JPH0550358B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は金属部材とプラスチツク部材とを組み
立ててなる自動車外板の塗装方法に関する。 これまで殆ど金属材料で構成されていた自動車
のバンパー、フエイシア、フエンダー、ドアパネ
ル、パネルフード、パネルルーフ、パネルトラン
クリツドなどの自動車外板は、近時、その一部も
しくは全部がプラスチツク部材に代替されつつあ
る。例えば、バンパー、フエイシアには金属に代
つて、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネートなどのプラスチツク製のものが使用され
ており、また、フエンダー、ドアパネルなどの下
側部分のみを上記プラスチツクに代替したものも
ある。今後、自動車外板においてプラスチツクの
使用される範囲がさらに増大されることは必至で
あり、現に、パネルルーフ、パネルトランクリツ
ドなどにその傾向が認められる。これは、プラス
チツクを使用することによつて車体重量を軽くし
て走行燃費が低減できる。加工が容易であるため
に任意の形状に成型できる、車体の耐食性、耐衝
撃性などが向上するなどの効果が認められるため
である。 ところが、このような現状にもかかわらず、金
属部材とプラスチツク部材とを組み立て結合して
なる自動車外板の塗装方法が充分に確立されてお
らず、従来は、両部材の物理的、化学的性質など
が全く異なつているために単一の塗料が塗装でき
ず、金属部とプラスチツク部にそれぞれ適合した
異種の塗料を別々の塗装ラインで塗装したのち、
両部材を組立てて自動車外板としていた。このよ
うな方法によると、両部材に使用する塗料（特に
着色ベースコート）が異なるために、組立てて一
体化する両部材の色調を同一にすることが極めて
困難であり、しかも各々の塗装工程ならびにその
後の両部材の組立工程などが複雑になるという欠
陥がある。 さらに、自動車の塗装分野では塗膜の耐久性の
問題、特に走行中に跳ね上げた石による塗膜の衝
撃剥離、さらにこの衝撃剥離にもとづく塗膜の耐
食性低下ならびに金属部材の腐食の進行の問題が
重視されつつある。特に、欧米の寒冷地域等では
冬季自動車道路の路面凍結を防止するために比較
的粗粒に粉砕した岩塩を多量に混入した砂利を敷
くことが多く、この種の道路を走行する自動車は
その外面部において車輪で跳ね上げられた岩塩粒
子や小石が塗膜面に衝突し、その衝撃により塗膜
が局部的に車体上から全部剥離する衝撃剥離現
象、いわゆる“チツピング”を起すことが屡々あ
る。この現象により、車体金属部材では被衝撃部
の金属面が露出し、すみやかに発錆すると共に腐
食が進行し、プラスチツク部材でも塗膜が衝撃剥
離して美観性が著しく低下する。通常、チツピン
グによる塗膜の剥離は車体底部および足まわり部
に多く発生するが、フードおよびルーフにまでも
発生し、約半年〜１年で局部的腐食がかなり顕著
になることが知られている。 このチツピングならびにこれを基因する腐食の
進行を防止するため、従来から車体の外板金属部
材表面の化成処理ならびに電着プライマー、中塗
塗料および上塗塗料について各種の検討が加えら
れたが、実用的な解決策を見い出すに至つていな
い。 そこで本発明者等は、このような状況に鑑み、
金属部材とプラスチツク部材とを組み立て結合し
てなる自動車外板において、簡略化された工程で
両部材を同一塗色で仕上げることができ、しかも
耐チツピング性にすぐれた塗膜を形成する方法に
つき鋭意研究を行なつた。その結果、本発明者ら
は、電着塗装した金属部材とプラスチツク部材と
を組み立てて合体させた後、該両部材に特定の性
状の塗膜を形成しうる水性バリアーコートを塗装
し、次いで中塗りおよび上塗り塗料を塗装するこ
とによつて上記の欠陥を解消することができるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至つた。 しかして、本発明によれば、金属部材とプラス
チツク部材とを組み立て結合してなる自動車外板
部の塗装法であつて、金属部材にあらかじめ電着
塗料を塗装しておき、次いで該外板部の両部材
に、形成塗膜の静的ガラス転移温度が０〜−75℃
である水性バリアーコートを塗装した後、中塗り
塗料ならびに上塗り塗料を塗装することを特徴と
する自動車外板部の塗装法が提供される。 「バリアーコート」なる用語は一般に慣用され
てはいないが、本発明では上記特性値をもち、か
つ本発明の目的を達成する塗膜を形成すことが可
能な水性塗料を「水性バリアーコート」と称す
る。 本発明の特徴は、金属部材とプラスチツク部材
とを組立て合体してなる自動車外板に中塗り塗料
ならびに上塗り塗料を塗装するにあたり、該両塗
料を塗装する以前に、あらかじめ特定の性状を有
する水性バリアーコートを該外板の両部材に塗装
せしめておくところにある。その結果、自動車外
板部の金属部材およびプラスチツク部材を単一の
中塗り塗料および上塗り塗料で塗装することが可
能になり、両部材の色調の不一致性を解消するこ
とに成功した。しかも、形成塗膜の耐チツピング
性、防食性、物理的性能も著しく改良できるとい
う利点もある。 すなわち、静的ガラス転移温度を０〜75℃に調
製したバリアーコート塗膜〔さらに好ましくは、
後記のごとく、該塗膜の引張り破断強度伸び率
（引張り速度20mm／分で測定）を−20℃において
200〜1000％に調整しておく〕は、自動車外板用
中塗り塗膜ならびに上塗り塗膜に比べて、柔軟で
特有の粘弾性を有している。したがつて、かかる
物理的性質を有せしめたバリアーコート塗膜を自
動車外板部の金属部材とプラスチツク部材の両面
にあらかじめ施しておくと、該両部材間における
熱伸縮性ならびに柔軟性などの物理的な差異によ
つて生ずる中塗り塗膜ならびに上塗り塗膜への
