特許 7433853 複層塗膜の形成方法及び複層塗膜

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】複層塗膜の形成方法及び複層塗膜

(51)【国際特許分類】

   B05D 1/38 20060101AFI20240213BHJP

   B05D 5/06 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

B05D1/38

B05D5/06 101B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019209194

(22)【出願日】2019-11-19

(65)【公開番号】P2021079338

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-04-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000157083

【氏名又は名称】トヨタ自動車東日本株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082876

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 一幸

(74)【代理人】

【氏名又は名称】柿本 恭成

(74)【代理人】

【識別番号】100178906

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 充和

(72)【発明者】

【氏名】宮島 聡

(72)【発明者】

【氏名】藤井 拓也

(72)【発明者】

【氏名】鹿内 康平

【審査官】市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６４－０１８４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５２２１８２２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１３／０３９０６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６３－１４３９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００７４９６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６

Ｂ３２Ｂ１／００－４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中塗り塗着層を硬化させた中塗層上に、第１色塗着層を硬化させた第１色層と第２色塗着層を硬化させた第２色層とを互いに隣接して設けた複層塗膜の形成方法において、
第１色塗料の塗着状態における表面張力を、前記中塗り塗着層を形成する中塗り塗料の塗着状態における表面張力より低くなるように調整し、
前記中塗り塗着層が前記第１色塗料のダストを沈み込ませることが可能な湿潤状態でこの中塗り塗着層上の一部に前記第１色塗料を塗布して前記第１色塗着層を形成し、
前記中塗り塗着層上の前記第１色塗着層に隣接する領域に付着した前記第１色塗料のダストを、前記第１色塗着層より前記中塗り塗着層の内部側に沈み込ませ、
前記領域に第２色塗料を塗布して前記第２色塗着層を形成する、複層塗膜の形成方法。

【請求項2】

前記中塗り塗着層の塗着粘度を第１色塗着層の塗布時に１００Ｐａ・Ｓ以上１２００Ｐａ・Ｓ以下にするとともに、前記第１色塗着層の塗着粘度を３．５Ｐａ・Ｓ以上１０．３Ｐａ・Ｓ以下にする、請求項１に記載の複層塗膜の形成方法。

【請求項3】

前記第１色塗料の硬化開始温度を前記中塗り塗料の硬化開始温度以上にする、請求項１又は２に記載の複層塗膜の形成方法。

【請求項4】

前記中塗り塗着層の塗着時固形分濃度を８５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下にするとともに、前記第１色塗着層の塗着時固形分濃度を６５ｗｔ％以上７５ｗｔ％以下にする、請求項１乃至３の何れかに記載の複層塗膜の形成方法。

【請求項5】

前記請求項１乃至４の何れかに記載の複層塗膜の形成方法により形成された複層塗膜。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１色層と第２色層とが互いに隣接して中塗層上に設けられた複層塗膜の形成方法及び複層塗膜に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車車体等の被塗装物に複層塗膜を形成するには、電着塗装後の車体にウエットオンウエット方式などにより、中塗り塗料、色塗料及びクリヤ塗料を塗布して硬化させることが一般的に行われている。

【0003】

ツートンカラーのように所定の領域毎に異なる色に配色する場合には、例えば電着塗膜上に塗布された中塗り塗料の塗着層上の一部の領域に、第１色塗料を塗布して塗着層を形成し、マスキングを適宜施してから、中塗り塗料の塗着層上の第１色塗着層に隣接する領域に第２色塗料を塗布して塗着層を形成している。

【0004】

このような塗装工程では、中塗り塗料上に第１色を塗布する際、中塗り塗料上の第２色塗料を塗布する領域に第１色塗料のダストが付着する。そのため第２色塗料で被覆することで、中塗り塗料上の第１色塗料のダストを隠蔽していた。
ところが、単に第１色塗料のダストに対して第２色塗料を塗布することで被覆するだけでは、塗着層を硬化して得られた複層塗膜の外部から、僅かな色の差で第１色塗料のダストが視認されることがあるため、さらに隠蔽性を向上することが検討されている。

【0005】

例えば特許文献１などでは、アルミニウム粉末および酸化チタン白顔料を含有してなる隠蔽性の高い白色系塗料を使用し、３コート１ベイク方式（３Ｃ１Ｂ）により黒色等の第１色が透けて見えることを防止して複層白色塗膜を形成する方法が提案されている。

