JPH11104553A - 複層塗膜形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光沢および平滑性にすぐれた複層塗膜の形成方
法に関する。 【構成】第１着色塗膜、第２着色塗膜およびクリヤ塗膜
からなる複層未硬化塗膜を加熱して同時に硬化させるに
あたり、各塗膜の加熱開始から架橋硬化開始までに要す
る時間が、第２着色塗膜が最も短く、第１着色塗膜、ク
リヤ塗膜の順で長くなるように調整してなることを特徴
とする複層塗膜形成法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光沢および平滑性
にすぐれた複層塗膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】熱硬化性の着色塗料、着色透
明塗料およびクリヤ塗料をウエットオンウエットで塗装
した後、加熱してこれらの塗膜を同時に硬化せしめる３
コ−ト１ベイク方式（３Ｃ１Ｂ）などは公知であって、
自動車外板などの上塗複層塗膜を形成するために広く採
用されている。

【０００３】この複層塗膜は光沢および平滑性などの仕
上り外観がすぐれていることが重要であるが、３層から
なる塗膜が厚くなり（通常８０μｍ以上）、それを１回
の加熱（焼き付け）で硬化すると、塗膜中の揮発成分が
突沸するなどして、塗面のツヤが低下したり、さらに肌
アレ、ワキ発生などにより仕上がり外観が十分でないこ
とがあり、これらの改善が望まれているのが現状であ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、３Ｃ１Ｂに
よる複層塗膜のツヤ低下を改善し、さらに肌アレ、ワキ
発生などの発生を防止する方法に関して鋭意研究を行っ
た結果、３層塗膜の硬化開始時間をそれぞれ適宜調整す
ることにより、その目的が達成できることを見出し、本
発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、第１着色塗膜、第２
着色塗膜およびクリヤ塗膜からなる複層未硬化塗膜を加
熱して同時に硬化させるにあたり、各塗膜の加熱開始か
ら架橋硬化開始までに要する時間が、第２着色塗膜が最
も短く、第１着色塗膜、クリヤ塗膜の順で長くなるよう
に調整してなることを特徴とする複層塗膜形成法に関す
る。

【０００６】本発明において、「各塗膜の加熱開始から
架橋硬化開始までに要した時間」とは、被塗面に塗装し
た未硬化のそれぞれ塗膜を加熱硬化するにあたり、加熱
開始からその塗膜が架橋反応を開始するまでに要した時
間のことであり、その測定方法は、振子式粘弾性測定器
（東洋ボ−ルドウィン製、レオバイブロンＤＤＶ−ＯＰ
Ａ型）を用いて、かつ、重量２２ｇ、慣性モ−メント８
５０ｇ・ｃｍ² の振子を使用し、この振子を硬化塗膜に
基づく膜厚が３０μｍになるように鋼板に塗装した未硬
化塗膜に載せ、振幅させながら、該塗膜を室温から１０
分を要して１４０℃まで昇温させ、その後、同温度を保
持して、振幅周期が下降を始めるまでに要した時間をも
とめ、それを塗膜の加熱開始から架橋硬化開始までに要
した時間とした。

【０００７】本発明において、この「各塗膜の加熱開始
から架橋硬化開始までに要した時間」は、それぞれの塗
膜を形成するために使用する架橋性官能基を有する基体
樹脂と、これらを架橋硬化させるための架橋剤成分の組
成および構成比率などを適宜選択することにより、容易
に調整することが可能である。

【０００８】本発明における「複層未硬化塗膜」は、液
状熱硬化性塗料をウエットオンウエットで塗装してなる
３層の未硬化塗膜が積層してなる塗膜のことであり、第
１着色塗膜、第２着色塗膜およびクリヤ塗膜から構成さ
れている。

【０００９】本発明における複層未硬化塗膜は、例え
ば、具体的には、自動車用の金属製もしくはプラスチッ
ク製の被塗物に直接、またはカチオン電着塗料などの下
塗塗料や中塗塗料（省略可能）を塗装し、硬化させてな
る被塗面などに形成することができる。

【００１０】第１着色塗膜としてソリッドカラ−塗膜お
よびメタリック塗膜などがあげられ、いずれも隠蔽性が
すぐれ、該塗膜を透して被塗面を視認できない不透明塗
膜を形成する。

