(57)【要約】【課題】漆黒性が高い塗膜構造を得る。【解決手段】基板１０に電着塗装を行い電着塗装層１２を形成し焼付け、次いで、電着塗装層１２の上面に中塗塗装層１４を形成し焼付け、さらに、黒色ソリッドカラーのベース塗料を塗装しベース層１６を形成し、ウエットオンウエットで、ベース層１６の上面に入射光が透過できる黒色顔料を所定濃度含有しクリア層１８を形成するためクリア塗料を塗装し、ベース層１６とクリア層１８とからなる積層塗膜２０を焼付け硬化させて塗膜構造を形成する。上記ベース塗料およびクリア塗料にカーボンブラック顔料を含有し、ベース塗料は、塗料固形分に対し２〜５重量％のカーボンブラック顔料を含み、クリア塗料は、塗料固形分に対し０．３〜１．７重量％のカーボンブラック顔料を含む。【選択図】図１
2005138057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース塗料およびクリア塗料にカーボンブラック顔料を含有し、
前記ベース塗料は、塗料固形分に対し２〜５重量％のカーボンブラック顔料を含み、
前記クリア塗料は、塗料固形分に対し０．３〜１．７重量％のカーボンブラック顔料を含むことを特徴とする塗膜構造。
【請求項２】
請求項１に記載の塗膜構造において、
前記ベース塗料がメラミン硬化型水系塗料であり、
前記クリア塗料がカルボン酸／エポキシ硬化型溶剤系塗料であり、
前記ベース塗料と前記クリア塗料をウエットオンウエットで塗装し、同時に焼付け硬化させてなることを特徴とする塗膜構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の塗膜構造において、
前記ベース塗料とクリア塗料を塗装し、焼付け硬化された積層塗膜の２５°、４５°、７５°の各角度における明度Ｌ値の合計が３以下であることを特徴とする塗膜構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の塗膜構造において、
前記クリア塗料の硬化後の光線透過率が１〜４０％であることを特徴とする塗膜構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の塗膜構造において、
前記クリア塗料は、さらにアクリル系分散剤を含有することを特徴とする塗膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に漆黒塗膜の塗膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車塗装は、車体の保護、耐久性を向上させることを目的としているが、塗装外観品質、特に塗膜品質に対する要求も少なくない。この塗膜品質を向上させるために、深み感、透明感、奥行き感を強くすることが望まれ、特に外観に高級感を与える塗装として、漆黒感、深み感のある黒色塗装が切望されている。
【０００３】
一方、従来の黒色ソリッドカラー塗装では、単一黒色塗膜で構成されており、酸性雨による塗膜表面のシミが外観品質の低下を招いていた。そこで、近年、耐酸性雨性能を付与するために、黒色塗膜としてカラーベース層、カラークリア層を形成した塗膜構造が提案されている。
【０００４】
例えば、下地層の上に、明度が０．２未満である黒色ベースカラー層と、黒色染料を０．１重量％を超えて１０重量％以下含有する黒色カラークリヤー層とを形成して成る塗膜構造が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、電着塗装および中塗り塗料を塗装焼付けた塗膜上に、塗膜固形分に対して１３重量％以下となるようにアルミニウム分を含むベースコートを塗装し、ウエットオンウエットで塗料固形分に対して０．５〜５重量％の範囲で、かつ粒径０．０１〜０．３μｍの範囲で微粒化顔料を含むカラークリヤ塗膜を焼付けて成るうるし調塗膜の形成方法が提案されている（特許文献２）。
【０００６】
