JP2007508925A - 車両上にツートン仕上げを達成するための改善された方法 - Google Patents

Abstract

（１）ホールドアウト可能な耐チップ性プライマーコーティング組成物を典型的には電着プライマー組成物で前に塗装された基材のアクセントエリアに塗布する工程と、（２）プライマーサーフェーサー・コーティング組成物を基材の隣接する非アクセントエリアに塗布する工程と、（３）アクセントカラーベースコーティング組成物をアクセントエリアにおける耐チップ性プライマーコーティング組成物にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、（４）複合被覆基材を第１のベーキングで硬化させる工程と、（５）アクセントエリアを保護膜でカバーする工程と、（６）主カラーベースコーティング組成物をマスクされていないエリア一面に塗布する工程と、（７）保護膜をアクセントエリアから除去する工程と、（８）クリアコーティング組成物を基材の全面にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、次に（９）複合ツートン被覆基材を第２のベーキングで硬化させる工程とによる、様々な基材上にマルチカラー・ツートン仕上げを達成するための方法が特許請求される。

Description

本発明は、自動車またはトラックのような基材上に、２つの硬化サイクルのみが要求されるマルチカラー・ツートン仕上げを得るためのコーティング方法、ならびに上記方法によりコートされた基材に関する。

自動車およびトラック本体のような運搬用車両は、車両の外観を向上させ、かつ、腐食、擦り傷、欠け、紫外線、酸性雨および他の環境条件からの保護をも提供する多層コーティングにより処理される。自動車およびトラック用のベースコート／クリアコート仕上げは、「ウェット−オン−ウェット」塗布（すなわち、ベースコートが完全に硬化する前にクリアコートが塗布される）によって過去２０年にわたって一般に使用されてきた。典型的なやり方では、ベースコート／クリアコート仕上げは、典型的には、先に硬化したプライマーサーフェーサーにより被覆基材一面に塗布される。特殊な耐チップ性プライマーを、プライマーサーフェーサー塗布段階中に、自動車およびトラック本体の下部本体エリアに塗布することもまた一般的である。

さらにより独特で魅力的なカラースタイリングに対する要望は、自動車およびトラック相手先商標製造会社（ＯＥＭ）がマルチカラーの、または「ツートンの」仕上げの車両を製造することにつながった。耐チップ性「ツートン」仕上げ車両基材を製造するために用いられる典型的な手順は下記を含む。
Ｉ）電気塗装された車両基材一面への下部本体耐チップ性プライマーの塗布、
ＩＩ）基材全体へのプライマーサーフェーサーの塗布、
ＩＩＩ）下塗被覆基材のベーキング硬化、
ＩＶ）車両基材への主本体カラーベースコートの塗布、
Ｖ）主カラーベースコート一面へのクリアコートの塗布、
ＶＩ）ベーキング硬化および基材の上部本体主カラーベースコート／クリアコート仕上げエリアの保護膜でのカバー、
ＶＩＩ）アクセントエリアへのアクセントカラーの塗布、
ＶＩＩＩ）アクセントエリアへのアクセントクリアの塗布、
ＩＸ）アクセントベースコート／クリアコート仕上げのベーキング硬化、および保護膜の除去。

従って、耐チップ性ツートン仕上げ車両基材の製造においては、３つのベーキング硬化サイクルおよび６つのコーティング段階であって、２つのそれぞれの場合に車両基材をベースコート／クリアコート仕上げ段階に通す工程が含まれるものを典型的には含む。幾つかの実際上の不利益がこの典型的な手順で生じる。これらには、クリアコーティング工程が別個に２回あること、追加のベーキング硬化サイクルが１回あること、そして最も注目すべきことには、２つの異なる場合に車両基材をベースコート／クリアコート仕上げ段階に通す必要があり、車両組み立てラインが停滞し、製造上のボトルネックが発生することが含まれる。この最後の不利益は時間がかかり、エネルギーを要し、そして費用効果的でない。

