塗膜形成方法及びこの塗膜形成方法による塗膜を有する基材
【課題】 光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜が得られる塗膜形成方法であって、優れた仕上がり外観を損なうことなく、工程の簡便化を実現し、多様な意匠性に対するニーズに応じた塗膜形成方法を提供する。
【解決手段】 光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、上記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法。
【解決手段】 光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、上記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料及びクリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法、詳しくは、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料及びクリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって多色に塗り分けられた塗膜が得られる方法に関し、及び、上記塗膜形成方法による塗膜を有する基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体に、下塗りとして電着塗膜を形成し、この上に中塗り塗膜、ベース塗膜及びクリヤー塗膜が順次形成される塗膜形成方法において、ベース塗膜に光干渉性薄片顔料を含有させると、入射光の角度又は見る角度の変化に応じて色が移り変わるように観察される光干渉多色性を呈するので、多様な意匠性に対するニーズに応じるものとして使用が期待される。
【０００３】
この光干渉性薄片顔料は、例えば、特許３０５６２５３号公報において開示されているように、クロム層等の半透明金属層、フッ化マグネシウム層等の誘電体層、アルミニウム層等の金属反射層、上記半透明金属層及び上記誘電体層がこの順に形成されてなる多層構造を有する。
【０００４】
一方、例えばツートーンカーのように、自動車車体を仕上がり外観においてＡ色とＢ色とを含む多色に塗り分ける場合があり、これによっても多様な意匠性が提供される。この場合における従来の塗膜形成方法の一例としては、鋼板等の基材に電着塗膜、次いで中塗り塗膜を形成し、この上に仕上がり塗色としてＡ色を呈するようにベース塗膜及びクリヤー塗膜を形成し、これら塗膜を焼き付け硬化させた後、得られた塗装物のうちＢ色を呈するよう所望する部分について、仕上がり塗色としてＢ色を呈するようにベース塗膜及びクリヤー塗膜を形成し、これら塗膜を焼き付け硬化させる工程がふまれていた。しかしながら、この方法では、Ｂ色の部分について、仕上がり外観には現れない点でＡ色の塗膜形成工程が無駄となるので、簡便な塗膜形成工程が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３０５６２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑み、光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜が得られる塗膜形成方法であって、優れた仕上がり外観を損なうことなく、工程の簡便化を実現し、多様な意匠性に対するニーズに応じた塗膜形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明者は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料は高意匠を重視する設計のため下地の色を透過させるよう特殊設計することに着目し、このようなベース塗料を用い、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得る方法として、上記ベース塗料を塗布する前の下地を、所望の仕上がり塗色に基づき、特定のＬ値差を有する２色及び必要に応じその他の色に予め塗り分けておき、この下地の上に上記ベース塗料、次いでクリヤー塗料を塗布し焼き付け硬化させることにより、従来よりも工程数を低減した簡便な塗膜形成が可能になるとともに、光干渉性薄片顔料に基づく所望の意匠性と、優れた仕上がり外観を併有する塗膜が得られることを見出し、本発明を完成した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、上記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法である。上記Ｌ値の差は、１５〜６０であることが好ましく、上記被塗装物は、Ｌ値が７５以下であることが好ましい。
上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下である場合には、上記クリヤー塗料は少なくとも１回塗布するものであり、この場合において、上記クリヤー塗料は、１回の塗布により乾燥膜厚が２５〜４０μｍとなるように塗布されることが好ましい。
本発明は、また、上記塗膜形成方法によって形成されてなる塗膜を有する基材である。
以下、本発明を詳細に説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の塗膜形成方法は、上述の構成を有することから、上述の光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた塗膜を得る塗装系において、光干渉多色性及び塗り分けによる多色性を有する優れた意匠性と仕上がり外観とを両立する塗膜を幅広い範囲で且つ簡便な工程で提供することができるので、特に自動車車体の塗装において、意匠性に対する顧客ニーズが多様であっても幅広く応じることができ、コスト削減等経済性にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の塗膜形成方法は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含むものである。
上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものである。上記塗り分けとしては特に限定されず、例えば、自動車車体の上部と下部とで異なる色にすること、又は、自動車車体の中央部付近を水平帯状に他の部分と異なる色にすること等によりツートーンカーを製造する場合が挙げられる。塗り分けられる色は、２色のみであってもよいし、必要に応じ更に他の１又は２以上の色からなるものであってもよい。
【００１１】
上記被塗装物表面を塗り分けた色のうち何れかの２色について、Ｌ値の差は１５〜７０である。本発明においては、上記被塗装物上に形成されるベース塗膜が下地の色を透過しやすいものであるので、上記被塗装物が上記範囲のＬ値差を有する２色を呈することにより、上記ベース塗膜の上から上記被塗装物の２色が透けて見える結果、仕上がり外観において少なくとも２色に塗り分けられたように観察される。
【００１２】
従って、本発明においては、被塗装物を上述のように少なくとも２色に塗り分け、これらの色のうち何れかの２色についてＬ値の差を１５〜７０とすることにより、少なくとも２色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得るために、上記被塗装物上に上記ベース塗料の塗布、上述のクリヤー塗料の塗布及び得られる塗膜の焼き付け硬化を少なくとも各１回ずつ行えば足りるので、従来よりも塗膜形成の工程を低減し、簡便な塗膜形成方法とすることができる。
【００１３】
上記Ｌ値の差が１５未満であると、仕上がり塗色として２色以上に塗り分けられたように観察されない場合があり、７０を超えると、塗り分けられた部分の色が相互に違いすぎ美観を損ねる印象を与えることがあり、また、Ｌ値が高い方の塗膜部分は下地の色が白すぎることとなりこの上に重ねて塗られる光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が効果的に現れない。好ましくは、１５〜６０である。
【００１４】
上記被塗装物が３色以上に塗り分けられる場合は、これらの塗り分けられる色のうち何れか２色が上記Ｌ値の差を有すればよく、他の色のＬ値は、上記２色の各Ｌ値の間の値である場合、上記２色の各Ｌ値のうち低い方のＬ値よりも低い場合、又は、上記２色の各Ｌ値のうち高い方のＬ値よりも高い場合の何れであってもよい。即ち、例えば、それぞれｘ、ｙ及びｚのＬ値を有する３色に塗り分けられる場合は、ｘとｙ、ｙとｚ又はｚとｘの何れかの組のＬ値の差が１５〜７０、好ましくは１５〜６０であればよく、例えば、ｘがｙよりも大きく、ｘからｙを差し引いた値〔ｘ−ｙ〕が１５〜７０である場合に、ｚはｙよりも低い値、ｘとｙとの間の値、又は、ｘを超える値の何れであってもよい。
【００１５】
上記被塗装物が３色以上に塗り分けられるときは、全てのＬ値の差が１５〜７０である場合、即ち、どの２色の組合せにおいてもＬ値の差が１５〜７０である場合は、塗り分けられた色がバランスよく優れた２トーン外観を得ることができるので、好ましい。
【００１６】
上記被塗装物上に塗り分けられた色は，何れのＬ値も７５以下の範囲内であることが好ましい。７５を超えると、下地の明度が高くなりすぎ、下地の色が上記ベース塗膜を過度に透過するので、仕上がり塗膜を目視で観察すると上記下地からの反射光が多く上記光干渉性薄片顔料の光干渉が相対的に弱くなって光干渉多色性が明確に呈されず、光干渉多色性を出そうとすると上記光干渉性薄片顔料のＰＷＣを高くする必要が生じ、作業性や仕上がり外観の低下を招く。好ましくは、６５以下である。
【００１７】
上記被塗装物は、基材並びに必要に応じて上記基材上に表面処理及び／又は塗膜が施されてなるものである。上記基材としては特に限定されず、例えば、金属、プラスチック、発泡体等が挙げられ、これらのうち、金属、特に鋳造物が有利に用いられるが、カチオン電着塗装可能な金属製品が特に好適に使用される。
【００１８】
上記金属製品としては特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等の金属単体、並びに、これらの金属単体を含む合金及び鋳造物が挙げられる。具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車の車体及び部品が挙げられる。上記金属製品は、リン酸塩、クロム酸塩等で予め化成処理されたものが特に好ましい。このように化成処理された鋼板上には、更に、カチオン型又はアニオン型の電着塗料を用いて電着塗膜を形成することができるが、防食性において優れた積層塗膜を与えるので、カチオン型電着塗料組成物が好ましい。
【００１９】
上記基材には、必要に応じ上述の化成皮膜や電着塗膜が施された上に、更に中塗り塗膜が形成されていてもよい。中塗り塗膜が形成されていると、基材や中塗り塗膜下の層の欠陥が隠蔽され、上塗り塗装後の表面平滑性が確保されて外観が向上するほか、耐衝撃性、耐チッピング性等の塗膜物性を付与することが容易になる。
上記中塗り塗膜を形成する中塗り塗料としては特に限定されないが、通常、顔料、塗膜形成樹脂及び硬化剤を含むものであり、一般的に、メラミン硬化系又はイソシアネート硬化系のものが用いられる。
【００２０】
上記被塗装物が上述の範囲のＬ値を有するようにするためには、例えば、（イ）上記中塗り塗膜のＬ値を７５以下の範囲に調整する方法、（ロ）通常の中塗り塗膜の上にＬ値を上記範囲に調整したカラーベース塗膜を更に設ける方法、（ハ）上記中塗り塗膜及びその上に形成するカラーベース塗膜の両方によりＬ値を上記範囲に調整する方法等がある。これらのうち、工程数の低減化等の点から上記（イ）又は上記（ロ）の何れかが好ましく、上記中塗り塗膜のＬ値を上記範囲に調整すればカラーベースは不要となりコスト低減化に資する点で、上記（イ）がより好ましい。
