JP2003181368A

JP2003181368A - 複層塗膜形成方法

Info

Publication number: JP2003181368A
Application number: JP2001380674A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 剛田中; Hiromi Kato; 広美加藤; Yutaka Mizutani; 豊水谷
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】３Ｃ１Ｂの複層塗膜形成方法において、耐チ
ッピング性が良好な塗膜物性値、及び耐チッピング性が
良好な塗料を開発すること。【解決手段】１．着色第１ベース塗料（Ａ）、着色第２
ベース塗料（Ｂ）を塗装し、さらにクリア塗料（Ｃ）を
ウェットオンウェットで塗装した後、３層からなる複層
塗膜を同時に加熱して架橋硬化させる塗膜形成方法にお
いて、−２０℃における着色第１ベース塗料（Ａ）の硬
化塗膜のヤング率（ａ）が３０００ＭＰａ以上、かつ破
壊エネルギー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上である着色第
１ベース塗料（Ａ）を塗装する複層塗膜形成方法。２．さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性値にお
いて、架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏｌ以下であ
る着色第１ベース塗料（Ａ）を塗装する請求項１に記載
の複層塗膜形成方法。３．さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性値にお
いて、着色第１ベース塗料（Ａ）と下塗り塗膜との付着
強度（ｄ）が１３〜１８Ｎである着色第１ベース塗料
（Ａ）を塗装する１項又は２項に記載の複層塗膜形成方
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、被塗物に着色第
１ベース塗料、着色第２ベース塗料、及びクリア塗料を
順次塗装する３Ｃ１Ｂの自動車用の塗膜形成において、
耐チッピング性、層間付着性、仕上がり性が良好な複層
塗膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】自動車ボディにおける塗膜
形成方法として、被塗物に電着塗装を施した後、着色第
１ベース塗料、着色第２ベース塗料、及びクリア塗料を
ウェットオンウェットで塗装し、３層からなる未硬化塗
膜を同時に焼き付け硬化して塗膜を形成する方法とし
て、３コート１ベーク方式（３Ｃ１Ｂ）が広く知られて
いる。（例えば、特開平１０−３２８６１５号公報、１
１−１００６７号公報、特開平１１−１００８１号公報
等参照）この３コート１ベーク方式は塗膜の焼き付けが１回であ
る為、乾燥設備の省略など省エネルギー効果があり、多
くの自動車塗装ラインへの適用が期待される。しかし、
塗料を３層を塗り重ねた上に焼き付けが１回であること
から、自動車の走行中に跳ね上げられた小石などがあた
ると該塗膜の層間でチッピング剥がれ（ピーリング）が
生じ易く、特に、着色第１ベース塗料と電着塗膜との層
間剥離が見られた。

【０００３】この耐チッピング性に関して向上が求めら
れていたが、これらの複層塗膜における塗膜物性として
耐チッピング性が良好である特数が把握できず、塗料配
合（基体樹脂、硬化剤、添加剤、触媒、顔料などの種類
や量）の要因検討に多くの時間を費やすことがあった。

【０００４】そのために３Ｃ１Ｂの複層塗膜を適用した
ラインでは、ライン条件（例えば、焼き付け温度や時
間、直接乾燥炉か間接乾燥炉、乾燥機内の排気設備、セ
ッティング時間等）や自動車ボディの車種（熱容量の違
い、鋼板種や鋼板の厚さの違い等）によって耐チッピン
グ性に関して予想どおりの性能が得られなかったり、ま
たバラつくことがあった。このため容易に、耐チッピン
グ性が良好な複層塗膜を見い出し、該性能を有する塗料
の開発が求められていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目
標を達成するために鋭意検討を重ねた結果、３Ｃ１Ｂの
塗装工程における着色第１ベース（Ａ）において塗膜物
性値を以下の範囲とすることにより、耐チッピング性が
良好な塗膜が得られることを見い出した。

