JPH08220B2 - 金属材の塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属材、特に自動車外板に耐チッピング
性、防食性および物理的性能などのすぐれた塗膜を形成
するための塗装方法に関する。

自動車産業分野では塗膜の耐久性の問題、特に衝撃剥
離による塗膜外観の低下ならびに金属材の腐食が促進さ
れるなどの問題が重視されつつある。特に、道路を走行
する自動車はその外面部において車輪で跳ね上げられた
岩塩粒子や小石が塗膜面に衝突し、その衝撃により塗膜
が局部的に車体上から全部剥離する衝撃剥離現象、いわ
ゆる“チッピング”を起すことが屡々ある。この現象に
より、車体外面の被衝撃部の金属面が露出し、すみやか
に発錆すると共に腐蝕が進行する。通常、チッピングに
よる塗膜の剥離は車体底部および足まわり部に多いが、
フードおよびルーフにまで発生し約半年〜１年で局部的
腐蝕がかなり顕著になることが知られている。

このチッピングならびにこれに基因する腐食の進行を
防止するため、従来から車体の外部金属基体表面の化成
処理、ならびに電着塗料、中塗塗料および上塗塗料につ
いて各種の検討が加えられた。例えば、化成処理におい
て、結晶形の異なる燐酸鉄系皮膜および燐酸亜鉛系皮膜
の使用が検討されたが、かかる化成処理によっては被衝
撃部における塗膜の付着性を充分に改善することは困難
である。また、電着塗料、中塗り塗料および上塗塗料に
ついても該塗料に含有されている樹脂および／または顔
料について種々検討されてきたが、チッピングに耐え得
る充分な付着性改善効果を有するものは今まで見い出す
に至っていない。

そこで、本発明者らは、上述の問題点を改善すべく、
通常の電着塗料、中塗塗料および上塗塗料からなる鋼板
の塗装系によって得られるものと仕上り外観が少なくと
も同等で、しかも耐チッピング性、物理的性質及び防食
性に優れた塗膜を形成するための塗装方法を提供するこ
とを目的として鋭意検討を重ねた結果本発明を完成する
に至った。

すなわち、本発明によれば、 金属材に電着塗料および中塗り塗料を塗装し、次い
で、該中塗り塗面に、形成塗膜の静的ガラス転移温度が
０〜−75℃である被覆組成物を塗装した後、上塗り塗料
を塗装することを特徴とす金属材の塗装方法が提供され
る。

本発明では、上記特性値を有する塗膜を形成する被覆
組成物を「バリアーコート」と略称する。

本発明の特徴は、金属材に電着塗料、中塗塗料および
上塗塗料を順次塗装する工程において、中塗り塗料を塗
装後、上塗塗料を塗装するに先立って、特定の物理的性
状を有するバリアーコートを中塗塗面あらかじめ塗装す
るところにある。その結果、耐チッピング性、防食性、
物理的性能などが著しくすぐれた塗膜を形成することが
できることが判明した。

すなわち、静的ガラス転移温度を０〜−75℃に調整し
たバイアーコート塗膜は前記耐チッピング性向上を目的
とした中塗り塗膜などに比べて柔軟であり、かかる物理
的性質を有せしめたバリアーコート塗膜を介して形成し
た上塗り塗膜表面に岩塩や小石などの衝突による強い衝
撃力が加えられても、その衝撃エネルギーの殆どまたは
全てが該バリアーコート塗膜内に吸収されてその下層の
電着塗膜にまで波及せず、しかも、上塗り塗膜も物理的
損傷を受けることが殆どないことが見い出された。つま
り、上記バリアーコート塗膜層が外部からの衝撃力の緩
衝作用を呈して耐チッピング性が著しく改良され、チッ
ピングによる金属材の発錆、腐食の発生を防止すること
ができ、しかも岩塩、小石などの衝突による上塗り塗膜
の劣化も解消できたのである。

