CN107073879A - 叠层涂膜和涂装物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的叠层涂膜具有含有第一着色剂和光泽剂的下层涂膜(30)和重叠在该下层涂膜上且含有第二着色剂的上层涂膜(20)，上层涂膜的颜色与下层涂膜的颜色为同类色，下层涂膜中除去第一着色剂以外的成膜材料的折射率大于上层涂膜中除去第二着色剂以外的成膜材料的折射率。

Description

叠层涂膜和涂装物
技术领域
本发明涉及一种叠层涂膜和涂装物。
背景技术
在汽车车身等的涂装工艺中，通常采用具有以下结构的涂膜：涂抹防锈电泳漆形成底漆涂膜，在该底漆涂膜上形成对底色具有遮盖力的中漆涂膜，在该中漆涂膜上叠加面漆涂膜(底色漆涂膜和清漆涂膜)。从节约资源的角度出发，还会采用省去中漆涂膜而直接在底漆涂膜上叠加面漆涂膜的方法。例如，在阳离子电泳漆涂膜上形成对底色具有遮盖力的底色漆涂膜，在该底色漆涂膜上形成清漆涂膜。
众所周知，现有技术中已经存在通过调节底色漆涂膜和清漆涂膜的折射率，来赋予汽车涂膜新颖外观的做法。例如，在专利文献1中记载了以下内容：将清漆涂膜的折射率设为1.522，并将底色漆涂膜和清漆涂膜的折射率之差设在0.015以上，这样使涂膜的光泽感根据观察角度不同而不同。在专利文献1中还记载了以下内容：使用质量百分比在50％以上的聚甲基丙烯酸叔丁酯制成的丙烯酸树脂表现出较低的折射率，使用质量百分比在40％以上的苯乙烯制成的丙烯酸树脂表现出较高的折射率。
在专利文献2中记载了以下内容：使ZnO2纳米粒子分散在树脂中，即可提高该树脂的折射率，并将这类树脂用作涂料组合物。
背景技术
专利文献1：日本公开专利公报特开2006-007006号公报
专利文献2：日本公开专利公报特开2008-044835号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
涂装工艺的主要作用是赋予被涂物美观性。近年来个人喜好日益多样化。在颜色偏好方面，喜欢鲜艳颜色的人较多。然而，从上述专利文献中却无法引导出准确地控制显色而使显色鲜艳的技术。
本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于提供一种显现鲜艳颜色的叠层涂膜和涂装物。
-用以解决技术问题的技术方案-
本发明的叠层涂膜具有含有第一着色剂和光泽剂的下层涂膜以及重叠在该下层涂膜上且含有第二着色剂的上层涂膜，所述上层涂膜的颜色与所述下层涂膜的颜色为同类色，所述下层涂膜中除去第一着色剂以外的成膜材料的折射率大于所述上层涂膜中除去第二着色剂以外的成膜材料的折射率。本处的“着色剂”指颜料、染料等使涂膜染上颜色的成分。
根据上述结构，在下层涂膜中被光泽剂反射而射到叠层涂膜外的着色光与被上层涂膜和下层涂膜的界面反射而射到叠层涂膜外的着色光的共同作用下，叠层涂膜显现出鲜艳的颜色。
在本发明的优选方案中，所述上层涂膜中除去第二着色剂以外的成膜材料包括树脂和折射率小于该树脂的纳米粒子。这样一来，能够简单地对上层涂膜的折射率进行调节，使该折射率变小。
在本发明的优选方案中，所述下层涂膜中除去第一着色剂以外的成膜材料包括树脂和折射率大于该树脂的纳米粒子。这样一来，能够简单地对下层涂膜的折射率进行调节，使该折射率变大。
在本发明的优选方案中，在所述上层涂膜上设有防护涂膜。这样一来，能够可靠地对上层涂膜进行防护。
在本发明的优选方案中，所述第二着色剂中含有与第一着色剂相同的着色剂。这样一来，从上层涂膜射出的着色光和从下层涂膜射出的着色光将是同一颜色，因此叠层涂膜的颜色会更鲜艳。
本发明的涂装物在被涂物上具有上述任一叠层涂膜。
-发明的效果-
根据本发明的叠层涂膜，从两条路线射到叠层涂膜外的着色光的颜色为同类色，因此叠层涂膜显现出鲜艳的颜色。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的叠层涂膜的示意性剖视图。
图2是表示比较例所涉及的叠层涂膜的示意性剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。在以下附图中，为了简化说明，用同一参考符号示出实质上具有相同功能的构成要素。
(第一实施方式)
如图1所示，第一实施方式所涉及的叠层涂膜具有双层结构，从上到下依次是上层涂膜20和下层涂膜30。上层涂膜20是有色透明的，例如由含有第二着色剂的合成树脂制成。下层涂膜30是有色透明的且含有会反射光的光泽剂32，例如由含有第一着色剂和光泽剂32的合成树脂制成。
