JPH0653265B2 - 自動車外板の塗装方法 - Google Patents

自動車外板の塗装方法

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JPH0653265B2 JP63329473A JP32947388A JPH0653265B2 JP H0653265 B2 JPH0653265 B2 JP H0653265B2 JP 63329473 A JP63329473 A JP 63329473A JP 32947388 A JP32947388 A JP 32947388A JP H0653265 B2 JPH0653265 B2 JP H0653265B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、鋼板のエッジ防錆と上塗り塗装後の鮮映性
を共に向上させるための自動車外板の塗装方法に関す
る。
(従来の技術) 従来の自動車外板用塗膜は、一般に、防錆を目的とし
た、電着塗膜、増膜を目的として中塗り塗料、及び、着
色を目的とした上塗り塗膜より構成されている。上塗り
塗装を施された後の自動車外板には、商品性の観点よ
り、良好な平滑性、光沢等が要求されており、これらを
総合した評価法として、鮮映性測定装置〔PGD計(日本
色彩研究所(製)PGD-3型)〕により測定されるPGD値が
一般に用いられている。PGD値は、上塗り塗膜の平滑性
が高い程、又、光沢が大きい程良好な値を示すことは当
業界において公知である。ここで、光沢の大小は、使用
される上塗り塗料の性能に大きく依存していり、上塗り
塗料の独立した一機能と考えられている。一方平滑性に
関しては、下層塗膜の平滑性の影響を大きく受ける為、
従来の塗膜としては、電着塗膜の平滑性が強く求められ
ていた。
平滑性の尺度としては、カットオフ波長0.8mmで測定し
た中心線平均粗さ(以後Raと言う)が一般に用いられて
おり、従来の自動車用電着塗膜にあっては外観性の観点
よりRaが0.3未満のものが一般に用いられている。この
ような電着塗面に対し中塗り塗料においては、水平面の
平滑性を確保するとともに、垂直面での焼付け溶融時に
おけるタレにより平滑性が損なわれることを防止する為
に、できるだけ短時間で硬化するという思想で設計され
ており、現用の中塗り塗料を振り子式粘弾性測定法(OP
A法)で測定したときの硬化開始時間は、12分以上15分
未満となっていた。このように、従来の塗膜構成は、Ra
が0.3μ以下の表面形状を有する電着塗膜上に、OPA法に
よる硬化開始時間が15分以下である中塗り塗料を塗装す
ることによりなっていると規定できる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の塗膜構成にあっては、
電着塗膜のRaを小さくする為に溶融時のフロー性を高め
るという手法が取られており、鋼板のエッジ部におい
て、溶融時表面張力が作用し、エッジが露出することに
より、エッジ耐食性に劣るという問題点を有していた。
電着塗料において、エッジ耐食性を良好にしようとした
場合、溶融時の粘度を高めてやれば良いわけであり、例
えば、電着塗料中の顔料濃度(以後P/Bと言う)を高め
てやる方法、非溶融性の架橋樹脂粒子(以後RC剤と言
う)を添加する方法、硬化温度を低下させ架橋反応によ
り溶融時の流動を抑制する方法などがある。しかし、い
ずれにおいても、溶融時のフロー性が著るしく損なわ
れ、良好なエッジ耐食性が得られるまで、これらの手法
を導入してやると、Raが0.3μ以上の表面となってしま
い、従来の中塗り塗料を塗布し、上塗り塗装を施した場
合、水平面のPGD値が著しく低下してしまい、自動車と
しての商品性を損なってしまう。
このように、エッジ耐食性と、高外観性を両立させた塗
膜構成は、存在し得ないというのが、当業界における従