【0006】

また図３に示すように、電着塗膜からなる基部層１１に塗布された中塗層１２上に第１色塗料を塗布して第１色塗着層２３を形成して乾燥させた後、第１色塗料のダスト１７上に、第２色塗料を２回塗装することで、第２色塗料からなる第２色塗着層２４を厚く設けて乾燥させ、さらにマイカ等を分散した塗料の塗着層２５及びクリヤ塗料の塗着層２６を積層して加熱乾燥することで隠蔽層１５及びクリヤ層１６を設けることにより、外部から第１色塗料のダスト１７が視認されることを防止した複層塗膜３０を形成する工法も実施されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平１１－２２６４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、図３に示す工法では、中塗層上に互いに隣接して第１色層と第２色層とを設ける複層塗膜では、第１色塗料のダストを確実に隠蔽して優れた外観品質の複層塗膜を形成するには、第２色塗料からなる第２色層を十分に厚く形成しなければならない。
そのため、例えば一度に厚い塗着層を形成することが困難なため、塗布回数を多くしたり、乾燥して硬化させる回数を多くしたりするなど、塗装費用も嵩み手間も要するという問題点があった。

【0009】

そこで本発明は、中塗り塗着層に第１色塗料のダストが付着していても、第２色層を通して視認されることがなく、外観品質の優れた複層塗膜を容易に得ることができる複層塗膜の形成方法を提供することを一目的とし、また第１色塗料のダストが第２色層を通して視認されることがない優れた外観品質の複層塗膜を提供することを他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記一目的を達成する本発明の複層塗膜の形成方法は、中塗り塗着層を硬化させた中塗層上に、第１色塗着層を硬化させた第１色層と第２色塗着層を硬化させた第２色層とを互いに隣接して設けた複層塗膜の形成方法において、第１色塗料の塗着状態における表面張力を、中塗り塗着層を形成する中塗り塗料の塗着状態における表面張力より低くなるように調整し、前記中塗り塗着層が第１色塗料のダストを沈み込ませることが可能な湿潤状態でこの中塗り塗着層上の一部に第１色塗料を塗布して第１色塗着層を形成し、中塗り塗着層上の第１色塗着層に隣接する領域に付着した第１色塗料のダストを、第１色塗着層より中塗り塗着層の内部側に沈み込ませ、前記領域に第２色塗料を塗布して第２色塗着層を形成する方法である。

【0011】

本発明の複層塗膜の形成方法では、中塗り塗着層の塗着粘度を第１色塗着層の塗布時に１００Ｐａ・Ｓ以上１２００Ｐａ・Ｓ以下にするとともに、第１色塗着層の塗着粘度を３．５Ｐａ・Ｓ以上１０．３Ｐａ・Ｓ以下にするのが好適である。
また本発明の複層塗膜の形成方法では、第１色塗料の表面張力を中塗り塗料の表面張力以下にするのがよく、さらに第１色塗料の硬化開始温度を中塗り塗料の硬化開始温度以上にするのがよい。

【0012】

上記他の目的を達成する本発明の複層塗膜は、上記のような複層塗膜の形成方法により形成された複層塗膜である。

【発明の効果】

【0013】

本発明の複層塗膜の形成方法によれば、中塗り塗着層上の一部に第１塗料を塗布して第１色塗着層を形成する際、中塗り塗着層上の第１色塗着層の隣接領域に付着した第１色塗料のダストを第１色塗着層より中塗り塗着層の内部側に沈み込ませ、その後に隣接領域に第２色塗料を塗布して第２色塗着層を形成する。
そのため第１色塗着層の隣接領域に第１色塗料のダストが付着していても、ダストが中塗り塗着層上に大きく突出することがない。これにより中塗り塗着層上に第２色塗料を塗布して第２色塗着層を形成しても、第１色塗料のダストにより第２色塗着層の厚みが局部的に薄くなることを防止できる。

【0014】

よって、第２色塗着層全体の厚みを薄く形成しても、第２色塗着層を硬化させた第２色層全体で十分な隠蔽性を確保することができる。その結果、外部から視認した際、第１色塗料のダストが第２色層を通して視認されることがなく、外観品質の優れた複層塗膜を容易に形成することができる。

【0015】

本発明の複層塗膜の形成方法では、特に、中塗り塗着層の塗着時固形分濃度及び第１色塗着層の塗着時固形分濃度をそれぞれ所定範囲に調整することにより、第１色塗着層が中塗り塗着層へ沈み込んで第１色塗着層と中塗り塗着層とが混ざることを抑制しつつ、第１色塗料のダストを中塗り塗着層に沈み込ませることができ、また第１色塗着層の表面の平滑性を確保することができる。そのため、より確実に外観品質の優れた複層塗膜を形成することができる。

