能な重合性の単量体としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸とその塩が挙げられる。具体的には、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、および（メタ）アクリル酸が挙げられ、有機珪素系樹脂は公知の方法により得る。
【００１７】
有機珪素系樹脂の配合量は３５〜５５重量部が好ましく、この樹脂が３５重量部未満であると防錆・塗膜保護能力が充分でなく、塗装後の塗膜が脆弱になる虞れがあり、また、５５重量部を超えて配合しても配合量に比例した保護効果は得られず、保護塗料のコストを上昇させてしまう。
【００１８】
保護塗料はエマルジョンペイントであることが必要で、その場合には最低造膜温度以下の温度環境では塗膜として造膜しないため、エマルジョンペイントとして使用するために造膜助剤を使用して最低造膜温度を常温〜０℃程度に下げることが必要となる。使用できる造膜助剤としては、各種の可塑剤、例えばＤＢＰなどや、高級グリセリン、プロピレンエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、アルキレングリコール、プロピレングリコール、高沸点の有機溶剤、例えばブチルカルビトール、ブチルセロソルブ（共に商標名：ユニオン・カーバイト社製）、テキサノール（商標名：イーストマン・ケミカル社製）等が例示できる。
【００１９】
好ましい造膜助剤としては、本発明における樹脂との相溶性が良く、最低造膜温度を下げるために効果的であるためプロピレングリコール、テキサノールが好ましくは使用出来、特に好ましくはプロピレングリコール系のメチルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、アセテート、フェニルエーテルを挙げることができる。
【００２０】
エマルジョンタイプの塗料の造膜性を上げる方法としては、塗装後に加熱を行う事によって高い温度で乾燥させる方法、塗料の最低造膜温度（ＭＦＴ）を下げる事により、より造膜させやすくする方法がある。造膜助剤は、これを配合する事によりエマルジョン樹脂の可塑化を図りエマルジョンの粒子が融着しやすくする事によりＭＦＴを下げる効果を有する。造膜助剤の配合量は、１〜５重量部が好ましく、１重量部未満であると、最低造膜温度が充分に下がらず塗膜の形成に時間がかかり、５重量部を超えると形成される塗膜がやわらかくなり過ぎ、塗膜の強度が低下したり、塗膜の耐水性が低下するといった不具合がある。
【００２１】
保護塗料が透明な塗膜であった場合には、可視光線が透過してつやが消えてしまい、自動車塗膜の保護が充分に行なえず、また保護塗料に黒色、青色、緑色といった濃色系の着色を行なうと、保護塗料による塗膜が熱を吸収しやすく、保護するべき自動車塗膜をより加熱して熱による劣化を促進させてしまう。このため、保護塗料が効率良く紫外線を除去し、自然環境に耐え本発明の目的を達成するためには、白色、若しくはそれに近い明色系統の可視光線反射率の高い色に着色できる着色顔料を添加することが必要となる。具体的には、酸化チタン、チタンイエロー等である。なお、保護するべき塗膜の色が白系統であると保護塗料との見切り部が判別しにくいため、カーボンブラック等の着色顔料を適宜添加して色調を調整することも可能である。
【００２２】
着色顔料の好ましい配合量は、３〜１０重量部で、３重量部未満であると充分な隠蔽力が顕現出来ず、１０重量部を超えて配合すると適正な保護塗膜が形成出来ない虞れがある。
【００２３】
その他、保護塗料に配合できる添加剤としては、分散剤、消泡剤、沈降防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、チクソトロピー付与剤等を必要に応じて適宜添加することができる。
【００２４】