以下、本発明の塗装方法についてさらに具体的に説明
する。

金属材： 本発明の方法によって塗装される金属材は、導電性被
塗物であって、電着塗装することが可能な金属表面を有
する素材であれば、その種類は何ら制限を受けない。例
えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛ならびにこれ
らの金属を含む合金、およびこれらの金属、合金のメッ
キもしくは蒸着製品などの素材があげられ、具体的には
これらの素材を用いてなる乗用車、トラック、サフアリ
ーカー、オートバイなどの車体、部品および電気製品、
建材などがある。該金属材は電着塗料を塗装するに先立
って、あらかじめリン酸塩もしくはクロム酸塩などで化
成処理しておくことが好ましい。

電着塗料： 上記金属材に塗装するための電着塗料は、それ自体既
知のカチオン型及びアニオン型のいずれでも使用でき
る。

まず、カチオン型電着塗料には、塩基性アミノ基をも
つ樹脂をベースにし、酸で中和、水溶化（水分散化）し
てなる陰極析出型の熱硬化性電着塗料が包含され、これ
は上記金属材（被塗物）を陰極にして塗装される。塩基
性アミノ基をもつ樹脂は、例えばビスフエノール型エ
ポキシ樹脂、エポキシ基（またはグリシジル基）含有ア
クリル樹脂、アルキレングリコールのグリシジルエーテ
ル、エポキシ化ポリブタジエンならびにノボラックフエ
ノール樹脂のエポキシ化物などのエポキシ基含有樹脂の
エポキシ基（オキシラン環）へのアミン付加；塩基性
アミノ基をもつ不飽和化合物（例えば、メタクリル酸ジ
メチルアミノエチル、Ｎ−ビニルピラゾール、Ｎ−ジエ
チルアミノエチルアクリレートなど）を単量体として用
いる重合；第３級アミノ基含有グリコール（例えば、
Ｎ−メチルジエタノールアミン）をグリコールの一成分
とするグリコール成分とポリイソシアネート化合物との
反応；酸無水物とジアミンとの反応によるイミノアミ
ンの生成による樹脂へのアミノ基の導入；などによって
得られ、上記の反応に使用しうるアミンとしては、塩
基性アミンであって、脂肪族、脂環族もしくは芳香−脂
環族の第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン塩及
び第４級アンモニウム塩があげられ、また第２級スルフ
イド塩、第３級ホスフイン塩も使用できる。

そして、上記塩基性アミノ基を有する樹脂を中和し、
水溶化（水分散）するための中和剤としては、例えば、
酢酸、ヒドロキシル酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、
グリシンなどの有機酸；硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸
が使用できる。中和剤の配合量は、上記樹脂の塩基価
（約20〜200）に対し中和当量約0.1〜0.4の範囲が適当
である。

また、カチオン電着塗料の架橋剤としては、ブロック
化したポリイソシアネート化合物を用いるのが一般的
で、塗膜を加熱（約140℃以上）するとブロック剤が解
離して、イソシアネート基が再生し、上記の如きカチオ
ン性樹脂中の水酸基などと架橋反応し硬化する。さら
に、カチオン型電着塗料には、顔料（着色顔料、体質顔
料、防錆顔料など。顔料の配合量は樹脂固形分100重量
部あたり150重量部未満とすることができる）、親水性
溶剤、水、添加剤などを必要に応じて配合し、固形分濃
度を約５〜40重量％となるように脱イオン水などで希釈
し、pHを5.5〜8.0の範囲内に調整する。このようにして
調製されたカチオン型電着塗料を用いてのカチオン電着
塗装は、通常、浴温15〜35℃、負荷電圧100〜400Vの条
件で被塗物を陰極として行なうことができる。電着塗装
膜厚は特に制限されないが、硬化塗膜に基づいて10〜40
μの範囲が好ましい。塗膜の焼付硬化温度は一般に100
〜200℃の範囲が適している。

他方、アニオン型電着塗料は、主としてカルボキシル
基を持つ樹脂をベースとし、塩基性化合物で中和、水溶
化（水分散化）してなる陽極析出型の電着塗料であっ
て、上記金属材（被塗物）を陽極として塗装される。