【０００６】即ち、本発明は、１．着色第１ベース塗料（Ａ）、着色第２ベース塗料
（Ｂ）を塗装し、さらにクリア塗料（Ｃ）をウェットオ
ンウェットで塗装した後、３層からなる複層塗膜を同時
に加熱して架橋硬化させる塗膜形成方法において、−２
０℃における着色第１ベース塗料（Ａ）の硬化塗膜のヤ
ング率（ａ）が３０００ＭＰａ以上、かつ破壊エネルギ
ー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上である着色第１ベース塗
料（Ａ）を塗装する複層塗膜形成方法、２．さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性値にお
いて、架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏｌ以下であ
る着色第１ベース塗料（Ａ）を塗装する１項に記載の複
層塗膜形成方法、３．さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性値にお
いて、着色第１ベース塗料（Ａ）と下塗り塗膜との付着
強度（ｄ）が１３〜１８Ｎである着色第１ベース塗料
（Ａ）を塗装する１項又は２項に記載の複層塗膜形成方
法、４．着色第１ベース塗料（Ａ）における基体樹脂の酸価
が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が１０〜１５０
ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である着色第１ベース塗料（Ａ）
を塗装する１項乃至３項のいずれか１項に記載の複層塗
膜形成方法、５．着色第１ベース塗料（Ａ）が、樹脂を構成するモノ
マー成分中に少なくとも１つ以上の２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレートとカプロラクトンとの付加生成
物を含有する１項乃至４項のいずれか１項に記載の複層
塗膜形成方法、６．着色第１ベース塗料（Ａ）が、該配合中にタルクを
含有する１項乃至５項のいずれか１項に記載の複層塗膜
形成方法、に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説
明する。

【０００８】本発明は、耐チッピング性が良好な３コー
ト１ベーク（３Ｃ１Ｂ）における複層塗膜において、着
色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性を以下の〜で示
される範囲とすることによって得られることを見出し
た。

【０００９】．着色第１ベース塗料（Ａ）の硬化塗膜
のヤング率（ａ）が３０００ＭＰａ以上、かつ破断エネ
ルギー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上である。．さらに好ましくは、着色第１ベース塗料（Ａ）の硬
化塗膜の架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏｌ以上で
ある。．さらに好ましくは、着色第１ベース塗料（Ａ）と下
塗り塗膜との付着強度（ｄ）が１３〜１８Ｎの範囲であ
る。

【００１０】３コート１ベーク（３Ｃ１Ｂ）塗膜自動車ボディは、亜鉛メッキ鋼板や冷延鋼板をプレス成
形した後、脱脂、化成処理を施した後、防錆性や塗面平
滑性を目的として電着塗装され電着塗膜が形成され、そ
の上に、着色第１ベース塗料（Ａ）、着色第２ベース塗
料（Ｂ）を塗装し、さらにクリア塗料（Ｃ）をウェット
オンウェットで塗装した後、焼き付け乾燥することによ
って３層からなる複層塗膜を得ることができる。この３
Ｃ１Ｂ工程は、焼き付け工程が１回で済む面からの省エ
ネルギー性、また新規な意匠性を得る面などから多くの
自動車塗装ライン工程で用いられてきている。

【００１１】またチッピングは、自動車の車輪等で跳ね
上げられた石が車体に衝突することにより、塗膜が鋼板
のメッキ面からや塗膜同志の層間で剥離する現象であ
り、メッキ面が露出することによって車体に錆を発生さ
せ腐食を進行させることがある。このチッピング性の向
上に関して、電着塗膜の上に形成される着色第１ベース
塗料（Ａ）、着色第２ベース塗料（Ｂ）、及びクリア塗
料（Ｃ）からなる３層の塗膜は石などの衝撃を外から受
けた場合、衝撃を吸収することによるチッピング性が良
好な塗膜（衝撃吸収型）や、塗膜間で衝撃を拡散するこ
とによるチッピング性が良好な塗膜（衝撃拡散型）が挙
げられる。

【００１２】耐チッピング性を向上するために鋭意検討
した結果、着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜物性（塗膜
の粘弾性、付着性）を規定することによって、衝撃吸収
効果や衝撃拡散効果のある塗膜が得られることを見い出
した。

【００１３】塗膜物性（塗膜の粘弾性、付着性）塗膜物性を測定することによって得られる情報は、塗膜
の持つ機械的強度はもとより、塗膜の付着性、耐食性に
関連して広範囲である。さらに近年、塗膜においても耐
チッピング性の向上が求められてきたことから、特に、
塗膜物性（塗膜の粘弾性、付着強度）の測定が重要とな
ってきた。

【００１４】また粘弾性測定は、静的な測定法と動的な
測定法に分類され、静的測定法としてはテンシロン、オ
ートグラフなどの商品名で知られる引っ張り試験機が、
動的測定法としては商品名としてレオロジ社製のＦＴレ
オスペクトラーＤＶＥ−Ｖ４が挙げられる。また塗膜の
付着性を測定するものとして、サイカス法によるＳＡＩ
ＣＡＳＢＮ−１（ダイプラ・ウィンテス株式会社製、
商品名、表面−界面物性解析装置）等が挙げられる。

