JPH10296170A - 複層塗膜形成法 - Google Patents

複層塗膜形成法

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JPH10296170A
JPH10296170A JP10846497A JP10846497A JPH10296170A JP H10296170 A JPH10296170 A JP H10296170A JP 10846497 A JP10846497 A JP 10846497A JP 10846497 A JP10846497 A JP 10846497A JP H10296170 A JPH10296170 A JP H10296170A
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paint
white
coating film
coating
light interference
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Yasushi Nakao
泰志 中尾
Shigeru Nakamura
茂 中村
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、白色塗膜、干渉塗膜およびクリヤ−
塗膜からなる複層塗膜の形成方法に関し、特に膜厚を薄
くし、しかも白さ、光沢、平滑性およびチッピング性な
どの改良を目的とする。 【解決手段】白色塗料(A)、光干渉性塗料(B)およ
びクリヤ−塗料(C)をウエットオンウエットで塗装
し、ついで加熱して該3層塗膜を同時に架橋硬化させる
塗膜形成方法において、該白色塗料(A)として、熱硬
化性樹脂組成物に白色被覆した金属粉末および酸化チタ
ン白顔料を配合してなる液状塗料を使用することを特徴
とする複層塗膜形成法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、白色塗膜、干渉塗膜お
よびクリヤ−塗膜からなる複層塗膜の形成方法に関し、
特に膜厚を薄くし、しかも白さ、光沢、平滑性およびチ
ッピング性などの改良を目的とする。
【0002】
【従来の技術とその課題】酸化チタン顔料およびアルミ
ニウムフレ−クを含みマンセルカラ−チャ−トN7〜9
の塗膜を形成する白色系塗料、光干渉性塗料およびクリ
ヤ−塗料をウエットオンウエットで塗装し、加熱して該
3層塗膜を同時に硬化させる、いわゆる3コ−ト1ベイ
ク方式(3C1B)により複層塗膜を形成する方法はす
でに公知である。該複層塗膜は、光線はクリヤ−塗膜お
よび光干渉性塗膜を透過して白色塗膜の色調が光干渉性
塗膜の意匠性と相俟ってホワイトパ−ルまたはシルバ−
パ−ル調に仕上げることができ、しかも該白系塗料の隠
蔽性がよいので塗装膜厚を薄くすることができ、該白色
塗膜とその上層の光干渉性塗膜との混層を防止でき、さ
らに耐チッピング性や平滑性などもすぐれているが、白
系塗料にアルミニウムフレ−クが含まれているために白
さが不十分で、「真っ白」に仕上げることが困難であっ
た。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、白色系
塗料、光干渉性塗料およびクリヤ−塗料を3C1Bで塗
装し、複層塗膜を形成するにあたり、白色系塗料の隠蔽
性、混層防止性、耐チッピング性、平滑性などを低下さ
せることなく、「真っ白」でかつパ−ル調の複層塗膜を
形成することであり、鋭意研究の結果、白色系塗料とし
て、熱硬化性樹脂組成物に白色被覆した金属粉末および
酸化チタン白顔料を配合してなる液状塗料を使用するこ
とにより、目的が達成できることを見出し本発明を完成
した。
【0004】すなわち、本発明は、白色塗料(A)、光
干渉性塗料(B)およびクリヤ−塗料(C)をウエット
オンウエットで塗装し、ついで加熱して該3層塗膜を同
時に架橋硬化させる塗膜形成方法において、該白色塗料
(A)として、熱硬化性樹脂組成物に白色被覆した金属
粉末および酸化チタン白顔料を配合してなる液状塗料を
使用することを特徴とする複層塗膜形成法に関する。
【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】白色塗料(A):熱硬化性樹脂組成物に白
色被覆した金属粉末および酸化チタン白顔料を配合して
なる液状塗料である。
【0007】該白色塗料(A)は、白色被覆した金属粉
末と酸化チタン白顔料とを併用しているので隠蔽力がす
ぐれており、硬化塗膜で25μm以下、特に5〜15μ
mの薄厚でも十分に素地面を透視できない程度に隠蔽す
