JPH0568930A

JPH0568930A - 塗装方法

Info

Publication number: JPH0568930A
Application number: JP23643491A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sasaki; 真二佐々木; Hiroyuki Uemura; 浩行植村; Yoshiaki Marutani; 義明丸谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】ベースコートに水性塗料組成物を使用しクリ
ヤーコートに無溶剤塗料組成物を使用した場合のクリヤ
ーコートとベースコートとの相溶を防止する。【構成】水性のベースコート用塗料組成物を被塗装物
１表面に塗布して基層塗膜２を形成させ、この基層塗膜
２が固化する前に基層塗膜２に高分子吸水剤が添加され
た低分子量のクリヤーコート用無溶剤塗料組成物を塗布
して上層塗膜３を形成させ、その後プレヒート処理を行
って後、引き続き焼付け処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水性のベースコート用
塗料組成物と低分子量の樹脂からなるクリヤーコート用
塗料組成物とを併用する塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年環境保全に対する関心の高まりに起
因して、溶剤の放出について厳しい規制が課される傾向
にある。そこで、溶剤の使用が少なくても所定の目的を
達成することができる塗料の開発が嘱望されることとな
り、種々のものが提案されている。そのような塗料とし
てはまず有機溶剤の使用量が少ない高固形分ペイントが
あげられ、また、有機溶剤をまったく使用しないものと
しては粉体塗料があげられる。一方、塗装の仕上がりに
ついても美麗でなければならず、そのため低溶剤である
と共に、仕上がりがきれいな塗料組成物についての要望
は強い。

【０００３】ところで、高固形分ペイントは従来からあ
る塗料組成物を対象として、ただ単に溶剤の量を少なく
したものであるから、塗布が困難で仕上がりも期待する
ほど美麗ではない。また、粉体塗料については材料その
ものおよび塗装方法に関し解決すべき問題点も多く、未
だ確立した技術ではない。

【０００４】そのような情況にあって、低分子量の合成
樹脂が塗料組成物として注目されている。というのは、
低分子量の合成樹脂は、常温よりも若干高めの温度で液
状となるため必ずしも溶剤は必要ではなく、その結果溶
剤の使用による環境悪化を根本から断ち切ることができ
るからである。また、溶融したときの粘度が極めて低い
ため塗布が容易であり、硬化開始温度も合成樹脂の塗料
組成物としては、従来のものに比べて低く設定すること
ができるために、焼付け処理も容易であるなどその取扱
い性が優れている。加えて塗装の表面の仕上がり状態も
良好であるため、自動車のクリヤーコート用として好適
に使用される可能性を含んでいる。クリヤーコートとし
て使用する場合、その下層のベースコートは水性の塗料
組成物が採用されることが多い。特に金属性の光沢を有
するいわゆるメタリック塗装を行う場合は、ベースコー
トとして通常水性の塗料組成物が採用される。

【０００５】上記のような低分子量の塗料組成物に適し
た合成樹脂としては、ポリエステルポリオール系ウレタ
ン樹脂が例示され、例えば特開昭６４−６９６７１号公
報に、ひまし油とポリオールとポリイソシアネートとを
反応させてなるウレタン樹脂塗料として開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ベースコー
トとして水性の塗料組成物を使用し、クリヤーコートと
して上記低分子量の塗料組成物（以下、無溶剤塗料組成
物という）をウエット・オン・ウエットで塗布した場
合、それらの境界面においては両者の分子量に大きな差
が存在するため、エントロピーが増大する方向に作用
し、低分子量の無溶剤塗料組成物から高分子量の水性塗
料組成物の方向に分子が侵入してそれらは互いに相溶す
る。互いに相溶すると、透明なクリヤーコートが着色し
たベースコート中に不規則に没入した状態になるため、
それが乱反射を起こして色に濁りを生じ、結局塗装の仕
上がりが美麗ではなくなる。

【０００７】本発明の塗装方法は、従来の上記のような
不都合を解消するものであって、ベースコートに水性の
塗料組成物を使用し、クリヤーコートに低分子量の無溶
剤塗料組成物を使用した場合のクリヤーコートとベース
コートとの相溶を防止する塗装方法を提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
塗装方法は、水性のベースコート用塗料組成物を被塗装
物表面に塗布して基層塗膜を形成させ、この基層塗膜が
固化する前に基層塗膜上に、高分子吸水剤が添加された
低分子量のクリヤーコート用無溶剤塗料組成物を塗布し
て上層塗膜を形成させ、その後プレヒート処理を行って
後、引き続き焼付け処理を行うことを特徴とするもので
ある。