「ヒズミ、ズレ」などを該バリアーコート塗膜内
に吸収することができることが判明した。その結
果、自動車外板部の上記両部材全面に単一組成の
中塗料ならびに上塗り塗料を塗装することが可能
となり、両部材を同一色調に仕上げることができ
るようになつたのである。さらに、上記塗膜表面
に岩塩粒子や小石などによつて強い衝撃力が加え
られても、その衝撃エネルギーの殆んどまたは全
てが該バリアーコート塗膜内に吸収されるので、
塗膜は衝撃剥離することが殆んどなく、しかも上
塗り塗膜に物理的損傷を受けることもあまりな
く、チツピングによる上塗り、中塗り両塗膜の剥
離ならびに金属部材における発錆、腐食などが防
止できるようになつたのである。 以下に、本発明の塗装法についてさらに具体的
に説明する。 自動車外板部：金属部材とプラスチツク部材と
を組立てて合体せしめてなる自動車外板である。
例えば、バンパー、フエイシア、フエンダー、ド
アパネル、パネルフード、パネルルーフ、パネル
トランクリツドなどの各パーツまたはこれらを２
種以上組み合わせて一体化したものなどであり、
個々のパーツ自体がプラスチツク部と金属部とか
らなるもの、金属部からなるパーツとプラスチツ
ク部からなるパーツとを組み合せて一体化したも
のなどがあげられる。また、金属部は主として
鉄、銅、アルミニウム、亜鉛もしくはこれらを含
む合金からなることができ、プラスチツク部は例
えばポリウレタン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネートなどで構成されていることができる。 そして、本発明において、自動車外板部におけ
る「自動車」とは、所謂、乗用車のみに限定され
ず、オートバイ、トラツク、サフアリカーなども
含むと理解すべきである。 上記両部材のうち、金属部材は、電着塗装する
前に必要に応じて、リン酸亜鉛、リン酸鉄もしく
はクロム酸塩などで常法に従つてあらかじめ化成
化処理を行なつておくことが好ましい。 電着塗料： 上記自動車外板部のうちの金属部材に塗装する
ための電着塗装としては、それ自体既知の任意カ
チオン型及びアニオン型電着塗料を使用すること
ができる。 まず、カチオン型電着塗料には、塩基性アミノ
基をもつ樹脂もしくはオニウム塩樹脂をベースに
し、酸で中和、水溶性化（水分散化）してなる陰
極析出型の熱硬化性電着塗料が包含され、これは
上記鋼材（被塗物）を陰極にして塗装される。 塩基性アミノ基をもつ樹脂は、例えばビスフ
エノール型エポキシ樹脂、エポキシ基（またはグ
リシジル基）含有アクリル樹脂、アルキレングリ
コールのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリブ
タジエン、ノボラツクフエノール樹脂のエポキシ
化物などのエポキシ基含有樹脂のエポキシ基（オ
キシラン環）へのアミン付加；塩基性アミノ基
をもつ不飽和化合物（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル
アミノエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピラゾー
ルなど）を単量体として用いる重合；第３級ア
ミノ基含有グリコール（例えば3N−メチルジエ
タノールアミン）をグリコールの一成分とするグ
リコール成分とポリイソシアネート化合物との反
応；酸無水物とジアミンとの反応によるイミノ
アミンの生成反応による樹脂へのアミノ基の導
入；などによつて得られる塩基価が一般に約20〜
約200の範囲の樹脂が適している。 上記の反応に使用しうるアミンとしては、脂
肪族、脂環族もしくは芳香−脂肪族の第１級アミ
ン、第２級アミン及び第３級アミン塩があげられ
る。また該アミンに代えて、第２級スルフイド塩
及び第３級ホスフイン塩などを使用してオニウム
塩とすることもできる。 そして、上記塩基性アミノ基を有する樹脂を中
和し、水溶性化（水分散）するための中和剤とし
ては、例えば、酢酸、ヒドロキシル酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、乳酸、グリシンなどの有機酸；硫
酸、塩酸、リン酸等の無機酸が使用できる。中和
剤の上記樹脂に対する配合量は、上記樹脂の塩基
価（一般に約20〜約200の範囲）を基準にして中
和当量の約0.1〜0.4倍量の範囲が適当である。 また、カチオン型電着塗膜を加熱硬化にするた
めに配合される架橋剤としては、ブロツク化した
ポリイソシアネート化合物を用いるのが一般的で
あり、これにより、形成された塗膜を加熱（約
100℃以上）するとブロツク剤が解離して、イソ
シアネート基が再生し、上記の如きカチオン性樹
脂中に存在しうる水酸基などの活性水素含有官能
基と架橋反応し硬化する。さらに、カチオン型電
着塗料には、顔料（着色顔料、体質顔料、防錆顔
料など。顔料の配合量は樹脂固形分100重量部あ
たり約150重量部以下が適している）、親水性溶
剤、水、添加剤などを必要に応じて配合し、固形
分濃度が約５〜40重量％となるように脱イオン水
などで希釈し、PHを5.5〜8.0の範囲内に調整す
る。このようにして調製されたカチオン型電着塗
料を用いてのカチオン電着塗装は、通常、浴温15
〜30℃、負荷電圧1000〜400Vの条件で被塗物を
陰極として行なうことができる。電着塗装膜厚は
特に制限されないが、硬化塗膜に基いて10〜40μ
の範囲が好ましい。また、塗膜の焼付け硬化温度
は一般に100〜200℃の範囲が適している。 他方、アニオン型電着塗料は、主としてカルボ
キシル基を持つ樹脂をベースとし、塩基性化合物
で中和、水溶性化（水分散化）してなる陽極析出
型の電着塗料であつて、上記金属部材（被塗物）
を陽極として塗層される。 カルボキシル基を持つ樹脂には、例えば乾性
