JP3768579B2 - 塗膜形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複層塗膜を形成する方法に関し、詳しくは鮮映性に優れ白さの向上したメタリック塗膜が得られる塗膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
従来より、自動車車体の塗装、特にメタリック仕上げ塗装は、通常、電着塗料及び中塗塗料を塗装し加熱硬化した後、メタリック塗料及びクリヤ−塗料をウェットオンウェットで塗装して、次いで加熱硬化させて行われている。
【０００３】
かかるメタリック仕上げでは、メタリック塗膜中のリン片状のメタリック顔料が塗面に対して平行に、かつ被塗面全面に均一に規則的に配向することにより優れたメタリック感が得られるものであるが、該メタリック塗面にクリヤ−塗料をウェットオンウェットで塗装した際にメタリック顔料が流動してもどりムラが生じる不具合があった。このため、例えばメタリック塗料の塗着時の粘度を高くしてメタリック顔料の流動を防止したり、塗着時と加熱硬化後の膜厚の差が大きくなるようにしてメタリック顔料が塗面に対して平行に配向しやすくするなどの工夫がなされていたが、前者の方法では塗面の平滑性が十分得られず、また後者の方法では有機溶剤量が多くなるため作業環境の面からも望ましいものではなかった。
【０００４】
メタリック塗膜の膜厚がアルミニウム粉などのメタリック顔料の平均粒径よりも薄くできれば、該メタリック顔料が必然的に動きにくくなり塗面に対して平行に配向すると考えられるが、該メタリック塗膜厚を薄くするために塗料の塗布量を少なくすると硬化膜である中塗塗膜上に連続膜を形成することができないという不具合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記不具合を解消すべく鋭意検討した結果、メタリック塗膜の下に該塗膜より表面張力の高いクリヤ−塗膜層をウェットオンウェットで設けて、さらにトップのクリヤ−塗膜層を重ねた３コ−ト１ベ−クとすることにより、メタリック塗膜を非常に薄くできるためメタリック顔料の配向性が向上しうることを見出し本発明に到達した。
【０００６】
すなわち本発明は、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂から選ばれる少なくとも１種を基体樹脂とする熱硬化性樹脂組成物を含むベースクリヤー塗料（Ａ）、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂から選ばれる少なくとも１種を基体樹脂とする熱硬化性樹脂組成物を含むメタリック塗料（Ｂ）、トップクリヤー塗料（Ｃ）をウェットオンウェットで順次塗装し、次いで加熱して該塗料（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の塗膜を同時に架橋硬化させる方法であって、該塗料（Ａ）による乾燥塗膜における水接触角ａが７５°以下、該塗料（Ｂ）による乾燥塗膜における水接触角ｂが７０〜８０°で、水接触角ａが水接触角ｂより小で、水接触角ａと水接触角ｂとの差が２°以上であることを特徴とする塗膜形成方法を提供するものである。
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
本発明においてベ−スクリヤ−塗料（Ａ）は、熱硬化性樹脂組成物と溶剤とを配合してなる液状組成物であって、透明塗膜を形成する。
【０００９】
該熱硬化性樹脂組成物としては、例えば、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂にメラミン樹脂、尿素樹脂などのアミノ樹脂やポリイソシアネ−トのような架橋剤を配合してなる組成物が適当である。溶剤としては有機溶剤及び／又は水を使用することができ、これに上記成分を混合し分散せしめることができる。
【００１０】
上記ベ−スクリヤ−塗料（Ａ）には、さらに必要に応じて体質顔料、着色顔料などの顔料類、塗料用添加剤を配合することができる。
【００１１】
