JP2001327911A

JP2001327911A - 複層塗膜形成方法。

Info

Publication number: JP2001327911A
Application number: JP2001064945A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Sugiura; 一俊杉浦; Akira Kasari; 章加佐利; Hiromi Harakawa; 浩美原川
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2001-11-27
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP4434507B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水性第１塗料、水性第２塗料及びクリヤ塗料
を順次塗装して複層塗膜を形成するための改良された方
法を提供すること。【解決手段】被塗物に水性第１塗料を塗装し、形成さ
れる塗膜のゲル分率を５重量％以上に調整してから、水
性第２塗料を塗装し、形成される塗膜中の水分を揮散さ
せた後、クリヤ塗料を塗装し、次いで得られる３層塗膜
を加熱して同時に硬化せしめることからなる、特に自動
車外板部の上塗り用として適した複層塗膜の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被塗物に水性第１
塗料、水性第２塗料及びクリヤ塗料を順次塗装して、特
に自動車外板部の上塗り用として有用な複層塗膜を形成
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】水性第１塗料、水性第２塗料
及びクリヤ塗料を用いて複層塗膜を形成する方法とし
て、これらの塗料を順次塗り重ねた後、加熱して同時に
硬化せしめる３コート１ベーク方式（３Ｃ１Ｂ）が広く
知られている。この３Ｃ１Ｂは塗膜の加熱が１工程であ
るので省エネ的には好ましいが、被塗面の表面粗さを隠
蔽すること（下地隠蔽性）が不十分であるという欠点が
ある。

【０００３】本発明の主たる目的は、上記の３Ｃ１Ｂに
おける欠点を解消し、３Ｃ１Ｂで、下地隠蔽性にすぐれ
た複層塗膜を形成する方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、今回、水性第１塗料の塗膜のゲル分率を５重
量％以上に調整してから、水性第２塗料を塗装し水分を
揮散させた後、クリヤ塗料を塗装し、次いでかくして得
られる３層塗膜を加熱して同時に硬化せしめることによ
り、上記の目的を達成することができることを見出し、
本発明を完成した。

【０００５】かくして、本発明は、被塗物に水性第１塗
料を塗装し、形成される塗膜のゲル分率を５重量％以上
に調整してから、水性第２塗料を塗装し、形成される塗
膜中の水分を揮散させた後、クリヤ塗料を塗装し、次い
で得られる３層塗膜を加熱して同時に硬化せしめること
を特徴とする複層塗膜形成方法（以下、「本方法」とい
う）を提供するものである。

【０００６】以下、本方法についてさらに詳細に説明す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本方法は、水性第１塗料、水性第
２塗料及びクリヤ塗料を用いて３Ｃ１Ｂにより複層塗膜
を形成するもので、特に、（１）水性第１塗料の塗膜の
ゲル分率を５重量％以上に調整してから水性第２塗料を
塗装する点、及び（２）水性第２塗料の塗膜中の水分を
少なくとも部分的に揮散させてからクリヤ塗料を塗装す
る点に新規な特徴を有するものである。

【０００８】水性第１塗料の塗膜のゲル分率をかかる範
囲に調整することにより、その被塗面に微少凹凸が存在
してもそれを隠蔽し、平滑な塗面に仕上げることができ
る。ゲル分率は、塗膜をその硬化温度より低い温度、通
常１００℃以下の温度で乾燥する際の乾燥条件（温度、
時間など）をコントロールすることによって容易に調整
することができる。ここで、塗膜のゲル分率の測定は、
乾燥した塗膜を単離し、その単離塗膜をアセトン中で３
時間抽出した後の塗膜残存率（重量％）を算出すること
により行われる。本発明において、水性第２塗料の塗装
時において、水性第１塗料の塗膜のゲル分率は５重量％
以上、好ましくは４０重量％以上、特に好ましくは５０
重量％以上、さらに一層好ましくは５５〜９８重量％の
範囲内にあることが必要である。水性第２塗料の塗装時
の水性第１塗料の塗膜のゲル分率が５重量％より小さい
と、形成される塗膜の下地隠蔽性が劣るので好ましくな
い。