【００１５】１．ヤング率（ａ）、破断エネルギー
（ｂ）粘弾性の静的な測定法として、オリエンテック社製のテ
ンシロンＵＴＭ−II (１００ｇ〜２０ｋｇ)、島津製作
所のオートグラフＡＧ２０００Ｂなどが使用できる。装
置は２本の送りネジによって上下に移動するチャックと
から構成されている。２個のチャック試料塗膜を固定
し、一方の上下に移動するチャックを一定速度で移動さ
せて試料を伸長させていく。この時の応力とひずみの関
係からヤング率（ａ）、Ｙｏｕｎｇ'ｓｍｏｄｕｌｕ
ｓが求められる。

【００１６】さらにひずみを大きくすると、塗膜の強度
が限界に達して破壊され、破壊応力（Ｔｅｎｓｉｌｅ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が求められる。その応力〜ひずみ曲
線の面積から破壊エネルギー（ｂ）が求められる。

【００１７】ここで耐チッピング性が良好な塗膜物性値
として、着色第１ベース塗料（Ａ）の硬化塗膜を−２０
℃で測定した時のヤング率（ａ）が３０００ＭＰａ以
上、かつ破壊エネルギー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上で
あることを見い出した。ヤング率（ａ）が高い程、衝撃
を吸収し、また破壊エネルギー（ｂ）が大きい程、衝撃
を分散する効果が大きいためチッピング性が良好と考え
る。

【００１８】ヤング率（ａ）、及び破壊エネルギー
（ｂ）測定は、塗料をブリキ板に硬化塗膜で３０μｍに
なるように塗装し、所定の条件、例えば１４０℃で３０
分間加熱硬化した塗膜をアマルガム法によってブリキ板
から剥離し、−２０℃においてオリエンテック社製のテ
ンシロンメーター、又は島津製作所のオートグラフＡＧ
２０００Ｂを用いて測定した。

【００１９】２．架橋間分子量（ｃ）３Ｃ１Ｂの複層塗膜において耐チッピング性が良好な塗
膜物性として、ヤング率（ａ）、破断エネルギー（ｂ）
に加え、さらに好ましくは着色第１ベース塗料（Ａ）の
硬化塗膜の架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏｌ以下
であることが挙げられる。

【００２０】ここで塗膜粘弾性の動的な測定法として、
塗膜に周期的な微少ひずみを与え、それに対する応答を
測定することによって塗膜の持つ粘性体としての力学的
な減衰項を知ることができる。塗膜に対して周期的なひ
ずみを与えた場合、完全な弾性体であればそれに応答す
る時間的な遅れの発生はなく同位相で現れる。しかし、
粘性要素が存在すると応答に遅れを生じる。この時間的
な遅れをもったひずみと応力は複素弾性率Ｇ^＊として表
現され、複素平面上で実数部と虚数部に分離される。実
数部Ｇ'は試料の持つ弾性率（貯蔵弾性率）であり、虚
数部Ｇ"は粘性要素による動的な損失（損失弾性率）を
表し、その比を損失正接（Ｌｏｓｓｔａｎｇｅｎｔ）
といい、Ｇ^＊＝Ｇ'＋Ｇ"、tanδ＝Ｇ"／Ｇ'として表さ
れる。

【００２１】例えば、動的粘弾性の測定ができるものと
して、レオロジ社製のＦＴレオスペクトラＤＶＥ−Ｖ４
が挙げられ、ひずみの周期として０．１〜９９９Ｈｚを
用いることができ、温度範囲としては−１５０℃〜４０
０℃の任意の温度幅で温度を変化させ、併せて周波数も
変化させながら測定を連続的に行うことができる。また
周波数一定（例えば、１１０Ｈｚ）で測定された結果
は、弾性率の温度変化として表示される。

【００２２】塗膜中の高分子主鎖が熱的振動を開始する
ことにより貯蔵弾性率が低下し、その弾性率に対して粘
性要素である損失正接（tanδ）の極大値が得られ、そ
の測定周波数でのガラス領域からゴム領域への変極点と
して動的Ｔｇを知ることができる。またゴム領域での貯
蔵弾性率の極小値から、ガラス転移温度（Ｔｇ）の値を
Ｆｌｏｒｙなどの下記ゴム粘弾性理論式にあてはめて求
めた式（１）によって架橋間分子量（ｃ）を求めること
ができる。架橋間分子量（ｃ）＝３ρＲＴ／Ｅ_ｍｉｎ式（１）（ただし、Ｒ＝８．１３×１０^７（evg/ Kmol）、Ｔ＝
弾性率最小のときの温度（Ｋ）、ρ＝試料塗膜の密度
（ｇ／ｃｍ）で、一般に０．５、Ｅ_ｍｉｎ＝高温域での
最小弾性率（dyne/cm）である。）。

