JP4138953B2 - 複層塗膜形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高価な光干渉性顔料の配合量を少なくし、かつ光干渉性などの意匠性のすぐれた複層塗膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
自動車外板部に、酸化チタンまたは酸化鉄で被覆されたシリカフレ−クを光干渉性顔料として含有せしめた塗料、およびクリヤ塗料を塗装して、光干渉性の上塗り複層塗膜を形成することはすでに公知である。特にこのシリカフレ−クを含む光干渉性顔料は、雲母などの他の干渉性顔料に比べて多色性で意匠的にすぐれた塗膜を形成するが、かかる効果を得るために多量に配合しなければならず、この顔料自体高価であり、そのために塗料コストが非常に高くなり、すぐれた意匠性効果を十分に発揮できないという欠陥を有している。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリカフレ−クを含む光干渉性顔料の配合量を少なくして塗料コストを低減せしめ、しかもこの顔料が有する光干渉性多色効果などの意匠性のすぐれた複層上塗り塗膜を形成する方法に関する。その特徴は、濃色上塗り塗膜面にシリカフレ−クを含む光干渉性顔料含有塗料を塗装すると、この光干渉性顔料を少なくしても、多色効果などをなんら低下させずに光干渉性のすぐれた上塗り塗膜が形成できることを見出し、本発明を完成した。
【０００４】
しかして本発明は、濃色塗膜形成塗料（Ａ）、酸化チタンまたは酸化鉄で被覆されたシリカフレ−ク（以下、被覆シリカフレ−クという）を樹脂固形分１００重量部あたり、０．１〜２重量部含有し、かつ下地隠蔽膜厚が４０μｍ以上である光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）および透明塗膜形成クリヤ塗料（Ｃ）を塗装することを特徴する複層塗膜形成方法が提供される。
【０００５】
以下に、本発明の方法について詳細に説明する。
【０００６】
濃色塗膜形成塗料（Ａ）：
濃色塗膜を形成する塗料であり、特に、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ系でのＬ値（明度）が２０以下の濃色塗膜を形成する液状塗料が好適である。このものは、光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）に先立って被塗面に塗装する。
【０００７】
濃色塗膜形成塗料（Ａ）は、熱硬化性樹脂組成物、着色顔料および溶剤を含有する液状塗料であり、その硬化塗膜は黒色系、紺色系、褐色系などの濃色に着色されており、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ系でのＬ値（明度）が２０以下、特に１０〜１の範囲内に含まれることが好ましく、Ｌ値が２０より大きくなると（淡色になる）、塗料（Ｂ）の被覆シリカフレ−クによる光干渉性が低下するので好ましくない。
【０００８】
塗料（Ａ）の塗膜の色調は隣接する上層の塗料（Ｂ）の光干渉性塗膜を透して見ることができるので、これらの両塗料を塗り重ねた複層塗膜を目視観察すると、下層の塗料（Ａ）塗膜が濃色であるために、上層の塗料（Ｂ）塗膜中の被覆シリカフレ−クが少量であっても効率よく光干渉して、この被覆シリカフレ−クが有する多色効果などの効果を十分に発揮することができる。塗料（Ａ）塗膜のＬ値が２０より大きくなるとこの塗膜からの反射光が多くなるので、塗料（Ｂ）塗膜中の被覆シリカフレ−クが少量では光干渉が弱くなり、多色効果が殆ど見られなくなる。
【０００９】
熱硬化性樹脂組成物として、水酸基などの架橋性官能基を１分子中に２個以上有するポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂およびメラミン樹脂、尿素樹脂、（ブロック）ポリイソシアネ−ト化合物などの架橋剤からなる組成物が好適に使用できる。
【００１０】