カルボキシル基を持つ樹脂は、乾性油（あまに油、
脱水ひまし油、桐油など）に無水マレイン酸を付加した
マレイン化油樹脂；ポリブタジエン（1,2型、1,4型な
ど）に無水マレイン酸を付加したマレイン化ポリブタジ
エン；エポキシ樹脂の不飽和脂肪酸エステルに無水マ
レイン酸を付加した樹脂；高分子量多価アルコール
（分子量約1000以上で、エポキシ樹脂の部分エステルお
よびスチレン／アリルアルコール共重合体なども含まれ
る）に多塩基酸（無水トリメリット酸、マレイン化脂肪
酸、マレイン化油など）を付加して得られる樹脂；カ
ルボキシル基含有ポリエステル樹脂（脂肪酸変性したも
のも含む）；カルボキシル基含有アクリル樹脂；グ
リシジル基もしくは水酸基を含有する重合性不飽和モノ
マーと不飽和脂肪酸との反応生成物を用いて形成された
重合体もしくは共重合体に無水マレイン酸などを付加せ
しめた樹脂；などがあげられ、カルボキシル基の含有量
が酸価に基づいて一般に約30〜200の範囲のものが適し
ている。そして、これらカルボキシル基含有樹脂におけ
るカルボキシル基を中和し、上記樹脂を水浴（分散）化
するための中和剤としては、例えば、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノー
ル、などのアルカノールアミン；ジエチルアミン、トリ
エチルアミンなどのアルキルアミン；水酸化カリウム、
水酸化ナトリウムなどの無機アルカリなどが使用でき
る。これら中和剤の使用量は、上記樹脂の酸価に対する
理論中和当量の約0.1〜1.0倍当量（好ましくは0.4〜0.8
倍当量）の範囲が適当である。

また、上記樹脂の架橋剤としては、ヘキサキスメトキ
シメチルメラミン、ブトキシ化メチルメラミン、エトキ
シ化メチルメラミンなどの低分子量メラミン樹脂を必要
に応じて使用することができる。

さらに、アニオン型電着塗料には、顔料（着色顔料、
体質顔料、防錆顔料など。顔料の配合量は樹脂固形分10
0重量部あたり150重量部未満とすることができる）、親
水性溶剤、水、添加剤などを必要に応じて配合し、固形
分濃度を約５〜40重量％に脱イオン水などで調整し、pH
7〜９の範囲に保ってアニオン電着塗装に供することが
できる。アニオン電着塗装は常法に従って行なうことが
でき、例えば、浴温15〜35℃、負荷電圧100〜350Vの条
件で、被塗物を陽極として実施することができる。塗装
膜厚は特に制限されないが、通常、硬化塗膜に基づいて
10〜40μの範囲とするのが好ましい。

アニオン電着塗膜は原則として100〜200℃、好ましく
は140〜200℃の範囲に加熱して硬化せしめられるが、電
気乾燥性の不飽和脂肪酸で変性した樹脂を用いた場合に
は室温で乾燥させることもできる。

中塗り塗料： 上記の電着塗面に塗装される中塗り塗料としては、付
着性、平滑性、鮮映性、耐オーバーベイク性、耐候性な
どにすぐれたそれ自体既知の中塗り塗料が使用される。
具体的には、油長30％以下の短油もしくは超短油アルキ
ド樹脂またはオイルフリーポリエステル樹脂とアミノ樹
脂とをビヒクル主成分とする有機溶液形熱硬化性中塗り
塗料があげられる。これらのアルキド樹脂およびポリエ
ステル樹脂は、水酸基価60〜140および酸価５〜20で、
しかも変性油として不飽和油（もしくは不飽和脂肪酸）
を用いたものが好ましく、また、アミノ樹脂は、アルキ
ル（好ましくは炭素数１〜５個のもの）エーテル化した
メラミン樹脂、尿素樹脂ベンゾグアナミン樹脂などが適
している。これら両樹脂の配合比は固形分重量に基づい
てアルキド樹脂および（または）オイルフリーポリエス
テル樹脂65〜85％、特に70〜80％、アミノ樹脂35〜15
％、特に30〜20％であることが好ましい。さらに、上記
アミノ樹脂の少なくとも一部をポリイソシアネート化合
物やブロック化ポリイソシアネート化合物に代えること
ができる。