上記ベ−スクリヤ−塗料（Ａ）は、静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などの塗装方法により、金属やプラスチック等の素材に電着塗膜及び中塗塗料を形成せしめた基材に、乾燥膜厚で５〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍの膜厚になるように塗装することが好ましい。かかるベ−スクリヤ−塗料（Ａ）による塗膜を架橋硬化せしめることなく、室温又は加熱（１００℃以下が好ましい）して乾燥させてからメタリック塗料（Ｂ）を塗装する。
【００１２】
本発明においてメタリック塗料（Ｂ）は、上記で得られた未硬化のベ−スクリヤ−塗膜の上に塗装するものであり、熱硬化性樹脂組成物、メタリック顔料及び溶剤を配合してなる液状塗料組成物である。
【００１３】
該熱硬化性樹脂組成物としては、例えば、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂にメラミン樹脂、尿素樹脂などのアミノ樹脂、ポリイソシアネ−トのような架橋剤を配合してなる組成物が適当である。
【００１４】
メタリック顔料としては、光干渉作用またはキラキラとした光輝感を有するりん片状粒子顔料が好ましく、例えば、アルミニウム、雲母、金属酸化物で被覆した雲母、雲母状酸化鉄、金属酸化鉄で被覆した雲母状酸化鉄などが挙げられる。該メタリック顔料の平均粒径は一般に１０μ以上、好ましくは１０〜５０μの範囲である。該メタリック顔料の配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００重量部あたり１〜５０重量部が適当である。メタリック塗膜の膜厚によっては隠蔽の面から好ましくは１０重量部以上必要である。
【００１５】
溶剤としては有機溶剤及び／又は水を使用することができ、これに上記成分を混合し分散せしめることができる。
【００１６】
上記メタリック塗料（Ｂ）には、さらに必要に応じて着色顔料、体質顔料、粘度調節剤、塗面調整剤などの塗料用添加剤を配合することができる。
【００１７】
該メタリック塗料（Ｂ）は、静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などの塗装方法により、乾燥膜厚で５〜１５μｍ好ましくは５〜１０μｍの膜厚になるように塗装することが好ましい。かかるメタリック塗料（Ｂ）による塗膜を架橋硬化せしめることなく、室温又は加熱（１００℃以下が好ましい）して乾燥させてからトップクリヤ−塗料（Ｃ）を塗装する。
【００１８】
本発明においてトップクリヤ−塗料（Ｃ）は、上記で得られた未硬化のメタリック塗膜の上に塗装するものであり、熱硬化性樹脂組成物と溶剤とを配合してなる液状組成物であって、透明塗膜を形成する。
【００１９】
該熱硬化性樹脂組成物は、例えば、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂にメラミン樹脂、尿素樹脂などのアミノ樹脂、ポリイソシアネートのような架橋剤を配合してなる組成物が挙げられる。さらに特開昭６２−８４１３７号公報、特開昭６２−８７２８８号公報、特開平１−１３９６５３号号公報、特開平２−４５５７７号公報などに記載されているような、架橋剤として上記アミノ樹脂などを使用する必要がない熱硬化性樹脂組成物も好適に使用できる。溶剤としては有機溶剤及び／又は水を使用することができ、これに熱硬化性樹脂組成物を溶解もしくは分散せしめることによって調整される。
【００２０】
トップクリヤ−塗料（Ｃ）には、さらに必要に応じて透明性を阻害しない程度に着色顔料やメタリック顔料、紫外線吸収剤、光安定剤などの塗料用添加剤を配合することができる。
【００２１】
該トップクリヤ−塗料（Ｃ）は、静電塗装、エアスプレ−、エアレススプレ−などの塗装方法により、乾燥膜厚で１０〜５０μｍの膜厚になるように塗装することが好ましい。
【００２２】