着色顔料は、塗料（Ａ）の塗膜のＬ値を２０以下に調色するためのものであり、通常の塗料用ソリッドカラ−顔料が使用でき、例えば、チタン白、亜鉛華、カ−ボンブラック、モリブデ−トオレンジ、ベンガラ、ナフト−ル系、ピラゾロン系、ベンツイミダゾロン系、アントラキノン系、チオインジゴ系、ペリレン系、キナクリドン系、チタンイエロ−、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、アンソラピリミジン系、コバルトグリ−ン、フタロシアニングリ−ン、群青、コバルトブル−、フタロシアニンブル−、コバルトバイオレットなどの無機系および有機系の顔料があげられる。さらに、アルミニウムなどの金属フレ−ク、金属酸化物被覆雲母フレ−ク、雲母フレ−ク、板状酸化鉄顔料、板状グラファイト顔料などの薄片光輝性顔料（メタリック顔料）をこれらのソリッドカラ−顔料と併用することができる。これらの顔料を適宜組み合わせて塗料（Ａ）の塗膜のＬ値を２０以下に調製する。
【００１１】
さらに、硫酸バリウム、炭酸バリウム、クレ−、タルク、シリカなどの無着色の体質顔料も併用できる。溶剤としては有機溶剤および（または）水などが使用できる。有機溶剤は、通常の塗料用溶剤が好ましく、炭化水素系、アルコ−ル系、エステル系、エ−テル系、ケトン系などがあげれる。
【００１２】
塗料（Ａ）は、これらの熱硬化性樹脂組成物および着色顔料を溶剤に溶解もしくは分散せしめることにより得られるが、さらに必要に応じて沈降防止剤、塗面調整剤、紫外線安定剤、付着付与剤などを適宜含有せしめることができる。
【００１３】
また、塗料（Ａ）の下地隠蔽膜厚は硬化塗膜で１０〜４０μｍの範囲が適している。ここで、下地隠蔽膜厚とは該塗膜を透して隣接する下層の白黒市松模様が見えなくなる最小硬化膜厚のことである。
【００１４】
塗料（Ａ）は、金属製もしくはプラスチック製の自動車または電気製品の外板部などの被塗物に直接に塗装することは可能であるが、下塗り塗料や中塗り塗料（省略可能）などをあらかじめ塗装し硬化させてなる被塗物に塗装することが好ましい。
【００１５】
塗料（Ａ）の粘度を１０〜４０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整し、エアスプレ−、エアレススプレ−、静電方式などで噴霧塗装し、その膜厚は硬化塗膜を基準に、下地隠蔽膜厚（１０〜４０μｍ）またはそれ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明では、塗料（Ａ）の塗膜を約１２０〜１６０℃で１０〜４０分加熱し硬化させてからまたは未硬化の状態で、該塗面に光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）を塗装する。
【００１７】
光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）：
塗料（Ａ）の硬化もしくは未硬化の塗面に塗装する塗料であり、酸化チタンまたは酸化鉄で被覆されたシリカフレ−ク（被覆シリカフレ−ク）を樹脂固形分１００重量部あたり、０．１〜２重量部含有し、かつ下地隠蔽膜厚が４０μｍ以上である光干渉性塗膜形成塗料である。
【００１８】
被覆シリカフレ−クは、不規則な平らなりん片状で、雲母粉末のような光干渉顔料では見られない二色効果を始めとする劇的な視覚的効果をもたらすことがき、これを含有せしめた塗膜は、光の入射角の変動または観察方向（すなわち反射角度）により緑色〜赤紫色、金色〜橙色に変化することができる。
【００１９】
被覆シリカフレ−ク自体は既知の顔料であり、りん片状シリカ（ＳｉＯ2 を主成分としている）の表面を酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および（または）酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）で公知の方法で被覆することによって得られる。りん片状シリカの長手寸法は２〜４０μｍ、特に１０〜３０μｍ、その厚さは０．３〜３μｍが適している。また、りん片状シリカの表面を被覆する酸化チタンおよび（または）酸化鉄の厚さは２０〜２００ｎｍ、特に２０〜８０ｎｍの範囲内が好ましい。塗料（Ｂ）は、被覆シリカフレ−クを樹脂固形分１００重量部あたり、０．１〜２重量部含有し、かつ下地隠蔽膜厚が４０μｍ以上である光干渉性塗膜を形成する塗料である。
