JP4127212B2 - 塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車ボディ等に適用して好ましい塗装方法に関し、特に、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗装し、これらを同時に焼き付ける２コート１ベーク系の塗装方法に関する。

自動車ボディの塗装系は、エポキシ系樹脂を主剤とする電着塗料等が適用される下塗り塗料と、ポリエステル系樹脂を主剤とする中塗り塗料と、同様にポリエステル系塗料を主剤とする上塗り塗料の３種類の塗料を用い、下塗り塗装を施した後にこれを焼き付け、当該硬化した下塗り塗膜層の上に中塗り塗装を施した後にこれを焼き付け、当該硬化した中塗り塗膜層の上に上塗り塗装を施した後にこれを焼き付けることで完成する、所謂、３コート３ベーク系の塗装方法が採用されている。

ところが、こうした３コート３ベーク塗装系では、下塗り塗装工程、中塗り塗装工程及び上塗り塗装工程に乾燥炉がそれぞれ必要とされるので、乾燥炉を設置するための広い工程スペースが必要となり、また、乾燥炉で消費されるエネルギが自動車の生産コストに反映される。

そこで、これら３つの工程に設けられた乾燥炉を２つ以下に減じて上記問題を解決するために、下塗り塗装と中塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装する方法や、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装する方法（例えば、特許文献１参照）が検討されている。

しかしながら、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装し、これらを同時に焼き付ける塗装系では、中塗り塗膜層の表面を平滑化するサンディング工程を設けることが出来ないため、電着塗膜層や中塗り塗膜層の表面に形成されたラウンド等の凹凸が上塗り塗膜層の表面に現れ、その結果、鮮映性に代表される上塗り塗膜層の平滑性が低下するという問題があった。
特開２００２−１５３８０５号公報

本発明は、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能な塗装方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、下塗り塗料を被塗物に塗布して下塗り塗膜層を形成した後に、前記下塗り塗膜層に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層を形成し、未硬化の前記中塗り塗膜層に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成し、少なくとも前記下塗り塗膜層より上層の塗膜層を同時に焼き付ける塗装方法であって、少なくとも前記下塗り塗膜層より上層に、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍであり焼付温度より高いガラス転移点を有する着色された第１の樹脂粒子と、平均粒子径が１μｍを超える着色材とを含む第１の着色塗膜層を形成する塗装方法塗装方法が提供される。

本発明では、中塗り塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装するに際して、平均粒子径が１μｍを超える一般的な着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの着色された樹脂粒子を含有した着色塗膜層を少なくとも下塗り塗膜層より上層に形成する。そして、この樹脂粒子が前記一般的な着色材の粒子間を埋めることにより、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減させて、上塗り塗膜層の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態に係る図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る塗装方法を示す工程図、図２は図１の中上塗り塗装工程のラインの一例を示す平面図、図３は本発明の第１実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

以下に説明する本発明の第１実施形態に係る塗装方法は、下塗り塗装、中塗り塗装、及び上塗り塗装の３コート塗装系において、下塗り塗料を塗布して焼き付けて硬化させた後に、中塗り塗料と上塗り塗料とをウェットオンウェットで塗布し、これらを同時に焼き付けて硬化させる、所謂、３コート２ベークの塗装系である。

中塗り塗装及び上塗り塗装に関して言えば、２コート１ベークの塗装系であり、より詳しくは、例えば、上塗り塗料がソリッド系塗料の場合には２コート１ベークであり、例えば、上塗り塗料がメタリック系塗料等のようにベース塗料とクリア塗料とを含む場合には３コート１ベークである。以下の第１実施形態では、この上塗り塗料がベース塗料及びクリア塗料を含む場合について説明する。

本実施形態に係る塗装方法では、先ず、ホワイトボディとして組み立てられた自動車ボディＢが車体組立工程から塗装工場に搬入され、図１に示すように、最初に前処理工程１において、当該ボディＢに付着した油や塵埃が除去されると共に、当該ボディＢを構成する鋼板表面に防錆用の化成皮膜が形成される。

前処理工程１を経て洗浄及び化成皮膜が形成される自動車ボディＢ（被塗物）は、電着塗装工程２において、電着塗料で満たされた電着塗装槽に浸漬される。この電着塗装槽では、電着塗料に例えば３００Ｖの高電圧が印加されることにより、当該電着塗料が電気泳動し、これによりボディＢに未硬化の電着塗膜層２０（下塗り塗膜層、図３参照）が形成される。

この電着塗装工程２で塗布される電着塗料としては、エポキシ系樹脂（アミン付加エポキシ樹脂に代表されるポリアミン樹脂を含む。）、アクリル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、アルキド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を主成分とし、これに着色材や硬化剤等を添加してなるカチオン型電着塗料又はアニオン型電着塗料を例示することが出来る。アニオン型電着塗料の場合は被塗物側を正極、電着塗料側を負極とし、カチオン型電着塗料の場合には被塗物側を負極、電着塗料側を正極とする。また、この電着塗料に添加されている硬化剤としては、ブロックポリイソシアネート化合物、アミノ樹脂等を挙げることが出来る。

