JPH02175239A - 自動車外板の塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、鋼板のエツジ防錆と上塗り塗装後の鮮映性
を共に向上させるための自動車外板用塗膜構成に関する
。

（従来の技術） 従来の自動車外板用塗膜は、一般に、防錆を目的とした
、電着塗膜、増膜を目的として中塗り塗膜、及び、着色
を目的とした上塗り塗膜より構成されている。上塗り塗
装を施された後の自動車外板には、商品性の観点より、
良好な平滑性、光沢等が要求されており、これらを総合
した評価法として、鮮映性測定装置（ＰＧＤ計（日本色
彩研究所（製）　　ＰＧＤ−３型）〕により測定される
ＰＧＤ値が一般に用いられている。ＰＧＤ値は、上塗り
塗膜の平滑性が高い程、又、光沢が大きい程良好な値を
示すことは当業界において公知である。ここで、光沢の
大小は、使用される上塗り塗料の性能に大きく依存して
おり、上塗り塗料の独立した一機能と考えられている。

一方平滑性に関しては、下層塗膜の平滑性の影響を大き
く受ける為、従来の塗膜としては、電着塗膜の平滑性が
強く求められていた。

平滑性の尺度としては、カットオフ波長０．８ｍｍで測
定した中心線平均粗さ（以後Ｒａと言う）が−般に用い
られており、従来の自動車用電着塗膜にあっては外観性
の観点よりＲａが０．３未満のものが−ａに用いられて
いる。このような電着塗面に対し、中塗り塗料において
は、水平面の平滑性を確保するとともに、垂直面での焼
付は溶融時におけるタレにより平滑性が損なわれること
を防止する為に、できるだけ短時間で硬化するという思
想で設計されており、現用の中塗り塗料を振り子式粘弾
性測定法（ＯＰＡ法）で測定したときの硬化開始時間は
、１２分以上１５分未満となっていた。このように、従
来の塗膜構成は、Ｒａが０．３μ以下の表面形状を有す
る電着塗膜上に、ＯＰＡ法による硬化開始時間が１５分
以下である中塗り塗料を塗装するこ七によりなっている
と規定できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の塗膜構成にあっては、
電着塗膜のＲａを小さくする為に溶融時のフロー性を高
めるという手法が取られており、鋼板のエツジ部におい
て、溶融時表面張力が作用し、エツジが露出することに
より、エツジ耐食性に劣るという問題点を有していた。

電着塗料において、エツジ耐食性を良好にしようとした
場合、溶融時の粘度を高めてやれば良いわけであり、例
えば、電着塗料中の顔料濃度（以後Ｐ／Ｂと言う）を高
めてやる方法、非熔融性の架橋樹脂粒子（以後ＲＣ剤と
言う）を添加する方法、硬化温度を低下させ架橋反応に
より溶融時の流動を抑制する方法などがある。しかし、
いずれにおいても、溶融時のフロー性が著るしく損なわ
れ、良好なエツジ耐食性が得られるまで、これらの手法
を導入してやると、Ｒａが０．３μ以上の表面となって
しまい、従来の中塗り塗料を塗布し、上塗り塗装を施し
た場合、水平面のＰＧＤ値が著しく低下してしまい、自
動車としての商品性を損なってしまう。

このように、エツジ耐食性と、高外観性を両立させた塗
膜構成は、存在し得ないというのが、当業界における従
来の知見であった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記両特性を具える塗膜構成につき検討
の結果、溶融時のフロー性を低下せしめた電着塗膜上に
、従来の中塗り塗料及び上塗り塗料を用いて構成した、
塗装系において、水平面のＰＧＤ値は低下するものの、
垂直面でのＰＧＤ値は変化しないという実験結果を得た
（比較例１．２）。

この結果より、更に、垂直面でのタレにより平滑性が損
なわれる程度と、ＯＰＡ法による硬化開始時間の関係を
検討した結果、硬化開始時間が、２０分以下の中塗り塗
料であれば、上塗り塗装後の垂直面でのＰＧＤ値は、従
来の中塗り塗料を使用した場合の値と同一となることを
見い出した（比較例１〜１０） 又、低フロー性電着塗料を用いた場合にも垂直面に関し
ては同様の結果が得られたが、水平面でのＰＧＤ値は、
使用した電着塗料及び中塗り塗料により異なってくるこ
とを見い出した（比較例１〜２５）。

以上の実験結果より、鋭意研究を進めた結果、ＯＰＡ法
により測定した硬化開始時間が、１５分以下の中塗り塗
料を用いた場合、垂直面における上塗り塗装後のＰＧＤ
値は従来の塗膜構成のＰＧＤ値と同等であること、又、
同測定時間が１５分以上の中塗り塗料の場合には、電着
塗面上の波長０．５　ｆｆ１ｍ以上の粗さを消去する能
力が極めて高いこと及び、このような中塗り塗料におい
ても消去不可能である波長０．５ｍｍ以下の粗さを電着
塗料であらかじめ減しておく手法を用いても、エツジ耐
食性良好な電着塗料の得られることを見出すことができ
たことより、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、塗膜の中心線平均粗さＲａが、０
．３μ≦Ｒａ≦０．８μで、かつ表面周波数解析による
波長０　、５　ｍｎ＋以下のパワースペクトル値の合計
が、８０μｖ２以下となる表面を有する電着塗膜上に、
振り子式粘弾性測定器において、塗膜の対数減衰率測定
から求められる塗膜の硬化開始時間が、１５〜２０分で
ある中塗り塗料を塗装して成ることを特徴とする塗膜構
成とすることにより、鋼板のエツジ防錆と上塗り後の仕
上り性を共に向上させる塗膜構成を提供するものである
。