上层涂膜20所含的第二着色剂中含有颜料，下层涂膜30所含的第一着色剂中也含有颜料。上层涂膜20和下层涂膜30的颜色为同类色。要使颜色为同类色，例如只要使上层涂膜20所含颜料中的至少一种与下层涂膜30所含颜料中的至少一种相同即可，但即使含有不同的颜料，也能够使二者为同类色。
使上层涂膜20和下层涂膜30的颜色为同类色的目的是，使上层涂膜20和下层涂膜30的颜色近乎相同，叠层涂膜整体显现出鲜艳的颜色。同类色是例如可以在日本色彩研究配色体系(PCCS)中属于同一色相的颜色。
一般用于汽车车身涂装的丙烯酸树脂的折射率为1.5。在本实施方式中，如图1所示，上层涂膜20的成膜材料的折射率为1.3，该折射率小于丙烯酸树脂的折射率。下层涂膜30中除去第一着色剂和光泽剂32以外的成膜材料的折射率只要大于上层涂膜20的成膜材料的折射率即可，在本实施方式中为1.8。
上层涂膜20的成膜材料的折射率优选在1.2以上且小于1.5，更优选在1.2以上且1.4以下。像这样，在上层涂膜20的成膜材料的折射率比一般的丙烯酸树脂的折射率小的情况下，该上层涂膜20表面的反射光量就会比由一般的丙烯酸树脂制成的涂膜少，从而能够让更多的光进入叠层涂膜，最终能使更多的着色光射到叠层涂膜外。下层涂膜30的成膜材料的折射率优选大于1.5，更优选在1.6以上。下层涂膜30的成膜材料的折射率和上层涂膜20的成膜材料的折射率之差越大，两涂膜20、30的界面的反射率就越大。
为得到这样的折射率，在本实施方式中，下层涂膜30的成膜材料是在丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等合成树脂中加入了用于控制折射率大小(使折射率增大)的无机纳米粒子而形成的。上层涂膜20的成膜材料也是在丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等合成树脂中加入了用于控制折射率大小(使折射率减小)的其他种类的无机纳米粒子而形成的。使折射率增大的无机纳米粒子例如有ZrO2、TiO2、ZnO等；使折射率减小的无机纳米粒子例如有SiO2、CaF2、MgF等。能够通过添加不同种类的纳米粒子和调节纳米粒子的添加量等方法控制成膜材料的折射率大小。
纳米粒子的粒径只要称得上纳米级即可，没有其他限制，但通常在20纳米以下。如果超过20纳米，则例如在使纳米粒子分散在树脂中后，该树脂的透明度可能降低。纳米粒子的粒径优选为1纳米以上且19纳米以下，更优选为2纳米以上且18纳米以下。
粒径的测量方法能够采用通常的方法。例如通过透射电子显微镜(TEM)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等放大观察粒子，随机选择100个粒子并测量每个粒子的长轴方向的长度，取所有测量值的平均值作为粒径。能够想到的粒子形状有球状、椭圆球状、正方体状、长方体状、金字塔状、针状、柱状、棒状、筒状、鳞片状、板状、薄片状等，测量粒径时要分别测量该形状的粒子的长轴方向的长度。
优选地，下层涂膜30中着色剂相对于合成树脂的百分含量大于上层涂膜20中着色剂相对于合成树脂的百分含量。如果上层涂膜20中的该百分含量在下层涂膜30中的该百分含量以上，上层涂膜20对光的吸收率就会变大，叠层涂膜整体的颜色会变暗，可能有损鲜艳度。如果为了避免该情况而减少整体的着色剂使用量，则可能无法得到具有所需深度的颜色。
需要说明的是，可以在被涂物和下层涂膜30之间设置基底层。将基底层例如设为由双层涂膜构成的涂膜即可，一层是形成在钢制被涂物(例：汽车车身外板)表面的由环氧型阳离子电泳漆涂覆而成的底漆涂膜，另一层是形成在该底漆涂膜上的对底色具有遮盖力的中漆涂膜，该中漆涂膜用于提高耐光性、耐崩裂性和显色性。
就本实施方式的叠层涂膜而言，在上层涂膜20的表面，入射光60中一部分光在全波段发生反射。因此反射光70为白色。入射光60中剩余的光进入上层涂膜20内，波长在部分波段外的光被着色剂吸收而变为具有特定颜色(例如红色)的光。具有特定颜色的光中的一部分光被上层涂膜20和下层涂膜30的界面反射而作为反射光82射到叠层涂膜外；剩余的光进入下层涂膜30内，被光泽剂32反射，从下层涂膜30向上层涂膜20射出，然后经上层涂膜20变为出射光84从叠层涂膜射出。需要说明的是，出射光84的颜色深于反射光82。
