DE112014004985T5 - Laminierter Beschichtungsfilm und beschichtetes Erzeugnis - Google Patents

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Abstract

Ein mehrschichtiger Beschichtungsfilm umfasst einen unteren Beschichtungsfilm 5, der ein Farbmittel enthält, und einen oberen Beschichtungsfilm 6. Wenn der obere Beschichtungsfilm 6 einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 aufweist, wird das Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 dieses oberen Beschichtungsfilms 6 zu dem Brechungsindex n2 des unteren Beschichtungsfilms 5 auf größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1 eingestellt. Wenn der obere Beschichtungsfilm einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,6 oder kleiner oder gleich 3,0 aufweist, wird das Brechungsindexverhältnis n1/n2 auf größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67 eingestellt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrlagigen Beschichtungsfilm und ein beschichtetes Erzeugnis.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei der Beschichtung der Karosserie eines Kraftfahrzeugs oder eines beliebigen anderen Trägers wird allgemein ein Beschichtungsfilmaufbau verwendet, der einen Grundierungsfilm aus einem korrosionsbeständigen Elektrotauchlack, einen Zwischenschichtfilm, der Grundierungsdeckvermögen aufweist und auf dem Grundierungsfilm ausgebildet ist, und einen Deckschichtfilm (einen Basisschichtfilm und einen Klarschichtfilm), der über dem Zwischenschichtfilm aufgebracht ist, umfasst. Im Hinblick auf das Einsparen von Ressourcen und anderen Faktoren wurde auch ein Versuch unternommen, auf einen solchen Zwischenschichtfilm zu verzichten und einen Deckschichtfilm direkt auf einem Grundierungsfilm aufzubringen. Zum Beispiel wurde ein Versuch unternommen, einen Basisschichtfilm mit einem Grundierungsschichtdeckvermögen auf einem kationischen Elektrotauchschichtfilm zu bilden und auf dem Basisschichtfilm einen Klarschichtfilm zu bilden.
  • Herkömmlicherweise ist ein Versuch, durch Anpassen der Brechungsindizes von Basis- und Klarschichtfilmen einem Kraftfahrzeug-Schichtfilm neue Designeigenschaften zu verleihen, bekannt. Patentschrift 1 offenbart zum Beispiel, dass der Brechungsindex eines Klarschichtfilms bei 1,522 eingestellt wird und die Differenz des Brechungsindexes zwischen einem Basisschichtfilm und dem Klarschichtfilm auf größer oder gleich 0,015 gesetzt wird, wodurch die Brillanz einer Beschichtung unter Winkeln, bei denen ein Betrachter die Beschichtung sieht, variieren kann. Patentschrift 1 offenbart ferner, dass ein Acrylharz mit einem t-Butylmethacrylatanteil von größer oder gleich 50 Massenprozent einen niedrigen Brechungsindex aufweist und ein Acrylharz mit einem Styrolanteil von größer oder gleich 40 Massenprozent einen hohen Brechungsindex aufweist.
  • Patentschrift 2 offenbart, dass ZnO2-Nanopartikel den Brechungsindex eines Harzes anheben, wenn sie in das Harz dispergiert werden, und dass ein so erhaltenes Harz als Lackzusammensetzung verwendet wird. Patentschrift 3 offenbart, dass ein transparent beschichtetes Karosserieblech eines Kraftfahrzeugs mit einer Silanbeschichtungszusammensetzung beschichtet wird, die Siliciumdioxid-Nanopartikel enthält, um Antireflex-Oberflächeneigenschaften vorzusehen.
  • Liste der Anführungen
  • Patentschrift
    • Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-007006
    • Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2008-044835
    • Patentschrift 3: Ungeprüfte japanische Patenveröffentlichung (japanische Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2012-505295
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine Beschichtung wird ausgeführt, um einem Zielartikel Designeigenschaften zu verleihen, doch variieren individuelle Präferenzen in jüngster Zeit. Im Einzelnen kann es bevorzugt sein, dass eine helle Farbe in Erscheinung treten sollte, dass eine dunklere gedämpfte Farbe in Erscheinung treten sollte oder dass die Helligkeit unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter den Zielartikel sieht, variieren sollte.
  • D. h. eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft einen mehrlagigen Beschichtungsfilm, der einen ein Farbmittel enthaltenden unteren Beschichtungsfilm und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist, umfasst, und soll durch Anpassen der Brechungsindizes beider Beschichtungsfilme eine helle Beschichtungsfarbe mit einer Tiefenwirkung bieten.
  • Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung betrifft einen mehrlagigen Beschichtungsfilm, der einen ein Farbmittel enthaltenden unteren Beschichtungsfilm und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist, umfasst, und soll durch Anpassen der Brechungsindizes beider Beschichtungsfilme eine gedämpfte Beschichtungsfarbe mit hohem Flip-Flop (FF) bieten.
  • Lösung des Problems
  • Erfindungsgemäß wird zum Verwirklichen der ersten Ausgestaltung der Brechungsindex eines oberen Beschichtungsfilms reduziert und der Brechungsindex eines unteren Beschichtungsfilms beruhend auf der Beziehung zwischen diesem Brechungsindex und dem Brechungsindex des oberen Beschichtungsfilms eingestellt.
  • Im Einzelnen umfasst ein mehrlagiger Beschichtungsfilm gemäß dieser Ausgestaltung: einen unteren Beschichtungsfilm, der ein Farbmittel enthält; und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist. Ein Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne Farbmittel weist einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 auf, und ein Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 des oberen Beschichtungsfilms zu einem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts des unteren Beschichtungsfilms ohne Farbmittel ist größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1.
  • Das ”Farbmittel”, wie es hierin verwendet wird, bezeichnet eine Komponente, die einem Beschichtungsfilm eine Farbe verleiht, etwa ein Pigment, ein Farbstoff oder ein helles Material.
  • Der mehrlagige Beschichtungsfilm umfasst den oberen Beschichtungsfilm mit einem niedrigeren Brechungsindex n1 als ein herkömmlicher Klarschichtfilm. Die Reflexion von auftreffendem Licht weg von der Oberfläche des oberen Beschichtungsfilms (nachstehend als ”Oberflächenreflexion” bezeichnet) wird somit reduziert. Die Transmittanz von Licht nimmt mit anderen Worten zu. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1 ist, bedeutet weiterhin, dass die Differenz des Brechungsindexes zwischen dem oberen und dem unteren Beschichtungsfilm klein ist. Dies kann die Reflexion von Licht weg von der Grenzfläche zwischen dem oberen und dem unteren Beschichtungsfilm (nachstehend als ”Grenzflächenreflexion” bezeichnet) reduzieren und kann verhindern, dass Licht stark unregelmäßig reflektiert wird, selbst wenn die Grenzfläche ungleichmäßig ist. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 kleiner oder gleich 1 ist, bedeutet ferner, dass bei Auftreffen von Licht durch den oberen Beschichtungsfilm auf den unteren Beschichtungsfilm Licht nicht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen diesen Beschichtungsfilmen reflektiert wird.
  • Die Transmittanz von Licht, d. h. das Verhältnis von Lichtkomponenten, die in den unteren Beschichtungsfilm gelangen, zu auftreffenden Lichtkomponenten wird wie vorstehend beschrieben durch Reduzieren der Oberflächenreflexion und der Grenzflächenreflexion vergrößert. Dadurch nimmt die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen auftreffendem Licht und dem Farbmittel zu. Dies verhindert das Vorsehen einer weißlichen Beschichtungsfarbe, und das Farbmittel sorgt für eine hellere Farbe. Da Licht nicht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen dem oberen und dem unteren Beschichtungsfilm reflektiert wird, variiert ferner die Helligkeit unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter die Beschichtungsfilme sieht, nicht signifikant. Dies trägt zum Vorsehen einer helleren Farbe bei.
  • Der Brechungsindex des oberen Beschichtungsfilms ist niedrig und liegt näher an dem von Luft. Die Farbe des Farbmittels des unteren Beschichtungsfilms wird so an einer Stelle weiter weg von der Oberfläche des oberen Beschichtungsfilms als je zuvor wahrgenommen, wodurch eine Tiefenwirkung vorgesehen wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel ein Harz als Hauptbestandteil. Das Harz enthält Nanopartikel mit einem niedrigeren Brechungsindex als das Harz.
  • Während ein Universalharz, wie etwa Acrylharz, genutzt wird, lässt sich der Brechungsindex des Bestandteils so einfacher auf einen gewünschten niedrigen Wert einstellen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Brechungsindex n2 des unteren Beschichtungsfilms kleiner oder gleich 1,5 (bevorzugt kleiner oder gleich 1,4). Der obere und der untere Beschichtungsfilm weisen mit anderen Worten jeweils einen niedrigen Brechungsindex auf. Während die Oberflächenreflexion durch Reduzieren des Brechungsindex des oberen Beschichtungsfilms reduziert wird, wird das Brechungsindexverhältnis n1/n2 somit so eingestellt, dass es sich 1 nähert (so dass es zum Beispiel größer als 0,9 und kleiner oder gleich 1 ist), wodurch die Grenzflächenreflexion leichter reduziert wird.
