JPS624476A - 自動車外板部の塗装法 - 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】 本発明は金属部材とプラスチック部材とを組み立ててな
る自動車外板の塗装方法に関する。

とれまで殆ど金属材料で構成されていた自動車のバンパ
ー、フエイシア、フェンダ−、ドアパネル、ハネル７−
ド、パネル＃　−７、パネルトランクリッドなどの自動
車外板は、近時、その一部もしくは全部がプラスチック
部材に代替されつつある。例えば、バンパー、フェイシ
アには金属に代つて、ボリウＶタン、ポリプロピレン、
ポリカーボネートなどのプラスチック與のものが使用さ
れておシ、まだ、フェンダ−、ドアパネルなどの下側部
分のみを上記プラスチックに代替したものもある。今後
、自動車外板においてプラスチックの使用される範囲が
さらに増大されることは必至であり、現に、パネルルー
フ、パネルトランクリッドなど忙その傾向が認められる
。これは、プラスチックを使用することによって車体重
量を軽くして走行燃費が低減できる。加工が容易である
ために任意の形状に成型できる、車体の耐食性、耐衝撃
性などが向上するなどの効果が認められるだめである。

ところが、このような現状にもかかわらず、金属部材と
プラスチック部材とを組み立て結合してなる自動車外板
の塗装方法が十分に確立されておらず、従来は、両部材
の物理的、化学的性質などが全く異なっているために単
一の塗料が塗装できず、金属部とプラスチック部にそれ
ぞれに適合した異種の塗料を別々の塗装ラインで塗装し
たのち、両部材を組立てて自動車外板としていた。この
ような方法によると、両部材に使用する塗料（特に着色
ペースコート）が異なるために、組立てて一体化する両
部材の色調を同一にすることが極めて困難であり、しか
も各々の塗装工程ならびにその後の両部材の組立工程な
どが複雑になるという欠陥がちる。

さらに、自動車の塗装分野では塗膜の耐久性の問題、特
に走行中ば跳ね上げた石による塗膜の衝撃剥離、さらに
この衝撃剥離にもとづく塗膜の耐食性低下ならびに金属
部材の腐食の進行の問題が重視されつつある。特に、欧
米の寒冷地域等では冬季自動車道路の路面凍結を防止す
るために比較的粗粒に粉砕した岩塩を多量に混入した砂
利を敷くことが多く、この種の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、嘆が局部的に
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１を起すことが屡々ある。

この現象により、車体金属部材では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食が進行し１プラ
スチック部材でも塗膜が衝撃剥離して美観性が著しく低
下する。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く発生するが、フードおよびルー
フにまでも発生し、約半年〜１年で局部的腐食がか表り
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を基因する腐食の進行を防
止するため、従来から車体の外板金属部材表面の化成処
理ならびに電着プライマー、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が、実用的な解決策を見
い出すに至っていない。

そこで本発明者等は、このような状況に鑑み、金属部材
とプラスチック部材とを組み立て結合してなる自動車外
板において、簡略ブヒされた工程で両部材を同一塗色で
仕上げることができ、しかも耐チッピング性にすぐれた
塗膜を形成する方法につき鋭意研究を行なった。その結
果、本発明者らは、電着塗装した金属部材とプラスチッ
ク部材とを組み立てて合体させた後、該両部材に特定の
性状の塗膜を形成しうる水性バリアーコートを塗装し、
次いで中塗υおよび上塗り塗料を塗装することＫよって
上記の欠陥を解消することができることを見い出し、本
発明を完成するに至った。

しかして、本発明によれば、金属部材とプラスチック部
材とを組み立て結合してなる自動車外板部の塗装法であ
って、金属部材にあらかじめ電着塗料を塗装しておき、
次いで該外板部の両部材に、形成塗膜の静的ガラス転移
温度がθ〜−７５℃でろる水性バリアーコートを塗装し
た後、中塗シ塗料ならびに上塗シ塗料を塗装することを
特徴とする自動車外板部の塗装法が提供される。

「バリアーコート」なる用語は一般に慣用されてはいな
いが、本発明では上記特性値をもち、かつ本発明の目的
を達成する塗膜を形成することが可能力水性塗料を「水
性バリアーコート」と称する。

本発明の特徴は、金属部材とプラスチック部材とを組立
て合体してなる自動車外板に中塗り塗料ならびに上塗り
塗料を塗装するにあたり、該両塗料を塗装する以前に、
あらかじめ特定の性状を有する水性バリアーコートを′
核外板の両部材に塗装せしめておくところにある。その
結果、自動車外板部の金属部材およびプラスチック部材
を単一の中塗シ塗料および上塗り塗料で塗装することが
可能になシ、両部材の色調の不一致性を解消することに
成功した。しかも、形成塗膜の耐チッピング性、防食性
、物理的性能も著しく改良できるという利点もある。

