JPH08309281A - 塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】下塗塗料（Ａ）、中塗塗料（Ｂ）および上塗塗
料（Ｃ）を塗装する工程において、該中塗塗料（Ｂ）と
して、熱硬化性樹脂組成物１００重量部あたり、平均粒
径１０μ未満の微細アルミニウム粉末を０．１〜３０重
量部、酸化チタン顔料を１〜２００重量部配合してな
り、塗膜隠蔽力が２５μ以下である液状熱硬化性塗料を
使用することを特徴とする塗膜形成方法。 【目的】本発明は、下塗塗料（Ａ）、中塗塗料（Ｂ）お
よび上塗塗料（Ｃ）を塗装して複層塗膜を形成する方法
に関し、特定の顔料組成の中塗塗料（Ｂ）を使用して、
塗膜性能を低下させずに該中塗塗膜の膜厚を薄くする新
規な塗膜形成方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下塗塗料（Ａ）、中塗
塗料（Ｂ）および上塗塗料（Ｃ）を塗装して複層塗膜を
形成する方法に関し、特定の顔料組成の中塗塗料（Ｂ）
を使用して、塗膜性能を低下させずに該中塗塗膜の膜厚
を薄くする新規な塗膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】下塗塗料（電着塗料など）、
中塗塗料および上塗塗料を塗装して複層塗膜を形成する
ことは公知である。しかしながら、中塗塗料についてみ
ると、下層を隠蔽し、かつ塗膜性能を維持するためには
通常３０μ以上（硬化塗膜として）の厚膜に塗装する必
要がある。そこで、隠蔽性や塗膜性能を低下させること
なしに、中塗塗膜を薄くして、全体の塗膜コストを下げ
ることが要望されている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等はこれらの課
題を解決するために鋭意研究の結果、上記の塗装工程に
おいて、中塗塗料として、微細アルミニウム粉末および
酸化チタン顔料の両成分を併用すると隠蔽性が改良さ
れ、さらに耐チッピング性も改良できることを見出だ
し、本発明を完成した。

【０００４】すなわち、本発明は、下塗塗料（Ａ）、中
塗塗料（Ｂ）および上塗塗料（Ｃ）を塗装する工程にお
いて、該中塗塗料（Ｂ）として、熱硬化性樹脂組成物１
００重量部あたり、平均粒径１０μ未満の微細アルミニ
ウム粉末を０．１〜３０重量部、酸化チタン顔料を１〜
２００重量部配合してなり、塗膜隠蔽力が２５μ以下で
ある液状熱硬化性塗料を使用することを特徴とする塗膜
形成方法に関する。

【０００５】以下に本発明の塗膜形成方法についてさら
に具体的に説明する。

【０００６】下塗塗料（Ａ）：被塗物に直接塗装するも
ので、防食性および付着性などを向上させる。下塗塗料
（Ａ）としてはそれ自体既知のものが使用できるが、例
えば、カチオン型電着塗料があげられる。

【０００７】カチオン型電着塗料は、自動車車体などの
金属製品の下塗塗料（プライマ−）として広く使用され
ており、カチオン性高分子化合物の塩の水溶液もしくは
水分散液に、必要に応じて架橋剤、顔料および各種添加
剤を配合してなるもので、本発明ではそれ自体公知のも
のが使用できる。例えば、カチオン性高分子化合物とし
ては、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂をアミノ化合物
などで変性してなるカチオン性基を導入したものがあげ
られ、これを有機酸や無機酸などで中和することによっ
て水溶液もしくは水分散液にできる。また、架橋剤とし
てブロックポリイソシアネ−ト化合物や脂環式エポキシ
樹脂などが好適に使用できる。

【０００８】本発明の方法では、例えば、かかるカチオ
ン電着塗料浴中に金属性被塗物を陰極として浸漬し、陽
極との間に通電して電着塗装せしめる。その膜厚は硬化
塗膜に基いて１０〜３０μの範囲が好ましく、それを１
４０〜２００℃で加熱し架橋硬化させることが好まし
い。