【０００９】また、本発明に従い水性第２塗料の塗膜中
の水分を揮散させてからクリヤ塗料を塗装することのよ
り、塗膜のワキ、ハダアレ、モドリの発生を防止するこ
とができ、さらに、クリヤ塗料の塗膜の鮮映性を向上さ
せることができるなどの効果が得られる。水分の揮散
は、塗膜をその硬化温度以下の温度、通常１００℃以下
の温度で乾燥することにより行なわれ、水分揮散後の水
性第２塗料の塗膜中の水分含有率は１５重量％以下、特
に１０重量％以下、さらに特に５重量％以下であること
が好ましい。なお、塗膜中の水分含有率は、ブリキ板に
第２水性塗料を所定の条件で塗装し、乾燥させてから、
その塗膜を約１ｇ採取し、無水のテトラヒドロフラン１
００ｇに混合したものを試料とし、この試料中に含まれ
る水分量を、カール・フィシャー電流滴定方式である平
沼産業株式会社製「平沼微量水分測定装置ＡＱ−６形」
を使用して測定し、塗膜約１ｇ中の水分含有率（重量
％）に換算することにより得られる値である。

【００１０】本方法で使用する水性第１塗料は、水を主
たる溶媒又は分散媒とする塗料であり、それ自体既知の
水性塗料を使用することができる。具体的には、基体樹
脂、架橋剤、着色顔料及び水を含有する塗料を使用する
ことができる。基体樹脂としては、例えば、水酸基など
の架橋性官能基及び必要に応じてカルボキシル基などの
親水性基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂など
が挙げられ、架橋剤としては例えば親水性又は疎水性の
メラミン樹脂などが挙げられる。また、着色顔料として
は、通常の塗料用のソリッドカラー顔料、メタリック顔
料、光干渉性顔料などが使用できる。

【００１１】特に、水酸基含有樹脂（ａ）、メラミン樹
脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）及びヒドラジド基又
はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有する水
性塗料（ｉ）；又は水酸基及びケトン基を含有する樹脂
（ｅ）、メラミン樹脂（ｂ）及びヒドラジド基又はセミ
カルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有する水性塗料
（ｉｉ）は、その塗膜を１００℃以下の温度で乾燥する
ことにより、ゲル分率を上記の範囲内に容易に調整する
ことができるので、水性第１塗料として好適である。

【００１２】水酸基含有樹脂（ａ）としては、１分子中
に少なくとも２個の水酸基及びさらに必要に応じてカル
ボキシル基を含有するそれ自体既知のアクリル樹脂、ビ
ニル樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂を使用すること
ができる。これらの樹脂は、一般に５〜２００、特に２
０〜１５０の範囲内の水酸基価、一般に５〜１００、特
に１０〜７０の範囲内の酸価、及び通常約３０００〜約
１０００００、特に約５０００〜約５００００の範囲内
の数平均分子量を有していることが好ましい。また、こ
れらの樹脂中に含まれることがあるカルボキシル基を塩
基性化合物などで中和することにより、該樹脂を水溶性
ないし水分散性にすることができる。これらの樹脂は、
通常のエマルジョン重合又は溶液重合などにより製造す
ることができる。

【００１３】メラミン樹脂（ｂ）は、上記の水酸基含有
樹脂（ａ）の架橋剤として使用されるものであり、具体
的には、メラミンにホルムアルデヒドを反応させること
により得られるメチロール化メラミン樹脂、さらにそれ
に炭素数１〜１０、特に１〜４のモノアルコールを反応
させることにより得られる部分又はフルエーテル化メラ
ミン樹脂などがあげられる。これらのメラミン樹脂には
イミノ基が併存していてもよい。これらのメラミン樹脂
（ｂ）は疎水性であってもまた親水性であってもよい
が、特に、数平均分子量が一般に３０００以下、特に１
００〜１５００の範囲内にある親水性メラミン樹脂が好
適である。

【００１４】ケトン基含有樹脂（ｃ）は、１分子中に少
なくとも１個のケトン基（＝Ｃ＝Ｏ）を有する化合物で
あり、例えば、ケトン基含有重合性単量体のみ又はそれ
と他の重合性単量体とを（共）重合することにより得る
ことができる。

【００１５】ケトン基含有重合性単量体は、１分子中に
ケトン基及び重合性二重結合をそれぞれ少なくとも１個
有する化合物であり、例えば、ダイアセトンアクリルア
ミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アクロレイン、
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチ
ルケトン、ジアセトンアクリレート、アセトニトリルア
クリレート、ホルミルスチロールなどがあげられる。

【００１６】ケトン基含有重合性単量体と共重合可能な
他の重合性単量体は、１分子中に少なくとも１個の重合
性二重結合を有する化合物であって、例えば、（メタ）
アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メ
タ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、
（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸シク
ロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、
（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステ
アリルなどのアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数１〜
２０のアルキルエステル；（メタ）アクリル酸メトキシ
ブチル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）
アクリル酸エトキシブチルなどのアクリル酸又はメタク
リル酸の炭素数２〜２０のアルコキシアルキルエステ
ル；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸エステ
ル、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリル酸エステル、
ヒドロキシブチル（メタ）アクリル酸エステルなどの
アクリル酸又はメタクリル酸の炭素数２〜８のヒドロキ
シアルキルエステル；アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカル
ボキシル基含有不飽和化合物；（メタ）アクリル酸グリ
シジルなどのグリシジル基含有不飽和化合物；アクリロ
ニトリル、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリ
ルアミドなどのその他の単量体などをあげることができ
る。