すなわち、静的ガラス転移温度を０〜−７５℃に調整し
たバリアーコート塗膜〔さらに好ましくは、後記のごと
く、該塗膜の引張り破断強度伸び率（引張シ速度り０ｎ
／分で測定）を−２０℃において２００〜１０００％に
調整しておく〕は、自動車外板用中塗り塗膜ならびに上
塗り塗膜に比べて、柔軟で特有の粘弾性を有している。

したがって、かかる物理的性質を有せしめたバリアーコ
ート塗膜を自動車外板部の金属部材とプラスチック部材
の両面にあらかじめ施しておくと、該両部材間における
熱伸縮性ならびに柔軟性などの物理的な差異によって生
ずる中塗シ塗膜ならびに上塗す塗膜への「ヒズミ、ズレ
」などを該バリアーコート塗膜内に吸収することができ
ることが判明した。その結果、自動車外板部の上記両部
材全面に単一組成の中塗料ならびに上塗力塗料を塗装す
ることが可能となり、両部材を同一色調に仕上げること
ができるようになったのである。さらに、上記塗膜表面
に岩塩粒子や小石などによって強い衝撃力が加えられて
も、その衝撃エネルギーの殆んどまたは全てが該バリア
ーコート塗膜内に吸収されるので、塗膜は衝撃剥離する
ことが殆んどなく、しかも上塗り塗膜に物理的損傷を受
けることもあまりなく、チッピングによる上塗り、中塗
り両塗膜の剥離ならびに金属部材における発錆、腐食な
どが防止できるようになったのである。

以下に、本発明の塗装法についてさらに具体的に説明す
る。

自動車外板部：金属部材とプラスチック部材とを組立て
て合体せしめてなる自動車外板である。

例エバ、パンバー、フエイシア、フェンダ−、ドアパネ
ル、パネルフード、パネルルーフ、パネルトランクリッ
ドなどの各パーツまたはこれらを２種以上組み合わせて
一体化したものなどでｌ）、個々のパーツ自体がプラス
チック部と金属部とからなるもの１金属部からなるパー
ツとプラスチック部からなるパーツとを組み合せて一体
化したものなどがあげられる。また、金属部は主として
鉄、銅、アルミニウム、亜鉛もしくはこれらを含む合金
からなることができ、プラスチック部は例えばポリウレ
タン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどで構成さ
れていることができる。

そして、本発明において、自動車外板部における「自動
車」とは、所謂、乗用車のみに限定されず、オートバイ
、トラック、サファリカーなども含むと理解すべきであ
る。

上記両部材のうち、金属部材は、電着塗装する前に必要
に応じて、リン酸亜鉛、リン酸鉄もしくはクロム酸塩な
どで常法に従ってあらかじめ化成化処理を行なっておく
ことが好ましい。

電着塗料： 上記自動車外板部のうちの金属部材に塗装するための電
着塗料としては、それ自体既知の任意カチオン型及びア
ニオン型電着塗料を使用することができる。

まず、カチオン型電着塗料には、塩基性アミノ基をもつ
樹脂もしくはオニウム塩樹脂をベースにし、酸で中和、
水溶性化（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、これは上記鋼材（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■ビスフェノール
型エポキシ樹脂、エポキシ基（ｔ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ェン、ノボラックフェノ
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、Ｎ、Ｎ−ジメチル
アミンエチルメタクリレート、ＮｒＮ−ジエチルアミノ
エチルアクリレート、Ｎ−ビニルピラソーールなど）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−メチルジェタノールアミン）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反応による樹脂へのアミノ基の
導入；などによって得られる塩基価が一般に約２０〜約
２００の範囲の樹脂が適している。

上記■の反応に使用しうるアミンとしては、脂肪族、脂
環族もしくは芳香−脂肪族の第１級アミン、第２級アミ
ン及び第３級アミン塩があげられる。また該アミンに代
えて、第２級スルフィド塩及び第３級ホスフィン塩など
を使用してオニウム塩とすることもできる。

そして、上記塩基性アミン基を有する樹脂を中和し、水
溶性化（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。中和剤の上記樹脂に対する配合量は、上
記樹脂の塩基価（一般に約２０〜約２００の範囲）を基
準にして中和当量の約０．１〜０．４倍量の範囲が適当
である。