【0016】

本発明の複層塗膜の形成方法では、第１色塗料の表面張力と中塗り塗料の表面張力とを所定関係に調整することで、第１色塗着層が中塗り塗着層へ沈み込んで第１色塗着層と中塗り塗着層とが混ざることを抑制できる。

【0017】

さらに本発明の複層塗膜の形成方法では、第１色塗料の硬化開始温度と中塗り塗料の硬化開始温度とを所定の相対関係にすることで、中塗り塗着層と第１色塗着層及び第２色塗着層の硬化時に、中塗り塗着層が硬化を開始する時点で第１色塗着層が流動性を有して中塗り塗着層より遅れて硬化を開始するため、中塗層上に安定した第１色層を形成でき、得られる複層塗膜の外観を向上できる。

【0018】

さらに、本発明の複層塗膜によれば、第１色層を構成する第１色塗料のダストが、第２色層に対応する領域における中塗層に、第１色層よりも内部側に沈み込んだ状態で存在する。そのため、第２色層に対応する領域の中塗層に第１色塗料のダストが存在していても、中塗層の表面からダストが大きく突出することがなく、ダストが存在する位置における中塗層の界面の凹凸を小さくすることができる。

【0019】

これにより中塗層上の第２色層に厚みのバラツキが生じ難く、第２色層が薄肉であっても第２層の全体で十分な隠蔽性を確保できる。その結果、複層塗膜を外部から視認した際、第１色塗料のダストが第２色層を通して視認されるようなことがなく、複層塗膜の優れた外観品質を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態における複層塗膜の部分拡大断面図である。

【図2】（ａ）乃至（ｅ）は本発明の実施形態における複層塗膜の形成途中を示す。

【図3】従来の複層塗膜の一例を示す部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態における複層塗膜及びその形成方法について詳細に説明する。
複層塗膜１０は、被塗装物の表面に設けられた図１に示すような積層膜であり、基部層１１に設けられた中塗層１２上に、第１色層１３と第２色層１４とが互いに隣接して設けられている。本実施形態では、第１色層１３が黒色を呈し、第２色層１４が白色を呈している。また第２色層１４はカラーベースであり、第２色層１４上には、マイカが含有及び分散された隠蔽層１５とクリヤ層１６とが積層されている。

【0022】

被塗装物は、鋼材、ステンレス鋼、アルミニウム等の各種の金属基材、各種のプラスチック基材などにより平坦又は立体形状に形成された各種の部材であり、例えば自動車、二輪車等の車体、電気製品の外装体等である。本実施形態では、鋼板を立体形状に成形して接合された自動車車体が被塗装物とした例を主として用いている。

【0023】

複層塗膜１０の基部層１１は、被塗装物の表面自体であってもよいが、被塗装物の表面に各種の表面処理が施されたプライマー層であってもよい。本実施形態では、被塗装物の表面に電着塗装が施された電着塗膜からなる。

【0024】

この複層塗膜１０は、第１色層１３を形成する際に生じた第１色塗料のダスト１７が、第２色層１４に対応する領域の中塗層１２に存在し、中塗層１２の内部側に第１色層１３よりも沈み込んだ状態で配置されている。そして第２色層１４は、第１色塗料のダスト１７が沈み込んだ状態の中塗層１２に積層して形成されている。

【0025】

このような複層塗膜１０によれば、第１色塗料のダスト１７が中塗層１２の内部側に沈み込んだ状態で存在するため、第２色層１４に対応した領域の中塗層１２に第１色塗料のダスト１７が存在していても、中塗層１２の表面からダスト１７が大きく突出することがなく、中塗層１２の界面が平坦に形成されている。

【0026】

そのため、中塗層１２上に第２色層１４を形成しても、厚みにバラツキが生じ難く、第２色層１４がダスト１７の存在する部位で局部的に過剰に薄くなることがなく、第２色層１４の全体で十分な隠蔽性を確保できる。これにより第２色層１４を厚く設けなくても、第２色層１４を通して第１色塗料のダスト１７が視認されるようなことを防止でき、優れた外観品質を実現できる。

【0027】

本実施形態において、このような複層塗膜１０を形成するには、閉空間内を所定条件に保つことで形成された塗装雰囲気下で、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に示すように、各塗料をウエットオンウエット方式で順次積層することとともに、適宜加熱乾燥させて硬化することにより形成することができる。以下に、その形成方法について説明する。