  • Als Nächstes wird die Erfindung gemäß der zweiten Ausgestaltung beschrieben. Erfindungsgemäß wird zum Verwirklichen der zweiten Ausgestaltung der Brechungsindex eines oberen Beschichtungsfilms angehoben und der Brechungsindex eines unteren Beschichtungsfilms beruhend auf der Beziehung zwischen diesem Brechungsindex und dem Brechungsindex des oberen Beschichtungsfilms eingestellt.
  • Im Einzelnen umfasst ein mehrlagiger Beschichtungsfilm gemäß dieser Ausgestaltung: einen unteren Beschichtungsfilm, der ein Farbmittel enthält; und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist. Ein Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne Farbmittel weist einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,6 und kleiner oder gleich 3,0 auf, und ein Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 des oberen Beschichtungsfilms zu einem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts des unteren Beschichtungsfilms ohne Farbmittel ist größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67.
  • Da dieser mehrlagige Beschichtungsfilm den oberen Beschichtungsfilm mit einem hohen Brechungsindex n1 umfasst, wird auftreffendes Licht stärker weg von der Oberfläche des oberen Beschichtungsfilms reflektiert. Dadurch nimmt der Anteil des durch den oberen Beschichtungsfilm auf den unteren Beschichtungsfilm auftreffenden Lichts ab und es wird so eine dunklere gedämpfte Farbe vorgesehen. Die Situation, in der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 größer als 1 ist, bedeutet ferner, dass bei Auftreffen von Licht durch den oberen Beschichtungsfilm auf den unteren Beschichtungsfilm Licht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen diesen Beschichtungsfilmen reflektiert wird und dadurch die Farbe nicht die Augen eines Betrachters erreicht. So wird eine dunklere Farbe vorgesehen.
  • Wie vorstehend beschrieben wird von der Oberfläche des mehrlagigen Beschichtungsfilms Licht stark weg reflektiert und es kommt zu einer vollständigen Reflexion. Die Wirkungen können somit unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter den Beschichtungsfilm sieht, signifikant variieren, so dass der Beschichtungsfilm glänzen kann, um die Farbe unsichtbar zu machen, oder die Farbe sichtbar sein kann. Man kann somit sagen, dass ein hoher FF (Flip-Flop) erhalten wird.
  • Die Situation, bei der das Verhältnis n1/n2 des Brechungsindex des oberen Beschichtungsfilms zu dem des unteren Beschichtungsfilms größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67 ist, bedeutet, dass die Brechungsindexdifferenz zwischen diesen Beschichtungsfilmen klein ist. Dies kann die Reflexion von auftreffendem Licht weg von der Grenzfläche zwischen dem oberen und dem unteren Beschichtungsfilm reduzieren und kann verhindern, dass Licht von der Grenzfläche stark wegreflektiert wird, selbst wenn die Grenzfläche ungleichmäßig ist. Das Vorsehen einer weißlichen Beschichtungsfarbe wird somit verhindert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel ein Harz als Hauptbestandteil. Das Harz enthält Nanopartikel mit einem höheren Brechungsindex als das Harz.
  • Während ein Universalharz, wie etwa Acrylharz, genutzt wird, lässt sich der Brechungsindex des Beschichtungsfilmfestandteils so einfacher auf einen gewünschten hohen Wert einstellen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Brechungsindex n2 des unteren Beschichtungsfilms kleiner oder gleich 1,5 (bevorzugt kleiner oder gleich 1,4). Während der obere Beschichtungsfilm mit anderen Worten bei einem hohen Brechungsindex eingestellt ist, ist der untere Beschichtungsfilm bei einem niedrigen Brechungsindex eingestellt. Dies kann durch Vergrößern des Brechungsindexverhältnisses n1/n2 den kritischen Winkel der Gesamtreflexion reduzieren, ohne den Brechungsindex n1 des oberen Beschichtungsfilms übermäßig zu vergrößern, und kann das Vorsehen einer Tiefenwirkung einfacher machen. Da ferner der Brechungsindex n1 des oberen Beschichtungsfilms nicht übermäßig vergrößert werden muss, wird bei Anpassen dieses Brechungsindex durch Zugeben von Nanopartikeln die Menge der zugegebenen Nanopartikel reduziert. Dies trägt dazu bei, die Festigkeit des Beschichtungsfilms sicherzustellen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß dem mehrlagigen Beschichtungsfilm der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Bestandteil eines oberen Beschichtungsfilms ohne Farbmittel einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 auf, und das Verhältnis n1/n2 des Brechungsindex n1 des oberen Beschichtungsfilms zu dem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts eines unteren Beschichtungsfilms ohne Farbmittel ist größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1. Es kann eine helle Beschichtungsfarbe mit einer Helligkeit, die unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter den Beschichtungsfilm sieht, nicht signifikant variiert, vorgesehen werden.