また、カチオン型電着塗膜を加熱硬化にするために配合
される架橋剤としては、ブ四ツ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あり、これにより、形
成された塗膜を加熱（約１００℃以上）するとブロック
剤が解離して、インシアネート基が再生し、上記の如き
カチオン性樹脂中に存在しうる水酸基などの活性水素含
有官能基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重量部あたシ約１５
０重量部以下が適している）、親水性溶剤、水、添加剤
などを必要に応じて配合し、固形分濃度が約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〜＆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、硬化塗膜に基いて
１０〜４０μの範囲が好ましい。寸た、塗膜の焼付は硬
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、水溶性
化（水分散化）してなる陽極析出型の電着塗料であって
、上記金属部材（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には、例えば■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
加して得られるマレイン化樹脂；■ポリブタジェン（１
，２−型、１．４−型など）に無水マレイン酸を付加し
て得られるマレイン化ポリブタジェン；■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て得
られる樹脂；■高分子量多価アルコール（分子量約１０
００以上のもので、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（例えば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
量が酸価に基いて一般に約３０〜約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、上記樹脂を水溶性化
（分散性化）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、ジェタノールアミン、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〜約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、上記樹脂を加熱硬化性にするための架橋剤として
は、ヘキサキスメトキシメチルメラミン１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重量部以下が好ましい）、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〜約４０重量％に脱イオン水などで調整し、ｐ
Ｈ７〜９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°Ｃ１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表いが、通常、硬化
塗膜に基いて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、空気乾燥性の不飽和脂肪酸で変性した衛脂を用
いた場合には室温で乾燥させることもできる。

金属部材への電着塗装は、この金属部材をプラスチック
部材と組立てる前に行々うことが好ましいが、組み立て
た後でもさしつかえない。

一方、プラスチック部は溶剤蒸気脱脂、研摩、酸処理、
コロナ放電などであらかじめ表面処理を行なっておくこ
とが好ましい。

本発明においては、上記電着塗装した金属部材とプラス
チック部材とを組み立てて一体化して自動車外板部とし
た後、該両部材表面に水性バリアーコートを塗装する。

水性バリアーコート： 水性バリアーコートは、岩塩粒子などによる衝撃エネル
ギーを吸収する中間緩衝層として、上記金属部材の電着
塗膜面およびプラスチック部材面の両者の面に、中塗り
塗装に先立って塗装される塗料であって、本発明では、
殊に形成塗膜の静的ガラス転移温度がＯ〜−７５℃であ
る水を主たる溶媒もしくは分散媒とする水性組成物が好
適に使用される。

水性バＩＪ　７−コートは、水性ビヒクルおよび水を主
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。

水性ビヒクルとしては、上記電着塗膜および後記中塗塗
膜との付着性にすぐれ、且つ上記範囲の静的ガラス転移
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。

■変性ポリオレフィン系樹脂： 例えば、プロピレン−エチレン共重合体（モル比で、約
４０〜８０：約６０〜２０の範囲が好適）に、塩素化ポ
リオレフィン（例えば塩素化率が約１〜６０重量％の範
囲のポリプロピレン）を１〜５０重量部、好ましくは１
０〜２０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＋ｔ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
ィンおよびグラフト重合体の数平均分子量は一般に約ｓ
、ｏｏｏ〜約３００．　ＯＯＯの範囲であることが好ま
しい。

該変性ポリオレフィン系樹脂の水性化に際し、グロビレ
ンー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ョン重合によって水
性化することができ、また、該グラフト重合体はカルボ
キシル基を塩基性化合物で中和することによって水溶性
化もしくは水分散化することができ、該塩素化ポリオレ
フィンは例えば通常、乳化剤の存在下で水分散化するこ
とができる。

■スチレンーブタジェン共重合体： スチレンの含有率が約１〜８０重量％、好ましくは１０
〜４０重量％のブタジェンとの共重合体が包含され、例
えばスチレン及びブタジェンを重合調整剤、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ｉ　ｏ、　ｏ　ｏ
　。

〜約１．ＯＯＱ、０００の範囲であることが好ましい。

■ブタジェン樹脂： 上記■においてスチレンを用いないで重合することによ
り得られる水性分散組成物が挙げられる。

■アクリロニトリルーブタジェン共重合体：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％のブタジェンとの共重合体が包含され、例え
ば、アクリロニトリル及びブタジェンに、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ョン重合す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。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、約５０〜約７０℃に加熱し、
水を加えて均一に十分攪拌することによって該ポリブテ
ンの水性分散液が得られる。該重合体の数平均分子量は
約１．０００〜約５００．　ＯＯＯの範囲が好ましい。