来の知見であった。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記両特性を具える塗膜構成につき検討
の結果、溶融時のフロー性を低下せしめた電着塗膜上
に、従来の中塗り塗料及び上塗り塗料を用いて構成し
た、塗装系において、水平面のPGD値は低下するもの
の、垂直面でのPGD値は変化しないという実験結果を得
た(比較例1,2)。この結果より、更に、垂直面での
タレにより平滑性が損なわれる程度と、OPA法による硬
化開始時間の関係を検討した結果、硬化開始時間が、20
分以下の中塗り塗料であれば、上塗り塗装後の垂直面で
のPGD値は、従来の中塗り塗料を使用した場合の値と同
一となることを見い出した(比較例1〜10)。
又、低フロー性電着塗料を用いた場合にも垂直面に関し
ては同様の結果が得られたが、水平面でのPGD値は、使
用した電着塗料及び中塗り塗料により異なってくること
を見い出した(比較例1〜25)。
以上の実験結果より、鋭意研究を進めた結果、OPA法に
より測定した硬化開始時間が、15分以下の中塗り塗料を
用いた場合、垂直面における上塗り塗装後のPGD値は従
来の塗膜構成のPGD値と同等であること、又、同測定時
間が15分以上の中塗り塗料の場合には、電着塗面上の波
長0.5mm以上の粗さを消去する能力が極めて高いこと及
び、このような中塗り塗料においても消去不可能である
波長0.5mm以下の粗さを電着塗料であらかじめ減じてお
く手法を用いても、エッジ耐食性良好な電着塗料の得ら
れることを見出すことができたことより、本発明を完成
するに至ったものである。
すなわち、本発明は、鋼板上に電着塗膜を形成し、次い
で中塗り塗料を塗装し、さらにアルキド樹脂系上塗り塗
料を塗装する自動車外板の塗装方法において、 電着塗料は二重結合を含むエポキシ化ポリブタジエンと
エポキシ樹脂−アクリル酸付加物の樹脂成分と顔料とを
含有し、且つ塗膜の中心線平均粗さRaが0.3≦Ra
≦0.8μで、且つ塗膜表面周波数解析による波長0.
5mm以下のパワースペクトル値の合計が80μV以下
となる電着塗膜を形成し、 中塗り塗料はポリエステル樹脂とメラミン樹脂を樹脂成
分とし、且つ中塗り塗膜は振子式粘弾性測定器を用いた
対数減衰率測定から求められる塗膜の硬化開始時間が1
5〜20分となるようにポリエステル樹脂とメラミン樹
脂の固形分比を調整することを特徴とする自動車外板の
塗装方法とすることにより、鋼板のエッジ防錆と上塗り
後の仕上り性を共に向上させることを可能としたもので
ある。
以下本発明を詳細に説明する。
(作 用) 本発明においては、エッジ防錆を向上させるために、電
着塗装面のカットオフ波長0.8mmで測定した粗さ曲線の
中心線平均粗さRaは0.3μ以上であることが必要であ
る。一方中塗り塗料による仕上り性を考慮すると、電着
塗面のRaは最高0.8μであり、かつ表面周波数解析によ
る波長0.5mm以下のパワースペクトル値の合計(ΣP0.5m
m)が80μV2以下と規定する。この2つの物性値によ
り規定される理由は、同一のRaを示す電着塗面でも中塗
り塗装後の仕上りが異なる場合であって、その原因がΣ
0.5mmなる粗さ量に起因しているからである。
RaとΣP0.5mmとは、異なる波長域での粗さ量を表わ
す表面粗さ評価法で、前者のRaは0.8〜0.5mmなる波長域
の粗さ(平均振幅値)を示すのに対して、後者は、0.5m
m以下の波長域の粗さ(各波長の(振幅値)を合計し
たもの)を示し、表面プロフィルの特徴を見い出す上で
有効な方法である。
Raが最大0.8μ以下と規定される理由としては、次に示
すことが挙げられる。即ち、電着塗面のRaとOPA法によ
り測定した硬化開始時間には良い対応があって、硬化開
始時間が12〜15分の中塗り塗料(従来の中塗り塗料)の
場合は電着塗面のRa0.3μまでの粗さの平滑化が可能で
あり、15〜20分の中塗り塗料はRa0.8μまでの粗さの平
滑化が可能という関係がある。20分以上の中塗り塗料
は、更に0.8μ以上の粗さの平滑化が可能だが、逆に垂