  • Gemäß dem mehrlagigen Beschichtungsfilm der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Bestandteil eines oberen Beschichtungsfilms ohne Farbmittel einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,6 und kleiner oder gleich 3,0 auf, und das Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 des oberen Beschichtungsfilms zu dem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts eines unteren Beschichtungsfilms ohne Farbmittel ist größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67. Es kann eine gedämpfte Beschichtungsfarbe mit einer Tiefenwirkung vorgesehen werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittansicht, die einen beispielhaften mehrlagigen Beschichtungsfilm gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Brechungsindex n1 eines Klarschichtfilms und dem Reflexionsgrad an der Oberfläche des Klarschichtfilms zeigt.
  • 3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms zu dem Brechungsindex n2 eines Basisschichtfilms und dem Reflexionsgrad an der Grenzfläche zwischen dem Klar- und dem Basisschichtfilm zeigt.
  • 4 veranschaulicht den senkrechten Reflexionsgrad und die Transmittanz von Licht an dem mehrlagigen Beschichtungsfilm in einer Situation, in der der Klarschichtfilm bei einem niedrigen Brechungsindex eingestellt ist.
  • 5 veranschaulicht den senkrechten Reflexionsgrad und die Transmittanz von Licht an dem mehrlagigen Beschichtungsfilm in einer Situation, in der der Klarschichtfilm bei einem hohen Brechungsindex eingestellt ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Unter Bezug auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen werden lediglich für die Zwecke von Beispielen des Wesens dargelegt und sollen nicht den Schutzumfang, die Anwendungen und Nutzung der Erfindung beschränken.
  • Bei dem in 1 gezeigten mehrlagigen Beschichtungsfilm bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zielartikel aus Stahl (z. B. ein Karosserieaußenblech eines Kraftfahrzeugs). Ein Grundierungsfilm 2, der aus einem epoxidbasierten kationischen Elektrotauchlack besteht, ist auf der Oberfläche dieses Zielartikels 1 ausgebildet. Über diesem Grundierungsfilm 2 ist ein Zwischenschichtfilm 3 mit einem Grundierungsdeckvermögen zum Verbessern der Lichtbeständigkeit, der Abplatzbeständigkeit und der Farbgebung aufgebracht. Auf dem Zwischenschichtfilm 3 ist dann ein Deckschichtfilm 4 aufgebracht.
  • Der Deckschichtfilm 4 umfasst einen Basisschichtfilm (unterer Beschichtungsfilm) 5 und einen Klarschichtfilm (oberer Beschichtungsfilm) 6, der über dem Basisschichtfilm 5 aufgebracht ist. Der Basisschichtfilm 5 umfasst ein Pigment 7, ein helles Material 8 und andere geeignete Materialien, die als Farbmittel dienen und in ein Harz dispergiert sind, und verleiht dem mehrlagigen Beschichtungsfilm Farbgebung und Designeigenschaften. Der Klarschichtfilm 6 verleiht dem mehrlagigen Beschichtungsfilm Witterungsbeständigkeit und Abriebfestigkeit. In dem in 1 gezeigten Beispiel enthält der Klarschichtfilm 6 Nanopartikel 9 zum Anpassen seines Brechungsindex.
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 und der Brechungsnindex n2 des Basisschichtfilms 5 optimiert sind. Die Brechungsindizes n1 und n2 sind jeweils der Brechungsindex eines Bestandteils eines zugeordneten der Beschichtungsfilme mit Ausnahme des Farbmittels. Nun wird das Merkmal der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben.