また、該中塗り塗料の形態は、有機溶液型が最も好ま
しいが、上記ビヒクル成分を用いた非水分散液型、ハイ
ソリッド型、水溶液型、水分散液型などであってもさし
つかえない。本発明では、中塗り塗膜の硬度（鉛筆硬
度）は一般に3B〜2Hの範囲にあることが好ましい。さら
に、該中塗り塗料には、体質顔料、着色顔料、その他の
塗料用添加剤などを必要に応じて配合することができ
る。

本発明において、上記の電着塗膜面への中塗り塗料の
塗装方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗装、ハ
ケ塗り、浸漬塗装、静電塗装などを用いることができ、
塗装膜厚は硬化後の塗膜に基づいて10〜50μの範囲とす
るのが好ましく、塗膜の硬化温度はビヒクル成分によっ
て異なり、加熱硬化する場合は80〜170℃、特に120〜15
0℃の範囲の温度で加熱することが好ましい。

バリアーコート： バリアーコートは、上記中塗塗面に塗装するための被
覆用組成物であって、本発明では殊に、形成塗膜の静的
ガラス転移温度が０〜−75℃である水および（または）
有機溶剤を溶剤もしくは分散媒とする組成物が使用され
る。

該組成物は、ビヒクルと溶媒又は分散媒を主成分と
し、これにさらに必要に応じて粘性付与剤、有機溶剤、
着色顔料、体質顔料、防食顔料などを適宜含有すること
ができる。

ビヒクルとしては、上記中塗塗膜および後記上塗塗膜
との付着性にすぐれ、かつ上記静的ガラス転移温度の範
囲内の静的ガラス転写温度を有する熱可塑性樹脂が好ま
しく、具体的には次のものが挙げられる。

変性ポリオレフイン系樹脂： 例えば、プロピレン−エチレン共重合体（モル比で、
40〜80:60〜20が好適）に、塩素化ポリオレフイン（例
えば塩素化率約１〜60重量％のポリプロピレン）を１〜
50重量部、好ましくは10〜20重量部（いずれも該共重合
体100重量部あたり）を配合してなる混合物；または上
記プロピレン−エチレン共重合体100重量部あたりマレ
イン酸もしくは無水マレイン酸0.1〜50重量部、好まし
くは0.3〜20重量部をグラフト重合せしめたグラフト重
合体などがあげられる。これらの共重合体、塩素化ポリ
オレフインおよびグラフト重合体の数平均分子量は一般
に約5000〜約30,0000の範囲であることが好ましい。上
記成分の有機溶剤によって溶解もしくは分散させておく
ことができ、有機溶剤としては、例えばベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、デカンなどの脂肪族系炭化水素、トリ
クロルエチレン、パークロルエチレン、ジクロルエチレ
ン、ジクロルエタン、ジクロルベンゼンなどの塩素化炭
化水素などがあげられる。

該変性ポリオレフイン系樹脂の水性化に際し、プロピレ
ン−エチレン共重合体はそれ自体既知のアニオン、カチ
オンもしくは非イオン性のエマルジヨン重合によって水
性化することができ、また、該グラフト重合体はカルボ
キシル基を中和することによって水溶化もしくは水分散
化でき、該塩素化ポリオレフインは例えば乳化剤の存在
下で水分散化することができる。

スチレン−ブタジエン共重合体： スチレンの含有率が約１〜80重量％、好ましくは10〜
40重量％の共重合体であって、スチレン及びブタジエン
を重合調整剤、触媒、石けんならびに水の存在下で共重
合せしめることによって該共重合体の水分散液が得られ
る。重合温度は100℃以下が好ましい。また、該共重合
体の数平均分子量は約10,000〜約1,000,000の範囲であ
ることが好ましい。

また、上記共重合体を通常の塗料用有機溶剤を用いて
溶解もしくは分散させることもできる。

ブタジエン樹脂： 上記においてスチレを用いないで重合することによ
り得られる有機溶剤系もしくは水系の組成物である。

アクリロニトリル−ブタジエン共重合体： アクリロニトリルの含有率が１〜50重量％、好ましく
は10〜40重量％の共重合体であって、アクリロニトリル
及びブタジエンに、必要に応じてアクリル酸、メタクリ
ル酸などの官能性モノマーを加え、重合触媒、分子量調
整剤、界面活性剤などの存在下で水中においてエマルジ
ヨン重合するか、または有機溶剤中で重合することによ
って得られる。重合温度は100℃以下が好ましい。該共
重合体の数平均分子量は約10,000〜約1,000,000の範囲
が適している。