次いで、電着塗装工程２の電着塗装槽から出槽したボディＢは、電着水洗工程３において、ボディＢに付着した余分な電着塗料が洗い流される。

電着水洗を終了したボディＢは、次に、下塗り焼付工程４において、電着乾燥炉に搬入され、例えば、１６０℃〜１８０℃で１５分〜３０分焼き付けて電着塗膜層２０を硬化させた後に、中上塗り塗装工程５に搬入される。このように形成された電着塗膜層２０は、図３に示すように、積層塗膜１０の最下層を構成し、その膜厚は例えば１０〜４０μｍである。

中上塗り塗装工程５では、先ず、中塗り塗装工程６において、図２に示すように、硬化した電着塗膜層２０の表面に中塗り塗装装置６ａが中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層３０（図３参照）を形成し、中塗り用フラッシュオフ装置６ｂが中塗り塗膜層３０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜層３０を焼き付け硬化させることなく、上塗りベース塗装工程７に搬出する。この中塗り塗装工程６で成膜される中塗り塗膜層３０は、図３に示すように、積層塗膜１０において電着塗膜層２０の上層を構成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は例えば１５〜４５μｍである。

この中塗り塗装工程６で塗布される中塗り塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものを例示することが出来る。

本実施形態に係る中塗り塗料には、着色材として、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材と、例えば既存の着色材を微細化した平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材と、が添加されている。

本実施形態では、既存の着色材に加えて、微細化された微粒子着色材を中塗り塗料に含有させることにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めるので、電着塗膜層２０や中塗り塗膜層３０のラウンドを低減させて、積層塗膜１０の表面の平滑性を向上させることが可能となる。なお、微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、既存の着色材の粒子間に対して相対的に大きくなり過ぎて、当該着色材の粒子間を埋めることが出来ず、積層塗膜１０の表面の平滑性を向上させることが出来ない場合がある。

また、本実施形態に係る中塗り塗料に含有された微粒化着色材は、中塗り塗膜層３０の焼き付け温度より高いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。

本実施形態では、中塗り塗料に含有される微粒子着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層３０の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜１０の表面の平滑性がさらに向上する。

この中塗り塗料に添加されている添加材としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

次いで、上塗りベース塗装工程７において、上塗りベース用塗装装置７ａが、未硬化な中塗り塗膜層３０の表面に、上塗りベース塗料をウェットオンウェットで塗布して上塗りベース塗膜層７０（図３参照）を形成し、上塗りベース用フラッシュオフ装置７ｂが上塗りベース塗膜層７０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜３０及び上塗りベース塗膜層７０を焼き付け硬化させることなく、上塗りクリア塗装工程８に搬出する。この上塗り塗装工程７で成膜される上塗りベース塗膜層７０は、積層塗膜１０において中塗り塗膜層３０の上層を構成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は例えば１５〜４５μｍである。

この上塗りベース塗装工程７で塗布される上塗りベース塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものを例示することが出来る。

また、上塗りベース塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

次いで、上塗りクリア塗装工程８において、上塗りクリア用塗装装置８ａが、未硬化な上塗りベース塗膜層７０の表面に、上塗りクリア塗料をウェットオンウェットで塗布した後に、中塗り塗膜層３０、上塗りベース塗膜層７０、及び、上塗りクリア塗膜層８０を焼き付け硬化させることなく、セッティングブース８ｂに搬出する。この上塗りクリア塗装工程８で成膜される上塗りクリア塗膜層８０は、図３に示すように、積層塗膜１０の最上層を構成しており、焼き付け硬化後のその膜厚は例えば１５〜４５μｍである。

この上塗りクリア塗装工程８で塗布される上塗りクリア塗料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものを例示することが出来る。

この上塗りクリア塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

なお、図２に示す各塗装装置６ａ〜８ａは、例えば自動塗装装置や塗装ロボット等であり、その塗布方法は特に限定されず、ベル式塗装ガンやスプレー式塗装ガン等を用いて塗装する。

中上塗り塗装工程５にて、中塗り塗料、上塗りベース塗料、及び、上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布された自動車ボディＢは、セッティングブース８ｂから中上塗り焼付工程９の中上塗り乾燥炉９ａ内に搬入され熱風が吹き付けられて、例えば、８０℃〜１６０℃で１０分〜３０分焼き付けることで中塗り塗膜層３０、上塗りベース塗膜層７０、及び、上塗りクリア塗膜層８０が同時に硬化される。