【００１７】これらの重合性単量体の（共）重合反応は
それ自体既知の方法で行なうことができ、また、（共）
重合する場合のケトン基含有重合性単量体と他の重合性
単量体との使用比率は、両単量体の合計重量を基準にし
て、一般に、ケトン基含有重合性単量体は０．１〜１０
０％、特に１〜３０％、そして他の重合性単量体は９
９．９〜０％、特に９９〜７０％の範囲内にあるのが適
している。かくして得られるケトン基含有樹脂（ｃ）
は、一般に約２０００〜約５００００、特に約３０００
〜約２００００の範囲内の数平均分子量を有しているこ
とが好ましい。また、ケトン基含有樹脂（ｃ）は、一般
に０.０１〜３ｍｍｏｌ／ｇ／固形分、特に０.０５〜２
ｍｍｏｌ／ｇ／固形分の範囲内のカルボニル価を有して
いることが好ましい。

【００１８】ヒドラジド基又はセミカルバジド基を有す
る化合物（ｄ）は、−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ₂で示されるヒ
ドラジド基又は−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ₂で示される
セミカルバジド基を１分子中に少なくとも２個、好まし
くは２〜１０個有する化合物であって、例えば、Ｈ₂Ｎ
−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨ₂）n−ＣＯ−ＮＨ−ＮＨ₂（式
中、ｎは０〜８、特に１〜６である）で示される化合
物、蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、グルタ
ル酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン
酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどの２〜１
８個の炭素原子を有する飽和脂肪族カルボン酸ジヒドラ
ジド；マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジ
ド、イタコン酸ジヒドラジドなどのモノオレフィン性不
飽和ジカルボン酸ジヒドラジド；フタル酸、テレフタル
酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸のジヒドラ
ジド；ピロメリット酸のジヒドラジド、トリヒドラジド
又はテトラヒドラジド；ニトリロトリヒドラジド、クエ
ン酸トリヒドラジド、１，２，４−ベンゼントリヒド
ラジド、エチレンジアミンテトラ酢酸テトラヒドラジ
ド、１，４，５，８−ナフトエ酸テトラヒドラジド、カ
ルボン酸低級アルキルエステル基を有する低重合体をヒ
ドラジン又はヒドラジン水化物（ヒドラジンヒドラー
ド）と反応させてなるポリヒドラジド（特公昭５２−２
２８７８号公報参照）；炭酸ジヒドラジド、ビスセミカ
ルバジド；ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロ
ンジイソシアネートなどのジイソシアネート又はそれか
ら誘導されるポリイソシアネート化合物にＮ，Ｎ−ジメ
チルヒドラジンなどのＮ，Ｎ−置換ヒドラジンや上記例
示のヒドラジドを過剰に反応させることにより得られる
多官能セミカルバジド、該ポリイソシアネート化合物と
ポリエーテルポリオール類やポリエチレングリコールモ
ノアルキルエーテル類などの親水性基を含む活性水素化
合物との反応物中のイソシアネート基に上記例示のジヒ
ドラジドを過剰に反応させて得られる水系多官能セミカ
ルバジド、或いは該多官能セミカルバジドと水系多官能
セミカルバジドとの混合物（特開平８−１５１３５８号
公報、特開平８−２８３３７７号公報、特開平８−２４
５８７８号公報参照）などがあげられる。これらの中、
特に、多官能セミカルバシド及び水系多官能セミカルバ
シドが好適である。

【００１９】水性塗料（ｉ）における水酸基含有樹脂
（ａ）、メラミン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂（ｃ）
及びヒドラジド基又はセミカルバジド基を有する化合物
（ｄ）の配合比率は厳密に制限されるものではなく、塗
装製品の使用目的等に応じて広い範囲で変えることがで
きる。例えば、樹脂（ａ）と樹脂（ｂ）は、これら両樹
脂の合計固形分重量を基準にして、樹脂（ａ）は一般に
５０〜９０重量％、特に６０〜８０重量％、；樹脂
（ｂ）は一般に５０〜１０重量％、特に４０〜２０重量
％の範囲内にあることが適している。また、ケトン基含
有樹脂（ｃ）とヒドラジド基又はセミカルバジド基を有
する化合物（ｄ）との比率は、樹脂（ｃ）中のケトン基
１当量あたり、化合物（ｄ）中のヒドラジド基又はセミ
カルバジド基が通常０．１〜２当量、特に０．２〜１．
２当量の範囲内となるような比率が適している。そし
て、樹脂（ａ）と樹脂（ｂ）との合計固形分１００重量
部あたり、ケトン基含有樹脂（ｃ）と化合物（ｄ）との
合計固形分が一般に５０〜３００重量部、特に１００〜
２００重量部の範囲内となるような割合で（ａ）〜
（ｄ）成分を配合することが好ましい。