ポリブテン： イソブチレンを主体にし、必要に応じてノルマルブチ
レンを混合し、低温重合することにより得られるポリブ
テンを、乳化剤の存在下で、50〜70℃に加熱し水を加え
て均一に十分撹拌するか、該ポリブテンを塗料用有機溶
剤に溶解もしくは分散せしめることによって得られる。
該樹脂の数平均分子量は約1000〜約500000の範囲が好ま
しい。

アクリル樹脂： アクリル酸エステルおよび（または）メタクリル酸エ
ステルを主成分とし、さらに必要に応じてアクリル酸、
メタクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルメタクリレートなどの官能性モノマーおよ
び（または）その他の重合性不飽和モノマーを混合して
なるビニルモノマー成分を、乳化重合して水分散液とす
るか：または溶液重合した後、そのまま塗料用有機溶剤
に溶解するか又は水溶液もしくは水分散液に変えること
によって得られる。上記アクリル酸エステルとしては例
えば、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ
−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、３
−ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−
ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、２−オ
クチルアクリレート、ノニルアクリレート、ラウリルア
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エ
チルブチルアクリレートなどが特に好適であり、メタク
リル酸エステルとしては例えば、ペンチルメタクリレー
ト、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタ
クリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリ
レート、ステアリルメタクリレートなどが特に好まし
い。ここに例示したこれらのアクリル酸エステルおよび
メタクリル酸エステルから誘導される単独重合体の静的
ガラス転移温度はいずれも０℃以下であって、これらの
モノマーから選ばれる１種もしくは２種以上のアクリル
酸エステルおよびメタクリル酸エステルは上記アクリル
樹脂を形成するためのモノマーとして好適なものであ
る。該アクリル樹脂は数平均分子量が約5000〜1,000,00
0の範囲にあることが好適である。

さらに、これら以外に天然ゴムラテックス、メチル
メタクリレート−ブタジエン共重合体エマルジヨン、ポ
リクロロプレンエマルジヨン、ポリ塩化ビニリデンエマ
ルジヨンなどもビヒクルとして使用することができる。

バリアーコートによって形成される塗膜は、静的ガラ
ス転移温度（Tg）が０〜−75℃、好ましくは−30〜−60
℃、特に好ましくは−40〜−55℃の範囲であることが重
要で、Tgが０℃より高くなると、複層塗膜の耐チッピン
グ性、耐食性、物理的性能などが改善されず、一方−75
℃よりも低くなると、複層塗膜の耐水性、付着性などが
低下するので好ましくない。

本発明では、これらのビヒクル自体が上記範囲内の静
的ガラス転移温度を有していればそれ自体でバリアーコ
ートに使用できるが、上記範囲から逸脱している場合あ
るいは範囲内であっても静的ガラス転移温度を微調整し
たい場合などにおいて、必要に応じて粘性付与剤を配合
することができる。該粘性付与剤としては、上記ビヒク
ルとの相溶性が良好な樹脂、例えば、ロジン、石油樹脂
（クマロン樹脂）、エステルガム、エポキシ変性ポリブ
タジエン、低分子量脂肪族エポキシ樹脂、低分子量脂肪
族ビスフエノールタイプエポキシ樹脂、ポリオキシテト
ラメチレングリコール、酢酸ビニル変性ポリエチレンな
どがあげられ、これらの配合量は上記ビヒクル（固形
分）100重量部あたり１〜50重量部（固形分として）の
範囲が好ましい。

さらに、該バリアーコートには体質顔料、着色顔料、
防食顔料などを配合してもさしつかえない。これらの顔
料の配合量はビヒクル（固形分）100重量部あたり１〜1
50重量部の範囲が好ましい。