【0028】

被塗装物には、予め電着塗膜からなる基部層１１が硬化された状態で形成されている。被塗装物を塗装雰囲気下に配置し、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装機などの適当な塗装手段を用いて、図２（ａ）に示すように、被塗装物の基部層１１に中塗り塗料を塗布し、塗装雰囲気下で揮発分を揮発させた状態で湿潤状態の中塗り塗着層２２を形成する。

【0029】

中塗り塗料としては、有機溶剤に分散させた樹脂成分と硬化剤とを含有する公知の塗料などが用いられる。中塗り塗料には、必要に応じて、例えば粘性付与剤、流動調整剤、顔料分散剤等の各種添加剤を配合することができる。樹脂成分には、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂等が挙げられ、具体的にはカルボキシ基を有するアクリル樹脂またはポリエステル樹脂等が用いられる。硬化剤は、例えばメラミン樹脂、ブロックポリイソシアネート等である。また塗装色に応じて各種の顔料が含有されていてもよい。

【0030】

有機溶剤としては、例えば、キシレン等の芳香族系溶剤；ミネラルスピリット等の脂肪族系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、１－メトキシ－２－プロピルアセテート、２－エトキシエチルプロピオネート、３－メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びメチルアミルケトン等のケトン系溶剤；イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、及び２－エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。

【0031】

このような中塗り塗料を基部層１１上に塗布することで、例えば１０～４０μｍの厚みの中塗り塗着層２２を形成する。本実施形態では、中塗り塗着層２２は単独では加熱乾燥を施さない状態で湿潤状態で形成される。このとき、固形分濃度や粘度などが所望の範囲となるようにして中塗り塗着層２２を形成するが、詳細については後述する。

【0032】

次いで、図２（ｂ）に示すように、中塗り塗着層２２上の一部の領域に、第１色塗料をエアスプレー、静電塗装機などの適当な塗装手段を用いて塗布し、塗装雰囲気下で揮発分を揮発させて第１色塗着層２３を形成する。第１色塗料は、塗膜形成性の樹脂成分、硬化剤、顔料、溶剤、必要に応じて添加される各種の添加成分を配合して調製されたものである。

【0033】

樹脂成分としては、塗料用の樹脂成分として用いられる各種の樹脂が用いられる。例えば、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、及びウレタン樹脂等から選ばれる少なくとも一種であり、かつ、官能基として、水酸基、カルボキシル基、ケイ素含有基、エポキシ基、及び、ブロックされていてもよいイソシアネート基を有する樹脂が挙げられる。

【0034】

硬化剤としては、前記樹脂成分中の官能基と反応するメラミン樹脂、尿素樹脂、ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物、カルボキシル基含有化合物、及びエポキシ基含有化合物等が挙げられる。

【0035】

顔料としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、黒鉛、黒酸化鉄（四三酸化鉄）、黒酸化チタン、銅マンガンブラック、銅クロムブラック、コバルトブラック、シアニンブラック及びアニリンブラック等の黒色顔料；フタロシアニン系、インダンスロン系及びインジゴ系等の青色顔料；アゾ系ジケトピロロピロール系ペリレン系ペリノン系及び酸化鉄等の赤色顔料等が挙げられる。本実施形態では、黒色顔料を用いている。

【0036】

溶剤としては、例えば、キシレン等の芳香族系溶剤；ミネラルスピリット等の脂肪族系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、１－メトキシ－２－プロピルアセテート、２－エトキシエチルプロピオネート、３－メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びメチルアミルケトン等のケトン系溶剤；イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、及び２－エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。

【0037】

この第１色塗料には、必要に応じて、例えば粘性付与剤、流動調整剤、光安定剤、紫外線吸収剤、体質顔料、及び顔料分散剤等の各種添加剤を配合することができる。

【0038】

本実施形態では、このような第１色塗料を中塗り塗着層２２上に塗布することで、１０～４０μｍの厚みの第１色塗着層２３を中塗り塗着層２２上の所定の領域に形成する。

【0039】

第１色塗料を中塗り塗着層２２上の所定領域に塗布して第１色塗着層２３を形成する際には、飛散した第１色塗料のダスト１７が中塗り塗着層２２上の第１色塗着層２３に隣接する隣接領域にも付着する。
本発明では、この中塗り塗着層２２に付着した第１色塗料のダスト１７を、図２（ｃ）に示すように、中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませる。ここでは第１色塗着層２３を出来るだけ沈ませずに中塗り塗着層２２上に維持しつつ、第１色塗料のダスト１７を第１色塗着層２３よりも中塗り塗着層２２の内部側へ沈み込ませる。