【００２３】３．付着強度（ｄ）付着強度（ｄ）測定法としては、ＳＡＩＣＡＳ法に従っ
て行った。（ＳＡＩＣＡＳ法による被着体の付着強度評
価（１）塗装技術、３４，４，１２３（１９９５）、Ｓ
ＡＩＣＡＳ法による被着体の付着強度評価（２）塗装技
術、３４，５，１２９（１９９５）以上、西山逸雄著
参照）図１に示すように試料表面に対して水平方向・
垂直方向に変位する切刃と垂直変位計、水平力検知器か
ら構成されている。

【００２４】測定は、図１のように切刃を塗面の表面に
所定の荷重で押し付けた状態で移動すると、切刃は塗面
の表面から内部に切り込む。切刃が界面近傍に到達した
時点で切刃をロックするかバランス荷重に調整して塗膜
を基材から分離する。測定で得られるグラフは、切刃の
水平力（Ｆ_Ｈ：切削力あるいは剥離力）と垂直変位（Ｄ
ｖ）データから図２のようなＦ_Ｈのパターンが得られ
る。図２における切り込みの段階ではせん断強度が求め
られ、塗膜分離段階では付着強度（ｄ）が求められる。

【００２５】本発明においては、耐チッピング性が良好
な塗膜物性として、ヤング率（ａ）、破断エネルギー
（ｂ）に加え、さらに好ましくは着色第１ベース塗料
（Ａ）の剥離強度（Ｐ）の値を付着強度（ｄ）が１３〜
１８Ｎ範囲であることが挙げられる。

【００２６】なおＳＡＩＣＡＳ法による剥離強度は、刃
幅当たりの塗膜の分離（剥離）に要する力であり、式
（２）のように表される。Ｐ＝Ｆ_Ｈ／ｗ式（２）（Ｐ：剥離強度（Ｎ／ｍ）、Ｆ_Ｈ：水平力（Ｎ）、ｗ：
刃幅（ｍ））本発明の測定には、サイカスＢＮ−１（ダイプラ・ウ
ィンテス社製、商品名、表面−界面物性解析装置）を用
い、エレクロンＧＴ−１０ＬＦの２０μｍの電着塗膜の
上に、着色第１ベース塗料（Ａ）を３０μｍ塗装し、１
４０℃−２０分間焼き付けたものを測定した。次に、複
層塗膜を形成する各塗料、特に、本発明の特徴である着
色第１ベース塗料について述べる。

【００２７】着色第１ベース塗料（Ａ）着色第１ベース塗料（Ａ）は３層からなる複層塗膜で、
電着面の上に塗装される着色塗料で有機溶剤型、水性の
いずれでも用いることができ、樹脂成分、硬化成分、顔
料、及び有機溶剤や水を成分とする既知の熱硬化性塗料
が適用できる。樹脂成分としては、架橋性官能基（例え
ば水酸基、エポキシ基、カルボキシル基、アルコキシシ
ラン基など）を有するアクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリ
エステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などから選
ばれた１種以上の基体樹脂で、基体樹脂が酸価が５〜１
００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは２０〜８０ｍｇＫＯＨ
／ｇの範囲、水酸基価１０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好
ましくは３０〜９０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲が耐チッピン
グ性の面から好ましい。

【００２８】樹脂を構成するモノマーとして、水酸基含
有不飽和モノマーは、例えば、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレートな
どのアクリル酸またはメタクリル酸と炭素数２〜１０の
グリコール類とのモノエステル類などが挙げられ、これ
らは１種または２種以上が使用できる。カルボキシル基
含有不飽和モノマーは、例えばアクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
及びこのうちジカルボン酸のハーフモノアルキル（炭素
数１〜１０が適している）エステル化物などが挙げら
れ、これらは１種または２種以上が使用できる。

【００２９】その他の不飽和モノマーとしては、上記モ
ノマーと共重合できるものであれば特に制限なく用いる
ことが出来る。具体的には、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレートとカプロラクトンとの付加生成物、
（例えば、ダイセル化学工業株式会社製の商品名とし
て、プラクセルＦＡ、プラクセルＦＭ２、プラクセルＦ
Ｍ３等のＦＭシリーズ）などを含有することが塗膜物性
の向上、即ち、耐チッピング性の向上に好ましい。