【００２１】
これら被塗装物のＬ値の調整は、主として着色顔料により行うことができる。上記Ｌ値調整のための着色顔料としては特に限定されず、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ナフトール系顔料、ピラゾロン系顔料、アントラキノン系顔料、アンソラピリミジン系顔料、金属錯体顔料等の有機系着色顔料；黄鉛、黄色酸化鉄、酸化クロム、モリブデートオレンジ、ベンガラ、チタン白、チタンイエロー、亜鉛華、カーボンブラック、二酸化チタン、コバルトグリーン、フタロシアニングリーン、群青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、コバルトバイオレット等の無機着色顔料等が挙げられる。
【００２２】
上記被塗装物には更に、光輝性顔料及び／又は体質顔料を配合してもよい。上記光輝性顔料としては特に限定されず、例えば、干渉マイカ粉、着色マイカ粉、ホワイトマイカ粉、グラファイト、アルミニウム、着色アルミニウム、板状酸化鉄顔料、板状グラファイト顔料、ガラスフレーク等の無色有色偏平顔料；酸化アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ等の金属や合金等の無着色若しくは着色された金属性光輝材等が挙げられる。
上記体質顔料としては特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪酸マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、焼成カオリン等の体質顔料が挙げられる。これらは１種又は２種以上を使用することができる。
【００２３】
上記中塗り塗膜は、上記ベース塗膜下の被塗装物のＬ値が７５以下となる場合には、一般的塗膜形成方法における中塗り塗膜と同様に、例えば、上記有機系及び無機系の着色顔料並びに体質顔料から１種又は２種以上を用い、例えば、カーボンブラックと二酸化チタンとを主要顔料としたグレー系中塗り塗料とすることができる。
上述の電着塗料、中塗り塗料及びカラーベース塗料の調製方法としてはそれぞれ特に限定されず、例えば、従来公知の方法を用いることができる。
【００２４】
本発明の塗膜形成方法においては、上記被塗装物に上述の光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を塗布する。
上記光干渉性薄片顔料は、一般的に、塗膜中に存在すると、入射光の角度又は見る角度の変化に応じて、例えば、金色〜緑色、緑色〜深紅色、緑色〜青色、銀色〜緑色、金色〜銀色、青色〜赤色等の各色の間で塗膜の色が次第に移り変わって光干渉多色性を呈するように観察される。上記光干渉性薄片顔料は、例えば、上述の特許３０５６２５３号公報において開示されているように、干渉構造を含む多層構造を有する薄膜小板であって、各小板は、外側面の最長寸法と厚さとが少なくとも２：１、好ましくは５：１のアスペクト比を有し、どの面についても２〜２００μｍの最大寸法を有するものが好ましい。
【００２５】
上記干渉構造は一般に、金属反射層、誘電体層及び半透明金属層をそれぞれ少なくとも一つずつ有する。上記干渉構造としては、例えば、（１）半透明金属層、誘電体層、金属反射層、誘電体層及び半透明金属層とこの順に積層された構造（ａ）をなすものであって、上記各誘電体層及び上記各半透明金属層は材料が同じであり厚さに関して上記金属反射層を挟んで対称的であるもの、（２）上記積層構造（ａ）であって上記２つの誘電体層が厚さに関して非対称であるもの、（３）金属反射層、誘電体層及び半透明金属層とこの順に積層された構造をなすもの等が挙げられ、本発明においては上記（１）の構造が好ましい。
【００２６】
上述の光干渉多色性は、上記誘電体層を所望の色に応じて適当な光学的厚さ、例えば、４００ｎｍの設計波長で２／４波長厚さから７００ｎｍの設計波長で６／４波長厚さにまで堆積させることにより得られる。
上記金属反射層としては、例えばアルミニウムが使用されることが多いが、金、銅、銀等も使用され得る。上記半透明金属層は、クロム、ニッケル又はインコネル等の金属から形成することができる。上記誘電体層は、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム又は酸化アルミニウム等から形成することができる。
【００２７】
上記光干渉性薄片顔料は、柔軟性ウエブの上に上述の半透明金属層、誘電体層及び金属反射層を施し、この多層構造から上記ウエブを分離して顔料フレ−クを形成することにより製造される。上記ウエブは一般的に重合体物質、例えば、ポリビニルアルコ−ル、ポリエチレンテレフタレ−ト等からなる。上記分離を行うために、公知の方法により上記ウエブ上に剥離層を堆積させてから上記干渉構造を施すことが好ましい。上記剥離層としては、例えば、アクリル樹脂、セルロ−スプロピオネ−ト、ポリビニルピロリジン・ポリビニルアルコ−ル、ポリ酢酸ビニル等の有機溶剤溶解性又は水溶性の塗膜等が挙げられる。上記分離工程においては、熱及び／又は溶媒を使用することができ、例えば、上記ウエブをなす物質の溶解性に応じた水又は有機溶剤の適当な溶媒に上記ウエブを溶解させることにより分離を行うことができる。
【００２８】
上記干渉構造を有する多層構造は一般的に、上記ウエブから分離されると、壊れて不規則な形状や大きさを有するフレ−クになる。通常、これらのフレ−クは被覆組成物用に必要な大きさにするために更に処理することが好ましい。上記処理は、公知の技術、例えば超音波撹拌、粉砕又はすりつぶし等により行うことができる。
必要な大きさに処理された上記光干渉性薄片顔料は、顔料に望まれる特定の性質にもよるが、例えば、上記各半透明金属層が５０〜１５０Å、好適には約７０Åの厚さを有し、上記金属反射層が８０〜５００Å、好適には約１００Åの厚さを有し、上記各誘電体層が特定設計波長の半波長の倍数の厚さを有することが好ましい。
【００２９】
このような光干渉性薄片顔料としては、例えば、フレックスプロダクツ社（Ｆｌｅｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ．）製のクロマフレア（ＣｈｒｏｍａＦｌａｉｒ）シリーズ等が挙げられる。上記クロマフレアシリーズには、例えば、ゴールド／シルバー０８０、レッド／ゴールド０００、マジェンダ／ゴールド３３０、パープル／オレンジ３００、ブルー／レッド２８０、シアン／パープル２３０、グリーン／パープル１９０、シルバー／グリーン０６０等がある。
【００３０】
本発明においては、上記光干渉性薄片顔料として、ＢＡＳＦ社製のパリオクロムマジックシリーズ、例えば、マジックゴールドＬ−１４００、マジックパープルＬ−５５２０、マジックレッドＬ−４４２０等を用いることもできる。
本発明に用いることができる上記光干渉性薄片顔料としては、特開平２−１７３１６２号公報に開示されているように、好ましくは離型層を付着させた担体上にプラズマによりフィルムを形成させて製造される顔料フレーク、例えば、スペクトルの可視域を反射又は吸収し、波長２〜４μｍの光を透過させるよう設計され、ＳｉＯ2 層とこれと交互に配設したＳｉ層とから成る多層フィルムや、ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 多層体等の顔料フレークを挙げることもできる。
【００３１】
本発明に用いることができる上記光干渉性薄片顔料としては、また、特開平３−１２０３５１号公報に開示されているように、光の干渉によって所望の色を生じさせ得る厚さの干渉被膜が表面にコーティングしてある基材を粉末化又は小片化したプラスチック成形用添加材を用いることもでき、例えば、雲母又はアルミニウム箔等の基材の表面に、ＺｒＯ2 、ＺｎＳ、ＣｅＯ2 、ＴｉＯ2 等からなる高屈折膜、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ2 ・３ＮａＦ、ＳｉＯ2 、ＴｈＦ4 、Ａｌ2 Ｏ3 等からなる低屈折膜及び上記高屈折膜からなる３層の干渉被膜を形成し又は上記３層の干渉被膜を更に複数回重ねて形成したものを挙げることもできる。
【００３２】
上記光干渉性薄片顔料の配合量は、上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として３〜１５重量％であることが好ましい。３重量％未満であると、ＰＷＣが低くなりすぎて、上記光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が充分に発揮されにくく，１５重量％を超えると、ＰＷＣが高くなりすぎて、塗料の流動性や作業性が低下したり、塗膜の物性が劣る場合がある。より好ましくは、３．５〜１２重量％である。
ＰＷＣが比較的高い場合には、ベース塗膜下の下地の明度にもよるが、一般的に、得られる塗膜は濃色となり、光干渉多色性がより明確に現れる傾向にあり、ＰＷＣが比較的低い場合には、ベース塗膜が淡色となって下地色の透過性が高くなり、光干渉多色性が淡色化して現れる傾向にあるが、ニーズに合わせてこれら意匠性を選択することができる。
【００３３】
本発明において用いるベース塗料としては上記光干渉性薄片顔料を含有するものであれば特に限定されず、例えば、更に、塗膜形成性樹脂、硬化剤、顔料及びその他の添加剤を含有するものを挙げることができる。
上記塗膜形成性樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらは通常、アミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂等の硬化剤と組み合わせて用いられる。上記塗膜形成性樹脂は、顔料分散性や作業性の点から、アクリル樹脂及び／又はポリエステル樹脂並びにメラミン樹脂の組み合わせが好ましい。
【００３４】
上記塗膜形成性樹脂は、上記ベース塗料の固形分１００重量部に対し、固形分として２０〜８０重量部であることが好ましい。２０重量部未満であると、塗膜が硬く脆くなり、塗膜物性に劣ることがあり、８０重量部を超えると、作業性、塗膜の外観や物性が低下することがある。
【００３５】
上記ベース塗料に用いる硬化剤としては、アミノ樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物等が好ましいものとして挙げられ、混合物を用いることができる。得られた塗膜の諸性能、コストの点からアミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂が特に好ましく用いられる。
【００３６】
上記硬化剤の含有量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分総量に対して固形分として１５〜１００重量％であることが好ましい。１５重量％未満であると、硬化性が不充分となりやすく、１００重量％を超えると、硬化膜が堅くなりすぎ脆くなる場合がある。
【００３７】
上記アミノ樹脂としては、特に限定されるものではなく、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂又はメチル、ブチル混合型メラミン樹脂を用いることができる。例えば、三井化学株式会社から市販されている「サイメル−３０３」、「サイメル２５４」等の「サイメルシリーズ」；及び「ユーバン２２６」、「ユーバン２０Ｎ６０」等の「ユーバンシリーズ」；住友化学工業株式会社から市販されている「スミマールシリーズ」等が挙げられる。
【００３８】
上記アミノ樹脂の含有量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分に対して固形分として１５〜１００重量％とすることが好ましく、更に好ましくは２０〜１００重量％である。１５重量％未満であると、硬化性が不充分となり、１００重量％を超えると、硬化膜が堅くなりすぎ脆くなる。
【００３９】