【０００９】中塗塗料（Ｂ）：下塗塗料（Ａ）の硬化ま
たは未硬化の塗面に塗装するもので、熱硬化性樹脂組成
物１００重量部あたり、平均粒径１０μ未満の微細アル
ミニウム粉末を０．１〜３０重量部、酸化チタン顔料を
１〜２００重量部配合してなり、塗膜隠蔽力が２５μ以
下である液状熱硬化性塗料である。

【００１０】該塗料（Ｂ）において、微細アルミニウム
粉末と酸化チタン顔料とを併用することによって隠蔽力
が向上し、硬化塗膜で２５μ以下、特に１０〜２５μの
薄厚でも十分に素地（下塗塗面）を隠蔽することが可能
である。しかも、この塗料（Ｂ）の未硬化塗面に、上塗
塗料（Ｃ）を塗装しても両塗膜が混層することは全くな
い。また、アルミニウム粉末の粒径が微細であるため
に、該中塗塗料（Ｂ）の塗膜はキラキラとした光輝性メ
タリック塗膜にはならない。

【００１１】中塗塗料（Ｂ）の熱硬化性樹脂組成物は、
例えば、水酸基、エポキシ基、イソシアネ−ト基、カル
ボキシル基のような架橋性官能基を１分子中に２個以上
有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂およびアルキド
樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂および尿素樹脂な
どのアミノ樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック
体も含む）、カルボキシル基含有化合物などのような架
橋剤とからなる組成物が好ましい。

【００１２】該塗料（Ｂ）で使用する微細アルミニウム
粉末は平均粒径１０μ未満、好ましくは３〜７μの微細
粉末であって、平均粒径が１０μ以上になると塗膜の隠
蔽性が低下するので好ましくない。ここで「平均粒径」
とはレ−ザ−回折散乱法（ＬＡ−５００）によるメジア
ン径のことである（以下同様）。該微細アルミニウム粉
末の成分は金属アルミニウムが好ましく、その表面はシ
ランカップリング剤などで処理されていても差支えな
い。

【００１３】また、酸化チタン顔料は塗料用顔料として
公知ものが使用でき、その平均粒径は５μ以下が好まし
い。また該酸化チタン顔料もその表面をアルミナやシリ
カなどで処理されたものも使用できる。

【００１４】微細アルミニウム粉末および酸化チタン顔
料の配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００重量部（固形
分）あたり、微細アルミニウム粉末は０．１〜３０重量
部、好ましくは１〜７重量部、酸化チタン顔料は１〜２
００重量部、好ましくは８０〜１２０重量部である。そ
して、酸化チタン顔料１００重量部あたり、微細アルミ
ニウム粉末は１〜１５重量部、好ましくは２〜７重量部
である。

【００１５】中塗塗料（Ｂ）では微細アルミニウム粉末
および酸化チタン顔料の両者を併用することが必須であ
って、該両顔料の合計配合量は、該中塗塗料（Ｂ）の塗
膜の隠蔽力が２５μ以下（硬化塗膜として）になる程度
である。

【００１６】隠蔽力とはその素地の色を認識し得なくな
る最小膜厚のことであり、具体的には、黒白板上に塗装
した塗膜を通して肉眼で黒白の判別が不可能になる最小
膜厚のことである。微細アルミニウム粉末および酸化チ
タン顔料を併用することで、隠蔽力を２５μ以下という
薄膜にすることが可能になった。この両者のいずれを欠
いてもかかる薄膜の隠蔽力は得られない。

【００１７】中塗塗料（Ｂ）は上記成分を有機溶剤およ
び（または）水などの溶剤に混合し分散せしめることに
よって得られ、必要に応じて、上記微細アルミニウム粉
末および酸化チタン顔料以外の着色顔料、体質顔料、沈
降防止剤などを適宜配合することができる。中塗塗料
（Ｂ）は、下塗塗面に、静電塗装、エア−スプレ−およ
びエア−レススプレ−などで、硬化塗膜に基いてその隠
蔽膜厚２５μ以下、特に１０〜２５μの膜厚で塗装する
ことが好ましい。

【００１８】本発明では、該中塗塗料（Ｂ）の塗膜を架
橋硬化せずに、該塗膜を室温でまたは加熱（１００℃以
下が好ましい）して乾燥させてから上塗塗料（Ｃ）を塗
装することが好ましい。