【００３０】ここでＦＭシリーズのモノマーを樹脂中に
含有することによって形成した塗膜の架橋密度や素地と
の付着性の向上に寄与するものと思われる。他に、メチ
ルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリ
レート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレー
ト、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブ
チルメタクリレート、ペンチルアクリレート、ペンチル
メタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタ
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エ
チルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレートお
よびラウリルメタクリレートなどのアクリル酸またはメ
タクリル酸の炭素数１〜２４のモノアルコール類とのモ
ノエステル類、グリシジルアクリレートおよびグリシジ
ル基を含有するラジカル重合性不飽和モノマー、アクリ
ロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミ
ド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチ
ルアクリルアミドおよびジメチルアミノエチルメタクリ
レートなどの含窒素ラジカル重合性不飽和モノマー、ス
チレン、フェニルエチル（メタ）アクリレート、酢酸ビ
ニル、塩化ビニル、などが挙げられ。これらは単独、も
しくは２種以上の組み合わせで使用することができる。
他にアリルメタクリレート、１，６−ヘキサンジオール
ジアクリレート等の架橋性モノマーと重合してもよい。
硬化成分としては、アルキルエ−テル化したメラミン樹
脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ブロックしてもよいポ
リイソシアネ−ト化合物、エポキシ化合物、カルボキシ
ル基含有化合物などから選ばれた１種以上の架橋剤成分
とからなり、該両成分の合計重量を基準に樹脂成分は５
０〜９０％、硬化成分は５０〜１０％の比率で併用する
ことが好ましい。

【００３１】顔料としては、通常の塗料顔料が使用で
き、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カ−ボンブラック、
カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロ−、
酸化クロム、プルシアンブル−、コバルトブル−、アゾ
顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソイ
ンドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料などの無機
もしくは有機系のソリッドカラ−顔料；りん片状のアル
ミニウム、雲母、金属酸化物で表面被覆した雲母、雲母
状酸化鉄などのメタリック顔料；などが包含される。

【００３２】ここで顔料成分中にタルク（Ｍｇ_３Ｓｉ_４
Ｏ_１０（ＯＨ）_２）を含有することによって、耐チッ
ピング性向上に効果があることがわかった。塗膜物性も
上記記載の１〜３の耐チッピング性向上に効果あるとさ
れる範囲内に入ることを見出せた。その理由として、タ
ルクの形状がりん片状であるため衝撃の吸収や、衝撃の
分散効果があるものと思われる。

【００３３】着色第１ベース塗料におけるタルクの添加
量としては、樹脂固形分に対して０．１〜２０部の範囲
が好ましく、２０部を越えると形成した塗膜が硬くなる
ことから耐チッピング性を低下させることもあり好まし
くない。

【００３４】さらに着色第１ベース塗料（Ａ）必要に応
じて、光干渉性顔料、体質顔料、分散剤、沈降防止剤、
有機溶剤、ウレタン化反応促進用触媒（例えば有機スズ
化合物など）、消泡剤、増粘剤、防錆剤、紫外線吸収
剤、表面調整剤、架橋反応を促進するのに硬化触媒とし
て、具体的には、オクチル酸錫、ジブチル錫ジ（２−エ
チルヘキサノエート）、ジオクチル錫ジ（２−エチルヘ
キサノート）、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫
ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、モノブチル錫ト
リオクテート、２−エチルヘキン酸鉛、オクチル酸亜鉛
などの有機金属化合物などを適宜に配合することができ
る。これらの硬化触媒の使用量は任意に選択できるが、
樹脂成分、硬化成分の固形分合計あたり０．００５〜５
重量％、特に０．０１〜３重量％の範囲が適している。

【００３５】着色第１ベース塗料（Ａ）の塗装には、着
色第１ベース塗料（Ａ）の粘度を１３〜１６秒（フォ−
ドカップ＃４／２０℃）、固形分を２０〜４０重量％に
調整し、これをエアレススプレ−、エアスプレ−、静電
塗装などで、硬化塗膜で約１０〜約２０μｍになるよう
に、自動車用の金属製もしくはプラスチック製の被塗物
に直接、又はカチオン電着塗料などの下塗塗料を塗装
し、硬化した被塗面などに塗装し、必要に応じて室温〜
１００℃で数分間放置、又は未硬化の状態で、さらに第
２着色塗膜を形成するために着色第２ベース塗料（Ｂ）
を塗装する。

【００３６】着色第２ベース塗料（Ｂ）着色第２ベース塗料（Ｂ）の着色塗膜として、ソリッド
カラ−塗膜およびメタリック塗膜などがあげられ、いず
れも該塗膜を透して着色第１ベース塗膜のソリッドカラ
−、又はメタリック塗膜面を視認できる程度の透明感を
有する着色透明塗膜である。