上記ブロックイソシアネート樹脂としては、ポリイソシアネートに活性水素を有するブロック剤を付加させることによって得られ、加熱によりブロック剤が解離してイソシアネート基が発生し、上記塗膜形成性樹脂中の官能基と反応し硬化するものが挙げられる。
【００４０】
上記ブロックイソシアネート樹脂は、特に限定されず、代表的なポリイソシアネート類としては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート；１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，２−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂肪族環式イソシアネート；キシリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート；イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル等の脂環族イソシアネート；これらのヌレート体等の多量体及び混合物を用いることができる。
【００４１】
上記ブロック剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、フルフリルアルコール、アルキル基置換フルフリルアルコール、ベンジルアルコール等の脂肪族、芳香族又は複素環式アルコール；メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、アセトンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム類；カプロラクタム等を挙げることができる。これらのうち、オキシム類、アルコール類が好ましい。上記ベース塗料においては更に、上記ブロック剤を解離させるための触媒を用いることができる。
【００４２】
上記ブロックイソシアネートの配合量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分に対して、２０〜１００重量％であることが好ましく、４０〜１００重量％であることがより好ましい。上記範囲外では、硬化が不足する。
【００４３】
本発明に用いるベース塗料に使用し得る顔料としては、上述の光干渉性薄片顔料と併用して他の光輝性顔料を含むことができ、例えば、上述の被塗装物に関して述べた光輝性顔料が挙げられる。これらの他の光輝性顔料を含むことにより、上記光干渉性薄片顔料と相俟って多様な意匠性を呈することができる。
【００４４】
上記光干渉性薄片顔料以外の他の光輝性顔料としては、形状は特に限定されず、更に着色されていても良いが、例えば、平均粒径（Ｄ50）が２〜５０μｍであり、厚さが０．１〜５μｍであるものが好ましい。また、平均粒径が１０〜３５μｍであるものが光輝感に優れ、更に好適に用いられる。
【００４５】
上記光干渉性薄片顔料以外の他の光輝性顔料は、上記光干渉性薄片顔料との合計量が本発明のベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として３〜２３重量％となるように配合することが好ましい。
上記光干渉性薄片顔料／上記他の光輝性顔料の配合量は、重量比で１００／０〜５０／５０であることが好ましい。上記他の光輝性顔料、なかでもマイカ粉等の偏平顔料の配合量が上記上限を超えると、光輝感過剰等、仕上がり外観に劣る場合がある。
【００４６】
上記ベース塗料は、上述の光干渉性薄片顔料と併用して、上述の被塗装物に関して述べたような、有機系や無機系の着色顔料、更に、体質顔料を含有してもよい。これらは１種又は２種以上を使用してもよい。
【００４７】
これらのうち、上記有機系着色顔料を上記光干渉性薄片顔料と併用することにより、光干渉多色性を抑えた意匠性を呈することができ、これにより意匠性の多様さを拡大して、使用者のニーズに合わせて選択の幅を広げることができる。
上記併用の方法としては特に限定されないが、マンセル表示において、ハイライト色とシェード色との間で色が移り変わって観察される光干渉多色性を呈する光干渉性薄片顔料に、上記ハイライト色とシェード色との間の何れかの色相を単独で呈する着色顔料を少なくとも１種類併存させる場合は、全体として、上記着色顔料の単独で呈する色が強調される一方、上記光干渉性薄片顔料が単独で呈する光干渉多色性の程度を抑えることができるので、好ましい。
【００４８】
上記併用における上記着色顔料の配合量は、固形分として、上記光干渉性薄片顔料１００重量部に対し１〜３０重量部であることが好ましく、上述のベース塗料の固形分１００重量部に対し０．２〜５．０重量部であることが好ましい。これらの下限未満では、上記着色顔料を添加することによる意匠性の多様化が効果的に実現されないことがあり、上限を超えると、上記光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が抑制されすぎ、意匠性の多様化に効率的ではない。
【００４９】
上記併用としては、例えば、上記光干渉性薄片顔料として、単独で上記ハイライト色としてグリーンを呈し、上記シェード色としてパープルを呈するクロマフレア グリーン／パープル（フレックスプロダクツ社製）を用い、上記有機系着色顔料として、色相環においてグリーンとパープルとの間の色であるブルーを単独で呈するファーストゲンブルー１０ＧＮ（大日本インキ化学工業社製）を併わせて用いる場合において、全体の色調としては、後者が単独で呈するブルーが強調される一方、前者が本来有する光干渉多色性の程度が抑えられる。
【００５０】
上記光干渉性薄片顔料、他の光輝性顔料及びその他の全ての顔料を含めた上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）は、一般的には３〜５０重量％であり、好ましくは４〜４０重量％である。５０重量％を超えると、塗膜物性に劣る。
【００５１】
本発明に用いるベース塗料は、上記各成分の他に添加剤を含むものであってもよい。上記添加剤としては特に限定されないが、例えば、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤を挙げることができる。上記粘性制御剤としては特に限定されないが、一般にチクソトロピー性を示すものを使用することができ、例えば、架橋性又は非架橋性重合体微粒子、脂肪酸アマイドの膨潤分散体、アマイド系脂肪酸、長鎖ポリアミノアマイドのリン酸塩等のポリアマイド系のもの；酸化ポリエチレンのコロイド状膨潤分散体等のポリエチレン系のもの；有機酸スメクタイト粘土、モンモリロナイト等の有機ベントナイト系のもの；ケイ酸アルミ、硫酸バリウム等の無機顔料；顔料の形状により粘性が発現する偏平顔料等を挙げることができる。
上記添加剤としては、上記粘性制御剤の他に、塗料に通常添加される添加剤、例えば、表面調整剤、酸化防止剤、消泡剤等を配合してもよい。これらの配合量としては、当業者が通常用いる量を使用する。
【００５２】
本発明のベース塗料の全固形分量は、１０〜７０重量％であることが好ましい。１０重量％未満であると、粘性が低すぎてなじみやムラ等の外観不良が発生し、７０重量％を超えると、粘性が高すぎて塗膜外観が低下するおそれがある。好ましくは、１５〜６０重量％である。
【００５３】
上記ベース塗料の塗料形態としては、水溶性、水分散性又はエマルションからなる水性型のほか、有機溶剤型、非水分散型、粉体型の何れでもよい。
本発明のベース塗料の製造方法としては特に限定されず、例えば、顔料等の配合物を所望により顔料分散樹脂等を用いて分散する等の当業者に周知の方法を使用することができる。
【００５４】
本発明の塗膜形成方法においては、上述の被塗装物に上記ベース塗料を塗布した後、クリヤー塗料を塗布する。
上記クリヤー塗料としては特に限定されず、例えば、塗膜形成性樹脂、硬化剤及びその他の添加剤からなるものを挙げることができる。
上記塗膜形成性樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらはアミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂等の硬化剤と組み合わせて用いられる。透明性又は耐酸エッチング性等の点から、アクリル樹脂及び／若しくはポリエステル樹脂とアミノ樹脂との組み合わせ、又は、カルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂及び／若しくはポリエステル樹脂等を用いることが好ましい。
【００５５】
本発明の塗膜形成方法においては、上記クリヤー塗料は、好ましくは上述のベース塗料を塗装後、未硬化の状態で塗装するので、層間のなじみや反転、タレ等を防止するべく、上記ベース塗料について記載した粘性制御剤を含有することが好ましい。上記粘性制御剤の添加量は、上記クリヤー塗料の樹脂固形分１００重量部に対して０．０１〜１０重量部であることが好ましい。０．０１重量部未満であると、粘性制御効果が得られず、タレ等の不具合を招くおそれがあり、１０重量部を超えると、外観が低下する傾向にある。より好ましくは、０．０２〜８重量部であり、更に好ましくは、０．０３〜６重量部である。
【００５６】
上記クリヤー塗料中の固形分含有量は、好ましくは３０〜８０重量％であり、より好ましくは４０〜７０重量％であるが、塗布時の固形分含有量としては、好ましくは２５〜７５重量％であり、より好ましくは３０〜７０重量％である。
【００５７】
上記クリヤー塗料の塗料形態としては、水溶性、水分散性又はエマルションからなる水性型のほか、有機溶剤型、非水分散型、粉体型の何れでもよく、必要により、硬化触媒、表面調整剤等を用いることができる。
上記クリヤー塗料の調製方法としてはそれぞれ特に限定されず、例えば、従来公知の方法を用いることができる。
【００５８】
上記中塗り塗料、上記カラーベース塗料、上記ベース塗料及び上記クリヤー塗料を塗布する方法としては、それぞれ特に限定されず、例えば、当業者に知られた方法を用いることができる。このような方法としては、例えば、通称「リアクトガン」と言われるエアー静電スプレー；通称「マイクロ・マイクロ（μμ）ベル」、「マイクロ（μ）ベル」、「メタベル」等と言われる回転霧化式の静電塗装機等を用いることにより行うことができる。好ましくは、回転霧化式の静電塗装機等を用いる方法である。
【００５９】
上記被塗装物を２色以上に塗り分ける方法としては特に限定されず、例えば、基材に必要に応じ電着塗膜等を形成したものの片面全体に第１色を塗布した後、得られた塗膜のうち第１色を呈することとなる部分以外の部分に第２色を塗布し、更に必要に応じ第３色以下の色を呈することとなる部分に該当する色を重ね塗りする方法、又は、このように重ね塗りすることなく、該当する部分に各色を塗布する方法等が挙げられる。
【００６０】
上記ベース塗料を自動車車体等に対して塗装する場合には、意匠性を高めるために、エアー静電スプレーによる多ステージ塗装、好ましくは２ステージで塗装するか、又は、エアー静電スプレーと上記の回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装方法により行うことが好ましい。
【００６１】
上記クリヤー塗料は、上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％を超える場合には、少なくとも２回塗布する。１回以下では、上述のように多層構造を有する光干渉性薄片顔料が、約１〜１００μｍもの厚さを有するため、仕上がり塗膜の表面上に頭出しの状態となり、仕上がり外観や塗膜物性に劣る。本発明において、上記頭出しの状態を解消するために、クリヤー塗料を２回塗布すれば足りる。３回以上では、塗布回数に見合った効果が得られないので不経済であって工程の簡便化に反するのみならず、着色する等仕上がり外観がかえって劣る場合がある。
【００６２】