【００１１】第１着色塗膜を形成させるための着色塗料
（Ａ）は、樹脂成分、着色顔料および溶剤を主成分とす
る既知の熱硬化性塗料が適用できる。樹脂成分は、例え
ば、架橋性官能基（例えば水酸基、エポキシ基、カルボ
キシル基、アルコキシシラン基など）を有するアクリル
樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、
ウレタン樹脂などから選ばれた１種以上の基体樹脂と、
これらを架橋硬化させるためのアルキルエ−テル化した
メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ブロックさ
れていてもよいポリイソシアネ−ト化合物、エポキシ化
合物、カルボキシル基含有化合物などから選ばれた１種
以上の架橋剤成分とからなり、該両成分の合計重量を基
準に基体樹脂は５０〜９０％、架橋剤成分は５０〜１０
％の比率で併用することが好ましい。

【００１２】着色顔料としては通常の塗料顔料が使用で
き、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カ−ボンブラック、
カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロ−、
酸化クロム、プルシアンブル−、コバルトブル−、アゾ
顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソイ
ンドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料などの無機
もしくは有機系のソリッドカラ−顔料；りん片状のアル
ミニウム、雲母、金属酸化物で表面被覆した雲母、雲母
状酸化鉄などのメタリック顔料；などが包含され、これ
らは単独で使用するか、もしくは２種以上併用すること
ができる。溶剤としては有機溶剤系が適しているが、水
系であっても差支えない。

【００１３】着色塗料（Ａ）の粘度を１３〜１６秒（フ
ォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有率を２０〜４
０重量％に調整し、これをエアレススプレ−、エアスプ
レ−、静電塗装などで膜厚が硬化塗膜で約１０〜約２０
μｍになるように、例えば、自動車用の金属製もしくは
プラスチック製の被塗物に直接、またはカチオン電着塗
料などの下塗塗料や中塗塗料（省略可能）を塗装し、硬
化させてなる被塗面などに塗装し、必要に応じて室温〜
１００℃で数分間放置したのち、未硬化の状態で、第２
着色塗膜を形成させるための着色塗料（Ｂ）を塗装す
る。

【００１４】第２着色塗膜としてソリッドカラ−塗膜お
よびメタリック塗膜などがあげられ、いずれも、該塗膜
を透して第１着色塗膜のソリッドカラ−またはメタリッ
ク塗膜面を視認できる程度の透明感を有する着色透明塗
膜である。

【００１５】第２着色塗膜を形成させるための着色塗料
（Ｂ）は、樹脂成分、着色顔料および溶剤を主成分とす
る既知の熱硬化性塗料が適用できる。これらの樹脂成
分、着色顔料および溶剤としては、上記着色塗料（Ａ）
で例示したものが好適に使用できる。

【００１６】着色塗料（Ｂ）の粘度を１３〜１６秒（フ
ォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有率を２０〜４
０重量％に調整し、これをエアレススプレ−、エアスプ
レ−、静電塗装などで膜厚が硬化塗膜で約１０〜約２０
μｍになるように、未硬化の第１着色塗膜面に塗装し、
必要に応じて室温〜１００℃で数分間放置したのち、未
硬化の状態で、クリヤ塗膜を形成させるためのクリヤ塗
料（Ｃ）を塗装する。クリヤ塗膜は、実質的に着色顔料
を含まない塗膜であって、該塗膜を透して第１着色塗膜
および第２着色塗膜のソリッドカラ−またはメタリック
塗膜面を視認できる程度の透明感を有する無色透明塗膜
である。

【００１７】クリヤ塗膜を形成させるためのクリヤ塗料
（Ｃ）は、樹脂成分および溶剤を主成分とする既知の熱
硬化性クリヤ塗料が適用できるが、特に、耐酸性、耐汚
染性、耐スリキズ性などのすぐれた塗料を使用すること
が好ましい。これらの樹脂成分および溶剤として、上記
着色塗料（Ａ）で示したものが好適に使用できる。