以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗料に含有させることにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋め、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性を向上させるので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、中塗り塗料に含有される微粒化着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第２実施形態］
図４は本発明の第２実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ａは、図４に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された中塗り塗膜層４０と、この中塗り塗膜層４０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ａは、図３に示す第１実施形態に係る積層塗膜１０において既存の着色材に加えて微粒化着色材を含有した中塗り塗膜層３０が、図４に示すように、微粒化着色材を含有しない中塗り塗膜層４０に変更され、さらに、この中塗り塗膜層４０と電着塗膜層２０との間に、既存の着色材に加えて微粒化着色材を含有した着色塗膜層５０が積層されており、第１実施形態に係る積層塗膜１０より塗膜層が一層分多く積層されている。なお、電着塗膜層２０、上塗りベース塗膜層７０及び上塗りクリア塗膜層８０は、第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る積層塗膜１０ａの着色塗膜層５０及び中塗り塗膜層４０は、図１の中塗り塗装工程６において形成される。

本実施形態に係る中塗り塗装工程６では、下塗り焼付工程４において電着塗膜層２０が焼き付け硬化された後に、先ず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものが、中塗り用塗装装置６ａにより、硬化した電着塗膜層２０の表面に塗布されて着色塗膜層５０が形成され、次いで、未硬化な着色塗膜層５０の表面に中塗り塗料が中塗り用塗装装置６ａによりウェットオンウェットで塗布されて、中塗り塗膜層４０が形成される。この中塗り塗装工程６で成膜される中塗り塗膜層４０の焼き付け硬化後の膜厚は、第１実施形態と同様に、例えば１５〜４５μｍであり、着色塗膜層５０の焼き付け硬化後の膜厚は、例えば３〜４５μｍである。

この着色塗膜層５０を形成する塗料には、着色材として、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材と、例えば既存の着色材を微細化した平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材と、が添加されている。これに対し、本実施形態に係る中塗り塗料には、微粒子着色材は添加されておらず、平均粒子径が１μｍを超える通常の着色材のみが添加されている。

本実施形態では、既存の着色材に加えて、微細化された微粒子着色材を含有した着色塗膜層５０を電着塗膜層２０の表面に形成することにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めるので、電着塗膜層２０のラウンドを低減し、積層塗膜１０の表面の平滑性を向上させることが可能となる。なお、微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、既存の着色材の粒子間に対して相対的に大きくなり過ぎて、当該着色材の粒子間を埋めることが出来ず、積層塗膜１０ａの表面の平滑性を向上させることが出来ない場合がある。

本実施形態に係る着色塗膜層５０に含有された微粒化着色材は、着色塗膜層５０の焼き付け温度より高いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。

本実施形態では、着色塗膜層５０に含有される微粒子着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、着色塗膜層５０の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜１０ａの表面の平滑性がさらに向上する。

この着色塗膜層５０を形成する塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

中塗り塗膜層４０が形成されて中塗り用フラッシュオフ装置６ｂによりフラッシュオフされた後は、上塗りベース塗装工程７に搬出されて、以降、第１実施形態と同様に、上塗りベース塗膜工程７にて、未硬化の中塗り塗膜層４０の表面に上塗りベース塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りベース塗膜層７０が形成され、上塗りクリア塗装工程８にて、未硬化の上塗りベース塗膜層７０の表面に上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りクリア塗膜層８０が形成され、中上塗り焼付工程９にて、着色塗膜層５０、中塗り塗膜層４０、上塗りベース塗膜層７０、及び、上塗りクリア塗膜層８０が同時に焼き付けられて硬化される。従って、本実施形態に係る塗装方法では、中上塗り塗装系に関して言えば４コート１ベークとなっている。

以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を、下塗り塗膜層と中塗り塗膜層との間に形成することにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めて、下塗り塗膜層のラウンドを低減し、積層塗膜の表面の平滑性を向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第３実施形態］
図５は本発明の第３実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｂは、図５に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された中塗り塗膜層４０と、この中塗り塗膜層４０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｂは、図３に示す第１実施形態に係る積層塗膜１０において既存の着色材に加えて微粒化着色材を含有した中塗り塗膜層３０が、図５に示すように、微粒化着色材を含有しない中塗り塗膜層４０に変更され、さらに、この中塗り塗膜層４０と上塗りベース塗膜層７０との間に、既存の着色材及び微粒化着色材を含有した着色塗膜層５０が積層され、第１実施形態に係る積層塗膜１０より塗膜層が一層分多く積層されており、図４に示す第２実施形態に係る着色塗膜層５０と中塗り塗膜層４０の積層順序を入れ替えたものである。なお、電着塗膜層２０、上塗りベース塗膜層７０及び上塗りクリア塗膜層８０は、第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｂの中塗り塗膜層４０は、図１の中塗り塗装工程６にて形成され、着色塗膜層５０は、図１の上塗りベース塗装工程７にて形成される。