■アクリル系樹脂ニ 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からなるビニ
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水溶液もしくは水分散液に変えるこ
とＫよって得られるものが包含される。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、九−プチルアクリレ−）、１ｓｏ−７
チルアクリレー）、３−ペンチルアクリレート、ヘキシ
ルアクリレ−）％　　２−″′ブチルアクリレート、オ
クチルアクリレート１２−オクチルアクリレート、ノニ
ルアクリレートＡラウリルアクリレート、２−エチルへ
キシルアクリレート、２−エチルブチルアクリレートな
どのアクリル酸のｃ　ｒｗｔａアルキルエステルが特に
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−
エチルへキシルアクリレート、テシルメタクＶ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
どのメタクリル酸のＣＩ〜Ｃ１，アルキルエステルが特
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、
これらの七ツマ−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５，００
０〜約１．００．０．０００の範囲にあることができる
。

■さらに、上記■〜■に例示したものの他、天然ゴムラ
テックス、メチルメタクリレート−ブタジェン共重合体
エマルジョン、ポリクロロプレンエマルジョン、ポリ塩
化ビニリチンエマルジョンなども水性バリアーコートの
水性ビヒクルとして使用することができる。

本発明の水性バリアーコートのビヒクル成分としては上
記■〜■に例示したものの中から選ばれる１種もしくは
２種以上があげられ、このうち■、■、■、■および■
から選ばれたものを使用することが特に好ましい。しか
し、上記に例示されていなくても、前記の性能ならびに
特性値を有する塗膜を与える水性ビヒクルであれば同様
に使用できるととを理解すべきである。

水性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ＣＴｙ）が０〜−７５℃、好ましくは−３
０〜−６０℃、特に好ましくは−４０〜−５５℃の範囲
であることが重要で、塗膜のＴｇが０℃よ勺高くなると
、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℃より低く表ると１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、これらの水性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
ーコートとして使用できるが、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
記水性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
シ変性ポリブタジェン、低分子量脂肪族エポキシ樹脂、
低分子量脂肪族ビスフェノールタイプエボキシ樹脂、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
リエチレンなどの乳化水分散液があげられ、これらの樹
脂の配合量は固形分比で上記水性ビヒクル１００重量部
あたり１〜５０重量部の範囲が好ましい。

また、水性バリアーコートの塗装仕上ヤ性向上のために
、水性バリアーコートには上記水性ビヒクルとの親和性
もしくは溶解性のすぐれた有機溶剤、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
；トリク胃ルエチレン、パークロルエチレン、ジクロル
エチレン、ジクロルエタン、ジクロルベンゼンナトの塩
素化炭化水素ヨメチルエチルケトン、ジアセトアルコー
ルなどのケトン系溶剤；エタノール、プロパツール、ブ
タノールなどのアルコール系溶剤；メチルセロソルブ、
ブチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどのセロソ
ルブ系溶剤などを添加することも可能である。

さらに、該水性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
顔料の配合量は水性ビヒクル（固形分）１００重量部あ
たり１〜１５０重量部の範囲が好ましい。

特に、上記顔料のうち防食顔料を配合しておくことによ
って、これを電着塗膜に含有させた場合に比べて防食性
を著しく向上させることが可能となることが判明した。

水性バリアーコートに配合することが可能な防食顔料は
、金属の腐食を抑制もしくは防止する機能を持つ顔料で
あり、単に色リアーコートに配合しうる防食顔料は特に
制限されないが、水と接触すると防食機能を有する成分
が溶出する組成の顔料が適しており、特に、その水抽出
液の電気伝導度が１００μＶ／二以上、とりわけ３００
μＶ／二以上となる防食顔料を使用することが好ましい
。

なお、本発明において、防食顔料の水抽出液の「電気伝
導度」の測定は、電気伝導度が１μＶ／信以下の脱イオ
ン水８０重量部と防食顔料２０重量部とを混合し、３０
℃で５日間放置（この間、１０分／日の割合で混合物を
カクハンする）後、上澄液（水抽出液）を取り出し、そ
の電気伝導度を測定することによシ行なう。

