JP6254970B2 - 積層塗膜の形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、積層塗膜の形成方法に関し、特に、自動車等の車両の塗装における中塗レス塗装による積層塗膜の形成方法に関する。
従来、自動車車体等の車体の塗装においては、被塗物となる鋼板上に耐食性を有する電着塗膜層、光線遮断を担う中塗層、意匠性を担う上塗層及び表面保護のためのクリヤー層を順に積層してなる積層塗膜が形成されていた。
しかし近年、この積層塗膜から中塗層を省き上塗層を直接電着塗膜層上に形成する方法（いわゆる中塗レス塗装）が採用されつつある。この方法は、従来の積層塗膜から層を１層減らすことで、塗装工程を短縮すると同時に中塗層に用いていた塗膜原料を削減することができ、生産性及びコストの面で非常に有用な方法である。また、中塗層を省くことで車体が軽量化し、燃費性能の向上やＣＯ２削減にもつながる利点がある。
一方で、中塗レス塗装では中塗層による光線遮断が行われないので、電着塗膜層まで光線が透過して電着塗膜層が耐候劣化し、電着塗膜層と上塗層との界面で剥離が生じる可能性がある。
そこで、中塗レス塗装においては、従来中塗層が担っていた光線遮断を上塗層に負担させる必要がある。そのため、一般的に上塗層には紫外線吸収剤が添加され、紫外線吸収剤では光線遮断できない波長領域（３００ｎｍ〜４２０ｎｍ）についてはカーボンブラック等の暗く濃い色の顔料を添加するか、あるいは上塗層の膜厚を厚くするといった対策が考えられる。
しかし、暗く濃い色の顔料を添加したり、あるいは膜厚を増大させたりする場合には、積層塗膜の外観が暗くなり意匠性が低下するという問題が生じる。
特許文献１には、この意匠性低下を解消するための技術が開示されている。具体的には、鋼板上に電着塗膜層、紫外線吸収剤として酸化亜鉛微粒子を含有したソリッドカラー層及びクリヤー層が順に形成されている。すなわち、酸化亜鉛微粒子が３００ｎｍ〜３６０ｎｍの波長領域だけでなく３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの光線をも吸収できることから、カーボンブラック等の濃く暗い色の顔料を添加する必要や膜厚を増大させる必要が無くなり、意匠性が向上することとなる。
しかしながら、特許文献１においては１層のみの上塗層が形成されているところ、上塗層が複数層形成された積層塗膜も存在する。かかる複数層の上塗層を有する積層塗膜において発明者らが白色顔料を添加する試験を行ったところ、白色顔料を上塗層に添加しない場合と比較して白色顔料を上塗層に添加すると積層塗膜の色鮮やかさ・明るさが低下する場合があることが判明した。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、明るく鮮やかな色彩を呈する、中塗レスの積層塗膜の形成方法を提供することにある。
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、被塗物を電着塗料で塗装する電着塗装工程と、該電着塗装工程により得られた電着塗膜層上に白色顔料を含む着色塗料を塗布する着色塗料塗布工程と、該着色塗料塗布工程により得られた着色塗膜層上にクリヤー塗料を塗布するクリヤー塗料塗布工程と、を有する積層塗膜の形成方法において、前記白色顔料は、酸化亜鉛であり、前記着色塗料塗布工程により得られる着色塗膜層は、前記電着塗膜層上に順に積層される下層側の第１着色塗膜層及び上層側の第２着色塗膜層からなり、前記下層側の第１着色塗膜層を得るための着色塗料である第１塗料に含まれる前記白色顔料の濃度が、上層側の第２着色塗膜層を得るための着色塗料である第２塗料に含まれる前記白色顔料の濃度よりも大きいか、あるいは等しく、前記第１塗料中の顔料が、アルミニウム顔料、酸化亜鉛、フタロシアニン顔料、ジオキサジン顔料、カーボンブラック及び硫酸バリウムからなり、且つ、該第１塗料中の各顔料の質量比が、固形分として、アルミニウム顔料：酸化亜鉛：フタロシアニン顔料：ジオキサジン顔料：カーボンブラック：硫酸バリウム＝４．７４以上５．０８以下：２．１以上８．７以下：１０．１５以上１０．８９以下：０．６７以上０．７２以下：０．０１：６．４３以上６．９０以下であり、
前記第２塗料中の顔料が、酸化亜鉛、フタロシアニン顔料、ジオキサジン顔料、カーボンブラック及び硫酸バリウムからなり、且つ、該第２塗料中の各顔料の質量比が、固形分として、酸化亜鉛：フタロシアニン顔料：ジオキサジン顔料：カーボンブラック：硫酸バリウム＝０以上８．５以下：１．０４以上１．１２以下：０．０１：０．０１：６．６４以上７．１６以下であることを特徴とする。
