JPH0341225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は積層塗膜の形成方法に関し、更に詳し
くは、被塗物に下塗り塗膜を塗装硬化せしめ、こ
の硬化した下塗り塗膜を研磨した後、次いで中塗
り塗膜及び上塗り塗膜を施し、該中塗り塗膜及び
上塗り塗膜を研磨することなく硬化せしめること
により、仕上り外観に優れた積層塗膜を形成する
方法に関する。 従来技術 自動車塗装に代表される積層塗膜の形成技術に
おいては、従来、防食性、耐チツピング性などの
機能及び量産適性、経済性等の追求が主体であつ
たが、防食性の点ではカチオン電着塗料の普及に
よつて、また耐チツピング性の点では特定のポリ
エステル系樹脂の採用や特定の粒径のタルクや雲
母を配合することによつて、それぞれ、改善さ
れ、例えば、特開昭58−74349号公報、特開昭57
−141459号公報及び特公昭52−43657号公報など
に提案されている。 しかしながら、これらの提案技術は被塗物の実
用性、大量生産に基づく経済性を達成しつつある
が、肉持ち感、鮮映性、艶などに優れた高級な外
観仕上げの面からは未だ不充分であつた。 乗用車については、皮膜化成、下塗り電着塗膜
−焼付硬化、一次中塗り及び二次中塗りを施して
焼付硬化後研磨し、次いでメタリツクベース、ト
ツプクリヤー又はソリツドコートを積層して仕上
げるのが、標準塗装系である。 又、特開昭58−70866号公報及び特開昭58−
3678号公報には電着塗膜と中塗り塗膜を研磨する
ことが開示されているが、中塗り工程で研磨した
場合には、上塗り塗料の吸込みが起るために肉持
ち感に優れた艶のある塗膜が得られなかつた。 一方、塗装過程における研磨工程なの必要性は
塗膜の不均一と共に素材自体に起因する場合も多
い。即ち、自動車の鋼板として用いられることの
多いダル鋼板はダル目（凹凸）が0.5〜0.8μｍで
あつて、塗膜を単に積層するだけではこの凹凸を
解消することができないので、かかる理由からも
塗膜の研磨が必要となる。 発明の目的 従つて、本発明の目的は、前記した従来の技術
の問題点を排除し、仕上り外観に優れた積層塗膜
を形成する方法を提供することにある。 発明の構成 即ち、本発明に従えば、被塗物にカチオン電着
塗料を施して硬化せしめ、硬化したカチオン電着
塗膜の研磨を行い、次いで顔料容積濃度10〜50％
及び顔料容積濃度５〜40％の一次及び二次の２層
の中塗り塗膜を順次積層し、更に少なくとも一層
の上塗り塗膜を施し、該中塗り塗膜及び上塗り塗
膜を研磨することなく硬化せしめることを特徴と
する積層塗膜の形成方法が提供される。 発明の構成及び効果の具体的説明 本発明者らは、前記した積層塗膜の形成方法の
現状に鑑み、仕上り外観に優れた積層塗膜を形成
する方法を開発すべく鋭意検討を進めた結果、前
記したような構成をとることによつて従来の積層
塗膜の問題点を効果的に解決できることを見出し
本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明に従えば、先づ、被塗物に、必要
に応じて皮膜化成処理などの前処理を施した後、
下塗り塗膜を施して硬化せしめ、硬化した下塗り
塗膜の研磨を行う。 下塗り塗膜の塗装に使用する塗料としては、従
来最も広く使用されているカチオン電着塗料をあ
げることができるが、本発明において使用する下
塗り用塗料としては、カチオン電着塗料に限ら
ず、溶剤型プライマー又は粉体塗料／カチオン又
はアニオン電着塗料のリバース工程後に研磨して
もよい。 下塗り塗膜の塗装膜厚は以下に説明する研磨に
より5μｍ程度減少すので、少なくとも20μｍ程度
の厚さを確保しないと防食性が低下したり、部分
的に素地まで研ぎ出す場合もある。塗装膜厚は
30μｍ以上であるのが好ましいが、電着塗膜は極
端に厚くつけることが難しいので、約50μｍ程度
が最大である。下塗り塗膜をそれ以上の膜厚に塗
布したい場合には、溶剤型プライマーや粉体塗料
などを用いるのも好ましいが、最近は、厚膜カチ
オン電着塗料も開発されているのでこれを使用す
ることもできる。 被塗物上に塗装された下塗り塗膜は常法に従つ
て焼付硬化する。カチオン電着塗料を使用した場
合の焼付硬化条件は標準的には165〜185℃×20分
であるが、研磨材に未硬化塗膜のからみのない半
硬化状態となる焼付硬化条件、例えば、140〜160
℃×20分程度としてもよい。 このようにして形成された下塗り塗膜はダル目
を反映しているので、サンドペーパーなどの研磨
材により、ダル目の角を落し、平滑にする必要が
ある。この研磨は下塗り塗膜の研磨であるため、
研き目が中塗りや上塗り塗膜に隠蔽されて目立た