上記クリヤー塗料は、上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下である場合には、少なくとも１回塗布する。上記光干渉性薄片顔料は上述のように比較的厚い形状を有するものであるが、上記ＰＷＣが６重量％以下である場合には、仕上がり塗膜の上に頭出しの状態とならないので、上記クリヤー塗料は１回塗布することで足り、これにより工程の簡便化を一層図ることができる。従って、２回以上塗布することも可能であるが、経済性や工程簡便化の点からその必要はない。
本発明においては、このように、上記光干渉性薄片顔料のＰＷＣに応じて上記クリヤー塗料の塗布回数を選択することにより、平滑性等の優れた仕上がり外観と経済性や工程簡便化とを両立することができる。
【００６３】
上記各塗膜の乾燥膜厚は、用途により変化するが、それぞれ、中塗り塗膜５〜４５μｍ、カラーベース塗膜５〜３５μｍ、ベース塗膜５〜３５μｍであり、クリヤー塗膜は、総膜厚として１０〜８０μｍであり、１回の塗布によるクリヤー塗膜として２５〜４０μｍである。これらの上限を超えると、鮮映性が低下したり、塗装時にムラ、流れ等の不具合が起こることがあり、下限を下回ると、下地の凹凸が隠蔽できず、膜切れが発生したりする。
【００６４】
上記中塗り塗膜及び／又は上記カラーベース塗膜は、優れた意匠性と仕上がり外観を得る点で、上記ベース塗料を塗布する前に、１００〜１８０℃、好ましくは１２０〜１６０℃で焼き付け硬化を行うことが好ましい。硬化時間は硬化温度により変化するが、１２０〜１６０℃で１０〜６０分間が適当である。
上記中塗り塗膜及び／又は上記カラーベース塗膜は、上記焼き付け硬化を行う前に、一定時間室温で放置することによって、水分や溶剤を揮散させ、塗膜を予め乾燥させてもよい。
【００６５】
本発明においては、上記クリヤー塗料は、上記ベース塗膜を上記焼き付け条件により硬化させた後に塗布することもできるが、工程数の低減化の点から、上記ベース塗膜を硬化させることなく、ウエット・オン・ウエット方式により上に塗装してから一度に焼き付け硬化を行う、いわゆる２コート１ベーク法により行うことが好ましい。
上記ベース塗料を塗装後クリヤー塗料を塗装する前に、一定時間室温で放置、又は、例えば６０〜１００℃未満にて２〜１０分間加熱することによって塗膜を予め乾燥させるプレヒート工程を施すこともでき、この工程を施すことにより高い架橋度の硬化塗膜が得られる。
【００６６】
上記クリヤー塗料塗装後の焼き付け硬化は、通常、１００〜１８０℃にて行うことができ、これにより高い架橋密度の硬化塗膜が得られる。１００℃未満であると、硬化が充分ではなく、１８０℃を超えると、塗膜が固く脆くなる。好ましくは、１２０〜１６０℃である。硬化時間は硬化温度により変化するが、１２０〜１６０℃で１０〜６０分間が適当である。
【００６７】
このようにして得られる中塗り塗膜及び必要に応じてカラーベース塗膜、並びに、ベース塗膜及びクリヤー塗膜からなる膜厚の合計は、通常３０〜３００μｍである。３００μｍを超えると、冷熱サイクル等の膜物性が低下し、３０μｍ未満であると、膜自体の強度が低下する。好ましくは、５０〜２５０μｍである。
【００６８】
本発明の塗膜形成方法は、少なくとも２色に塗り分けられた被塗装物であって、これらの色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０である被塗装物に、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を塗布する工程を含むものであるので、上記塗り分けられた被塗装物に基づくトーンの異なる色調、及び、上記光干渉性薄片顔料に基づく多色に色が移り変わる意匠性を併有する優れた外観を呈する塗膜が得られ、多様な意匠性に対するニーズに応じることができる。
【００６９】
本発明の塗膜形成方法は、また、上述のように予め少なくとも２色に塗り分けられた被塗装物に、上記ベース塗料を塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含むものであるので、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得る従来の塗膜形成方法のように、ベース塗料の塗布、クリヤー塗料の塗布及び焼き付け硬化を繰り返して多色性を出すために色を重ね塗りする工程が不要となることから、従来よりも簡便な工程により行うことができる。
本発明の塗膜形成方法は、このような有利な効果を奏するので、特にツートーンカー等の多色に塗り分けられた自動車車体の塗装に好適に適用される。
【実施例】
【００７０】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。部、％は、それぞれ重量部、重量％を意味する。
製造例 ベース塗料の製造
熱硬化性アクリル樹脂（水酸基価４５、酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２１０００、固形分５０％、日本ペイント社製）１２６．０部、ブチル化メラミン樹脂（ユーバン２０Ｎ６０、固形分６０％、三井東圧社製）４５．０部、アクリル系表面調整剤０．２部、架橋樹脂粒子（構造粘性付与剤、固形分２０％、日本ペイント社製）３５．０部、ｎ−ブタノール２．２部、トルエン２．４部及び顔料を混合し、ベース塗料を製造した。顔料としては、光干渉性薄片顔料（クロマフレア グリーン／パープル（ＧＲ／Ｐ）＃１９０、フレックスプロダクツ社製）をベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６．０重量％、黒色顔料（ラーベン５０００ウルトラ３、コロンビア社製カーボンブラック）をＰＷＣ０．３重量％及び青色顔料（ファーストゲンブルー１０ＧＮ、大日本インキ化学工業社製）をＰＷＣ０．７重量％用いた。
【００７１】
実施例、比較例
（塗膜形成方法）
１）２０ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ０．８ｍｍのダル鋼板をリン酸亜鉛処理した後、カチオン電着塗料（パワートップＵ−５０、日本ペイント社製）を乾燥膜厚２０μｍとなるように塗布し１６０℃で３０分間加熱硬化させた。その上に第１色の中塗り塗料を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプレー塗装し、室温で約３分間放置後、１４０℃で２０分間加熱して硬化させ、Ｌ値を測定した。得られた塗膜の半分に、更に第２色の中塗り塗料を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプレー塗装し、室温で約３分間放置後、１４０℃で２０分間加熱し硬化させて、Ｌ値を測定し、下地塗膜を得た。
用いた中塗り塗料は、実施例１について第１色としてグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２グレー、日本ペイント社製）及び第２色としてダークグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２ダークグレー、日本ペイント社製）、実施例２について第１色としてブラック色中塗り塗料（オルガＰ−２ブラックグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２グレー、日本ペイント社製）、比較例１について第１色としてライトグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２ライトグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてホワイト色中塗り塗料（オルガＰ−２ホワイト中塗、日本ペイント社製）、比較例２について第１色としてブラック色中塗り塗料（オルガＰ−２ブラックグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてホワイト色中塗り塗料（オルガＰ−２ホワイト中塗、日本ペイント社製）であった。Ｌ値は、ミノルタＣＲ−３００（ミノルタ社製）を用いて測定し、表１に示した。
【００７２】
２）この下地塗膜を水平に設置したものと垂直に設置したもののそれぞれについて、製造例で得たベース塗料を乾燥膜厚１５μｍとなるように内部印加型のメタベルを用い、印加電圧−６０ｋＶ、回転数２５０００ｒｐｍ、シェービングエアー圧３．５ｋｇ／ｃｍ2 、吐出量２５０ｃｃ／分で２ステージ塗装した。２回の塗布の間に、１．５分間のインターバルを行い、２回目の塗布後に７分間セッティングを行った。
３）次いで、ウエット・オン・ウエットでクリヤー塗料（スーパーラック Ｏ−３８１クリヤー、日本ペイント社製酸・エポキシ硬化型アクリル樹脂系塗料）を、乾燥膜厚が３０μｍとなるようにマイクロマイクロベルを用いて、印加電圧−９０ｋＶ、回転数２５０００ｒｐｍ、シェービングエアー圧１．５ｋｇ／ｃｍ２、吐出量２８０ｃｃ／分で、１ステージの回転霧化型静電塗装をし、７分間セッティングした。
４）最後に、得られた塗装板を乾燥機で１４０℃で２０分間焼き付けを行い、評価用塗膜を得た。
【００７３】
（評価）得られた評価用塗膜について、下記評価を行った。結果を表１に示す。
１．外観
評価用塗膜として上述の下地塗膜を水平に設置したものと垂直に設置したもののそれぞれについて上述のようにベース塗料及びクリヤー塗料を塗布し焼き付けたものを用意し、それぞれの外観をウェーブスキャン（ビッグケミー社製）のＧ値（ＳＷ）により評価した。数値の小さいもの程、良好な外観が得られたことを示す。
【００７４】
２．光干渉多色性
下地塗膜の第１色塗布部分及び第２色塗布部分の各仕上がり塗膜について、目視により光干渉多色性を下記の基準に従って評価した。
◎：充分に濃色の光干渉多色性を呈する。
○：濃色の光干渉多色性を呈する。
△：やや濃色の光干渉多色性を呈する。
×：淡色の光干渉多色性を呈する。
【００７５】
３．塗り分けに基づく多色性
下地塗膜の塗り分けに基づく仕上がり塗膜の多色性について、目視により下記の基準に従って評価した。
◎：多色性が明瞭である。
△：多色性の明瞭さがやや低い。
×：多色性が明瞭でない。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１から、下地塗膜を塗り分けた色のＬ値の差が１５未満である比較例１及び７０を超える比較例２の何れにおいても、上記塗り分けによる多色性や光干渉多色性に劣り、意匠性が不充分であるが、Ｌ値の差が１５〜７０の範囲内である実施例では、上記塗り分けによる多色性や光干渉多色性ともに良好で意匠性に優れていることが分かった。
【００７８】
本発明の塗膜形成方法は、上述の構成を有することから、上述の光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた塗膜を得る塗装系において、光干渉多色性及び塗り分けによる多色性を有する優れた意匠性と仕上がり外観とを両立する塗膜を幅広い範囲で且つ簡便な工程で提供することができるので、特に自動車車体の塗装において、意匠性に対する顧客ニーズが多様であっても幅広く応じることができ、コスト削減等経済性にも優れる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料及びクリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法、詳しくは、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料及びクリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって多色に塗り分けられた塗膜が得られる方法に関し、及び、上記塗膜形成方法による塗膜を有する基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体に、下塗りとして電着塗膜を形成し、この上に中塗り塗膜、ベース塗膜及びクリヤー塗膜が順次形成される塗膜形成方法において、ベース塗膜に光干渉性薄片顔料を含有させると、入射光の角度又は見る角度の変化に応じて色が移り変わるように観察される光干渉多色性を呈するので、多様な意匠性に対するニーズに応じるものとして使用が期待される。
