JPH0824894B2

JPH0824894B2 - 塗装仕上げ方法

Info

Publication number: JPH0824894B2
Application number: JP63051823A
Authority: JP
Inventors: 静夫宮崎; 一幸桑野; 則男藤田
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: DE3878538T2; DE3878538D1; EP0319918A2; JPH01254279A; EP0319918B1; US4950507A; EP0319918A3

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、新規な塗装仕上げ方法に関する。

従来の技術及びその問題点従来、自動車外板等におけるメタリック高級塗装仕上
げ方法として、着色塗料を塗装し又は塗装せず、メタリ
ック顔料としてリン片状アルミニウム粉末等を配合した
メタリック塗料を塗装し、次いでクリヤー塗料を塗り重
ねるメタリック仕上げが多く採用されている。しかしな
がら、この方式によるメタリック塗膜では、キラキラと
した光輝感が十分とは言えず、特に濃色仕上げでは光輝
感が殆ど消失し、しかもシェード面の色が正面のそれよ
りも暗くなり、フリップ−フロップ性が著しくなって外
観上好ましくない。また、アルミニウム粉末自体が酸や
アルカリに対して弱く、シミやフクレなどの発生原因と
なるため塗膜の耐久性が不十分である。このように、ア
ルミニウム粉末等は自動車外板等における高級仕上げに
は不適当であり、又塗膜の耐久性等の問題点を有してい
る。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記従来の塗装仕上げ方法の諸欠点を解
消するべく鋭意研究した結果、次のような新たな事実を
見出した。

（１）前記のアルミニウム粉末に代えて、α−酸化鉄結
晶を含有する酸化鉄粒子をメタリック顔料として用い、
これを配合した塗料を低明度に調整した着色塗膜面に塗
装し、次いでクリヤー塗料を塗装する場合には、濃色仕
上げにおいてもキラキラとした光輝感に優れた塗膜を形
成できる。

（２）この場合、フリップ−フロップ性が殆んどなく、
どの方向から見てもキラキラとした光輝感がある。

（３）上記酸化鉄粒子は耐酸性や耐アルカリ性に優れる
ため充分な耐久性を有する塗膜を形成できる。

本発明は、かかる新たな諸知見に基づいて完成された
ものである。

即ち本発明は、着色塗料、メタリック塗料及びクリヤ
ー塗料を塗り重ねて仕上げる方法であって、上記着色塗
料はマンセルバリュー（Ｖ）が０〜６である塗膜を形成
し得る塗料であり、上記メタリック塗料はメタリック顔
料及びビヒクル成分を主成分とするものであって、該メ
タリック顔料はα−酸化鉄結晶を少なくとも80重量％含
有する酸化鉄粒子であり、その長手方向寸法は約90重量
％以上が30μ以下で且つ５〜15μのものが40重量％以上
であり、その厚さが長手方向の約1/10〜1/20であり、又
その配合量がビヒクル成分100重量部（固形分）当り0.1
〜30重量部であることを特徴とする塗装仕上げ方法に係
る。

本発明では、メタリック塗料のメタリック顔料として
α−酸化鉄結晶を少なくとも80重量％含有する酸化鉄粒
子を使用することを必須とする。本発明でメタリック塗
料に配合する酸化鉄粒子は、六角平板状結晶で且つ不透
明で優れた金属様光沢を有しているので、塗膜中で光が
この酸化鉄粒子表面に達するとキラキラと輝くように反
射する。この光輝性はアルミニウム粉末等に比べて著し
く優れており、太陽光線下ではその傾向は更に顕著であ
り、しかも観察角度が異なっても光輝感は略一定であ
る。

斯かる酸化鉄粒子を含むメタリック塗膜は、太陽等の
直射光に晒すと、どの角度から見ても独特のキラキラと
輝くメタリック調になると共に、この輝きが塗膜の深部
から発しているように見え、立体感を与える。更に該酸
化鉄粒子は、耐酸性、耐アルカリ性等の耐化学薬品性、
耐光性、耐候性、耐熱性、付着性等も良好である。

また、該酸化鉄粒子による優れた光輝感を十分に発現
するために、該粒子を含有せしめたメタリック塗料は、
マンセルバリュー（明度）を０〜６に調整してなる低明
度の着色塗膜面に塗装する必要がある。即ち、このよう
な低明度に調整した着色塗膜面に該酸化鉄粒子含有メタ
リック塗料を塗装すると、該粒子独特の光輝性を十分に
発揮することができ、例えばダイヤモンドをちりばめた
ように塗膜深部からキラキラと輝いて見えるのである。
このような仕上がり性はアルミニウム粉末等では得られ
ない。