それ故、最小限のコーティング層数およびベーキング硬化サイクル数でマルチカラー・ツートン仕上げを提供するコーティング組成物および塗布方法に対するニーズがある。

米国特許第５，１６２，４２６号明細書 米国特許第４，５９１，５３３号明細書 米国特許第５，３１４，９４５号明細書

本発明は、様々な基材、典型的には窓およびドア枠、ならびに他の本体部品のような自動車およびトラック外側の部分上にマルチカラー・ツートン仕上げを達成するための方法に関する。本方法は、
（１）ホールドアウト可能性を持った耐チップ性プライマーコーティング組成物を、典型的には電着プライマー組成物で前に塗装された、基材のアクセントエリアに塗布する工程と、
（２）プライマーサーフェーサー・コーティング組成物を基材の隣接する非アクセントエリアに塗布する工程と、
（３）アクセントカラーベースコーティング組成物をアクセントエリアにおける耐チップ性プライマーコーティング組成物にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、
（４）工程（３）からの複合被覆基材を第１のベーキングで硬化させる工程と、
（５）アクセントエリアを保護膜でカバーする工程と、
（６）主カラーベースコーティング組成物をマスクされていないエリア一面に塗布する工程と、
（７）保護膜をアクセントエリアから除去する工程と、次に
（８）クリアコーティング組成物を工程（７）からの基材の全面にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、次に
（９）工程（８）からの複合ツートン被覆基材を第２のベーキングで硬化させる工程と
を含む。

本発明の方法は、車両組み立てプラントにおいて、ワンパス連続インライン塗装プロセスで、または静的バッチプロセスで実行することができる。

本方法は、別個の下部本体ウレタン耐チップ性プライマーについて、それぞれ必要とされるベーキングに対する要求を排除し、チップ性能を犠牲にすることなく実質的な省力をもたらす。

本方法に従って製造されたツートン複合コーティングを有する被覆基材もまた、本発明の一部を形成する。

本発明は、様々な基材、特に自動車およびトラック本体およびその部品の部分上にマルチカラー・ツートン複合仕上げを形成するための方法に関する。本発明の方法は、バッチまたは連続プロセスで行うことができる。理想的には、それは、塗装ラインによる車両の二重処理の必要性または塗装時間を延ばす必要性なしに、自動車組み立てプラントにある、連続インラインまたはモジュラーバッチ設備のような、既存のプライマーサーフェーサー／ベースコート／クリアコート塗装設備で行われるようにデザインされる。

通常のアクセントエリア耐チップ性ウレタンプライマーを、ベースコートでウェット−オン−ウェット塗布できる「ホールドアウト」可能な耐チップ性プライマー組成物で置き換えることによって、通常のツートン塗装プロセスでの工程および硬化サイクルの数を、アクセントエリアでの耐チップ性能を犠牲にすることなくさらに減らすことができる。

用語「ホールドアウト可能な」は、第２のコーティング層、または複数のコーティング層が最初のコーティング層の一面に順次塗布された時に、塗布されたばかりの未硬化の最初のコーティングが混合抵抗性を有し、実質的な境界面を維持することを意味する。層と層との間で硬化が必要ないこのタイプのマルチコーティング技法は一般に、２つのウェットコートが用いられる時には「ウェット−オン−ウェット」、または３つのウェットコーティング層については「ウェット−オン−ウェット−オン−ウェット」と言われる。

「ツートン」とは、車両仕上げが２つのはっきりと異なるカラーを有することを意味する。第１のアクセントカラーが、通常下部または中間垂直エリアでの、車両の外側基材のマイナーな部分をカバーする。第２の主本体カラーが、車両の外側基材の残りの主要部をカバーする。

専門用語「保護膜」は、第１の硬化コーティングをカバーし、その次に塗布される第２コーティング層への曝露から守り、こうして第１硬化コーティング層の完全性を維持するための特性を有する柔軟なフィルムと定義される。保護膜は、テープまたは接着剤のような、任意の実用的な手段によって適所に固定されてもよい。かかる保護膜は市場で広く入手可能である。ミシガン州グランド・ブランクのベクトル・テクノロジーズ（Ｖｅｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ Ｇｒａｎｄ Ｂｌａｎｃ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）は、膜の上に接着剤が積層された特に有用な保護膜であって、自己接着性であり、かつ、膜を固定するためのテープを必要としない保護膜を供給している。