【００１８】クリヤ塗料（Ｃ）の粘度を２０〜４０秒
（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有率を４０
〜６０重量％に調整し、これをエアレススプレ−、エア
スプレ−、静電塗装などで膜厚が硬化塗膜で約３０〜約
６０μｍになるように、未硬化の第２着色塗膜面に塗装
し、必要に応じて室温〜１００℃で数分間放置したの
ち、約１００〜約１８０℃、好ましくは約１２０〜約１
６０℃で約１０〜約４０分加熱して、第１着色塗膜、第
２着色塗膜およびクリヤ塗膜を同時に架橋硬化させるこ
とによって、本発明の複層塗膜が形成される。

【００１９】本発明において、第１着色塗膜、第２着色
塗膜およびクリヤ塗膜からなる複層未硬化塗膜に関し、
これらの塗膜の加熱開始から架橋硬化開始までに要する
時間が、第２着色塗膜が最も短く、第１着色塗膜がそれ
より長く、そしてクリヤ塗膜の硬化開始までに要する時
間が最も長くなるように調整することが必要である。そ
して、各塗膜の「加熱開始から架橋硬化開始までに要し
た時間」は、それぞれの塗膜を形成するために使用され
る架橋性官能基を有する基体樹脂と、これらを架橋硬化
させるための架橋剤成分の組成および構成比率、さらに
は硬化触媒の添加などを適宜選択することにより、容易
に調整することができる。

【００２０】本発明において各塗膜の加熱開始から架橋
硬化開始までに要する時間は目的に応じて任意に選択で
きるが、例えば、第２着色塗膜は約８〜１４分、特に約
１０〜１２分の範囲内が好ましく、第１着色塗膜は第２
着色塗膜より約１〜４分、特に約２〜３分長時間を要
し、さらにクリヤ塗膜は第１着色塗膜より約４〜８分、
特に約５〜６分長くなるように調整することが好まし
い。

【００２１】本発明において、各塗膜の加熱開始から架
橋硬化開始までに要する時間が上記した順序から逸脱
し、例えば第１着色塗膜が最も短く、第２着色塗膜、ク
リヤ塗膜の順で長くなったり、クリヤ塗膜が最も短く、
第１着色塗膜がそれより長く、そして第２着色塗膜の硬
化開始までに要する時間が最も順で長くなると、本発明
の目的が達成できず、これらの複層塗膜を１回の加熱で
同時に硬化すると、塗膜中の揮発成分が突沸するなどし
て、塗面のツヤが低下したり、さらに肌アレ、ワキ発生
などにより仕上がり外観が低下するので好ましくない。

【００２２】

【発明の効果】３Ｃ１Ｂで塗装し、加熱硬化てなる第１
着色塗膜、第２着色塗膜およびクリヤ塗膜からなる複層
塗膜のツヤが向上し、さらに肌アレ、ワキ発生などの発
生を防止することが可能になった。

【００２３】以下に、本発明の実施例および比較例につ
いて説明する。

【００２４】１．試料の調製 （１）被塗物 「エレクロン＃９４００」（関西ペイント（株）製、商
品名、ポリアミド変性エポキシ樹脂・ブロックポリイソ
シアネ−ト系カチオン電着塗料）を固形分濃度が約１６
％になるように脱イオン水で希釈し、ｐＨを５．５〜
８．０の電着浴を得た。これに、りん酸亜鉛処理した鋼
板を浸漬し、常法により、膜厚２０μｍ（硬化塗膜）に
なるように電着塗装し、１７０℃で２０分加熱して架橋
硬化させてから、中塗塗料（「ルーガベーク中塗り」関
西ペイント（株）製、商品名、ポリエステル樹脂・アミ
ノ樹脂系、有機溶剤型）を膜厚４０μｍ（硬化塗膜）に
なるように塗装し１４０℃で３０分加熱して架橋硬化し
て被塗物とした。

【００２５】（２）着色塗料（Ａ） （Ａ−１）：水酸基含有ポリエステル樹脂（水酸基価１
００、酸価５、数平均分子量３００００）７０部（固形
分、以下同様）、ブチル化メラミン樹脂３０部、チタン
白顔料１００部、シアニンブル−１０部をトルエン／キ
シレン（等重量混合液）中に混合分散して、粘度を１３
秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有率を３
０重量％に調整してなる有機溶剤系塗料。