以下本発明の詳細な説明する。

（作　用） 本発明においては、エツジ防錆を向上させるために、電
着塗装面の、カットオフ波長０．８ｍで測定した粗さ曲
線の中心線平均粗さＲａは０．３μ以上であることが必
要である。一方中塗り塗料による仕上り性を考慮すると
、電着塗面のＲａは最高０．８μであり、かつ表面周波
数解析による波長０．５ｍｍ以下のパワースペクトル値
の合計（ΣＰｏ、ｓｍｍ＞）が８０１Ｉｖ２以下と規定
する。この２つの物性値により規定される理由は、同一
のＲａを示す電着塗面でも中塗り塗装後の仕上りが異な
る場合であって、その原因がΣＰ、、、ｓ＋ｎｍ、なる
粗さ量に起因しているからである。

ＲａとΣＰｏ、５ＬＩＩｆｆｌ）とは、異なる波長域で
の粗さ量を表わす表面粗さ評価法で、前者のＲａは０．
８〜０．５１１ＩＩ１１なる波長域の粗さ（平均振幅値
）を示すのに対して、後者は、０．５＋ｎｍ以下の波長
域の粗さ（各波長の（振幅値）２を合計したもの）を示
し、表面プロフィルの特徴を見い出す上で有効な方法で
ある。

Ｒａが最大０．８μ以下と規定される理由としては、次
に示すことが挙げられる。即ち、電着塗面のＲａとＯＰ
Ａ法により測定した硬化開始時間には良い対応があって
、硬化開始時間が１２〜１５分の中塗り塗料（従来の中
塗り塗料）の場合は電着塗面のＲａ０１３μまでの粗さ
の平滑化が可能であり、１５〜２０分の中塗り塗料はＲ
ａ　Ｏ，８μまでの粗さの平滑化が可能という関係があ
る。２０分以上の中塗り塗料は、更に０．８μ以上の粗
さの平滑化が可能だが、逆に垂直面でタレによる仕上り
性低下をもたらすため、従って電着塗面のＲａは０．８
μまでまた中塗り塗料は１５〜２０分までが限度となる
。

一方ΣＰ　、、５１１１ｆｌｌ、が８０１ＩＶ２以下と
する理由は、Ｒａと同様１５〜２０分の中塗り塗料で平
滑化できるのが、８０μｖ２以下であり、それ以上の粗
さは基本的に中塗り塗料では平滑化できないという点か
らである。

電着塗膜の表面プロフィルの解析方法について以下に記
述する。

１、　Ｒａ： カットオフ波長０．８ｍｍにて測定。測定器としては、
市販の表面粗さ計でよく、例えば東洋精機　サーフコム
５５０Ａがある。

（測定方法　条件としてはＪＩＳ　ＢＯ６０１）２、　
パワースペクトル（ΣＰ、、ｓｍｍ＞の求め方）二市販
の表面粗さ計に、ＦＦＴアナライザーを組み合せること
でパワースペクトルは容易に求められる。本発明では、
サーフコム５５０ＡにＦＦＴアナライザーとして市販の
ＶＳ　３３２１Ａ型（松下通信工業■製）を組合せた。

測定条件は、波長の入力怒度を一２０ｄＢ　、周波数〜
１００Ｈｚデータ取り込み点数（ＦＦＴ処理点数）を１
０２４ポイントとし、測定回数を１０回としその平均と
してパワースペクトルを求めた。

ΣＰ　、、５１１１ｆｆ＋）は、得られたパワースペク
トルにおいて、波長０　、５　ｍｍ以下（周波数１．２
Ｈｚを波形入力速度二本測定では０．６ｍｍ八で割った
値）の区間でパワー値を積算し求めた。

第１図にパワー値と波長の関係を示す。

本測定方法は、文献「色材研究発表会要旨（１９８５年
）」などで紹介され一般に塗膜のような表面形状の解析
方法として知られている。

次に中塗り塗料の硬化開始時間の求め方について記述す
る。

振り子穴粘弾性測定器（東洋ボールドウィン（！勾製、
レオパイブロンｎｏｖ−ｏｐＡ型）において、重量２２
ｇ、慣性モーメント８５９ｇ　−ｃ＋＋１の振り子を用
い２０”Ｃ／ｓｉｎの昇温速度で測定した時に、対数減
衰率の値が上昇を始めるまでの時間（硬化開始時間）と
して求めた。第２図に硬化開始時間りの求め方を示す。