本発明の実施形態では、ホールドアウト可能性を持った耐チップ性の硬化性コーティング組成物が基材のアクセントエリアに塗布され、第２の硬化性プライマーサーフェーサー・コーティングが隣接する非アクセントエリアに塗布され、そして次にアクセントカラーベースコート・コーティングが前述の耐チップ性の硬化性被覆アクセントエリアに塗布される。上記の複合コーティングは次に硬化させられ、カラーアクセントエリアはその次に保護膜でカバーされる。次に、主カラーベースコートが塗布され、保護膜が除去され、次に基材表面がクリアコートされ、第２のベーキングで硬化させられる。

本発明のさらに別の実施形態では、ホールアウト可能性を持った耐チップ性の硬化性コーティング組成物が全体基材に塗布され、次にアクセントカラーベースコート・コーティングがアクセントエリアにおける前述の耐チップ性の硬化性被覆に塗布される。上記の複合コーティングは次に硬化させられ、カラーアクセントエリアはその次に保護膜でカバーされる。上記複合コーティングは次に硬化させられ、カラーアクセントエリアがその後に保護膜でカバーされる。次に、主カラーベースコートが塗布され、保護膜が除去され、次に基材表面がクリアコートされ、第２のベーキングで硬化させられる。

また、本発明は被覆基材に関する。被覆基材は、本発明のホールドアウト可能な硬化性コーティング組成物を使用して、記載された方法に従って製造される。被覆基材は、例えば、自動車、トラック、飛行機、または船舶のような運搬用車両基材であってもよい。

図１は、本発明の実施形態を例示するフローダイアグラムである。本方法は、硬化が行われる３つのウェットコート統合第１段階と、引き続いて、着色ベースコートおよびクリアコートが複合体として塗布され、硬化される第２段階とを用いてツートン仕上げを達成する。この仕上げ基材はまた、優れた耐チップ性を、接着性、コート間接着性、外観、および他の所望のフィルム特性と共に有する。

図１について言及すると、工程２で、電着車両基材はツートン塗装シナリオに入り、そこでホールドアウト可能な耐チップ性の硬化性コーティング組成物が車両基材のアクセントエリアに塗布される（工程４）。続いて、工程６で、第２の硬化性プライマーサーフェーサーコーティングが次に非アクセントエリアに塗布され、工程８でアクセントカラーベースコート・コーティングが前述の耐チップ性の硬化性コーティング層に塗布される。下塗非アクセントエリアだけでなく、上記ウェット−オン−ウェット・アクセントエリア層も次に、効果的な時間および温度組み合わせで、工程１０で硬化させられる。

再度図１について言及すると、硬化後に、工程１２でカラーコートされたアクセントエリアは保護膜でカバーされ、適所に固定される。主本体カラーベースコートが次に工程１４で車両基材に塗布される。カラーコートされたアクセントエリアは次に工程１６でカバーを取られ、クリアコートが工程１８で車両の全外側基材に塗布され、複合コーティングが工程２０で硬化させられる。

耐チップ性ツートン仕上げを達成するための従来技法より優れた本発明の利点を例示するために、図２を参照されたい。図２が示すように、下部本体耐チップ性プライマーが工程２２および２４で電着車両基材一面に塗布される。次にプライマーサーフェーサーが工程２６で全基材に塗布され、耐チップ性およびプライマー層が硬化させられる（工程２８）。工程３０および３２で、主本体カラーベースコートが車両基材の非アクセントエリアに塗布され、クリアコートが次に塗布される。層は次に、工程３４および３６でベーキング硬化させられ、保護膜でカバーされる。アクセントカラーベースコートは次に工程３８および４０に従って車両基材のアクセントエリアに塗布され、クリアコートされる。最後に、アクセントカラーベースコート／クリアコート仕上げがベーキング硬化させられ、保護膜が除去される（工程４２および４４）。

