JPS63111978A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は塗装方法に関する。本発明の塗装方法は、例え
ば自動車のアルミホイールなどを塗装する場合に利用さ
れ、耐食性に優れた塗膜を得るのに好適である。

［従来の技術］ 従来、自動車のアルミホイールは表面の保護および防錆
を目的として塗装が施される場合が多い。

このアルミホイールを塗装するのに用いられる塗料には
、一般にアクリル樹脂とメラミン樹脂とをビヒクルとす
るアクリル焼付ｔｎが用いられ、塗装後焼付乾燥して塗
膜が形成されている。そして意匠上の観点から、アルミ
ニウム素材の金属光沢を生かすためクリア塗料のみを塗
装する部分と、着色材を含有する着色塗料とクリアコー
トの２１ｉ！１の１１１１から形成される部分とに分か
れていることが多い。このように塗り分けるには、まず
アルミニウム素材の金属光沢を生かす部分をマスキング
し、着色塗料を塗布後乾燥させる。そして全体にクリア
塗料を塗装し、焼付けて形成している。即ち、この場合
は着色塗料とクリア塗料との２コ一ト２ベーク方式塗装
部分と、クリア塗料のみの１コ一ト１ベーク塗装部分と
に分かれている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した従来のアルミホイールの塗装においては、クリ
アコートのみの部分では塗膜厚が薄いために、２コ一ト
２ベーク部分に比べて防錆力に劣るという不具合があっ
た。この防錆力を向上させるには、塗膜を厚膜とすれば
よいが、２コ一ト２ベーク方式ではクリアのみを厚く塗
るには限界があり、限界を越えるとワキ、タレなどが発
生するという問題がある。

上記問題点を解決するものとして、本発明者らは特願昭
６１−２２０１８５に、アクリル樹脂とメラミン樹脂と
をビヒクルとし該アクリル樹脂１００重量部に対して鱗
片状充填材が１〜１００重量部含有された第１塗料を被
塗物表面に塗布する第１塗装工程と、該第１塗料が塗布
された該被塗物を焼付乾燥して第１塗膜を形成する第１
乾燥工程と、アクリル樹脂とメラミン樹脂とをビヒクル
とし春色材を含有する第２塗料を該第１塗膜の少なくと
も一部表面に塗布する第２塗装工程と、アクリル樹脂と
メラミン樹脂とをビヒクルとするクリア塗料を少なくと
も一部表面に塗布された該第２塗料表面および該第１塗
膜表面に塗布する第３塗装工程と、該第２塗料および該
クリア塗料が塗布された該被塗物を焼付乾燥して該第１
塗膜表面に該第２塗料からなる第２塗膜および該クリア
塗料からなる第３塗膜を形成する第２乾燥工程と、を順
に実施することを特徴とする塗装方法を出願している。

この先願の塗装方法によれば、従来と同様に２回の焼付
乾燥工程で従来以上に厚膜化することができ、かつワキ
、タレなどの不具合を解決することができる。しかしな
がら本発明者らの研究によれば、用いる樹脂の種類によ
っては、第３塗装工程時に第２塗料とクリア塗料とが混
ざりあい、第２塗料内に含まれるアルミニウム粉末の配
向が乱れて美観を損う場合があることがわかった。また
各塗膜間の層間付着性に不具合が生ずる場合があること
も明らかとなった。