  • <Beziehung zwischen Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms und Oberflächenreflexionsgrad/Grenzflächenreflexionsgrad>
  • Der Oberflächenreflexionsgrad R eines Lichtstrahls, der durch ein Material mit einem Brechungsindex N0 senkrecht auf ein Material mit einem Brechungsindex N1 auftrifft, wird bekannterweise durch die folgende Formel erhalten. R = ((N0 – N1)/(N0 + N1))2
  • Der Oberflächenreflexionsgrad (senkrechter Reflexionsgrad) von Licht, das senkrecht auf den Klarschichtfilm 6 mit dem Brechungsindex n1 durch Luft fällt, wird durch die vorstehende Formel berechnet und ist in Tabelle 1 gezeigt, wo der Brechungsindex von Luft 1 ist. Wie in 2 gezeigt ist, steigt bei Ansteigen des Brechungsindexes n1 der Oberflächenreflexionsgrad. [Tabelle 1]
    Brechungsindex n1 Senkrechter Reflexionsgrad
    1 0
    1,1 0,23
    1,2 0,83
    1,3 1,7
    1,4 2,78
    1,5 4
    1,6 5,33
    1,7 6,72
    1,8 8,16
    1,9 9,63
    2 11,11
    2,1 12,59
    2,2 14,06
    2,3 15,52
    2,4 16,96
    2,5 18,37
    2,6 19,75
    2,7 21,11
    2,8 22,44
    2,9 23,73
    3 25
  • Der Reflexionsgrad (senkrechter Reflexionsgrad) von Licht, das senkrecht auf den Klarschichtfilm 6 mit dem Brechungsindex n1 durch Luft an der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 auftrifft, ist in Tabelle 2 gezeigt, wobei der Brechungsindex von Luft 1 ist und der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 1,5 ist. Wie in 3 gezeigt ist der Grenzflächenreflexionsgrad null, wenn das Brechungsindexverhältnis n1/n2 1 ist. Wenn das Verhältnis n1/n2 von eins absinkt, steigt der Grenzflächenreflexionsgrad. Wenn das Verhältnis n1/n2 von eins aus ansteigt, steigt der Grenzflächenreflexionsgrad. [Tabelle 2]
    Brechungsindex n1 Verhältnis n1/n2 Senkrechter Reflexionsgrad Kritischer Winkel (°)
    1 0,67 4 Keiner
    1,1 0,73 2,36 Keiner
    1,2 0,8 1,22 Keiner
    1,3 0,87 0,5 Keiner
    1,4 0,93 0,12 Keiner
    1,5 1 0 90
    1,6 1,07 0,1 69,6
    1,7 1,13 0,36 61,9
    1,8 1,2 0,76 56,4
    1,9 1,27 1,25 52,1
    2 1,33 1,81 48,6
    2,1 1,4 2,43 45,6
    2,2 1,47 3,08 43
    2,3 1,53 3,74 40,7
    2,4 1,6 4,42 38,7
    2,5 1,67 5,1 36,9
    2,6 1,73 5,78 35,2
    2,7 1,8 6,44 33,7
    2,8 1,87 7,09 32,4
    2,9 1,93 7,72 31,1
    3 2 8,33 30
  • Der Grenzflächenreflexionsgrad wird durch die folgende Formel berechnet. Grenzflächenreflexionsgrad = (senkrechte Transmittanz von Licht, das durch Luft zu dem Klarschichtfilm 6 durchgelassen wird) × (senkrechter Reflexionsgrad an Grenzfläche zwischen Basisschichtfilm 5 und Klarschichtfilm 6)
  • 4 veranschaulicht den senkrechten Reflexionsgrad und die Transmittanz von Licht an dem mehrlagigen Beschichtungsfilm, wobei der Brechungsindex n1 des Klarschichtilms 6 gleich 1,3 ist. Tabelle 1 zeigt, dass der senkrechte Reflexionsgrad von Licht an der Oberfläche des Klarschichtfilms 6 mit einem Brechungsindex n1 von 1,3 1,7% beträgt. Da der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 gleich 1,5 ist, beträgt der senkrechte Reflexionsgrad an der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6, der durch den Beziehungsausdruck zwischen dem Brechungsindex und dem Reflexionsgrad berechnet wird, 0,51%.
  • Da 1,7% aller Lichtkomponenten von einer Lichtquelle von der Oberfläche des Klarschichtfilms 6 wegreflektiert werden, beträgt somit die Transmittanz, d. h. das Verhältnis eines Teils der in den Klarschichtfilm 6 gelangenden Lichtkomponenten zu den auftreffenden Lichtkomponenten, 98,3%. Da 0,51% der durchgelassenen Lichtkomponenten entsprechend 98% der Lichtkomponenten von der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 wegreflektiert werden, wird der Grenzflächenreflexionsgrad wie folgt erhalten: 98,3% × 0,51 × 0,01 ≈ 0,50%
  • 5 veranschaulicht den senkrechten Reflexionsgrad und die Transmittanz von Licht an dem mehrlagigen Beschichtungsfilm, wobei der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 gleich 1,8 ist. Tabelle 1 zeigt, dass der senkrechte Reflexionsgrad von Licht an der Oberfäche des Klarschichtfilms 6 mit einem Brechungsindex n1 von 1,8 8,2% beträgt. Da der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 gleich 1,5 ist, beträgt der senkrechte Reflexionsgrad an der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 0,83%.