【0040】

ここで、第１色塗料のダスト１７を第１色塗着層２３よりも中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませるとは、第１色塗料のダスト１７における少なくとも一部、好ましくは全部を、第１色塗着層２３と中塗り塗着層２２との界面よりも被塗装物側に配置することである。望ましくは、第２色塗着層２４に対応する領域の中塗り塗着層２２に付着したより多くの第１色塗料のダスト１７が中塗り塗着層２２の内部に配置されて、中塗り塗着層２２の表面が平滑に形成されるのがよい。

【0041】

第１色塗着層２３よりも中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませるには、塗装雰囲気下或いは大気下で放置することで沈み込む場合には、所望の沈み込み状態まで放置してもよい。本実施形態では、第１色塗着層２３を中塗り塗着層２２上に維持しつつ第１色塗料のダスト１７を沈み込ませるために、中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度と第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度とを所定範囲となるように調整した状態で、中塗り塗着層２２上に第１色塗料を塗布するのがよい。

【0042】

この塗着時固形分濃度とは、塗料を被塗布物に塗布して未硬化の状態のまま塗装ブースのような温度、湿度が管理された条件下で形成した塗着層の質量に対する硬化後の質量の割合である。

【0043】

この塗着時固形分濃度は、例えば、各塗料の成分や溶剤の選択、溶剤による希釈率、各塗料の塗布条件、塗装ブースの温度、湿度、塗布されたからの時間などにより調整可能である。

【0044】

このような塗着時固形分濃度について、本実施形態では、中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度を８５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下にするとともに、第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度を６５ｗｔ％以上７５ｗｔ％以下にするのが好適である。より好ましくは、中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度を８５．５ｗｔ％以上８８．５ｗｔ％以下にするとともに、第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度を６５ｗｔ％以上７５ｗｔ％以下にする。

【0045】

このように、中塗り塗着層２２及び第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度を上記の範囲とすることで、中塗り塗着層２２の塗着粘度を１００Ｐａ・ｓ以上１２００Ｐａ・ｓ以下とすることができ、より好ましくは、１２０Ｐａ・ｓ以上９００Ｐａ・ｓ以下とすることができる。また、第１色塗着層２３の塗着粘度を３．５Ｐａ・ｓ以上１０．３Ｐａ・ｓ以下とすることができ、より好ましくは、５Ｐａ・ｓ以上７Ｐａ・ｓ以下とすることができる。

【0046】

上記した中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度や塗着粘度が過剰に低いと、第１色塗着層２３を塗着させた際、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３とが混ざり易く、混層となってしまう結果、得られる複層塗膜１０における第１色層１３の表面を平滑に形成し難く、肌、艶等の品質を確保し難くなる。
一方、中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度や塗着粘度が過剰に高いと、第２色塗着層２４に対応する領域の中塗り塗着層２２に付着した第１色塗料のダスト１７を、中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませ難くなる。

【0047】

また、このような第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度や塗着粘度が過剰に低いと、第１色塗着層２３を塗着した際、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３とが混ざり易く、混層となってしまうことで、得られる複層塗膜１０における第１色層１３の表面を平滑に形成し難く、肌、艶等の品質を確保し難くなる。
一方、第１塗着層２３の塗着時固形分濃度や塗着粘度が過剰に高いと、第２色塗着層２４に対応する領域の中塗り塗着層２２に付着した第１色塗料のダスト１７を中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませ難くなる。

【0048】

本実施形態では、第１色塗着層２３を中塗り塗着層２２上に維持しつつ第１色塗料のダスト１７を中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませるために、中塗り塗着層２２及び第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度をそれぞれ調整することに加え、第１色塗料の表面張力と中塗り塗料の表面張力とを所定関係に調整するのがよい。第１色塗料の表面張力や中塗り塗料の表面張力は、例えばポリシロキサン等の表面調整剤を添加したり、添加量を調整したりすることにより調整可能である。

【0049】

具体的には、第１色塗料の塗着状態における表面張力を中塗り塗料の塗着状態における表面張力以下にすることが好適である。このようにすることで、第１色塗着層２３が中塗り塗着層２２へ沈み込んで第１色塗着層２３と中塗り塗着層２２とが混ざることを抑制でき、得られる複層塗膜の第１色層１３をより平滑にし、外観品質を向上し得る。