本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、アル
ミニウム粉末の配向を乱すことなく、また光沢の低下を
来たすことなく、かつ各層間の付着性に優れた塗膜が得
られる塗装方法を提供するものである。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明の塗装方法は、重患平均分子機が１５０００〜３
００００およびガラス転移温度が０〜５０℃の第１アク
リル樹脂を主ビヒクルとし第１アクリル樹脂１００重聞
部に対して鱗片状充填材が１〜１００ｆｆ！ｆｆｉ部含
有された第１塗料を被塗物表面に塗布する第１塗装工程
と、 第１塗料が塗布された被塗物を焼付乾燥して第１塗膜を
形成する第１乾燥工程と、 重量平均分子量が３００００〜６００００およびガラス
転移温度が一２０〜２０℃でかつ第１アクリル樹脂との
溶解性パラメータの値の差の絶対値が１．２以下の第２
アクリル樹脂を主ビヒクルとし着色材を含有する第２塗
料を第１塗膜の少なくとも一部表面に塗布する第２塗装
工程と、重量平均分子量が１５０００〜３００００およ
びガラス転移温度が０〜５０℃でかつ第２アクリル樹脂
との溶解性パラメータの値の差の絶対値が０．１〜１．
２の範囲にある第３アクリル樹脂を主ビヒクルとするク
リア塗料を少なくとも一部表面に塗布された第２塗料表
面および第１塗膜表面に塗布する第３塗装工程と、 第２塗料およびクリア塗料が塗布された被塗物を焼付乾
燥して第１塗膜表面に第２塗料からなる第２塗ｌ！およ
びクリア塗料からなる第３塗膜を形成する第２乾燥工程
と、を順に実施することを特徴とする。

第１塗装工程にて塗布される第１塗料は、第１アクリル
樹脂を主ビヒクルとし、第１アクリル樹脂１００重量部
に対して鱗片状充填材が１〜１００重量部含有されてい
る。また他のビヒクルとして、架橋剤としてのアミノ樹
脂、イソシアネート樹脂などが含有される。このアミノ
樹脂には一般にメラミン樹脂が利用される。メラミン樹
脂には従来と同様のものを用いることができ、重量平均
分子−で１０００〜５０００のメチル化メラミン樹脂、
ブチル化メラミン樹脂などを用いることができる。なお
メラミンとともにベンゾグアナミン、尿素などが共縮合
されたものを用いてもよい。そして第１アクリル樹脂と
メラミン樹脂との配合比は、第１アクリル樹脂固形分１
００重聞部に対し、一般にメラミン樹脂が固形分で２０
〜５０重ｄ部とされる。この範囲を外れると硬化不良、
耐水性不良など硬化塗膜の各種性能に不具合が生ずるよ
うになる。

なおビヒクルとしてエポキシ樹脂、セルロースアセテー
トブチレートなど他の樹脂をブレンドして用いることも
差支えない。

鱗片状充填材としては、ガラスフレーク、アルミフレー
ク、雲母、雲母状酸化鉄などを用いることができる。例
えばガラスフレークを用いれば、第１塗料は透明性に優
れたクリア塗料となり、アルミニウム素材の金属光沢を
充分生かすことができる。この鱗片状充填材は第１アク
リル樹脂１００重量部に対して１〜１００重１部含有さ
れる。

１重量部より少ないと防錆性能が充分ではなく、１００
重量部より多くなると塗膜の平滑性が阻害される。なお
１０〜３０重量部の範囲が防錆性能と平滑性のバランス
がとれ特に望ましい。

また鱗片状充填材は、厚さが１〜１０μｍ１長さが５〜
５０μｍ１アスペクト比が５〜１０の形状であることが
望ましい。厚さが１０μｍを超えたり、長さが５０μｍ
を超えると塗膜の表面状態が悪くなり、外観品質が低下
する。またアスペクト比が５より小さく粉状であると、
防錆性能に劣るようになる。

この第１塗装工程では一般に被塗物全面が塗装される。

なおその塗装は従来用いられているエアスプレー塗装、
エアレス塗装、静電塗装など種々の塗装手段を採用する
ことができる。

第１塗料が塗布された被塗物は第１乾燥工程で焼付乾燥
され第１塗膜が形成される。この第１乾燥工程は、９０
〜１２０℃で５〜２０分間焼付乾燥づるのが望ましい、
、温度が９０℃より低くなったり、焼付時間が短くなる
と後述のマスキングが不可能となったり、以後の工程で
ワキ、タレ等が発生する場合がある。又温度が高すぎた
り時間が長すぎたりすると、第１塗膜と第２塗膜の間の
居間付着性が悪くなり、剥離等の不具合が生じる場合が
ある。なお、第１塗膜は乾燥復の膜厚が２０〜３０μと
なるように塗布するのが好ましい。２０μより薄いと防
錆性能が不十分となり、３０μより厚くなるとワキ、タ
レなどの障害が発生する場合がある。