  • Da 8,2% aller Lichtkomponenten von einer Lichtquelle von der Oberfläche des Klarschichtfilms 6 wegreflektiert werden, beträgt somit die Transmittanz, d. h. das Verhältnis eines Teils der in den Klarschichtfilm 6 gelangenden Lichtkomponenten zu den auftreffenden Lichtkomponenten, 91,8%. Da 0,83% der durchgelassenen Lichtkomponenten entsprechend 91,8% der Lichtkomponenten von der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 wegreflektiert werden, wird der Grenzflächenreflexionsgrad wie folgt erhalten: 91,8% × 0,83 × 0,01 ≈ 0,76%
  • <Erste Ausführungsform>
  • In dieser Ausführungsform ist der Brechungsindex n1 eines Klarschichtfilms 6 größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 eingestellt und das Verhältnis n1/n2 dieses Brechungsindexes n1 zu dem Brechungsindex n2 eines Basisschichtfilms 5 ist größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1 eingestellt.
  • Die Situation, in der der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 ist, bedeutet, wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, dass der Oberflächenreflexionsgrad (senkrechter Reflexionsgrad) von Licht an dem Klarschichtfilm 6 kleiner oder gleich 4% ist und die Transmittanz von Licht, d. h. das Verhältnis der in den Klarschichtfilm 6 gelangenden Lichtkomponenten zu auftreffenden Lichtkomponenten, relativ hoch ist. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1 ist, bedeutet, dass der senkrechte Reflexionsgrad an der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 kleiner oder gleich 4% ist und die Transmittanz von Licht, d. h. das Verhältnis von Lichtkomponenten, die in den Basisschichtfilm 5 gelangen, zu auftreffenden Lichtkomponenten, relativ hoch ist. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 kleiner oder gleich 1 ist, bedeutet weiterhin, dass der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 niedriger als der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 ist, d. h. dass Licht nicht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 reflektiert wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform steigt somit die Transmittanz von Licht, d. h. das Verhältnis von Lichtkomponenten, die in den Basisschichtfilm 5 gelangen, zu den auftreffenden Lichtkomponenten. Dadurch nimmt die Wahrscheinlichkeit von Kontakt zwischen auftreffendem Licht und einem Farbmittel (einem Pigment 7 und einem hellen Material 8) zu und es wird eine hellere Farbe vorgesehen. Da weiterhin der Reflexionsgrad an der Grenzfläche zwischen dem Basisschichtfilm 5 und dem Klarschichtfilm 6 niedrig ist, werden unregelmäßige Reflexionen von Licht an dieser Grenzfläche reduziert. Da Licht nicht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen dem oberen und dem unteren Beschichtungsfilm reflektiert wird, variiert ferner die Helligkeit unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter die Beschichtungsfilme sieht, nicht signifikant.
  • – Erstes Beispiel –
  • Tabelle 3 zeigt eine Konfiguration für einen Deckschichtfilm eines ersten Beispiels. [Tabelle 3]
    Erstes Beispiel Feststoffanteil Massen-%
    Basisschichtfilm Harz: Acrylharz 95
    Pigment: Carbon Black 5
    Klarschichtfilm Harz: Transparentes Acrylharz 60
    Nanopartikel: SiO2 40
  • In Tabelle 3 wurde ein Acrylharz (mit einer Säurezahl von 20 mgKOH/g, einer Hydroxylzahl von 75 mgKOH/g, einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 5000 und einem Feststoffanteil von 60 Massen-%), hergestellt von NIPPONPAINT Co., Ltd., als Acrylharz verwendet, das einen Basisschichtfilm 5 bildet. Mitsubishi Carbon Black Nr. 2650, hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd., wurde als Pigment verwendet. Der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 betrug 1,5.
  • Als transparentes Acrylharz, das einen Klarschichtfilm 6 bildete, wurde ein von NIPPONPAINT Co., Ltd. hergestelltes Acrylharz verwendet. Zum Anpassen des Brechungsindexes n1 des Klarschichtfilms 6 auf einen niedrigeren Wert wurden dem transparenten Acrylharz SiO2-Nanopartikel zugegeben. Als SiO2-Nanopartikel wurde Nano Tek Slurry (mit einem SiO2-Feststoffgehalt von 20 Massen-%), hergestellt von C. I. Kasei Co., Ltd., verwendet. Der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 betrug 1,4.