【０００３】
この光干渉性薄片顔料は、例えば、特許３０５６２５３号公報において開示されているように、クロム層等の半透明金属層、フッ化マグネシウム層等の誘電体層、アルミニウム層等の金属反射層、上記半透明金属層及び上記誘電体層がこの順に形成されてなる多層構造を有する。
【０００４】
一方、例えばツートーンカーのように、自動車車体を仕上がり外観においてＡ色とＢ色とを含む多色に塗り分ける場合があり、これによっても多様な意匠性が提供される。この場合における従来の塗膜形成方法の一例としては、鋼板等の基材に電着塗膜、次いで中塗り塗膜を形成し、この上に仕上がり塗色としてＡ色を呈するようにベース塗膜及びクリヤー塗膜を形成し、これら塗膜を焼き付け硬化させた後、得られた塗装物のうちＢ色を呈するよう所望する部分について、仕上がり塗色としてＢ色を呈するようにベース塗膜及びクリヤー塗膜を形成し、これら塗膜を焼き付け硬化させる工程がふまれていた。しかしながら、この方法では、Ｂ色の部分について、仕上がり外観には現れない点でＡ色の塗膜形成工程が無駄となるので、簡便な塗膜形成工程が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３０５６２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑み、光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜が得られる塗膜形成方法であって、優れた仕上がり外観を損なうことなく、工程の簡便化を実現し、多様な意匠性に対するニーズに応じた塗膜形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明者は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料は高意匠を重視する設計のため下地の色を透過させるよう特殊設計することに着目し、このようなベース塗料を用い、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得る方法として、上記ベース塗料を塗布する前の下地を、所望の仕上がり塗色に基づき、特定のＬ値差を有する２色及び必要に応じその他の色に予め塗り分けておき、この下地の上に上記ベース塗料、次いでクリヤー塗料を塗布し焼き付け硬化させることにより、従来よりも工程数を低減した簡便な塗膜形成が可能になるとともに、光干渉性薄片顔料に基づく所望の意匠性と、優れた仕上がり外観を併有する塗膜が得られることを見出し、本発明を完成した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、上記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法である。上記Ｌ値の差は、１５〜６０であることが好ましく、上記被塗装物は、Ｌ値が７５以下であることが好ましい。
上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下である場合には、上記クリヤー塗料は少なくとも１回塗布するものであり、この場合において、上記クリヤー塗料は、１回の塗布により乾燥膜厚が２５〜４０μｍとなるように塗布されることが好ましい。
本発明は、また、上記塗膜形成方法によって形成されてなる塗膜を有する基材である。
以下、本発明を詳細に説明する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の塗膜形成方法は、上述の構成を有することから、上述の光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた塗膜を得る塗装系において、光干渉多色性及び塗り分けによる多色性を有する優れた意匠性と仕上がり外観とを両立する塗膜を幅広い範囲で且つ簡便な工程で提供することができるので、特に自動車車体の塗装において、意匠性に対する顧客ニーズが多様であっても幅広く応じることができ、コスト削減等経済性にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の塗膜形成方法は、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含むものである。
上記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものである。上記塗り分けとしては特に限定されず、例えば、自動車車体の上部と下部とで異なる色にすること、又は、自動車車体の中央部付近を水平帯状に他の部分と異なる色にすること等によりツートーンカーを製造する場合が挙げられる。塗り分けられる色は、２色のみであってもよいし、必要に応じ更に他の１又は２以上の色からなるものであってもよい。
【００１１】
上記被塗装物表面を塗り分けた色のうち何れかの２色について、Ｌ値の差は１５〜７０である。本発明においては、上記被塗装物上に形成されるベース塗膜が下地の色を透過しやすいものであるので、上記被塗装物が上記範囲のＬ値差を有する２色を呈することにより、上記ベース塗膜の上から上記被塗装物の２色が透けて見える結果、仕上がり外観において少なくとも２色に塗り分けられたように観察される。
【００１２】
従って、本発明においては、被塗装物を上述のように少なくとも２色に塗り分け、これらの色のうち何れかの２色についてＬ値の差を１５〜７０とすることにより、少なくとも２色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得るために、上記被塗装物上に上記ベース塗料の塗布、上述のクリヤー塗料の塗布及び得られる塗膜の焼き付け硬化を少なくとも各１回ずつ行えば足りるので、従来よりも塗膜形成の工程を低減し、簡便な塗膜形成方法とすることができる。
【００１３】
上記Ｌ値の差が１５未満であると、仕上がり塗色として２色以上に塗り分けられたように観察されない場合があり、７０を超えると、塗り分けられた部分の色が相互に違いすぎ美観を損ねる印象を与えることがあり、また、Ｌ値が高い方の塗膜部分は下地の色が白すぎることとなりこの上に重ねて塗られる光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が効果的に現れない。好ましくは、１５〜６０である。
【００１４】
上記被塗装物が３色以上に塗り分けられる場合は、これらの塗り分けられる色のうち何れか２色が上記Ｌ値の差を有すればよく、他の色のＬ値は、上記２色の各Ｌ値の間の値である場合、上記２色の各Ｌ値のうち低い方のＬ値よりも低い場合、又は、上記２色の各Ｌ値のうち高い方のＬ値よりも高い場合の何れであってもよい。即ち、例えば、それぞれｘ、ｙ及びｚのＬ値を有する３色に塗り分けられる場合は、ｘとｙ、ｙとｚ又はｚとｘの何れかの組のＬ値の差が１５〜７０、好ましくは１５〜６０であればよく、例えば、ｘがｙよりも大きく、ｘからｙを差し引いた値〔ｘ−ｙ〕が１５〜７０である場合に、ｚはｙよりも低い値、ｘとｙとの間の値、又は、ｘを超える値の何れであってもよい。
【００１５】
上記被塗装物が３色以上に塗り分けられるときは、全てのＬ値の差が１５〜７０である場合、即ち、どの２色の組合せにおいてもＬ値の差が１５〜７０である場合は、塗り分けられた色がバランスよく優れた２トーン外観を得ることができるので、好ましい。
【００１６】
上記被塗装物上に塗り分けられた色は，何れのＬ値も７５以下の範囲内であることが好ましい。７５を超えると、下地の明度が高くなりすぎ、下地の色が上記ベース塗膜を過度に透過するので、仕上がり塗膜を目視で観察すると上記下地からの反射光が多く上記光干渉性薄片顔料の光干渉が相対的に弱くなって光干渉多色性が明確に呈されず、光干渉多色性を出そうとすると上記光干渉性薄片顔料のＰＷＣを高くする必要が生じ、作業性や仕上がり外観の低下を招く。好ましくは、６５以下である。
【００１７】
上記被塗装物は、基材並びに必要に応じて上記基材上に表面処理及び／又は塗膜が施されてなるものである。上記基材としては特に限定されず、例えば、金属、プラスチック、発泡体等が挙げられ、これらのうち、金属、特に鋳造物が有利に用いられるが、カチオン電着塗装可能な金属製品が特に好適に使用される。
【００１８】
上記金属製品としては特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛等の金属単体、並びに、これらの金属単体を含む合金及び鋳造物が挙げられる。具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車の車体及び部品が挙げられる。上記金属製品は、リン酸塩、クロム酸塩等で予め化成処理されたものが特に好ましい。このように化成処理された鋼板上には、更に、カチオン型又はアニオン型の電着塗料を用いて電着塗膜を形成することができるが、防食性において優れた積層塗膜を与えるので、カチオン型電着塗料組成物が好ましい。
【００１９】
上記基材には、必要に応じ上述の化成皮膜や電着塗膜が施された上に、更に中塗り塗膜が形成されていてもよい。中塗り塗膜が形成されていると、基材や中塗り塗膜下の層の欠陥が隠蔽され、上塗り塗装後の表面平滑性が確保されて外観が向上するほか、耐衝撃性、耐チッピング性等の塗膜物性を付与することが容易になる。
上記中塗り塗膜を形成する中塗り塗料としては特に限定されないが、通常、顔料、塗膜形成樹脂及び硬化剤を含むものであり、一般的に、メラミン硬化系又はイソシアネート硬化系のものが用いられる。
【００２０】
上記被塗装物が上述の範囲のＬ値を有するようにするためには、例えば、（イ）上記中塗り塗膜のＬ値を７５以下の範囲に調整する方法、（ロ）通常の中塗り塗膜の上にＬ値を上記範囲に調整したカラーベース塗膜を更に設ける方法、（ハ）上記中塗り塗膜及びその上に形成するカラーベース塗膜の両方によりＬ値を上記範囲に調整する方法等がある。これらのうち、工程数の低減化等の点から上記（イ）又は上記（ロ）の何れかが好ましく、上記中塗り塗膜のＬ値を上記範囲に調整すればカラーベースは不要となりコスト低減化に資する点で、上記（イ）がより好ましい。
【００２１】
これら被塗装物のＬ値の調整は、主として着色顔料により行うことができる。上記Ｌ値調整のための着色顔料としては特に限定されず、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ナフトール系顔料、ピラゾロン系顔料、アントラキノン系顔料、アンソラピリミジン系顔料、金属錯体顔料等の有機系着色顔料；黄鉛、黄色酸化鉄、酸化クロム、モリブデートオレンジ、ベンガラ、チタン白、チタンイエロー、亜鉛華、カーボンブラック、二酸化チタン、コバルトグリーン、フタロシアニングリーン、群青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、コバルトバイオレット等の無機着色顔料等が挙げられる。
【００２２】
上記被塗装物には更に、光輝性顔料及び／又は体質顔料を配合してもよい。上記光輝性顔料としては特に限定されず、例えば、干渉マイカ粉、着色マイカ粉、ホワイトマイカ粉、グラファイト、アルミニウム、着色アルミニウム、板状酸化鉄顔料、板状グラファイト顔料、ガラスフレーク等の無色有色偏平顔料；酸化アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ等の金属や合金等の無着色若しくは着色された金属性光輝材等が挙げられる。
上記体質顔料としては特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪酸マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、焼成カオリン等の体質顔料が挙げられる。これらは１種又は２種以上を使用することができる。
【００２３】