【００２０】本発明では、水性第１塗料として、上記の
水性塗料（ｉ）に代えて、水酸基及びケトン基を含有す
る樹脂（ｅ）、メラミン樹脂（ｂ）及びヒドラジド基又
はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）を含有する水
性塗料（ｉｉ）を同様に使用することができる。

【００２１】このうち、メラミン樹脂（ｂ）及びヒドラ
ジド基又はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）とし
ては、水性塗料（ｉ）について上記したものを好適に使
用することができる。

【００２２】水酸基及びケトン基を含有する樹脂（ｅ）
は、１分子中に水酸基及びケトン基をそれぞれ少なくと
も１個有するものであり、このものは、例えば、水酸基
含有重合性単量体及びケトン基含有重合性単量体、さら
に必要に応じてその他の重合性単量体を共重合せしめる
ことによって得ることができる。

【００２３】水酸基含有重合性単量体は、１分子中に水
酸基及び重合性二重結合をそれぞれ少なくとも１個有す
る化合物であり、例えば、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリル酸エステル、ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリル酸エステル、ヒドロキシブチル（メタ）アクリ
ル酸エステルなどのアクリル酸又はメタクリル酸の炭
素数２〜８のヒドロキシアルキルエステルを使用するこ
とができる。

【００２４】また、ケトン基含有重合性単量体は、１分
子中にケトン基及び重合性二重結合をそれぞれ少なくと
も１個有する化合物であり、例えば、ダイアセトンアク
リルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アクロレ
イン、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニ
ルブチルケトン、ジアセトンアクリレート、アセトニト
リルアクリレート、ホルミルスチロールなどがあげられ
る。

【００２５】その他の重合性単量体は、上記水酸基含有
重合性単量体及びケトン基含有重合性単量体と共重合可
能な重合性二重結合を１分子中に少なくとも１個有する
化合物であり、前記のケトン基含有樹脂（ｃ）において
例示した「他の重合性単量体」を同様に例示することが
できる。

【００２６】水酸基及びケトン基を含有する樹脂（ｅ）
を製造するにあたっての、上記水酸基含有重合性単量
体、ケトン基含有重合性単量体及び他の重合性単量体の
使用比率は厳密に制限されるものではなく、形成される
塗膜に望まれる物性等に応じて広い範囲で変えることが
でき、例えば、これらの単量体の合計重量を基準にし
て、水酸基含有重合性単量体は一般に１〜５０重量％、
特に５〜３０重量％；ケトン基含有重合性単量体は一般
に１〜３０重量％、特に５〜２０重量％；他の重合性単
量体は一般に９８〜２０重量％、特に９０〜５０重量
％の範囲内が好適である。これらの単量体の共重合はそ
れ自体既知の方法によって行なうことができる。また、
かくして得られる水酸基及びケトン基を含有する樹脂
（ｅ）は、一般に約３０００〜約１０００００、特に約
５０００〜約５００００の範囲内の数平均分子量を有し
ていることが好ましい。また、該樹脂（ｅ）は、一般に
５〜２００、特に２０〜１５０の範囲内の水酸基価及び
一般に０.０１〜３ｍｍｏｌ／ｇ／固形分、特に０.０５
〜２ｍｍｏｌ／ｇ／固形分の範囲内のカルボニル価を有
していることが好ましい。

【００２７】水性塗料（ｉｉ）における水酸基及びケト
ン基を含有する樹脂（ｅ）、メラミン樹脂（ｂ）及びヒ
ドラジド基又はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）
の配合比率は厳密に制限されるものではなく、塗装製品
の使用目的等に応じて広い範囲で変えることができ、例
えば、水酸基及びケトン基を含有する樹脂（ｅ）とメラ
ミン樹脂（ｂ）との合計固形分重量を基準にして、樹脂
（ｅ）は一般に５０〜９０重量％、特に６０〜８５重量
％；樹脂（ｂ）は一般に５０〜１０重量％、特に４０〜
１５重量％の範囲内にあることが好ましい。また、化合
物（ｄ）は、樹脂（ｅ）中のケトン基１当量あたり、ヒ
ドラジド基又はセミカルバジド基が０．１〜２当量、特
に０．２〜１．２当量の範囲内となるような割合で含ま
れることが好ましい。