  • – Zweites Beispiel –
  • Tabelle 4 zeigt eine Konfiguration für einen Deckschichtfilm eines zweiten Beispiels. [Tabelle 4]
    Zweites Beispiel Feststoffanteil Massen-%
    Basisschichtfilm Harz: Acrylharz 80
    Pigment: Carbon Black 10
    Nanopartikel: SiO2 10
    Klarschichtfilm Harz: Transparentes Acrylharz 60
    Nanopartikel: SiO2 40
  • Im Gegensatz zu dem ersten Beispiel wurden SiO2-Nanopartikel (Nano Tek Slurry (mit einem SiO2-Feststoffanteil von 20 Massen-%), hergestellt von C. I. Kasei Co., Ltd.) einem Basisschichtfilm 5 zugegeben, so dass der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 gleich 1,4 war.
  • – Vergleichsbeispiel –
  • Tabelle 5 zeigt eine Konfiguration für einen Deckschichtfilm eines Vergleichsbeispiels. [Tabelle 5]
    Vergleichsbeispiel Feststoffanteil Massen-%
    Basisschichtfilm Harz: Acrylharz 95
    Pigment: Carbon Black 5
    Klarschichtfilm Harz: Transparentes Acrylharz 100
  • Im Gegensatz zu dem ersten Beispiel enthielt ein Klarschichtfilm keine SiO2-Nanopartikel und wurde nur aus einem transparenten Acrylharz, hergestellt von NIPPONPAINT Co., Ltd., hergestellt, und sein Brechungsindex war gleich 1,5.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • In dieser Ausführungsform ist der Brechungsindex n1 eines Klarschichtfilms 6 größer oder gleich 1,6 und kleiner oder gleich 3,0 eingestellt und das Verhältnis n1/n2 dieses Brechungsindexes n1 zu dem Brechungsindex n2 eines Basisschichtfilms 5 ist auf größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67 eingestellt.
  • Die Situation, in der der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 größer oder gleich 1,6 und kleiner oder gleich 3,0 ist, bedeutet, wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, dass der Oberflächenreflexionsgrad (senkrechter Reflexionsgrad) an dem Klarschichtfilm 6 größer oder gleich 5% ist und der Anteil von Licht, der durch den Klarschichtfilm 6 in den Basisschichtilm 5 gelangt, abnimmt. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67 ist, bedeutet, dass die Differenz des Brechungsindexes zwischen diesen Beschichtungsfilmen klein ist. Die Situation, bei der das Brechungsindexverhältnis n1/n2 größer als 1 ist, bedeutet, dass bei Auftreffen von Licht durch den Klarschichtfilm 6 auf den Basisschichtfilm 5 Licht nicht vollständig weg von der Grenzfläche zwischen diesen Beschichtungsfilmen reflektiert wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform variiert die Helligkeit somit unter den Winkeln, bei denen ein Betrachter die Beschichtungsfilme sieht (d. h. hoher FF wird vorgesehen), wodurch eine Beschichtungsfarbe eine Tiefenwirkung aufweisen kann. Da Licht stark von der Oberfläche wegreflektiert wird, wird ferner eine dunklere gedämpfte Beschichtungsfarbe erhalten.
  • – Drittes Beispiel –
  • Tabelle 6 zeigt eine Konfiguration für einen Deckschichtfilm eines dritten Beispiels. [Tabelle 6]
    Drittes Beispiel Feststoffanteil Massen-%
    Basisschichtfilm Harz: Acrylharz 95
    Pigment: Carbon Black 5
    Klarschichtfilm Harz: Transparentes Acrylharz 60
    Nanopartikel: ZrO2 40
  • Ein Basisschichtfilm 5 war identisch zu dem des ersten Beispiels, und sein Brechungsindex n2 betrug 1,5. Im Gegensatz zu dem ersten Beispiel enthielt ein Klarschichtfilm 6 keine SiO2-Nanopartikel, sondern ZrO2-Nanopartikel, um seinen Brechungsindex n1 auf einen höheren Wert einzustellen. Als ZrO2-Nanopartikel wurde eine ZrO2-Nanopartikeldispersion (mit einem ZrO2 Feststoffanteil von 20 Massen-%), hergestellt von Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., verwendet. Der Brechungsindex n1 des Klarschichtfilms 6 betrug 1,8.
  • – Viertes Beispiel –
  • Tabelle 7 zeigt eine Konfiguration für einen Deckschichtfilm eines vierten Beispiels. [Tabelle 7]
    Viertes Beispiel Feststoffanteil Massen-%
    Basisschichtfilm Harz: Acrylharz 80
    Pigment: Carbon Black 10
    Nanopartikel: SiO2 10
    Klarschichtfilm Harz: Transparentes Acrylharz 80
    Nanopartikel: ZrO2 20
  • Im Gegensatz zu dem dritten Beispiel wurden SiO2-Nanopartikel (Nano Tek Slurry (mit einem SiO2-Feststoffanteil von 20 Massen-%), hergestellt von C. I. Kasei Co., Ltd.) einem Basisschichtfilm 5 zugegeben, so dass der Brechungsindex n2 des Basisschichtfilms 5 gleich 1,4 war.