前記第２塗料中の顔料が、酸化亜鉛、フタロシアニン顔料、ジオキサジン顔料、カーボンブラック及び硫酸バリウムからなり、且つ、該第２塗料中の各顔料の質量比が、固形分として、酸化亜鉛：フタロシアニン顔料：ジオキサジン顔料：カーボンブラック：硫酸バリウム＝０以上８．５以下：１．０４以上１．１２以下：０．０１：０．０１：６．６４以上７．１６以下であることを特徴とする。
この構成によれば、電着層上に形成された少なくとも２層の着色塗膜層のうち下層側の着色塗膜層を得るための着色塗料に含まれる前記白色顔料の濃度が、上層側の着色塗膜層を得るための着色塗料の前記白色顔料の濃度よりも大きいか、あるいは等しいことで、電着層に到達する光線の透過量を低下させることができるだけでなく、着色塗膜層に白色顔料が添加された場合であっても白色顔料が添加されない場合と比較して積層塗膜の色鮮やかさを損なうことなく明るさを向上させることができる。そのうえ、白色顔料の中でも透明度の高い酸化亜鉛が使用されることで、着色塗膜層に含まれる他の顔料の発色に与える影響がさらに軽減され、より鮮やかな色を呈する積層塗膜とすることが可能となる。さらに、有彩色の塗膜層が２層塗り重ねられることで、有彩色の着色塗膜層を１層とする場合と比較して高彩度色を実現できるという利点がある。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の積層塗膜の形成方法において、前記第１塗料及び第２塗料は、樹脂を含み、前記第１塗料及び第２塗料中の白色顔料の添加量が、該第１塗料及び第２塗料の前記樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％以上であることを特徴とする。
白色顔料の光線遮断効果は、着色塗膜層の形成に用いられる着色塗料における樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％の添加割合で十分な効果が得られる。したがって、この構成によれば、白色顔料による十分な光線遮断効果を発揮させつつ、積層塗膜の明るさ及び色鮮やかさを良好なものとすることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の積層塗膜の形成方法において、前記第１着色塗膜層にのみ前記白色顔料が含まれることを特徴とする。
この構成によれば、白色顔料を着色塗膜層に添加しない場合と比較して積層塗膜により良好な明るさ及び色鮮やかさを付与することが可能となる。
本発明によれば、電着層に到達する光線の透過量を低下させることができるだけでなく、上塗層に白色顔料が添加された場合であっても白色顔料が添加されない場合と比較して積層塗膜の明るさ及び鮮やかさを向上させることができる。
したがって、中塗レス塗装においてさらに明るく鮮やかな色調の外観を有する車両を開発することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る積層塗膜の形成方法により形成される積層塗膜は、被塗物上に、電着塗膜層、第１着色塗膜層（着色塗膜層）、第２着色塗膜層（着色塗膜層）及びクリヤー層が順に形成される。以下、各層の形成に用いる原料について説明する。
被塗物は、電着塗装の電極となりうる導電性の板材であれば、どのようなものであってもよい。これらの板材には、予めりん酸亜鉛皮膜を板材表面に付着させる化成被膜処理が施されることが好ましい。
電着塗膜層の塗装に用いる電着塗料は、カチオン電着塗料及びアニオン電着塗料のどちらの塗料を使用しても良い。しかし、被塗物には一般に鋼板が使用され、この鋼板に耐食性能を付与する観点から、カチオン電着塗料を使用することが好ましい。
カチオン電着塗料は、カチオン性高分子化合物の塩及び架橋剤を含む水溶液又は水分散液である。カチオン性高分子化合物の塩は、例えば、アクリル樹脂又はエポキシ樹脂等の基体樹脂をアミノ化合物等で変性してカチオン性基を導入したものである。これを有機酸や無機酸等で中和することで上記水溶液又は水分散液を得ることができる。架橋剤としては、ブロックポリイソシアネート化合物や脂環式エポキシ樹脂等が好適に使用できる。また、顔料や溶剤等、任意に添加剤を加えることも可能である。