本発明の方法における調色は、着色塗膜の色調によっ
て任意且つ簡単に行なわれる。

本発明の塗装仕上げ方法につき更に具体的に説明す
る。

まず着色塗料について説明する。

本発明で用いられる着色塗料は、ビヒクル成分及び着
色顔料を主成分とし、しかもマンセルバリュー（Ｖ）が
０〜６、好ましくは0.3〜４の塗膜を形成し得る塗料で
あって、メタリック塗料の塗装に先立って塗装される塗
料である。マンセルバリューとは、色の三要素（明度、
色相及び彩度）のうちの明度である。マンセルバリュー
が６よりも大きくなると、明るすぎて酸化鉄粒子による
光輝性が著しく低下するので、不適当である。着色塗膜
層の明度の調整は、上記着色塗料に配合される着色顔料
の種類、組成比率、配合量等によって容易に行なわれ
る。

本発明で用いられる着色塗料は、上記範囲内の明度を
有する塗膜を形成し得る塗料であればよい。具体的に
は、上記明度の塗膜を形成し得る例えば、有機溶剤溶液
形、非水分散液形、水分散液形、水溶液形、無溶剤形、
粉体形等の塗料を例示できる。このうち仕上がり外観、
耐久性等を高水準に維持するためには、有機溶剤溶液形
の塗料を用いるのが好ましい。

着色塗料のビヒクル成分は、例えばアクリル樹脂、ア
ルキド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及びこれ
らの変性樹脂等から選ばれた基体樹脂を主成分とし、更
にアミノ樹脂、イソシアネート化合物、ブロック化イソ
シアネート化合物、ポリアミド樹脂等の硬化剤又は架橋
剤等も必要に応じて併用できる。

着色塗料塗膜の硬化は、常温もしくは加熱により架橋
（硬化）もしくは非架橋（乾燥）によって行なわれる。

着色塗料の塗装膜厚は、硬化もしくは乾燥塗膜に基づ
いて10〜50μ程度、特に20〜35μの範囲が適しており、
被塗面が該着色塗料の色調によって完全に隠蔽されてい
ることが好ましい。

次に酸化鉄粒子含有メタリック塗料について説明す
る。

本発明で用いられるこのメタリック塗料は、上記着色
塗膜層表面に塗装する塗料であって、メタリック顔料及
びビヒクル成分を主成分としてなる。これら成分の内メ
タリック顔料はα−酸化鉄結晶を主成分とする酸化鉄粒
子で、その長手方向寸法は約90重量％以上が30μ以下で
且つ５〜15μのものが40重量％以上であり、その厚さが
長手方向の約1/10〜1/20である。また、酸化鉄粒子の配
合割合は、ビヒクル成分100重量部（固形分）当り0.1〜
30重量である。

本発明でメタリック顔料として用いられる酸化鉄粒子
は、α−酸化鉄（Fe₂O₃）結晶を主成分とする六角平板
状の雲母状酸化鉄粒子である。この平板雲母状酸化鉄粒
子は、α−Fe₂O₃結晶を少なくとも80重量％、好ましく
は95重量％以上、更に好ましくは99重量％以上含有し、
SiO₂、FeO、Mn等の不純物は20重量％以下であって、キ
ラキラとした光輝感を有している。

また、酸化鉄粒子としては、六角平板状であって、そ
の長手方向寸法に関して一定の粒度分布を有するものを
使用する。即ち、該粒子の長手方向の寸法は、レーザー
による粒度分布測定機〔PARTICLE SIZER 2200、MALVERN
（英国）製〕によって測定したときに、その約90重量％
以上、好ましくは95重量％以上は30μ以下に分布してお
り、且つ５〜15μのものが40重量％以上好ましくは50重
量％以上分布していることが必要である。また、５〜15
μのものの内10〜15μのものが、25重量％以上特に32重
量％以上含有するのが好適である。ここで、長手方向の
寸法とは、ほぼ正六角形の該粒子の対角線方向の寸法を
意味する。

また、該粒子の厚さは、長手方向の約1/10〜1/20、好
ましくは1/10〜1/15であることが必要である。

長手方向の寸法が５〜15μのものが40重量％未満で５
μ未満のものが多くなった場合や厚さが長手方向の1/20
より小さくなった場合は、光輝性が低下するので好まし
くない。また、長手方向の寸法が５〜15μのものが40重
量％未満で15μより大きいものが多くなった場合、長手
方向の寸法が30μ以下のものが90重量％より少なくなっ
た場合、又厚さが長手方向に対して1/10より大きくなっ
た場合は、塗面から酸化鉄粒子の頭出しが多くなり、仕
上がり性が低下するので好ましくない。