一方、近年、自動車等の上塗り塗装において、工程の合理化、簡略化の面からベースコートエナメルの塗装後、常温であるいは加温して数分間の放置を行い、塗装面が未硬化の状態においてトップコートクリヤーを塗布し加熱硬化を行う、ウエットオンウエット（wet-on-wet）方式による２コート１ベイク（２Ｃ１Ｂ）の塗装方法が行われている。
【０００７】
しかしながら、従来の２コート１ベイク型塗料の塗膜では、ベースコートとトップコート相互の相溶性が保持されていないため、それらの塗膜がそれぞれ保有する動的弾性率、熱膨張率、剛性率、ヤング率、水分透過率、破断強度、ガラス転移温度などで表される物理的性質の差が複合されて、ベースコートとトップコートとの層間の境界面にブリスターを発生し、トップコートが剥離したり、トップコート自体にクラックが発生した剥離するなどの塗膜欠陥を生じ易かった。
【０００８】
また、トップコートは紫外線を通過させるため、ベースコート中の着色が紫外線によって光科学的に変化して返照、退色等を生じるほか、紫外線が塗膜にも作用して劣化し、割れ、剥離を助長するなどにより耐候性は十分でなかった。
【０００９】
そこで、ベースコートおよびトップコートに使用する熱硬化性アクリル樹脂中のスチレン成分を減することにより、塗膜の耐候性を改良して、ウエットオンウエット方式の塗膜で得られるベースコート、トップコートの塗膜相互の相溶性を保持させ、ベースコートとトップコートの層間密着性を付与し、また紫外線吸収剤をベースコートおよびトップコートに配合して紫外線の影響を除いた塗料組成物が提案されている。
【００１０】
例えば、ベースコート用ソリッドカラーエナメルとトップコート用濁りトップコート用クリヤーが、それぞれ、メラミン樹脂と共重合体構成成分としてスチレンを含有する熱硬化性アクリルと樹脂とからなる樹脂混合物と、着色顔料と、紫外線吸収剤とからなり、前記着色顔料の添加量が異なるとともに、前記樹脂混合物のガラス転移温度がそれぞれ０〜４０℃、−１０〜３０℃と近似させた２コート１ベイク型ソリッドカラー用塗料組成物が提案されている（特許文献３）。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１５２２３号公報
【特許文献２】特許第２６５３２１８号公報
【特許文献３】特開昭５５−８２１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の黒色塗装の塗膜構造も、うるし調塗膜の形成方法により形成された塗膜も、近年の漆黒調の要求に対しては今一歩であった。また、ベースコート塗装工程において、黒色ベースの他にメタリックベースも塗装される場合には、ベース塗装工程のダクトや塗装機の洗浄不足により、黒色ソリッドカラー塗装膜にメタリック顔料が混入してしまい、さらに、従来の透明クリア塗装では、メタリック顔料を隠蔽しきれず、塗膜に光輝感がでてしまい、本来のソリッドカラーの塗膜品質が得られないおそれがあった。
【００１３】
また、上記２コート１ベイク型ソリッドカラー用塗料組成物によって形成された塗膜であっても、近年の耐候性の要求には今一歩であった。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より漆黒感の高い塗膜構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の塗膜構造は、以下の特徴を有する。
【００１６】
（１）ベース塗料およびクリア塗料にカーボンブラック顔料を含有し、前記ベース塗料は、塗料固形分に対し２〜５重量％のカーボンブラック顔料を含み、前記クリア塗料は、塗料固形分に対し０．３〜１．７重量％のカーボンブラック顔料を含む塗膜構造である。
【００１７】
ベース塗料とクリア塗料に対し、上述のカーボンブラック顔料の含有量とすることによって、黒色顔料の乱反射が抑制され、漆黒性が向上する。また、例えば、ベースコート塗装工程において、黒色ベースの他にメタリックベースも塗装する場合に、仮に、黒色ソリッドカラー塗装膜にメタリック顔料が混入したとしても、塗膜に混入したメタリック顔料を隠蔽し、本来のソリッドカラーの塗膜品質を得ることができる。
【００１８】