本実施形態に係る中塗り塗装工程６では、下塗り焼付工程４において電着塗膜層２０が焼き付け硬化された後に、硬化した電着塗膜層２０の表面に中塗り用塗装装置６ａが中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層４０を形成し、中塗り用フラッシュオフ装置６ｂが中塗り塗膜層４０をフラッシュオフした後に、当該中塗り塗膜層４０を焼き付け硬化させることなく、上塗りベース塗装工程７に搬出する。なお、この中塗り塗膜層４０を形成する中塗り塗料は、第２実施形態と同様の塗料である。また、中塗り塗装工程６で成膜される中塗り塗膜層４０の焼き付け硬化後の膜厚は、第２実施形態と同様に、例えば１５〜４５μｍである。

そして、上塗りベース塗装工程７において、先ず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものが、上塗りベース用塗装装置７ａにより、未硬化な中塗り塗膜層４０の表面に塗布されて、着色塗膜層５０が形成され、次いで、この未硬化な着色塗膜層５０の表面に上塗りベース塗料が上塗りベース用塗装装置７ａによりウェットオンウェットで塗布されて、上塗りベース塗膜層７０が形成される。なお、上塗りベース塗装工程７で成膜される着色塗膜層５０の焼き付け硬化後の膜厚は、第２実施形態と同様に例えば３〜４５μｍである。

この着色塗膜層５０を形成する塗料には、着色材として、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材と、例えば既存の着色材を微細化した平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材と、が添加されている。

本実施形態では、既存の着色材に加えて、微細化された微粒子着色材を含有した着色塗膜層５０を中塗り塗膜層４０の表面に形成することにより、この微粒化着色材が、着色塗膜層内の既存の着色材の粒子間を埋めるので、電着塗膜層２０や中塗り塗膜層４０のラウンドを低減し、積層塗膜１０の表面の平滑性を向上させることが可能となる。なお、微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、既存の着色材の粒子間に対して相対的に大きくなり過ぎて、当該着色材の粒子間を埋めることが出来ず、積層塗膜１０ｂの表面の平滑性を向上させることが出来ない場合がある。

また、本実施形態に係る着色塗膜層５０に含有された微粒化着色材は、着色塗膜層５０の焼き付け温度より高いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。

本実施形態では、着色塗膜層５０に含有される微粒子着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、着色塗膜層５０の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜１０ｂの表面の平滑性がさらに向上する。

この着色塗膜層５０を形成する塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

上塗りベース塗膜層７０が形成されて上塗りベース用フラッシュオフ装置７ｂによりフラッシュオフされた後は、上塗りクリア塗装工程８に搬出されて、以降、第１実施形態と同様に、上塗りクリア塗装工程８にて、未硬化の上塗りベース塗膜層７０の表面に上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りクリア塗膜層８０が形成され、中上塗り焼付工程９にて、中塗り塗膜層４０、着色塗膜層５０、上塗りベース塗膜層７０、及び、上塗りクリア塗膜層８０が同時に焼き付けられて硬化される。従って、本実施形態に係る塗装方法では、中上塗り塗装系に関して言えば４コート１ベークとなっている。

以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を、中塗り塗膜層と上塗りベース塗膜層との間に形成することにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めるので、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減し、積層塗膜の表面の平滑性を向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第４実施形態］
図６は本発明の第４実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｃは、図６に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された中塗り塗膜層３０と、この中塗り塗膜層３０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｃは、図４に示す第２実施形態に係る積層塗膜１０ａの微粒化着色材を含有しておらず既存の着色材のみを含有した中塗り塗膜層４０を、既存の着色材と微粒化着色材とを含有した中塗り塗膜層３０に変更した以外は、第２実施形態に係る積層塗膜１０ａと同様であり、本実施形態に係る塗装方法の中塗り塗装工程６では、第２実施形態に係る製造方法と異なり、１μｍを超える既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍ、ガラス転移点Ｔｇが１００℃〜１８０℃の微粒化着色材を含有している中塗り塗料が塗布される。

このように、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗膜層に含有させると共に、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を下塗り塗膜層と中塗り塗膜層との間に形成することにより、この微粒子着色材が既存の着色材の粒子間を埋めて、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第５実施形態］
図７は本発明の第５実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｄは、図７に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された中塗り塗膜層３０と、この中塗り塗膜層３０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｄは、第３実施形態に係る積層塗膜１０ｂの微粒化着色材を含有しておらず既存の着色材のみを含有した中塗り塗膜層４０を、既存の着色材及び微粒化着色材を含有した中塗り塗膜層３０に変更した以外は、第３実施形態に係る積層塗膜１０ｂと同様であり、本実施形態に係る塗装方法の中塗り塗装工程６では、第３実施形態に係る製造方法と異なり、１μｍを超える既存の着色材に加えて、平均粒子径３０ｎｍ〜１μｍ、ガラス転移点Ｔｇが１００℃〜１８０℃の微粒化着色材を含有している中塗り塗料が塗布される。