【０００９】本発明の請求項２に係る塗装方法は、上記
プレヒート処理を行う前に、上層塗膜の上に高分子吸水
剤が添加されていない低分子量のクリヤーコート用無溶
剤塗料組成物を塗布することを特徴とするものである。

【００１０】以下本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明は、特にベースコートとして通常の
水溶性の塗料組成物を用い、クリヤーコートとして低分
子量の無溶剤塗料組成物を用いる場合の塗装方法に関す
るものである。

【００１２】塗料組成物は、通常、着色剤である顔料
と、樹脂や油などの有機化合物（通常「樹脂」とのみ総
称される）と、塗布後樹脂と反応して網の目状の被膜を
形成させる硬化剤と、触媒などの添加剤と、以上の材料
を溶解する溶剤とから構成される。クリヤーコート用の
塗料組成物の場合通常顔料は使用されない。上記材料の
うち溶剤は塗料組成物の濃度を調整し、塗装性を向上さ
せるためのものである。

【００１３】本発明で用いる水性塗料は、いわゆるエマ
ルジョン塗料と称されるものである。エマルジョン塗料
は、高分子の樹脂成分がコロイドを形成して水中に浮遊
しているものであり、加熱による水の蒸発によってコロ
イド膜が破壊し、樹脂成分同士が結合しあって被膜を形
成する。スチレンブタジエン系、サク酸ビニル系、ポリ
アクリル酸エステル系などのエマルジョン塗料がある
が、被膜の明度、被塗装物への密着性、可撓性、耐薬品
性、耐候性の面でアクリル系のものが優れている。メタ
リック塗装を施すときは、この水性塗料の中に金属粉を
混入したものを使用する。溶剤は水であるから環境保全
上好ましい。

【００１４】本発明で用いる低分子量の無溶剤塗料組成
物としては、ポリエステル系の樹脂またはアクリル系の
樹脂が好適に使用される。それらと所定の硬化剤とを混
合して低分子量の塗料組成物を得ることができる。

【００１５】ポリエステル系の樹脂成分としては、カル
ボン酸含有ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリエステル
樹脂とメチル無水フタル酸との混合物などが好適であ
る。また、それらと混合される硬化剤としては、エポキ
シ化合物、メラミンまたはイソシアネートなどが使用さ
れる。

【００１６】アクリル系の樹脂成分としては、水酸基含
有アクリル樹脂、水酸基含有アクリル樹脂とメチル無水
フタル酸との混合物、水酸基含有エポキシアクリル樹
脂、エポキシアクリル樹脂と水酸基含有アクリル樹脂と
の混合物、脂環式エポキシモノマー共重合アクリル樹脂
またはカルボン酸含有アクリル樹脂とエポキシ基含有ア
クリル樹脂との混合物などが好適であり、それらと混合
される硬化剤としては、イソシアネート、メラミン、エ
ポキシ化合物、メチル無水フタル酸、酸無水物などが使
用される。

【００１７】上記のような樹脂成分は、特に低分子量と
なるように調製される。この場合、低分子量とはその数
平均分子量が３００以上１０００未満であることをい
う。この範囲の分子量の樹脂は、その製造条件を適正に
設定することによって容易に得ることができる。

【００１８】そして、樹脂成分に硬化剤を混入した塗料
組成物に触媒を混入してその硬化温度を調整する。触媒
としては、４級ホスホニウム塩、４級アンモニウム塩、
スルホン酸、リン酸エステル、イソシアネート、ジフェ
ニルシランまたはアセチルアセトンアルミニウムなどが
用いられる。なお、高温硬化型の塗料組成物としては、
上記の他ウレタン系のものも使用することができる。

【００１９】本発明で使用する低分子量の無溶剤塗料組
成物は、上記のような樹脂成分と硬化剤と触媒との組み
合わせを適正なものにすることによって得ることができ
る。その組み合わせの一例を表１に示した。この表１
は、縦の欄に樹脂の系を、横の欄にその樹脂成分とそれ
に添加される硬化剤および触媒とを表したものである。
この表１のような樹脂と硬化剤と触媒との組み合わせが
本発明において用いる塗料組成物として適している。

【００２０】本発明は、上記のようなベースコートとし
ての水性塗料組成物と、クリヤーコートとしての無溶剤
塗料組成物との境界面における相溶をなくすべくなされ
たものである。