【００１９】上塗塗料（Ｃ）：中塗塗料（Ｂ）の硬化ま
たは未硬化の塗面に塗装するもので、着色顔料が配合さ
れた着色塗料（ソリッドカラ−）（Ｃ−１）およびメタ
リック顔料が配合されたメタリック塗料（Ｃ−２）が包
含される。これらはいずれも熱硬化性であることが好ま
しい。

【００２０】まず、着色塗料（Ｃ−１）は、熱硬化性樹
脂組成物および着色顔料を主成分とする液状熱硬化性塗
料であって、原則としてメタリック顔料は配合されてい
ない。

【００２１】着色塗料（Ｃ−１）の熱硬化性樹脂組成物
は、例えば、水酸基、エポキシ基、イソシアネ−ト基、
カルボキシル基のような架橋性官能基を１分子中に２個
以上有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂およびアル
キド樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂および尿素樹
脂などのアミノ樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロ
ック体も含む）、カルボキシル基含有化合物などのよう
な架橋剤とからなる組成物が好ましい。

【００２２】該塗料（Ｃ−１）で使用する着色顔料は、
本発明の複層塗膜の外観的色調を付与するためのもので
あり、通常の塗料用の有機もしくは無機系着色顔料があ
げられ、その平均粒径は５μ以下が好ましい。該塗料
（Ｃ−１）は上記成分を有機溶剤および（または）水な
どの溶剤に混合し分散せしめることによって得られ、必
要に応じて、体質顔料、メタリック顔料、沈降防止剤な
どを適宜配合することができる。該塗料（Ｃ−１）は、
中塗塗面に、静電塗装、エア−スプレ−およびエア−レ
ススプレ−などで、硬化塗膜に基いて１５〜６０μ、特
に２０〜３５μの膜厚で塗装することが好ましい。

【００２３】つぎに、メタリック塗料（Ｃ−２）は、中
塗塗料（Ｂ）の硬化または未硬化の塗面に塗装するもの
で、熱硬化性樹脂組成物１００重量部あたり、平均粒径
１０μ以上のメタリック顔料を０．１〜２０重量部配合
してなり、架橋硬化塗膜の隠蔽力が５０μ以上である液
状塗料組成物である。

【００２４】該塗料（Ｃ−２）の塗膜は前記より大粒径
のメタリック顔料を含んでいるために、キラキラとした
光輝感や光干渉模様を呈する。

【００２５】上記熱硬化性樹脂組成物は、例えば、水酸
基、エポキシ基、イソシアネ−ト基、カルボキシル基の
ような架橋性官能基を１分子中に２個以上有するアクリ
ル樹脂、ポリエステル樹脂およびアルキド樹脂などの基
体樹脂と、メラミン樹脂および尿素樹脂などのアミノ樹
脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック体も含む）、
カルボキシル基含有化合物などのような架橋剤とからな
る組成物が好ましい。メタリック塗料（Ｃ−２）で使用
するメタリック顔料は、光干渉作用またはキラキラとし
た光輝感を有するりん片状粒子顔料であって、例えばア
ルミニウム、雲母、金属酸化物で被覆した雲母、雲母状
酸化鉄、金属酸化物で被覆した雲母状酸化鉄などがあげ
られる。該メタリック顔料の平均粒径は１０μ以上、好
ましくは１０〜５０μ、さらに好ましくは１５〜４０μ
の範囲であって、１０μより小さくなるとメタリック感
などが低下するので好ましくない。このメタリック顔料
の配合量は熱硬化性樹脂組成物１００重量部あたり０．
１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部であって、
この範囲を逸脱すると膜厚によって色変動が大きくなり
均一な色相が得られなくなり本発明の目的は達成できな
い。

【００２６】メタリック塗料（Ｃ−２）は上記した成分
を配合してなり、これらを有機溶剤および（または）水
などの溶剤に混合し分散せしめることによって得られ
る。

【００２７】メタリック塗料（Ｃ−２）は、硬化または
末硬化の中塗塗料（Ｂ）塗膜面に、静電塗装、エア−ス
プレ−およびエア−レススプレ−などにより１０〜６０
μの膜厚（硬化塗膜として）になるように塗装すること
が好ましい。末硬化の中塗塗料（Ｂ）塗膜面に塗装して
も両塗膜が混層することはない。