【００２８】水性塗料（ｉ）及び水性塗料（ｉｉ）に
は、上記した成分に加えて、さらに通常の塗料用のソリ
ッドカラー顔料、メタリック顔料、光干渉性顔料などの
着色顔料、ならびに必要に応じて沈降防止剤、有機溶剤
などを配合することができる。

【００２９】以上に述べた各成分を水性媒体中で混合、
溶解、分散せしめることによって、本発明の方法で使用
する水性第１塗料が得られる。この水性第１塗料から形
成される塗膜は、ソリッドカラー調、メタリック調、光
干渉調を示し、且つ隠蔽性にすぐれ、この塗膜を透して
被塗面の色調が目視できない程度に着色されていること
が好ましい。

【００３０】水性第１塗料は、金属製又はプラスチック
製の被塗物に直接塗装することも可能であるが、一般的
には、これらの被塗物に先ず電着塗料などの下塗り塗
料、さらに必要に応じて中塗り塗料を塗装し、これらの
塗膜を硬化させてから、水性第１塗料を塗装することが
適している。

【００３１】水性第１塗料は、一般に、粘度を３０〜７
０秒／フォードカップ＃４／２０℃、好ましくは４０〜
６０秒／フォードカップ＃４／２０℃の範囲内に調整
し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などに
より塗装することが好ましく、その膜厚は硬化塗膜で５
〜５０μｍ、特に１０〜４５μｍの範囲内が適してい
る。

【００３２】本発明では、このようにして塗装された水
性第１塗料からなる塗膜のゲル分率を少なくとも５重量
％、好ましくは少なくとも４０重量％、さらに好ましく
は少なくとも５０重量％に調整することが必要である。
かかるゲル分率をもつ塗膜は、例えば、１００℃以下の
温度で１〜２０分間放置することにより容易に得ること
ができる。

【００３３】本発明の方法では、水性第１塗料を塗装
し、その塗膜のゲル分率を上記の範囲に調整してから、
その塗面に水性第２塗料が塗装される。

【００３４】水性第２塗料は、水性第１塗料と同様に、
水を主たる溶媒又は分散媒とする塗料であり、それ自体
既知の水性塗料を使用することができる。具体的には、
基体樹脂、架橋剤及び水を含有する熱硬化性塗料を使用
することができる。基体樹脂としては、例えば、水酸基
などの架橋性官能基及び必要に応じてカルボキシル基な
どの親水性基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂
などが挙げられ、架橋剤としては例えば親水性又は疎水
性のメラミン樹脂などが挙げられる。また、水性第２塗
料は、通常の塗料用のソリッドカラー顔料、メタリック
顔料、光干渉性顔料などの着色顔料や、さらに沈降防止
剤、有機溶剤などを含有することもできる。水性第２塗
料は、着色不透明、着色透明及び無色透明のいずれの塗
膜を形成するものであってもよい。水性第２塗料から形
成される着色塗膜はソリッドカラー調、メタリック調、
光干渉調などを示すことができる。

【００３５】水性第２塗料は、一般に、粘度を３０〜７
０秒／フォードカップ＃４／２０℃、好ましくは４０〜
６０秒／フォードカップ＃４／２０℃の範囲内に調整
し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などに
より塗装することが好ましく、その膜厚は硬化塗膜で５
〜２５μｍ、特に１０〜２０μｍの範囲内が適してい
る。

【００３６】本発明によれば、このようにして塗装され
た水性第２塗料の塗膜中の水分が揮散せしめられる。具
体的には、例えば、水性第２塗料を塗装した後、１００
℃以下の温度で１〜２０分間放置することによりその塗
膜中の水分を揮散させる。水性第２塗料の塗膜中の水分
の揮散の程度は、その塗膜中の水含有率が、１５重量％
以下、特に１０重量％以下、さらに特に５重量％以下に
なるまで揮散させることが好ましい。

【００３７】本発明の方法では、上記のようにして水性
第１塗料及び水性第２塗料を塗装し、水性第２塗料塗膜
中の水分を揮散させた後、水性第２塗料の塗面にクリヤ
塗料が塗装される。

【００３８】クリヤ塗料は、無色透明又は着色透明の塗
膜を形成する塗料であり、それ自体既知の有機溶剤系塗
料又は水系塗料を使用することができる。具体的には、
例えば、基体樹脂、架橋剤及び溶剤（水及び／又は有機
溶剤）を含有する熱硬化性塗料を使用することができ
る。基体樹脂としては、例えば、水酸基などの架橋性官
能基及び必要に応じてカルボキシル基などの親水性基を
有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げら
れ、架橋剤としては例えば親水性又は疎水性のメラミン
樹脂などが挙げられる。また、通常の塗料用のソリッド
カラー顔料、メタリック顔料、光干渉性顔料などの着色
顔料などを塗膜の透明感を阻害しない程度で含有するこ
とができる。