着色塗膜層は、本実施の形態においては、下層側の第１着色塗膜層及び上層側の第２着色塗膜層からなる。上層側の第２着色塗膜層は、所定の透明性を有する透け着色ベースとなり、下層側の第１着色塗膜層は、後述する光輝材を含む着色ベースとなる。この構成により、透過光の反射を利用して明るさが高められるとともに、着色塗膜層を１層とする場合と比較して高彩度色を実現できるという利点がある。第１着色塗膜層の塗装に用いる塗料（以下、第１塗料と記す）及び第２着色塗膜層の塗装に用いる塗料（以下、第２塗料と記す）は水性熱硬化型塗料であり、塗膜主要素である樹脂（架橋剤含む）、顔料及び添加剤を含む。
樹脂は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン−アクリル樹脂等、水性熱硬化型塗料に用いられる公知の樹脂を使用することができ、架橋剤は、メラミン樹脂、ブロックイソシアネート等を使用することができる。
顔料は、水性塗料に用いられる顔料として公知の有機顔料、無機顔料等を使用することができる。顔料しては、任意の着色を行うための顔料の他、電着層に到達する光線の透過量を低下させるために白色顔料が添加される。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛を挙げることができる。着色塗膜層に含まれる他の顔料由来の色に与える影響を抑制できるという観点から、白色顔料の中でも透明度の高い酸化亜鉛を用いることが好ましい。
白色顔料は、第１塗料及び第２塗料の双方に添加してもよいが、双方に白色顔料を添加する場合には、第１塗料中に添加する白色顔料の濃度は第２塗料中に添加する白色顔料の濃度よりも大きいか、あるいは等しい濃度とする。さらに、白色顔料は、第１塗料にのみ添加されること（すなわち、第１着色塗膜層にのみ白色顔料が含まれること）が好ましい。
着色塗料中に添加される白色顔料の濃度は、電着層に到達する光線の透過量を低下させる濃度であればどのような濃度であってもよいが、着色塗料中の樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％以上であることが好ましい。特に、２．５質量％の割合で白色顔料を添加することで、添加量を抑制しつつ最大の光線遮断効果を得ることができる。
なお、第１塗料及び第２塗料において添加される白色顔料の割合が異なる場合には、得られた第１着色塗膜層及び第２着色塗膜層の膜厚の比を考慮して着色塗料の総量に対する白色顔料の濃度を算出するものとする。
たとえば、第１塗料中の白色顔料の樹脂及び顔料の合計量に対する割合が３質量％であり、第２塗料中の白色顔料の樹脂及び顔料の合計量に対する割合が６質量％であって、得られた第１着色塗膜層の膜厚が１０μｍであり、得られた第２着色塗膜層の膜厚が２０μｍである場合には、着色塗料の樹脂及び顔料の合計量に対する白色顔料の割合は、
３質量％×１０μｍ／３０μｍ＋６質量％×２０μｍ／３０μｍ＝５質量％
となる。
３質量％×１０μｍ／３０μｍ＋６質量％×２０μｍ／３０μｍ＝５質量％
となる。
さらに、第１塗料には、顔料としてさらに光輝材が添加される。光輝材としては、たとえば、アルミニウム顔料、干渉マイカ顔料等が挙げられる。
また、任意に他の添加剤を上記第１塗料及び第２塗料中に添加することも可能である。添加剤としては、可塑剤、分散剤、消泡剤、乳化剤、増粘剤、ガス抑止剤、ＰＨ調整剤、界面活性剤等が挙げられる。
クリヤー層は、積層塗膜に光沢感や輝きを付与するとともに、下層の塗膜を酸、汚れ、ひっかきによるキズ等から保護する役割を有する。クリヤー層の塗装のために用いられるクリヤー塗料は、樹脂（架橋剤含む）、溶剤及び任意に添加材を含む。樹脂は、好ましくは熱硬化性樹脂であり、たとえば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂である。また、架橋剤としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物（ブロック体も含む）、カルボキシル基含有化合物、エポキシ基含有化合物等が挙げられる。
溶剤は、有機溶媒又は水であり、これらを併用することも可能である。添加剤としてさらに着色顔料を添加することも可能である。
次に、上記各層の形成に用いる原料を用いた積層塗膜の形成方法について説明する。
［電着塗装工程］
被塗物にカチオン電着塗装が施される。上記電着塗料を満たした電着槽中に被塗物を浸漬し、被塗物を陰極とし、電着槽内の陽極板を陽極として電流を流すことで被塗物に塗膜を析出させる。析出した塗膜は、１４０℃〜２００℃で１０４０分加熱する焼き付け乾燥処理を行い、電着塗膜層を得る。電着塗膜層の膜厚は、例えば、１０μｍ〜３０μｍである。
