JP2008126095A - 積層塗膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中塗り塗膜を有する被塗物に、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜を順次形成する積層塗膜の形成方法であって;メタリックベース塗膜が呈する色相、マイカベース塗膜が呈する色相およびカラークリヤー塗膜が呈する色相が、マンセル表色系の色相環の色配置において、同系色または少なくとも隣り合った色相であり;マイカベース塗膜は、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の15°L*値が、メタリックベース塗膜の15°L*値に対して変動幅が−18〜−30%になるように塗膜形成された塗膜であり;メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値は、20〜60である、積層塗膜の形成方法。
【選択図】図1
Description
中塗り塗膜を有する被塗物に、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜を順次形成する積層塗膜の形成方法であって、
このメタリックベース塗膜が呈する色相、このマイカベース塗膜が呈する色相およびこのカラークリヤー塗膜が呈する色相が、マンセル表色系の色相環の色配置において、同系色または少なくとも隣り合った色相であり、
このマイカベース塗膜は、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の15°L*値が、メタリックベース塗膜の15°L*値に対して変動幅が−18〜−30%になるように塗膜形成された塗膜であり、
このメタリックベース塗膜、このマイカベース塗膜およびこのカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値は、20〜60であり、および
このメタリックベース塗膜を形成するメタリックベース塗料組成物は、平均粒径6〜40μmの非透明性鱗片状光輝性顔料を、顔料質量濃度(PWC)5〜25質量%の量で含有し、
このマイカベース塗膜を形成するマイカベース塗料組成物は、透明性鱗片状光輝性顔料を、顔料質量濃度(PWC)0.25〜15質量%の量で含有し、
このカラークリヤー塗膜を形成するカラークリヤー塗料組成物は、着色顔料を、顔料質量濃度(PWC)0.01〜10質量%の量で含有する、
積層塗膜の形成方法、を提供するものであり、これにより上記目的が達成される。
得られる積層塗膜の15°L*値は、メタリックベース塗膜の15°L*値に対して変動幅が0〜−47%であるのが好ましい。
本発明の積層塗膜の形成方法においては、メタリックベース塗膜を形成するためにメタリックベース塗料組成物が用いられる。メタリックベース塗料組成物として、非透明性鱗片状光輝性顔料、着色顔料、塗膜形成性樹脂および硬化剤などが含まれるものが好ましく用いられる。
メタリックベース塗料組成物に非透明性鱗片状光輝性顔料が含まれることによって、ハイライトの明度が高いメタリックベース塗膜を形成することができる。非透明性鱗片状光輝性顔料において、「非透明性」とは、塗料固形分中の顔料濃度(PWC)を25質量%にした場合に得られる塗膜の白黒隠ぺい膜厚が30μm未満となることを意味する。この白黒隠ぺい膜厚は、塗料組成物の隠ぺい力の測定に用いられる隠ぺい率測定紙(規格:JIS K5600)を用いて測定することができる。白黒隠ぺい膜厚の測定方法は次の通りである。隠ぺい率測定紙が有する2×2cm角の白黒の市松模様上に、乾燥膜厚が20〜300μmの膜厚勾配ができるようにスプレー塗装し、その後焼き付けを行い硬化させる。次いで、目視により、白黒の市松模様が透けて見えない限界の塗膜部位を判定し、その部位の膜厚を実測し、この膜厚を白黒隠ぺい膜厚とする。
PWC(質量%)=(非透明性鱗片状光輝性顔料の合計質量)/(非透明性鱗片状光輝性顔料およびそれ以外の顔料と、全樹脂固形分との合計質量)×100
から算出される。なお全樹脂とは、塗膜形成性樹脂および硬化剤を意味する。
メタリックベース塗料組成物に含有され得る着色顔料として、有機系、あるいは無機系の各種着色顔料などが挙げられる。着色顔料としては、例えば、有機系のアゾレーキ系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料など、無機系の黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンなどが挙げられる。さらに、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、アルミ粉、タルクなどの体質顔料を添加することができる。また、上記着色顔料を1種または2種以上を組み合わせて用いることで、所望の色相のメタリックベース塗膜を形成することができる。
PWC(質量%)=(着色顔料の合計質量)/(着色顔料およびそれ以外の顔料と、全樹脂固形分との合計質量)×100
から算出される。