本発明において、該バリアーコートの形成塗膜に関
し、静的ガラス転移温度が前記範囲内に含まれているこ
とは必須であるが、さらに、該塗膜自体の引張り破断強
度伸び率を、−20℃の雰囲気において引張速度20mm/分
で、200〜1000％、特に300〜700％の範囲に調整してお
くと、最終塗膜の耐チッピング性、防食性などを一層向
上させることができる。

なお、本発明で用いるバリアーコートの形成塗膜の
「静的ガラス転移温度」は示差走査型熱量計（第二精工
舎製DSC−10型）で測定した値であり、「引張破断強度
伸び率」は、恒温槽付万能引張試験機（島津製作所オー
トグラフＳ−Ｄ型）を用い、試料の長さは20mm、引張速
度は20mm/分で測定した値である。これらの測定に使用
する試料は、該バリアーコートを形成塗膜に基づいて25
μになるようにブリキ板に塗装し、120℃で30分焼付け
たのち、水銀アマルガム法により単離したものである。

本発明において、バリアーコートは、前記塗膜を加熱
硬化した後もしくは未硬化の状態のいずれかで塗装する
ことができ、その塗装塗膜は形成塗膜に基づいて１〜20
μ、特に５〜10μとするのが好ましい。

バリアーコート塗膜面に上塗り塗料を塗装するにあた
り、該バイアーコートはあらかじめ焼付けておくことが
好ましいが、焼付けることなくウエットオンウエットで
上塗り塗料を塗装してもさしつかえない。焼付温度は一
般に80〜200℃の範囲が適している。

上塗り塗料 上記バリアーコート塗面に塗装するもので被塗物に美
粧性を付与するものである。具体的には、仕上り外観
（鮮映性、平滑性、光沢など）、耐候性（光沢保持性、
保色性、耐白亜化性など）、耐薬品性、耐水性、耐湿
性、硬化性などのすぐれた塗膜を形成するそれ自体既知
の塗料が使用でき、例えば、アミノ−アクリル系樹脂、
アミノ−アルキド系樹脂、アミノ−ポリエステル系樹脂
などをビヒクル主成分とする塗料があげられる。これら
の塗料の形態は特に制限されず、有機溶液型、非水分散
液型、水溶（分散）液型、粉体型、ハイソリッド型など
任意の形態のものを使用できる。塗膜の乾燥または硬化
は、常温乾燥、加熱乾燥、活性エネルギー線照射などに
よって行なわれる。本発明において、これらの上塗り塗
料の形成塗膜は、鉛筆硬度が通常2B〜3Hの範囲にあるこ
とが望ましい。

本発明において用いる上塗り塗料は、上記のビヒクル
を主成分とする塗料にメタリック顔料および（または）
着色顔料を配合したエナメル塗料と、これらの顔料を全
くもしくは殆ど含まないクリヤー塗料のいずれのタイプ
のものであってもよい。そして、これらの塗料を用いて
上塗り塗膜を形成する方法として、例えば次の方法があ
げられる： メタリック顔料および必要に応じて着色顔料を配合
してなるメタリック塗料、または着色顔料を配合してな
るソリッドカラー塗料を塗装し、加熱硬化する方法（１
コート１ベーク方式によるメタリックまたはソリッドカ
ラー仕上げ）。

メタリック塗料またはソリッドカラー塗料を塗装
し、加熱硬化した後、さらにクリヤー塗料を塗装し、再
度加熱硬化する方法（２コート２ベーク方式によるメタ
リックまたはソリッドカラー仕上げ）。

メタリック塗料またはソリッドカラー塗料を塗装
し、続いてクリヤー塗料を塗装した後、加熱して該両塗
膜を同時に硬化する方法（２コート１ベーク方式による
メタリックまたはソリッドカラー仕上げ）。

これらの上塗り塗料は、スプレー塗装、静電塗装など
で塗装することが好ましい。また、塗装膜厚は、乾燥塗
膜に基づいて、上記では25〜40μの範囲、上記およ
びでは、メタリック塗料ならびにソリッドカラー塗料
は10〜30μの範囲、クリヤー塗料は25〜50の範囲がそれ
ぞれ好ましい。加熱条件はビヒクル成分によって任意に
選択できるが、一般には80〜170℃、特に120〜150℃で1
0〜40分間加熱するのが好ましい。