被塗物にカチオン電着塗装が施される。上記電着塗料を満たした電着槽中に被塗物を浸漬し、被塗物を陰極とし、電着槽内の陽極板を陽極として電流を流すことで被塗物に塗膜を析出させる。析出した塗膜は、１４０℃〜２００℃で１０４０分加熱する焼き付け乾燥処理を行い、電着塗膜層を得る。電着塗膜層の膜厚は、例えば、１０μｍ〜３０μｍである。
［着色塗料塗布工程］
電着塗膜層上に、第１塗料を塗布する。塗布方法は、刷毛塗り、ローラー塗り、吹付け塗装、ロールコーター、浸漬塗り等、種々の塗布方法を用いることができる。好ましくは、スプレー塗装、静電塗装である。第１塗料を塗布した後、適宜にセッティング時間をとり、さらに第２塗料を塗布する。なお、各塗料の塗布後に加熱により塗料を硬化させる処理（焼付け処理）を行っても良い。加熱条件は、例えば、１００℃〜１７０℃で１０分〜４０分である。あるいは、本工程では塗料を硬化させる処理（焼付け処理）を行わず、後述するクリヤー塗装工程後の加熱処理によって本工程における塗料を硬化させてもよい。本工程で塗料を硬化させる処理を行わない場合、クリヤー塗料塗布の前に予備乾燥を行う。予備乾燥の条件は、例えば、８０℃で３分間である。
電着塗膜層上に、第１塗料を塗布する。塗布方法は、刷毛塗り、ローラー塗り、吹付け塗装、ロールコーター、浸漬塗り等、種々の塗布方法を用いることができる。好ましくは、スプレー塗装、静電塗装である。第１塗料を塗布した後、適宜にセッティング時間をとり、さらに第２塗料を塗布する。なお、各塗料の塗布後に加熱により塗料を硬化させる処理（焼付け処理）を行っても良い。加熱条件は、例えば、１００℃〜１７０℃で１０分〜４０分である。あるいは、本工程では塗料を硬化させる処理（焼付け処理）を行わず、後述するクリヤー塗装工程後の加熱処理によって本工程における塗料を硬化させてもよい。本工程で塗料を硬化させる処理を行わない場合、クリヤー塗料塗布の前に予備乾燥を行う。予備乾燥の条件は、例えば、８０℃で３分間である。
得られた第１着色塗膜層及び第２着色塗膜層の膜厚は、それぞれ、例えば、５μｍ〜１５μｍである。
［クリヤー塗装工程］
第２着色塗膜層上に、クリヤー塗料を塗布する。塗布方法は、上記第１塗料及び第２塗料同様の塗布方法を選択することができる。クリヤー塗料を塗布した後、この塗膜を１００℃〜１７０℃で１０分〜４０分加熱する硬化処理（焼付け処理）を行う。得られたクリヤー層の膜厚は、例えば、２０μｍ〜５０μｍの範囲である。
第２着色塗膜層上に、クリヤー塗料を塗布する。塗布方法は、上記第１塗料及び第２塗料同様の塗布方法を選択することができる。クリヤー塗料を塗布した後、この塗膜を１００℃〜１７０℃で１０分〜４０分加熱する硬化処理（焼付け処理）を行う。得られたクリヤー層の膜厚は、例えば、２０μｍ〜５０μｍの範囲である。
以上の各工程を経て、本発明の方法による積層塗膜が形成される。
次に、本発明を実施例及び比較例を挙げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜１．試料について＞
積層塗膜の形成に用いた試料を以下に記す。
積層塗膜の形成に用いた試料を以下に記す。
１−１．被塗物
被塗物としては、りん酸亜鉛皮膜を板材表面に付着させる化成被膜処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板（縦１００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ）を用いた。
被塗物としては、りん酸亜鉛皮膜を板材表面に付着させる化成被膜処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板（縦１００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍ）を用いた。
１−２．電着塗料
電着塗料としては、カチオン電着塗料である「サクセードＳ＃３０Ｓ」（神東アクサセルタ（株）製）を用いた。
電着塗料としては、カチオン電着塗料である「サクセードＳ＃３０Ｓ」（神東アクサセルタ（株）製）を用いた。
１−３．着色塗料
本実施例においては、着色塗膜層として電着層上の第１着色塗膜層及びこの第１着色塗膜層上の第２着色塗膜層を形成する。以下に、各塗膜層のための塗料を記す。
本実施例においては、着色塗膜層として電着層上の第１着色塗膜層及びこの第１着色塗膜層上の第２着色塗膜層を形成する。以下に、各塗膜層のための塗料を記す。
１−３−１．第１塗料