从外侧观察本实施方式的叠层涂膜，会看到反射光82和出射光84这两条具有特定颜色的光重合，从而显现出鲜艳的颜色。下层涂膜30的折射率大于上层涂膜20的折射率，因此上层涂膜20和下层涂膜30的界面反射的光量变多。因为各涂膜的折射率大小通过添加无机纳米粒子进行调节，所以很容易得到所需的折射率。
[实施例和比较例]
制备了实施例所涉及的叠层涂膜，该叠层涂膜具有如图1所示的结构，各层涂膜的结构如表1所示。
[表1]
表1中的“丙烯酸树脂”是NIPPONPAINT Co.，Ltd.制丙烯酸树脂(酸值：20mgKOH/g，羟值：75mgKOH/g，数均分子量：5000，固含量：60％)。采用了日本住友大阪水泥株式会社制ZrO2纳米粒子分散液(ZrO2固含量：20％)作为下层涂膜30所含的纳米粒子。采用了SiO2纳米粒子(C.I.Kasei Company，Limited制Nano Tek Slurry(SiO2固含量：20％))作为上层涂膜20所含的纳米粒子。采用了喹吖啶酮品红(大日精化工业株式会社制CHROMOFINE)、苝系颜料(巴斯夫(BASF)公司制Paliogen MaroonL3920)、氧化铁(户田工业株式会社制IPJ-218H)和炭黑(三菱化学株式会社制炭黑#2650)作为下层涂膜30和上层涂膜20所含的颜料。采用了铝粉(东洋铝业株式会社制76系列)作为下层涂膜30所含的光泽剂。上层涂膜20的折射率为1.3、下层涂膜30的折射率为1.8。
又制备了比较例所涉及的叠层涂膜，该叠层涂膜具有如图2所示的结构，各层涂膜的结构如表2所示。需要说明的是，比较例所涉及的叠层涂膜在以下方面与实施例不同：上层涂膜21中不含着色剂，无色透明且折射率为1.5；下层涂膜31的折射率为1.5。
[表2]
表2中的成膜材料与表1中使用的材料相同。
在比较例中，因为上层涂膜21和下层涂膜31的折射率相同，所以在上层涂膜21和下层涂膜31的界面上不会发生反射。因此，只有从下层涂膜31射出的出射光85会被颜料染成红色。
在比较例中，因为上层涂膜21的折射率为1.5，所以光线垂直入射到上层涂膜21表面时的反射率为4.0％，与此对应地产生反射光71。在实施例中，因为上层涂膜20的成膜材料的折射率为1.3，所以光线垂直入射到上层涂膜20表面时的反射率为1.7％，因此反射光70的光量约为比较例中的反射光71的40％。所以，进入叠层涂膜内光量较多的是实施例，相应地射出的光量也是实施例较多。
综上所述，与比较例所涉及的叠层涂膜相比，实施例所涉及的叠层涂膜显现出更加鲜艳的红色。
(其他实施方式)
上述实施方式仅为本发明的示例，本发明并不受这些示例所限制，还可以利用已知技术、惯用技术和公知技术与这些示例进行组合或对这些示例的一部分进行替换。本领域技术人员容易想到的修改也属于本发明的技术范围。
还可以在上层涂膜上形成透明的防护涂膜。优选地，防护涂膜由树脂制成且折射率与上层涂膜相同。
构成实施方式和实施例所涉及的叠层涂膜的材料还可以是其他材料。例如可以使用丙烯酸类树脂以外的树脂。颜料也可以使用其他颜色和种类。纳米粒子也可以使用其他种类的纳米粒子。各层的折射率也不限于上述数值。光泽剂还可以使用铜粉。
-符号说明-
20 上层涂膜
30 下层涂膜
32 光泽剂

Claims (6)

1.一种叠层涂膜，其由含有第一着色剂和光泽剂的下层涂膜以及重叠在该下层涂膜上且含有第二着色剂的上层涂膜构成，其中，
所述上层涂膜的颜色与所述下层涂膜的颜色为同类色，
所述下层涂膜中除去第一着色剂以外的成膜材料的折射率大于所述上层涂膜中除去第二着色剂以外的成膜材料的折射率。
2.根据权利要求1所述的叠层涂膜，所述上层涂膜中除去第二着色剂以外的成膜材料包括树脂和折射率小于该树脂的纳米粒子。
3.根据权利要求1或2所述的叠层涂膜，所述下层涂膜中除去第一着色剂以外的成膜材料包括树脂和折射率大于该树脂的纳米粒子。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的叠层涂膜，在所述上层涂膜上设有防护涂膜。
5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的叠层涂膜，所述第二着色剂中含有与第一着色剂相同的着色剂。
6.一种涂装物，该涂装物在被涂物上具有权利要求1到5中任一项权利要求所述的叠层涂膜。
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