要約すれば、通常のツートン法は、合計６コーティング工程と３ベーキング硬化工程とよりなる。本発明の一実施形態では、ツートン耐チップ性仕上げは、５コーティング工程と２ベーキング硬化工程とで達成される。さらに別の実施形態では、仕上げは４コーティング工程と２ベーキング硬化工程とで達成される。

図３は、３つのウェットコート統合第１段階を用いるツートン仕上げを得るための図１に記載される実施形態をさらに例示する図である。この仕上げ基材はまた、優れた耐チップ性を、接着性、コート間接着性、外観、および他の所望のフィルム特性と共に有する。

図３について言及すると（図１に用いられるのと同じ参照数字を用いる）、工程２で電着車両基材はプライマーコーティング・ブースに入り（工程２）、そこでホールドアウト可能な耐チップ性の硬化性コーティング組成物が車両基材のアクセントエリアに塗布される（工程４）。それから第２の硬化性プライマーサーフェーサーコーティングが次に工程６で非アクセントエリアに塗布される。工程８でアクセントカラーベースコート・コーティングが先に塗布されたホールドアウト可能な耐チップ性の硬化性コーティング層一面に塗布される。上記ウェット−オン−ウェット−オン−ウェット層は工程１０で硬化させられる。

図３がさらに例示するように、硬化後に、工程１２でカラーコートされたアクセントエリアが保護膜でカバーされ、適所に固定される。主本体カラーベースコートが次に工程１４で車両基材に塗布され、保護膜が除去される（工程１６）。クリアコートが車両の全外側基材（図３には示されていない）に塗布され、複合コーティングがベーキング硬化させられる（工程２０）。

本発明の代わりの方法では、前述のホールドアウト可能な耐チップ性の硬化性コーティング組成物はまた、主本体プライマーサーフェーサーとして使用することができる。図３について再び言及すると、プライマーは、工程４および６を組み合わせて、全車両に塗布されるであろう。このシナリオはウェット−オン−ウェット塗布法と考えられてもよい。

ウェットコート間のフラッシュ時間とベーキング硬化時間および温度とは、当業者には容易に明らかであろうし、具体的なコーティング化学または配合によってコントロールされてもよい。しかしながら一般に、未硬化ウェットコート間のフラッシュ時間は約１５秒〜１０分の範囲であることができ、ベーキング硬化温度は約１００℃〜１６０℃の範囲であることができ、硬化時間は約１５〜４５分の範囲であることができる。

硬化された複合ツートン仕上げの厚さは一般に約５０〜２７５μｍ（２〜１２ミル）、好ましくは約１００〜２００μｍ（４〜８ミル）である。プライマー、ベースコート、およびクリアコートは、好ましくは、塗布され、硬化され、それぞれ、約１０〜５０μｍ（０．４〜２．０ミル）、約１０〜５０μｍ（０．４〜２．０ミル）、および約２５〜７５μｍ（１．０〜３．０ミル）の厚さを有する。

本発明で使用されるホールドアウト可能な耐チップ性プライマーコーティングは、他のベースコートと混合抵抗性を持たなければならず、プライマーコーティングがその次に、その上にウェット−オン−ウェット、またはウェット−オン−ウェット−オン−ウェット塗布される。さらに、プライマーは仕上げに耐チップ性を与えて下部本体耐チップ性ウレタンプライマーの排除を可能にするべきである。