水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１５．０質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）２６．７質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂１７．９質量部（固形分）、顔料（アルミニウム５．０８質量部、フタロシアニン１０．８９質量部、ジオキサジン０．７２質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム６．９０質量部）２３．６質量部（固形分）、酸化亜鉛２．１質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第１着色塗膜層のために用いる第１塗料Ａを得た。
水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１５．０質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）２６．７質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂１７．９質量部（固形分）、顔料（アルミニウム５．０８質量部、フタロシアニン１０．８９質量部、ジオキサジン０．７２質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム６．９０質量部）２３．６質量部（固形分）、酸化亜鉛２．１質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第１着色塗膜層のために用いる第１塗料Ａを得た。
なお、第１塗料Ａ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第１塗料Ａ中の樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％の割合で含まれている。
また、水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１４．６質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）２６．３質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂１７．５質量部（固形分）、顔料（アルミニウム４．９５質量部、フタロシアニン１０．６１質量部、ジオキサジン０．７１質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム６．７２質量部）２３．０質量部（固形分）、酸化亜鉛４．３質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第１着色塗膜層のために用いる第１塗料Ｂを得た。
なお、第１塗料Ｂ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第１塗料Ｂ中の樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％の割合で含まれている。
さらに、水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１４．０質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）２５．１質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂１６．７質量部（固形分）、顔料（アルミニウム４．７４質量部、フタロシアニン１０．１５質量部、ジオキサジン０．６７質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム６．４３質量部）２２．０質量部（固形分）、酸化亜鉛８．７質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第１着色塗膜層のために用いる第１塗料Ｃを得た。
なお、第１塗料Ｃ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第１塗料Ｃ中の樹脂及び顔料の合計量に対して１０．０質量％の割合で含まれている。
また、酸化亜鉛を除くこと以外は第１塗料Ａと同じ処方量で調整した塗料を、第１塗料Ｚとした。
