(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車外板の金属部材に水性メタリック塗料（Ａ）、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）を塗装するにあたり、水性メタリック塗料（Ａ）がアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有し、かつグラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトから選ばれた１種以上を該アルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部含有してなり、有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）がアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有することを特徴とする自動車外板部の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部材とプラスチック部材とが同時に併存する自動車車体外板部のこれらの両部材に塗装した両メタリック塗膜間の色一致性を改良することに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
自動車車体の外板部の一部、例えば、バンパー及びフェンダーなどには、車体の軽量化のためにこれまでの金属に代って、ポリプロピレンやポリウレタンなどのプラスチック製部品が使用されることが多くなっており、車体の外板部は金属部材とプラスチック部材とが併存して構成されることが多い。そして、この両部材には美感と保護のためにメタリック塗料などの上塗り塗料が塗装されている。
【０００３】
これらの自動車車体の両部材に有機溶剤系メタリック塗料を塗装すると、両部材間のメタリック塗膜の色一致性がよく、実用的にほぼ問題はないが、いずれも有機溶剤系塗料であるために、地球環境的及び省資源的には好ましくないことが指摘されている。
【０００４】
その対策として、金属部材に水性メタリック塗料、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料を使用することが提案されており、その方法によれば、両部材とも有機溶剤系を使用するものと比べて、地球環境保全上好ましいが、両部材間のメタリック塗膜に色一致性、例えばフリップフロップ性などが異なり、車体全体の美感性が低下するという欠陥を有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は上記の欠陥を解消し、金属部材に水性メタリック塗料、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料を塗装して、かつ両部材のメタリック塗膜の色一致性を改良することであり、鋭意研究の結果、水性メタリック塗料として、特定量のアルミニウムフレーク及びグラファイト又は酸化チタン被覆グラファイトを含有せしめた水性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。
【０００６】
すなわち、本発明によれば、自動車外板の金属部材に水性メタリック塗料（Ａ）、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）を塗装するにあたり、水性メタリック塗料（Ａ）がアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有し、かつグラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトから選ばれた１種以上を該アルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部含有してなり、有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）がアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有することを特徴とする自動車外板部の塗装方法（以下、「本方法」という）が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
自動車として各種乗用車、軽自動車、バスなどがあげられ、これらの車体外板部として、例えば、パネルフード、フェンダ、ドアパネル、パネルトランクリッド、ピラー、リアクオータ、シルアウタ、バンパー、エプロン、ラジエータグリル、プロテクションモールなどがあげられる。このうち、フェンダ、シルアウタ、バンパー、エプロン、ラジエータグリル、プロテクションモールなどにプラスチック部材が使用されていることが多い。プラスチック素材としては、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂やポリウレタン樹脂などがあげられる。
【０００８】
本方法の実施にあたり、自動車外板の金属部品には、あらかじめそれ自体既知のカチオン着塗料及び中塗り塗料などを塗装しその塗膜を硬化しておくことが好ましく、また、プラスチック部材についてもそれ自体既知の方法であらかじめ表面処理及び下塗り塗装などを行なっておくことが好ましい。
【０００９】
本方法では、金属部材に水性メタリック塗料（Ａ）を、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）をそれぞれ塗装しておき、その後に両部材を結合して車体外板部とすることが好ましい。
【００１０】
水性メタリック塗料（Ａ）は、下塗り塗料及び中塗り塗料などを塗装した金属製部材に塗装する光輝性塗膜を形成する塗料であり、アルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有し、かつグラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトから選ばれた１種以上を該アルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部含有してなる水性塗料である。
