JP4676150B2 - 高彩度メタリック塗料組成物、塗膜形成方法及び塗装物品 - Google Patents

Description

本発明は、赤系で彩度が高く、耐候性に優れるメタリック塗料組成物、塗膜形成方法および塗装物品に関する。

従来、高彩度のメタリック塗色、特に赤色系高彩度メタリック塗色は、隠蔽性や耐候性、塗装作業性といった点を両立させることが困難であった。一般に隠蔽力を上げるためにアルミフレーク顔料が用いられるが、着色されていないアルミフレーク顔料は、塗色の彩度を著しく落とすため、高彩度を得るためには使用量が制限される。

これらの諸問題を解決する手法として、例えば特許文献１には、下塗り塗膜及び中塗り塗膜が形成された基材上に、カラーベース塗膜、着色アルミニウム顔料及びマイカ顔料を含有してなるカラーベース塗膜と同系色のマイカベース塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成させることにより、彩度の高い赤系のマイカ塗膜を得る手法が開示されている。しかし、マイカベース塗膜の隠蔽力が低いために、マイカベース塗膜と同系色である専用カラーベース塗膜が必要なため、塗装工程上制限が生じる問題点を有している。さらにカラーベース塗膜に含有せしめる着色アルミニウム顔料は、アルミフレーク顔料に塗料用途に使用される着色顔料をコーティング（湿式）したものであって、コーティングする着色顔料によっては、耐候性に難があって、長期間の屋外における使用では、変褪色の可能性がある。特に有機赤顔料は、耐候性が劣るものが多いため、耐候性を考慮した場合に色相に制限が生じる問題点を有する。

耐候性の問題点を解決する手法として、特許文献２には、カラーベース塗膜、着色アルミニウム顔料及び同系色の補助着色顔料を含んでなる塗膜、クリヤー塗膜を順次形成させた彩度が高く、屋外で長期間使用しても色とびが見られない積層塗膜について記載されている。この手法もまた専用カラーベース塗膜が必要であるため、特許文献１に記載された方法と同様に工程上の問題点を有している。

工程上の問題点を解決する手法として、特許文献３には、着色された蒸着アルミフレーク及びビヒクルを含有する光輝性塗料組成物による塗膜を含む複層塗膜について記載されている。蒸着方法で作成された非常に薄い着色アルミフレークを使用することは隠蔽性の点において有利であり、専用のカラーベース塗膜の必要がない利点がある。しかし、蒸着アルミフレークを着色する方法は前記例と同じ湿式法であり、耐候性に問題点を有している。また、非常に薄い着色された蒸着アルミフレークは、横方向からの力に弱く、塗料組成物中において、機械的安定性が劣る可能性がある。

特開２００１−３２１７１９号公報

特開２００２−１２１４８８号公報 特開２００３−１１３３４８号公報

したがって、本発明の目的は、赤系で高彩度の塗色であって、下層に専用のカラーベース層を設けなくても、隠蔽性、耐候性に優れた塗膜を形成できるメタリック塗料組成物、塗膜形成方法および塗装物品を提供することである。

本発明は、
１．塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して、酸化鉄被覆アルミフレーク顔料を１〜２０重量部及び有機赤顔料を１〜２０重量部含み、さらに酸化鉄被覆アルミナフレーク顔料、酸化鉄被覆シリカフレーク顔料、酸化鉄被覆ガラスフレーク顔料及び酸化鉄被覆マイカ顔料から選ばれる１種以上の鱗片状着色光輝顔料と、金属フレーク顔料を含んでなる塗料組成物であって且つ酸化鉄被覆アルミフレーク顔料が、着色剤として該酸化鉄被覆アルミフレーク顔料のみを含む塗膜の色相がＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図において、色相角度ｈが０〜５０°の範囲内となるものである塗料組成物であって、該塗料組成物を塗装したときに得られる塗膜の色相がＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図の色相角度ｈが０°を中心に±２５°以内の範囲において、彩度Ｃ＊が５０以上であり、且つ白黒隠蔽膜厚が１８μｍ以下であることを特徴とする塗料組成物、
２．酸化鉄被覆アルミフレーク顔料、鱗片状着色光輝顔料及び金属フレーク顔料の合計含有量が、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して１０〜２０重量部である１項に記載の塗料組成物、
３．被塗物に１項又は２項に記載の塗料組成物を塗装して得られた塗膜上に、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法。
４．３項記載の塗膜形成方法にて得られた塗装物品
に関する。