【００３７】第２着色塗膜を形成させるための着色第２
ベース塗料（Ｂ）は、樹脂成分、着色顔料および溶剤を
主成分とする既知の熱硬化性塗料が適用できる。これら
の樹脂成分、着色顔料および溶剤としては、上記着色第
１ベース塗料（Ａ）で例示したものが好適に使用でき
る。

【００３８】着色第２ベース塗料（Ｂ）の塗装は、着色
第２ベース塗料（Ｂ）の粘度を１３〜１６秒（フォ−ド
カップ＃４／２０℃）、固形分含有率を２０〜４０重量
％に調整し、これをエアレススプレ−、エアスプレ−、
静電塗装などで膜厚が硬化塗膜で約１０〜約２０μｍに
なるように、未硬化の着色第１ベース塗膜面に塗装し、
必要に応じて室温〜１００℃で数分間放置したのち、又
は未硬化の状態で、クリア塗膜を形成させるためのクリ
ア塗料（Ｃ）を塗装する。

【００３９】クリア塗料（Ｃ）：クリア塗料は、実質的
に着色顔料を含まない塗料であって、該塗膜を透して着
色第１塗膜、及び着色第２塗膜のソリッドカラ−、又は
メタリック塗膜面を視認できる程度の透明感を有する無
色透明塗膜である。

【００４０】クリア塗膜を形成させるためのクリア塗料
（Ｃ）は、樹脂成分および溶剤を主成分とする既知の熱
硬化性クリア塗料が適用できるが、特に、耐酸性、耐汚
染性、耐スリキズ性などのすぐれた塗料を使用すること
が好ましい。これらの樹脂成分、及び溶剤として、上記
着色第１ベース塗料（Ａ）で示したものが好適に使用で
きる。

【００４１】クリア塗料（Ｃ）の粘度を２０〜４０秒
（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有率を４０
〜６０重量％に調整し、これをエアレススプレ−、エア
スプレ−、静電塗装などで膜厚が硬化塗膜で約３０〜約
６０μｍになるように、未硬化の第２着色塗膜面に塗装
し、必要に応じて室温〜１００℃で数分間放置したの
ち、約１００〜約１８０℃、好ましくは約１２０〜約１
６０℃で約１０〜約４０分加熱して、着色第１塗膜、着
色第２塗膜およびクリア塗膜を同時に架橋硬化（３Ｃ１
Ｂ）させることによって３層からなる複層塗膜が形成さ
れる。

【００４２】塗装後の塗膜の焼き付け条件としては、約
８０〜約１７０℃、好ましくは約１２０〜約１６０℃の
温度で約２０〜約４０分間加熱し硬化することができ、
加熱方法としては、通常用いられる方法、例えば、熱風
加熱、赤外線加熱、高周波加熱等を用いる。

【００４３】

【発明の効果】第１着色ベース塗料（Ａ）、第２着色
ベース塗料（Ｂ）、及びクリア塗料（Ｃ）をウェットオ
ンウェットで塗装してなる３Ｃ１Ｂの複層塗膜におい
て、耐チッピング性が良好な条件として第１着色ベース
塗料（Ａ）の塗膜物性が、以下〜であることを見出
した。．−２０℃における着色第１ベース塗料（Ａ）の硬化
塗膜のヤング率（ａ）が３０００ＭＰａ以上、かつ破壊
エネルギー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上。．さらに架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏｌ以
下。．さらに着色第１ベース塗料（Ａ）と下塗り塗膜との
付着強度（ｄ）が１３〜１８Ｎの範囲。これらの塗膜物性値を満足することは、自動車塗膜に小
石などの外力が加わった時に衝撃を吸収したり、衝撃を
拡散する能力が塗膜に備わっていることの証明であっ
て、そのことから耐チッピング性が良好であると考え
る。

【００４４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明する。本発明はこれによって限定されるものでは
ない。尚、「部」及び「％」は「重量部」及び「重量
％」を示す。

【００４５】アクリル樹脂溶液Ｎｏ．１の製造例１２０℃に加熱したブチルセロソルブ６０部に、モノマ
ー成分１を３時間を要して加え共重合させて、酸価４０
ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価５２ｍｇＫＯＨ／ｇ及び数平
均分子量約１００００である固形分７０％のアクリル樹
脂溶液Ｎｏ．１を得た。「モノマー成分１」メタクリル酸メチル３０部メタクリル酸エチル２３部メタクリル酸ブチル３０部メタクリル酸ヒドロキシエチル１２部メタクリル酸５部ＦＭ−３（注１）１５部 α，α'−アゾビスイソブチロニトリル２部（注１）ＦＭ−３（ダイセル化学株式会社製、商品名、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとカプロラ
クトンとの付加生成物）。