第１乾燥工程襖、必要であればマスキングを施し、第２
塗装工程が行われる。この第２塗装工程では、第２アク
リル樹脂を主ビヒクルとし着色材を含有する第２塗料が
上記第１塗膜の少なくとも一部表面に塗布される。ここ
で第２アクリル樹脂以外のビヒクルとしては、第１塗料
と同様のものを用いることができる。

この第２塗料には着色材が含有されている。着色材とは
有機春色顔料、無機着色顔料、染料などは言うに及ばず
、アルミニウム粉末なども含む概念である。そしてこれ
らのＭ色材は単独で用いてもよいし、複数種類混合して
用いることもできる。

なお、この着色材の配合量は、その種類に応じ塗膜性能
に支障を来たさない範囲内で従来と同様に配合できる。

一般には第２アクリル樹脂固形分１００重量部に対して
１〜６０重量部配合される。

この第２塗装工程も第１塗装工程と同様の塗装手段を採
用することができる。また塗布される第２塗料の膜厚は
一般に従来と同様に乾燥膜厚で１０〜５０μ程度とされ
るが、特にｖ１限されない。

第２塗装工程終了後、第１乾燥工程後にマスキングを施
した場合にはマスキングを除去し、第３塗装工程が行わ
れる。この第３塗装工程で用いられる塗料は第３アクリ
ル樹脂を主ビヒクルとするクリア塗料である。そして第
３アクリル樹脂以外のビヒクルとしては、第１塗料と同
様のものを用いることができる。この第３塗装工程では
、クリア塗料が第１塗膜表面および少なくとも一部表面
に塗布された第２塗料表面に塗布される。なお第２塗料
が塗装された部分ではウェット−オン−ウェット塗装と
なる。また、膜厚としては乾燥膜厚で一般に２０〜５０
μ程度の膜厚となるように塗装される。２０μより薄い
と防錆性能などに不具合が生じ、５０μより多いとワキ
、タレなどの障害が発生する場合がある。この塗装手段
も上記と同様各種塗装手段を採用することができる。

次に第２乾燥工程が行われる。この第２乾燥工程では第
２塗料およびクリア塗料が乾燥硬化し、それぞれ第２塗
料からなる第２塗膜およびクリア塗料からなる第３塗膜
が形成される。この第２乾燥工程は従来と同様の焼付乾
燥条件が適用でき、例えば°１２０〜１５ｏ℃で２０〜
４０分間、望ましくは１３０〜１４０℃で２０〜３０分
間焼付乾燥される。

ここで第１乾燥工程時にマスキングが施された部位には
第２塗膜は形成されず、第１塗膜および第３塗膜の２層
構造である。又マスキングが施されなかった部分は第１
塗膜、第２塗膜および第３塗膜の３層構造である。

なお、第１塗料、第２塗料、およびクリア塗料には、従
来一般に使用されている塗料用各種添加剤を配合するこ
とは何ら差支えない。

本発明の最大の特徴は、第１塗料、第２塗料およびクリ
ア塗料に含有される第１アクリル樹脂、第２アクリル樹
脂および第３アクリル樹脂の特性値の構成にある。

第１アクリル樹脂には重量平均分子量（以下ＭＷという
）が１５０００〜３００００およびガラス転移温度（以
下Ｔａという）が０〜５０℃のものが用いられる。ＭＷ
が１５０００より小さいと（りられる塗膜の硬度、耐候
性などが低下し、３００００より大きくなると層間付着
性に劣るようになるー。またＴｇが０℃より低くなると
硬度が低下して傷付きやすくなり、５０℃より高くなる
と居間付着性に劣るようになる。