  • <Sonstiges>
  • Der Basisschichtfilm 5 jeder der Ausführungsformen ist eine einzelne Schicht. Der Basisschichtfilm 5 kann jedoch so aufgebaut sein, dass er zwei obere und untere Unterfilme umfasst, und der Brechungsindex n2 des oberen Basisschicht-Subfilms kann wie ein zugeordneter der ersten und zweiten Ausführungsform eingestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch bei einer Situation zum Einsatz kommen, bei der ein Basisschichtfilm transparenter Farbe als Basisschichtfilm 5 des Deckschichtfilms 4 verwendet wird und der Zwischenschichtfilm 3 aus einem Farblack für Zwischenbeschichtung besteht. In diesem Fall werden der Brechungsindex n1 des Basisschichtfilms 5 transparenter Farbe, der als oberer Beschichtungsfilm dient, und der Brechungsindex n2 des Farbzwischenschichtfilms 3, der als unterer Beschichtungsfilm dient, genau wie jeweils bei der ersten und der zweiten Ausführungsform eingestellt.
  • Bei jeder der Ausführungsformen ist der Zwischenschichtfilm zwischen dem Grundierungsfilm und dem Deckschichtfilm vorgesehen. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei einem mehrlagigen Beschichtungsfilm verwendet werden, der keinen Zwischenschichtfilm umfasst, sondern einen Grundierungsfilm und einen direkt über dem Grundierungsfilm aufgebrachten Basisschichtfilm umfasst.
  • Hinsichtlich eines Farbmittels kann ein Farbstoff statt eines Pigments oder in Kombination mit dem Pigment verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zielartikel
    2
    Grundierungsfilm
    3
    Zwischenschichtfilm
    4
    Deckschichtfilm
    5
    Basisschichtfilm (unterer Beschichtungsfilm)
    6
    Klarschichtfilm (oberer Beschichtungsfilm)
    7
    Pigment (Farbmittel)
    8
    Helles Material (Farbmittel)
    9
    Nanopartikel

Claims (8)

  1. Mehrlagiger Beschichtungsfilm, umfassend: einen unteren Beschichtungsfilm, der ein Farbmittel enthält; und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist, wobei ein Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne Farbmittel einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,2 und kleiner oder gleich 1,5 aufweist und ein Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 des oberen Beschichtungsfilms zu einem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts des unteren Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel größer oder gleich 0,67 und kleiner oder gleich 1 ist.
  2. Mehrlagiger Beschichtungsfilm nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel ein Harz als Hauptbestandteil enthält, wobei das Harz Nanopartikel enthält, die einen niedrigeren Brechungsindex als das Harz aufweisen.
  3. Beschichteter Artikel, wobei der mehrlagige Beschichtungsfilm nach Anspruch 1 auf einem Zielartikel vorgesehen ist.
  4. Beschichteter Artikel, wobei der mehrlagige Beschichtungsfilm nach Anspruch 2 auf einem Zielartikel vorgesehen ist.
  5. Mehrlagiger Beschichtungsfilm, umfassend: einen unteren Beschichtungsfilm, der ein Farbmittel enthält; und einen oberen Beschichtungsfilm, der auf dem unteren Beschichtungsfilm aufgeschichtet ist, wobei ein Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel einen Brechungsindex n1 von größer oder gleich 1,6 und kleiner oder gleich 3,0 aufweist und ein Verhältnis n1/n2 des Brechungsindexes n1 des oberen Beschichtungsfilms zu einem Brechungsindex n2 eines Bestandteils mindestens eines oberflächlichen Abschnitts des unteren Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel größer als 1 und kleiner oder gleich 1,67 ist.
  6. Mehrlagiger Beschichtungsfilm nach Anspruch 5, wobei der Bestandteil des oberen Beschichtungsfilms ohne das Farbmittel ein Harz als Hauptbestandteil enthält, wobei das Harz Nanopartikel enthält, die einen höheren Brechungsindex als das Harz aufweisen.
  7. Beschichteter Artikel, wobei der mehrlagige Beschichtungsfilm nach Anspruch 5 auf einem Zielartikel vorgesehen ist.
  8. Beschichteter Artikel, wobei der mehrlagige Beschichtungsfilm nach Anspruch 6 auf einem Zielartikel vorgesehen ist.
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