メタリック塗料のビヒクル成分は、上記酸化鉄粒子を
分散し塗膜を形成せしめるもので、耐候性、物理的及び
化学的性能の優れたそれ自体既に公知の塗料用樹脂が使
用できる。具体的にはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂
もしくはアルキド樹脂等にアミノ樹脂、イソシアネート
化合物、ブロック化イソシアネート化合物等の架橋剤を
混合してなる熱硬化性樹脂が最も好ましいが、これら以
外に常温で乾燥もしくは硬化せしめる塗料等も使用でき
る。また、塗料の形態は、有機溶剤溶液形が一般的であ
るが、非水分散液形、水溶液形、水分散液形、無溶剤形
又は粉体形であっても差支えない。

酸化鉄粒子の配合量は、ビヒクル成分（固形分）100
重量部当り、0.1〜30重量部、特に５〜20重量部が好ま
しい。該粒子の配合量が0.1重量部より少ないと、該粒
子独特の光輝感が得られないという欠点が生ずる傾向と
なる。また逆に該粒子の配合量が30重量部より多くなる
と、耐久性が低下するという欠点が生ずることがある。

本発明で用いるメタリック塗料は、上記酸化鉄粒子と
ヒビクル成分とを主成分としているが、色彩的バリエー
ションを与えるために、さらに雲母チタンや着色雲母チ
タン等の真珠光沢顔料を配合することができる。

雲母チタンは、リン片状雲母の表面に二酸化チタンを
薄膜状にコーティングしたもので、二酸化チタンの厚さ
によって銀色、金色、赤色、紫色、青色、緑色等の干渉
色を呈する。又、着色雲母チタンは、上記雲母チタンの
表面にさらに有機無機化合物のコロイド粒子を薄膜状に
コーティングして、雲母チタンと異なる着色を行なった
もので、着色体（コロイド粒子）として酸化鉄、水酸化
鉄、酸化クロム、水酸化クロム等があり、これ等による
着色は雲母チタン自体の色によっても異なるが、ほぼ任
意の色に調整できる。

酸化鉄粒子（比重通常約5.2程度）と真珠光沢顔料
（比重通常約3.2〜3.7程度）とを併用すると、比重の関
係から一般に、前者は塗膜深部、後者は塗膜表面に分布
する。そして、酸化鉄粒子は光を殆ど通さず反射し、真
珠光沢顔料は光を透過しやすい。従って、この両者を併
用したメタリック塗膜への入射光についてみると、酸
化鉄粒子に達してその殆どが反射する。真珠光沢顔料
に達しその殆どが透過する。の透過光が酸化鉄粒子
に達して反射する。着色塗膜に達し反射する等が考え
られる。このうち、の反射光は、そのまま外部に反射
するか、又はその上層に分布している真珠光沢顔料を透
過するため、特に後者では真珠光沢顔料の干渉色が増幅
されることによって異種干渉色を併用した系でも各々の
干渉色が相殺されることなく、上記の反射光と相俟っ
て、鮮やかなカラーミックス感のある塗膜に仕上げるこ
とができる。

上記で用いることができる真珠光沢顔料は、無定形薄
片状であって、平均粒径が約10〜40μ、粒度が約２〜10
0μ、厚さが約0.2〜0.5μのものが好ましく、その配合
量は、ビヒクル成分100重量部（固形分）当り、0.1〜20
重量部程度が適している。

酸化鉄粒子や真珠光沢顔料をビヒクル成分中に分散す
る方法は、特に制限を受けないが、真珠光沢顔料を含む
場合には被覆された二酸化チタン層を破壊させないため
に強分散を避けることが好ましく、通常のディスパー撹
拌機により容易に分散せしめることができる。

該酸化鉄粒子とビヒクル成分とを主成分とするメタリ
ック塗料には、上記成分に加えて必要に応じて通常のメ
タリック顔料、着色顔料、体質顔料、塗料用各種添加剤
等を、本発明の目的を損わない程度に配合することがで
きる。

該塗料は、前記着色塗膜層表面に通常の方法、例えば
静電塗装、エアスプレー塗装、浸漬塗装、エアレススプ
レー塗装等によって塗装する。塗装膜厚は、乾燥もしく
は硬化塗膜に基づいて10〜30μ程度、特に15〜25μが好
ましい。