上記中塗り塗膜は、上記ベース塗膜下の被塗装物のＬ値が７５以下となる場合には、一般的塗膜形成方法における中塗り塗膜と同様に、例えば、上記有機系及び無機系の着色顔料並びに体質顔料から１種又は２種以上を用い、例えば、カーボンブラックと二酸化チタンとを主要顔料としたグレー系中塗り塗料とすることができる。
上述の電着塗料、中塗り塗料及びカラーベース塗料の調製方法としてはそれぞれ特に限定されず、例えば、従来公知の方法を用いることができる。
【００２４】
本発明の塗膜形成方法においては、上記被塗装物に上述の光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を塗布する。
上記光干渉性薄片顔料は、一般的に、塗膜中に存在すると、入射光の角度又は見る角度の変化に応じて、例えば、金色〜緑色、緑色〜深紅色、緑色〜青色、銀色〜緑色、金色〜銀色、青色〜赤色等の各色の間で塗膜の色が次第に移り変わって光干渉多色性を呈するように観察される。上記光干渉性薄片顔料は、例えば、上述の特許３０５６２５３号公報において開示されているように、干渉構造を含む多層構造を有する薄膜小板であって、各小板は、外側面の最長寸法と厚さとが少なくとも２：１、好ましくは５：１のアスペクト比を有し、どの面についても２〜２００μｍの最大寸法を有するものが好ましい。
【００２５】
上記干渉構造は一般に、金属反射層、誘電体層及び半透明金属層をそれぞれ少なくとも一つずつ有する。上記干渉構造としては、例えば、（１）半透明金属層、誘電体層、金属反射層、誘電体層及び半透明金属層とこの順に積層された構造（ａ）をなすものであって、上記各誘電体層及び上記各半透明金属層は材料が同じであり厚さに関して上記金属反射層を挟んで対称的であるもの、（２）上記積層構造（ａ）であって上記２つの誘電体層が厚さに関して非対称であるもの、（３）金属反射層、誘電体層及び半透明金属層とこの順に積層された構造をなすもの等が挙げられ、本発明においては上記（１）の構造が好ましい。
【００２６】
上述の光干渉多色性は、上記誘電体層を所望の色に応じて適当な光学的厚さ、例えば、４００ｎｍの設計波長で２／４波長厚さから７００ｎｍの設計波長で６／４波長厚さにまで堆積させることにより得られる。
上記金属反射層としては、例えばアルミニウムが使用されることが多いが、金、銅、銀等も使用され得る。上記半透明金属層は、クロム、ニッケル又はインコネル等の金属から形成することができる。上記誘電体層は、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム又は酸化アルミニウム等から形成することができる。
【００２７】
上記光干渉性薄片顔料は、柔軟性ウエブの上に上述の半透明金属層、誘電体層及び金属反射層を施し、この多層構造から上記ウエブを分離して顔料フレ−クを形成することにより製造される。上記ウエブは一般的に重合体物質、例えば、ポリビニルアルコ−ル、ポリエチレンテレフタレ−ト等からなる。上記分離を行うために、公知の方法により上記ウエブ上に剥離層を堆積させてから上記干渉構造を施すことが好ましい。上記剥離層としては、例えば、アクリル樹脂、セルロ−スプロピオネ−ト、ポリビニルピロリジン・ポリビニルアルコ−ル、ポリ酢酸ビニル等の有機溶剤溶解性又は水溶性の塗膜等が挙げられる。上記分離工程においては、熱及び／又は溶媒を使用することができ、例えば、上記ウエブをなす物質の溶解性に応じた水又は有機溶剤の適当な溶媒に上記ウエブを溶解させることにより分離を行うことができる。
【００２８】
上記干渉構造を有する多層構造は一般的に、上記ウエブから分離されると、壊れて不規則な形状や大きさを有するフレ−クになる。通常、これらのフレ−クは被覆組成物用に必要な大きさにするために更に処理することが好ましい。上記処理は、公知の技術、例えば超音波撹拌、粉砕又はすりつぶし等により行うことができる。
必要な大きさに処理された上記光干渉性薄片顔料は、顔料に望まれる特定の性質にもよるが、例えば、上記各半透明金属層が５０〜１５０Å、好適には約７０Åの厚さを有し、上記金属反射層が８０〜５００Å、好適には約１００Åの厚さを有し、上記各誘電体層が特定設計波長の半波長の倍数の厚さを有することが好ましい。
【００２９】
このような光干渉性薄片顔料としては、例えば、フレックスプロダクツ社（Ｆｌｅｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ．）製のクロマフレア（ＣｈｒｏｍａＦｌａｉｒ）シリーズ等が挙げられる。上記クロマフレアシリーズには、例えば、ゴールド／シルバー０８０、レッド／ゴールド０００、マジェンダ／ゴールド３３０、パープル／オレンジ３００、ブルー／レッド２８０、シアン／パープル２３０、グリーン／パープル１９０、シルバー／グリーン０６０等がある。
【００３０】
本発明においては、上記光干渉性薄片顔料として、ＢＡＳＦ社製のパリオクロムマジックシリーズ、例えば、マジックゴールドＬ−１４００、マジックパープルＬ−５５２０、マジックレッドＬ−４４２０等を用いることもできる。
本発明に用いることができる上記光干渉性薄片顔料としては、特開平２−１７３１６２号公報に開示されているように、好ましくは離型層を付着させた担体上にプラズマによりフィルムを形成させて製造される顔料フレーク、例えば、スペクトルの可視域を反射又は吸収し、波長２〜４μｍの光を透過させるよう設計され、ＳｉＯ2 層とこれと交互に配設したＳｉ層とから成る多層フィルムや、ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 多層体等の顔料フレークを挙げることもできる。
【００３１】
本発明に用いることができる上記光干渉性薄片顔料としては、また、特開平３−１２０３５１号公報に開示されているように、光の干渉によって所望の色を生じさせ得る厚さの干渉被膜が表面にコーティングしてある基材を粉末化又は小片化したプラスチック成形用添加材を用いることもでき、例えば、雲母又はアルミニウム箔等の基材の表面に、ＺｒＯ2 、ＺｎＳ、ＣｅＯ2 、ＴｉＯ2 等からなる高屈折膜、ＭｇＦ2 、ＡｌＦ2 ・３ＮａＦ、ＳｉＯ2 、ＴｈＦ4 、Ａｌ2 Ｏ3 等からなる低屈折膜及び上記高屈折膜からなる３層の干渉被膜を形成し又は上記３層の干渉被膜を更に複数回重ねて形成したものを挙げることもできる。
【００３２】
上記光干渉性薄片顔料の配合量は、上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として３〜１５重量％であることが好ましい。３重量％未満であると、ＰＷＣが低くなりすぎて、上記光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が充分に発揮されにくく，１５重量％を超えると、ＰＷＣが高くなりすぎて、塗料の流動性や作業性が低下したり、塗膜の物性が劣る場合がある。より好ましくは、３．５〜１２重量％である。
ＰＷＣが比較的高い場合には、ベース塗膜下の下地の明度にもよるが、一般的に、得られる塗膜は濃色となり、光干渉多色性がより明確に現れる傾向にあり、ＰＷＣが比較的低い場合には、ベース塗膜が淡色となって下地色の透過性が高くなり、光干渉多色性が淡色化して現れる傾向にあるが、ニーズに合わせてこれら意匠性を選択することができる。
【００３３】
本発明において用いるベース塗料としては上記光干渉性薄片顔料を含有するものであれば特に限定されず、例えば、更に、塗膜形成性樹脂、硬化剤、顔料及びその他の添加剤を含有するものを挙げることができる。
上記塗膜形成性樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらは通常、アミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂等の硬化剤と組み合わせて用いられる。上記塗膜形成性樹脂は、顔料分散性や作業性の点から、アクリル樹脂及び／又はポリエステル樹脂並びにメラミン樹脂の組み合わせが好ましい。
【００３４】
上記塗膜形成性樹脂は、上記ベース塗料の固形分１００重量部に対し、固形分として２０〜８０重量部であることが好ましい。２０重量部未満であると、塗膜が硬く脆くなり、塗膜物性に劣ることがあり、８０重量部を超えると、作業性、塗膜の外観や物性が低下することがある。
【００３５】
上記ベース塗料に用いる硬化剤としては、アミノ樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物等が好ましいものとして挙げられ、混合物を用いることができる。得られた塗膜の諸性能、コストの点からアミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂が特に好ましく用いられる。
【００３６】
上記硬化剤の含有量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分総量に対して固形分として１５〜１００重量％であることが好ましい。１５重量％未満であると、硬化性が不充分となりやすく、１００重量％を超えると、硬化膜が堅くなりすぎ脆くなる場合がある。
【００３７】
上記アミノ樹脂としては、特に限定されるものではなく、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂又はメチル、ブチル混合型メラミン樹脂を用いることができる。例えば、三井化学株式会社から市販されている「サイメル−３０３」、「サイメル２５４」等の「サイメルシリーズ」；及び「ユーバン２２６」、「ユーバン２０Ｎ６０」等の「ユーバンシリーズ」；住友化学工業株式会社から市販されている「スミマールシリーズ」等が挙げられる。
【００３８】
上記アミノ樹脂の含有量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分に対して固形分として１５〜１００重量％とすることが好ましく、更に好ましくは２０〜１００重量％である。１５重量％未満であると、硬化性が不充分となり、１００重量％を超えると、硬化膜が堅くなりすぎ脆くなる。
【００３９】
上記ブロックイソシアネート樹脂としては、ポリイソシアネートに活性水素を有するブロック剤を付加させることによって得られ、加熱によりブロック剤が解離してイソシアネート基が発生し、上記塗膜形成性樹脂中の官能基と反応し硬化するものが挙げられる。
【００４０】
上記ブロックイソシアネート樹脂は、特に限定されず、代表的なポリイソシアネート類としては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート；１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，２−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂肪族環式イソシアネート；キシリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート；イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル等の脂環族イソシアネート；これらのヌレート体等の多量体及び混合物を用いることができる。
【００４１】
上記ブロック剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、フルフリルアルコール、アルキル基置換フルフリルアルコール、ベンジルアルコール等の脂肪族、芳香族又は複素環式アルコール；メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、アセトンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム類；カプロラクタム等を挙げることができる。これらのうち、オキシム類、アルコール類が好ましい。上記ベース塗料においては更に、上記ブロック剤を解離させるための触媒を用いることができる。
【００４２】