【００１１】
「ＰＨＲ」とは、塗料中の樹脂固形分１００重量部あたりの比率（重量部）である。
【００１２】
具体的には、熱硬化性樹脂組成物、アルミニウムフレークを熱硬化性樹脂組成物１００重量部あたり１０〜２０重量部、かつグラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトから選ばれた１種以上をアルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部含有してなる水性塗料である。
【００１３】
熱硬化性樹脂組成物として、例えば、水酸基などの架橋性官能基を含有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂などから選ばれた1種以上の基体樹脂とメラミンとホルムアルデヒドとの縮合物のメチロール基の一部もしくは全部に炭素数１〜１０のモノアルコールをエーテル化反応させてなるアルキルエーテル化メラミン樹脂及びブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤とからなる樹脂組成物が好適に使用できる。このうち、基体樹脂の水酸基価は２０〜１５０、酸価は１５０以下、数平均分子量は１０００〜１０００００の範囲内が適している。基体樹脂と架橋剤との構成比率は、この両成分の合計固形分重量を基準に、前者は５０〜９０重量％、特に６０〜８０重量％、後者は５０〜１０重量％、特に４０〜２０重量％の範囲内が適している。
【００１４】
アルミニウムフレークはりん片状の金属アルミニウムのことであり、その厚さは０．００１〜１．０μｍ、特に０．０５〜０．５μｍ、長手方向寸法は２〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。リーフィングタイプ及びノンリーフィングタイプのいずれも使用できる。
【００１５】
水性メタリック塗料（Ａ）におけるアルミニウムフレークの含有率は、熱硬化性樹脂組成物１００重量部（固形分）あたり、１０〜２０重量部、特に１３〜１８重量部の範囲内が好ましい。アルミニウムフレークが１０重量部より少なくなると光輝感及び塗膜の隠蔽性が低下し、一方、２０重量部より多くなると塗膜の平滑性などの仕上り外観及び物理的性能などが低下するので、いずれも好ましくない。
【００１６】
水性メタリック塗料（Ａ）にグラファイト及び／又は酸化チタン被覆グラファイトを含有せしめることにより、アルミニウムフレーク含有メタリック塗膜のフリップフロップ性が向上し、その結果、有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）のメタリック塗膜との色一致性がよくなることが判明した。
【００１７】
グラファイトは黒鉛とも称され、結晶は六方晶系に属する層状構造をもち、六角形の巨大な網目をなす層面が弱いファンデルワールス結合によって積み重なっており、黒色である。
【００１８】
酸化チタン被覆グラファイトはかかるグラファイトの表面を酸化チタンで被覆したものであり、既知の顔料である。例えば、特開平５−３１１０９８号公報に記載によれば、酸素含有雰囲気下での加熱による酸化処理及び／又は水溶性酸化剤による酸化処理が表面に施されたグラファイトフレーク表面に二酸化チタンが均一かつ緻密に被覆された酸化チタン被覆グラファイトが開示されており、このものは水性メタリック塗料（Ａ）において酸化チタン被覆グラファイトとして使用することができる。さらに具体的には、グラファイトフレーク粒子表面を予め酸化処理した後、その上に既知の方法で二酸化チタン水和物を均一に沈着させ４５０〜９５０℃で焼成することにより得られる。さらに詳細には上記の公報に記載されているので、ここでは省略する。酸化チタンの被覆厚さによって発色性が異なり、厚くなるしたがってブルー、グリーン、ゴールド、パープルなどに変化する。
【００１９】
グラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトの形状はいずれもフレーク状であり、その厚さは０．００１〜１．０μｍ、特に０．０５〜０．５μｍ、長手方向寸法は２〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。
【００２０】
水性メタリック塗料（Ａ）において、グラファイト及び／又は酸化チタン被覆グラファイトの配合量は、アルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部、特に３〜８重量部の範囲内が好ましい。グラファイト及び／又は酸化チタン被覆グラファイトの配合量が１重量部より少なくなると色一致性が低下し、一方１０重量部より多くなると平滑性などの仕上り外観及びフリップフロップ性などが低下するので、いずれも好ましくない。
【００２１】
水性メタリック塗料（Ａ）は、熱硬化性樹脂組成物、アルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ、かつグラファイト及び酸化チタン被覆グラファイトから選ばれた１種以上を該アルミニウムフレーク１００重量部あたり１〜１０重量部を水中に混合分散してなる水性塗料であり、これらの成分以外に、さらに有機顔料、無機顔料、光干渉性顔料などを目的に応じて適宜に配合することができる。
【００２２】
水性メタリック塗料（Ａ）は、粘度を１０〜２５秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などにより、自動車車体の金属部材に硬化塗膜を基準に１０〜４０μｍの膜厚に塗装することが好ましい。この塗膜は、１２０〜１８０℃、特に１３０〜１６０℃で、１０〜４０分間加熱することにより硬化することができる。
【００２３】