このように、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗膜層に含有させると共に、既存の着色材に加えて、平均粒子が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を中塗り塗膜層と上塗りベース塗膜層との間に形成することにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めて、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第６実施形態］
図８は本発明の第６実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｅは、図８に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された中塗り塗膜層３０と、この中塗り塗膜層３０の表面に形成された着色塗膜層６０と、この着色塗膜層６０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｅは、図６に示す第４実施形態に係る積層塗膜１０ｃの中塗り塗膜層３０と上塗りベース塗膜層７０との間に、既存の着色材に加えて微粒化着色材を含有した着色塗膜層６０が積層され、第４実施形態に係る積層塗膜１０ｃより塗膜層が一層分多く積層されている。なお、電着塗膜層２０、上塗りベース塗膜層７０及び上塗りクリア塗膜層８０は、第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｅの着色塗膜層５０及び中塗り塗膜層３０は、図１の中塗り塗装工程６にて形成され、当該中塗り塗膜層３０の表面に形成される着色塗膜層６０は、図１の上塗りベース塗装工程７にて形成される。

本実施形態に係る中塗り塗装工程６では、下塗り焼き付け工程４において電着塗膜層２０が焼き付け硬化された後に、先ず、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ウレタン樹脂、セルロース樹脂等を主成分とし、これに着色材や添加剤を添加してなる熱硬化型塗料又は常温硬化型塗料若しくは２液硬化型塗料を溶剤で希釈したものが、中塗り用塗装装置６ａにより、電着塗膜層２０の表面に塗布されて着色塗膜層５０が形成され、次いで、未硬化な着色塗膜層５０の表面に中塗り塗料が中塗り用塗装装置６ａによりウェットオンウェットで塗布されて中塗り塗膜層３０が形成され、中塗り用フラッシュオフ装置６ｂによりフラッシュオフされた後に、当該着色塗膜層５０及び中塗り塗膜層３０を焼き付け硬化させることなく、上塗りベース塗装工程７に搬出される。この中塗り塗膜工程６で成膜される中塗り塗膜層３０の焼き付け硬化後の膜厚は、第１実施形態と同様に、例えば１５〜４５μｍであり、着色塗膜層５０の焼き付け硬化後の膜厚は、例えば３〜４５μｍである。

そして、上塗りベース塗装工程７において、先ず、上記の着色塗膜層５０を形成した塗料と同様の塗料が、上塗りベース用塗装装置７ａにより、未硬化な中塗り塗膜層３０の表面に塗布されて、着色塗膜層６０が形成され、次いで、この未硬化な着色塗膜層６０の表面に上塗りベース塗料が上塗りベース用塗装装置７ａによりウェットオンウェットで塗布されて、上塗りベース塗膜層７０が形成される。なお、上塗りベース塗装工程７で成膜される着色塗膜層６０の焼き付け硬化後の膜厚は、第２実施形態と同様に例えば３〜４５μｍである。

本実施形態に係る塗装方法では、上述の中塗り塗装工程６にて塗布される着色塗膜層５０を形成する塗料及び中塗り塗料と、上塗りベース塗装工程７にて塗布される着色塗膜層６０を形成する塗料とには、着色材として、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材と、例えば既存の着色材を微細化した平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材とがそれぞれ添加されている。

本実施形態では、既存の着色材に加えて微粒化着色材を中塗り塗膜層３０に含有させると共に、既存の着色材に加えて微粒化着色材を含有した着色塗膜層５０、６０を当該中塗り塗膜層３０の上層及び下層に形成することにより、これらの塗膜層３０、５０、６０に含有された微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋め、電着塗膜層２０や中塗り塗膜層３０のラウンドを低減し、積層塗膜１０ｅの表面の平滑性を向上させることが可能となる。なお、これら微粒化着色材の平均粒子径を３０ｎｍより小さく微細化することは現実的に困難である。また、平均粒子径が１μｍを超えると、既存の着色材の粒子間に対して相対的に大きくなり過ぎて、当該着色材の粒子間を埋めることが出来ず、積層塗膜１０ｅの表面の平滑性を向上させることが出来ない場合がある。

本実施形態に係る中塗り塗膜層３０及び着色塗膜層５０、６０に含有された微粒化着色材は、当該中塗り塗膜層３０、着色塗膜層５０、６０の焼き付け温度より高いガラス転移点Ｔｇを有しており、具体的には、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有している。

本実施形態では、中塗り塗膜層３０及び着色塗膜層５０、６０に含有される微粒化着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層３０及び着色塗膜層５０、６０の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜１０ｅの表面の平滑性がさらに向上する。

なお、着色塗膜層５０、６０を形成する塗料に添加されている添加剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックス類や、分散剤等を例示することが出来、溶剤としては、水又は芳香族炭化水素系溶剤若しくは炭化水素系溶剤（エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤等）を例示することが出来る。