本発明によれば、赤系で高彩度であり、しかも屋外に長期間放置されても変褪色がほとんど認められない塗膜を形成することができる。

まず、本発明の塗料組成物について説明する。

本発明で使用される酸化鉄被覆アルミフレーク顔料は、鱗片状光輝顔料であって着色剤として該酸化鉄被覆アルミフレーク顔料のみを含む塗膜の色相が、好ましくはＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図において、色相角度ｈが、０〜５０°の範囲内となるものであることが好ましく、より好ましくは２０〜４０°の範囲内となるものである。ここでいうＬ＊Ｃ＊ｈ表色系とは、１９７６年に国際照明委員会で規定され、ＪＩＳ Ｚ ８７２９にも採用されているＬ＊ａ＊ｂ＊表色系をベースに考案された表色系であって、ｈは色相角度を表わし、色度図において赤方向の軸を０°として、反時計方向に移動した角度である。色相角度ｈの測定は、色彩色差計であるコニカミノルタ社製のＣＲシリーズ（商品名）やスガ試験機社製のＳＮカラーコンピューター（商品名）、多角度分光光度計であるＸ−Ｌｉｔｅ社製のＭＡ−６８（商品名）等を使用して行なうことができる。該酸化鉄被覆アルミフレーク顔料は、特に限定されるものではないが、例えば特開平６−１４５５５５号等にその製造法及び特徴が記載されているような化学蒸着法によって酸化鉄がアルミニウム基材に被覆された耐候性に優れた着色アルミフレーク顔料が挙げられる。該酸化鉄被覆アルミフレーク顔料の塗料組成物中への含有量は、塗膜の仕上がり性の点から、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して、１〜２０重量部の範囲内が好ましく、３〜１５重量部の範囲内であることが特に好ましい。

本発明の塗料組成物で使用する有機赤顔料としては、求める色味に応じて、塗料用やインク用として従来公知の顔料を１種あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。有機赤顔料の具体例としては、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料等を挙げることができる。有機赤顔料の含有量は、塗膜の彩度の点から、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対し１〜２０重量部の範囲内が好ましく、より好ましくは５〜１５重量部の範囲内である。

本発明の塗料組成物は、さらに必要に応じて酸化鉄被覆アルミナフレーク顔料、酸化鉄被覆シリカフレーク顔料、酸化鉄被覆ガラスフレーク顔料及び酸化鉄被覆マイカ顔料から選ばれた１種以上の鱗片状着色光輝顔料を含有することができる。中でも酸化鉄被覆マイカ顔料を含有することが特に好ましい。これらの含有量は、塗膜の彩度の点から、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対し１５重量部以下が好ましく、より好ましくは１〜１０重量部の範囲内である。

本発明の塗料組成物は、彩度を低下させることなく、隠蔽力を上げることを目的として、さらに金属フレーク顔料を含有することができる。金属フレーク顔料は、塗料用として従来公知のものの中から任意のものを１種もしくはそれ以上を組み合わせて使用することができる。原材料となる金属としては、アルミニウム、銅、ニッケル合金、ステンレス等が挙げられる。塗料組成物中への含有量は、塗膜の隠蔽性と仕上がり性の点から、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対し１５重量部以下が好ましく、より好ましくは１〜１０重量部の範囲内である。