水抽出液が上記範囲の電導度を有する防食顔料としては
、例えば、ジンククロメ−）（１５７０μ−〇−／ｃｒ
ＩＬ）、ストロンチウムクロメート（９７３μＶ／信）
、クロム酸バリウム（７３６μｍＶ−／二）、クロム酸
カルシウム（８０００μＶ／α）、塩基性クロム酸鉛（
１１１μＶ／α）、塩基性硫酸鉛（１１８μ−〇−／、
）、リン酸カルシウム（３３２μＶ／α）、モリブデン
酸亜鉛（３３３μで７’ｆｉ）、モリブデン酸カルシウ
ム（２５６μＶ／ｃｒｔｔ　）　、リンモリブデン酸ア
ルミニウム（１８２μｖ／ｃ！ＩＬ）、メタホウ酸バリ
ウム（１５４０μｖ／ｃｒＩＬ）、メタバナジン酸アン
モニウム（７４５Ｑ　ｐｇ、／ｃＩＩＬ、）などがあげ
られ（カッコ内は水抽出液の電気伝導度である）、これ
らはそれぞれ単独でもしくは２種以上組合わせて使用で
きる。このうち、特に好ましくはジンククロメート、ス
トロンチウムクロメート、クロム酸バリウムおよびクロ
ム酸カルシウムから選ばれる防食顔料が用いられる。こ
れらの防食顔料の配合量は、一般に、水性ビヒクル１０
０重量部（固形分）あたり１〜１５０重量部、好ましく
は２〜５０重量部の範囲が適している。

そして、水性バリアーコートに配合した防食顔料による
防食機能を十分に発揮させるために、該バリアーフート
の被塗面である電着塗膜の吸水率を０．３〜２０重量％
、特に０．５〜５重量％の範囲に調整しておくことが好
ましい。

ここで、電着塗膜の「吸水率」は、電着塗料を硬化膜厚
が２０μ（塗布面積５×５ｃ！１Ｋ）になるように塗布
し、その成分に応じた条件で焼付けた後、該塗膜を単離
して５０℃の温水に４８時間浸漬し、引き上げ直後の塗
膜とそれを１０５℃で１時間乾燥した後の塗膜の重量を
それぞれ測定し、これらの結果を次式に算入して求めた
値である。

電着塗膜の吸水率をこのように調整することによって、
該電着塗膜面上に塗り重ねた防食顔料を含む水性バリア
ーコート塗膜から水抽出された該防食顔料の水抽出成分
が該電着塗膜内を容易に浸透して金属部材面における陽
極（もしくは陰極）抑制効果を顕著にし、金属部材を保
護するものと推察される。吸水率の調整は、塗膜の架橋
密度、親水基の導入、体質顔料の配合景などＫよって容
易に行なわれる。

したがって、この方法によれば、電着塗料に防食顔料を
配合する必要は特にないので、該塗料の貯蔵安定性、塗
膜の平滑性などを向上させることもできる。

本発明において、該バリアーコートの形成塗膜に関し、
その塗膜の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
２０ｗ／分で、２ｏ。

〜１０００ｅｓＸ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、本発明で用いる水性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
金製ＤＳＣ−１０型）で測定した値である。また、「引
張破断強度伸び率」は、恒温槽付万能引張試験機（高滓
製作所オートグラフＳ−Ｄ型）を用い、−２０℃におい
て、試料の長さ２０！ＩＩＩ、引張速度２０ｆｌ／分で
測定した値である。これらの測定に使用する試料（バリ
アーコート塗膜）は、該バリアーコートを形成塗膜に基
いて２５μ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。

上記バリアーコートによって形成される塗膜は、プラス
チック部材面、金属部材に塗装した電着塗膜面及び後述
する中塗塗膜との付着性に優れていることも重要なファ
クターであり、それぞれの面に対する付着力は少なくと
も２５１等／−以上であることが望ましい。ここで付着
力は、プラスチック部材面、および電着塗面に塗装した
バリアーコート塗面、または該バリアーコート塗面にさ
らに中塗塗装した中塗塗面にアタッチメントを固着し、
抗張力測定装置で該アタッチメントを剥離するのに要し
たエネルギー（ｋＰ／ｃｄ）である。すなわち、各塗料
を所定の条件で塗装し、硬化させた後、バリアーコート
塗面および中塗塗面に、該塗面との接触面が直径５關の
円形であるアタッチメントをエポキシ樹脂第二液形接着
剤で固着し、次いで、該アタッチメントを、ショツパ一
式抗張力測定装置（上品裂作所ｉＢ）で、２０’ＱＩＣ
おいて、引っ張シ速度り０ｎ／分で各塗膜から垂直方向
に剥離するのに要する動力（ｋｙ／ｃｒｌ）を測定する
。