（実施例） 以下に、本発明を見い出すために調整した電着塗料、及
び中塗り塗料の製造例及び組合せた塗装系についての比
較例、実施例を示す。

Ｕヱ且曳製造 特公昭６２〜６１０７７号公報に開示されている電着塗
料をベースに、低温硬化樹脂比率と顔料濃度を変化させ
、溶融時のフロー性を調整した電着塗料を試作した。

低温硬化樹脂として二重結合を含むエポキシ化ポリブタ
ジェン（Ｌｌ）を用いた。（Ｌｌ）は、特公昭６２６１
０７７号公報の製造例Ｌ−（１）で製造したエポキシ化
ポリブタジェン（Ｅｌ）を実施例１−（１）の合成法に
従って合成したものである。

低温硬化樹脂比率調整のため用いたもう一方の樹脂とし
てはエポキシ樹脂−アクリル酸付加物（ＥＰＩ）を用い
た。（ＥＰｌ）は、製造例２−　（１）の合成法に従っ
て合成したものである。

低温硬化樹脂比率としては（Ｌｌ）／（ＥＰＩ）・０／
１．１／１．２／ｌ　、５／１　となるよう調整した。

尚（Ｌｌ）／（ＥＰＩ）・０／１の場合は、硬化剤とし
てポリイソシアネート化合物（ＭＯＢＩＪＲＭＲＭｏＢ
ａｙ　ＣｈｅｍｉｃａＪ社製）をＥＰｌ　０ｉｌ基１当
量に対しＮＣＯ１，２当量となるよう混合した。

一方顔料濃度の調整としては、上記特許公報に記載され
た実施例２で紹介されているカーボンブラック、酸化鉛
に、更にＴｉ（ｈを加え、上記４種に対してＰ／Ｂ　　
（固形分比）が０．１．０．２．０．３．０゜４になる
よう調整し計１６種の電着塗料を実施例２の方法に従い
塗料化を行なった。

次に、本発明で用いた中塗り塗料の製造例を以下に示す
。

土ユカＪＪ旧（社）１遣 特開昭６１−２０９２７８号公報に開示されている中塗
り塗料をベースに、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の
配合比を調整した中塗り塗料を試作した。

ポリエステル樹脂として、上記公開特許公報に記載され
た実施例１で合成されたε−カプロラクトン変性ポリエ
ステル樹脂を用いた。またメラミン樹脂としては、三井
東圧化学■　サイメル３０３を用いた。下表２に示した
配合にて中塗り塗料を試作した。

表　　　２ 分散配合 鬼ＪＪＩｙじ刈ｐえＬ汰 前記１６１１の電着塗料について、５ｐｃｃの鋼板（シ
ゴットダル）に化成処理（日本バーカライジング■製　
ＰＢＬ３０２０処理）を行ない、その化成処理板に、各
塗料の膜厚が２０μｍとなるように液温２８°Ｃ１通電
時間３分の条件で１５０〜２２０ｖの電圧を印加し、電
着塗装を行なった。

その後、１７５°Ｃで３０分間焼付けを行ない電着塗膜
を硬化させた。

、上（４の　Ｊ−法 前記１６種の電着仮に、製造例１７〜１９の中塗り塗料
を膜厚が３０〜４０μｍになるように各々スプレー塗装
し、一定時間放置した後１４０°Ｃ×３０分焼付けた。

引き続き、得られた中塗り板の上に、アルキド樹脂系上
塗り塗料（日本油脂■製、商品名メラミＮａ１５００ブ
ランク）を膜厚が３５〜４０μｍとなるよう塗装した後
、１４０℃で３０分間焼付けた。

１〜２２び　１〜２５ 表３に実施した塗装系について、電着塗膜のエツジ防錆
、電着塗膜の表面プロフィル及び上塗後の仕上り性を評
価した結果を示した。尚比較例１の塗装系は従来の塗装
系である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明の塗膜構成は、塗膜
の中心線平均粗さＲａが０．３μ≦Ｒａ≦０．８μで、
かつ表面周波数解析による波長０．５１１ＩＩ１１以下
のパワースペクトル値が、８０μｖ２以下となる表面を
有する電着塗膜上に、振り子式帖弾性測定器において、
塗膜の対数減衰率測定から求められる塗膜の硬化開始時
間が１５〜２０分である中塗り塗料を塗装して成ること
により、表３の結果から明らかなように鋼板のエツジ防
錆と上塗り塗装後の鮮映性を共に向上させることができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パワースペクトルの合計値の求め方を示すパ
ワースペクトル線図、 第２図は、効果開始時間りの求め方を示すための対数減
衰率と時間との関係を示す線図である。 第１ 第２図 時間（匍

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、塗膜の中心線平均粗さＲａが、０．３μ≦Ｒａ≦０
   ．８μで、かつ表面周波数解析による波長０．５ｍｍ以
   下のパワースペクトル値の合計が、８０μＶ＾２以下と
   なる表面を有する電着塗膜上に、振り子式粘弾性測定器
   において、塗膜の対数減衰率測定から求められる塗膜の
   硬化開始時間が、１５〜２０分である中塗り塗料を塗装
   して成ることを特徴とする塗膜構成。