本発明の塗料組成物に使用される酸化鉄被覆アルミフレーク顔料、鱗片状着色光輝顔料及び金属フレーク顔料の合計含有量は、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して、塗膜の仕上がり、彩度、隠蔽性の点から、１０〜２０重量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１２〜１８重量部である。

本発明の塗料組成物には、通常、ビヒクルとして、樹脂成分を含有することができる。樹脂成分としては、具体的には、水酸基などの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、ウレタン樹脂などの基体樹脂を、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック体も含む）などの架橋剤と併用したものが挙げられ、これらは有機溶剤及び／又は水などの溶媒に溶解または分散して使用される。

さらに、本発明の塗料組成物には、必要に応じて、水あるいは有機溶剤等の溶媒、顔料分散剤、沈降防止剤、硬化触媒、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤、体質顔料などを適宜配合することができる。

本発明の塗料組成物は、前述の成分を混合分散せしめることによって調製される。塗装時の固形分含有率を、塗料組成物に基づいて、１２〜５０重量％、好ましくは１５〜３０重量％に、また、２０℃における粘度を１５〜２０秒／フォ−ドカップ＃３に調整しておくことが好ましい。

本発明の塗料組成物は、静電塗装、エア−スプレ−、エアレススプレ−などの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて１０〜４５μｍの範囲内とするのが、塗膜の平滑性の点から好ましい。本発明の塗料組成物の塗膜それ自体は通常、約７０〜約１５０℃の温度で架橋硬化させることができる。

本発明の塗料組成物は、塗装したときに得られる塗膜の色相がＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図の色相角度ｈが０°を中心に±２５°以下の範囲において、彩度Ｃ＊が５０以上であることを特徴とする。この彩度Ｃ＊は、具体的には、予めグレー色（Ｎ−７）の塗膜を形成した塗板上に塗料組成物を塗装し、硬化させたものをＸ−Ｌｉｔｅ社製のＭＡ−６８（商品名）を使用して測定することができる。

また本発明の塗料組成物は、白黒隠蔽膜厚が１８μｍ以下であることを特徴とする。白黒隠蔽膜厚とは、隠蔽率試験紙（日本テストパネル社製等）に塗装後、乾燥硬化させた際に印刷された白部と黒部が目視によって判別できなくなる最小の膜厚を意味する。

本発明方法は、上記の如き塗料組成物を基材に塗装する塗装方法に関する。該基材としては、鉄、亜鉛、アルミニウム等の金属やこれらを含む合金、及びこれらの金属によるメッキまたは蒸着が施された成型物、ならびに、ガラス、プラスチックや発泡体などによる成型物等を挙げることができる。これら素材に応じて適宜、脱脂処理や表面処理して基材とすることができる。さらに、上記基材に下塗り塗膜や中塗り塗膜を形成させて基材とすることもでき、これらのものが特に好ましい。

上記下塗り塗膜とは、素材表面を隠蔽したり、素材に防食性及び防錆性などを付与するために形成されるものであり、下塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。この下塗り塗料種としては特に限定されるものではなく、例えば、電着塗料、溶剤型プライマー等を挙げることができる。

また、上記中塗り塗膜とは、素材表面や下塗り塗膜を隠蔽したり、付着性や耐チッピング性などを付与するために形成されるものであり、素材表面や下塗り塗膜上に、中塗り塗料を塗装し、乾燥、硬化することによって得ることができる。中塗り塗料種は、特に限定されるものではなく、既知のものを使用でき、例えば、熱硬化性樹脂組成物及び着色顔料を必須成分とする有機溶剤系又は水系の中塗り塗料を好ましく使用できる。

また、基材として、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を形成させる場合においては、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を加熱し、架橋硬化後に後述する次工程の塗料を塗装することができる。あるいは、下塗り塗膜及び／又は中塗り塗膜が未硬化の状態で、次工程の塗料を塗装することもできる。