上塗りベース塗膜層７０が形成されて上塗りベース用フラッシュオフ装置７ｂによりフラッシュオフされた後は、上塗りクリア塗装工程８に搬出されて、以降、第１実施形態と同様に、上塗りクリア塗装工程８にて、未硬化の上塗りベース塗膜層７０の表面に上塗りクリア塗料がウェットオンウェットで塗布されて上塗りクリア塗膜層８０が形成され、中上塗り焼付工程９にて、着色塗膜層５０、中塗り塗膜層４０、着色塗膜層６０、上塗りベース塗膜層７０、及び、上塗りクリア塗膜層８０が同時に焼き付けられて硬化される。従って、本実施形態に係る塗装方法では、中上塗り塗装系に関して言えば５コート１ベークとなっている。

以上のように、本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗膜層に含有させると共に、既存の着色材に加えて、平均粒子が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を中塗り塗膜層の上下層に形成することにより、これらの微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋めて、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性が向上するので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、中塗り塗膜層及び着色塗膜層に含有される微粒化着色材が１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、当該着色塗膜層の焼き付け時に微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

［第７実施形態］
図９は本発明の第７実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｆは、図９に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された中塗り塗膜層３０’と、この中塗り塗膜層３０’の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層８０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｆは、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材が含有された中塗り塗膜層３０’に、光輝材９０が含まれている点以外は、図３に示す第１実施形態に係る積層塗膜１０と同様の構成である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｆの中塗り塗膜層３０’には、平均粒子径が１〜２０μｍ、厚さが０．０１〜０．５μｍの例えばアルミフレークやマイカフレーク等の光輝材９０が、中塗り塗膜層３０’の樹脂固形分に対して１〜２０重量％、より好ましくは１〜１０重量％含まれている。光輝材９０の重量比率が２０重量％を超えると塗膜密着性に悪影響を与えるおそれがある。なお、ここでいう重量比率とは樹脂固形分重量Ａに対する光輝材の重量Ｂ、即ち、Ｂ／Ａ［％］をいう。

本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を中塗り塗膜層に含有させることにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋め、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性を向上させるので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、中塗り塗料に含有される微粒化着色材が、１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

さらに、上塗り塗料がメタリック系塗料である場合には、上塗りベース塗膜層にも光輝材（不図示）が含まれているため、本実施形態に係る塗装方法では、当該上塗りベース塗膜層に含まれる光輝材と、上述の中塗り塗膜層に含まれる光輝材とにより反射光の干渉作用が生じ、光輝材が上塗りベース塗料のみに含まれる場合とは違ったメタリック感を得ることが出来る。

［第８実施形態］
図１０は本発明の第８実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｇは、図１０に示すように、自動車ボディＢの表面に形成された電着塗膜層２０と、この電着塗膜層２０の表面に形成された中塗り塗膜層４０’と、この中塗り塗膜層４０’の表面に形成された着色塗膜層５０と、この着色塗膜層５０の表面に形成された上塗りベース塗膜層７０と、この上塗りベース塗膜層７０の表面に形成された上塗りクリア塗膜層８０とから構成されている。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｇは、着色材として、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材が含有されておらず、平均粒子径が１μｍを超える既存の着色材のみが含有されている中塗り塗膜層４０’に、光輝材９０が含まれている点以外は、図５に示す第３実施形態に係る積層塗膜１０ｂと同様の構成である。

本実施形態に係る積層塗膜１０ｇの中塗り塗膜層４０’には、平均粒子径が１〜２０μｍ、厚さが０．０１〜０．５μｍの例えばアルミフレークやマイカフレーク等の光輝材９０が、中塗り塗膜層４０’の樹脂固形分に対して１〜２０重量％、より好ましくは１〜１０重量％含まれている。光輝材９０の重量比率が２０重量％を超えると塗膜密着性に悪影響を与えるおそれがある。

本実施形態に係る塗装方法では、既存の着色材に加えて、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有した着色塗膜層を、中塗り塗膜層と上塗りベース塗膜層との間に形成することにより、この微粒化着色材が既存の着色材の粒子間を埋め、下塗り塗膜層や中塗り塗膜層のラウンドを低減して、積層塗膜の表面の平滑性を向上させるので、鮮映性を維持しつつ、中塗り塗装と上塗り塗装とのウェットオンウェット塗装系を実現することが可能となる。これにより、従来必要とされていた中塗り塗装用の乾燥炉が不要となり、塗装ラインの工程スペースが格段に縮小される。また、当該乾燥炉に使用されていた熱エネルギーも不要となるので生産コストを低減させることが出来る。

また、本実施形態に係る塗装方法では、着色塗膜層に含有される微粒化着色材が１００℃〜１８０℃のガラス転移点Ｔｇを有していることにより、中塗り塗膜層の焼き付け時に当該微粒化着色材が熱変形せずに既存の着色材の粒子間を確実に埋めるので、積層塗膜の表面の平滑性をさらに向上させることが出来る。