【００２６】この塗料を硬化塗膜に基づく膜厚が３０μ
ｍになるように鋼板に塗装し、その未硬化塗膜に、振子
式粘弾性測定器（東洋ボ−ルドウィン製、レオバイブロ
ンＤＤＶ−ＯＰＡ型）の重量２２ｇ、慣性モ−メント８
５０ｇ・ｃｍ² の振子を載せ振幅させながら、該塗膜を
室温から１０分で１４０℃まで昇温させ、その後、同温
度を保持して、周期が下降を始めるまでに要した時間を
「その塗膜の加熱開始から架橋硬化開始までに要した時
間」とし、その結果は、１４分であった。

【００２７】（Ａ−２）：水酸基含有ポリエステル樹脂
（水酸基価１００、酸価２、数平均分子量３００００）
７５部（固形分、以下同様）、ブチル化メラミン樹脂２
５部、チタン白顔料１００部、シアニンブル−１０部を
トルエン／キシレン（等重量混合液）中に混合分散し
て、粘度を１３秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、固
形分含有率を３０重量％に調整してなる有機溶剤系塗
料。

【００２８】この塗料の「その塗膜の加熱開始から架橋
硬化開始までに要した時間」を上記と同様に測定した結
果は、１２分であった。

【００２９】（３）着色塗料（Ｂ） （Ｂ−１）：水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価１２
０、酸価１０、数平均分子量３００００）７０部（固形
分、以下同様）、メチル・ブチル化混合エ−テルメラミ
ン樹脂３０部、酸化チタン被覆雲母粉末３０部をトルエ
ン／キシレン（等重量混合液）中に混合分散して、粘度
を１３秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、固形分含有
率を２５重量％に調整してなる有機溶剤系塗料。

【００３０】この塗料の「その塗膜の加熱開始から架橋
硬化開始までに要した時間」を上記と同様に測定した結
果は、１２分であった。

【００３１】（Ｂ−２）：水酸基含有アクリル樹脂（水
酸基価１２５、酸価１４、数平均分子量３００００）７
５部（固形分、以下同様）、メチル・ブチル化混合エ−
テルメラミン樹脂２５部、酸化チタン被覆雲母粉末３０
部をトルエン／キシレン（等重量混合液）中に混合分散
して、粘度を１３秒（フォ−ドカップ＃４／２０℃）、
固形分含有率を２５重量％に調整してなる有機溶剤系塗
料。

【００３２】この塗料の「その塗膜の加熱開始から架橋
硬化開始までに要した時間」を上記と同様に測定した結
果は、１０分であった。

【００３３】（４）クリヤ塗料（Ｃ） （Ｃ−１）：水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価８０、
酸価４、数平均分子量１００００）７５部（固形分、以
下同様）、メチル・ブチル化混合エ−テルメラミン樹脂
２５部をトルエン／キシレン（等重量混合液）中に混合
分散して、粘度を２０秒（フォ−ドカップ＃４／２０
℃）、固形分含有率を４２重量％に調整してなる有機溶
剤系塗料。

【００３４】この塗料の「その塗膜の加熱開始から架橋
硬化開始までに要した時間」を上記と同様に測定した結
果は、１９分であった。

【００３５】２．実施例および比較例 上記の着色塗料（Ａ−１）および（Ａ−２）、着色塗料
（Ｂ−１）および（Ｂ−２）、およびクリヤ塗料（Ｃ−
１）を被塗物にエアスプレ−で塗装し、室温で５分放置
したのち、１４０℃で３０分加熱して、この３層塗膜を
同時に架橋硬化させた。これらの塗装工程および得られ
た複層塗膜の性能試験結果は表１に示した。

【００３６】

【表１】

【００３７】試験方法はつぎのとおりである。

【００３８】ツヤ：６０゜鏡面反射率（％） 肌アレ：目視評価。○は肌アレなし、△は肌アレ少し発
生、×は肌アレ多く発生 を示す。

【００３９】ワキ：目視評価。○はワキ発生なし、△は
ワキ少し発生、×はワキ多く発生を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１着色塗膜、第２着色塗膜およびクリヤ
   塗膜からなる複層未硬化塗膜を加熱して同時に硬化させ
   るにあたり、各塗膜の加熱開始から架橋硬化開始までに
   要する時間が、第２着色塗膜が最も短く、第１着色塗
   膜、クリヤ塗膜の順で長くなるように調整してなること
   を特徴とする複層塗膜形成法。