メタリックベース塗料組成物に含まれる塗膜形成用樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂などが挙げられ、特に、アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂が好ましく用いられる。これらは単独で用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。また硬化剤として、アミノ樹脂および(ブロック)ポリイソシアネート化合物が挙げられる。
メタリックベース塗料組成物は、上記成分の他に、脂肪族アミドの潤滑分散体であるポリアミドワックスまたは酸化ポリエチレンを主体としたコロイド状分散体であるポリエチレンワックスなどの沈降防止剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、シリコンや有機高分子などの表面調整剤、タレ止め剤、増粘剤、消泡剤、滑剤、架橋性重合体粒子(ミクロゲル)などを適宜添加することができる。これらの添加剤は、通常、樹脂成分100質量部(固形分基準)に対して15質量部以下の割合で配合することにより、塗料組成物または塗膜の性能を改善することができる。
メタリックベース塗料組成物は、上記構成成分を、通常、溶媒に溶解または分散した態様で提供される。溶媒としては、樹脂成分を溶解または分散するものであればよく、有機溶媒および/または水を使用し得る。有機溶媒としては、塗料分野において通常用いられるものを挙げることができる。例えば、ヘキサン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、アセトン、メチルエテルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブなどのエステル類、アルコール類などを例示できる。環境面の観点から有機溶媒の使用が規制されている場合には、水を用いることが好ましい。この場合、適量の親水性有機溶媒を含有させてもよい。
マイカベース塗膜は、マイカベース塗料組成物を用いて形成される。マイカベース塗料組成物として、透明性鱗片状光輝性顔料、着色顔料、塗膜形成性樹脂および硬化剤などが含まれるものが好ましく用いられる。
マイカベース塗料組成物に透明性鱗片状光輝性顔料が含まれることによって、得られるマイカベース塗膜のハイライト明度がある程度高く、かつ、マイカベース塗膜のハイライトの明度の値が、メタリックベース塗膜のハイライトの明度の値より低い塗膜を形成することができる。
PWC(質量%)=(透明性鱗片状光輝性顔料の合計質量)/(透明性鱗片状光輝性顔料およびその他の顔料と、全樹脂固形分との合計質量)×100
から算出される。
着色顔料として、メタリックベース塗料組成物の記載で挙げた着色顔料を用いることができる。そしてマイカベース塗料組成物中に含まれる着色顔料の顔料質量濃度(PWC)を0.5〜15質量%とすることによって、メタリックベース塗膜が呈する色相、マイカベース塗膜が呈する色相およびカラークリヤー塗膜が呈する色相が、マンセル表色系の色相環の色配置において、同系色または少なくとも隣り合った色相となる塗膜を得ることができる。
マイカベース塗料組成物中に含まれる塗膜形成性樹脂および硬化剤としては、具体的には、上述のメタリックベース塗膜の記載で挙げた塗膜形成性樹脂および硬化剤を使用できる。メタリックベース塗料組成物で用いられるものと同じ種類の塗膜形成樹脂および硬化剤を用いるのがより好ましい。さらに、メタリックベース塗料組成物中に含まれうる他の成分なども同様に用いることができる。これらの成分の好ましい割合およびマイカベース塗料組成物の調製などについても、メタリックベース塗料組成物と同様である。
カラークリヤー塗膜は、カラークリヤー塗料組成物を用いて形成される。このカラークリヤー塗料組成物には、着色顔料、塗膜形成性樹脂および硬化剤などが含まれる。
本発明で用いるトップクリヤー塗料の塗料形態としては、有機溶媒型、水性型(水溶性、水分散性、エマルション)、非水分散型、粉体型のいずれでもよく、塗膜形成性樹脂および硬化剤などを含有するものなどが挙げられる。また必要により、硬化触媒、表面調製剤などを用いることができる。上記塗膜形成性樹脂としては、特に限定されるものではなく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などを用いることができる。これらは、アミノ樹脂および/または(ブロック)イソシアネート樹脂などの硬化剤と組み合わせて用いられる。透明性あるいは耐酸エッチング性などの点から、アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂とアミノ樹脂との組み合わせ、あるいは、カルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂などを用いることが好ましい。さらに、トップクリヤー塗料には、所望により、その他の添加剤を含有させることができる。具体的には、上述のメタリックベース塗膜の記載で挙げたものを使用できる。
本発明の積層塗膜の形成方法によって得られる積層塗膜の概略図を図1に示す。被塗物1は、所望により電着塗膜3を有してもよい。本発明の積層塗膜は、中塗り塗膜5上に、メタリックベース塗膜7を形成し、次いでマイカベース塗膜9およびカラークリヤー塗膜11を順次形成することにより形成される。さらに、トップクリヤー塗膜13を形成してもよい。