さらに、上塗り塗料がメタリック系塗料である場合には、上塗りベース塗膜層にも光輝材（不図示）が含まれているため、本実施形態に係る塗装方法では、当該上塗りベース塗膜層に含まれる光輝材と、上述の中塗り塗膜層に含まれる光輝材とにより反射光の干渉作用が生じ、光輝材が上塗りベース塗料のみに含まれる場合とは違ったメタリック感を得ることが出来る。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、中塗り塗膜層及び上塗りベース塗膜層を形成直後にそれぞれフラッシュオフするように説明したが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、中塗り塗膜層を形成直後にフラッシュオフせずに上塗りベース塗膜層を形成し、及び／又は、上塗りベース塗膜層を形成直後にフラッシュオフせずに上塗りクリア塗膜層を形成しても良い。

以下、本発明をさらに具体化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例は、上述した実施形態に係る塗装方法の効果を確認するためのものである。

実施例１
板厚０．８ｍｍ、大きさ７０ｍｍ×１５０ｍｍのダル鋼板を被塗物として、これにリン酸亜鉛処理を施してリン酸亜鉛皮膜を形成した後、カチオン型電着塗料（日本ペイント社製パワートップＵ−６００Ｍ）を用いて膜厚が２０μｍとなるように電着塗装を行い、１６０℃で３０分焼き付け硬化させることで電着塗膜層を形成した。

アクリル樹脂（大日本インキ化学工業社製アクリディック）を１００重量部、オレンジ顔料（クラリアント社製Permanent Orange 3RTN）を１０重量部、分散剤（共栄化学社製フローレンＧ−７００）を５重量部、酢酸エチル２３０重量部を混合したのち、３５０重量部の粒径１ｍｍのアルミナビーズを加えて混合機（特殊機化工業社製ＴＫオートホモミキサー）にて３時間分散を行い、平均粒子径が３０ｎｍ、ガラス転移点Ｔｇが１８０℃の微粒化着色材（オレンジ色）を得た。

この微粒化着色材を中塗り塗料（日本油脂社製ハイエピコＱＸ１）に樹脂固形分に対する重量比率が４重量％になるように添加すると共に、平均粒子径が５０００ｎｍのオレンジ顔料（クラリアント社製Permanent Orange 3RTN）を当該中塗り塗料に樹脂固形分に対する重量比率１重量％で添加し、さらに、平均粒子径が１５μｍ、厚さが０．１μｍの光輝材（日本ビーケミカル社製アルミベース）を前記中塗り塗料に樹脂固形分に対する重量比率１重量％で添加し、溶剤としてのシンナー（日本ビーケミカル社製Ｔ−５３６ＭＢ）にて希釈して得られた塗料を、乾燥膜厚で２０〜４０μｍとなるように、電着塗膜層の表面にスプレー塗装して、中塗り塗膜層を形成した。

この未硬化な中塗り塗膜層の表面に、上塗りベース塗料（日本ビーケミカル社製アクリル・メラミン系樹脂）を、乾燥膜厚で５〜４５μｍとなるようにウェットオンウェットでスプレー塗装して、上塗りベース塗膜層を形成した。

さらに、この未硬化な上塗りベース塗膜層の表面に、上塗りクリア塗料（日本ビーケミカル社製２Ｋクリアー）を、乾燥膜厚で３０〜４５μｍとなるようにウェットオンウェットでスプレー塗装して、上塗りクリア塗膜層を形成し、これら中塗り塗膜層、上塗りベース塗膜層、及び、上塗りクリア塗膜層を１４０℃で３０分同時に焼き付け硬化させた。この実施例１で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。

得られた積層塗膜につき、平滑性を目視で評価し、後述する比較例１の積層塗膜と比較して平滑性が向上しているものを「○」とし、平滑性の向上が見られないものを「×」とした。

また、得られた積層塗膜につき、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６の付着性試験（クロスカット法）を実施し、剥離が生じているクロスカット部分の表面の状態が分類０〜１に分類されるものを「○」とし、分類２に分類されるものを「△」とし、分類３〜５に分類されるものを「×」として塗膜の密着性を評価した。その評価結果を表２に示す。

実施例２
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径を１５０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例２で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例２で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

実施例３
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径を１０００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例３で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例３で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

実施例４
中塗り塗料に含有される微粒化着色材のガラス転移点Ｔｇを１００℃としたこと以外は、実施例２と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例４で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例４で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

実施例５
中塗り塗料に光輝材を含有しなかったこと以外は、実施例２と同じ条件でテストピースを作製した。この実施例５で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この実施例５で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

比較例１
中塗り塗料に、微粒化着色材及び光輝材を含有しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例１で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例１で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

比較例２
中塗り塗料に含有される微粒化着色材の平均粒子径を１５００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例２で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例２で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

比較例３
中塗り塗料に含有される光輝材の添加量を２５重量％にしたこと以外は、実施例２と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例３で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例３で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

