JP7454004B2 - 積層塗膜形成方法 - Google Patents
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尚、ベース塗膜53を塗装した後、半乾き状態で、その上にクリア塗膜54が塗装される。これによりベース塗膜53とクリア塗膜54との間で化学結合が生じ、ベース塗膜53とクリア塗膜54との間に混合層55が形成される。この混合層55が形成されることにより、アンカー作用によるクリア塗膜54の剥離抑制効果が得られる。
しかしながら、従来から可視光線の透過率は紫外域に比べて高いため、中塗り塗膜52を設けない場合は、上塗り塗膜60を通して可視光線がプライマー塗膜51に大量に照射されることになり、この可視光線がプライマー塗膜51の劣化に与える影響が大きいという課題があった。
また、ベース塗膜53表面の平滑化は、樹脂の分子量や溶解性パラメータの調整、顔料の微粒化や分散性向上等による塗料改良、ベース塗膜53の下層を下地隠蔽性が高い層にし、上層を流動性の高い層の2層にすること、或いは塗面の研磨でも可能であるが、コストが高くなるという課題があった。
尚、前記電着層上に発色塗膜を形成する工程において、前記発色塗膜の乾燥膜厚を5μm以上40μm以下に形成することが望ましい。
これにより、電着膜上に発色塗膜を形成したときには、流動性が高いために電着膜の表面凹凸を発色塗膜の表面に転写させずに発色塗膜の表面をレベリングし、平滑化する。
更に、発色塗膜上にクリア塗膜を塗装したときには、発色塗膜の流動性が低い状態になるために発色塗膜とクリア塗膜との混合が少なくなり混合層の厚さが小さくなる。それにより、混合層による平滑性の低下を抑制することができる。
即ち、発色塗膜において、塗料改良などせずとも、コスト上昇を抑えつつ、3層の積層塗膜における平滑性悪化を抑制し、外観品質の低下を防止することができる。
また、発色塗膜の乾燥膜厚を5μm以上40μm以下とすることにより、強度を確保するとともに、流動性を低く抑え、混合層を薄く形成し、平滑性の悪化を防止することができる。
図1において、被塗物1は、例えば自動車の車体外板として用いられる鋼製被塗物である。この被塗物1の表面には、下層塗膜としてのプライマー塗膜(電着膜)2が形成され、このプライマー塗膜2の上に、発色塗膜3が直接重ねられ、発色塗膜3の上にクリア塗膜4が重ねられている。
プライマー塗膜2は、被塗物1をカチオン電着塗料に浸漬し、被塗物1を陰極、電着槽内の極板を陽極として、この間に直流電流を流すことで被塗物1側に析出形成されたものである。このプライマー塗膜2の厚さは、例えば20μmに形成されている。
また、発色塗膜3の上面には、プライマー塗膜2の表面凹凸が転写しておらず、混合層5の面方向の凹凸が大きく抑制された状態である。
これにより、混合層5による平滑性の悪化が抑制されるとともに、発色塗膜3とクリア塗膜4との間のアンカー効果を作用させることができる。即ち、外観品質の低下と、クリア塗膜4の剥離とがともに抑制される。
本発明の積層塗膜形成方法は、プライマー塗膜の上に直接、発色塗膜を形成し、その上にクリア塗膜を形成する方法である。
被塗装物1は、上記したように例えば、鉄板、鋼鉄板、アルミニウムおよびステンレス鋼等である。例えば、被塗装物が自動車の鉄板等である場合、該鉄板上に予めプライマー層を形成してもよい。プライマー層は、電着塗装により車体の表面に形成する塗料や樹脂の膜であり、防食性や中塗り塗膜との密着性を確保する役割を有する。このプライマー塗膜2は、上述したように被塗物1をカチオン電着塗料に浸漬し、被塗物1を陰極、電着槽内の極板を陽極として、この間に直流電流を流すことで被塗物1側に析出形成される。このプライマー塗膜2の膜厚は、例えば20μmに形成する。
カチオン性エポキシ樹脂には、アミンで変性されたエポキシ樹脂が含まれる。エポキシ樹脂としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びアルキルフェノールのような樹脂で変性したもの、また、エポキシ樹脂の鎖長を延長したものを用いることができる。
硬化剤の量は、一般にカチオン性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分重量比で表して一般に80/20~50/50の範囲であり、カチオン性エポキシ樹脂と硬化剤の量は、一般に、電着塗料組成物の全固形分の30~80重量%の範囲である。
次いで、被塗物1のプライマー塗膜2の上に、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装などにより、乾燥膜厚(完全に溶剤が揮発した状態)が5μm以上40μm以下となるように発色塗膜3を形成する。塗装の際、静電印加を行ってもよい。