本発明による保護塗料は、従来公知の塗料混合、分散方法により製造できる。特にエマルジョンペイントの製造方法が推奨されるが、特定の方法に限定されるものではなく、ボールミル、ロールミル、ペイントシェーカー、プラネタリーミキサー、ディゾルバー、ニーダー、アトライター、グレンミル等を用いることができる。
【００２５】
本発明による保護塗料は、いかなる塗装方法によっても塗装できるが、完成車の外板部分及びその付属部品に塗装し、ガラス部分への塗装は避けることを勘案すると、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装や各種の静電塗装はミストが広範囲に飛散するためマスキング作業が必要となり、かつ専用の塗装ブース等の設備が必要な場合もあり好ましくなく、また、ロールコーターやディッピングは現実的ではない。このため、各種スプレー塗装も可能ではあるが、刷毛塗り、あるいはローラー塗装が最も効率が良く、費用対効果が高い好ましい塗装方法となる。
【００２６】
保護塗料の塗装膜厚としては、１００μｍ〜３００μｍが好ましく、１００μｍ未満であると、充分な塗膜保護効果が得られない虞れがあり、３００μｍを超えて塗装すると、造膜に時間がかかり垂直部に塗装すると、造膜前にタレが発生する等の問題が生じ好ましくない。塗装膜厚１００μｍ〜３００μｍに対して得られる乾燥膜厚は、エマルジョンの固形分により変わるが本発明の塗料の場合５０μｍ〜１５０μｍである。
【００２７】
造膜のための条件は、エマルジョンの最低造膜温度に依存するが、最低造膜温度が０℃付近であれば保護塗料塗装後、放置するだけで造膜する。但し条件によっては造膜に時間がかかる場合があり、ファンなどによる送風乾燥、４０〜８０℃程度の温風強制乾燥手段を使用することも可能である。
【００２８】
本発明の保護塗膜を剥離するには、塗膜端部より手のツメや塗装塗膜を傷つけるおそれの無い適当な治具により剥離させ、残りの塗膜はそのまま手で引っ張る事により容易に剥離出来る。また、コンプレッサーで圧縮空気等の気体を吹き付けたり、高圧の水や洗剤を溶かした水を吹き付けることによっても容易に剥離することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、塗装によって得られた優れた塗膜外観を維持し、この塗膜保護手段が容易で、塗膜を紫外線、化学的変化、物理的な衝撃から保護でき、また、特別な設備、機器及び熟練を必要とせず、極めて容易に施工及び除去出来、保護効果は完成車の塗膜をほぼ完全に保護することが可能で、ワックスタイプ保護剤の如く３次元曲面等のあらゆる場所に容易に塗装することができ、しかもワックスタイプの保護剤の除去作業時のように特別なリムーバも必要なく、また、フィルムタイプ保護材の貼着時の困難な作業性もなく、フィルムタイプと同等以上の保護性能を有し、除去作業が容易で、非常に効率的で、さらに、剥離物を燃焼しても有毒ガスを出さず環境に優しい自動車塗膜の保護用塗料及び塗膜の保護方法を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例で本発明のさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
実施例１、比較例１
ビニルジメチルポリシロキサン及び（メタ）アクリル酸を乳化重合により共重合体とした樹脂３５重量部、プロピレングリコールメチルエーテル１重量部、ルチル型酸化チタン８重量部、分散剤０．５重量部、紫外線吸収剤０．５重量部、老化防止剤０．５重量部の配合物を高速攪拌機及びプラネタリミキサーにより混合分散し、白色に着色されたエマルジョン塗料を得た。得られたエマルジョン塗料を、赤色メタリック塗装の乗用車の天井、エンジンフード、トランクリッド、ドア、フロント・リアフェンダーの各部にローラー及び刷毛塗りにより塗装塗膜２００μｍを塗装し、塗装後に送風ファンで常温送風乾燥を行ない、平均膜厚１００μｍの乾燥保護塗膜を得た。この保護方法を施した乗用車と比較のため特に塗膜保護を施さない同色塗装の乗用車各１０台を野外の駐車場に１８０日間放置した。