【００２８】本発明の方法は、まず上記下塗塗料（Ａ）
を被塗物面に塗装し、ついで該塗面に中塗塗料（Ｂ）お
よび上塗塗料（Ｃ）を順次塗装することによって行われ
る。すなわち、下塗塗料（Ａ）（例えばカチオン電着塗
料）を硬化塗膜に基いて１０〜３０μの膜厚に塗装し、
１４０〜２００℃で加熱硬化させてから（未硬化でも可
能）、該下塗塗面に中塗塗料（Ｂ）を静電塗装、エア−
スプレ−およびエア−レススプレ−などで、硬化塗膜に
基いて２５μ以下、好ましくは１０〜２５μの膜厚で塗
装し、この塗膜を加熱硬化せずに（または１２０〜１８
０℃で加熱硬化させてから）、該中塗塗膜面に上塗塗料
（Ｃ）を静電塗装、エア−スプレ−およびエア−レスス
プレ−などにより１０〜６０μの膜厚（硬化塗膜とし
て）になるように塗装し、１２０〜１８０℃で加熱硬化
させる。つまり、上記塗料（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）
の３種類の塗料は、３コ−ト１ベイク方式、３コ−ト２
ベイク方式、３コ−ト３ベイク方式で行うことができ
る。

【００２９】本発明では、さらに上記上塗塗料（Ｃ）の
塗膜面にクリヤ−塗料（Ｄ）を必要に応じて塗装でき
る。

【００３０】クリヤ−塗料（Ｄ）：これは、未硬化また
は硬化せしめた上塗塗料（Ｃ）の塗面に塗装するもの
で、熱硬化性樹脂組成物と溶剤とを混合してなる液状組
成物であって、透明塗膜を形成する。該熱硬化性樹脂組
成物は、例えば、水酸基、エポキシ基、イソシアネ−ト
基、カルボキシル基のような架橋性官能基を１分子中に
２個以上有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂および
アルキド樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂および尿
素樹脂などのアミノ樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物
（ブロック体も含む）、カルボキシル基含有化合物など
のような架橋剤とからなる組成物が好ましい。溶剤とし
ては有機溶剤および（または）水が使用でき、これに該
熱硬化性樹脂組成物を溶解もしくは分散せしめることに
よって調製される。該クリヤ−塗料（Ｄ）には必要に応
じて透明性を阻害しない程度に着色顔料や上記メタリッ
ク顔料、紫外線吸収剤などを配合することができる。

【００３１】クリヤ−塗料（Ｄ）は上記した成分を配合
してなり、これらを有機溶剤および（または）水などの
溶剤に混合し分散せしめることによって得られる。該ク
リヤ−塗料（Ｄ）は、上塗塗料（Ｄ）塗膜面に、静電塗
装、エア−スプレ−およびエア−レススプレ−などを使
用して１０〜６０μの膜厚（硬化塗膜として）になるよ
うに塗装し、１２０〜１８０℃で加熱硬化させる。

【００３２】

【発明の効果】

１．中塗塗膜の膜厚を従来（３０μ以上）より薄く（２
５μ以下、好ましくは１０〜２５μ）することができた
ので、複層塗膜全体でコストを下げることができた。

【００３３】２．未硬化の中塗塗膜面に上塗塗料を塗装
しても両層が混じり合うことはない。

【００３４】３．中塗塗料を薄膜で塗装しても隠蔽性が
すぐれているので、上塗塗膜の色安定性が良好で、色設
計も目的に応じて任意に選択できる。

【００３５】４．耐チッピング性が向上した。

【００３６】

【実施例】以下に本発明に関する実施例および比較例に
ついて説明する。

【００３７】Ｉ．試 料 （１）カチオン電着塗料（Ａ） 「エレクロン９４００ＨＢ」（関西ペイント（株）製、
商品名、エポキシ樹脂ポリアミン・ブロックポリイソシ
アネ−ト化合物系） （２）中塗塗料（Ｂ） ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、微細アルミニウム粉
末および酸化チタン顔料を下記表１に示した比率で配合
してなる有機溶剤型塗料。表１の各成分の配合量は固形
分比。