【0050】

さらに本実施形態では、第１色塗着層２３よりも中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませるために、中塗り塗着層２２及び第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度をそれぞれ調整することに加え、さらに第１色塗料の硬化開始温度と中塗り塗料の硬化開始温度との相対関係を設定するのがよい。
これらの塗料の硬化開始温度は、例えば温度変化に対する粘度の変化などから測定することができる。

【0051】

具体的には、第１色塗料の硬化開始温度を中塗り塗料の硬化開始温度以上にするのが好適である。このようにすれば、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３及び第２色塗着層２４の硬化時に、中塗り塗着層２２が硬化を開始する時点で第１色塗着層２３が流動性を有しており、第１色塗着層２３が中塗り塗着層２２より遅れて硬化を開始するため、中塗層１２上に平滑な第１色層１３を形成し得る。

【0052】

本実施形態では、このようにして第１色塗着層２３を中塗り塗着層２２上に維持しつつ、第１色塗料のダスト１７を第１色塗着層２３よりも中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませた後、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３とを加熱乾燥することで、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３とを硬化させて、中塗層１２と第１色層１３とを形成する。これにより、第１色層１３の隣接領域に存在する第１色塗料のダスト１７は、中塗層１２の内部に沈み込んだ状態で硬化し、第２色層１４に対応する領域では平滑な表面が形成される。

【0053】

次いで図２（ｄ）に示すように、第１色塗着層２３に対応する領域にマスキングを施した後、第１色塗着層２３に隣接する中塗層１２上の隣接領域に、第２色塗料をエアスプレー、エアレススプレー、静電塗装機などの適当な塗装手段を用いて塗布し、塗装雰囲気下で揮発分を揮発させて第２色塗着層２４を設ける。このようにして、第１色塗料のダスト１７が沈み込んだ領域を含む中塗り塗着層２２上の所定領域に、第２色塗料を塗布して第２色塗着層２４を設ける。

【0054】

本発明における第２色塗料としては、第１色塗料として例示したものを同様に使用することができる。その場合、顔料を異ならせる他は、塗膜形成性の樹脂成分、硬化剤、溶剤、各種の添加成分なども、第１色塗料と同様のものを使用することが可能である。

【0055】

このような第２色塗料を塗布して中塗層１２上に形成した第２色塗着層２４は、加熱乾燥させてもよいが、本実施形態では、工程を簡略化するため、加熱乾燥して硬化することなく、湿潤状態のままで次の隠蔽層１５を形成するための工程に進む。

【0056】

次いで図２（ｅ）に示すように、第２色塗着層２４に対応する領域に、公知のマイカ含有塗料を塗布し、隠蔽層１５を形成するためのマイカ含有塗料の塗着層２５を積層する。このマイカ含有塗料としては、第２色塗料と相溶性を有する塗膜形成性の樹脂成分、硬化剤、溶剤、各種の添加成分などを含有するもので、各種のマイカを含有して均一に分散している公知の塗料を使用可能である。

【0057】

その後、第２色塗着層２４に対応する領域にクリヤ塗料を塗布することで、マイカ含有塗料の塗着層２５上にクリヤ塗料の塗着層２６積層する。クリヤ塗料としては、公知のものが適宜使用でき、例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂等と、ブロックポリイソシアネート、メラミン樹脂および尿素樹脂などの架橋剤と、その他の添加剤とを、有機溶剤に溶解または分散させた塗料を用いてもよい。

【0058】

本実施形態では、中塗層１２の第１色層１３を除いた残部からなる領域に、これらの第２色塗着層２４、マイカ含有塗料の塗着層２５及びクリヤ塗料の塗着層２６を積層した状態で加熱乾燥することにより、これらの層を硬化させ、中塗層１２上に、第２色層１４、隠蔽層１５及びクリヤ層１６を形成する。

【0059】

本実施形態では、このようにすることにより、中塗り塗着層２２を硬化させた中塗層１２上に、第１色塗着層２３を硬化させた第１色層１３と第２色塗着層２４を硬化させた第２色層１４とを互いに隣接して設けた複層塗膜１０を形成することができる。

【0060】

以上のような複層塗膜１０の形成方法によれば、中塗り塗着層２２上の一部に第１塗料を塗布して第１色塗着層２３を形成する際、中塗り塗着層２２上の第１色塗着層２３の隣接領域に付着した第１色塗料のダスト１７を、第１色塗着層２３より中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませ、その後に隣接領域に第２色塗料を塗布することで、第２色塗着層２４を形成している。