発色塗膜3の乾燥膜厚が5μmより小さい場合、強度が不十分となるため好ましくない。一方、発色塗膜3の乾燥膜厚が40μmより大きい場合、混合層5が厚くなって平滑性が悪化するため好ましくない。
前記したように発色塗膜3を形成する油性発色塗料の初期粘度は0.02Pa・s以上0.30Pa・s以下であるが、クリア塗膜3を塗布するまでに、油性発色塗料中の溶剤が常温で揮発し、発色塗膜3の粘度が100Pa・s以上1000Pa・s以下の範囲に上昇する。尚、このとき発色塗膜3の粘度が100Pa・sより小さいと、混合層5により平滑化の悪化が生じやすいため好ましくない。一方、発色塗膜3の粘度が1000Pa・sより大きいと、塗布ムラが生じやすいため好ましくない。
また、クリア塗膜3の塗装時において、発色塗膜3の膜厚(半乾き状態)は、6μm以上45μm以下であり、このときの発色塗膜3の膜厚と塗着粘度(Pa・s)との関係は、図2のグラフに示す範囲となる。
ここで、前記したように発色塗膜3上にクリア塗料を塗装した際には、発色塗膜3の粘度が100Pa・s以上1000Pa・s以下となり、流動性が低い状態であるため、発色塗膜3とクリア塗膜4との間の混合層5の厚さが小さくなり、混合層5による平滑化の悪化が抑制される。
有機溶剤の例としては、炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、芳香族石油系溶剤等が挙げられる。
これにより、プライマー塗装2上に発色塗装3を塗装したときには、流動性が高いためにプライマー塗膜2の表面凹凸を発色塗膜3の表面に転写させずに発色塗膜3の表面をレベリングし、平滑化することができる。
更に、発色塗膜3上にクリア塗膜4を塗装したときには、発色塗膜3の流動性が低いために発色塗膜3とクリア塗膜4との混合が少なくなり混合層5の厚さが小さくなる。それにより、混合層5による平滑性の低下を抑制することができる。
即ち、発色塗膜3において、塗料改良などせずとも、コスト上昇を抑えつつ、3層の積層塗膜における平滑性悪化を抑制し、外観品質の低下を防止することができる。
例えば、車両をツートーンに塗装することがある。例えばパトカーのように、白黒ツートーンに塗装する場合は、車両の上側部分に対し白色の発色塗膜3、クリア塗膜4を形成した後、車体の上側部分をマスキングして、下側部分を黒色の発色塗膜3、クリア塗膜4の順に塗装してもよい。
本実施例では、プライマー塗膜上への発色塗膜の形成において、油性(溶剤型)中塗り塗料として、着色顔料等を含むメラミン硬化型油性塗料(60重量%)を用い、溶剤として、キシレン(5重量%)、酢酸ブチル(5重量%)、酢酸イソブチル(5重量%)、酢酸エチル(5重量%)、メタノール(5重量%)、1-ブタノール(5重量%)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(10重量%)を用いた。
測定の結果、発色塗膜の初期粘度は、0.5Pa・sであり、5分経過後の粘度は、200Pa・sであった。
本実施例の結果、プライマー塗膜(電着膜)上に発色塗膜を形成したときには、発色塗膜の粘度が低く、流動性が高いためにプライマー塗膜の表面凹凸を発色塗膜の表面に転写させずに発色塗膜の表面をレベリングし、平滑化することができることを確認した。
更に、発色塗膜上にクリア塗膜を塗装する際には、発色塗膜の粘度が高くなるため、流動性が低い状態になる。そのため、発色塗膜とクリア塗膜との混合が少なくなり混合層の厚さが小さくなると考えられる。これにより、混合層による平滑性の低下を抑制することができることを確認した。
2 プライマー塗膜(電着膜)
3 発色塗膜
4 クリア塗膜
5 混合層
Claims (2)
- 被塗物上に積層塗膜を形成する方法であって、
被塗物に電着膜を形成する工程と、前記電着膜上に発色塗膜を形成する工程と、前記発色塗膜上にクリア塗膜を形成する工程とを備え、
前記電着膜上に発色塗膜を形成する工程において、
前記電着膜上に発色塗膜を塗布する際の前記発色塗膜の粘度が0.02Pa・s以上0.30Pa・s以下であり、
前記発色塗膜上にクリア塗膜を形成する工程において、
前記発色塗膜上にクリア塗膜を塗布する際の前記発色塗膜の粘度が100Pa・s以上1000Pa・s以下であることを特徴とする積層塗膜形成方法。 - 前記電着層上に発色塗膜を形成する工程において、
前記発色塗膜の乾燥膜厚を5μm以上40μm以下に形成することを特徴とする請求項1に記載された積層塗膜形成方法。
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