本発明の任意の方法で用いられるクリアコートまたはベースコート組成物の性質は、決して決定的に重要ではない。しかしながら、プライマーは前述の特性を有するべきである。標準的な溶剤希釈型、水性または粉体ベースのシステムをはじめとする、多種多様な商業的に入手可能な自動車クリアコート、ベースコート、またはプライマー組成物の任意のものが本発明で用いられてもよい。低いＶＯＣ（揮発性有機含有率）を有し、そして現行の公害規制に適合する高固形分の溶剤希釈型クリアコート、ベースコート、およびプライマーサーフェーサーがより一般に用いられる。典型的に有用な溶剤希釈型コーティングには、イソシアネートで架橋されたポリオールポリマーの２Ｋ（２成分）システムおよびメラミンで架橋されたアクリルポリオールの１Ｋシステムまたはポリオールおよびメラミンと組み合わせた１Ｋアクリロシラン・システムが含まれるが、それらに限定されない。エポキシ酸システムもまた使用することができる。かかる仕上げは、高い光沢およびＤＯＩ（画像の明確さ）をはじめとする、魅力的な美的外観を有する鏡のような外装仕上げを自動車およびトラックに提供する。本発明の方法で使用することができる好適な１Ｋ溶剤希釈型アクリロシラン・クリアコート・システムは、参照により本明細書によって援用される、米国特許公報（特許文献１）に開示されている。好適な１Ｋ溶剤希釈型アクリル／メラミン・クリアコート・システムは、参照により本明細書によって援用される、米国特許公報（特許文献２）に開示されている。また、１Ｋ水性ベースコートが用いられてもよく、典型的には溶剤希釈型ベースコートと同じ特性を提供する。任意の通常の水性ベースコートを塗布することができる。典型的にはこれらはアクリルポリマーおよびアルキル化メラミン・ホルムアルデヒド架橋剤の水性分散系である。有用な組成物は、参照により本明細書によって援用される、１９９４年５月２４日に出されたニックルおよびワーナー（Ｎｉｃｋｌｅ ａｎｄ Ｗｅｒｎｅｒ）米国特許公報（特許文献３）に教示されている。

本発明の方法の様々な他の修正、変更、追加または置き換えは、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに当業者に明らかであろう。本発明は、本明細書で説明した例示的な実施形態によって限定されないが、むしろ次の特許請求の範囲によって画定される。

本発明の方法を例示するツートン塗装シナリオの概略的なフローダイアグラムである。 従来技術の通常のツートン塗装方法の概略的なフローダイアグラムである。 本発明の実施形態に従った車両基材上にツートン仕上げを塗布するための方法の説明図である。

Claims (5)

1. コーティング組成物により基材をコートしてマルチカラー耐チップ性仕上げを達成するための方法であって、
   ａ．ホールドアウト可能な耐チップ性プライマーコーティングを基材のアクセントカラーエリアに塗布する工程と、
   ｂ．第２の異なるプライマーサーフェーサー・コーティングを基材の非アクセントエリア表面に塗布する工程と、
   ｃ．アクセントカラーベースコート・コーティングを基材のアクセントカラーエリアにおける前述のホールドアウト可能な耐チップ性プライマー上にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、
   ｄ．上記の複合コーティングを第１のベーキングで硬化させる工程と、
   ｅ．硬化されたアクセントカラーエリアを保護膜でカバーする工程と、
   ｆ．主カラーベースコート層を基材の表面に適用する工程と、
   ｇ．前記保護膜を前記硬化されたアクセントカラーエリアから除去する工程と、
   ｈ．前記主カラーベースコート層および前記硬化されたアクセントカラーエリア上に、クリアコート組成物を塗布する工程と、
   ｉ．仕上げを第２のべーキングで硬化させる工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. コーティングにより基材をコートしてマルチカラー耐チップ性仕上げを達成するための方法であって、
   ａ．ホールドアウト可能な耐チップ性プライマーコーティングを基材の表面に塗布する工程と、
   ｂ．アクセントカラーベースコート・コーティングを基材のアクセントカラーエリアにおける前述のホールドアウト可能な耐チップ性プライマー上にウェット−オン−ウェット塗布する工程と、
   ｃ．上記の複合コーティングを第１のベーキングで硬化させる工程と、
   ｄ．硬化されたアクセントカラーエリアを保護膜でカバーする工程と、
   ｅ．主カラーベースコート層を基材の表面に適用する工程と、
   ｆ．前記保護膜を前記硬化されたアクセントカラーエリアから除去する工程と、
   ｇ．前記主カラーベースコート層および前記硬化されたアクセントカラーエリア上にクリアコート組成物を塗布する工程と、
   ｈ．仕上げを第２のベーキングで硬化させる工程と
   を含むことを特徴とする方法。
3. 前記基材が運搬用車両基材であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 請求項１または２に記載の方法に従って製造されることを特徴とする被覆基材。
5. 前記基材が運搬用車両基材であることを特徴とする請求項４に記載の被覆基材。
   

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