該バリアーコート塗膜における上記特性値の調節は主と
してビヒクル成分の種類、組成などの選択によって行な
われるが、さらに粘性付与剤の添加、顔料の配合などに
よっても可能である。

本発明において、水性バリアーコートは、前記電着塗膜
を加熱硬化した後もしくは未硬化の状態のいずれかで、
該電着塗面およびプラスチック部材に塗装する。その塗
装方法には特に制限はなく、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、
また塗装膜厚は形成塗膜にもとづいて１〜２０μ、特に
５〜１５μとするのが好ましい。

バリアーコート塗膜面に中塗り塗料を塗装するにあたり
、該バリアーコートは予め焼付けておくことが好ましい
が、焼付けることなくウェットオンウェットで中塗り塗
料を塗装してもさしつかえない。バリアーコート塗膜の
焼付温度は、プラスチック部材が熱変形しない範囲であ
ればよく、具体的には約６０〜約１４０℃、特に８０〜
１２０℃の範囲が適している。

なお、プラスチック部材への上、中塗り塗料の静電塗装
を向上させる目的で、該バリアーコートには導電性物質
を配合してバリアーコート塗膜の体積固有抵抗値を１０
’Ωα以下、特に１０（１０’Ω儒に調整しておくこと
が好ましい。導電性物質としては、例えば、導電性カー
ボン、銀、ニッケル、アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化
スズ、酸化タングステンなどの粉末があげられ、これら
はバリアーコート塗膜の物理性能の低下を生じない範囲
内で配合され、具体的には水性バリアーコ−ト用樹脂１
００重量部あたり１００重量部以下が好ましい。

中塗り塗料： 上記バリアーコート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金属製もしくはプラ
スチック製自動車外板用の中塗り塗料が使用できる。具
体的には、油長３０チ以下の短波もしくは超短波アルキ
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）
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３００
以下で、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
量に基いて、アルキド樹脂および（または）オイル７リ
ーポリエステル樹脂６５〜８５チ、特に７０〜８０％、
アミノ樹脂３５〜１５チ、特に３０〜２０チであること
が好ましい。さらに、上記アミン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、粉体型などであって
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以上の範囲にあることが好ましい
。さらに、該中塗シ塗料には、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、上記バリアーコート塗膜面への中塗り
塗料の塗装は、前記バリアーコートと同様な方法で行な
うことができ、塗装膜厚は硬化後の塗膜に基づいて１０
〜５０μ、好ましくは２０〜４０μ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、プラスチック部材が変形しまい
温度、例えば約６０〜約１４０℃、特に８０〜１２０℃
の範囲の温度で加熱することが好ましい。

上塗り塗料： 前記中塗り塗面に塗装される上塗り塗料としては、被塗
物に美粧性を付与する上塗り塗料が使用される。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、硬化性などにすぐれた塗膜を形成す
るそれ自体既知のプラスチック用もしくは金属用塗料が
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）波型、粉体型、ハイソリッド型など任意の形
態のものが使用できる。

塗膜の乾燥まだは硬化は、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以上であって、特に４Ｂ以上に調製す
ると、耐スリキズ性などが向上すると共に、小石などに
よる塗膜表面への衝撃エネルギーが集中することなく分
散するので、耐チッピング性が一層改良される。

本発明において用いる上塗シ塗料は、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（ｉ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
もしくは殆ん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く、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、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コ一
ト１ベータ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べ−り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、加熱して該両全膜を
同時に硬化する方法（２コ一ト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）。

これらの上塗力塗料は、いずれも、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
〜５０μの範囲がそれぞれ好ましい。加熱硬化する場合
の温度はビヒクル成分によって任意に採択できるが、一
般にはプラスチック部材の熱変形温度以下であり、例え
ば約６０〜約１４０℃、特に８０〜１２０℃で１０〜４
０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λガラス
板に塗装し硬化せしめた硬化塗膜厚が３０μの試験板を
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１
ｃＩＩＬ（５秒／、ｘ）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
。

本発明の方法に従い、プラスチック部材と電着塗装した
金属部材とを組立ててなる自動車外板部に、上記のごと
く、バリアーコート塗装−中塗り塗装−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、耐候性などがす
ぐれ、さらに、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。また、本発明
の方法によれば、金属部材部分およびプラスチック部分
を同一の中塗料および上塗塗料で塗装することが可能と
なるので、両部材間の色の不一致が解消される。

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。

１１＋　　金属部材： ボンデライト≠３０３０　（日本バーカーライジング■
製、リン酸亜鉛系金属表面処理剤）で化成処理した鋼板
（大きさ５００　Ｘ　９０　Ｘ　Ｏ，８龍）。