ることができ、しかもその未硬化塗面に光干渉性塗料
(B)を塗装しても両塗膜が混層することはない。ま
た、この白色塗料(A)の単独塗膜は、酸化チタン顔料
とアルミニウムフレ−クを併用した塗膜に比べて白く、
「真っ白」である。
【0008】白色塗料(A)の熱硬化性樹脂組成物は、
例えば、水酸基のような架橋性官能基を有するアクリル
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の
ような架橋剤とからなる組成物が好ましい。
【0009】該白色塗料(A)で使用する白色被覆した
金属粉末は、金属粉末の表面を白色に被覆した粉末であ
る。金属粉末の形状は角粒、丸粒、りん片状のいずれで
もよいが、隠蔽性を向上させるにはりん片状が好まし
く、その大きさは光を透過しない程度であればよく、例
えば平均粒径10μm未満、特に3〜7μmが好ましく
い。ここで、平均粒径はレ−ザ−回折散乱法(LA−5
00)によるメジアン径のことである(以下同様)。金
属粉末の材質は、アルミニウム、銅、ステンレス、真鍮
およびこれらの金属を含む合金などがあげられ、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。
【0010】白色被覆した金属粉末は、これらの金属粉
末の表面を常法に従って白色に被覆することによって得
られ、具体的には、被覆材としては例えば酸化チタンな
どの白色顔料があげられ、その被覆厚さは金属粉末面を
隠蔽する厚さであれば特に制限されない。したがって、
この白色被覆した金属粉末は、白色粒子であって、キラ
キラとしたメタリック感は全くない。
【0011】また、白色被覆した金属粉末と併用する酸
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5μm以下のルチル型が好ましいが、ア
ナタ−ゼ型も使用できる。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。
【0012】白色塗料(A)において、白色被覆した金
属粉末および酸化チタン顔料の配合量は目的に応じて任
意に選択できるが、例えば、熱硬化性樹脂組成物100
重量部あたり、白色被覆した金属粉末は0.1〜30重
量部、特に1〜7重量部、酸化チタン顔料は1〜200
重量部、特に40〜120重量部の範囲内がそれぞれ好
ましい。そして、酸化チタン顔料100重量部あたり、
白色被覆した金属粉末は1〜15重量部、特に2〜7重
量部が好ましい。
【0013】白色塗料(A)では白色被覆した金属粉末
と酸化チタン顔料とを併用しているので、その塗膜の隠
蔽膜厚を25μm以下(硬化塗膜として)、特に5〜1
5μmの薄厚にすることが可能になった。
【0014】隠蔽膜厚とは、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。白色被覆した金属粉末および酸
化チタン顔料を併用した白色塗料(A)は、隠蔽力を2
5μm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。
【0015】白色塗料(A)は上記した成分を含有して
なり、これらを塗料用有機溶剤および(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、その
単独硬化塗膜は真っ白であって、具体的にはLab測色
系でL値が70〜100、好ましくは85〜100、a
およびb値が5以下、好ましくは1以下の範囲内に包含
され、その範囲を逸脱しない程度で上記以外の着色顔料
やメタリック顔料を配合でき、さらに沈降防止剤、流動
調整剤などを添加できる。白色塗料(A)の塗膜自体は
真っ白であって、キラキラとした光輝感は殆どもしくは
全くない。
【0016】また、白色塗料(A)の硬化塗膜の「塗膜
伸び率」は2.5〜50%(20℃)、特に5〜35%
(20℃)であることが好ましい。「塗膜伸び率」は、
白色塗料(A)をブリキ板に15μm(硬化塗膜とし
て)になるように塗装し、140℃で30分加熱し硬化
させた塗膜を水銀アマルガム法により単離し、長さ20
mm、幅5mmの短冊状にし、これを、恒温槽付万能引
張試験機(島津製作所オ−トグラフS−D型)を用い2
0℃において引張速度20mm/分で塗膜が破断したと
きの伸び率である。白色塗料(A)塗膜の伸び率が上記
範囲内に包含されると、形成複層塗膜の耐チッピング性
や平滑性や耐衝撃性などがさらに向上するので好まし
い。この伸び率は、基体樹脂および架橋剤の組成やその
比率によって容易にコントロ−ルできる。
【0017】本発明おいて、白色塗料(A)は自動車車