本発明の積層塗膜の形成に用いられる被塗物としては特に限定されず、例えば、金属、プラスチック、発泡体などが挙げられる。これらの被塗物のうち、カチオン電着塗装可能な金属基材が特に好適に使用される。金属基材としては特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛などの金属単体、並びに、これらの金属単体を含む合金および鋳造物が挙げられ、具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バスなどの自動車の車体および部品が挙げられる。
本発明に用いる被塗物は、所望により有する電着塗膜上に、中塗り塗膜が形成されている。中塗り塗膜は、下地欠陥を隠ぺいし、上塗り塗装後の表面平滑性を確保(外観向上)し、塗膜物性(耐衝撃性、耐チッピング性など)を付与する機能を有する。中塗り塗膜は、中塗り塗料組成物を用いて形成される。中塗り塗料組成物は、有機系、無機系の各種着色顔料、体質顔料など、塗膜形成性樹脂および硬化剤などを含む。
中塗り塗膜を有する被塗物に、メタリックベース塗料組成物を塗装して、メタリックベース塗膜を形成する。被塗物が自動車車体である場合には、エアー静電スプレー塗装による多ステージ塗装、好ましくは2ステージで塗装するか、或いは、エアー静電スプレー塗装と、通称「μμ(マイクロマイクロ)ベル」、「μ(マイクロ)ベル」あるいは「メタベル」などと言われる回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装方法によりメタリックベース塗膜を形成することが好ましい。これらの塗装により、塗膜外観および意匠性をより高めることができる。
こうして形成されたメタリックベース塗膜の上に、上記マイカベース塗料組成物を用いてマイカベース塗膜を形成する。マイカベース塗膜は、上記のメタリックベース塗膜と同様に形成することができる。なお、メタリックベース塗膜の形成後、焼き付け硬化を行っていない場合は、マイカベース塗膜はウェットオンウェットで形成されることとなる。
こうして形成された、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の上に、上記カラークリヤー塗料組成物を用いてカラークリヤー塗膜を形成する。カラークリヤー塗膜は、上記のメタリックベース塗膜と同様に形成することができる。なお、マイカベース塗膜の形成後、焼き付け硬化を行っていない場合は、カラークリヤー塗膜はウェットオンウェットで形成されることとなる。ウェットオンウェットで塗装する場合、上記マイカベース塗膜は、カラークリヤー塗料組成物を塗装する前に、セッティングやプレヒートを行ってもよい。プレヒートは、上述のメタリックベース塗膜の場合と同様の条件で行うことができる。
本発明の積層塗膜の形成方法においては、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の上に、さらにトップクリヤー塗膜を形成することもできる。トップクリヤー塗膜を形成することによって、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜を保護することができる。
ステンレス容器に、日本ペイント社製アクリル樹脂(酸価20mgKOH/g、水酸基価75、数平均分子量5000、固形分60%)83.2部に、予め、ペリンドマルーン6436(マイルス社製酸化鉄赤色顔料)13.6部を粒度が5μm以下となるように顔料分散して得られた顔料分散ペースト96.8部を秤量し、次いでユーバン128(三井化学社製ブチル化メラミン樹脂、商品名、固形分60%)を44.7部、アルミペースト7640NS(東洋アルミニウム社製アルミニウム顔料、非透明性鱗片状光輝性顔料、商品名、平均粒径18μm)を9.7部および架橋性樹脂粒子(日本ペイント社製アクリル系粘性付与剤、平均粒径55nm、固形分25%)15.3部を秤量し、卓上攪拌機で攪拌して、赤系の溶剤型メタリックベース塗料組成物を調製した。これを塗装粘度に調整して用いた。メタリックベース塗料組成物中に含まれる非透明性鱗片状光輝性顔料のPWCは23.3質量%であった。
ステンレス容器に、日本ペイント社製アクリル樹脂(酸価20mgKOH/g、水酸基価75、数平均分子量5000、固形分60%)83.2部に、予め、シンカシャレッドRT−355(チバスペシャリティーケミカルズ社製赤色顔料)6.2部、ペリンドマルーン6436(マイルス社製酸化鉄赤色顔料)0.4部をそれぞれの粒度が5μm以下となるように顔料分散して得られた顔料分散ペースト90.6部を秤量し、次いでユーバン128(三井化学社製ブチル化メラミン樹脂、商品名、固形分60%)を44.7部、イリオジン7215WII(メルク社製マイカ顔料、透明性鱗片状光輝性顔料、商品名)0.8部および架橋性樹脂粒子(日本ペイント社製アクリル系粘性付与剤、平均粒径55nm、固形分25%)9.2部を秤量し、卓上攪拌機で攪拌して、赤系の溶剤型マイカベース塗料組成物を調製した。これを塗装粘度に調整して用いた。マイカベース塗料組成物中に含まれる透明性鱗片状光輝性顔料のPWCは7.4質量%であった。
ステンレス容器に、マックフローO−1800クリヤー(日本ペイント社製酸・エポキシ硬化系クリヤー塗料、商品名)に、予め、ペリンドマルーン6436(マイルス社製酸化鉄赤色顔料)を顔料濃度(PWC)が0.7質量%となるように顔料分散して得られた、赤系の溶剤型カラークリヤー塗料組成物を製造し、塗装粘度に調整して用いた。
マックフローO−1800クリヤー(日本ペイント社製酸・エポキシ硬化系クリヤー塗料、商品名)を、塗装粘度に調整して用いた。