【００２０】
塗料（Ｂ）は、被覆シリカフレ−ク、熱硬化性樹脂組成物および溶剤を含有する液状塗料であり、さらに必要に応じて着色顔料、メタリック顔料、沈降防止剤、塗面調整剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤などを含有せしめることができる。これらのうち、熱硬化性樹脂組成物、溶剤、着色顔料およびメタリック顔料などは塗料（Ａ）で例示したものが好適に使用できる。
【００２１】
また、塗料（Ｂ）における被覆シリカフレ−クの配合量は、熱硬化性樹脂組成物１００重量部（固形分）あたり、０．１〜２重量部、特に０．３〜１重量部が適している。この配合量は、これまで一般的な配合量とされている５〜１０重量部に比べて極めて少量であり、低コストにすることができた。
【００２２】
塗料（Ｂ）は、上記した成分を溶剤（有機溶剤および／または水）に溶解もしくは分散せしめることにより得ることができ、その下地隠蔽膜厚は硬化塗膜で４０μｍ以上、特に５０〜３００μｍの範囲が適している。
【００２３】
塗料（Ｂ）は、上塗り塗料（Ａ）の硬化もしくは未硬化の塗面に塗装する。具体的には、粘度を１０〜４０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整し、これをエアスプレ−、エアレススプレ−、静電方式などにより、硬化塗膜を基準に、上記の隠蔽膜厚以下、特に５〜３５μｍの膜厚に塗装することが好ましい。
【００２４】
本発明では、塗料（Ｂ）を塗装後、約１２０〜１６０℃で１０〜４０分加熱して硬化させてから、または硬化させずに未硬化の状態で、該塗面に透明塗膜形成クリヤ塗料（Ｃ）を塗装する。
【００２５】
クリヤ塗料（Ｃ）：
塗料（Ｂ）の硬化もしくは未硬化の塗面に塗装する、透明塗膜を形成する塗料である。
【００２６】
具体的には、熱硬化性樹脂組成物および溶剤（有機溶剤および／または水）を含有する液状塗料であり、さらに必要に応じて着色顔料、メタリック顔料、沈降防止剤、塗面調整剤、紫外線吸収剤などを適宜含有せしめることができる。着色顔料およびメタリック顔料は、該透明塗膜の透明性を阻害しない程度に配合することが好ましい。これらの熱硬化性樹脂組成物、溶剤、着色顔料およびメタリック顔料などは上塗り塗料（Ａ）の説明で例示したものが好適に使用できる。
【００２７】
塗料（Ｃ）は、上記の各成分を溶剤に溶解もしくは分散せしめることにより得られ、塗料（Ｂ）の硬化もしくは未硬化の塗面に塗装する。塗料（Ｃ）の粘度を１０〜４０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整し、これをエアスプレ−、エアレススプレ−、静電方式などにより、硬化塗膜を基準に、２０〜５０μｍの膜厚になるように塗装することが好ましい。塗料（Ｃ）を塗装後、約１２０〜１６０℃で１０〜４０分加熱して塗膜を硬化させることにより、本発明の方法が達成される。
【００２８】
本発明において、塗料（Ａ）、塗料（Ｂ）および塗料（Ｃ）を塗装するにあたり、これらの塗料を３コ−ト１ベイク方式、３コ−ト２ベイク方式および３コ−ト３ベイク方式などで塗装できるが、特に、塗料（Ａ）を塗装し、加熱硬化後、塗料（Ｂ）および塗料（Ｃ）をウエットオンウエットで塗装し、ついで加熱してこの両塗膜を硬化せしめる３コ−ト２ベイク方式が特に好適である。
【００２９】
【発明の効果】
高価な被覆シリカフレ−クの配合量を少なくして塗料コストを低減し、しかも被覆シリカフレ−クが有する多色効果などの視覚的効果をなんら低下させない光干渉性などの意匠性のすぐれた複層塗膜の形成することができた。
【００３０】
以下に、本発明に関する実施例および比較例について説明する。部および％は重量に基いている。また、膜厚は硬化塗膜を基準にしたものである。