油（あまに油、脱水ひまし油、桐油など）に無水
マレイン酸を付加して得られるマレイン化樹脂；
ポリブタジエン（１，２−型、１，４−型な
ど）に無水マレイン酸を付加して得られるマレイ
ン化ポリブタジエン；エポキシ樹脂の不飽和脂
肪酸エステルに無水マレイン酸を付加して得られ
る樹脂；高分子量多価アルコール（分子量約
1000以上のもので、エポキシ樹脂の部分エステル
およびスチレン／アリルアルコール共重合体など
も含まれる）に多塩基酸（例えば無水トリメリツ
ト酸、マレイン化脂肪酸、マレイン化油など）を
付加して得られる樹脂；カルボキシル基含有ポ
リエステル樹脂（脂肪酸変性したものも含む）；
カルボキシル基含有アクリル樹脂；グリシジ
ル基もしくは水酸基を含有する重合性不飽和モノ
マーと不飽和脂肪酸との反応生成物を用いて形成
された重合体もしくは共重合体に無水マレイン酸
などを付加せしめた樹脂；などがあげられ、カル
ボキシル基の含有量が酸価に基いて一般に約30〜
約200の範囲のものが適している。そして、これ
らカルボキシル基含有樹脂におけるカルボキシル
基を中和し、上記樹脂を水溶性化（分散性化）す
るための中和剤としては、例えば、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノ
エタノール、などのアルカノールアミン；ジエチ
ルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミ
ン；水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無
機アルキルなどが使用できる。これら中和剤の使
用量は、上記樹脂の酸価に対する理論中和当量の
約0.1〜約1.0倍当量（好ましくは0.4〜0.8倍当量）
の範囲が適当である。 また、上記樹脂を加熱硬化性にするための架橋
剤としては、ヘキサキスメトキシメチルメラミ
ン、ブトキシ化メチルメラミン、エトキシ化メチ
ルメラミンなどの低分子量メラミン樹脂を必要に
応じて使用することができる。 さらに、アニオン型電着塗料には、顔料（着色
顔料、体質顔料、防錆顔料など。顔料の配合量は
樹脂固形分100重量部あたり150重量部以下が好ま
しい）、親水性溶剤、水、添加剤などを必要に応
じて配合し、固形分濃度を約５〜約40重量％に脱
イオン水などで調製し、PH７〜９の範囲に保つて
アニオン電着塗装に供することができる。アニオ
ン電着塗装は常法に従つて行なうことができ、例
えば、浴温15〜35℃、負荷電圧100〜350Vの条件
で、被塗物を陽極として実施することができる。
塗装膜厚は特に製限されないが、通常、硬化塗膜
に基いて10〜40μの範囲とするのが好ましい。 アニオン電着塗膜は原則として100〜200℃、好
ましくは140〜200℃の範囲に加熱して硬化せしめ
られるが、空気乾燥性の不飽和脂肪酸で変性した
樹脂を用いた場合には室温で乾燥させることもで
きる。 金属部材への電着塗装は、この金属部材をプラ
スチツク部材と組立てる前に行なうことが好まし
いが、組み立てた後でもさしつかえない。 一方、プラスチツク部は溶剤蒸気脱脂、研摩、
酸処理、コロナ放電などであらかじめ表面処理を
行なつておくことが好ましい。 本発明においては、上記電着塗装した金属部材
とプラスチツク部材とを組み立てて一体化して自
動車外板部とした後、該両部材表面に水性バリア
ーコートを塗装する。 水性バリアーコート： 水性バリアーコートは、岩塩粒子などによる衝
撃エネルギーを吸収する中間緩衝層として、上記
金属部材の電着塗膜面およびプラスチツク部材面
の両者の面に、中塗り塗装に先立つて塗装される
塗料であつて、本発明では、殊に形成塗膜の静的
ガラス転移温度が０〜−75℃である水を主たる溶
媒もしくは分散媒とする水性組成物が好適に使用
される。 水性バリアーコートは、水性ビヒクルおよび水
を主成分とし、これにさらに必要に応じて粘性付
与剤、有機溶剤、着色顔料、体質顔料、防食顔料
などを適宜含有することができる。 水性ビヒクルとしては、上記電着塗膜および後
記中塗塗膜との付着性にすぐれ、且つ上記範囲の
静的ガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂が好ま
しく、具体的には次のものが挙げられる。 変性ポリオレフイン系樹脂： 例えば、プロピレン−エチレン共重合体（モ
ル比で、約40〜80：約60〜20の範囲が好適）
に、塩素化ポリオレフイン（例えば塩素化率が
約１〜60重量％の範囲のポリプロピレン）を１
〜50重量部、好ましくは10〜20重量部（いずれ
も該共重合体100重量部あたり）を配合してな
る混合物；または上記プロピレン−エチレン共
重合体100重量部あたりマレイン酸もしくは無
水マレイン酸0.1〜50重量部、好ましくは0.3〜
20重量部をグラフト重合せしめたグラフト重合
体などがあげられる。これらの共重合体、塩素
化ポリオレフインおよびグラフト重合体の数平
均分子量は一般に約5000〜約300000の範囲であ
ることが好ましい。 該変性ポリオレフイン系樹脂の水性化に際
し、プロピレン−エチレン共重合体はそれ自体
既知のアニオン、カチオンもしくは非イオン性
のエマルジヨン重合によつて水性化することが
でき、また、該グラフト重合体はカルボキシル
基を塩基性化合物で中和することによつて水溶
性化もしくは水分散化することができ、該塩素
化ポリオレフインは例えば通常、乳化剤の存在
下で水分散化することができる。 スチレン−ブタジエン共重合体： スチレンの含有率が約１〜80重量％、好まし
くは10〜40重量％のブタジエンとの共重合体が
包含され、例えばスチレン及びブタジエンを重
合調製剤、触媒、石けならびに水の存在下で共
重合せしめることによつて該共重合体の水分散
液が得られる。重合温度は100℃以下が好まし