本発明においては、上記の如き塗料組成物を塗装して得られた塗膜上にさらにトップクリヤー塗料を１層もしくは２層以上塗装して、トップクリヤー塗膜を形成させることができる。トップクリヤー塗料は、前述の塗料組成物の未硬化もしくは硬化させてなる塗面に塗装する塗料であり、樹脂成分および溶剤を主成分とし、さらに必要に応じてその他の塗料用添加剤などを配合してなる無色もしくは有色の透明塗膜を形成する液状塗料である。

本発明方法におけるトップクリヤー塗料としては、従来公知のものが制限なく使用できる。例えば、基体樹脂及び架橋剤を含有する液状もしくは粉体状の塗料組成物が適用できる。基体樹脂の例としては、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル基、エポキシ基などの架橋性官能基を含有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコン含有樹脂などが挙げられる。架橋剤としては、前記基体樹脂の官能基と反応しうるメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物、ブロックポリイソシアネ−ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、酸無水物、アルコキシシラン基含有化合物又は樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて、水や有機溶剤等の溶媒、硬化触媒、消泡剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、酸化防止剤、表面調整剤等の添加剤を適宜配合することができる。

本発明方法におけるトップクリヤー塗料には、透明性を損なわない範囲内において、着色顔料を適時配合することができる。着色顔料としては、インク用、塗料用として従来公知の顔料を１種あるいは２種以上を組み合わせて配合することができる。その添加量は、適宜決定されて良いが、クリヤー塗膜中の樹脂固形分１００重量部に対して、３０重量部以下、好ましくは０.１〜１０重量部である。

本発明におけるトップクリヤー塗料は、静電塗装、エア−スプレ−、エアレススプレ−などの方法で塗装することができ、その膜厚は硬化塗膜に基づいて１５〜７０μｍの範囲内とするのが好ましい。トップクリヤー塗料の塗膜それ自体は、通常約７０〜１５０℃の温度で架橋硬化させることができる。

本発明の塗膜形成方法においては、上記の如き塗料組成物を塗装後、加熱し、乾燥硬化後に、その塗膜上にトップクリヤー塗料を塗装して加熱し、乾燥硬化させるいわゆる２Ｃ２Ｂ工程であっても良いが、該塗料組成物を塗装後にその未硬化の状態でトップクリヤー塗料を塗装して、その後に加熱し、これらを同時に硬化せしめるいわゆる２Ｃ１Ｂ工程で、複層塗膜を得ることもできる。

本発明の塗装物品は、上記塗膜形成方法によって得ることができる。

次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。

実施例１〜４及び比較例１、２
基材の調整
脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板（ＪＩＳＧ３１４１、大きさ４００×３００×０．８ｍｍ）にカチオン電着塗料「エレクロン９４００ＨＢ」（商品名：関西ペイント株式会社製、エポキシ樹脂ポリアミン系カチオン樹脂に硬化剤としてブロックポリイソシアネ−ト化合物を使用したもの）を硬化塗膜に基づいて膜厚２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で２０分加熱して架橋硬化させて電着塗膜を得た。

得られた電着塗面に、中塗塗料「ル−ガベ−ク中塗りグレ−」（商品名：関西ペイント株式会社製、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系、有機溶剤型）をエアスプレーにて硬化塗膜に基づいて膜厚３０μｍになるように塗装し、１４０℃で３０分加熱して架橋硬化させて、中塗塗膜を形成した塗板を基材とした。
塗料の調整
水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価１００、数平均分子量２００００）及びメラミン樹脂からなる樹脂成分１００重量部（固形分）あたり、光輝材及び着色顔料を表１に示す比率で配合して攪拌混合し、塗装に適正な粘度に希釈して、固形分約２５％の有機溶剤型塗料を調整し、各実施例及び比較例に使用する塗料組成物を作成した。