上記ブロックイソシアネートの配合量は、上記塗膜形成性樹脂の固形分に対して、２０〜１００重量％であることが好ましく、４０〜１００重量％であることがより好ましい。上記範囲外では、硬化が不足する。
【００４３】
本発明に用いるベース塗料に使用し得る顔料としては、上述の光干渉性薄片顔料と併用して他の光輝性顔料を含むことができ、例えば、上述の被塗装物に関して述べた光輝性顔料が挙げられる。これらの他の光輝性顔料を含むことにより、上記光干渉性薄片顔料と相俟って多様な意匠性を呈することができる。
【００４４】
上記光干渉性薄片顔料以外の他の光輝性顔料としては、形状は特に限定されず、更に着色されていても良いが、例えば、平均粒径（Ｄ50）が２〜５０μｍであり、厚さが０．１〜５μｍであるものが好ましい。また、平均粒径が１０〜３５μｍであるものが光輝感に優れ、更に好適に用いられる。
【００４５】
上記光干渉性薄片顔料以外の他の光輝性顔料は、上記光干渉性薄片顔料との合計量が本発明のベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として３〜２３重量％となるように配合することが好ましい。
上記光干渉性薄片顔料／上記他の光輝性顔料の配合量は、重量比で１００／０〜５０／５０であることが好ましい。上記他の光輝性顔料、なかでもマイカ粉等の偏平顔料の配合量が上記上限を超えると、光輝感過剰等、仕上がり外観に劣る場合がある。
【００４６】
上記ベース塗料は、上述の光干渉性薄片顔料と併用して、上述の被塗装物に関して述べたような、有機系や無機系の着色顔料、更に、体質顔料を含有してもよい。これらは１種又は２種以上を使用してもよい。
【００４７】
これらのうち、上記有機系着色顔料を上記光干渉性薄片顔料と併用することにより、光干渉多色性を抑えた意匠性を呈することができ、これにより意匠性の多様さを拡大して、使用者のニーズに合わせて選択の幅を広げることができる。
上記併用の方法としては特に限定されないが、マンセル表示において、ハイライト色とシェード色との間で色が移り変わって観察される光干渉多色性を呈する光干渉性薄片顔料に、上記ハイライト色とシェード色との間の何れかの色相を単独で呈する着色顔料を少なくとも１種類併存させる場合は、全体として、上記着色顔料の単独で呈する色が強調される一方、上記光干渉性薄片顔料が単独で呈する光干渉多色性の程度を抑えることができるので、好ましい。
【００４８】
上記併用における上記着色顔料の配合量は、固形分として、上記光干渉性薄片顔料１００重量部に対し１〜３０重量部であることが好ましく、上述のベース塗料の固形分１００重量部に対し０．２〜５．０重量部であることが好ましい。これらの下限未満では、上記着色顔料を添加することによる意匠性の多様化が効果的に実現されないことがあり、上限を超えると、上記光干渉性薄片顔料に基づく光干渉多色性が抑制されすぎ、意匠性の多様化に効率的ではない。
【００４９】
上記併用としては、例えば、上記光干渉性薄片顔料として、単独で上記ハイライト色としてグリーンを呈し、上記シェード色としてパープルを呈するクロマフレア グリーン／パープル（フレックスプロダクツ社製）を用い、上記有機系着色顔料として、色相環においてグリーンとパープルとの間の色であるブルーを単独で呈するファーストゲンブルー１０ＧＮ（大日本インキ化学工業社製）を併わせて用いる場合において、全体の色調としては、後者が単独で呈するブルーが強調される一方、前者が本来有する光干渉多色性の程度が抑えられる。
【００５０】
上記光干渉性薄片顔料、他の光輝性顔料及びその他の全ての顔料を含めた上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）は、一般的には３〜５０重量％であり、好ましくは４〜４０重量％である。５０重量％を超えると、塗膜物性に劣る。
【００５１】
本発明に用いるベース塗料は、上記各成分の他に添加剤を含むものであってもよい。上記添加剤としては特に限定されないが、例えば、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤を挙げることができる。上記粘性制御剤としては特に限定されないが、一般にチクソトロピー性を示すものを使用することができ、例えば、架橋性又は非架橋性重合体微粒子、脂肪酸アマイドの膨潤分散体、アマイド系脂肪酸、長鎖ポリアミノアマイドのリン酸塩等のポリアマイド系のもの；酸化ポリエチレンのコロイド状膨潤分散体等のポリエチレン系のもの；有機酸スメクタイト粘土、モンモリロナイト等の有機ベントナイト系のもの；ケイ酸アルミ、硫酸バリウム等の無機顔料；顔料の形状により粘性が発現する偏平顔料等を挙げることができる。
上記添加剤としては、上記粘性制御剤の他に、塗料に通常添加される添加剤、例えば、表面調整剤、酸化防止剤、消泡剤等を配合してもよい。これらの配合量としては、当業者が通常用いる量を使用する。
【００５２】
本発明のベース塗料の全固形分量は、１０〜７０重量％であることが好ましい。１０重量％未満であると、粘性が低すぎてなじみやムラ等の外観不良が発生し、７０重量％を超えると、粘性が高すぎて塗膜外観が低下するおそれがある。好ましくは、１５〜６０重量％である。
【００５３】
上記ベース塗料の塗料形態としては、水溶性、水分散性又はエマルションからなる水性型のほか、有機溶剤型、非水分散型、粉体型の何れでもよい。
本発明のベース塗料の製造方法としては特に限定されず、例えば、顔料等の配合物を所望により顔料分散樹脂等を用いて分散する等の当業者に周知の方法を使用することができる。
【００５４】
本発明の塗膜形成方法においては、上述の被塗装物に上記ベース塗料を塗布した後、クリヤー塗料を塗布する。
上記クリヤー塗料としては特に限定されず、例えば、塗膜形成性樹脂、硬化剤及びその他の添加剤からなるものを挙げることができる。
上記塗膜形成性樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、これらはアミノ樹脂及び／又はブロックイソシアネート樹脂等の硬化剤と組み合わせて用いられる。透明性又は耐酸エッチング性等の点から、アクリル樹脂及び／若しくはポリエステル樹脂とアミノ樹脂との組み合わせ、又は、カルボン酸・エポキシ硬化系を有するアクリル樹脂及び／若しくはポリエステル樹脂等を用いることが好ましい。
【００５５】
本発明の塗膜形成方法においては、上記クリヤー塗料は、好ましくは上述のベース塗料を塗装後、未硬化の状態で塗装するので、層間のなじみや反転、タレ等を防止するべく、上記ベース塗料について記載した粘性制御剤を含有することが好ましい。上記粘性制御剤の添加量は、上記クリヤー塗料の樹脂固形分１００重量部に対して０．０１〜１０重量部であることが好ましい。０．０１重量部未満であると、粘性制御効果が得られず、タレ等の不具合を招くおそれがあり、１０重量部を超えると、外観が低下する傾向にある。より好ましくは、０．０２〜８重量部であり、更に好ましくは、０．０３〜６重量部である。
【００５６】
上記クリヤー塗料中の固形分含有量は、好ましくは３０〜８０重量％であり、より好ましくは４０〜７０重量％であるが、塗布時の固形分含有量としては、好ましくは２５〜７５重量％であり、より好ましくは３０〜７０重量％である。
【００５７】
上記クリヤー塗料の塗料形態としては、水溶性、水分散性又はエマルションからなる水性型のほか、有機溶剤型、非水分散型、粉体型の何れでもよく、必要により、硬化触媒、表面調整剤等を用いることができる。
上記クリヤー塗料の調製方法としてはそれぞれ特に限定されず、例えば、従来公知の方法を用いることができる。
【００５８】
上記中塗り塗料、上記カラーベース塗料、上記ベース塗料及び上記クリヤー塗料を塗布する方法としては、それぞれ特に限定されず、例えば、当業者に知られた方法を用いることができる。このような方法としては、例えば、通称「リアクトガン」と言われるエアー静電スプレー；通称「マイクロ・マイクロ（μμ）ベル」、「マイクロ（μ）ベル」、「メタベル」等と言われる回転霧化式の静電塗装機等を用いることにより行うことができる。好ましくは、回転霧化式の静電塗装機等を用いる方法である。
【００５９】
上記被塗装物を２色以上に塗り分ける方法としては特に限定されず、例えば、基材に必要に応じ電着塗膜等を形成したものの片面全体に第１色を塗布した後、得られた塗膜のうち第１色を呈することとなる部分以外の部分に第２色を塗布し、更に必要に応じ第３色以下の色を呈することとなる部分に該当する色を重ね塗りする方法、又は、このように重ね塗りすることなく、該当する部分に各色を塗布する方法等が挙げられる。
【００６０】
上記ベース塗料を自動車車体等に対して塗装する場合には、意匠性を高めるために、エアー静電スプレーによる多ステージ塗装、好ましくは２ステージで塗装するか、又は、エアー静電スプレーと上記の回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装方法により行うことが好ましい。
【００６１】
上記クリヤー塗料は、上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％を超える場合には、少なくとも２回塗布する。１回以下では、上述のように多層構造を有する光干渉性薄片顔料が、約１〜１００μｍもの厚さを有するため、仕上がり塗膜の表面上に頭出しの状態となり、仕上がり外観や塗膜物性に劣る。本発明において、上記頭出しの状態を解消するために、クリヤー塗料を２回塗布すれば足りる。３回以上では、塗布回数に見合った効果が得られないので不経済であって工程の簡便化に反するのみならず、着色する等仕上がり外観がかえって劣る場合がある。
【００６２】
上記クリヤー塗料は、上記光干渉性薄片顔料が上記ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下である場合には、少なくとも１回塗布する。上記光干渉性薄片顔料は上述のように比較的厚い形状を有するものであるが、上記ＰＷＣが６重量％以下である場合には、仕上がり塗膜の上に頭出しの状態とならないので、上記クリヤー塗料は１回塗布することで足り、これにより工程の簡便化を一層図ることができる。従って、２回以上塗布することも可能であるが、経済性や工程簡便化の点からその必要はない。
本発明においては、このように、上記光干渉性薄片顔料のＰＷＣに応じて上記クリヤー塗料の塗布回数を選択することにより、平滑性等の優れた仕上がり外観と経済性や工程簡便化とを両立することができる。
【００６３】
上記各塗膜の乾燥膜厚は、用途により変化するが、それぞれ、中塗り塗膜５〜４５μｍ、カラーベース塗膜５〜３５μｍ、ベース塗膜５〜３５μｍであり、クリヤー塗膜は、総膜厚として１０〜８０μｍであり、１回の塗布によるクリヤー塗膜として２５〜４０μｍである。これらの上限を超えると、鮮映性が低下したり、塗装時にムラ、流れ等の不具合が起こることがあり、下限を下回ると、下地の凹凸が隠蔽できず、膜切れが発生したりする。
【００６４】
上記中塗り塗膜及び／又は上記カラーベース塗膜は、優れた意匠性と仕上がり外観を得る点で、上記ベース塗料を塗布する前に、１００〜１８０℃、好ましくは１２０〜１６０℃で焼き付け硬化を行うことが好ましい。硬化時間は硬化温度により変化するが、１２０〜１６０℃で１０〜６０分間が適当である。
上記中塗り塗膜及び／又は上記カラーベース塗膜は、上記焼き付け硬化を行う前に、一定時間室温で放置することによって、水分や溶剤を揮散させ、塗膜を予め乾燥させてもよい。
【００６５】
本発明においては、上記クリヤー塗料は、上記ベース塗膜を上記焼き付け条件により硬化させた後に塗布することもできるが、工程数の低減化の点から、上記ベース塗膜を硬化させることなく、ウエット・オン・ウエット方式により上に塗装してから一度に焼き付け硬化を行う、いわゆる２コート１ベーク法により行うことが好ましい。
上記ベース塗料を塗装後クリヤー塗料を塗装する前に、一定時間室温で放置、又は、例えば６０〜１００℃未満にて２〜１０分間加熱することによって塗膜を予め乾燥させるプレヒート工程を施すこともでき、この工程を施すことにより高い架橋度の硬化塗膜が得られる。