い。また、該共重合体の数平均分子量は約
10000〜約1000000の範囲であることが好まし
い。 ブタジエン樹脂： 上記においてスチレンを用いないで重合す
ることにより得られる水性分散組成物が挙げら
れる。 アクリロニトリル−ブタジエン共重合体： アクリロニトリルの含有率が１〜50重量％、
好ましくは10〜40重量％のブタジエンとの共重
合体が包含され、例えば、アクリロニトリル及
びブタジエンに、必要に応じてアクリル酸、メ
タクリル酸などの官能性モノマーを加え、重合
触媒、分子量調整剤、界面活性剤などの存在下
で水中においてエマルジヨン重合することによ
つて該共重合体の水分散液が得られる。重合温
度は100℃以下が好ましい。該共重合体の数平
均分子量は約10000〜約1000000の範囲が適して
いる。 ポリブテン： イソブチレンを主体にし、必要に応じてノル
マルブチレンを混合し、低温重合することによ
り得られるポリブデンを、乳化剤の存在下で、
約50〜約70℃に加熱し、水を加えて均一に十分
撹拌することによつて該ポリブテンの水性分散
液が得られる。該重合体の数平均分子量は約
1000〜約500000の範囲が好ましい。 アクリル系樹脂： アクリル系エステルおよび（または）メタク
リル酸エステルを主成分とし、さらに必要に応
じてアクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエ
チルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタク
リレートなどの官能性モノマーおよび（また
は）その他の重合性不飽和モノマーからなるビ
ニルモノマー成分を、乳化重合して水分散液と
するか；または溶液重合した後水溶液もしくは
水分散液に変えることによつて得られるものが
包含される。上記アクリル酸エステルとしては
例えば、エチルアクリレート、プロピルアクリ
レート、ｎ−ブチルアクリレート、iso−ブチ
ルアクリレート、３−ペンチルアクリレート、
ヘキシルアクリレート、２−ヘプチルアクリレ
ート、オクチルアクリレート、２−オクチルア
クリレート、ノニルアクリレート、ラウリルア
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−エチルブチルアクリレートなどのアク
リル酸のC_1〜18アルキルエステルが特に好適で
あり、メタクリル酸エステルとしては例えば、
ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレ
ート、２−エチルヘキシルメタクリレート、デ
シルメタクリレート、ラウリルメタクリレー
ト、ステアリルメタクリレートなどのメタクリ
ル酸のC₅〜C₁₈アルキルエステルが特に好まし
い。ここに例示したこれらのアクリル酸エステ
ルおよびメタクリル酸エステルから誘導される
単独重合体の静的ガラス転移温度はいずれも０
℃以下であつて、これらのモノマーから選ばれ
る１種もしくは２種以上のアクリル酸エステル
およびメタクリル酸エステルは上記アクリル樹
脂を形成するためのモノマーとして好適なもの
である。該アクリル樹脂は数平均分子量が約
5000〜約1000000の範囲にあることができる。 さらに、上記〜に励磁したものの他、天
然ゴムラテツクス、メチルメタクリレート−ブ
タジエン共重合体エマルジヨン、ポリクロロプ
レンエマルジヨン、ポリ塩化ビニリデンエマル
ジヨンなども水性バリアーコートの水性ビヒク
ルとして使用することができる。 本発明の水性バリアーコートのビヒクル成分と
しては上記〜に例示したものの中から選ばれ
る１種もしくは２種以上があげられ、このうち
、、、およびから選ばれたものを使用
することが特に好ましい。しかし、上記に例示さ
れていなくても、前記の性能ならびに特性値を有
する塗膜を与える水性ビヒクルであれば同様に使
用できることを理解すべきである。 水性バリアーコートによつて形成される塗膜
は、静的ガラス転移温度（Tg）が０〜−75℃、
好ましくは−30〜−60℃、特に好ましくは−40〜
−55℃の範囲であることが重要で、塗膜のTgが
０℃より高くなると、耐チツピング性、耐食性、
物理的性能などが改善されず、一方、−75℃より
低くなると、耐水性、付着性などが低下するので
好ましくない。 本発明では、これらの水性ビヒクル自体が上記
範囲内の静的ガラス転移温度を有していれば、そ
れ自体でバリアーコートとして使用できるが、上
記範囲から逸脱している場合あるいは範囲内であ
つても静的ガラス転移温度を微調整したい場合な
どにおいて、必要に応じて粘性付与剤を配合する
ことができる。該粘性付与剤としては、上記水性
ビヒクルとの相溶性が良好な樹脂、例えば、ロジ
ン、石油樹脂（クマロン樹脂）、エステルガム、
エポキシ変性ポリブタジエン、低分子量脂肪族エ
ポキシ樹脂、低分子量脂肪族ビスフエノールタイ
プエポキシ樹脂、ポリオキシテトラメチレングリ
コール、酢酸ビニル変性ポリエチレンなどの乳化
水分散液があげられ、これらの樹脂の配合量は固
形分比で上記水性ビヒクル100重量部あたり１〜
50重量部の範囲が好ましい。 また、水性バリアーコートの塗装仕上り性向上
のために、水性バリアーコートには上記水性ビヒ
クルとの親和性もしくは溶解性のすぐれた有機溶
剤、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素；ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカンなどの脂肪族系炭化水素；トリクロル
エチレン、パークロルエチレン、ジクロルエチレ
ン、ジクロルエタン、ジクロルベンゼンなどの塩
素化炭化水素；メチルエチルケトン、ジアセトア
ルコールなどのケトン系溶剤；エタノール、プロ
パノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤；
メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソル
ブアセテートなどのセロソルブ系溶剤などを添加
することも可能である。 さらに、該水性バリアーコートには体質顔料、
着色顔料、防食顔料などを配合してもさしつかえ
ない。これらの顔料の配合量は水性ビヒクル（固
形分）100重量部あたり１〜150重量部の範囲が好
ましい。 特に、上記顔料のうち防食顔料を配合しておく
ことによつて、これを電着塗膜に含有させた場合
に比べて防食性を著しく向上させることが可能と
なることが判明した。水性バリアーコートに配合
することが可能な防食顔料は、金属の腐食を抑制
もしくは防止する機能を持つ顔料であり、単に色
彩を付与するための着色顔料ならびに塗膜の物理
的性質などを調整するための体質顔料とは明確に
区別され、例えば鉛系顔料、クロメート系顔料、
金属粉顔料などの防食顔料をあげることができ
る。本発明の水性バリアーコートに配合しうる防
食顔料は特に制限されないが、水と接触すると防
食機能を有する成分が溶出する組成の顔料が適し
ており、特に、その水抽出液の電気伝導度が
100μ／cm以上、とりわけ300μ／cm以上とな
る防食顔料を使用することが好ましい。 なお、本発明において、防食顔料の水抽出液の
「電気伝導度」の測定は、電気伝導度が1μ／cm
以下の脱イオン水80重量部と防食顔料20重量部と
を混合し、30℃で５日間放置（この間、10分／日
の割合で混合物をカクハンする）後、上澄液（水
抽出液）を取り出し、その電気伝導度を測定する
ことにより行なう。 水抽出液が上記範囲の電導度を有する防食顔料
としては、例えば、ジンククロメート（1570μ
／cm）、ストロンチウムクロメート（973μ／
cm）、クロム酸バリウム（736μ／cm）、クロム
酸カルシウム（8000μ／cm）、塩基性クロム酸
鉛（111μ／cm）、塩基性硫酸鉛（118μ／cm）、
リン酸カルシウム（332μ／cm）、モリブデン酸
亜鉛（333μ／cm）、モリブデン酸カルシウム
（256μ／cm）、リンモリブデン酸アルミニウム
（182μ／cm）、メタホウ酸バリウム（1540μ／
cm）、メタバナジン酸アンモニウム（7450μ／
cm）などがあげられ（カツコ内は水抽出液の電気
伝導度である）、これらはそれぞれ単独でもしく
は２種以上組合わせて使用できる。このうち、特
に好ましくはジンククロメート、ストロンチウム
クロメート、クロム酸バリウムおよびクロム酸カ
ルシウムから選ばれる防食顔料が用いられる。こ
れらの防食顔料の配合量は、一般に、水性ビヒク
ル100重量部（固形分）あたり１〜150重量部、好
ましくは２〜50重量部の範囲が適している。 そして、水性バリアーコートに配合した防食顔
料による防食機能を十分に発揮させるために、該
バリアーコートの被塗面である電着塗膜の吸水率
を0.3〜20重量％、特に0.5〜５重量％の範囲に調
整しておくことが好ましい。 ここで、電着塗膜の「吸水率」は、電着塗料を
硬化膜厚が20μ（塗布面積５×５cm）になるよう
に塗布し、その成分に応じた条件で焼付けた後、
該塗膜を単離して50℃の温水に48時間浸漬し、引
き上げ直後の塗膜とそれを105℃で１時間乾燥し
た後の塗膜の重量をそれぞれ測定し、これらの結
果を次式に算入して求めた値である。 塗膜の吸水率（％）＝（温水から引上げた直後の
塗膜重量）−（乾燥後の塗膜重量）／（乾燥後の塗膜重
量）×100 電着塗膜の吸水率をこのように調整することに
よつて、該電着塗膜面上に塗り重ねた防食顔料を
含む水性バリアーコート塗膜から水抽出された該
防食顔料の水抽出成分が該電着塗膜内を容易に浸
透して金属部材面における陽極（もしくは陰極）
抑制効果を顕著にし、金属部材を保護するものと
推察される。吸水率の調整は、塗膜の架橋密度、
親水基の導入、体質顔料の配合量などによつて容
易に行なわれる。 したがつて、この方法によれば、電着塗料に防
食顔料を配合する必要は特にないので、該塗料の
貯蔵安定性、塗膜の平滑性などを向上させること
もできる。 本発明において、該バリアーコートの形成塗膜
に関し、その塗膜の静的ガラス転移温度が前記範
囲内に含まれていることは必須であるが、さら
に、該塗膜自体の引張り破断強度伸び率を、−20
℃の雰囲気において引張速度20mm／分で、200〜
1000％、特に300〜700％の範囲に調整しておく
と、最終塗膜の耐チツピング性、防食性などを一
層向上させることができる。 なお、本発明で用いる水性バリアーコートの形
成塗膜の「静的ガラス転移温度」は示差走査型熱
量計（第二精工舎製DSC−10型）で測定した値
である。また、「引張破断強度伸び率」は、恒温
槽付万能引張試験機（島津製作所オートグラフＳ
−Ｄ型）を用い、−20℃において、試料の長さ20
mm、引張速度20mm／分で測定した値である。これ
らの測定に使用する試料（バリアーコート塗膜）
は、該バリアーコートを形成塗膜に基いて25μに
なるようにブリキ板に塗装し、120℃で30分焼付
けたのち、水銀アマルガム法により単離したもの
である。 上記バリアーコートによつて形成される塗膜
は、プラスチツク部材面、金属部材に塗装した電
着塗膜面及び後述する中塗塗膜との付着性に優れ
ていることも重要なフアクターであり、それぞれ
の面に対する付着力は少なくとも25Kg／cm²以上で
あることが望ましい。ここで付着力は、プラスチ
ツク部材面、および電着塗面に塗装したバリアー
コート塗面、または該バリアーコート塗面にさら
に中塗塗装した中塗塗面にアタツチメントを固着
し、抗張力測定装置で該アタツチメントを剥離す
るのに要したエネルギー（Kg／cm³）である。すな