測色
（２）で調整した塗料組成物をそれぞれ（１）で調整した基材にエアスプレーにて硬化塗膜に基づいて３０μｍとなるように塗装し、１４０℃で３０分加熱して架橋硬化させて形成した塗板を多角度分光光度計（ＭＡ−６８、商品名、Ｘ−Ｌｉｔｅ社製）にて測色して、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系における色相角度ｈと彩度Ｃ＊を得た。受光角度は、ハイライトに相当する１５°とした。結果を表２に示す。

隠蔽膜厚の測定
（２）で調整した塗料組成物をそれぞれ隠蔽率試験紙（日本テストパネル社製）にエアスプレーにて、硬化塗膜に基づいて、１５、１６、１７、１８、２０、５０μｍの６段階の膜厚となるように塗装し、１４０℃で３０分加熱して架橋硬化させて形成した塗膜を日中に直射日光が当たらない屋外で目視にて観察した。試験紙に印刷された白部と黒部が塗膜上から観察した際に判別できない場合を隠蔽膜厚と判断した。結果を表２に示す。
耐候性の評価
（１）で調整した基材に（２）で調整した塗料組成物をそれぞれＲＥＡガンを用いて、ブ−ス温度２５℃、湿度７５％の条件で、硬化塗膜として、２５μｍとなるように塗装し、室温にて１５分間放置し、ついで、これらの未硬化塗面にクリヤー塗料（ル−ガベ−ククリヤ−、関西ペイント製、商品名、アクリル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型）をミニベル型回転式静電塗装機を用いて、ブ−ス温度２５℃、湿度７５％の条件で硬化塗膜として、２５〜３５μｍとなるように塗装した。塗装後、室温にて１５分間放置した後に、熱風循環式乾燥炉内を使用して、１４０℃で３０分間加熱し、複層塗膜を同時に乾燥硬化せしめて試験板として、促進耐候性試験に供した。

促進耐候性試験には、ＪＩＳ Ｂ ７７５４に規定されたスーパーキセノンウェザオメーター（商品名、スガ試験機社製）を使用し、１時間４２分間のキセノンアークランプの照射と１８分間の降雨条件における同ランプの照射による２時間を１サイクルとして、５００サイクルの繰り返し試験の終了後に、実験室内に保管しておいた控え塗板と比較して評価を行なった。結果を表２に示す。

本発明の塗膜形成方法は、各種工業製品、特に自動車車体の外板に適用できる。

Claims (4)

1. 塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して、酸化鉄被覆アルミフレーク顔料を１〜
   ２０重量部及び有機赤顔料を１〜２０重量部含み、さらに酸化鉄被覆アルミナフレーク顔料、酸化鉄被覆シリカフレーク顔料、酸化鉄被覆ガラスフレーク顔料及び酸化鉄被覆マイカ顔料から選ばれる１種以上の鱗片状着色光輝顔料と、金属フレーク顔料を含んでなる塗料組成物であって且つ酸化鉄被覆アルミフレーク顔料が、着色剤として該酸化鉄被覆アルミフレーク顔料のみを含む塗膜の色相がＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図において、色相角度ｈが０〜５０°の範囲内となるものである塗料組成物であって、該塗料組成物を塗装したときに得られる塗膜の色相がＬ＊Ｃ＊ｈ表色系色度図の色相角度ｈが０°を中心に±２５°以内の範囲において、彩度Ｃ＊が５０以上であり、且つ白黒隠蔽膜厚が１８μｍ以下であることを特徴とする塗料組成物。
2. 酸化鉄被覆アルミフレーク顔料、鱗片状着色光輝顔料及び金属フレーク顔料の合計含有量
   が、塗料組成物中の樹脂固形分１００重量部に対して１０〜２０重量部である請求項１に記載の塗料組成物。
3. 被塗物に請求項１又は２に記載の塗料組成物を塗装して得られた塗膜上に、さらにクリヤー塗料を塗装する塗膜形成方法。
4. 請求項３記載の塗膜形成方法にて得られた塗装物品。