【００３９】クリヤ塗料は、一般に、粘度を２０〜４０
秒／フォードカップ＃４／２０℃、好ましくは２５〜３
５秒／フォードカップ＃４／２０℃の範囲内に調整し、
エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などにより
塗装することが好ましく、その膜厚は硬化塗膜で２５〜
５０μｍ、特に３０〜４５μｍの範囲内が適している。

【００４０】上記のようにして形成されるそれぞれ水性
第１塗料、水性第２塗料及びクリヤ塗料からなる３層塗
膜は、次いで、例えば約１００〜約１８０℃、好ましく
は約１２０〜約１６０℃の温度で１０〜４０分間程度加
熱して、これらの3層塗膜を焼き付け、同時に硬化させ
ることにより、本発明に従う複層塗膜を形成せしめるこ
とができる。

【００４１】以上に述べた本発明の方法によれば、水性
第１塗料、水性第２塗料及びクリヤ塗料が３Ｃ１Ｂで塗
装されるので、塗膜の加熱工程が簡素化され、省エネに
有効である。また、本発明の方法により形成される塗膜
は、下地隠蔽性が良好であり、被塗面の表面が粗面で微
細な凹凸があっても、平滑性に優れた塗面に仕上げるこ
とができ、さらに、水性第１塗料として、前記の特定組
成の水性塗料（ｉ）及び水性塗料（ｉｉ）を使用すると
ことによって、上記の効果を一層顕著に発揮させること
ができる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の方法を実施例及び比較例によ
りさらに具体的に説明をする。ここで部及び％はいずれ
も重量を基準にしたものであり、塗膜の膜厚は硬化塗膜
についてのものである。

【００４３】１．水性第１塗料の調製（配合量は固形分
量である）（ａ）：重合体（Ａ）（注１）２５部、重合体（Ｂ）
（注２）６０部、「サイメル３２７」（サイテック社
製、商品名、メラミン樹脂）１５部及び「ＳＸ−８０
１」（旭化成社工業社製、商品名、セミカルバジド基含
有化合物溶液、固形分含有率４５％、溶媒として水とプ
ロピレングリコールモノプロピルエーテルとの混合溶剤
を使用）７．８部を混合し、水を加えて粘度４０秒／フ
ォードカップ＃４／２０℃に調整した。セミカルバジド
基濃度：４．６ｍｍｏｌ／ｇ／固形分。

【００４４】（注１）重合体（Ａ）：スチレン１５部、
メチルメタクリレート２０部、エチルアクリレート２５
部、ｎ−ブチルアクリレート２０部、ヒドロキシエチル
アクリレート１５部及びアクリル酸5部の共重合により
得られる重合体（水酸基価：７２、酸価：３９、数平均
分子量：１２０００）をジメチルエタノールアミンで中
和したもの。

【００４５】（注２）重合体（Ｂ）：スチレン１５部、
メチルメタクリレート２０部、エチルアクリレート２５
部、ｎ−ブチルアクリレート２５部、アクリル酸５部及
びジアセトンアクリルアミド１０部の共重合により得ら
れる重合体（水酸基価：０、酸価：３９、カルボニル
価：０．６ｍｍｏｌ／ｇ／固形分、数平均分子量：１２
０００）をジメチルエタノールアミンで中和したもの。（ｂ）：重合体（Ｃ）（注３）８０部、「サイメル３２
７」２０部及び「ＳＸ−８０１」５．２部を混合し、水
を加えて粘度４０秒／フォードカップ＃４／２０℃に調
整した。セミカルバジド基濃度：４．６ｍｍｏｌ／ｇ／
固形分。

【００４６】（注３）重合体（Ｃ）：スチレン１５部、
メチルメタクリレート２０部、エチルアクリレート２５
部、ｎ−ブチルアクリレート１５部、ヒドロキシエチル
アクリレート１５部、アクリル酸５部及びジアセトンア
クリルアミド５部の共重合により得られる重合体（水酸
基価：７２、酸価：３９、カルボニル価：０．３ｍｍｏ
ｌ／ｇ／固形分、数平均分子量：１２０００）をジメチ
ルエタノールアミンで中和したもの。（ｃ）：重合体（Ａ）６３部及び「サイメル３２７」３
７部を混合し、水を加えて粘度４０秒／フォードカップ
＃４／２０℃に調整した。