体などの金属性もしくはプラスチック製の被塗物に直接
塗装することができるが、これらの被塗物は、あらかじ
め電着塗料などの下塗塗料、さらに中塗塗料(省略可
能)などを塗装しておくことがことが好ましい。
【0018】電着塗料としては、カチオン型およびアニ
オン型のいずれの電着塗料も使用できるが、耐食性の面
からみてカチオン型電着塗料を使用することが好まし
い。
【0019】カチオン型電着塗料として、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
じて顔料や各種添加剤を配合してなるそれ自体公知のも
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。
【0020】カチオン電着塗料の浴中に金属性被塗物を
陰極として浸漬し、陽極との間に通常の条件で通電して
該被塗物に電着塗装せしめる。該電着塗膜の膜厚は目的
に応じて任意に選択できるが硬化塗膜に基いて10〜3
0μmの範囲が好ましく、それを140〜200℃で1
0〜40分加熱することによって架橋硬化させることが
できる。
【0021】中塗塗料は、電着塗料などの下塗塗料の塗
面に塗装するものであり、熱硬化性樹脂組成物および溶
剤を主成分とし、さらに必要に応じて着色顔料、体質顔
料およびその他の塗料用添加剤などを配合してなる液状
組成物が使用でき、形成される複層塗膜の平滑性、鮮映
性および光沢などを向上させるのに好ましい。
【0022】中塗塗料における熱硬化性樹脂組成物は、
具体的には水酸基などの架橋性官能基を有するアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂およびアルキド樹脂などの基体
樹脂にメラミン樹脂、尿素樹脂およびポリイソシアネ−
ト化合物(ブロック体も含む)などの架橋剤を配合した
ものがあげられる。溶剤としては有機溶剤および(また
は)水が使用できる。
【0023】この中塗塗料は、硬化もしくは未硬化の下
塗塗面に、静電塗装、エア−スプレ−およびエア−レス
スプレ−などで塗装する。その膜厚は硬化塗膜に基いて
10〜50μmの範囲が好ましく、それを100〜17
0℃で10〜40分加熱することによって架橋硬化す
る。
【0024】本発明では該中塗塗膜を架橋硬化させてか
ら白色塗料(A)を塗装することが好ましい。
【0025】白色塗料(A)は、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、例えば25μm以下、特に5〜15μ
mの膜厚で塗装することが好ましい。本発明では、該白
色塗料(A)の塗膜を架橋硬化せずに、該塗膜を室温で
放置するか、または加熱(100℃以下が好ましい)し
て乾燥させてから光干渉塗料(B)を塗装する。
【0026】光干渉塗料(B):白色塗料(A)の末架
橋塗面に塗装するもので、熱硬化性樹脂組成物および光
干渉性顔料を含み、これらを有機溶剤および(または)
水に溶解もしくは分散させてなる液状塗料である。該光
干渉塗料(B)の塗膜は光干渉性顔料を含んでいるため
に、光干渉模様を呈すると共に、その隠蔽性が小さいの
で素地の白色塗料(A)塗膜の白色を透視することがで
きる。
【0027】光干渉塗料(B)の熱硬化性樹脂組成物
は、例えば、架橋性官能基を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にメラ
ミン樹脂および尿素樹脂などのアミノ樹脂のような架橋
剤を配合してなる組成物が好ましい。また、光干渉性顔
料は、光干渉作用を有するりん片状粒子顔料であって、
例えば、雲母、酸化チタンや酸化鉄などの金属酸化物で
被覆した雲母などがあげられ、その平均粒径は10μm
以上、好ましくは10〜50μm、さらに好ましくは1
5〜40μmの範囲であって、そ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重量部の範囲内である。
【0028】光干渉塗料(B)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。
【0029】また、光干渉塗料(B)塗膜の塗膜伸び率
は20%以下/20℃、特に10%以下/20℃である
ことが好ましい。この「塗膜伸び率」は、白色塗料
(A)で説明したのと同様にして測定したものである。
すなわち、光干渉塗料(B)をブリキ板に膜厚が15μ
m(硬化塗膜として)になるように塗装し、140℃で
30分加熱し硬化せしめ、該塗膜を水銀アマルガム法に
より単離し、長さ20mm、幅5mmの大きさの短冊状
試料に調整し、これを、恒温槽付万能引張試験機(島津