本発明の複層塗膜は、ベ−スクリヤ−塗料（Ａ）、メタリック塗料（Ｂ）及びトップクリヤ−塗料（Ｃ）をウェットオンウェットで順次塗装し、次いで加熱してこれら塗料の塗膜を同時に硬化させることによって得られる。これら塗料の塗膜を同時に硬化させるための加熱温度は、一般に１００〜１８０℃の範囲内が適当である。
【００２３】
また本発明においては、上記ベ−スクリヤ−塗料（Ａ）による乾燥塗膜における水接触角ａが上記メタリック塗料（Ｂ）による乾燥塗膜における水接触角ｂより小（ａ＜ｂ）であることが必須である。具体的には水接触角ａと水接触角ｂとの差が２°以上、さらに好ましくは５°以上であることが好適である。該水接触角がａ≧ｂではメタリック塗料（Ｂ）がベ−スクリヤ−塗膜上に薄膜を形成しにくくなるので好ましくない。各塗料による乾燥塗膜における水接触角は、それぞれ水接触角ａが７５°以下、好ましくは７０°以下、水接触角ｂが７０〜８０°、トップクリヤ−塗料（Ｃ）による乾燥塗膜における水接触角ｃが７５°以上、好ましくは８０°以上で、且つａ＜ｂ＜ｃであることが望ましい。ここで水接触角とは、乾燥後の塗膜の表面に０．０３ｃｃ脱イオン水の水滴を滴下し、２０℃にて１分後の水滴の接触角を協和界面化学（株）製自動接触角計ＣＡ−Ｚ型にて測定した数値である。
【００２４】
【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。尚、「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」を示す。
【００２５】
ベ−スクリヤ−塗料（Ａ）の作成
表１に示す成分及び配合で攪拌・混合し、混合溶剤（キシレン／酢酸エチル／イソブタノ−ル／ソルベッソ＃１５０＝２５／５０／１０／１５）で希釈して固形分２０％のベ−スクリヤ−塗料（Ａ−１）〜（Ａ−５）を作成した。各塗料による乾燥塗膜における水接触角を同表に示す。表１の配合は固形分表示であり、表中の（注１）〜（注５）及び（＊１）は下記の通りである。
【００２６】
（注１）メチルメタクリレ−ト７０部、エチルアクリレ−ト１９部、ヒドロキシエチルアクリレ−ト１０部、メタクリル酸１部を共重合してなるアクリル樹脂
（注２）メチルメタクリレ−ト３０部、ｎ−ブチルアクリレ−ト１９部、ラウリルメタクリレ−ト２０部、２−エチルヘキシルメタクリレ−ト２０部、ヒドロキシエチルアクリレ−ト１０部、アクリル酸１部を共重合してなるアクリル樹脂
（注３）無水フタル酸・ヘキサヒドロ無水フタル酸系のポリエステル樹脂
（注４）ポリ１２−ヒドロキシステアリン酸とグリシジルメタクリレ−トとの付加物３０部とスチレン１０部、メチルメタクリレ−ト２０部、２−エチルヘキシルアクリレ−ト１７部、２−ヒドロキシエチルアクリレ−ト２０部、アクリル酸３部のモノマ−混合物との共重合体の存在下、スチレン３０部、メチルメタクリレ−ト３０部、２−エチルヘキシルアクリレ−ト２３部、２−ヒドロキシエチルアクリレ−ト１５部、アクリル酸２部のモノマ−混合物をｎ−ヘプタン中で分散重合せしめてなる非水分散樹脂
（注５）「ユ−バン２８−６０」、三井東圧化学社製
（＊１）水接触角：乾燥後の塗膜の表面に０．０３ｃｃ脱イオン水の水滴を滴下し、２０℃にて１分後の水滴の接触角を協和界面化学（株）製自動接触角計ＣＡ−Ｚ型にて測定した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
メタリック塗料（Ｂ）の作成
表２に示す成分及び配合で攪拌・混合し、混合溶剤（キシレン／酢酸エチル／イソブタノ−ル／ソルベッソ＃１５０＝２５／５０／１０／１５）で希釈して固形分２０％のメタリック塗料（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）を作成した。各塗料による乾燥塗膜における水接触角を同表に示す。表１の配合量は固形分表示であり、表中の（注６）、（注７）は下記の通りである。
【００２９】
（注６）メチルメタクリレ−ト４０部、エチルアクリレ−ト２０部、２−エチルヘキシルメタクリレ−ト２８部、ヒドロキシエチルアクリレ−ト１０部、アクリル酸２部を共重合してなるアクリル樹脂
（注７）「アルミペ−スト＃４９１９」、東洋アルミニウム社製、平均粒径１０〜１３μｍ
【００３０】