【００３８】

【表１】

【００３９】＊１：無水フタル酸・ヘキサヒドロ無水フ
タル酸系のポリエステル樹脂（数平均分子量約４００
０、水酸基価８２、酸価７）。

【００４０】＊２：ユ−バン２８−６０（三井東圧） ＊３：Ｋ−９８００（旭化成）、平均粒径５〜６μ ＊４：チタンＪＲ７０１（帝国化工）、平均粒径０．３
〜０．６μ ＊５：ＫＮＯ−Ｗ酸化鉄（戸田工業）、平均粒径０．２
〜０．５μ ＊６：市松模様の黒白板上に塗装した塗膜を通して肉眼
で黒白の判別が不可能になる最小膜厚（μ）を測定し
た。

【００４１】（３）上塗塗料（Ｃ） アクリル樹脂、メラミン樹脂および着色顔料またはメタ
リック顔料を下記表２に示した比率で配合してなる有機
溶剤型塗料。表２の各成分の配合量は固形分比。

【００４２】

【表２】

【００４３】＊７：メチルメタクリレ−ト系アクリル樹
脂で、数平均分子量約２０００、水酸基価７０、酸価８
である。

【００４４】＊８：ユ−バン２８−６０ 三井東圧 ＊９：チタンＣＲ９３ 石原産業 ＊10：カ−ボンＦＷ２００ ＤＥＧＵＳＳＡ ＊11：ユ−ロパ−ル マ−ル社、平均粒径１４〜
１８μ （５）クリヤ−塗料（Ｅ） 「マジクロンクリヤ−」（関西ペイント（株）製、商品
名、アクリル樹脂・メラミン樹脂系、有機溶剤型）。

【００４５】ＩＩ 実施例および比較例 上記試料を用いて表３に示した塗装工程に従って塗装し
加熱硬化させて複層塗膜を形成した。複層塗膜の性能試
験結果も併記した。

【００４６】

【表３】

【００４７】脱脂およびりん酸亜鉛処理した鋼板にカチ
オン電着塗料（Ａ）を常法により、膜厚２０以下同じ）
になるように電着塗装し、１７０℃で３０分加熱して塗
膜を硬化させた。該電着塗面に中塗塗料（Ｂ−１）〜
（Ｂ−３）を膜厚２５μ、（Ｂ−４）〜（Ｂ−５）を膜
厚５０μなるように塗装し、室温で５分間放置した。つ
いで、この中塗塗面に上塗塗料（Ｃ−１）〜（Ｃ−５）
をミニベル型回転式静電塗装機を用い、吐出量１５０C
C、回転数５００００rpm 、シェ−ピング圧１kg／c
m² 、ガン距離３０cm、ブ−ス温度２０℃、ブ−ス湿度
７５％で塗装した。塗装膜厚は１５〜２５μであった。
該上塗塗料塗膜をブ−ス内で５分間放置してから、未硬
化の該塗面にクリヤ−塗料（Ｄ）をミニベル型回転式静
電塗装機を用い、吐出量３００CC、回転数４００００rp
m 、シェ−ピング圧５kg／cm² 、ガン距離３０cm、ブ−
ス温度２０℃、ブ−ス湿度７５％で塗装した。塗装膜厚
は４５〜５０μであった。塗装後、室温で３分放置して
から、熱風循環式乾燥炉を用い１４０℃で３０分加熱し
て、上記中塗塗料（Ｂ）、上塗塗料（Ｃ）およびクリヤ
−塗料（Ｄ）からなる３層塗膜を同時に硬化せしめた。

【００４８】塗膜性能試験方法および評価基準はつぎの
とおりである。

【００４９】平 滑 性：目視評価。○：良好、△：少
し肌アレ、×：著しく肌アレ 仕上り外観：メタリック顔料の発色性を目視評価。○は
発色性良好、△はやや良好、×は不良。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下塗塗料（Ａ）、中塗塗料（Ｂ）および上
   塗塗料（Ｃ）を塗装する工程において、該中塗塗料
   （Ｂ）として、熱硬化性樹脂組成物１００重量部あた
   り、平均粒径１０μ未満の微細アルミニウム粉末を０．
   １〜３０重量部、酸化チタン顔料を１〜２００重量部配
   合してなり、塗膜隠蔽力が２５μ以下である液状熱硬化
   性塗料を使用することを特徴とする塗膜形成方法。