上記製造例により得られたメタリックベース塗料組成物、マイカベース塗料組成物およびカラークリヤー塗料組成物をそれぞれ用いて、白黒隠ぺい試験紙上に乾燥膜厚が15μmとなるように塗装し、焼き付けた。得られた硬化塗膜を、「ミノルタ分光測色計CM−2002」(商品名、ミノルタ社製)の色差計により測色し、マンセル色相での色配置を測定した。ここで白黒隠ぺい試験紙とは、40mm間隔の白黒市松模様を焼き付けたものとし、その明度は白色部でL*値80以上、黒色部でL*値12以下のものである。測定結果を表1に示す。
リン酸亜鉛処理した厚さ0.8cm、20cm×30cmのSPCC−SD鋼板(ダル鋼板)に、カチオン電着塗料「パワートップU−50」(日本ペイント社製)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けた。次に、得られた電着塗膜上に、グレー色の中塗り塗料「オルガTO−H−880−3グレー」(日本ペイント社製、ポリエステル・メラミン樹脂系塗料)を、乾燥膜厚が30μmとなるようにスプレー塗装し、140℃で20分間焼き付けて、中塗り塗膜が形成された被塗物を作成した。
変動幅1={(15°L*(2))-(15°L*(1))}/(15°L*(1))×100
また「変動幅2」とは、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値(15°L*(3))についての、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の15°L*値(15°L*(2))に対する変動幅であり、下記式より算出される。
変動幅2={(15°L*(3))-(15°L*(2))}/(15°L*(2))×100
「変動幅3」とは、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値(15°L*(3))についての、メタリックベース塗膜の15°L*値(15°L*(1))に対する変動幅であり、下記式より算出される。
変動幅3={(15°L*(3))-(15°L*(1))}/(15°L*(1))×100
こうして得られた積層塗膜の外観を、目視判定により評価した。評価基準は下記の通りである。
○:深みが感じられる塗膜であり、かつ、塗膜全体が均一な色を有している。
△:深み感がやや弱い塗膜である、または塗膜の膜厚の変動によって色相の変化が感じられる。
×:深み感がなく、塗膜の膜厚変動によって色相が変化している。
メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜の膜厚を、表2〜4に記載の膜厚に変更したこと以外は、実施例1と同様に行い、15°L*値、外観評価なども同様に行った。結果を表2〜4に示す。実施例2〜6および比較例1〜7においては、実質的に各塗膜の塗装膜厚を変化させることによって、各塗膜の色相を変化させ、そして各塗膜層に生じた色相の変化のみを評価した。
Claims (4)
- 中塗り塗膜を有する被塗物に、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜を順次形成する積層塗膜の形成方法であって、
該メタリックベース塗膜が呈する色相、該マイカベース塗膜が呈する色相および該カラークリヤー塗膜が呈する色相が、マンセル表色系の色相環の色配置において、同系色または少なくとも隣り合った色相であり、
該マイカベース塗膜は、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の15°L*値が、メタリックベース塗膜の15°L*値に対して変動幅が−18〜−30%になるように塗膜形成された塗膜であり、
該メタリックベース塗膜、該マイカベース塗膜および該カラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値は、20〜60であり、および
該メタリックベース塗膜を形成するメタリックベース塗料組成物は、平均粒径6〜40μmの非透明性鱗片状光輝性顔料を、顔料質量濃度(PWC)5〜25質量%の量で含有し、
該マイカベース塗膜を形成するマイカベース塗料組成物は、透明性鱗片状光輝性顔料を、顔料質量濃度(PWC)0.25〜15質量%の量で含有し、
該カラークリヤー塗膜を形成するカラークリヤー塗料組成物は、着色顔料を、顔料質量濃度(PWC)0.01〜10質量%の量で含有する、
積層塗膜の形成方法。 - さらに、前記カラークリヤー塗膜は、メタリックベース塗膜、マイカベース塗膜およびカラークリヤー塗膜からなる積層塗膜の15°L*値が、メタリックベース塗膜およびマイカベース塗膜からなる塗膜の15°L*値に対して変動幅が−16〜−30%になるように塗膜形成された塗膜であり、および
得られる積層塗膜の15°L*値は、メタリックベース塗膜の15°L*値に対して変動幅が0〜−47%である、
請求項1記載の積層塗膜の形成方法。 - 請求項1または2記載の積層塗膜の形成方法により形成される積層塗膜の上に、さらにトップクリヤー塗料組成物を用いてトップクリヤー塗膜を形成する、4層からなる積層塗膜の形成方法。
- 請求項1〜3いずれかに記載の積層塗膜の形成方法により形成される積層塗膜。
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