【００２１】そのために本発明の塗装方法においては、
予めクリヤーコート用無溶剤塗料組成物に高分子吸水剤
を添加しておく。高分子吸水剤は、保水性が極めて良好
な高分子化合物であり、例えば、デンプン−アクリル酸
グラフト系重合体、アクリル酸ビニル−アルコール系共
重合体、アクリル酸ソーダ系重合体、アクリル酸ソーダ
−アクリルアミド系共重合体などがあげられる。これら
を微粉状に粉砕したものを無溶剤塗料組成物に添加す
る。

【００２２】このような高分子化合物は、自重の１００
倍ないし１０００倍の水を吸水保持する能力があるため
吸水剤として優れている。高分子吸水剤の添加量は、無
溶剤塗料組成物の１重量％ないし１０重量％とされる場
合が多い。

【００２３】塗膜の形成は、まず被塗装物に水性のベー
スコート用塗料組成物を塗布して基層塗膜を形成させる
ことから行う。この塗膜の膜厚は２０μないし３０μと
されることが多い。

【００２４】その後ウエット・オン・ウエットで上記高
分子吸水剤が混入されたクリヤーコート用無溶剤塗料組
成物を塗り重ねて上層塗膜を形成させる。この塗膜の膜
厚は１０μないし２０μとされる場合が多い。

【００２５】上記基層塗膜と上層塗膜とが積層形成され
て後、プレヒート処理が行われるが、このプレヒート処
理を行う前に、上層の上に更に高分子吸水剤が添加され
ていない低分子量のクリヤーコート用無溶剤塗料組成物
を塗布してもよい（請求項２記載の塗装方法）。この場
合の膜厚は２０ないし３０μとされる。

【００２６】プレヒート処理は、水性塗料組成物の溶剤
である水を蒸発させるために行うものである。通常約８
０℃で約２０分間プレヒートする。

【００２７】プレヒートが完了すれば、乾燥炉に被塗装
物を装填して通常の焼付け処理を行う。この焼付け温度
は約１４０℃、焼付け時間は約３０分である。

【００２８】

【作用】本発明の塗装方法においては、以上説明したよ
うに水性塗料組成物の基層塗膜と無溶剤塗料組成物の上
層塗膜とは湿潤状態で互いに接触しているので、基層を
形成している水性塗料組成物に含まれている水分は、上
層を形成している無溶剤塗料組成物に含まれている高分
子吸水剤によって吸水される。そうすると、吸水剤の微
小粒子は自身の体積の１００倍ないし１０００倍に膨張
するため、上記２層の境界面で互いに他の膨張した粒子
と当接して平面的な境界膜を形成するから、この膜が基
層の水性塗料組成物と上層の無溶剤塗料組成物との接触
を遮断し、それらの相溶を回避させる。

【００２９】この状態でプレヒート処理を施せば、水性
塗料組成物中および上記境界膜中の水分は蒸発し、基層
は固化して被膜を形成すると共に、境界膜も消滅する。
そして、その後焼付け処理を行うと、上層の無溶剤塗料
組成物が互いに重合して被膜を形成する（請求項１）。

【００３０】上層の上に更に高分子吸水剤を添加してい
ない無溶剤塗料組成物によって塗膜を形成させておけ
ば、塗装の仕上がりは更に美麗になる（請求項２）。

【００３１】

【実施例】以下本発明を、実施例を基に更に説明する。

【００３２】実施例１まず、各塗料組成物を調製した。水性塗料組成物は樹脂
成分としてアクリルエマルジョンを用い、それに水溶性
のメラミンを混入したものを採用した。これにアルミニ
ウムの微粉を添加している。

【００３３】低分子量の低温硬化型無溶剤塗料組成物と
しては、水酸基含有のポリエステル樹脂に硬化剤として
イソシアネートを混入したものを用いた。それに高分子
吸水剤としてアクリル酸ビニルアルコール共重合体を添
加している。有機溶剤は使用していない。

【００３４】それらの量的な割合は以下の通りとした。水性塗料組成物アクリルエマルジョン６５重量％水溶性メラミン２５重量％アルミニウム粉１０重量％無溶剤塗料組成物水酸基含有ポリエステル樹脂４７重量％（低温硬化型）イソシアネート４７重量％アクリル酸ビニルアルコール共重合体６重量％。

【００３５】まず、図１上段に示すように、常温で被塗
装物１の表面に水性塗料組成物をスプレー塗布して基層
塗膜を２を形成させた。塗膜の厚さは２５μとしてい
る。

【００３６】上記スプレー塗布完了後直ちに、図１中段
に示すように、５０℃に加温した無溶剤塗料組成物をホ
ットスプレー塗布して上層塗膜３を形成させた。塗膜の
厚さは１０μとしている。そうすると、図１下段に示す
ように、基層と上層との境界に、水性塗料組成物中の水
分を吸水したアクリル酸ビニルアルコール共重合体によ
る境界膜４が形成した。この境界膜４に遮られて、基層
塗膜２と上層塗膜３とが互いに相溶しないことを確認す
ることができた。