わち、各塗料を所定の条件で塗装し、硬化させた
後、バリアーコート塗面および中塗塗面に、該塗
面との接触面が直径５mmの円形であるアタツチメ
ントをエポキシ樹脂系二液形接着剤で固着し、次
いで、該アタツチメントを、シヨツパー式抗張力
測定装置（上島製作所製）で、20℃において、引
つ張り速度50mm／分で各塗膜から垂直方向に剥離
するのに要する動力（Kg／cm²）を測定する。 該バリアーコート塗膜における上記特性値の調
節は主としてビヒクル成分の種類、組成などの選
択によつて行なわれるが、さらに粘性付与剤の添
加、顔料の配合などによつても可能である。 本発明において、水性バリアーコートは、前記
電着塗膜を加熱硬化した後もしくは未硬化の状態
のいずれかで、該電着塗面およびプラスチツク部
材に塗装する。その塗装方法には特に制限はな
く、例えば、スプレー塗装、ハケ塗り、浸漬塗
装、静電塗装などを用いることができ、また塗装
膜厚は形成塗膜にもとづいて１〜20μ、特に５〜
15μとするのが好ましい。 バリアーコート塗膜面に中塗り塗料を塗装する
にあたり、該バリアーコートは予め焼付けておく
ことが好ましいが、焼付けることなくウエツトオ
ンウエツトで中塗り塗料を塗装してもさしつかえ
ない。バリアーコート塗膜の焼付温度は、プラス
チツク部材が熱変形しない範囲であればよく、具
体的には約60〜約140℃、特に80〜120℃の範囲が
適している。 なお、プラスチツク部材への上、中塗り塗料の
静電塗装を向上させる目的で、該バリアーコート
には導電性物質を配合してバリアーコート塗膜の
体積固有抵抗値を10⁷Ωcm以下、特に10〜10⁵Ωcm
に調整しておくことが好ましい。導電性物質とし
ては、例えば、導電性カーボン、銀、ニツケル、
アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化スズ、酸化タン
グステンなどの粉末があげられ、これらはバリア
ーコート塗膜の物理性能の低下を生じない範囲内
で配合され、具体的には水性バリアーコート用樹
脂100重量部あたり100重量部以下が好ましい。 中塗り塗料： 上記バリアーコート塗面に塗装される中塗り塗
料としては、付着性、平滑性、鮮映性、耐オーバ
ーベイク性、耐候性などにすぐれたそれ自体既知
の金属製もしくはプラスチツク製自動車外板用の
中塗り塗料が使用できる。具体的には、油長30％
以下の短油もしくは超短油アルキド樹脂またはオ
イルフリーポリエステル樹脂とアミノ樹脂とをビ
ヒクル主成分とする有機溶液形熱硬化性中塗り塗
料があげられる。これらのアルキド樹脂およびポ
リエステル樹脂は、水酸基価60〜140および酸価
300以下で、しかも変性油として不飽和油（もし
くは不飽和脂肪酸）を用いたものが好ましく、ま
た、アミノ樹脂は、アルキル（好ましくは炭素数
１〜５個のもの）エーテル化したメラミン樹脂、
尿素樹脂ベンゾグアナミン樹脂などが適してい
る。これら両樹脂の配合比は、固形分重量に基い
て、アルキド樹脂および（または）オイルフリー
ポリエステル樹脂65〜85％、特に70〜80％、アミ
ノ樹脂35〜15％、特に30〜20％であることが好ま
しい。さらに、上記アミノ樹脂の少なくとも一部
をポリイソシアネート化合物やブロツク化ポリイ
ソシアネート化合物に代えることができる。 また、該中塗り塗料の形態は、有機溶液型が最
も好ましいが、上記ビヒクル成分を用いた非水分
散液型、ハイソリツド型、水溶液型、水分酸液
型、粉体型などであつてもさしつかえない。本発
明では、中塗り塗膜の硬度（鉛筆硬度）は一般に
3B以上の範囲にあることが好ましい。さらに、
該中塗り塗料には、体質顔料、着色顔料、その他
の塗料用添加剤などを必要に応じて配合すること
ができる。 本発明において、上記バリアーコート塗膜面へ
の中塗り塗料の塗装は、前記バリアーコートと同
様な方法で行なうことができ、塗装膜厚は硬化後
の塗膜に基づいて10〜50μ、好ましくは20〜40μ
の範囲とするのが好ましく、塗膜の硬化温度はビ
ヒクル成分によつて異なり、加熱硬化する場合
は、プラスチツク部材が変形しない温度、例えば
約60〜約140℃、特に80〜120℃の範囲の温度で加
熱することが好ましい。 上塗り塗料： 前記中塗り塗面に塗装される上塗り塗料として
は、被塗物に美粧性を付与する上塗り塗料が使用
される。具体的には、仕上り外観（鮮映性、平滑
性、光沢など）、耐候性（光沢保持性、保色性、
耐白亜化性など）、耐薬品性、耐水性、耐湿性、
硬化性などにすぐれた塗膜を形成するそれ自体既
知のプラスチツク用もしくは金属用塗料が使用で
き、例えば、アミノ−アクリル系樹脂、アミノ−
アルキド系樹脂、アミノ−ポリエステル系樹脂な
どをビヒクル主成分とする塗料があげられる。こ
れらの塗料の形態は特に制限されず、有機溶液
型、非水分散液型、水溶（分散）液型、粉体型、
ハイソリツド型など任意の形態のものが使用でき
る。塗膜の乾燥または硬化は、常温乾燥、加熱乾
燥、活性エネルギー線照射などによつて行なわれ
る。本発明において、これらの上塗り塗料の形成
塗膜は、鉛筆硬度が通常2B以上であつて、特に
4H以上に調製すると、耐スリキズ性などが向上
すると共に、小石などによる塗膜表面への衝撃エ
ネルギーが集中することなく分散するので、耐チ
ツピング性が一層改良される。 本発明において用いる上塗り塗料は、上記のビ
ヒクルを主成分とする塗料にメタリツク顔料およ
び（または）着色顔料を配合したエナメル塗料
と、これらの顔料を全くもしくは殆んど含まない
クリヤー塗料のいずれのタイプのものであつても
よく、これらの塗料を用いて上塗り塗膜を形成す
る方法として、例えば次の方法があげられる： メタリツク顔料、必要に応じて着色顔料を配
合してなるメタリツク塗料、または着色顔料を
配合してなるソリツドカラー塗料を塗装し、加