直面でタレによる仕上り性低下をもたらすため、従って
電着塗面のRaは0.8μまでまた中塗り塗料は15〜20分ま
でが限度となる。
一方ΣP0.5mmが80μV2以下とする理由は、Raと同様
15〜20分の中塗り塗料で平滑化できるのが、80μV2以下
であり、それ以上の粗さは基本的に中塗り塗料では平滑
化できないという点からである。
電着塗膜の表面プロフィルの解析方法について以下に記
述する。
1.Ra: カットオフ波長0.8mmにて測定。測定器としては、市販
の表面粗さ計でよく、例えば東洋精機 サーフコム550A
がある。
(測定方法 条件としてはJIS B0601) 2.パワースペクトル(ΣP0.5mmの求め方): 市販の表面粗さ計に、FFTアナライザーを組み合せるこ
とでパワースペクトルは容易に求められる。本発明で
は、サーフコム550AにFFTアナライザーとして市販のVS
3321A型(松下通信工業(株)製)を組合せた。
測定条件は、波長の入力感度を-20dB、周波数〜100Hzデ
ータ取り込み点数(FFT処理点数)を1024ポイントとし、
測定回数を10回としその平均としてパワースペクトルを
求めた。
ΣP0.5mmは、得られたパワースペクトルにおいて、
波長0.5mm以下(周波数1.2Hzを波形入力速度:本測定で
は0.6mm/sで割った値)の区間でパワー値を積算し求め
た。
第1図にパワー値と波長の関係を示す。
本測定方法は、文献「色材研究発表会要旨(1985年)」
などで紹介され一般に塗膜のような表面形状の解析方法
として知られている。
次に中塗り塗料の硬化開始時間の求め方について記述す
る。
振り子式粘弾性測定器(東洋ボールドウィン(株)製、
レオバイブロンDDV-OPA型)において、重量22g、慣性モ
ーメント859g・cm2の振り子を用い20℃/minの昇温速度
で測定した時に、対数減衰率の値が上昇を始めるまでの
時間(硬化開始時間)として求めた。第2図に硬化開始
時間tの求め方を示す。
(実施例) 以下に、本発明を見い出すために調整した電着塗料、及
び中塗り塗料の製造及び組合せた塗装系についての比較
例、実施例を示す。
電着塗料の製造 特公昭62-61077号公報に開示されている電着塗料をベー
スに、低温硬化樹脂比率と顔料濃度を変化させ、溶融時
のフロー性を調整した電着塗料を試作した。
低温硬化樹脂として二重結合を含むエポキシ化ポリブタ
ジエン(L1)を用いた。(L1)は、特公昭62-61077号公報の
製造例L-(1)で製造したエポキシ化ポリブタジエン(E1)
を実施例1-(1)の合成法に従って合成したものである。
低温硬化樹脂比率調整のため用いたもう一方の樹脂とし
てはエポキシ樹脂−アクリル酸付加物(EP1)を用いた。
(EP1)は、製造例2-(1)の合成法に従って合成したもので
ある。
低温硬化樹脂比率としては(L1)/(EP1)=0/1、1/1、1/
1、5/1となるよう調整した。尚(L1)/(EP1)=0/1の場合
は、硬化剤としてポリイソシアネート化合物(MOBUR MR
MoBay Chemical社製)をEP1 OH基1当量に対しNCO1.2
当量となるよう混合した。
一方顔料濃度の調整としては、上記特許公報に記載され
た実施例2で紹介されているカーボンブラック、酸化鉛
に、更にTiO2を加え、上記4種に対してP/B(固形分
比)が0.1、0.2、0.3、0.4になるよう調整し計16種の電
着塗料を実施例2の方法に従い塗料化を行なった。
次に、本発明で用いた中塗り塗料の製造例を以下に示
す。
中塗り塗料の製造 特開昭61-209278号公報に開示されている中塗り塗料を
ベースに、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の配合比を
調整した中塗り塗料を試作した。
ポリエステル樹脂として、上記公開特許公報に記載され
た実施1で合成されたε−カプロラクトン変性ポリエス
テル樹脂を用いた。またメラミン樹脂としては、三井東