【００４６】アクリル樹脂溶液Ｎｏ．２の製造例１２０℃に加熱したスワゾール＃１０００（丸善石油株
式会社製、商品名、有機溶剤）５０部に、「モノマー成
分２」を３時間を要して加え共重合させて、酸価４０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ、及び数
平均分子量約６０００である固形分７０％のアクリル樹
脂溶液Ｎｏ．２を得た。「モノマー成分２」スチレン３０部アクリル酸ブチル３５部メタクリル酸２−エチルヘキシル１０部アクリル酸２−ヒドロキシエチル２５部 α，α'−アゾビスイソブチロニトリル４部

【００４７】

【表１】

【００４８】（注６）サイメル３２５：三井サイテック
社製、商品名、イミノ基含有メラミン樹脂）（注７）デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ：旭化成工業株式
会社、商品名、６０％ウレタン樹脂（注８）レオコン剤：アクリル樹脂マイクロゲル、粒径
８０ｎｍ程度（注９）ＣＲ−９５：石原産業株式会社製、商品名、チ
タン白ＭＩＣＲＯＡＣＥＳ−３：日本タルク社製、商品名、
タルク（注１１）カーボンＭＡ−１００：三菱化学社製、商品
名、カーボンブラック。

【００４９】着色第２ベース塗料の製造例水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価７０、酸価１４、数
平均分子量３００００）７５部（固形分）、メチル・ブ
チル化混合エ−テルメラミン樹脂２５部（固形分）、Ｃ
ＡＢ３０部（固形分）、りん酸基含有化合物で被覆され
た薄片状りん片状アルミニウム（注１２）１０部（固形
分）をトルエン／キシレン（等重量混合液）中に混合分
散して、粘度を１０秒（フォ−ドカップ＃４／２０
℃）、固形分含有率を５〜８％に調整して有機溶剤型の
着色第２ベース塗料を得た。（注１２）：厚さ０．０３〜０．１μｍ、アスペクト比
１５０〜２５０、長手方向の寸法１０〜２０μｍの薄片
状りん片状アルミニウム１００部に、りん酸基含有化合
物。

【００５０】クリア塗料（Ｃ）についてマジクロンＭＧ＃７１００クリア（関西ペイント社製、
商品名、アクリル樹脂−メラミン硬化型有機溶剤型のク
リア塗料）を用い、着色第１ベース塗料、着色第２ベ
ース塗料の上に塗り重ねた。

【００５１】実施例及び比較例実施例１単離膜の作成：製造例にて作成した着色第１ベース塗料
Ｎｏ．１を膜厚が３０μｍになるように塗装し、１４０
℃で３０分間焼き付け乾燥を行った。塗膜は水銀アマル
ガム法によりブリキ板から剥離し、塗膜物性用の塗膜と
した。複層塗膜の作成：パルボンド＃３０２０（日本パーカラ
イジング社製、商品名、りん酸亜鉛化成処理）を施した
冷延鋼板を用いて、エレクロンＧＴ−１０ＬＦグレー
（関西ペイント社製、商品名、カチオン電着塗料）を用
いて膜厚２０μｍになるように電着塗装を行い、１７０
℃で２０分加熱して架橋硬化させて被塗物とした。その
上に製造例にて作成した着色第１ベース塗料Ｎｏ．１を
３０μｍ塗装した。さらに塗板を室温で３分間放置して
から、着色第２ベース塗料Ｎｏ．１を２０μｍ施した。
次ぎにマジクロンＭＧ＃７１００を膜厚が４０μmにな
るように塗装して、さらに１４０℃で３０分間焼き付け
乾燥を行い３層からなる複層塗膜を作成した。

【００５２】比較例１〜４実施例１と同様にして表２に示すような組み合わせで塗
膜物性用の単離膜、複層塗膜を作成した。試験結果も併
せて示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】（注１３）テンシロン（ヤング率、破壊エ
ネルギー）：着色第１ベース塗料の単離膜を短冊状
（０．５×２ｃｍ）にして、テンシロンＵＴＭ−II（オ
リエンテック社製、商品名、引っ張り試験機）を用い３
９．２Ｎ（４ｋｇｆ）の荷重をかけて塗膜を引っ張り、
ヤング率、及び破壊エネルギーを測定した。