製作所オ−トグラフS−D型)で20℃において引張速
度20mm/分で測定しフィルムが破断したときの伸び
率のことである。
【0030】さらに、光干渉塗料(B)の塗膜隠蔽力は
50μm以上であることが好ましい。つまり50μm以
上の膜厚に塗装することにより素地を隠蔽できることが
適している。
【0031】光干渉塗料(B)は、白色塗料(A)の末
架橋硬化の塗膜面に、静電塗装、エア−スプレ−および
エア−レススプレ−などにより10〜50μm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。末架橋硬化の白色塗料(A)塗膜面に塗装しても両
塗膜が混層することはない。
【0032】本発明では、光干渉塗料(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クリヤ−塗料(C)
を塗装する。
【0033】クリヤ−塗料(C):これは、未硬化の光
干渉塗料(B)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、
架橋性官能基を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にメラミン樹脂およ
び尿素樹脂などのアミノ樹脂やポリイソシアネ−トのよ
うな架橋剤を配合してなる組成物があげられる。さら
に、特開昭62−84137号公報、特開昭62−87
288号公報、特開平1−39653号公報、特開平2
−4577号公報、(特開平1−39653号公報、特
開平2−4577号公報、特開平1−39653号公
報、特開平2−4577号公報、特開平1−39653
号公報、特開平2−4577号公報)などに記載されて
いるような、架橋剤として上記アミノ樹脂を使用する必
要がない熱硬化性樹脂組成物も好適に使用できる。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(C)には必要
に応じて透明性を阻害しない程度に着色顔料、メタリッ
ク顔料、光干渉顔料、紫外線吸収剤などを配合すること
ができる。
【0034】クリヤ−塗料(C)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。
【0035】クリヤ−塗料(C)は、末硬化の光干渉塗
料(B)の塗膜面に、静電塗装、エア−スプレ−および
エア−レススプレ−などを使用して硬化塗膜に基いて1
0〜50μmの膜厚になるように塗装することが好まし
い。
【0036】本発明による複層塗膜は、白色塗料
(A)、光干渉塗料(B)およびクリヤ−塗料(C)を
ウエットオンウエットで塗装し、ついで100〜180
℃で10〜40分間加熱して、これらの(A)、(B)
および(C)からなる3層塗膜を同時に架橋硬化させる
ことによって得られる。
【0037】
【発明の効果】
1.未硬化の白色塗料(A)塗面に光干渉塗料(B)を
直接塗装しても混層しないので、仕上り外観がすぐれて
いる。
【0038】2.白色塗料(A)の隠蔽力がすぐれてい
るので、形成した複層塗膜の合計膜厚を薄くすることが
可能になった。
【0039】3.複層塗膜の平滑性および耐チッピング
性などがすぐれている。
【0040】4.塗膜の白さが向上した。
【0041】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。
【0042】I.試 料 (1)カチオン電着塗料 「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 「TP−37プライマ−サ−フェ−サ−」(関西ペイン
ト(株)製、商品名、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂
系、有機溶剤型) (3)白色塗料(A) ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、白色被覆アルミニウ
ムフレ−ク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で、表中の各成分の配
合量は固形分比である。
【0043】
【表1】
【0044】(*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) (*2)ユ−バン28−60(三井東圧) (*3)粒径が3〜7μmのアルミニウムフレ−ク表面
を酸化チタン白顔料で被覆した白色フレ−ク (*4)K−9800(旭化成)、平均粒径5〜6μm (*5)チタンJR701(帝国化工)、平均粒径0.