圧化学(株)サイメル303を用いた。下表2に示した配
合にて中塗り塗料を試作した。
電着板の作成方法 前記16種の電着塗料について、SPCCの鋼板(ショットダ
ル)に化成処理(日本パーカライジング(株)製 PBL3
020処理)を行ない、その化成処理板に、各塗料の膜厚
が20μmとなるように液温28℃、通電時間3分の条件で
150〜220Vの電圧を印加し、電着塗装を行なった。
その後、175℃で30分間焼付けを行ない電着塗膜を硬化
させた。
中塗り板、上塗り板の作成法 前記16種の電着板に、製造例17〜19の中塗り塗料を膜厚
が30〜40μmになるように各々スプレー塗装し、一定時
間放置した後、140℃×30分焼付けた。引き続き、得ら
れた中塗り板の上に、アルキド樹脂系上塗り塗料(日本
油脂(株)製,商品名メラミNo.1500ブラック)を膜厚
が35〜40μmとなるよう塗装した後、140℃で30分間焼
付けた。
実施例1〜22及び比較例1〜25 表3に実施した塗装系について、電着塗膜のエッジ防
錆、電着塗膜の表面プロフィル及び上塗後の仕上り性を
評価した結果を示した。尚比較例1の塗装系は従来の塗
装系である。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明の自動車外板の塗装
方法は、鋼板上に電着塗膜を形成し、次いで中塗り塗料
を塗装し、さらにアルキド樹脂系上塗り塗料を塗装する
自動車外板の塗装方法において、 電着塗料は二重結合を含むエポキシ化ポリブタジエンと
エポキシ樹脂−アクリル酸付加物の樹脂成分と顔料とを
含有し、且つ塗膜の中心線平均粗さRaが0.3≦Ra
≦0.8μで、且つ塗膜表面周波数解析による波長0.
5mm以下のパワースペクトル値の合計が80μV以下
となる電着塗膜を形成し、 中塗り塗料はポリエステル樹脂とメラミン樹脂を樹脂成
分とし、且つ中塗り塗膜は振子式粘弾性測定器を用いた
対数減衰率測定から求められる塗膜の硬化開始時間が1
5〜20分となるようにポリエステル樹脂とメラミン樹
脂の固形分比を調整することを特徴とするため、表3の
結果から明らかなように鋼板のエッジ防錆と上塗り塗装
後の鮮映性を共に向上させることができるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、パワースペクトルの合計値の求め方を示すパ
ワースペクトル線図、 第2図は、効果開始時間tの求め方を示すための対数減
衰率と時間との関係を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B32B 15/08 G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板上に電着塗膜を形成し、次いで中塗り
    塗料を塗装し、さらにアルキド樹脂系上塗り塗料を塗装
    する自動車外板の塗装方法において、 電着塗料は二重結合を含むエポキシ化ポリブタジエンと
    エポキシ樹脂−アクリル酸付加物の樹脂成分と顔料とを
    含有し、且つ塗膜の中心線平均粗さRaが0.3≦Ra
    ≦0.8μで、且つ塗膜表面周波数解析による波長0.
    5mm以下のパワースペクトル値の合計が80μV以下
    となる電着塗膜を形成し、 中塗り塗料はポリエステル樹脂とメラミン樹脂を樹脂成
    分とし、且つ中塗り塗膜は振子式粘弾性測定器を用いた
    対数減衰率測定から求められる塗膜の硬化開始時間が1
    5〜20分となるようにポリエステル樹脂とメラミン樹
    脂の固形分比を調整することを特徴とする自動車外板の
    塗装方法。
JP63329473A 1988-12-28 1988-12-28 自動車外板の塗装方法 Expired - Lifetime JPH0653265B2 (ja)

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