以上の第１塗料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＺにはそれぞれ最後に水を添加しているが、添加量は１５０〜３００質量部の範囲である。
１−３−２．第２塗料
水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１８．３質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）３２．９質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂２１．９質量部（固形分）、顔料（フタロシアニン１．１２質量部、ジオキサジン０．０１質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム７．１６質量部）８．３質量部（固形分）、酸化亜鉛２．１質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第２着色塗膜層のために用いる第２塗料Ａを得た。
水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１８．３質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）３２．９質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂２１．９質量部（固形分）、顔料（フタロシアニン１．１２質量部、ジオキサジン０．０１質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム７．１６質量部）８．３質量部（固形分）、酸化亜鉛２．１質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第２着色塗膜層のために用いる第２塗料Ａを得た。
なお、第２塗料Ａ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第２塗料Ａ中の樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％の割合で含まれている。
また、水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１７．９質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）３２．２質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂２１．５質量部（固形分）、顔料（フタロシアニン１．１１質量部、ジオキサジン０．０１質量部、カーボンブラック０．０１質量部及び硫酸バリウム６．９７質量部）８．１質量部（固形分）、酸化亜鉛４．２質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第２着色塗膜層のために用いる第２塗料Ｂを得た。
なお、第２塗料Ｂ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第２塗料Ｂ中の樹脂及び顔料の合計量に対して５．０質量％の割合で含まれている。
さらに、水溶性アクリル樹脂（水酸基価７０、数平均分子量７，０００）１７．１質量部（固形分）、アクリルエマルション樹脂（水酸基価４０、数平均分子量２０，０００）３０．８質量部（固形分）、ブチル化メラミン樹脂２０．５質量部（固形分）、顔料（フタロシアニン１．０４質量部、ジオキサジン０．０１質量部、カーボンブラック０．０１質量部、硫酸バリウム６．６４質量部）７．７質量部（固形分）、酸化亜鉛８．５質量部（固形分）及び水を混合・撹拌して均質化させ、第２着色塗膜層のために用いる第２塗料Ｃを得た。
なお、第２塗料Ｃ中には、白色顔料である酸化亜鉛が、第２塗料Ｃ中の樹脂及び顔料の合計量に対して１０．０質量％の割合で含まれている。
また、酸化亜鉛を除くこと以外は第２塗料Ａと同じ処方量で調整した塗料を、第２塗料Ｚとした。
以上の第２塗料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＺにはそれぞれ最後に水を添加しているが、添加量は１５０〜３００質量部の範囲である。
表１に、形成されるべき積層塗膜における第１着色塗膜層及び第２着色塗膜層のための第１塗料及び第２塗料に添加した酸化亜鉛（白色顔料）の、各塗料中の樹脂及び顔料の合計量に対する割合（質量％）を示す。
１−４．クリヤー塗料