第２アクリル樹脂にはｌｙｌｗが３００００〜６０００
０およびＴｇが一２０〜２０℃でかつ第１アクリル樹脂
との溶解性パラメータの（ＩＩＩ（以下Ｓｐ値という）
の差の絶対値が１．２以下のものが用いられる。Ｍｗが
３００００より小さいとクリア塗料塗装時に第２塗料と
クリア塗料とが混ざりやすくなり、第２塗料に含まれる
アルミニウム粉末の配向が乱れてメタリック感が損われ
、光沢も劣る場合がある。６００００より大きくなると
層間付着性に劣るようになり、また粘度の増大に伴い塗
装時の固形分が減少してしまう。またＴｇが一２０℃よ
り低くなるとアルミニウム粉末が塗装後にも流動しやす
くメタリック感が損われ、２ＣＩより高くなると層間付
着性に劣るようになる。さらに第１アクリル樹脂とのＳ
　ｐｔｉｌｌの差が１．２より大きくなっても層間付着
性に劣るようになる。

第３アクリル樹脂にはＭＷが１５０００〜３００００お
よびＴＱが０〜５０℃でかつ第２アクリル樹脂とのＳｐ
値の差の絶対値が０．１〜１．２の範囲にあるものが用
いられる。Ｍｗが１５０００より小さいと得られる塗膜
の硬度、耐候性などが低下し、３００００より大きくな
ると居間付着性に劣るようになり、第２塗料と混ざりや
すくなる。またＴｏが０℃より低くなると硬度が低下し
て傷付きやすくなり、５０℃より高くなると層間付着性
に劣るようになる。さらに第２アクリル樹脂とのＳｐ値
の差が０．１より小さいと第２塗料と混ざりやすくなり
、１．２より大きくなっても層間付着性に劣るようにな
る。

各アクリル樹脂を上記のように構成することにより、メ
タリック感および光沢に優れ、かつ層間付着性に優れた
２層または３層構造の塗膜が得られる。

なお、第１アクリル樹脂と第３アクリル樹脂とはほとん
ど同様の構成である。従って両者に同一の樹脂を用いる
のが好ましい。これにより原材料数を低減することがで
き、かつ第１塗膜と第３塗膜との層間付着性が最良とな
る。

［光朗の作用および効果〕 本発明の塗装方法では、全体的に２コート２べ−り、お
よび少なくとも部分的には３コート２べ一りの塗装が行
われる。そして被塗物表面に直接形成された第１塗膜中
には鱗片状の充填材が含有されている。この鱗片状充填
材は層状に配向し、イオン、水分などの透過を減少させ
、防錆力（耐食性、耐水性）の向上に寄与する。

従って本発明の１［方法によれば、鱗片状充填材により
防錆性能が従来よりも向上し、かつ最も薄い膜厚の部分
でも２コート２ベークで塗装されることにより、従来に
比べて厚膜化を図ることができる。従って防錆性能が一
層向上する。

また鱗片状充填材にガラスフレークを用いれば、透明性
が損われないので第１塗膜はクリアとなり、２コート２
ベークの２層構造部分は全体がクリア塗膜となるので、
従来と同様にアルミニウム素材の金属光沢を生かすこと
ができる。

さらに本発明の塗装方法では、第１アクリル樹脂と第３
アクリル樹脂とはＭＷ、ＴＯとも類似の構成である。従
つ゛て硬化した第１塗膜表面に第３塗膜を形成しても、
第１塗膜と第３塗映との層間付着性に優れている。また
第２アクリル樹脂のＭＷは第３アクリル樹脂よりかなり
＾い値であり、クリア塗Ｎ塗装時に混ざりあってアルミ
ニウム粉末の配向が乱れるのが防止されている。さらに
第２アクリル樹脂のＳｐ値と第１アクリル樹脂および第
３アクリル樹脂のＳｐ値との差は１．２以下であり、／
ｙ１ｗが高くとも層間付着性が良好である。

すなわち本発明の塗装方法によれば、アルミニウム粉末
の配向が乱れたり光沢が低下したりするような不具合が
生じないので、美観に優れた塗膜を形成する事ができる
とともに、各層間の付着性に優れた塗膜を形成すること
ができる。

