(57)【要約】【課題】本発明は、光輝材を含有する上塗り塗装での中塗り面の隠蔽性が良好で且つＶＯＣを削減することができる塗装技術を提供することを課題とする。【解決手段】樹脂系重合体と光輝材と溶剤を含む、中塗り面に塗布する上塗り塗料であって、前記重合体の分子量は、５０００〜２００００であり、前記添加剤は、乾燥温度の上昇に伴って塗料の粘性が増加させる粘性制御剤である。【効果】２００００以上の分子量の高分子に比較して、分子量が小さい。分子量が小さくなると、塗料の粘度が下がり、研ぎ跡に対する隠蔽性能が低下する。そこで、本発明では、粘性制御剤を添加することで、粘度の低下を抑えた。結果、光輝材を含有する上塗り塗装での中塗り面の隠蔽性が良好で且つＶＯＣを削減することができる塗装技術を提供することができる。【選択図】                  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂系重合体と光輝材と溶剤を含む、中塗り面に塗布する上塗り塗料であって、
前記重合体の分子量は、５０００〜２００００であり、前記添加剤は、乾燥温度の上昇に伴って塗料の粘性が増加させる粘性制御剤であることを特徴とする上塗り塗料。
【請求項２】
前記重合体は、分子量が２００００以上の高分子樹脂に、分子量が５０００以下の低分子樹脂を混合してなることを特徴とする請求項１記載の上塗り塗料。
【請求項３】
中塗り面を研ぎ手段で研くことで、前記中塗り面に付着しているゴミや汚れを除去する工程と、
前記研ぎ手段による研ぎ跡が付いている前記中塗り面に、請求項１又は請求項２記載の上塗り塗料を塗布する工程と、
前記上塗り塗料を、所定温度で乾燥し焼き付ける工程とからなることを特徴とする塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の塗装に好適な上塗り塗料及びその塗装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アクリル樹脂系塗料は、重合体として、分子量が２００００〜８００００の高分子材料を含んでいる。分子量が高いため、粘度は高い。そこで、使用に当たっては、（重合体＋顔料など）：溶剤＝１：４で示されるような多量の溶剤を使用する。この溶剤は、乾燥焼き付け工程で大気中に放出される。溶剤は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）と呼ばれ、大気汚染防止の観点から、低減することが求められる。
【０００３】
そこで、ＶＯＣを削減することができる塗装方法が各種提案されている（例えば、特許文献１（請求項１）参照。）。
【０００４】
特許文献１に示される塗装方法は、塗料の平均径が鱗片状光輝性顔料の平均粒径以下となるように塗料を霧化して塗装する第１ステージ（第１上塗りベース塗装）と、第１ステージの平均粒径より大きな平均粒径となるように塗料を霧化して塗装する第２ステージ（第２上塗りベース塗装）とからなる。第１ステージにて塗布する塗料（上塗ベース塗料に希釈後）の固形分を３０〜３５重量％までハイソリッド化することができる（特許文献１、段落番号［００２３］第７行〜第８行）。
【０００５】
上塗りは、回転霧化式塗装ガンのベルカップの回転時周速度を高速化して実施される。上塗りは、第１ステージと第２ステージとに分けて行われる。第１ステージと第２ステージとで、ベルカップの回転時周速度が制御される。以上によりＶＯＣを削減することができる。しかし、高速回転し、回転速度が制御される回転霧化式塗装ガンが必要であるため、設備が大掛かりになる。
塗料自体の改良により、簡単に上塗り塗装が実施でき且つＶＯＣを削減することが求められる。
【０００６】
また、特許文献２に示されるように、塗装面の補修用塗料に粘結剤を用いて、中塗り塗膜の欠損部分を効率的に補修することが知られている。しかし、この補修方法は、白色系中塗り塗膜に適したもので、光輝材を含有したメタリック塗膜には採用できない。
【０００７】
図７（ａ）に示すように、分子量が２００００〜８００００の樹脂系重合体に顔料と光輝材と添加剤を加えてなる重合体等１１に、重合体等１１の４倍の体積の溶剤１２を加えて、高分子の上塗り塗料１０とする。高分子の上塗り塗料１０の概念図は、図７（ｂ）に示すように、溶剤１２に長い樹脂１３が分散される。高分子の上塗り塗料１０を乾燥焼き付けすると、樹脂１３同士が架橋される。
しかし、高分子の上塗り塗料１０は、重合体等１１の４倍もの溶剤１２を含み、ＶＯＣの点で難がある。
【０００８】
また、図７（ｃ）に示すように、分子量が１０００〜５０００の樹脂系重合体に顔料と光輝材と添加剤を加えてなる重合体等２１に、重合体等２１の２倍の体積の溶剤２２を加えてなる低分子の上塗り塗料２０が注目される。溶剤２２が半減するため、ＶＯＣの点で優れている。