【００３７】つぎに、上記境界膜４が形成した被塗装物
１の表面に熱線を照射して８０℃に加熱するプレヒート
処理を施したところ、水性塗料組成物中および境界膜中
の水分が蒸発して、基層塗膜２は固化すると共に、境界
膜４は消滅した。

【００３８】境界膜４が消滅した被塗装物１を、通常の
乾燥炉に装填して１４０℃で３０分間焼付け処理を施し
た。焼付け処理完了後、塗装状態を観察したところ、水
性塗料組成物と無溶剤塗料組成物との相溶が起こってい
ないことから、塗面の曇りや乱反射による明度および彩
度の不均一は見出すことができなかった。

【００３９】実施例２水性塗料組成物および無溶剤塗料組成物は実施例１のも
のと全く同じものを用い、実施例１と同様に被塗装物１
上に基層塗膜を２と上層塗膜３とを形成させた。その
後、上層塗膜３の上に更に高温硬化型の無溶剤塗料組成
物を５０℃のホットスプレーにより塗布して表層塗膜５
を形成させた。この場合も有機溶剤は全く使用していな
い。表層塗膜５の膜厚は３０μとした。

【００４０】無溶剤塗料組成物の組成は以下の通りであ
る。無溶剤塗料組成物水酸基含有ポリエステル樹脂７０重量％（高温硬化型）メラミン３０重量％。

【００４１】そして、実施例１と同様にプレヒート処理
を施し、引き続き通常の乾燥炉に装填して１４０℃で３
０分間焼付け処理を行った。

【００４２】焼付け処理完了後、塗装状態を観察したと
ころ、水性塗料組成物と無溶剤塗料組成物との相溶が起
こっていないことは実施例１の場合と同様であり、加え
て、上層塗膜３の上に更に高温硬化型の無溶剤塗料組成
物によりコーティングを行った表層塗膜５を形成させて
いることから、表面の仕上がりは更に向上して極めて滑
らかで美麗なものとなった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の塗装方法
は、まず、有機溶剤を全く使用しない水性塗料組成物と
無溶剤塗料組成物とを用いるものであるため、有機溶剤
放出に係る環境保全上極めて好都合のものである。

【００４５】また、ベースコート用としての水性塗料組
成物の塗膜の上に高分子吸水剤が添加されたクリヤーコ
ート用としての無溶剤塗料組成物を塗り重ねて塗布する
ものであるため、高分子吸水剤が水性塗料組成物中の水
分を吸収して境界膜を形成し、水性塗料組成物と無溶剤
塗料組成物との間に通常起こる相溶を遮断することがで
きるから、相溶によって起こる塗面の曇りや明度および
彩度の不均一を防止することができる。

【００４６】また、通常の焼付け処理を行う前にプレヒ
ート処理を行うものであるため、このプレヒートによっ
て上記境界膜が消滅すると共に、予め水性塗料組成物が
硬化するから、液状を呈する塗膜の厚みは薄くなり、た
れの発生を有効に防止することができる。

【００４７】更に、上記２層の塗膜の上に無溶剤塗料組
成物を塗り重ねれば、表面の仕上がりを一層美麗にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水性塗料組成物と無溶剤塗料組成物との塗膜積
層の状態を示す塗装面の断面図である。

【図２】水性塗料組成物と無溶剤塗料組成物との積層塗
膜の上に更に無溶剤塗料組成物の塗膜を形成させた状態
を示す塗装面の断面図である。

【符号の説明】

１被塗装物２基層塗膜３上層塗膜４境界膜５表層塗膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性のベースコート用塗料組成物を被塗
装物表面に塗布して基層塗膜を形成させ、この基層塗膜
が固化する前に基層塗膜上に、高分子吸水剤が添加され
た低分子量のクリヤーコート用無溶剤塗料組成物を塗布
して上層塗膜を形成させ、その後プレヒート処理を行っ
て後、引き続き焼付け処理を行うことを特徴とする塗装
方法。
【請求項２】上記プレヒート処理を行う前に、上層塗
膜の上に高分子吸水剤が添加されていない低分子量のク
リヤーコート用無溶剤塗料組成物を塗布することを特徴
とする請求項１記載の塗装方法。