（２）上記（１）に記載の塗膜構造において、前記ベース塗料がメラミン硬化型水系塗料であり、前記クリア塗料がカルボン酸／エポキシ硬化型溶剤系塗料であり、前記ベース塗料と前記クリア塗料をウエットオンウエットで塗装し、同時に焼付け硬化させてなる塗膜構造である。
【００１９】
上記構成とすることにより、塗膜の耐候性を向上させることができる。
【００２０】
（３）上記（１）または（２）に記載の塗膜構造において、前記ベース塗料とクリア塗料を塗装し、焼付け硬化された積層塗膜の２５°、４５°、７５°の各角度における明度Ｌ値の合計が３以下である塗膜構造である。
【００２１】
上記明度の積層塗膜にすることによって、より漆黒性の高い塗装外観を得ることができる。
【００２２】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の塗膜構造において、前記クリア塗料の硬化後の光線透過率が１〜４０％である塗膜構造である。
【００２３】
クリア塗膜の光線透過率を上述の範囲に規定することにより、下地の隠蔽性とカーボンブラック顔料のブリード（にじみ出し）を両立させることができる。
【００２４】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の塗膜構造において、前記クリア塗料は、さらにアクリル系分散剤を含有する塗膜構造である。
【００２５】
アクリル系分散剤を含有することによって、クリア塗膜の明度Ｌ値を低下させることができ、その結果、塗膜外観の漆黒性が向上する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、漆黒性の高い漆黒塗膜構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、塗膜構造の一例が示されている。鉄板素材などからなる基板１０に電着塗装を行い電着塗装層１２を形成し焼付け、次いで、電着塗装層１２の上面に中塗塗装層１４を形成し焼付け、上記電着塗装層１２と中塗塗装層１４とで下地層を形成し、さらに下地層の上面に下地層まで入射光がほとんど全く透過しないように、完全隠蔽可能な黒色ソリッドカラーのベース塗料を塗装しベース層１６を形成し、さらにウエットオンウエットで、ベース層１６の上面に入射光が透過できる濃度の黒色顔料を含有し、または所定の膜厚とを備えた単層または複層からなるクリア層１８を形成するためクリア塗料を塗装し、ベース層１６とクリア層１８とからなる積層塗膜２０を焼付け硬化させる。すなわち、ベース層１６とクリア層１８とは２コート１ベイクにより形成される。２コート２ベイクにより積層塗膜を形成すると、耐候劣化により層間の付着性が低下する場合がある。よって、２コート１ベイクにより積層塗膜を形成することが好ましい。
【００２９】
本実施の形態のベース層１６を形成するためのベース塗料は、黒色顔料であるカーボンブラック顔料を塗料固形分に対し２〜５重量％含有し、好ましくは２．５〜４．５重量％含有する。
【００３０】
上記含有量とすることにより、黒色顔料の乱反射を抑制して漆黒性を向上させることができる。また、光、熱、水付加による耐久性、特に光沢、変色の低下を抑制することができる。
【００３１】
また、本実施の形態のクリア層１８を形成するためのクリア塗料は、黒色顔料であるカーボンブラック顔料を塗料固形分に対し０．３〜１．７重量％含有し、好ましくは０．４〜１．５重量％含有する。
【００３２】
上記含有量とすることにより、積層塗膜２０の明度Ｌ値を３以下にすることができ、塗膜外観の漆黒性を向上させることができる。さらに、光線透過率を後述する所望の範囲にすることができ、その結果、塗膜の耐候性等の耐久性を向上させることができる。
【００３３】