【００３１】
１．試 料
１）被塗物：
脱脂した鋼板にカチオン電着塗料（「エレクロン９２００」、関西ペイント社製、商品名、エポキシ樹脂系）を膜厚２０μｍに塗装し、１７０℃で３０分加熱して硬化し、ついで中塗り塗料（「ル−ガベ−クＫＰＸ−６０ Ｎ−２」、関西ペイント社製、商品名、ポリエステル樹脂・メラミン樹脂系）を膜厚３０μｍに塗装し、１４０℃で３０分加熱し硬化したものを被塗物とした。
【００３２】
２）濃色塗膜形成塗料（Ａ）
ａ）：水酸基含有ポリエステル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物１００部（固形分）あたり、カ−ボンブラックＭＡ−１００（三菱化成工業社製、商品名）３部、ＦＡＳＴＧＥＮ ＳＵＰＥＲＲＥＤ ３８０Ｒ（大日本インキ化学工業社製、商品名）３部、フタロシアニンブル−５２４０Ｋ（大日精化工業社製、商品名）１部の割合で、有機溶剤（スワゾ−ル１５００／スワゾ−ル１０００／キシレン／ブチルセロソルブ＝１０／４０／３０／２０ 重量比）に混合し、粘度２０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。この塗料の下地隠蔽膜厚は２０μｍで、塗膜のＬ値は３であった。「スワゾ−ル１５００」、「スワゾ−ル１０００」はコスモ石油社製の商品名で、芳香族系炭化水素溶剤である。
【００３３】
ｂ）：水酸基含有ポリエステル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物１００部（固形分）あたり、カ−ボンブラックＭＡ−１００１．５部、フタロシアニンブル−５２４０Ｋ １部、ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＤＩＯＸＩＤＥ ＪＲ−７０１（帝国化工社製、商品名）８部の割合で、有機溶剤（スワゾ−ル１５００／スワゾ−ル１０００／キシレン／ブチルセロソルブ＝１０／４０／３０／２０ 重量比）に混合し、粘度２０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。この塗料の下地隠蔽膜厚は２０μｍで、塗膜のＬ値は１２であった。
【００３４】
ｃ）：水酸基含有ポリエステル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物１００部（固形分）あたり、カ−ボンブラックＭＡ−１００ ２部、ＦＡＳＴＧＥＮ ＳＵＰＥＲ ＲＥＤ ３８０Ｒ ３部、フタロシアニンブル−５２４０Ｋ １部、ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＤＩＯＸＩＤＥ ＪＲ−７０１ １３部の割合で、有機溶剤（スワゾ−ル１５００／スワゾ−ル１０００／キシレン／ブチルセロソルブ＝１０／４０／３０／２０ 重量比）に混合し、粘度２０秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。この塗料の下地隠蔽膜厚は２０μｍで、塗膜のＬ値は２５であった。比較用。
【００３５】
３）光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）
ａ）：水酸基含有アクリル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物１００部（固形分）あたり、被覆シリカフレ−ク（りん片状シリカの長手寸法は１５〜２０μｍ、厚さは０．５〜１μｍで、その表面を被覆する酸化チタンの厚さは４０〜５０ｎｍ）を０．５部、カ−ボンブラックＭＡ−１００（三菱化成工業社製、商品名）０．３部の割合で、有機溶剤（トルエン／キシレン／酢酸エチル＝４０／２０／４０ 重量比）に混合し、粘度１２秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。この塗料の下地隠蔽膜厚は５５μｍである。
【００３６】