【００５５】（注１４）架橋間分子量：ＦＴレオスペク
トラＤＶＥ−Ｖ４（レオロジ株式会社製、商品名、動的
粘弾性測定装置）を用いて、ひずみの周期として１１０
Ｈｚ、温度範囲を２０℃〜２００℃で変化させ、ガラス
転移温度（Ｔｇ）の値をＦｌｏｒｙのゴム粘弾性理論式
にあてはめて求めた、式（１）によって架橋間分子量を
求めた。架橋間分子量（ｃ）＝３ρＲＴ／Ｅ_ｍｉｎ式（１）。

【００５６】（注１５）付着強度：サイカス法により、
ＳＡＩＣＡＳＢＮ−１（ダイプラ・ウィンテス株式会
社製、商品名、表面−界面物性解析装置）を用いて測定
した剥離強度（Ｆ_Ｈ）を付着強度とした。

【００５７】（注１６）仕上がり性：目視で評価した。
光沢及び平滑性がすぐれているものを○、これらが劣る
ものを△とした。

【００５８】（注１７）耐チッピング性：米国のＱ−Ｐ
ＡＮＥＬ社製、Ｑ−Ｇ−Ｒグラベロメーター（チッピン
グ試験装置）の試片保持台に試験板を設置し、−２０℃
において０．３９２ＭＰａ（４ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧縮
空気により粒度７号の花崗岩砕石１００ｇを塗面に吹き
付け、これによる塗膜のキズの発生程度などを目視で観
察し評価した ○：キズの大きさは小さく、着色第１ベース塗料の塗膜
が露出している程度 △：キズの大きさは小さいが、素地の鋼板が露出してい
る ×：キズの大きさはかなり大きく素地の鋼板も大きく露
出している。

【００５９】（注１８）耐衝撃性：ＤｕＰｏｎｔ衝撃
試験機を用いて、５００ｇの荷重、１／２インチ（約１
２．７ｍｍ）の撃心にて試験を行った。その時の塗膜に
ワレを生じるまでの落下高を測定した。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】サイカス測定機器のモデル図

【図２】サイカス測定チャート

【符号の説明】

１．垂直変位計２．水平力（Ｆ_Ｈ）３．垂直変位（Ｄｖ）４．塗膜１５．塗膜２６．切削方向７．剥離力８．切り込み段階９．塗膜分離段階

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D075 AE12 BB26Z BB91Z CA03 CA04 CA13 CA33 CB06 DA06 DC12 EA43 EB14 EB15 EB19 EB20 EB22 EB32 EB33 EB35 EB38 EB45 EB55 EC01 EC11 4J038 CD001 CG001 CG142 CH122 CH162 DD001 DG001 GA03 GA06 HA536 NA11 PA19 PB03 PB07 PC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色第１ベース塗料（Ａ）、着色第２ベ
ース塗料（Ｂ）を塗装し、さらにクリア塗料（Ｃ）をウ
ェットオンウェットで塗装した後、３層からなる複層塗
膜を同時に加熱して架橋硬化させる塗膜形成方法におい
て、−２０℃における着色第１ベース塗料（Ａ）の硬化
塗膜のヤング率（ａ）が３０００ＭＰａ以上、かつ破壊
エネルギー（ｂ）が２×１０^−３Ｊ以上である着色第１
ベース塗料（Ａ）を塗装する複層塗膜形成方法。
【請求項２】さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜
物性値において、架橋間分子量（ｃ）が３００ｇ／ｍｏ
ｌ以下である着色第１ベース塗料（Ａ）を塗装する請求
項１に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項３】さらに着色第１ベース塗料（Ａ）の塗膜
物性値において、着色第１ベース塗料（Ａ）と下塗り塗
膜との付着強度（ｄ）が１３〜１８Ｎである着色第１ベ
ース塗料（Ａ）を塗装する請求項１又は２に記載の複層
塗膜形成方法。
【請求項４】着色第１ベース塗料（Ａ）における基体
樹脂の酸価が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が１
０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である着色第１ベース
塗料（Ａ）を塗装する請求項１項乃至３のいずれか１項
に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項５】着色第１ベース塗料（Ａ）が、樹脂を構
成するモノマー成分中に少なくとも１つ以上の２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレートとカプロラクトンと
の付加生成物を含有する請求項１乃至４のいずれか１項
に記載の複層塗膜形成方法。
【請求項６】着色第１ベース塗料（Ａ）が、該配合中
にタルクを含有する請求項１乃至５のいずれか１項に記
載の複層塗膜形成方法。