【0061】

そのため、第１色塗着層２３の隣接領域に第１色塗料のダスト１７が付着していても、ダスト１７が中塗り塗着層２２上に大きく突出することがない。これにより、中塗り塗着層２２上に第２色塗料を塗布して第２色塗着層２４を形成しても、第１色塗料のダスト１７により第２色塗着層２４の厚みが局部的に薄くなることを防止できる。

【0062】

その結果、第２色塗着層２４全体の厚みを薄く形成しても、第２色塗着層２４を硬化させた第２色層１４全体で十分な隠蔽性を確保でき、外部から視認した際、第１色塗料のダスト１７が第２色層１４を通して視認されることがなく、外観品質の優れた複層塗膜１０を容易に形成することができる。

【0063】

また本実施形態の複層塗膜１０の形成方法では、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３とを硬化させた後、第２色塗着層２４を形成しているので、第１色塗着層２３と第２色塗着層２４との混ざりを防止でき、第１色層１３と第２色層１４との境界を鮮明に形成できる。

【0064】

本実施形態の複層塗膜１０の形成方法では、中塗り塗着層２２の塗着時固形分濃度及び第１色塗着層２３の塗着時固形分濃度をそれぞれ所定範囲に調整している。そのため、第１色塗着層が中塗り塗着層へ沈み込んで第１色塗着層と中塗り塗着層とが混ざることを抑制しつつ、第１色塗料のダストを中塗り塗着層に沈み込ませることができ、また第１色塗着層の表面の平滑性を確保できる。

【0065】

本実施形態の複層塗膜１０の形成方法では、第１色塗料の表面張力と中塗り塗料の表面張力とを所定関係に調整している。そのため、第１色塗着層が中塗り塗着層へ沈み込んで第１色塗着層と中塗り塗着層とが混ざることを抑制できる。

【0066】

さらに、本実施形態の複層塗膜１０の形成方法では、第１色塗料の硬化開始温度と中塗り塗料の硬化開始温度とを所定の相対関係にしている。そのため、中塗り塗着層２２と第１色塗着層２３及び第２色塗着層２４の硬化時に、中塗り塗着層２２が硬化を開始する時点で、第１色塗着層２３が流動性を有して中塗り塗着層２２より遅れて硬化を開始することから、中塗層１２上に安定した第１色層１３を形成でき、得られる複層塗膜１０の外観を向上できる。

【0067】

なお上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
上記実施形態では、第２色層１４に隠蔽層１５を積層した例について説明したが、特に限定されるものではなく、第２色層１４により十分な隠蔽性が得られれば、隠蔽層１５を設けることなく複層塗膜１０を構成することも可能である。
また上記実施形態では、第２色層１４に隠蔽層１５及びクリヤ層１６が積層された層と第１色層１３とからなるツートンカラーの複層塗膜を形成したが、３色以上の領域が設けられた多色カラーの複層塗膜を形成する場合であっても、本発明を適用することが可能である。

【実施例】

【0068】

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
［実施例１］
電着塗装が施された平坦な試験片に、スプレーノズルにより中塗り塗料を塗布して中塗り塗着層２２を形成し、試験片の中塗り塗着層２２上における一部の領域に黒色の第１色塗料をスプレーノズルにより塗布し、厚み３０μｍの第１色塗着層２３を形成した。

【0069】

中塗り塗料はポリエステル樹脂メラミン硬化系樹脂の中塗用塗料と有機溶剤４０ｗｔ％とを均一に混合して使用した。中塗用塗料組成物中には、顔料成分として、酸化チタン４０ｗｔ％及びカーボンブラック０．０５ｗｔ％が含有されていた。ここでｗｔ％は有機溶剤を除いた固形分に対する比率である。
有機溶剤は、酢酸エチル１０ｗｔ％、酢酸ブチル５ｗｔ％、メタノール５ｗｔ％、ブタノール５ｗｔ％、キシレン１０ｗｔ％、及びソルベント＃１５０（三共化学社製）５ｗｔ％と、を混合して使用した。ここでｗｔ％は塗料組成物全体に対する比率である。

【0070】

この中塗り塗料を塗着して形成された中塗り塗着層２２について、第１色塗料の塗布時における塗着時固形分濃度を測定したところ、８６ｗｔ％であった。また塗着粘度を、コーンプレート型粘度計（ブルックフィールド製）で測定したところ、５５０Ｐａ・ｓであった。