次にクリヤー塗料について説明する。

本発明で使用されるクリヤー塗料は、メタリック塗料
塗膜表面に塗装する透明塗膜を形成する塗料であり、ビ
ヒクル成分を主成分とするものである。ビヒクル成分、
塗料の形態及び塗装方法等は、前記メタリック塗料に関
する説明で例示した中から選ばれたものが使用できる。
該塗料にも、必要に応じて着色顔料、体質顔料、メタリ
ック顔料、前記雲母顔料、酸化鉄、紫外線吸収剤等を若
干量配合しても差支えない。

クリヤー塗膜層の膜厚は、特に制限されないが、乾燥
硬化塗膜に基づいて30〜70μ程度、特に40〜60μの範囲
が好ましい。

次に塗装仕上げ方法について説明する。

まず、着色塗料を、被塗物（金属やプラスチック等で
構成される四輪自動車等が特に好適である）に直接（そ
の表面を化成処理したものを含む）、もしくは電着塗料
等のプライマー、中塗り塗料もしくは上塗り塗料等を既
に塗装してある被塗物に塗装する。次に該着色塗料塗膜
が未硬化もしくは未乾燥のうちに、又は硬化もしくは乾
燥せしめてから、該塗膜面にメタリック塗料を塗装す
る。最後に該メタリック塗料塗膜が未硬化もしくは未乾
燥のうちに、又は硬化もしくは乾燥せしめてから、クリ
ヤー塗料を塗装し、硬化もしくは乾燥せしめるのであ
る。

また、メタリック塗料中の酸化鉄粒子の大きさとクリ
ヤー塗料の膜厚との関連性について見ると、該酸化鉄粒
子の長手方向の寸法が本発明所定の分布範囲内で比較的
小さいときにはクリヤー塗料を30〜50μ程度の膜厚にな
るようにして塗装することによって、鮮映性の優れた塗
膜に仕上げることができるが、該粒子の長手方向の寸法
が比較的大きいときには優れた鮮映性に仕上げるために
40〜70μ程度の肉厚に塗装することが好ましく、この場
合１回で40μ以上に塗装することが困難であればクリヤ
ー塗料を２回塗りしても良い。クリヤー塗料を２回塗り
する方法として、例えばメタリック塗料と１回目のクリ
ヤー塗料とをウエットオンウエットで塗り重ね、硬化も
しくは乾燥してから、次いで必要に応じて研摩したのち
２回目のクリヤー塗料を塗装し、硬化、乾燥せしめるの
が好ましい。

これらの塗装工程で、硬化は室温もしくは加熱によっ
て三次元に架橋硬化せしめることであり、乾燥は単に溶
剤を揮散せしめて塗膜を形成させることである。加熱硬
化温度は、使用したビヒクルの組成によって任意に選択
できる。

発明の効果本発明の方法によれば、以下に示す効果が発揮され
る。

（１）本発明で使用される酸化鉄粒子は、メタリック
調、ソリッド調の両面を持ちあわせている。即ち、直射
においては、アルミニウム粉末をはるかに凌ぐ独特のキ
ラキラとした光輝感を発現し、日陰においては一変ソリ
ッド調となる。

（２）直射太陽光の下においては、フリップ−フロップ
性は殆んどなく、ハイライトはむろんあらゆる角度にお
いても同様なる光輝感を発し、またその光り方について
は、塗膜の表面はむろん塗膜深部からもダイヤモンドを
ちりばめたような光輝感を発し立体感を与える。また、
かかる光輝感は、濃色仕上げにおいても発揮される。

（３）本発明で用いる該酸化鉄粒子に対して他のメタリ
ック顔料を組合せることにより光輝感における方向性を
得ることができる。即ち、適量の他のメタリック顔料を
組合せることにより、ハイライトにおいては組合せ顔料
の光輝感、シェイド面においては該酸化鉄粒子の光輝感
を実現することができる。このような色彩効果を得るこ
とができるのは、本発明で用いられる該酸化鉄粒子があ
らゆる面で光輝感を有しているためである。

（４）本発明で用いる酸化鉄粒子は、耐酸性や耐アルカ
リ性に優れるため充分な耐久性を有する塗膜を形成でき
る。

（５）本発明の方法で仕上げた塗膜は明度が低く、しか
もメタリック塗料の顔料体積濃度も低いので、該メタリ
ック塗料の塗装時における粘度、希釈シンナーの組成、
塗装条件、膜厚等が変動してもメタリックムラがなく、
しかも光輝感の均一性等は殆んど低下しない。