ず、従つて280〜600番程度の粗いサンドペーパー
を用いて研磨することができる。下塗り塗膜の研
磨は水研ぎ、空研ぎのいずれでもよいが、平滑性
の高い研ぎ面を得るには水研ぎによるのが好まし
く、凹凸の少ない面の場合には作業の簡便性から
空研ぎとしてもよい。 このようにして、研磨された面は吸い込みの少
ない上層の樹脂層が削り取られているので上に塗
装される塗料の樹脂分を吸い込むが、本発明に従
えば、中塗り及び上塗り塗膜を塗装するので、仕
上り塗膜の肉持ち感と光沢を損ねることはない。
また研磨された面は非常に表面積が増大してお
り、毛ば立つているので、中塗り塗膜を研磨した
場合には上塗り塗膜が塗装された時に溶剤分と樹
脂分が毛管現象で吸われてしまうので、ウエツト
フイルム中での好ましいミクロブラウン運動が阻
害され、上塗り塗膜の表層に配列すべき樹脂分が
消耗されてしまうために前記したような問題が起
きるのであろうと考えられる。然るに、本発明に
従えば中塗り塗膜を研磨することなく上塗り塗膜
を施すのでかかる問題が効果的に解決されるもの
と思われる。 本発明に従つた積層塗膜の形成方法においては
中塗り塗膜を、サンドペーパーの目を消したり、
防食性を高める補助的機能を果したりする一次中
塗り塗膜と上塗り塗膜の仕上りを高める機能を持
つ二次中塗り塗膜とにその機能を分担させるのが
好ましい。 一次中塗り塗膜は研磨によるサンドペーパーの
目を消したり、防食性を高める補助的機能を果し
たりするのが主目的であるから顔料容積濃度（以
下、PVCと略す）10〜50％のものが適当であり、
15〜30％であるのが特に好ましい。PVCが10％
未満の場合にはサンドペーパー目の傷の隠蔽性が
充分でなく、逆に50％を超えると平滑な塗膜が得
られず、塗料の吸い込みが多くなり、肌荒れなど
の異常が起こりやすくなる。 一次中塗り塗膜用塗料に用いる顔料としては、
比較的粒径の粗い、一次粒子の90％以上が0.5〜
30μｍの粒径を有するタルク、沈降性硫酸バリウ
ム、トリポリリン酸アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、マイカ、リンモリブデン酸塩類、リン酸亜
鉛、亜鉛華、ケイ酸アルミニウム、亜鉛末粉及び
リン片状で最大径が30μｍのアルミニウムフレー
クなどが好ましい。これちの顔料を適量配合する
ことによつて下地キズ隠蔽性とエツジ錆対策に効
果を現す。 これらの粒径の粗い顔料がキズ隠蔽力に有する
理由は定かでないが、下地の研ぎ面等に浸透する
ことなく（顔料粒子が研ぎ面などの間隙に入るこ
となく）、目止め効果を発揮しているからである
と考えられる。従つて、タルク、亜鉛末などの粒
子の粗いものの効果が大である反面、二次中塗り
塗膜のフラツト性が出しにくくなるので、これら
の点を適宜勘案して顔料の種類と使用量を選定す
るのが好ましい。 二次中塗り塗膜は通常一次中塗り塗膜の上にウ
エツトオンウエツト（以下、Ｗ／Ｗという）で塗
布され、上塗り塗膜の仕上りを向上せしめるため
に吸い込みの少ない塗膜を形成すののが好ましい
ことを見出した。このために、二次中塗り塗膜の
PVCは５〜40％であるのが適当であり、二次中
塗り塗膜のPVCが５％未満では一次中塗り塗膜
の肌の状態を反映しやすく、また40％を超えると
上塗り塗膜用塗料の吸い込みが発生しやすくな
る。 中塗り塗膜を一回塗りする場合には、前記した
期待性能を一層の塗膜で受け持つので、PVC及
び膜厚の制限範囲を更に限定して PVC： 10〜30％ 膜厚： 35〜50μｍ とするのが好ましい。 従来の積層塗膜の形成技術においては中塗り塗
膜は、通常上塗り塗膜に鮮映性を与えるため、顔
料の量が制限され、最大30％程度のPVCが限界
となつている。しかしながら、本発明の好ましい
態様によれば、下塗り電着塗膜を形成せしめた
後、電着塗料を研磨し、中塗り塗膜は一次中塗り
及び二次中塗りで機能を分担できるため、かかる
制限を排除することができ、前記目的を達成する
ことができる。この場合には一次中塗り塗膜及び
二次中塗り塗膜が混ざり合つてしまうと外観向上
効果が低くなるので、場合によつては一次中塗り
塗膜と二次中塗り塗膜の塗装の間にプレヒート又
はフラツシユオフを行うことが必要となることが
ある。プレヒートまたはフラツシユオフは40〜80
℃×30秒〜５分の加温した条件で実施することが
できる。なお５分を超える加熱は保温設備が長く
なり、そのためにブース自体を長くする必要があ
り、好ましくない。また温度が80℃を超えると一
次中塗り塗膜の表面にワキが進行し過ぎてピンホ
ールなどが発生しやすくなり、好ましくない。な
お、保温設備としては、ホツトエアーのブロー装
置を使用することもできるが、ゴミ対策などを考