3〜0.6μm (*6)塗料をブリキ板に15μm(硬化塗膜として)
になるように塗装し、140℃で30分加熱し硬化させ
た。この硬化塗膜を水銀アマルガム法により単離し、長
さ20mm、幅5mmの短冊状に調整し、これを、恒温
槽付万能引張試験機(島津製作所オ−トグラフS−D
型)を用い20℃において引張速度20mm/分で塗膜
が破断したときの伸び率(%)を測定した。
【0045】(*7)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
(μm)を測定した。
【0046】(4)光干渉塗料(B) アクリル樹脂、メラミン樹脂および光干渉顔料を下記表
2に示した比率で配合してなる有機溶剤型塗料で、表中
の各成分の配合量は固形分比である。
【0047】
【表2】
【0048】(*8)数平均分子量約2000、水酸基
価70、酸価8 (*9)ユ−バン28−60(三井東圧) (*10)ユ−ロパ−ル(マ−ル社)、平均粒径14〜
18μm (5)クリヤ−塗料(C) 「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) 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。
【0049】脱脂およびりん酸亜鉛処理した鋼板に、カ
チオン電着塗料を常法により膜厚20μm(硬化塗膜と
して、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し、ついで該電着塗面に中塗
塗料を膜厚30μmなるように塗装し、140℃で30
分加熱して塗膜を硬化せしめた。
【0050】このように塗装した鋼板の中塗塗面に白色
塗料(A−1)〜(A−3)をミニベル型回転式静電塗
装機を用い、吐出量150cc、回転数50000rp
m、シェ−ピング圧1kg/cm2 、ガン距離30c
m、塗装ブ−ス内温度20℃、ブ−ス内湿度75%で塗
装した。塗装膜厚は10〜15μm(硬化塗膜)であっ
た。ブ−ス内で5分間放置してから、未硬化の白色塗面
に光干渉塗料(B−1)〜(B−3)をREAガンを用
い、吐出量180cc、霧化圧2.7kg/cm2 、パ
タ−ン圧3.0kg/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10〜15μm(硬化塗膜)であった。該光干渉塗膜
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−コ−ト(C)をミニベル型回転式静電塗装機を用
い、吐出量300cc、回転数40000rpm、シェ
−ピング圧5kg/cm2 、ガン距離30cm、ブ−ス
温度20℃、ブ−ス湿度75%でした。塗装膜厚は45
〜50μm(硬化塗膜)であった。
【0051】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分加熱して上記白色塗
料、光干渉塗料およびクリヤ−塗料からなる3層塗膜を
同時に硬化せしめた。
【0052】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。
【0053】平滑性:塗面を目視で評価した。○:肌ア
レなく、良好、△:少し肌アレ、×:著しく肌アレ 耐チッピング性:グラベロ試験機、7号砕石100g、
エア−圧4.5kg/cm2 、角度45°。3段階評
価。3:キズ周辺部に塗膜剥離が全くもしくは殆ど認め
られない、2:キズ周辺部に塗膜剥離が少し認められ
る、1:キズ周辺部に塗膜剥離が多く認められる。
【0054】仕上り外観:光干渉性を目視評価。○は光
干渉性良好、△はやや良好、×は不良。
【0055】白 さ:L値、a値、b値
【0056】
【表3】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09D 5/00 C09D 5/00 D

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】白色塗料(A)、光干渉性塗料(B)およ
    びクリヤ−塗料(C)をウエットオンウエットで塗装
    し、ついで加熱して該3層塗膜を同時に架橋硬化させる
    塗膜形成方法において、該白色塗料(A)として、熱硬
    化性樹脂組成物に白色被覆した金属粉末および酸化チタ
    ン白顔料を配合してなる液状塗料を使用することを特徴
    とする複層塗膜形成法。
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