(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物上に、中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を３コート１ベイク方式で塗装して複層メタリック塗膜を形成するにあたり、中塗り塗料として、長手方向寸法が０．５〜１０μｍ、厚さが０．０１〜１μｍの偏平状のタルク粉末を０．５〜５ｐｈｒ含有し、かつ総顔料含有率が４０〜１００ｐｈｒである中塗り塗料を使用することを特徴とする複層塗膜形成方法。
【請求項２】
偏平状のタルク粉末が、長手方向寸法が１〜５μｍのものである請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項３】
偏平状のタルク粉末が、厚さが０．１〜０．５μｍのものである請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項４】
偏平状のタルク粉末を１〜４ｐｈｒ含有する請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項５】
総顔料含有率が８０〜９５ｐｈｒである請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項６】
被塗物上が、カチオン電着塗料で下塗り塗装された自動車車体用の金属又はプラスチック製の被塗物である請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項７】
請求の範囲第１項記載の方法で塗装された物品。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、中塗り塗膜、メタリック塗膜及びクリヤ塗膜からなる耐チッピング性及び平滑性などが改良された複層塗膜の形成方法に関する。
背景技術
中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を順次塗装し、加熱して、これらの塗膜を同時に硬化せしめる３コート１ベイク方式（３Ｃ１Ｂ）による複層塗膜を、自動車車体の外面部などに形成せしめることはすでに知られている。そして、自動車の走行中に跳ね上げられた小石などが、この複層塗膜に当たって塗膜が部分的に剥がれる現象がしばしばみられる（この現象を、「チッピング性」と称している）。このチッピング性を解消するために、例えば、塗膜の層間に軟質塗膜を挟むことが提案されているが、塗装工程が増加するので好ましくない。
本発明の目的は、中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を用いて、３Ｃ１Ｂにより形成される複層塗膜の耐チッピング性を、塗装工程を増加させることなく改良することである。
発明の開示
本発明等は、鋭意研究の結果、今回、中塗り塗料に、特定の大きさの偏平状のタルク粉末を０．５〜５ｐｈｒ含有せしめ、かつ総顔料含有率を４０〜１００ｐｈｒとすることにより、上記の目的を達成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明は、被塗物上に、中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を３コート１ベイク方式で塗装して複層メタリック塗膜を形成するにあたり、中塗り塗料として、長手方向寸法が０．５〜１０μｍ、厚さが０．０１〜１μｍの偏平状のタルク粉末を０．５〜５ｐｈｒ含有し、かつ総顔料含有率が４０〜１００ｐｈｒである中塗り塗料を使用することを特徴とする複層塗膜形成方法に関する。
以下、本発明の複層塗膜形成方法についてさらに詳細に説明する。
発明の実施の形態
本発明の特徴は、中塗り塗料として、長手方向寸法が０．５〜１０μｍ、厚さが０．０１〜１μｍの偏平状のタルク粉末を０．５〜５ｐｈｒ含有し、かつ総顔料含有率が４０〜１００ｐｈｒである塗料を使用する点にある。それにより、塗装工程を増加させることなしに、複層塗膜の耐チッピング性及び平滑性の両性能を同時に改良することに成功した。
本発明において使用する中塗り塗料は、具体的には、例えば、水酸基などの架橋性官能基を有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びアクリル樹脂などの基体樹脂、メラミン樹脂やブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤、特定の大きさの偏平状タルク及びその他の顔料を含有し、これらを有機溶剤及び／又は水に混合せしめることにより得られる有機溶剤系又は水系の液状塗料であることができる。中塗り塗料に配合される該その他の顔料には、着色顔料及び偏平状タルク以外の体質顔料が包含され、これら他の顔料の大きさ（粒径）は、上記の偏平状タルク粉末と同程度又はそれ以下であることが適している。
本明細書において、「ｐｈｒ」とはｐｅｒ  ｈｕｎｄｒｅｄ  ｒｅｓｉｎの略であり、、塗料中に含まれる樹脂固形分１００重量部あたりの配合重量部のことである。