図７（ｄ）に示すように、溶剤２２に短い樹脂２３が分散されるが、樹脂２３の数は、分子量が小さい分だけ大幅に増加し、架橋点が比例して増加する。このままで、低分子の上塗り塗料２０を乾燥焼き付けすると、架橋不足が生じ、所定の硬度及び強度が得られなくなる。
【０００９】
対策として、図７（ｃ）に示すように、酸触媒２４を添加して、架橋を促す。
酸触媒２４は、腐食性を有するため、配管を炭素鋼からステンレス鋼に変更するなど、設備を耐食構造にする必要がある。耐食構造の設備は通常の設備に比較して格段に高価となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２６０４９１公報
【特許文献２】特開２０１０−２２９２２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、光輝材を含有する上塗り塗装での中塗り面の隠蔽性が良好で且つＶＯＣを削減することができる塗装技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、樹脂系重合体と光輝材と溶剤を含む、中塗り面に塗布する上塗り塗料であって、
前記重合体の分子量は、５０００〜２００００であり、前記添加剤は、乾燥温度の上昇に伴って塗料の粘性が増加させる粘性制御剤であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明では、重合体は、分子量が２００００以上の高分子樹脂に、分子量が５０００以下の低分子樹脂を混合してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、中塗り面を研ぎ手段で研くことで、前記中塗り面に付着しているゴミや汚れを除去する工程と、
前記研ぎ手段による研ぎ跡が付いている前記中塗り面に、請求項１又は請求項２記載の上塗り塗料を塗布する工程と、
前記上塗り塗料を、所定温度で乾燥し焼き付ける工程とからなることを特徴とする塗装方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、重合体は分子量が５０００〜２００００のものを採用した。この分子量であれば、溶剤の量を減少させることができ、ＶＯＣの削減が図れる。
【００１６】
ただし、分子量が小さくなると、塗料の粘度が下がり、研ぎ跡に対する隠蔽性能が低下する。そこで、本発明では、粘性制御剤を添加することで、粘度の低下を抑えた。結果、１回の上塗り塗装でも、ＶＯＣを削減することができる塗装技術を提供することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、高分子重合体と低分子重合体とを混合して、所望の重合体を得る。高分子重合体としてアクリル樹脂が採用可能であり、低分子重合体としてメラミン樹脂が可能である。これらのアクリル樹脂やメラミン樹脂は、入手容易であり安価である。結果、塗料の製造コストを下げることができる。
【００１８】
なお、高分子重合体は、アクリル樹脂の他、アクリル樹脂と同等の樹脂を採用することができ、低分子重合体は、メラミン樹脂の他、メラミン樹脂と同等の樹脂を採用することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明は、中塗り面に付着しているゴミや汚れを除去する工程と、本発明の上塗り塗料を塗布する工程と、乾燥焼き付け工程とからなる。
低ＶＯＣの上塗り塗料を使用しても、ゴミや汚れを除去する工程でできた研ぎ跡を隠蔽することができる。
結果、中塗り面の隠蔽性が良好で且つ溶剤の量が図７（ａ）や図７（ｃ）の中間域とすることが可能な塗装技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】塗装工程フロー図である。
【図２】本発明に係る上塗り塗料の形態を説明する概念図である。
【図３】研ぎ跡を説明する概念図である。
【図４】従来の技術の不具合要因を説明する図である。
【図５】従来の上塗り塗料における温度と粘度の相関を示す図である。
【図６】本発明の上塗り塗料における温度と粘度の相関を示す図である。
【図７】従来の上塗り塗料の形態を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２２】
本発明では分子量が２００００以上を高分子、分子量が５０００以下を低分子、これらの間の分子量５０００〜２００００を中分子とする。
【００２３】
図１に示されるように、車体等のワークに、下塗り塗装を施し（ＳＴ０１）、その上に中塗り塗装を施す（ＳＴ０２）。
【００２４】