ｂ）：水酸基含有アクリル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物１００部（固形分）あたり、被覆シリカフレ−ク（りん片状シリカの長手寸法は１５〜２０μｍ、厚さは０．５〜１μｍで、その表面を被覆する酸化鉄の厚さは４０〜５０ｎｍ）０．８部、カ−ボンブラックＭＡ−１００ ０．２部の割合で、有機溶剤（トルエン／キシレン／酢酸エチル＝４０／２０／４０ 重量比）に混合し、粘度１２秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。この塗料の下地隠蔽膜厚は６０μｍである。
【００３７】
４）クリヤ塗料（Ｃ）
水酸基含有アクリル樹脂７０部とブチルエ−テル化メラミン樹脂３０部からなる熱硬化性樹脂組成物を有機溶剤（トルエン／キシレン／酢酸エチル＝４０／２０／４０ 重量比）に混合し、粘度２５秒／フォ−ドカップ＃４／２０℃に調整して得た。
【００３８】
２．実施例および比較例
上記の被塗物に、塗料（Ａ）をエアスプレ−により３０μｍの膜厚になるように塗装し、室温で３分放置してから、１４０℃で３０分加熱して該塗膜を硬化させてから、その塗面に塗料（Ｂ）をエアスプレ−により２０μｍの膜厚になるように塗装し、室温で３分放置してから、その塗面に、クリヤ塗料（Ｃ）をエアスプレ−により３５μｍの膜厚になるように塗装し、室温で３分放置してから、１４０℃で３０分加熱して、これらの２層塗膜を同時に硬化させた。
【００３９】
かくして得られた塗装板を用いて塗膜の性能試験を行った。その結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１における性能試験方法および評価基準はつぎのとおりである。
【００４２】
＊１）Ｌ値：
上塗り塗料（Ａ）の単独塗膜（膜厚３０μｍ）のＨｕｎｔｅｒ Ｌａｂ系でのＬ値（明度）であり、ＭＩＮＯＬＴＡ測色計ＣＲ３３１（ミノルタ社製、商品名）で測定した。
【００４３】
＊２）意匠性：
塗料（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を塗装し、加熱硬化してなる塗膜面に対して、４５゜の角度で人口太陽灯（「人口太陽灯ＸＣ−１００Ａ」セリック社製、商品名）を当てて、正面色（反射角０゜）とハイライト（反射角６０゜）との色変化を観察した。○は色変化が大きく意匠性が非常に優れている、△は色変化は少し見られるが意匠性は劣っている、×は色変化は全くなく意匠性は非常に劣っていることを示す。
【００４４】
＊３）耐候性：
キセノンウエザオメ−タ（スガ試験機社製）で１４４０時間試験後の塗面の色変化をＭＩＮＯＬＴＡ測色計ＣＲ３３１で測定した。数値の小さいほど色変化が少ないことを示す。
【００４５】
＊４）耐湿性：
温度５０℃、かつ湿度９５％以上に保持しているブリスタボックスに試験板を入れ、１２０時間経過後の塗面状態（ツヤびけやブリスタなどの発生の有無）およびゴバン目付着性（２×２ｍｍゴバン目１００個、セロハンテ−プ剥離）を観察した。塗面状態において、○はツヤびけやブリスタなどの発生が全く認められない、△はツヤびけやブリスタなどの発生が少し認められた、×はツヤびけやブリスタなどの発生が多く認められたことを示す。付着性において、○はゴバン目塗膜の剥離が全く認められない、△は１〜５個のゴバン目塗膜の剥離が認められ、×は６個以上のゴバン目塗膜の剥離が認められたことを示す。
【００４６】
＊５）光 沢：
６０゜鏡面反射率（％）である。

Claims (1)

1. Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ系でのＬ値（明度）が２０以下の濃色塗膜を形成する濃色塗膜形成塗料（Ａ）、酸化チタンまたは酸化鉄で被覆された長手寸法が１０〜３０μｍ、厚さが０．３〜３μｍであるシリカフレ−クを樹脂固形分１００重量部あたり、０．１〜２重量部含有し、かつ下地隠蔽膜厚が５０〜３００μｍの範囲である光干渉性塗膜形成塗料（Ｂ）および透明塗膜形成クリヤ塗料（Ｃ）を塗装することを特徴する複層塗膜形成方法。