熱硬化する方法（１コート１ベーク方式による
メタクリツクまたはソリツドカラー仕上げ）。 メタリツク塗料またはソリツドカラー塗料を
塗装し、加熱硬化した後、さらにクリヤー塗料
を塗装し、再度加熱硬化する方法（２コート２
ベーク方式によるメタリツクまたはソリツドカ
ラー仕上げ）。 メタリツク塗料またはソリツドカラー塗料を
塗装し、続いてクリヤー塗料を塗装した後、加
熱して該両塗膜を同時に硬化する方法（２コー
ト１ベーク方式によるメタリツクまたはソリツ
ドカラー仕上げ）。 これらの上塗り塗料は、いずれも、スプレー塗
装、静電塗装などで塗装することが好ましい。ま
た、塗装膜厚は、乾燥塗膜に基いて、上記では
25〜40μの範囲、上記およびでは、メタリツ
ク塗料ならびにソリツドカラー塗料は10〜30μの
範囲、クリヤー塗料は25〜50μの範囲がそれぞれ
好ましい。加熱硬化する場合の温度はビヒクル成
分によつて任意に採択できるが、一般にはプラス
チツク部材の熱変形温度以下であり、例えば約60
〜約140℃、特に80〜120℃で10〜40分間加熱する
のが好ましい。 上記中塗りおよび上塗り塗膜の「鉛筆硬度」
は、ガラス板に塗装し硬化せしめた硬化塗膜厚が
30μの試験板を20℃に保持し、シンの先端を平に
研ぎ角を鋭くした鉛筆（三菱製図用鉛筆“ユニ”）
を45度の角度で持ち、シンが折れない程度に強く
該塗面に押しつけながら約１cm（３秒／cm）動か
し、鉛筆による傷の軌跡が残らない最も硬い鉛筆
の硬さで評価したときの値である。 本発明の方法に従い、プラスチツク部材と電着
塗装した金属部材とを組立ててなる自動車外板部
に、上記のごとく、バリアーコート塗装−中塗り
塗装−上塗り塗装によつて形成した複層塗膜の性
能は、バリアーコート塗装を省略して形成した塗
膜に比べて、仕上り外観（例えば、平滑性、光
沢、鮮映性など）、耐水性、耐候性などがすぐれ、
さらに、耐チツピング性、防食性、物理的性質な
どが著しく改良されるという特徴がある。また、
本発明の方法によれば、金属部材部分およびプラ
スチツク部分を同一の中塗料および上塗塗料で塗
装することが可能となるので、両部材間の色の不
一致が解消される。 次に、本発明を実施例および比較例によつてさ
らに説明する。 試料の調製 (1) 金属部材： ボンデライト井3030（日本パーカーライジン
グ(株)製、リン酸亜鉛系金属表面処理剤）で化成
処理した鋼板（大きさ300×90×0.8mm）。 (2) プラスチツク部材：トリクロルエタンで蒸気
脱気したポリアミド樹脂板（大きさ300×90×
0.8mm）。 (3) 電着塗料： (A) カチオン型電着塗料：エレクトロン＃9200
（関西ペイント(株)製、エポキシポリアミド系
カチオン型電着塗料、グレー色）。硬化塗膜
の吸水率：4.2重量％。防食顔料を含まない。 (B) カチオン型電着塗料：上記(A)のカチオン型
電着塗料に、塩基性クロム酸鉛（防食顔料）
を樹脂固形分100重量部あたり２重量部配合
したもの。硬化塗膜の吸水率：4.2重量％。 (C) アニオン型電着塗料：エレクロン＃7200
（関西ペイント(株)製、ポリブタジエン系アニ
オン型電着塗料、ストロンチウムクロメート
（防食顔料）を樹脂固形分100重量部あたり１
重量部含有）。硬化塗膜の吸水率：3.6重量
％。 (4) バリアーコート (A) プロピレン／エチレン共重合体（モル比
70／30、数平均分子量：約200000）100重量
部あたりマレイン酸を10重量部グラフト重合
せしめた樹脂の中和、水分酸液（形成塗膜の
静的ガラス転移温度：−41℃、引張破断強度
伸び率：400％）。 (B) 上記(A)のグラフト樹脂100重量部あたりジ
ンククロメート（防食顔料）を３重量部およ
びプリンテツクスＬ−６（デグサ社製、導電
性カーボン）15重量部配合してなる組成物の
中和、水分散液。形成塗膜の静的ガラス転移
温度：−41℃、引張破断強度伸び率：360％。 (C) スチレン30重量％とブタジエン70重量％と
からなる成分を常法に従つてエマルジヨン重
合を行なつて得た水分散液に、重合体100重
量部（固形分）あたりプリンテツクスＬ−６
を20重量部配合したもの（形成塗膜の静的ガ
ラス転移温度：−48℃、引張破断強度伸び
率：420％）。 (D) アクリロニトリル30重量％、ブタジエン67
重量％およびアクリル酸３重量％からなる組
成物を常法に従つてエマルジヨン重合を行な
い、次いで該共重合体100重量部あたりスト
ロンチウムクロメート（防食顔料）を６重量
部およびプリンテツクスＬ−６を20重量部配
合してなる水分散液（形成塗膜の静的ガラス
転移温度：−50℃、引張破断強度伸び率：
470％）。 (E) イソブチレンとノルマルブチレンとからな
る共重合体の乳化水分散液（形成塗膜の静的
ガラス転移温度：−55℃、引張破断強度伸び
率：600％）。 (F) ノニルアクリレート60重量％、２−エチル
ヘキシルアクリレート20重量％、メチルアク
リレート15重量部およびヒドロキシエチルア
クリレート５重量部からなる組成物のエマル
ジヨン重合体100重量部あたりクロム酸バリ
ウム（防食顔料）10重量部およびプリンテツ
クスＬ−６を25重量部配合してなる水分散液
（形成塗膜のガラス転移温度：−48℃、引張
破断強度伸び率：330％）。 (G) 上記(F)のエマルジヨン重合体からなる水分
散液（形成塗膜の静的ガラス転移温度：−38
℃、引張破断強度伸び率：380％ (H) ヘキサデシルアクリレート60重量％、２−
エチルヘキシルアクリレート20重量％、メチ
ルアクリレート15重量％およびヒドロキシエ
チルアクリレート５重量％からなる組成物を
エマルジヨン重合してなる水分散液（静的ガ
ラス転移温度：＋４℃）。 (I)：ノニルアクリレート60重量％、メチルアク
リレート15重量％と、ヒドロキシエチルアク
リレート５重量％およびｔ−ブチルメタクリ