中塗り塗装による塗装面に、ゴミ等が付着している場合には、研ぎ手段としての７００番程度のサンドペーパーで研ぐことで、汚れを除去する（ＳＴ０３）。この除去工程で、微小な凹凸も平滑化することができる。
研ぎ手段は、サンドペーパーの他、いわゆるサンダー、回転砥石などであってもよく、要は、ゴミなどの付着物を剥離する作用を発揮する物であれば種類は問わない。
【００２５】
次に、本発明の上塗り塗料を用いて上塗り塗装を施し（ＳＴ０４）、乾燥炉で乾燥焼き付け処理を施す（ＳＴ０５）。
【００２６】
ＳＴ０４で使用する上塗り塗料は、重合体の分子量が、５０００〜２００００であり、これに乾燥温度の上昇に伴って塗料の粘性が増加させる粘性制御剤が添加されている中分子の塗料である。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、分子量が２００００〜８００００の樹脂系重合体３３に、分子量が１０００〜５０００の樹脂系重合体３４を混合して、中分子の上塗り塗料３０としたことを特徴とする。
実験の結果、この中分子の上塗り塗料３０であれば、酸触媒を使用しなくとも、十分な架橋が得られる。
中分子の上塗り塗料３０であれば、図２（ｂ）に示すように、溶剤３２の量を、図７（ａ）よりも大幅に削減することができる。
【００２８】
次に、中分子の上塗り塗料３０の具体的適用例を説明する。
図３（ａ）に示すように、中塗り塗装を施した中塗り面４１にゴミ等が付着している場合に表面を、サンドペーパーで研ぐことで、付着したゴミ等を除去した場合、中塗り面４１の表面に研ぎ跡４２が発生する。
【００２９】
次に、（ｂ）に示すように、上塗り塗料３０を塗布した。
そして、乾燥焼き付けを行ったところ、（ｃ）に示すように、研ぎ跡４２が発現してしまう。これでは、再度、上塗りを施す必要があり、本発明の課題を解決するに至らない。
【００３０】
研ぎ跡４２が発現するプロセスは、次のような現象によると考えられる。
図４（ａ）に示すように、中塗り面４１に上塗り塗料３０を塗布する。この上塗り塗布では、アルミ片などの光輝材４３が中塗り面４１に平行になるように塗装される。この上塗り塗料３０で、一旦は、研ぎ跡４２は隠蔽される。
【００３１】
次に、（ｂ）に示すように、乾燥焼き付けを実施する。熱対流により、上塗り塗料３０は膜内で穏やかな撹拌が起こる。この撹拌は、研ぎ跡４２から離れた部位では、（ａ）に示す光輝材４３の配列が乱れるほどには強くない。一方、研ぎ跡４２の近傍では不規則な撹拌が起こり、（ａ）に示す光輝材４３の配列が乱れる。
【００３２】
（ｃ）は乾燥後の形態を示すが、光輝材４３が立っているため、隠蔽力が低下し、結果、研ぎ跡４２が出現する。
【００３３】
一般的に、上塗り塗料３０では、乾燥焼き付けの際に、温度上昇により重合体等が軟化する現象と、溶剤の蒸発により粘度が増す現象との２つの現象が起こる。
上塗り塗料３０を、加熱して粘度の変化を調べると次の様になる。
図５（ａ）に示すような温度曲線で、上塗り塗料を乾燥させたところ、（ｂ）に示すように、粘度が一旦下がり、後に粘度が急増した。粘度が下がった領域で、図４（ｂ）の現象が起こると推定される。
【００３４】
本発明者らは、粘度を温度上昇と共に増加させることで、光輝材の乱れを防止できると考えるに至った。粘度を温度上昇と共に増加させる手法として、耐熱性の高い粘性制御剤（レオロジーコントロール剤）の添加が考えられる。
粘性制御剤として、粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍで、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上であるアクリルエマルジョン樹脂が好適である。
【００３５】
適量の粘性制御剤が添加してある上塗り塗料の粘度の変化を調べた。
図６（ａ）に示すような温度曲線で、上塗り塗料を乾燥させたところ、（ｂ）に示すように、粘度は温度曲線に比例して増大した。
そして、１回の上塗り塗料を塗布するだけで、研ぎ跡の発現を防止することができた。
【００３６】
尚、本発明は、乗用車の車体に施す上塗り塗装に好適であるが、塗装対象物は車体の他、一般機械、タンク、構造物などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、乗用車の車体に施す上塗り塗装に好適である。
【符号の説明】
【００３８】
３０…上塗り塗料、３３…高分子樹脂（重合体）、３４…低分子樹脂（重合体）、４１…中塗り面、４２…研ぎ跡、４３…光輝材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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