クリヤー塗料としては、日本ペイント（株）製のカルボン酸／エポキシ硬化系溶剤型クリヤー塗料を用いた。
クリヤー塗料としては、日本ペイント（株）製のカルボン酸／エポキシ硬化系溶剤型クリヤー塗料を用いた。
＜２．積層塗膜の形成＞
被塗物となる溶融亜鉛めっき鋼板上に常法により乾燥塗膜が１５μｍになるように電着塗装し、１５０℃で２０分間加熱する焼付けを行った。次に、得られた電着塗膜層上に乾燥塗膜が８μｍになるように第１塗料をアキュベル６０８（サメス社製）を用いて静電塗装し、７分間のセッティング後、さらに上記アキュベル６０８によって乾燥塗膜が７μｍになるように第２塗料を未硬化の第１着色塗膜層上に静電塗装した。
被塗物となる溶融亜鉛めっき鋼板上に常法により乾燥塗膜が１５μｍになるように電着塗装し、１５０℃で２０分間加熱する焼付けを行った。次に、得られた電着塗膜層上に乾燥塗膜が８μｍになるように第１塗料をアキュベル６０８（サメス社製）を用いて静電塗装し、７分間のセッティング後、さらに上記アキュベル６０８によって乾燥塗膜が７μｍになるように第２塗料を未硬化の第１着色塗膜層上に静電塗装した。
その後、８０℃で３分間の予備乾燥を行った。
次に、回転霧化式の静電塗装機（μμベル、ランズバーグ・インダストリイズ社製）により乾燥膜厚が３５μｍになるようにクリヤー塗料の静電塗装を行い、１４０℃で２０分間加熱する焼付けを行い、積層塗膜を完成させた。
＜３．酸化亜鉛による光線遮断効果の測定＞
各積層塗膜（試験例区分１〜１０）に対して、光線遮断効果の確認試験を行った。
各積層塗膜（試験例区分１〜１０）に対して、光線遮断効果の確認試験を行った。
光線遮断効果の評価として、紫外線可視近赤外分光光度計ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＵＶ−３６００（島津製作所製）及び積分球ＩＳＲ−３１００を用い、測定した透過率を図１に示す。
図示のように、白色顔料（酸化亜鉛）を添加した試験例区分（区分２〜１０）は、いずれも、白色顔料（酸化亜鉛）を添加していない試験例区分（区分１）と比較して通常の紫外線吸収剤では光線遮断効果が得られない波長領域（３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ）でも良好な光線遮断効果を発揮することができることを再確認した。
図２〜図５は、試験例区分１〜１０について、３９０ｎｍ（図２）、４００ｎｍ（図３）、４１０ｎｍ（図４）及び４２０ｎｍ（図５）の各波長領域における透過率を示した図である。図示のように、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの全ての波長領域で、第１着色塗料及び第２着色塗料全体における樹脂及び顔料の合計量に対する白色顔料（酸化亜鉛）の割合が２．５質量％以上となったところで光線遮断効果がおおむね最大となり、それ以上の白色顔料（酸化亜鉛）の添加によっても光線遮断効果の上昇がみられないという結果となった。
したがって、白色顔料（酸化亜鉛）の添加割合は、着色塗膜層のための着色塗料中の樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％以上とすることが適量であると結論づけた。
＜４．白色顔料（酸化亜鉛）の添加（２．５質量％）が積層塗膜の明度及び彩度に与える影響の確認＞
試験例区分１、３、６及び７の積層塗膜に対して、明度及び彩度の測定試験を行った。試験例区分１は、着色塗膜層に酸化亜鉛（白色顔料）が添加されていない区分であり、試験例区分３、６及び７は、着色塗膜層を形成する着色塗料中の樹脂及び顔料の合計量に対する酸化亜鉛（白色顔料）の割合が約２．５質量％である区分（それぞれ、順に２．６７質量％、２．５質量％、２．３３質量％）である。
試験例区分１、３、６及び７の積層塗膜に対して、明度及び彩度の測定試験を行った。試験例区分１は、着色塗膜層に酸化亜鉛（白色顔料）が添加されていない区分であり、試験例区分３、６及び７は、着色塗膜層を形成する着色塗料中の樹脂及び顔料の合計量に対する酸化亜鉛（白色顔料）の割合が約２．５質量％である区分（それぞれ、順に２．６７質量％、２．５質量％、２．３３質量％）である。
各試験例に係る明度及び彩度の測定試験は、分光測色計ＣＭ−５１２ｍ３（コニカミノルタ社製）を用い、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系により測定した。図６は、試験例区分１、３、６及び７の積層塗膜について、明度Ｌ（縦軸）及び彩度Ｃ（横軸）を示す図である。