［実施例］ 以下実施例により具体的に説明する。なお以下にいう部
は全て重量部を意味する。

くアクリル樹脂の合成〉 撹拌機、温度計、還流冷ｍ機の備わった反応容器にｎ−
ブタノール５０部、キシレン５０部を什込み、１１０℃
に加熱後撹拌しながら第１表に示す組成の七ツマー混合
物および開始剤を２時間かけて添加した。その［１１０
℃で１時間保持し、第１表に示す開始剤■を４時間かけ
て添加し１時間保持した後すみやかに室温まで冷却して
各アクリル樹脂を合成した。得られた各アクリル樹脂は
それぞれ５０％の固形分を有し、そのＭＷＳＴＧおよび
Ｓｐ値は第１表に示す値であった。なお、Ｓｐ＆ｔＪは
ＳＭＡＬＬの方法により分子構造式から計算して得られ
た値である。

（実施例１） （１）第１塗装工程 上記により合成されたアクリル樹脂ｅ−２（第１アクリ
ル樹脂）を固形分で１００部、メラミン樹脂（ニーパン
２０３Ｅ−６０、三井東圧化学（株）製）固形分で２０
部、およびガラスフレーク（マイクロガラスフレークＣ
ＣＦ−３２５、日本板硝子（株）ｔＪ）２０部を混合し
、トルエン１０部を加えてよく撹拌して第１塗料を得た
。この第１塗料を、酢酸エチル７０部、ツルペッツ１５
０（シェル石油（株）製）３０からなる混合溶剤で粘度
１５秒（フォードカップＮｏ、４．２０℃）に調製し、
アルミニウム製試験板全面にエアスプレーにて乾燥膜厚
が２０μとなるように塗布した。

（２）第１乾燥工程 上記した第１塗料が塗布された試験板を５分間常温で放
置した後１１０℃で１０分間焼付乾燥した。

（３）マスキング工程 上記第１塗膜の約半分の部分をマスキングテープにより
マスキングした。

（４）第２塗装工程 アクリル樹脂ａ−２（第２アクリル樹脂）を固形分で１
００部、メラミン樹脂（ニーパン２０ＳＥ−６０、三井
東圧化学（株）￥Ｊ）を固形分で２０部、アルミニウム
粉末のペースト（アルペースト７７９ＯＮ、東洋アルミ
ニウム（株）装）を１５部、沈降防止剤（ディメバロン
６９００−２０×１楠本化成（株）製）１５部、および
トルエン１０部を加え、よ（撹拌してメタリック塗料（
第２塗料）を調製した。得られたメタリック塗料を第１
塗料を稀釈する時に使用した混合溶剤にて粘度１５秒（
フォードカップＮ０８４．２０℃）に調製し、第１塗膜
が形成されマスキングされた試験板表面に乾燥膜厚２０
μとなるようにエアスプレーにて塗装した。

（５）第３塗装工程 次にフラッシュタイムとして３分間常温で放置し、マス
キングテープを除去した後、アクリル樹脂ｅ−２（第３
アクリル樹脂）が固形分で１００部、メラミン樹脂（ニ
ーパン２０８Ｅ−６０、三井東圧化学（株）＠）が固形
分で２０部、紫外線吸収剤（チヌビン３２８、チバガイ
ギ−（株）＋！ｌ）１部およびツルペッツ１５０が１０
部からなるクリア塗料を、ツルペッツ１００が５０部、
ツルペッツ１５０が５０部からなる混合溶剤にて粘度２
７秒（フォードカップＮ００４．２０℃）に調製し、エ
アスプレーにて乾燥膜厚３０μとなるように塗装した。