＋２１　　プラスチック部材；トリクロルエタンで蒸気
脱気したポリアミド樹脂板（大きさ３００×９０　Ｘ　
Ｏ，８ｍ　） （３）電着塗料： （Ａ１　　カチオン型電着塗料：ニレクロン＋９２００
（関西ペイント■製、エポキシポリアミド系カチオン型
電着塗料、グレー色）。硬化塗膜の吸水率：４．２重量
％。防食顔料を含まない。

ＣＢ）　　カチオン型電着塗料：上記（Ａ）のカチオン
型電着塗料に、塩基性クロム酸鉛（防食顔料ンを樹脂固
形分１００重量部あたり２重量部配合したもの。硬化塗
膜の吸水率：４．２重量％。

（Ｃ）　アニオン型電着塗料：ニレクロン≠７２００（
関西ペイント■製、ポリブタジェン系アニオン型電着塗
料、ストロンチウムクロメート（防食顔料）を樹脂固形
分１００重量部らたり１重量部含有）。硬化塗膜の吸水
率：　！ｉ、６Ｉｉ量チ。

（４）　　バリアーコート （Ａ）　　プロピレン／エチレン共Ｍ　合体（モル比７
０／３０、数平均分子量：約２００．　ＯＯＯ）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
めた樹脂の中和、水分散液（形成塗膜の静的ガラス転移
温度ニー４１℃、引張破断強度伸び率：４００％）。

ＣＢ）　　上記（Ａ）のグラフト樹脂１００重量部あた
りジンククロメート（防食顔料）を６重量部およびプリ
ンテックスＬ−６（デグサ社製、導電性カーがン）１５
重量部配合してなる組成物の中和、水分散液。形成塗膜
の静的ガラス転移温度ニー４１℃、引張破断強度伸び率
：３６０％。

（Ｃ）　スチレン３０重量％とブタツエン７０重ｆｔ％
とからなる成分を常法に従ってエマルソヨン重合を行な
って得た水分散液に、重合体１００重量部（固形分ンあ
たりプリンテックスＬ−６を２０重量部配合したもの（
形成塗膜の静的ガラス転移温度ニー４８℃、引張破断強
度伸び率：４２０％）。

（Ｄ）　アクリロニトリル３０重量％、ブタノエフ６フ
重量係およびアクリル酸３重量％からなる組成物を常法
に従ってエマルソヨン重合を行ない、次いで該共重合体
１００重量部あたりストロンチウムクロメート（防食顔
料）を６重量部およびプリンテックスＬ−６を２０重量
部配合してなる水分散液（形成塗膜の静的ガラス転移温
度ニー５０℃、引張破断強度伸び率：４７０％）。

（Ｅ）　イン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（形成塗膜の静的ガラス転移温度
ニー５５℃、引張破断強度伸び率＝６００％）。

（Ｆλ　ノニルアクリレート６（）重量％、２−エチル
へキシルアクリレート２０重量部、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
部からなる組成物のエマルソヨン重合体１００′ｆｉｆ
ｉ部あたりクロム酸バリウム（防食顔料）１０重量部お
よびプリンテックスＬ−６を２５重量部配合してなる水
分散液（形成塗膜のガラス転移温度ニー４８℃、引張破
断強度伸び率＝６６０％）。

（Ｇ）上記（７’）のエマルソヨン重合体からなる水分
散液（形成塗膜の静的ガラス転移温度ニー６８℃、引張
破断強度伸び率：　３８０１（Ｈ）　　ヘキサデシルア
クリレート６０重量％、２−エチルへキシルアクリレー
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％からなる組成物を
エマルソヨン重合してなる水分散液（静的ガラス転移温
度：＋４°Ｃ）。

（４）　　中塗り塗料ニ アミノラックｓ−２シーラー（関西ペイント■製、アミ
ンポリエステル樹脂系中塗り塗料）。

Ｃ５１上塗り塗料： （ｉ　　マツクロンブラック〔関西ペイント■製、アミ
ノ−アクリル樹脂系上塗り塗料、１コート１ゝ−り用黒
色塗料、鉛筆硬度５Ｈ（２００℃）〕。

ＣＢ）　　マツクロンシルバー〔関西ヘイント■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
ルバーメタリツク塗料）鉛錐硬度Ｈ（２０°Ｃ１゜ （（１’ｌ　　マノクロンクリヤー（関西ペイント■製
、アミン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℃）〕。