【００３２】
その結果、保護塗膜を塗装した乗用車を観察したところ、塗膜が剥離した箇所は全くなく全て保護塗膜が剥がれずに付着していた。塗膜を手で剥離したところ、端部より容易に剥離でき、剥離作業中に塗膜が切れることもなかった。また、保護塗膜を剥離後、赤色メタリック塗膜のエンジンフード部、ドア部の光沢度、鮮映性を測定したところ、塗膜当時とほとんど数値に変化は無かった。一方比較として用いた塗膜保護を施さない乗用車は、風雨、埃による汚れで全体に薄く白く汚れていた。このため水道水により洗車を行ない、乾燥後に、同じ部分の塗膜の光沢度、鮮映性を測定したところ水平部分には変化は無かったが、垂直部分には僅かに光沢度、鮮映性にともに劣化が認められた。
【００３３】
比較例２（Ａ−Ｉ）
実施例１において、配合材料、配合量、塗装膜厚を下記Ａ〜Ｉのように変化させたエマルジョン塗料を乗用車各１台づつに塗装し、実施例１に準じて常温送風乾燥を行った。
Ａ）有機珪素系樹脂３３重量部、他は実施例と同条件。
Ｂ）プロピレングリコールメチルエーテルを配合せず、他は実施例と同条件。
Ｃ）プロピレングリコールメチルエーテル０．３重量部、他は実施例と同条件。Ｄ）プロピレングリコールメチルエーテル６重量部、他は実施例と同条件。
Ｅ）ルチル型酸化チタン２重量部、他は実施例と同条件。
Ｆ）ルチル型酸化チタン１１重量部、他は実施例と同条件。
Ｇ）ルチル型酸化チタンの代わりにカーボンブラックペースト８重量部、他は実施例と同条件。
Ｈ）実施例に準じエマルジョン塗料を８０μｍ塗装した。
Ｉ）実施例に準じエマルジョン塗料を３５０μｍ塗装した。
【００３４】
実施例１に準じて比較例２（Ａ〜Ｉ）の塗膜の状態を観察したところ、下記のような結果が得られた。
Ａ）乾燥塗膜の強度が弱く、剥離しようとすると連続塗膜として剥離出来ず、ボロボロと細かい破片となってしまった。
Ｂ）塗装後の乾燥条件で造膜できなかった。
Ｃ）塗装時の乾燥条件で造膜できず、送風温度を上げてようやく乾燥した。剥離塗膜はＡ）と同様で連続塗膜として剥離不能であった。
Ｄ）乾燥塗膜が柔らかくなってしまい、部分的に自然剥離してしまった。また水を通してしまった箇所が発生し、自動車塗膜に汚れが生じていた。
Ｅ）塗膜強度・塗膜剥離性は問題無なったが、剥離後の自動車塗膜の光沢度、鮮映性が低下していた。
Ｆ）剥離塗膜がＡ）と同様連続塗膜として剥離不能であった。
Ｇ）塗膜強度・塗膜剥離性は問題無なかったが、剥離後の自動車塗膜の光沢度、鮮映性が低下していた。
Ｈ）部分的に裂断している塗膜があり、また裂断箇所より水が侵入し、塗膜剥離後の自動車塗膜に汚れを生じていた。
Ｉ）塗装時の乾燥条件で造膜乾燥せず、送風温度を上げてようやく乾燥した。また、垂直部分は垂れが発生していた。

Claims (2)

1. 分子中に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個以上のシロキサン結合とを有する有機珪素含有の単量体、および該単量体と共重合が可能な重合性単量体から共重合される共重合体樹脂３５〜５５重量部、プロピレングリコール、テキサノールから選ばれる造膜助剤１〜５重量部、着色顔料３〜１０重量部を主成分とする自動車塗膜の保護用塗料。
2. 分子中に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個以上のシロキサン結合とを有する有機珪素含有の単量体、および該単量体と共重合が可能な重合性単量体から共重合される共重合体樹脂３５〜５５重量部、プロピレングリコール、テキサノールから選ばれる造膜助剤１〜５重量部、着色顔料３〜１０重量部を主成分とする自動車塗膜の保護用塗料を自動車の外板ボディ、及びその付属部品に刷毛塗り、またはローラー塗装で１００〜３００μｍ塗装し送風乾燥させることを特徴とする自動車用塗膜の保護方法。