【００４７】２．実施例及び比較例実施例１カチオン電着塗料を塗装（膜厚２０μｍ）しその塗膜を
加熱硬化してなるダル鋼板に、水性第１塗料（ａ）を膜
厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾燥した（塗膜
のゲル分率：５５％）。次いで、その塗面に、粘度４０
秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した水性メタリ
ック塗料（「ＴＷ７００」、関西ペイント社製、商品
名、アクリル−メラミン樹脂系、水性シルバーメタリッ
ク塗料）を膜厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾
燥した後（塗膜中の水分含有率：５％以下）、さらに粘
度２３秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した有機
溶剤型クリヤ塗料（「ＴＣ−７５」、関西ペイント社
製、商品名、アクリル−メラミン樹脂系、有機溶剤型ク
リヤ塗料）を膜厚３５μｍに塗装してから、１４０℃で
３０分間焼付し、３層塗膜を同時に硬化せしめた。得ら
れた複層塗膜の下地隠蔽性は良好で、ダル鋼板や電着塗
膜に基く凹凸感は全く認められず、平滑性は良好であ
り、メタリック感や鮮映性などもすぐれていた。

【００４８】実施例２カチオン電着塗料を塗装（膜厚２０μｍ）しその塗膜を
加熱硬化してなるダル鋼板に、水性第１塗料（ｂ）を膜
厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾燥した（塗膜
のゲル分率：７０％）。次いで、その塗面に、粘度４０
秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した水性メタリ
ック塗料（「ＴＷ７００」、関西ペイント社製、商品
名、アクリル−メラミン樹脂系、水性シルバーメタリッ
ク塗料）を膜厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾
燥した後（塗膜中の水分含有率：５％以下）、さらに粘
度２３秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した有機
溶剤型クリヤ塗料（「ＴＣ−７５」、関西ペイント社
製、商品名、アクリル−メラミン樹脂系、有機溶剤型ク
リヤ塗料）を膜厚３５μｍに塗装してから、１４０℃で
３０分間焼付し、３層塗膜を同時に硬化せしめた。得ら
れた複層塗膜の下地隠蔽性は良好で、ダル鋼板や電着塗
膜に基く凹凸感は全く認められず、平滑性は良好であ
り、メタリック感や鮮映性などもすぐれていた。