【００６６】
上記クリヤー塗料塗装後の焼き付け硬化は、通常、１００〜１８０℃にて行うことができ、これにより高い架橋密度の硬化塗膜が得られる。１００℃未満であると、硬化が充分ではなく、１８０℃を超えると、塗膜が固く脆くなる。好ましくは、１２０〜１６０℃である。硬化時間は硬化温度により変化するが、１２０〜１６０℃で１０〜６０分間が適当である。
【００６７】
このようにして得られる中塗り塗膜及び必要に応じてカラーベース塗膜、並びに、ベース塗膜及びクリヤー塗膜からなる膜厚の合計は、通常３０〜３００μｍである。３００μｍを超えると、冷熱サイクル等の膜物性が低下し、３０μｍ未満であると、膜自体の強度が低下する。好ましくは、５０〜２５０μｍである。
【００６８】
本発明の塗膜形成方法は、少なくとも２色に塗り分けられた被塗装物であって、これらの色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０である被塗装物に、光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を塗布する工程を含むものであるので、上記塗り分けられた被塗装物に基づくトーンの異なる色調、及び、上記光干渉性薄片顔料に基づく多色に色が移り変わる意匠性を併有する優れた外観を呈する塗膜が得られ、多様な意匠性に対するニーズに応じることができる。
【００６９】
本発明の塗膜形成方法は、また、上述のように予め少なくとも２色に塗り分けられた被塗装物に、上記ベース塗料を塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含むものであるので、多色に塗り分けられた仕上がり塗膜を得る従来の塗膜形成方法のように、ベース塗料の塗布、クリヤー塗料の塗布及び焼き付け硬化を繰り返して多色性を出すために色を重ね塗りする工程が不要となることから、従来よりも簡便な工程により行うことができる。
本発明の塗膜形成方法は、このような有利な効果を奏するので、特にツートーンカー等の多色に塗り分けられた自動車車体の塗装に好適に適用される。
【実施例】
【００７０】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。部、％は、それぞれ重量部、重量％を意味する。
製造例 ベース塗料の製造
熱硬化性アクリル樹脂（水酸基価４５、酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、数平均分子量２１０００、固形分５０％、日本ペイント社製）１２６．０部、ブチル化メラミン樹脂（ユーバン２０Ｎ６０、固形分６０％、三井東圧社製）４５．０部、アクリル系表面調整剤０．２部、架橋樹脂粒子（構造粘性付与剤、固形分２０％、日本ペイント社製）３５．０部、ｎ−ブタノール２．２部、トルエン２．４部及び顔料を混合し、ベース塗料を製造した。顔料としては、光干渉性薄片顔料（クロマフレア グリーン／パープル（ＧＲ／Ｐ）＃１９０、フレックスプロダクツ社製）をベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６．０重量％、黒色顔料（ラーベン５０００ウルトラ３、コロンビア社製カーボンブラック）をＰＷＣ０．３重量％及び青色顔料（ファーストゲンブルー１０ＧＮ、大日本インキ化学工業社製）をＰＷＣ０．７重量％用いた。
【００７１】
実施例、比較例
（塗膜形成方法）
１）２０ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ０．８ｍｍのダル鋼板をリン酸亜鉛処理した後、カチオン電着塗料（パワートップＵ−５０、日本ペイント社製）を乾燥膜厚２０μｍとなるように塗布し１６０℃で３０分間加熱硬化させた。その上に第１色の中塗り塗料を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプレー塗装し、室温で約３分間放置後、１４０℃で２０分間加熱して硬化させ、Ｌ値を測定した。得られた塗膜の半分に、更に第２色の中塗り塗料を乾燥膜厚３０μｍとなるようにスプレー塗装し、室温で約３分間放置後、１４０℃で２０分間加熱し硬化させて、Ｌ値を測定し、下地塗膜を得た。
用いた中塗り塗料は、実施例１について第１色としてグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２グレー、日本ペイント社製）及び第２色としてダークグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２ダークグレー、日本ペイント社製）、実施例２について第１色としてブラック色中塗り塗料（オルガＰ−２ブラックグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２グレー、日本ペイント社製）、比較例１について第１色としてライトグレー色中塗り塗料（オルガＰ−２ライトグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてホワイト色中塗り塗料（オルガＰ−２ホワイト中塗、日本ペイント社製）、比較例２について第１色としてブラック色中塗り塗料（オルガＰ−２ブラックグレー、日本ペイント社製）及び第２色としてホワイト色中塗り塗料（オルガＰ−２ホワイト中塗、日本ペイント社製）であった。Ｌ値は、ミノルタＣＲ−３００（ミノルタ社製）を用いて測定し、表１に示した。
【００７２】
２）この下地塗膜を水平に設置したものと垂直に設置したもののそれぞれについて、製造例で得たベース塗料を乾燥膜厚１５μｍとなるように内部印加型のメタベルを用い、印加電圧−６０ｋＶ、回転数２５０００ｒｐｍ、シェービングエアー圧３．５ｋｇ／ｃｍ2 、吐出量２５０ｃｃ／分で２ステージ塗装した。２回の塗布の間に、１．５分間のインターバルを行い、２回目の塗布後に７分間セッティングを行った。
３）次いで、ウエット・オン・ウエットでクリヤー塗料（スーパーラック Ｏ−３８１クリヤー、日本ペイント社製酸・エポキシ硬化型アクリル樹脂系塗料）を、乾燥膜厚が３０μｍとなるようにマイクロマイクロベルを用いて、印加電圧−９０ｋＶ、回転数２５０００ｒｐｍ、シェービングエアー圧１．５ｋｇ／ｃｍ２、吐出量２８０ｃｃ／分で、１ステージの回転霧化型静電塗装をし、７分間セッティングした。
４）最後に、得られた塗装板を乾燥機で１４０℃で２０分間焼き付けを行い、評価用塗膜を得た。
【００７３】
（評価）得られた評価用塗膜について、下記評価を行った。結果を表１に示す。
１．外観
評価用塗膜として上述の下地塗膜を水平に設置したものと垂直に設置したもののそれぞれについて上述のようにベース塗料及びクリヤー塗料を塗布し焼き付けたものを用意し、それぞれの外観をウェーブスキャン（ビッグケミー社製）のＧ値（ＳＷ）により評価した。数値の小さいもの程、良好な外観が得られたことを示す。
【００７４】
２．光干渉多色性
下地塗膜の第１色塗布部分及び第２色塗布部分の各仕上がり塗膜について、目視により光干渉多色性を下記の基準に従って評価した。
◎：充分に濃色の光干渉多色性を呈する。
○：濃色の光干渉多色性を呈する。
△：やや濃色の光干渉多色性を呈する。
×：淡色の光干渉多色性を呈する。
【００７５】
３．塗り分けに基づく多色性
下地塗膜の塗り分けに基づく仕上がり塗膜の多色性について、目視により下記の基準に従って評価した。
◎：多色性が明瞭である。
△：多色性の明瞭さがやや低い。
×：多色性が明瞭でない。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１から、下地塗膜を塗り分けた色のＬ値の差が１５未満である比較例１及び７０を超える比較例２の何れにおいても、上記塗り分けによる多色性や光干渉多色性に劣り、意匠性が不充分であるが、Ｌ値の差が１５〜７０の範囲内である実施例では、上記塗り分けによる多色性や光干渉多色性ともに良好で意匠性に優れていることが分かった。
【００７８】
本発明の塗膜形成方法は、上述の構成を有することから、上述の光干渉性薄片顔料を用い、多色に塗り分けられた塗膜を得る塗装系において、光干渉多色性及び塗り分けによる多色性を有する優れた意匠性と仕上がり外観とを両立する塗膜を幅広い範囲で且つ簡便な工程で提供することができるので、特に自動車車体の塗装において、意匠性に対する顧客ニーズが多様であっても幅広く応じることができ、コスト削減等経済性にも優れる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、
前記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、前記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
Ｌ値の差は、１５〜６０である請求項１記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
被塗装物は、Ｌ値が７５以下である請求項１又は２記載の塗膜形成方法。
【請求項４】
光干渉性薄片顔料は、ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下であり、
クリヤー塗料は少なくとも１回塗布するものである請求項１、２又は３記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
クリヤー塗料は、１回の塗布により乾燥膜厚が２５〜４０μｍとなるように塗布するものである請求項４記載の塗膜形成方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の塗膜形成方法によって形成されてなる塗膜を有する基材。
【請求項１】
光干渉性薄片顔料を含有するベース塗料を被塗装物に塗布する工程、及び、クリヤー塗料を塗布する工程を含む塗膜形成方法であって、
前記被塗装物は、少なくとも２色に塗り分けられたものであり、前記被塗装物の色のうち何れかの２色についてＬ値の差が１５〜７０であることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
Ｌ値の差は、１５〜６０である請求項１記載の塗膜形成方法。
【請求項３】
被塗装物は、Ｌ値が７５以下である請求項１又は２記載の塗膜形成方法。
【請求項４】
光干渉性薄片顔料は、ベース塗料の固形分に対する顔料重量濃度（ＰＷＣ）として６重量％以下であり、
クリヤー塗料は少なくとも１回塗布するものである請求項１、２又は３記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
クリヤー塗料は、１回の塗布により乾燥膜厚が２５〜４０μｍとなるように塗布するものである請求項４記載の塗膜形成方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の塗膜形成方法によって形成されてなる塗膜を有する基材。
【公開番号】特開２０１１−２５１２８７（Ｐ２０１１−２５１２８７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７９１７（Ｐ２０１１−２０７９１７）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【分割の表示】特願２００１−２８１２４（Ｐ２００１−２８１２４）の分割
【原出願日】平成１３年２月５日（２００１．２．５）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【分割の表示】特願２００１−２８１２４（Ｐ２００１−２８１２４）の分割
【原出願日】平成１３年２月５日（２００１．２．５）
【出願人】（０００２３００５４）日本ペイント株式会社 (626)
【Ｆターム（参考）】
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