上記中塗りおよび上塗り塗膜の「鉛筆硬度」はガラス
板に塗装し硬化せしめた（硬化塗膜厚30μ）試験板を20
℃に保持し、シンの先端を平に研ぎ角を鋭くした鉛筆
（三菱製図用鉛筆“ユニ”）を45度の角度で持ち、シン
が折れない程度に強く該塗面に押しつけながら約1cm
（３秒/cm）動かし、鉛筆による傷の軌跡が残らない最
も硬い鉛筆の硬さで評価したときの値である。

以上述べた本発明の方法に従い、金属材に電着塗装−
中塗り塗装−バリアーコート塗装−上塗り塗装によって
形成した複層塗膜の性能は、バリアーコート塗装を省略
して形成した塗膜に比べて、仕上り外観（例えば、平滑
性、光沢、鮮映性など）、耐水性、耐候性などは少なく
とも同等であるが、耐チッピング性、防食性、物理的性
質などが著しく改良されるという特徴がある。

次に、本発明を実施例および比較例によってさらに説
明する。

Ｉ 試料の調製 （１） 金属材： ボンデライト＃3030（日本パーカーライジング（株）
製、リン酸亜鉛系）で化成処理した鋼板（大きさ300×9
0×0.8mm）。

（２） 電着塗料： （Ａ） カチオン型電着塗料：エレクロン＃9200（関西
ペイント（株）製、エポキシポリアミド系カチオン型電
着塗料、グレー色）。

（Ｂ） アニオン型電着塗料：エレクロン＃7200（関西
ペイント（株）製、ポリブタジエン系アニオン型電着塗
料）。

（３） 中塗り塗料： アミラックＮ−２シーラー（関西ペイント（株）製、
アミノポリエステル樹脂系中塗り塗料）。

（４） バリアーコート： （Ａ）：プロピレン／エチレン共重合体（重量比:70/3
0、数平均分子量：約200000）100重量部あたりマレイン
酸を10重量部グラフト重合せしめた樹脂の有機溶剤液
（静的ガラス転移温度：−41℃、−20℃における引張破
断強度伸び率:400％）。

（Ｂ）：スチレン30重量％とブタジエン70重量％とから
なる成分を常法に従ってエマルジヨン重合を行なって得
た水分散液（静的ガラス転移温度:48℃、−20℃におけ
る引張破断強度伸び率:450％）。

（Ｃ）：アクリロニトリル30重量％、ブタジエン67重量
％およびアクリル酸３重量％からなる共重合体の有機溶
剤液（静的ガラス転移温度：−50℃、−20℃における引
張破断強度伸び率:500％）。

（Ｄ）：イソブチレンとノルマルブチレンとからなる共
重合体の乳化水分散液（静的ガラス転移温度：−55℃、
−20℃における引張破断強度伸び率:600％）。

（Ｅ）：ノニルアクリレート60重量％、２−エチルヘキ
シルアクリレート20重量％、メチルアクリレート15重量
部およびヒドロキシエチルアクリレート５重量部からな
る共重合体の有機溶液（静的ガラス転移温度：−48℃、
−20℃における引張破断強度伸び率:370％）。

（Ｆ）：ヘキサデシルアクリレート60重量％、２−エチ
ルヘキシルアクリレート20重量％、メチルアクリレート
15重量％およびヒドロキシエチルアクリレート５重量％
からなる共重合体の有機溶剤溶液（静的ガラス転移温
度：＋４℃） （５） 上塗り塗料： （Ａ）：アミラックホワイト（関西ペイント（株）製、
アミノ−アルキド樹脂系上塗り塗料、１コート１ベーク
用白色塗料、鉛筆硬度Ｈ（20℃））。

（Ｂ）：マジクロンシルバー（関西ペイント（株）製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート１ベーク用
シルバーメタリック塗料、鉛筆硬度Ｈ（20℃））。

（Ｃ）：マジクロンクリヤー（関西ペイント（株）製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート１ベーク用
クリヤー塗料、鉛筆硬度Ｈ（20℃））。