【００４９】比較例１カチオン電着塗料を塗装（膜厚２０μｍ）しその塗膜を
加熱硬化してなるダル鋼板に、水性第１塗料（ｃ）を膜
厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾燥した（塗膜
のゲル分率：０％）。次いで、その塗面に、粘度４０秒
／フォードカップ＃４／２０℃に調整した水性メタリッ
ク塗料（「ＴＷ７００」、関西ペイント社製、商品名、
アクリル−メラミン樹脂系、水性シルバーメタリック塗
料）を膜厚２０μｍに塗装し、８０℃で１０分間乾燥し
た後（塗膜中の水分含有率：５％以下）、さらに粘度２
３秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整した有機溶剤
型クリヤ塗料（「ＴＣ−７５」、関西ペイント社製、商
品名、アクリル−メラミン樹脂系、有機溶剤型クリヤ塗
料）を膜厚３５μｍに塗装してから、１４０℃で３０分
間焼付し、３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複
層塗膜の下地隠蔽性は不十分で、ダル鋼板や電着塗膜に
基く凹凸感が認められ、平滑性が劣り、しかもメタリッ
ク感や鮮映性なども上記実施例に比べ劣っていた。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 201/06 Ｃ０９Ｄ 201/06 (72)発明者原川浩美神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号関西ペイント株式会社内Ｆターム(参考） 4D075 AE03 AE10 AE13 CB07 DC12 EA06 EA43 EB52 EB55 4J038 CC021 CC091 CD041 CE051 CF021 CG001 CG011 CG061 CG141 CG161 CG171 CH031 CH041 CH121 CH151 DA161 DB221 DD001 GA02 GA03 GA06 GA07 GA10 HA15 JB17 JB19 KA03 MA08 MA14 PA19 PB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被塗物に水性第１塗料を塗装し、形成さ
れる塗膜のゲル分率を５重量％以上に調整してから、水
性第２塗料を塗装し、形成される塗膜中の水分を揮散さ
せた後、クリヤ塗料を塗装し、次いで得られる３層塗膜
を加熱して同時に硬化せしめることを特徴とする複層塗
膜形成方法。
【請求項２】水性第１塗料が、水酸基含有樹脂
（ａ）、メラミン樹脂（ｂ）、ケトン基含有樹脂
（ｃ）、ヒドラジド基又はセミカルバジド基を有する化
合物（ｄ）を含有する水性塗料（ｉ）又は水酸基及びケ
トン基を含有する樹脂（ｅ）、メラミン樹脂（ｂ）、ヒ
ドラジド基又はセミカルバジド基を有する化合物（ｄ）
を含有する水性塗料（ｉｉ）である請求項１に記載の複
層塗膜形成方法。
【請求項３】水酸基含有樹脂（ａ）が、５〜２００の
範囲内の水酸基価、５〜１００の範囲内の酸価、及び３
０００〜１０００００の範囲内の数平均分子量を有する
ものである請求項２に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項４】メラミン樹脂（ｂ）が、数平均分子量が
３０００以下の親水性メラミン樹脂である請求項２又は
３に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項５】ケトン基含有樹脂（ｃ）が、０.０１〜
３ｍｍｏｌ／ｇ／固形分の範囲内のカルボニル価及び２
０００〜５００００の範囲内の数平均分子量を有するも
のである請求項２〜４のいずれかに記載の複層塗膜形成
方法。
【請求項６】ヒドラジド基又はセミカルバジド基を有
する化合物（ｄ）が、多官能セミカルバジド及び水系多
官能セミカルバジドよりなる群から選ばれる請求項２〜
５のいずれかに記載の複層塗膜形成方法。
【請求項７】水性塗料（ｉ）において、樹脂（ａ）と
樹脂（ｂ）を、これら両樹脂の合計固形分重量を基準に
して、樹脂（ａ）５０〜９０重量％及び樹脂（ｂ）５０
〜１０重量％の割合で含有する請求項２〜６のいずれか
に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項８】水性塗料（ｉ）において、ケトン基含有
樹脂（ｃ）とヒドラジド基又はセミカルバジド基を有す
る化合物（ｄ）との比率が、樹脂（ｃ）中のケトン基１
当量あたり、化合物（ｄ）中のヒドラジド基又はセミカ
ルバジド基０．１〜２当量の範囲内にある請求項２〜７
のいずれかに記載の複層塗膜形成方法。
【請求項９】水性塗料（ｉ）において、樹脂（ａ）と
樹脂（ｂ）との合計固形分１００重量部あたり、ケトン
基含有樹脂（ｃ）と化合物（ｄ）との合計固形分が５０
〜３００重量部の範囲内にある請求項２〜８のいずれか
に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項１０】水酸基及びケトン基を含有する樹脂
（ｅ）が、５〜２００の範囲内の水酸基価、０.０１〜
３ｍｍｏｌ／ｇ／固形分の範囲内のカルボニル価及び３
０００〜１０００００の範囲内の数平均分子量を有する
ものである請求項２に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項１１】水性塗料（ｉｉ）において、水酸基及
びケトン基を含有する樹脂（ｅ）とメラミン樹脂（ｂ）
を、これら両者の合計固形分重量を基準にして、樹脂
（ｅ）５０〜９０重量％及びは樹脂（ｂ）５０〜１０重
量％の割合で含有する請求項２又は１０に記載の複層塗
膜形成方法。
【請求項１２】水性塗料（ｉｉ）において、化合物
（ｄ）を、樹脂（ｅ）中のケトン基1当量あたり、ヒド
ラジド基又はセミカルバジド基０．１〜２当量の割合で
含有する請求項２、１０又は１１に記載の複層塗膜形成
方法。
【請求項１３】水性第1塗料の塗膜のゲル分率を５０
重量％以上に調整する請求項１〜１２のいずれかに記載
の複層塗膜形成方法。
【請求項１４】水性第1塗料の塗膜の厚さが硬化塗膜
で５〜５０μｍである請求項１〜１３のいずれかに記載
の複層塗膜形成方法。
【請求項１５】水性第２塗料の塗膜中の水分を、その
塗膜中の水含有率が１５重量％以下になるまで揮散させ
る請求項１〜１４のいずれかに記載の複層塗膜形成方
法。
【請求項１６】水性第２塗料の塗膜中の水分を、その
塗膜中の水含有率が１０重量％以下になるまで揮散させ
る請求項１〜１５のいずれかに記載の複層塗膜形成方
法。
【請求項１７】水性第２塗料の塗膜の厚さが硬化塗膜
で５〜２５μｍである請求項１〜１６のいずれかに記載
の複層塗膜形成方法。
【請求項１８】クリヤ塗料の塗膜の厚さが硬化塗膜で
２５〜５０μｍである請求項１〜１７のいずれかに記載
の複層塗膜形成方法。
【請求項１９】得られる３層塗膜を約１００〜１８０
℃の温度に加熱して同時に硬化させる請求項１〜１８の
いずれかに記載の複層塗膜形成方法。
【請求項２０】請求項１〜１９のいずれかに記載の方
法で塗装された物品。