（６）酸化鉄粒子と干渉色が異なる２種以上の真珠光沢
顔料とを併用すると、真珠光沢顔料の各々の干渉色を打
消すことなく鮮やかな虹色のカラーミックス感を表現す
ることが可能となることから、色彩効果としては画期的
な意匠性を実現することができる。

実施例以下に実施例及び比較例を掲げて本発明をより一層明
らかにする。なお、以下において単に「部」とあるのは
「重量部」を意味する。

1.塗装物リン酸亜鉛処理した鋼板に、エポキシポリアミド系カ
チオン電着塗料〔商品名「エレクロンNo.9000黒」、関
西ペイント社製〕（硬化膜厚15μ）及びアミノアルキド
樹脂系中塗塗料〔商品名「ESプライマー TP−16Rグレ
ー」、関西ペイント社製〕（硬化膜厚30μ）を塗装した
ものを使用する。両塗膜は、何れも加熱硬化した。

2.着色塗料下記第１表に示す組成物を主成分とする有機溶剤溶液
型（有機溶剤としてトルエンとキシレンとの等重量混合
溶剤を用いた）熱硬化性塗料を使用する。

3.メタリック塗料下記第２表に示す組成物を主成分とする有機溶剤溶液
型（有機溶剤としてトルエンとキシレンとの等重量混合
溶剤を用いた）熱硬化性塗料を使用する。

第２表中の真珠光沢顔料の組成は下記第３表の通りで
ある。

4.クリヤー塗料アクリル樹脂70部及びブチル化メラミン樹脂30部から
なるビヒクル成分を主成分とする有機溶剤溶液型（有機
溶剤としてトルエンとキシレンとの等重量混合溶剤を用
いた）熱硬化性塗料を使用する。

上記着色塗料、メタリック塗料及びクリヤー塗料を被
塗物に下記第４表に示す条件で塗装した。

上記第４表に記載の条件で被塗物上に仕上げられた実
施例及び比較例の各塗膜について、光輝性、方向性、耐
酸性、耐アルカリ性及びカラーミックス感を調べた。試
験方法は次の通りである。

光輝性：直射太陽光の下で、塗面を正反射の角度で観
察し、光輝性を次の基準で評価した。

○…キラキラと全体に均一に輝き、その光り方は塗膜深
部からダイヤモンドをちりばめたようであり、立体感が
優れていた。

△…キラキラとした輝き及び立体感が不充分であった。

×…キラキラと輝くことが殆どなく、立体感に乏しい。

方向性：光輝性の試験において、観察角度を種々変化
させたときの光輝性を次の基準で評価した。

○…観察角度を変えても光輝性が殆ど変化しない。

△…観察角度が正反射角より異なるにしたがって光輝性
が低下する。

×…どの角度においても光輝性に乏しい。

耐酸性:5％硫酸水中に24時間浸漬後の塗面状態を調
べ、次の基準で評価した。

○…全く異常なし。

△…シミ、フクレ少し発生。

耐アルカリ性:5％水酸化ナトリウム水中に24時間浸漬
後の塗面状態を調べ、次の基準で評価した。

○…全く異常なし。

△…シミ、フクレ少し発生。

カラーミックス感：酸化鉄粒子及び真珠光沢顔料又は
２種の真珠光沢顔料を配合したものについて、次の基準
で評価した。

○…上記粒子及び顔料のカラーが各々発現され、美粧感
が良好。

△…やや劣る。

×…各々のカラーが相殺されて美粧性が劣る。

試験結果を第５表に示す。

フロントページの続き (72)発明者藤田則男愛知県西加茂郡三好町大字莇生字平地１番地関西ペイント株式会社内 (56)参考文献特開昭63−232882（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−60941（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色塗料、メタリック塗料及びクリヤー塗
料を塗り重ねて仕上げる方法であって、上記着色塗料は
マンセルバリュー（Ｖ）が０〜６である塗膜を形成し得
る塗料であり、上記メタリック塗料はメタリック顔料及
びビヒクル成分を主成分とするものであって、該メタリ
ック顔料はα−酸化鉄結晶を少なくとも80重量％含有す
る酸化鉄粒子であり、その長手方向寸法は約90重量％以
上が30μ以下で且つ５〜15μのものが40重量％以上であ
り、その厚さが長手方向の約1/10〜1/20であり、又その
配合量がビヒクル成分100重量部（固形分）当り0.1〜30
重量部であることを特徴とする塗装仕上げ方法。