比較例４
中塗り塗料に、既存の着色材及び微粒化着色材を含有しなかったこと以外は、実施例１と同じ条件でテストピースを作製した。この比較例４で作製したテストピースの作製条件を表１に示す。この比較例４で作製したテストピースに対して実施例１と同様の平滑性及び密着性の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

考察
実施例１〜５及び比較例１より、既存の着色材に加えて微粒化着色材を中塗り塗料に含有することにより、積層塗膜の表面の平滑性が向上した。また、実施例１〜５及び比較例４より、微粒化着色材を添加せずに光輝材のみを中塗り塗料に添加しても、積層塗膜の表面の平滑性の向上は見られなかった。

実施例１〜３及び比較例２より、既存の着色材に加えて、３０ｎｍ〜１μｍの微粒化着色材を含有することにより、積層塗膜の表面の平滑性が向上した。

実施例２及び比較例３より、光輝材の添加量を中塗り塗料の樹脂固形分に対して２０重量％以上とすると、積層塗膜の密着性が悪化した。

図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装方法を示す工程図である。 図２は、図１の中上塗り塗装工程のラインの一例を示す平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図６は、本発明の第４実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図７は、本発明の第５実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図８は、本発明の第６実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図９は、本発明の第７実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。 図１０は、本発明の第８実施形態に係る積層塗膜を示す断面図である。

符号の説明

１…前処理工程
２…電着塗装工程
３…電着水洗工程
４…下塗り焼付工程
５…中上塗り塗装工程
６…中塗り塗装工程
７…上塗りベース塗装工程
８…上塗りクリア塗装工程
９…中上塗り焼き付け工程
１０、１０ａ〜１０ｇ…積層塗膜
２０…電着塗膜層
３０、３０’、４０、４０’…中塗り塗膜層
５０、６０…着色塗膜層
７０…上塗りベース塗膜層
８０…上塗りクリア塗膜層
９０…光輝材
Ｂ…自動車ボディ（被塗物）

Claims (13)

1. 下塗り塗料を被塗物に塗布して下塗り塗膜層を形成した後に、前記下塗り塗膜層に中塗り塗料を塗布して中塗り塗膜層を形成し、未硬化の前記中塗り塗膜層に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜層を形成し、前記下塗り塗膜層より上層の塗膜層を同時に焼き付ける塗装方法であって、
   少なくとも前記下塗り塗膜層より上層に、平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍであり焼付温度より高いガラス転移点を有する着色された樹脂粒子と、平均粒子径が１μｍを超える着色材とを含む第１の着色塗膜層を形成する塗装方法。
2. 前記着色された樹脂粒子と前記着色材とは同色である請求項１記載の塗装方法。
3. 前記第１の着色塗膜層は、前記中塗り塗膜層である請求項１又は２記載の塗装方法。
4. 前記第１の着色塗膜層は、前記中塗り塗膜層と前記上塗り塗膜層との間に形成されている請求項１又は２記載の塗装方法。
5. 前記第１の着色塗膜層は、前記下塗り塗膜層と前記中塗り塗膜層との間に形成されている請求項１又は２記載の塗装方法。
6. 平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍであり焼付温度より高いガラス転移点を有する着色された樹脂粒子と、平均粒子径が１μｍを超える着色材とを含む第２の着色塗膜層を、少なくとも前記下塗り塗膜層より上層にさらに形成する請求項１〜５の何れかに記載の塗装方法。
7. 前記第２の着色塗膜層は、前記下塗り塗膜層と前記中塗り塗膜層との間に形成されている請求項６記載の塗装方法。
8. 前記第２の着色塗膜層は、前記中塗り塗膜層と前記上塗り塗膜層との間に形成されている請求項６記載の塗装方法。
9. 平均粒子径が３０ｎｍ〜１μｍであり焼付温度より高いガラス転移点を有する着色された樹脂粒子と、平均粒子径が１μｍを超える着色材とを含む第３の着色塗膜層を、前記下塗り塗膜層と前記中塗り塗膜層との間にさらに形成する請求項８記載の塗装方法。
10. 前記着色された樹脂粒子のガラス転移点Ｔｇは、１００℃〜１８０℃である請求項１〜９の何れかに記載の塗装方法。
11. 前記中塗り塗膜層に、光輝材が含まれている請求項３又は４記載の塗装方法。
12. 前記光輝材は、平均粒子径が１〜２０μｍ、厚さが０．０１〜０．５μｍであり、前記中塗り塗膜層の樹脂固形分に対して１〜２０重量％含まれている請求項１１記載の塗装方法。
13. 前記上塗り塗料は、上塗りベース塗料と上塗りクリア塗料とを含み、
    未硬化の前記中塗り塗膜層に前記上塗りベース塗料を塗布して上塗りベース塗膜層を形成し、さらに、未硬化の前記上塗りベース塗膜層に前記上塗りクリア塗料を塗布して上塗りクリア塗膜層を形成する請求項１〜１２の何れかに記載の塗装方法。
    

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