【0071】

また、この中塗り塗着層２２の表面張力は、接触角計ＤＭｏ－５０１（協和界面科学製）で測定したところ、２８．８ｄｙｎ／ｃｍであった。

【0072】

さらに、この中塗り塗着層２２の硬化開始温度を剛体振子型物性試験器（ＲＰＴ－３０００Ｗエー・アンド・デイ製）を用いて測定したところ、１１３℃であった。

【0073】

一方、中塗り塗着層２２上に塗布した黒色の第１色塗料としては、アクリル樹脂酸エポキシ硬化系樹脂塗料の塗料組成物と、有機溶剤を均一に混合して使用した。第１色の塗料組成物中には、顔料成分としてカーボンブラック３ｗｔ％が含有されていた。
有機溶剤として、酢酸ブチル７ｗｔ％、ブタノール１３ｗｔ％、エチル－３－エトキシプロビオネート７ｗｔ％、及びソルベント＃１００（三共化学社製）１８ｗｔ％と、を混合して使用した。

【0074】

黒色の第１色塗料を塗布して形成された第１色塗着層２３を中塗り塗着層２２と同様に測定したところ、塗着時固形分濃度が７０ｗｔ％であった。また塗着粘度を測定したところ、６．１Ｐａ・ｓであった。
表面張力は２８．６ｄｙｎ／ｃｍであり、中塗り塗料の表面張力以下であった。
さらに硬化開始温度は１１７℃であり、中塗り塗料の硬化開始温度以上であった。

【0075】

このようにして中塗り塗着層２２上の一部の領域に第１色塗着層２３を形成したところ、第１色塗着層２３以外の領域に、塗着時に飛散した第１色塗料からなる多数のダスト１７が付着した。
塗布終了後、塗着層の断面をマイクロスコープを用いて５００倍で拡大観察したところ、これら多数のダスト１７は、中塗り塗着層２２の内部に沈み込んだことが確認された。このとき第１色塗着層２３は中塗り塗着層２２上に平坦に保たれていた。

【0076】

その後、中塗り塗着層２２上に第１色塗着層２３を形成した状態で、試験片を１４０℃の乾燥炉で３０分の間、加熱乾燥して各層を硬化させることで、中塗層１２及び第１色層１３を形成した。

【0077】

次に、加熱硬化後の試験片を用い、第１色層１３にマスキングを施して被覆し、残部の領域に白色の第２色塗料をスプレーノズルにより塗布することで、厚み１３μｍの第２色塗着層２４を中塗り塗着層２２上に形成した。この白色の第２色塗料としては、ポリエステル樹脂メラミン硬化系塗料の塗料組成物６０ｗｔ％と、有機溶剤４０ｗｔ％を均一に混合して使用した。

【0078】

第２色の塗料組成物中には、顔料成分として酸化チタン５０ｗｔ％及びカーボンブラック０．０３ｗｔ％が含有されていた。ここでｗｔ％は、有機溶剤を除いた固形分に対する比率である。

【0079】

その後、試験片を前記と同様の条件で加熱乾燥して、第２色塗着層２４を硬化させることで、中塗層１２上の第１色層１３に隣接する領域に第２色層１４を形成した。得られた試験片を目視により確認したところ、第２色層１４の領域において第１色塗料の塗布時に中塗り塗着層２２に多数付着していた第１色塗料のダスト１７は全く視認されなかった。

【0080】

［比較例１］
第１色塗料の塗布時における中塗り塗着層２２の塗着粘度を２０００Ｐａ・ｓとして、中塗り塗着層２２上に付着した第１色塗料のダストを適切に中塗り塗着層２２の内部側に沈み込ませない状態にした他は、全て実施例１と同一にして複層塗膜を形成した。
その結果、比較例１では、第２色層１４を実施例１と同じ方法で同じ厚みに形成しているものの、得られた試験片を自然光の下で外表面側から目視すると、第１色塗料のダスト１７の形状が視認された。

【符号の説明】

【0081】

１０ 複層塗膜
１１ 基部層
１２ 中塗層
１３ 第１色層
１４ 第２色層
１５ 隠蔽層
１６ クリヤ層
１７ ダスト
２２ 中塗り塗着層
２３ 第１色塗着層
２４ 第２色塗着層
２５ マイカ含有塗料の塗着層
２６ クリヤ塗料の塗着層

【図1】

【図2】

【図3】