本発明において使用される偏平状タルク粉末は、含水珪酸マグネシウムを主成分とする無機体質顔料であり、形状はフレーク状であって、その大きさは長手方向寸法が０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍ、厚さが０．０１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍの範囲内にあるものである。使用する偏平状タルクの長手方向寸法が０．５μｍより小さくなると塗膜の耐チッピング性が低下し、他方、１０μｍより大きくなると塗膜の平滑性が低下するので、いずれも好ましくない。また、タルクに代えて、クレイ、硫酸バリウム、マイカなどの粉末を使用した場合には、複層塗膜の耐チッピング性及び平滑性を同時に改良するという本発明の目的を達成することができない。
中塗り塗料における偏平状タルク粉末の含有率は、塗料中の樹脂固形分１００重量部あたり、０．５〜５重量部（０．５〜５ｐｈｒ）、好ましくは１〜４重量部（１〜４ｐｈｒ）の範囲内とすることができ、その含有率が０．５重量部より少なくなると塗膜の耐チッピング性が改良されず、他方、５重量部より多くなると塗膜の平滑性が低下するので好ましくない。
また、中塗り塗料に偏平状タルクと共に配合されるその他の顔料としては、中塗り塗料に通常使用されるそれ自体既知の着色顔料や体質顔料が同様に使用可能であり、その含有率は、偏平状タルクとその他の顔料と合計した「総顔料含有率」が４０〜１００ｐｈｒ、好ましくは６０〜９７ｐｈｒ、特に好ましくは８０〜９５ｐｈｒの範囲内となるようにすることができる。用いる中塗り塗料の総顔料含有率が４０ｐｈｒより少ないと塗膜の耐チッピング性が低下し、他方、１００ｐｈｒより多くなると複層塗膜が機械的に脆くなるので好ましくない。
この中塗り塗料は、例えば、必要に応じてカチオン電着塗料などの下塗り塗料などを塗装した自動車車体用の金属製又はプラスチック製の被塗物に塗装することができる。塗装はそれ自体既知の方法で行なうことができ、その膜厚は硬化塗膜で一般に１５〜４０μｍ、特に２０〜３５μｍの範囲内が適している。
ついで、この中塗り塗膜を硬化させることなしに、未硬化の中塗り塗面に、メタリック塗料を塗装する。
メタリック塗料としてはそれ自体既知のものを使用することができ、例えば、水酸基などの架橋性官能基を有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びアクリル樹脂などの基体樹脂、メラミン樹脂やブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤、アルミニウムフレーク、酸化チタン被覆雲母などのメタリック顔料、さらに必要に応じて着色顔料、体質顔料などを使用し、これらを有機溶剤及び／又は水に混合してなる通常の熱硬化性メタリック塗料があげられる。メタリック塗料は上記の未硬化の中塗り塗面に通常の方法で塗装される。その膜厚は、硬化塗膜で一般に１０〜４０μｍ、好ましくは１５〜３５μｍの範囲内とすることができる。
その後、このメタリック塗膜を硬化せずに、さらにクリヤ塗料を塗装する。クリヤ塗料としては無色又は有色の透明塗膜を形成するそれ自体既知の塗料を使用することができ、例えば、水酸基などの架橋性官能基を有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びアクリル樹脂などの基体樹脂、メラミン樹脂やブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤、さらに必要に応じて塗膜の透明性を実質的に阻害しない程度の着色顔料、体質顔料などを使用し、これらを有機溶剤に混合してなる通常の熱硬化性クリヤ塗料があげられる。クリヤ塗料は上記の未硬化のメタリック塗面にそれ自体既知の方法で塗装され、その膜厚は、硬化塗膜で一般に２０〜８０μｍ、好ましくは２５〜５０μｍの範囲内とすることができる。
このようにして中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を順次塗装して未硬化の３層塗膜を形成し、約１００〜約１８０℃、特に約１２０〜約１６０℃の温度で、１０〜４０分間程度加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめることにより、本発明が目的とする複層塗膜を形成することができる。
以上に述べた本発明の方法によれば、中塗り塗料として、長手方向寸法が５〜１０μｍ、厚さが０．０１〜１μｍの偏平状のタルク粉末を０．５〜５ｐｈｒ含有し、かつ総顔料含有率が４０〜１００ｐｈｒである中塗り塗料を使用することにより、塗装工程を増加させることなく、中塗り塗料、メタリック塗料及びクリヤ塗料を用いて３Ｃ１Ｂにより、耐チッピング性及び平滑性が共にすぐれた複層塗膜を形成することができる。
実施例
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明する。部及び％はいずれも重量基準であり、また、塗膜の厚さは硬化塗膜についてのものである。
実施例  １
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；長手方向寸法５μｍ、厚さ０．５μｍの偏平状タルク３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）８０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は耐チッピング性及び平滑性（ツヤ感）がいずれも良好であった。