慮すると、パイプ内に温水を通す幅射方式が望ま
しい。 中塗り塗膜用塗料としては、従来の積層塗膜の
形成方法において一般に使用されているポリエス
テル−メラミン樹脂系を使用することができ、更
に必要に応じてアルキド樹脂、エポキシ樹脂など
を併用することができる。粉体中塗り塗膜などで
はポリエステル・エポキシ硬化型又はアクリル・
酸硬化型を使用することができ、更にアルキド・
メラミン型の水性中塗り塗膜を使用することもで
きる。 中塗り塗膜の焼付後、ゴミが付着する場合が多
く、そのまま上塗り塗膜を塗布すると、上塗り塗
膜面にゴミブツが発生する。この場合、中塗り塗
膜面はゴミの部分のみを360〜800番程度のサンド
ペーパーなどでスポツトサンデイングを行うのが
好まじい。全面研磨を実施すると、前述の如く上
塗りの吸い込みの原因となり、本発明の前記目的
の達成が損なわれる。 本発明の最大の効果が外観の大幅なレベルアツ
プであるが、更に別の効果として従来法に比べサ
ンデイングの工数を低減することができる点をあ
げることができる。これは従来中塗り塗膜面を研
磨する場合に研磨材として360〜800番程度のサン
ドペーパーを使用していたが、下塗り塗膜の研磨
では280〜600番程度の比較的粗いもので充分であ
り、従来のように水研ぎが必須条件でなくなるの
で、水研ぎ用の耐水サンドペーパーを使用する必
要性が減り、その使用量も大幅に減少できるし、
また従来は細かいサンドペーパーでの研磨のため
に長時間を要したが、この点でも著しく改良され
る。 例えば、従来ベンツなどの高級車が実施してい
るように、上塗り塗膜の顔料濃度を変えて４コー
ト４ベーク方式で上塗り塗膜を２回塗りする方法
もあるが、これらの方法は塗装工程を多く必要と
し、設備投資やランニングコストの点で非常にコ
ストアツプになるばかりでなく、その外観品質も
本発明のものの域には到達し得ない。更に、本発
明に従えば、エツジ防錆力が著しく向上するとい
う重要な効果も達成されるが、これは一次中塗り
塗膜用塗料に用いる粒径の大きい顔料の濃度を上
げることによつてコーナーの被覆力が増大し、従
来の系と比較してエツジ防錆力が上がり、エツジ
防錆対策に効果を発揮するものと想定される。 上塗り塗膜用塗膜としては、メタリツクカラー
系ではメタリツクベースコートとクリヤーコート
をウエツトオンウエツト系で塗装するのが一般的
で、ベース及びクリヤー共にアクリル・メラミン
型が主流であり、ウレタン型（２液）塗料、メタ
リツクベースとしてのポリエステル＋セスロース
アセテートブチレート＋メラミン塗料、トツプク
リヤーとしてのアクリルメラミンの使用が可能で
ある。ソリツドカラーは１コートでアルキドメラ
ミン型が主流であるが、アクリルメラミン系の２
コート１ベーク型ソリツドカラー及び２液ウレタ
ン型塗料も使用できる。 実施例 以下に本発明の実施例を説明するが、本発明の
範囲をこれらの実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。 例 11〜14 寸法0.8×100×300mmのダル鋼板試料に第１表
に記載の下塗り塗料を所定厚（乾時厚）に塗装
し、これを第１表に示す条件で研磨し、中塗り塗
料１を所定厚に塗装し、所定条件でプレヒート
し、次に中塗り塗料２を所定定圧に塗装し、その
後下記の上塗り塗料を所定厚（乾時厚）に塗装
し、焼付硬化して積層塗膜を形成した。 次にこの塗膜を、その外観、エツジ錆、設備費
用及びランニングコストについて試験評価した。
結果は第２表に示す通りであつた。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 以下の例から、本発明の実施例である例１〜７
は平滑性と艶が優れていると同時に、肉持感や、
エツジ錆等の各評価項目がバランスが良いのに対
して、比較例の例８〜14は研磨なし、又は研磨工
程が表層に近いため、研ぎ目が出る等を主体とす
る従来技術のレベルであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被塗物にカチオン電着塗料を施して硬化せし
   め、硬化したカチオン電着塗膜の研磨を行い、次
   いで顔料容積濃度10〜50％及び顔料容積濃度５〜
   40％の一次及び二次の２層の中塗り塗膜を順次積
   層し、更に少なくとも一層の上塗り塗膜を施し、
   該中塗り塗膜及び上塗り塗膜を研磨することなく
   硬化せしめることを特徴とする積層塗膜の形成方
   法。 ２ 一次中塗り塗膜の顔料容積濃度が15〜30％で
   あり、当該顔料の一次粒子の90％以上の粒径が
   0.5〜30μｍである特許請求の範囲第１項記載の方
   法。