水性メタリック塗料（Ａ）の硬化又は未硬化の塗膜面に、さらにクリヤ塗料を塗装することができる。クリヤ塗料としては、無色透明又は有色透明の塗膜を形成するそれ自体既知の有機溶剤系塗料が使用できる。具体的には、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの基体樹脂と、メラミン樹脂、（ブロック）ポリイソシアネート化合物、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、エポキシ基含有化合物又は樹脂などの架橋剤を含有する熱硬化性クリヤ塗料が好適に使用できる。このクリヤ塗料は、粘度を１０〜３０秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などにより、硬化又は未硬化の水性メタリック塗料（Ａ）の塗面に、硬化塗膜を基準に２０〜８０μｍの膜厚に塗装することができ、そして、１２０〜１８０℃で１０〜４０分間加熱して塗膜を硬化する。
【００２４】
有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）はプラスチック部材に塗装する塗料であり、アルミニウムフレークの含有率が１０〜２０ＰＨＲである光輝性塗膜を形成する有機溶剤系メタリック塗料である。有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）には上記のグラファイト及び／又は酸化チタン被覆グラファイトは含有していない。
【００２５】
具体的には、メタリック塗料（Ｂ）は、熱硬化性樹脂組成物及びアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有してなり、これらの成分を有機溶剤に混合分散してなる有機溶剤系塗料である。
【００２６】
熱硬化性樹脂組成物は、例えば、水酸基などの架橋性官能基を含有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂などから選ばれた1種以上の基体樹脂を必須成分とし、任意成分としてポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤を配合してなる樹脂組成物が好適に使用できる。このうち、基体樹脂の水酸基価は２０〜１５０、酸価は３０以下、数平均分子量は１０００〜１０００００の範囲内が適している。これらの基体樹脂と架橋剤との構成比率は、例えば、この両成分の合計固形分重量を基準に、前者は５０〜１００重量％、特に６５〜１００重量％、後者は５０〜０重量％、特に４０〜０重量％の範囲内が適している。
【００２７】
アルミニウムフレークはりん片状の金属アルミニウムのことであり、その厚さは０．００１〜１．０μｍ、特に０．０５〜０．５μｍ、長手方向寸法は２〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。リーフィングタイプ及びノンリーフィングタイプのいずれも使用できる。
【００２８】
メタリック塗料（Ｂ）におけるアルミニウムフレークの含有率は、熱硬化性樹脂組成物１００重量部（固形分）あたり、１０〜２０重量部、好ましくは１３〜１８重量部の範囲内である。アルミニウムフレーク顔料が１０重量部より少なくなると光輝感及び塗膜の隠蔽性などが低下し、一方、２０重量部より多くなると平滑性などの仕上り外観及び塗膜の物理的性能などが低下するので、いずれも好ましくない。
【００２９】
メタリック塗料（Ｂ）は、熱硬化性樹脂組成物及びアルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲを有機溶剤中に混合分散してなる有機溶剤系塗料であり、これらの成分以外に、さらに有機顔料、無機顔料及び光干渉性顔料などを目的に応じて適宜に配合することができる。
【００３０】
メタリック塗料（Ｂ）は、粘度を１０〜２５秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などにより、自動車車体のプラスチック部材に硬化塗膜を基準に１０〜４０μｍの膜厚に塗装することが好ましい。この塗膜は、室温〜１２０℃、特に６０〜１００℃で、１０〜４０分間強制乾燥することにより硬化することができる。
【００３１】
有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）の硬化又は未硬化の塗膜面に、クリヤ塗料を塗装することができる。クリヤ塗料は、無色透明又は有色透明の塗膜を形成する塗料であり、それ自体既知の有機溶剤系クリヤ塗料を使用することができる。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、ポリエステル樹脂などの基体樹脂と、（ブロック又は非ブロック）ポリイソシアネート化合物などの架橋剤とを含有する熱硬化性クリヤ塗料が好適に使用できる。このクリヤ塗料は、粘度を１０〜３０秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装などにより、硬化又は未硬化の有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）の塗面に、硬化塗膜を基準に２０〜８０μｍの膜厚に塗装することができ、そして、室温〜１２０℃、特に６０〜１００℃で１０〜４０分間強制乾燥することによりクリヤ塗膜を硬化することができる。
【００３２】
特にプラスチック部材の塗装において、有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）として、アルミニウムフレークを１０〜２０ＰＨＲ含有せしめ、水酸基を含有するポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂などから選ばれた1種以上の基体樹脂を使用し、かつポリイソシアネート化合物及びブロックポリイソシアネート化合物などの架橋剤を配合しないそれ自体非架橋硬化性の有機溶剤系メタリック塗料を使用し、その未硬化塗面に、クリヤ塗料として、水酸基を含有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの基体樹脂と架橋剤として非ブロックのポリイソシアネート化合物を含有する２液型クリヤ塗料を塗装して、クリヤ塗膜中に含まれる非ブロックのポリイソシアネート化合物を下層の有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）の未硬化塗膜に浸透させて、両塗膜をクリヤ塗料に含有せしめた非ブロックのポリイソシアネート化合物により架橋硬化させる（「しみ込み硬化方式」）ことが、プラスチック部材を高温に加熱することなく、低温（例えば６０〜１００℃）で行なえるので、プラスチック部材の変形防止、省資源などの点で好ましい。