比較例  １
実施例１において、中塗り塗料として偏平状タルクを配合しないことを除いて、すべて実施例１と同様に操作し複層塗膜を形成した。得られた複層塗膜は実施例１のものに比べて、平滑性はほぼ同等であったが、耐チッピング性が劣っていた。
比較例  ２
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；クレイ（粒径０．１〜２μｍ）３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）８０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は、実施例１のものに比べて、平滑性はほぼ同等であったが、耐チッピング性が劣っていた。
比較例  ３
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；硫酸バリウム（粒径０．１〜２μｍ）３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）８０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は、実施例１のものに比べて、平滑性はほぼ同等であったが、耐チッピング性が劣っていた。
比較例  ４
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；偏平状マイカ（長手方向寸法５μｍ、厚さ０．５μｍ）３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）８０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は、実施例１のものに比べて、平滑性及び耐チッピング性がいずれも劣っていた。
比較例  ５
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；長手方向寸法１５μｍ、厚さ０．５μｍの偏平状タルク３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）８０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は、実施例１のものに比べて、耐チッピング性はほぼ同等であったが、平滑性が劣っていた。
比較例  ６
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；長手方向寸法５μｍ、厚さ０．５μｍの偏平状タルク３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）３０ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は実施例１のものに比べて耐チッピング性が劣っていた。
比較例  ７
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；長手方向寸法５μｍ、厚さ０．５μｍの偏平状タルク３ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）１０６ｐｈｒ及びカーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜は実施例１のものに比べて平滑性及び耐チッピング性が劣っていた。
比較例  ８
カチオン電着塗料を塗装し、加熱硬化してなる鋼板に、中塗り塗料（ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系；長手方向寸法５μｍ、厚さ０．５μｍの偏平状タルク２０ｐｈｒ、チタン白顔料（粒径０．２μｍ）７５ｐｈｒ、カーボンブラック（粒径０．１μｍ）１ｐｈｒを含有する有機溶剤型）を膜厚３０μｍになるように塗装し、室温で２分間放置してから、熱硬化型アクリル樹脂系メタリック塗料（膜厚１５μｍ）及び熱硬化型アクリル樹脂系クリヤ塗料（膜厚４０μｍ）を順次塗装したのち、１４０℃で３０分間加熱して３層塗膜を同時に硬化せしめた。得られた複層塗膜の耐チッピング性はほぼ同等であったが、平滑性は実施例１に比べて劣っていた。
塗膜性能試験
上記実施例１及び比較例１〜８で形成された複層塗膜の耐チッピング性及び塗面平滑性を以下の方法で試験した。その結果を下記の表に示す。
耐チッピング性：Ｑ−Ｇ−Ｒグラベロメータ（Ｑパネル社製、商品名）を用いて、直径１５〜２０ｍｍの大理石約５００ｍｌを吹き付けエアー圧約４ｋｇ／ｃｍ２、雰囲気温度−２０℃において複層塗膜面に対し４５度の入射角度で吹き付けたあとの塗面を目視観察した。○は中塗り塗膜に剥離が少し認められるが、電着塗膜の剥離は殆ど認められない、△は中塗り塗膜に剥離が多く認められ、さらに電着塗膜の一部にも剥離が認められる、×は中塗り塗膜の殆どが剥離し、さらに電着塗膜に多くの剥離が認められる、ことを示す。
塗面平滑性：鏡面光沢計を使用して、入射角及び受光角のそれぞれが２０度の時の反射率を測定して、平滑性の程度を調べた。反射率の大きいほど平滑性がすぐれていることを示す。
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