上記Ｉで準備した金属部材に電着塗料を次の条件で塗装
した。

カチオン電着塗装条件：浴固形分濃度１９重量％、浴温
度２８℃、ｐ　Ｈ６，５、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６０℃、ｐ　Ｈ７，８、負荷電圧約２００Ｉ’、ｉｓ
ｏ秒間通電。

上記いずれもの場合も電着塗装後水洗し、１７０℃で５
０分焼付ける。塗装膜厚は硬化塗膜にもとづいて２０ｔ
１である。

次に、このように電着塗料を塗装した金属部材と前記プ
ラスチック部材とを組み合わせてなる被塗物の両部材表
面に、バリアーコートをエアースプレーで、そして中塗
り塗料および上塗り塗料を静電塗装でそれぞれ後記第１
表に示したごとく塗装した。膜厚はいずれも硬化塗膜に
基〈ものである。

上塗り塗装において、「１０１Ｂ」は上塗り塗料Ａを塗
装後、１４０℃で６０分焼付けた塗装システムであり、
「２Ｃ１Ｂ」は上塗り塗料ＢならびＫＣをウェットオン
ウェットで塗り重ねた後、１２０℃で６０分焼付けて該
両歌膜を同時に硬化せしめるシステムである。

比較例　８ 金属部材に電着塗料（Ａ）、中塗り塗料、上塗り塗料Ｃ
Ｂ）またはＣＣ）を前記と同様に塗装し、一方、プラス
チック部材に下記のプラスチック用塗料（Ａ）、ＣＢ）
またはＣＣ）を常法に従って塗装したのち、該両部材を
組み立てた。

プラスチック用塗料： （−４）　　ソフレックス＋２５００プライマー（関西
ペイント■製、プラスチック用下塗り塗料、ポリオレフ
ィン−ウレタン系） （Ｂ）　ンフレックス≠１４００シルバーメタリック（
関西ペイント■製、プラスチック用メタリック塗料、ア
ミンポリエステル系） （０１ノフレックスナ５００クリヤー（関西ペイント■
製、プラスチック用クリヤー塗料、ウレタンアクリル系
） 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。その結果を後記第２表に示
す。

〔試験方法〕

（＊１）耐チッピング性： （０試験機器：Ｑ−Ｇ−Ｒグラベロメーター（Ｑ・ンネ
ル会社製品） （り吹付けられる石：直径約１５〜２０　ｍ　／　ｍの
砕石 （３′）吹付けられる石の容量：約５ｏＯｍｌ■吹付は
エアー圧カニ約４　ｋｇ／　ｃｒｌ■試験時の温度：約
２０℃ 試験片を試験片保持台にとりつけ、約４に９／ｉの吹付
はエアー圧力で約５００−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　　Ｚ２３７１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、塗膜ハがしなどを観察する。

■塗面状態 ◎（良）：上塗り塗膜の一部に衝撃によるキてが極く僅
か認められる程度で、電着塗膜の剥離は全く認められな
い。

Δ（やや不良）二上塗りおよび中塗り塗膜に衝撃による
キズ剥れが多く認められ、しかも電着塗膜にも剥れが散
見される。

×（不良）二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 ◎：全発錆腐食、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少し認められる。

△：錆、腐食および塗膜ハガレがやや多く認められる。

×：Ｍ、腐食および塗膜ハガレが著しく発生。

（＊２）耐衝季性： ＪＩＳ　Ｋ　５４００−１９７９　６．　１５．５Ｂ法
に準じて、０℃の穿囲気下において行なう。重さ５００
２のおもりを５０ｃｍの高さから落下して塗膜の損傷を
調べる。

（＊６）付着性： ＪＩＳ　　Ｋ５４ＣＪＯ−１９７９６，１５に準じて塗
膜に大きさ１Ｘ　１　ｍｘのゴパン目を１００個作り、
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。

（＊５）色差： ＪＩＳ　　Ｚ　　８７３０に準じて、金属部材とプラス
チック部材との色差を測定した。

なお表中、Ｓは金属部材、Ｐはプラスチック部材にそれ
ぞれ形成した塗膜の性能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属部材とプラスチック部材とを組立ててなる自動車外
   板部の塗装法であつて、金属部材に電着塗料をあらかじ
   め塗装しておき、次いで該外板部の両部材に、形成塗膜
   の静的ガラス転移温度が０〜−７５℃である水性バリア
   ーコートを塗装した後中塗り塗料および上塗り塗料を塗
   装することを特徴とする自動車外板部の塗装法。