（６）第２乾燥工程 上記により塗装された試験板を常温で５分間放置した後
１４０℃で２０分間乾燥させ、本実施例の塗装方法を終
了した。

（７）試験 １９られた試験片について、３コ一ト部分の目視により
メタリック感（アルミニウム粉末の配向性）を評価した
。またＧＫ−６０デジタル光沢測定器（スガ試験機（株
）製）により６０度の鏡面光沢度を測定した。そして第
１塗膜の焼付は条件を１２０℃で２０分とすること以外
は同条件で作成した試験片を用い、Ｊ　Ｉｓ−に−５４
００１６，１５に従ってゴバン目試験を行って居間付着
性を調べた。これらの結果をまとめて第２表に示す。な
お、第２塗料に用いた第２アクリル樹脂のＳｐ値とクリ
ア塗料に用いた第３アクリル樹脂のＳｐ値との差ΔＳｐ
も併せて示す。また用いた各アクリル樹脂のＭＷ、Ｔｇ
、Ｓｐ値をまとめて第３表に示す。

（実施例２〜実施例４） 第２表および第３表に示す各アクリル樹脂を用い、実施
例１と同様に各塗料を調製し、同様に塗装、試験を行い
結果を第２表および第３表に示す。

（比較Ｐ／４１〜比較例６） 第２表および第３表に示す各アクリル樹脂を用い、実施
例１と同様に各塗料を調製し、同様に塗装、試験を行い
結果を第２表および第３表に示す。

なお、比較例１および比較例２は第３アクリル樹脂のＭ
Ｗが本発明から外れるものであり、比較例３及び比較例
４は第２アクリル樹脂のＭＷが本発明から外れるもので
あり、比較例５および比較例６は第１アクリル樹脂のＭ
Ｗおよび上記ΔＳｐの範囲が本発明から外れるものであ
る。

（評価） 表より明らかに、各実施例の試験片は各比較例に比ベメ
タリック感、光沢および各層の居間付着性に優れている
。これは各層の塗料に用いられた各アクリル樹脂の特性
値を所定の構成とした効果であることが明らかである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量平均分子量が１５０００〜３００００および
   ガラス転移温度が０〜５０℃の第１アクリル樹脂を主ビ
   ヒクルとし該第１アクリル樹脂１００重量部に対して鱗
   片状充填材が１〜１００重量部含有された第１塗料を被
   塗物表面に塗布する第１塗装工程と、 該第１塗料が塗布された該被塗物を焼付乾燥して第１塗
   膜を形成する第１乾燥工程と、 重量平均分子量が３００００〜６００００およびガラス
   転移温度が−２０〜２０℃でかつ該第１アクリル樹脂と
   の溶解性パラメータの値の差の絶対値が１．２以下の第
   ２アクリル樹脂を主ビヒクルとし着色材を含有する第２
   塗料を該第１塗膜の少なくとも一部表面に塗布する第２
   塗装工程と、重量平均分子量が１５０００〜３００００
   およびガラス転移温度が０〜５０℃でかつ第２アクリル
   樹脂との溶解性パラメータの値の差の絶対値が０．１〜
   １．２の範囲にある第３アクリル樹脂を主ビヒクルとす
   るクリア塗料を少なくとも一部表面に塗布された該第２
   塗料表面および該第１塗膜表面に塗布する第３塗装工程
   と、 該第２塗料および該クリア塗料が塗布された該被塗物を
   焼付乾燥して該第１塗膜表面に該第２塗料からなる第２
   塗膜および該クリア塗料からなる第３塗膜を形成する第
   ２乾燥工程と、を順に実施することを特徴とする塗装方
   法。
2. （２）鱗片状充填材はアクリル樹脂１００重量部に対し
   １０〜３０重量部含有されている特許請求の範囲第１項
   記載の塗装方法。
3. （３）第１乾燥工程は９０〜１２０℃で５〜２０分間焼
   付けて行う特許請求の範囲第１項記載の塗装方法。
4. （４）第２乾燥工程は１２０〜１５０℃で２０〜４０分
   間焼付けて行う特許請求の範囲第１項記載の塗装方法。
5. （５）被塗物はアルミニウム素材である特許請求の範囲
   第１項記載の塗装方法。
6. （６）鱗片状充填材はガラスフレークである特許請求の
   範囲第１項記載の塗装方法。
7. （７）鱗片状充填材は、厚さが１〜１０μｍ、長さが５
   〜５０μｍ、アスペクト比が５〜１０の形状である特許
   請求の範囲第１項記載の塗装方法。