また、ベース塗料は、メラミン硬化型水系塗料を用い、このメラミン硬化型水系塗料におけるメラミン樹脂は、例えば、塗料として一般的に用いられるブトキシメチロールメラミン樹脂を使用することができる。一方、クリア塗料は、カルボン酸／エポキシ硬化型溶剤系塗料を用いることができる。ここで用いた水性ベース塗料は、カーボンブラック顔料をベース塗料を構成する樹脂を用いて、例えば、ボールミル等で分散し、カーボンブラックの含有量を調整した。また、クリア塗料も、同様にカーボンブラック顔料をクリア塗料を構成している樹脂を用いて、例えば、ボールミル等で分散し、カーボンブラックの含有量を調整した。分散性を上げるため、顔料分散時に分散剤を用いることが望ましい。
【００３４】
また、ベース塗料とクリア塗料を塗装し、焼付け硬化された積層塗膜の２５°、４５°、７５°の各角度における明度Ｌ値の合計が３以下であることが好ましい。塗膜の明度は、例えばミノルタ社製分光測色計ＣＭ−５１２ｍ３を用いて測色することができる。測色計において、図２に示すように、試料面に垂直な軸と２５°、４５°、７５°の角度で設置された光源から光を照射し、これらの角度から照明反射した光のうち、試料面に垂直な方向の光を受光することによって、明度を測定した。
【００３５】
また、クリア塗料の硬化後の光線透過率は、１〜４０％であることが好ましく、より好ましくは２〜２５％である。光線透過率を上述の範囲に規定することにより、下地の隠蔽性とカーボンブラック顔料のブリード（にじみ出し）を両立させた塗膜を得ることができる。
【００３６】
さらに、クリア塗料は、アクリル系分散剤を含有してもよい。アクリル系分散剤を含有することにより、カーボンブラック顔料の分散性を向上させることができ、その結果、クリア塗膜の明度Ｌ値を低下させることができ、塗膜外観の漆黒性がより向上させることができる。アクリル分散剤としては、例えばビックケミー社のＢＹＫ−１６１、ＢＹＫ−１６６、ＢＹＫ−１８２（いずれも登録商標）等が挙げられる。
【実施例】
【００３７】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、本実施例中で単に「％」と記載した場合は「重量％」を指すものとする。
【００３８】
実施例１〜７および比較例１〜７．
冷延鋼板（７０×１５０×０．８ｍｍ）をリン酸亜鉛処理（グラノジンＤＰ４０００、日本ペイント（株）製）し、下塗り塗料（パワートップＵ１００、日本ペイント（株）製）で膜厚２０μｍとなるように電着塗装したのち、１６５℃で３０分間焼き付けた。次いで、この電着塗装の上に中塗り塗料（オルガＳ３９３、日本ペイント（株）製）をエアースプレーで塗膜３５μｍとなるように塗装し、１４０℃で３０分焼付けた。次に、この中塗塗膜上に実施例１〜７および比較例１〜７に示すようなベース塗料を１５μｍ塗布し、８０℃で５分プレヒートした後、実施例１〜７および比較例１〜７に示すようなをクリア塗料をウエットオンウエットで３０μｍ塗布し、１４０℃で３０分焼付け、それぞれ実施例１〜７および比較例１〜７の試験板とした。
【００３９】
なお、ベース塗料に用いたメラミン硬化型水系塗料は、「アクアレックス（ＡＲ−２０００）」（日本ペイント社製）であり、クリア塗料に用いたカルボン酸／エポキシ硬化型溶剤系塗料は、「マックフローＯ−１８１０」（日本ペイント社製）にカーボンブラックを規定量含有させたものである。また、アクリル系分散剤として、「ＢＹＫ−１６１」（ビックケミー社製）を用い、実施例４では、塗料固形分に対して０．２５重量％添加した。
【００４０】
これらの試験板についての評価方法は、次の通りである。
【００４１】
［漆黒性の評価］
目視により評価した。
【００４２】
［塗料の安定性］
ベース塗料を２０℃にした後、ブルックフィールド粘度計のＮｏ．２ローターを用いて６ｒｐｍで２００ｍＰａ・ｓになるように純水で粘度調整し、４０℃で１０日間静置し、十分に撹拌した後、同様の測定方法で粘度が１０００〜３０００ｍＰａ・ｓに入っているものを合格（○）とする。また、粘度が上記範囲を外れるものを不合格（×）とした。
【００４３】
［明度の測定方法および評価方法］
ミノルタ分光側色計ＣＭ−５１２ｍ３を用いて、２５°、４５°、７５°の３角度のＬ値を測定し、そのＬ値の合計により評価した。図２に示すように、試料面に垂直な軸と２５°、４５°、７５°で設置された光源から光を照射し、これらの角度から照明反射した光のうち、試料面に垂直な方向の光を受光して明度を測定した。