レート20重量％からなる組成物のエマルジヨ
ン重合体にクロム酸バリウム（防食顔料）を
該重合体100重量部あたり10重量部配合して
なる水分酸液（静的ガラス転移温度：−27
℃、−20℃における引張破断強度伸び率：215
％） (4) 中塗り塗料： アミノラツクＮ−２シーラー（関西ペイント
(株)製、アミノポリエステル樹脂系中塗り塗料）。 (5) 上塗り塗料： (A) マジクロンブラツク〔関西ペイント(株)製、
アミノ−アクリル樹脂系上塗り塗料、１コー
ト１ベーク用黒色塗料、鉛筆硬度5H（200
℃）〕。 (B) マジクロンシルバー〔関西ペイント(株)製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート
１ベーク用シルバーメタリツク塗料、鉛筆硬
度Ｈ（20℃）〕。 (C) マジクロンクリヤー（関西ペイント(株)製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート
１ベーク用クリヤー塗料、鉛筆硬度Ｈ（20
℃）〕。 実施例１〜16、比較例１〜７ 上記で準備した金属部材に電着塗料を次の条
件で塗装した。 カチオン電着塗装条件：浴固形分濃度19重量
％、浴温度28℃、PH6.5、負荷電圧約250V、180
秒間通電。 アニオン電着塗装条件：浴固形分濃度12重量
％、浴温度30℃、PH7.8、負荷電圧約200V、180
秒間通電。 上記いずれもの場合も電着塗装後水洗し、170
℃で30分焼付ける。塗装膜厚は硬化塗膜にもとづ
いて20μである。 次に、このように電着塗料を塗装した金属部材
と前記プラスチツク部材とを組み合わせてなる被
塗物の両部材表面に、バリアーコートをエアース
プレーで、そして中塗り塗料および上塗り塗料を
静電塗装でそれぞれ後記第１表に示したごとく塗
装した。膜厚はいずれも硬化塗膜に基くものであ
る。 上塗り塗装において、「1C1B」は上塗り塗料Ａ
を塗装後、140℃で30分焼付けた塗装システムで
あり、「2C1B」は上塗り塗料ＢならびにＣをウエ
ツトオンウエツトで塗り重ねた後、120℃で30分
焼付けて該両塗膜を同時に硬化せしめるシステム
である。 比較例 ８ 金属部材に電着塗料(A)、中塗り塗料、上塗り塗
料(B)または(C)を前記と同様に塗装し、一方、プラ
スチツク部材に下記のプラスチツク用塗料(A)、(B)
または(C)を常法に従つて塗装したのち、該両部材
を組み立てた。 プラスチツク用塗料： (A) ソフレツクス＃2500プライマー（関西ペイン
ト(株)製、プラスチツク用下塗り塗料、ポリオレ
フイン−ウレタン系） (B) ソフレツクス＃1400シルバーメタリツク（関
西ペイント(株)製、プラスチツク用メタリツク塗
料、アミノポリエステル系） (C) ソフレツクス＃500クリヤー（関西ペイント
(株)製、プラスチツク用クリヤー塗料、ウレタン
アクリル系） 比較例 ９ バリアーコート(F)の代りにバリアーコート(I)を
使用する以外、実施例６と同様にして塗装を行な
つた。 性能試験結果 上記の試験実施例および比較例において塗装し
た塗板を用いて塗膜性能試験を行なつた。その結
果を後記第２表に示す。 〔試験方法〕 （＊１）耐チツピング性： 試験機器：Ｑ−Ｇ−Ｒグラベロメーター（Ｑ
パネル会社製品） 吹付けられる石：直径約15〜20ｍ／ｍの砕石 吹付けられる石の容量：約500ml 吹付けエアー圧力：約４Kg／cm² 試験時の温度：約20℃ 試験片を試験片保持台にとりつけ、約４Kg／cm²
の吹付けエアー圧力で約500mlの砕石を試験片に
発射せしめた後、その塗面状態および耐塩水噴霧
性を評価した。塗面状態は目視観察し下記の基準
で評価し、耐塩水噴霧性は試験片をJIS Z2371に
よつて960時間、塩水噴霧試験を行ない、次いで
塗面に粘着セロハンテープを貼着し、急激に剥離
した後の被衝撃部からの発錆の有無、腐食状態、
塗膜ハガレなどを観察する。 塗面状態 ◎（良）：上塗り塗膜の一部に衝撃によるキズ
が極く僅か認められる程度で、電着塗膜の剥
離は全く認められない。 △（やや不良）：上塗りおよび中塗り塗膜に衝
撃によるキズ剥れが多く認められ、しかも電
着塗膜にも剥れが散見される。 ×（不良）：上塗りおよび中塗り塗膜の大部分が
剥離し、被衝撃部およびその周辺を含めた被
衝撃部の電着塗膜が剥離。 耐塩水噴霧 ◎：発錆、腐食、塗膜ハガレなどは認められな
い。 ○：錆、腐食および塗膜ハガレが少し認められ
る。 △：錆、腐食および塗膜ハガレがやや多く認め
られる。 ×：錆、腐食および塗膜ハガレが著しく発
生。 （＊２）耐衝撃性： JIS K5400−1979 6.13.3B法に準じて、０℃の
雰囲気下において行なう。重さ500ｇのおもりを
50cmの高さから落下して塗膜の損傷を調べる。 （＊３）付着性： JIS K5400−1979 6.15に準じて塗膜に大きさ
１×１mmのゴバン目を100個作り、その表面に粘
着セロハンテープを貼着し、急激に剥した後の塗
面を評価する。 （＊４）耐水性： 40℃の水に10日間浸漬した後の塗面を評価す
る。 （＊５）色差： JIS Ｚ 8730に準じて、金属部材とプラスチツ
ク部材との色差を測定した。 なお表中、Ｓは金属部材、Ｐはプラスチツク部
材にそれぞれ形成した塗膜の性能である。

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属部材とプラスチツク部材とを組立ててな
   る自動車外板部の塗装法であつて、金属部材に電
   着塗料をあらかじめ塗装しておき、次いで該外板
   部の両部材に、形成塗膜の静的ガラス転移温度が
   −30〜−60℃である水性バリアーコートを塗装し
   た後、中塗り塗料及び上塗り塗料を塗装すること
   を特徴とする自動車外板部の塗装法。