図示のように、着色塗膜層に酸化亜鉛を添加していない試験区分１と比較して第２着色塗膜層にのみ酸化亜鉛を添加した試験区分７は、明度Ｌ及び彩度Ｃがともに低下する現象が見られた。したがって、単に酸化亜鉛（白色顔料）を添加する場合、酸化亜鉛を添加しない積層塗膜よりも積層塗膜の明るさ・色鮮やかさが低下する場合があることがわかった。
一方、着色塗膜層に酸化亜鉛を添加していない試験区分１と比較して第１着色塗膜層及び第２着色塗膜層に酸化亜鉛（白色顔料）を同じ割合で添加した試験区分６では、彩度Ｃが同程度であり、明度Ｌは上昇していた。したがって、上層側と下層側の着色塗膜層に対して同じ割合で酸化亜鉛（白色顔料）を添加する場合、酸化亜鉛を添加しない積層塗膜と比較して積層塗膜の色鮮やかさを損なうことなく明るさを向上させることができることがわかった。
さらに、第１着色塗膜層にのみ酸化亜鉛（白色顔料）を添加した試験区分３では、酸化亜鉛を着色塗膜層に全く添加しない試験区分１と比較して明度Ｌ及び彩度Ｃがともに向上した。したがって、下層側の着色塗膜層にのみ酸化亜鉛（白色顔料）を添加する場合、酸化亜鉛を添加しない積層塗膜と比較して明るく色鮮やかな積層塗膜を形成可能であることがわかった。
なお、確認までに上記試験区分１、３、６及び７に対して行った酸化亜鉛による光線遮断効果を示す。
図７は、図１に示す酸化亜鉛による光線遮断効果の確認試験のうち、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域部分を拡大し、試験例区分１、３、６及び７のみについての光線遮断効果を確認的に示す図である。図示のように、酸化亜鉛を着色塗膜層に添加しない試験例区分１に対して、酸化亜鉛を添加した試験例区分３、６及び７は、いずれも良好な光線遮断効果を示していることが確認できる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記実施の形態では、着色塗膜層を第１着色塗膜層及び第２着色塗膜層の２層からなる構成としているが、３層や４層の着色塗膜層を有する構成としても良い。
Claims (3)
- 被塗物を電着塗料で塗装する電着塗装工程と、該電着塗装工程により得られた電着塗膜層上に白色顔料を含む着色塗料を塗布する着色塗料塗布工程と、該着色塗料塗布工程により得られた着色塗膜層上にクリヤー塗料を塗布するクリヤー塗料塗布工程と、を有する積層塗膜の形成方法において、
前記白色顔料は、酸化亜鉛であり、
前記着色塗料塗布工程により得られる着色塗膜層は、前記電着塗膜層上に順に積層される下層側の第１着色塗膜層及び上層側の第２着色塗膜層からなり、
前記下層側の第１着色塗膜層を得るための着色塗料である第１塗料に含まれる前記白色顔料の濃度が、上層側の第２着色塗膜層を得るための着色塗料である第２塗料に含まれる前記白色顔料の濃度よりも大きいか、あるいは等しく、
前記第１塗料中の顔料が、アルミニウム顔料、酸化亜鉛、フタロシアニン顔料、ジオキサジン顔料、カーボンブラック及び硫酸バリウムからなり、且つ、該第１塗料中の各顔料の質量比が、固形分として、アルミニウム顔料：酸化亜鉛：フタロシアニン顔料：ジオキサジン顔料：カーボンブラック：硫酸バリウム＝４．７４以上５．０８以下：２．１以上８．７以下：１０．１５以上１０．８９以下：０．６７以上０．７２以下：０．０１：６．４３以上６．９０以下であり、
前記第２塗料中の顔料が、酸化亜鉛、フタロシアニン顔料、ジオキサジン顔料、カーボンブラック及び硫酸バリウムからなり、且つ、該第２塗料中の各顔料の質量比が、固形分として、酸化亜鉛：フタロシアニン顔料：ジオキサジン顔料：カーボンブラック：硫酸バリウム＝０以上８．５以下：１．０４以上１．１２以下：０．０１：０．０１：６．６４以上７．１６以下であることを特徴とする積層塗膜の形成方法。 - 前記第１塗料及び第２塗料は、樹脂を含み、
前記第１塗料及び第２塗料中の白色顔料の添加量が、該第１塗料及び第２塗料の前記樹脂及び顔料の合計量に対して２．５質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層塗膜の形成方法。 - 前記第１着色塗膜層にのみ前記白色顔料が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層塗膜の形成方法。
Priority Applications (4)
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