II 実施例 比較例 上記試料を用いて鋼材に電着塗料、中塗り塗料、バリ
アーコートおよび上塗り塗料を後記の第１表に示する工
程に従って塗装した。

第１表において、 カチオン電着塗装条件：浴固形分濃度19重量％、浴温
度28℃、PH6.5、負荷電圧約250V、180秒間通電。

アニオン電着塗装条件：浴固形分濃度12重量％、浴温
度30℃、PH7.8、負荷電圧約200V、180秒間通電。

上記いずれの場合も電着塗装後水洗し、170℃で30分
焼付けて塗膜を硬化した。塗装膜厚は硬化塗膜に基づい
て20μである。

バリアーコートはエアースプレー機で、乾燥塗膜に基
づいて６μになるように塗装し、120℃で30分間焼付け
た。

中塗りおよび上塗り塗料はいずれも静電塗装機で吹付
塗装したものであり、中塗り塗料の膜厚は硬化塗膜に基
づいて25μで、140℃で30分焼付けた。

上塗り塗装において、「1C1B」は上塗り塗料Ａを硬化
塗膜に基づいて35μの厚さに塗装し、140℃で30分焼付
ける塗装システムで、「2C1B」は上塗り塗料Ｂを硬化塗
膜に基づいて15μの膜厚に塗装し、次いでウエットオン
ウエットで上塗り塗料Ｃを硬化塗膜に基づいて35μの膜
厚に塗装し、該両塗膜を140℃で30分間焼付けて硬化せ
しめるシステムである。

III 性能試験結果 上記の実施例および比較例において塗装した塗板を用
いて塗膜性能試験を行なった。その結果を第１表に併記
した。

〔試験方法〕

（※１）耐チッピング性： 試験機器:Q−Ｇ−Ｒグラベロメーター（Ｑパネル会社
製品） 吹付けられる石：直径約15〜20m/mの砕石 吹付けられる石の容量：約500ml 吹付けエアー圧力：約4Kg/cm² 試験時の温度：約20℃ 試験片を試験片保持台にとりつけ、約4Kg/cm²の吹付
けエアー圧力で約500mlの砕石を試験片に発射せしめた
後、その塗面状態および耐塩水噴霧性を評価した。塗面
状態は目視観察し下記の基準で評価し、耐塩水噴霧性は
試験片をJIS Ｚ 2371によって960時間、塩水噴霧試験
を行ない、次いで塗面に粘着セロハンテープを貼着し、
急激に剥離した後の被衝撃部からの発錆の有無、腐食状
態、塗膜ハガレなど 塗面状態 ◎（良）：上塗り塗膜の一部に衝撃によるキズが極く僅
か認められる程度で、電着塗膜の剥離を全く認めず。

△（やや不良）：上塗りおよび中塗り塗膜に衝撃による
キズが多く認められ、しかも電着塗膜の剥れも散見。

×（不良）：上塗りおよび中塗り塗膜の大部分が剥離
し、被衝撃部およびその周辺を含めた被衝撃部の電着塗
膜が剥離。

耐塩水噴霧性 ◎：発錆、腐食、塗膜ハガレなどは認められない。

○：錆、腐食および塗膜ハガレがわずか認められる。

△：錆、腐食および塗膜ハガレがやや多く認められる。

×：錆、腐食および塗膜ハガレが著しく発生。

（※２）耐衝撃性： JIS K5400−1979 6.13.3B法に準じて、０℃の雰囲
気下において行なう。重さ500gのおもりを50cmの高さか
ら落下して塗膜の損傷を調べる。

（※３）付着性： JIS K5400−1979 6.15に準じて塗膜にゴバン目を作
り、その表面に粘着セロハンテープを貼着し、急激に剥
した後の塗面を評価する。

（※４）耐水性： 40℃の水に10日間浸漬した後の塗面を評価する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田淵 一郎 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 久米 政文 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 宇田川 孝 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 松井 駒治 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 藤井 泰弘 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 審査官 大黒 浩之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属材に電着塗料および中塗り塗料を塗装
   し、次いで、該中塗り塗面に、形成塗膜の静的ガラス転
   移温度が０〜−75℃である被覆組成物を塗装した後、上
   塗り塗料を塗装することを特徴とす金属材の塗装方法。