【００３３】
しみ込み硬化方式で使用できる好適な非ブロック型のポリイソシアネート化合物は、1分子中に２個以上の遊離のイソシアネート基を有する化合物であり、具体的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート化合物；イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート化合物；キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート化合物；これらのポリイソシアネート化合物の２量体、３量体、エチレングリコールやトリメチロールプロパンなどのポリオールとこれらのポリイソシアネート化合物とのイソシアネート過剰のウレタン化物などがあげられる。クリヤ塗料において、これらのポリイソシアネート化合物の配合量は、固形分比で、水酸基含有樹脂との合計１００重量部あたり、５〜３０重量部、特に１０〜２０重量部が適している。
【００３４】
本方法において、金属部材に塗装する水性メタリック塗料（Ａ）及びプラスチック部材に塗装する有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）におけるアルミニウムフレークの含有率は、同一の自動車外板部に塗装する場合、ほぼ同一であることが好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
金属部材に水性メタリック塗料、プラスチック部材に有機溶剤系メタリック塗料を塗装して、かつ両部材のメタリック塗膜の色一致性を改良することであり、水性メタリック塗料として、特定量のアルミニウムフレーク及びグラファイト又は酸化チタン被覆グラファイトを含有せしめた水性塗料を使用することにより目的を達成することができた。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例及び比較例について説明する。部及び％は原則として重量に基づいており、塗膜の膜厚は硬化塗膜についてである。
【００３７】
１．試料の調製
１）被塗物
ａ）金属製被塗物：脱脂及びりん酸亜鉛処理した鋼板（大きさ４００×３００×０．８ｍｍ）にエポキシ樹脂系カチオン電着塗料及びポリエステル・メラミン樹脂系中塗り塗料を順次塗装し、それぞれの塗膜を加熱硬化してなる塗装鋼板。
【００３８】
ｂ）プラスチック製部材：脱脂洗浄したポリプロピレン板（大きさ４００×３００×０．８ｍｍ）。
【００３９】
２）水性メタリック塗料（Ａ）
ａ）：水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価７０、酸価５、数平均分子量１５０００）７０部、メラミン樹脂３０部、アルミニウムフレーク（厚さ０．１〜１．５μｍ、長手方向寸法１５〜２０μｍ、ノンリーフィングタイプ）を１５ＰＨＲ、酸化チタン被覆グラファイト（厚さ０．１〜０．３μｍ、長手方向寸法１５〜２０μｍ）をアルミニウムフレーク１００重量部あたり５重量部を含有する水性メタリック塗料。
【００４０】
ｂ）：上記ａ）から酸化チタン被覆グラファイトを削除した塗料（比較用）。
【００４１】
３）金属部材用クリヤ塗料
ａ）「マジクロンＴＣ７１」（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系クリヤ塗料）。
【００４２】
４）有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）
ａ）「ソフレックス４１５」（関西ペイント（株）製、商品名）で、水酸基含有アクリル樹脂（水酸基価８０、酸価は５、数平均分子量は１００００）及びアルミニウムフレーク（厚さ０．１〜１．５μｍ、長手方向寸法１５〜２０μｍ、ノンリーフィングタイプ）１５ＰＨＲを含有するプラスチック用有機溶剤系メタリック塗料。架橋剤は配合されていない。
【００４３】
５）プラスチック用クリヤ塗料
ａ）「ソフレックス５００」（関西ペイント（株）製、商品名）で、水酸基含有アクリル樹脂及びポリイソシアネート化合物を含有する２液型プラスチック用有機溶剤系クリヤ塗料。
【００４４】
２．実施例及び比較例
実施例 １
金属製被塗物に水性メタリック塗料（Ａ）ａ）をエアスプレーで膜厚２０μｍに塗装し、室温で３分間乾燥させてから、金属部材用クリヤ塗料ａ）をエアスプレーで膜厚４０μｍに塗装し、室温で３分間乾燥させてから、１４０℃で３０分間加熱して両塗膜を同時に架橋硬化した。
【００４５】
一方、プラスチック製被塗物に有機溶剤系メタリック塗料（Ｂ）ａ）をエアスプレーで膜厚２０μｍに塗装し、室温で３分間乾燥させてから、プラスチック用クリヤ塗料ａ）をエアスプレーで膜厚４０μｍに塗装し、室温で３分間乾燥させてから、１００℃で３０分間加熱して両塗膜を同時に架橋硬化した。
【００４６】
金属製被塗物に形成された複層塗膜とプラスチック製被塗物に形成された複層塗膜の色一致性は良好であり、両部材間でのメタリック感などの色調的な差異は殆ど認められなかった。平滑性も良好であった。
【００４７】
比較例 １
実施例１における「水性メタリック塗料（Ａ）ａ）」を「水性メタリック塗料（Ａ）ｂ）」に代えた以外は、すべて実施例１と同様に行なった。その結果、金属製被塗物に形成された複層塗膜とプラスチック製被塗物に形成された複層塗膜の色一致性は不良であり、両部材間でのメタリック感などの色調的な差異が目視で明確に認められた。平滑性は良好であった。