【表２】

【００３１】
実施例１
脱脂およびリン酸亜鉛化成処理を施した厚さ０．８ｍｍのダル鋼板上にカチオン電着塗料「エレクロン２０００」（関西ペイント社製、商品名、エポキシ樹脂ポリアミン・ブロックポリイソシアネ−ト化合物系）を乾燥膜厚で２０μｍとなるように電着塗装し、１７０℃で３０分間加熱して塗膜を硬化させてから、該電着塗面に中塗塗料「ＴＰ−３７プライマ−サ−フェ−サ−」（関西ペイント社製、商品名、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系）を乾燥膜厚で３０μｍとなるように塗装し、１４０℃で３０分間加熱して塗膜を硬化せしめた。
【００３２】
該中塗塗面上に、上記ベ−スクリヤ−（Ａ−１）をミニベル型静電塗装機用いて乾燥膜厚で７μｍとなるように塗装し、５分間放置後、未硬化のベ−スクリヤ−塗面に上記メタリック塗料（Ｂ−１）をＲＥＡガン（日本ランズバ−グ社製、静電エアスプレ−）を用いて乾燥膜厚で７μｍとなるように塗装した。該メタリック塗膜は十分正膜として得られた。さらに５分間放置してから未硬化のメタリック塗面にトップクリヤ−塗料（Ｃ）（「マジクロンクリヤ−ＴＣ３２Ｆ」、関西ペイント社製、商品名、アクリル樹脂・メラミン樹脂系有機溶剤型クリヤ−塗料、該塗料による乾燥塗膜における水接触角７８°）をミニベル型静電塗装機用いて乾燥膜厚で３５μｍとなるように塗装した。
【００３３】
これを５分間放置してから熱風循環式乾燥炉を用いて１４０℃で３０分間加熱して上記３層塗膜を同時に硬化せしめて複層塗膜を得た。
【００３４】
実施例２〜６及び比較例１、２
実施例１において各塗料として表３に示したものを使用し塗装を表３に示したものとする以外は実施例１と同様の操作で、各複層塗膜を得た。
【００３５】
上記の通り得られた各複層塗膜を性能試験に供した。結果を表３に示す。試験方法及び評価基準は以下の通りである。
【００３６】
（＊２）メタリック白さ：ミノルタ社製「ＣＲ２００」測色計を用いてＬ値を測定し、下記基準で評価した。数値が大きいほど白さに優れることを示す（○：Ｌ値が７５以上、△：６５以上７５未満、×：６５未満）。
【００３７】
（＊３）仕上り性：メタリック感を目視で評価した（◎：ムラもなくキラキラ感がある、○：若干メタリック感に劣る、△：ムラがありメタリック感に劣る）。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、メタリック塗膜の下に該塗膜より表面張力の高いクリヤ−塗膜層をウェットオンウェットで設けることで、メタリック塗料のヌレ、なじみが向上するだけでなくメタリック塗料を非常に薄く塗装できるためメタリック顔料が動きにくくなりその配向性が向上し、メタリックの白さに優れた金属感を有する意匠の複層塗膜が形成できる。
【００３９】
【表３】

Claims (3)

1. 架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂から選ばれる少なくとも１種を基体樹脂とする熱硬化性樹脂組成物を含むベースクリヤー塗料（Ａ）、架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂から選ばれる少なくとも１種を基体樹脂とする熱硬化性樹脂組成物を含むメタリック塗料（Ｂ）、トップクリヤー塗料（Ｃ）をウェットオンウェットで順次塗装し、次いで加熱して該塗料（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の塗膜を同時に架橋硬化させる方法であって、該塗料（Ａ）による乾燥塗膜における水接触角ａが７５°以下、該塗料（Ｂ）による乾燥塗膜における水接触角ｂが７０〜８０°で、水接触角ａが水接触角ｂより小で、水接触角ａと水接触角ｂとの差が２°以上であることを特徴とする塗膜形成方法。
2. メタリック塗料（Ｂ）による塗膜の膜厚が５〜１５μｍである請求項１記載の塗膜形成方法。
3. トップクリヤー塗料（Ｃ）による乾燥塗膜における水接触角ｃが７５°以上で、且つａ＜ｂ＜ｃである請求項１記載の塗膜形成方法。