【００４４】
［クリア層の光線透過率の測定方法］
クリア塗料を縦１０ｃｍ×横２０ｃｍ×厚さ０．５ｃｍの予め脱脂したポリプロピレン板に乾燥塗膜が３０μｍになるようにエアースプレー塗装し、１０分間のセッティングののち、１４０℃で２５分間焼付けた。得られたモノコート塗膜を剥がし「Ｕ−３２００  Spectrophotometer」（日立製透過型分光光度計）を用いて、波長領域４００〜７００ｎｍでの光線透過率を測定した。
【００４５】
［キセノンによる促進耐候性試験］
キセノンランプの照射を１０２分したのち、１８分間キセノンランプを照射しながら降雨を行うサイクルを１サイクルとして、１２００時間で耐候性試験を行った。キセノンランプの照射は、３００〜４００ｎｍで照度約１８０Ｗ／ｍ2であり、ブラックパネル温度は照射モード時６３±３℃、試験槽内温度は照射および降雨モード時２８℃、試験槽内湿度は照射モード時５０±５％ＲＨ、照射および降雨モード時９５±５％ＲＨとした。降雨時の水量は、６６０±６０ｍＬ／ｍｉｎ（水圧約０．０５ＭＰａ／ｃｍ2）とした。
【００４６】
［ＳＵＶ促進耐候性試験］
試験板を以下の条件に設定した試験機内に取り付け、試験を行い、試験機から取り出したのち１時間置き、塗面にしみ、チョーキング、ブロッキング、膨れ、剥がれなどの有無を調べた。また、６０°の鏡面光沢測定およびブリード性を目視判定した。
ブリード性の評価：
○：ブリードがない
△：わずかにブリードしている
×：ブリードが認められる
【００４７】
Ｌモードで４時間光照射したのち、Ｒモードで４時間暗黒し、次いでＤモードで４時間結露させるこの一連のサイクルを１サイクルとして、１００サイクル行い耐候性試験を行った。Ｌモードでは、９０±２ｍＷ／ｃｍ2の光強度で、２９５〜４５０ｎｍの光波長、湿度７０±５％ＲＨ、ブラックパネル温度６３±２℃で行い、Ｒモードでは、ブラックパネル温度７０±２℃、湿度９０±５％ＲＨ、試験台の水冷ＯＦＦで行った。また、Ｄモードでは、ブラックパネル温度３０±２℃、湿度９５％ＲＨ以上、スプレー条件は、Ｄモード初期に１０ｓ、Ｌモード初期に１０ｓの計２回／１サイクルとし、スプレーの水は、脱イオン水を用いた。
【００４８】
［色落ち性の試験方法と評価方法］
試験板の上に置いたカーワックスを含ませたネル上に、３００ｇの分銅を付けた２００ｇの摩擦子をのせ、色落ち試験機ＲＴ−２００（ＤＡＩＥＩ  ＫＡＧＡＫＵ  ＳＥＩＫＩ社製）を用いて、往復１０００回の摩耗試験を行い、試験後のネルに対する付着の有無を評価した。
色落ち性評価：
０：色落ちなし
１：わずかな色落ち
２：やや目立つ色落ち
３：目立つ色落ち
【００４９】
［光沢の測定方法と評価方法］
グロスメーターＧＭ−２６Ｄ（村上色彩研究所製）で６０°グロスを測定し、グロス値の大きいものほど光沢があり良好である。
【００５０】
【表１】
2005138057.tif 000003
【００５１】
【表２】
2005138057.tif 000004
【００５２】
【表３】
2005138057.tif 000005
【００５３】
以上の結果から、カーボンブラック顔料を所定範囲で含有することによって、漆黒感の高い塗膜がえられ、また耐久性も維持できることが判明した。また、アクリル系分散剤を添加することによって、さらに漆黒性が向上することが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
黒色塗膜を形成する自動車およびその他の用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態の塗膜構造の構成を示す図である。
【図２】塗膜の明度の測定方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  基板、１２  電着塗装層、１４  中塗塗装層、１６  ベース層、１８  クリア層、２０  積層塗装。
【図１】
2005138057.tif 000006
【図２】
2005138057.tif 000007