JP2004223436A - 光変色性複層塗膜形成方法及び塗装物 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の種類により色の見えかたが異なり、且つ光輝性を有する、特に家電用、自動車用などに有用な複層塗膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】基材上にベース塗膜、平均粒子径５〜１００ｎｍの金属酸化物微粒子などを含有する光変色性塗膜、マイカ顔料などを含有する透明性光輝材含有塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成してなることを特徴とする複層塗膜の形成方法、及び、該複層塗膜の形成方法により複層塗膜が形成されてなる塗装物。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源の種類により色の見え方の異なる光輝性を有する複層塗膜の形成方法に関するものであり、該複層塗膜の形成方法を用いて得られる塗装物に関するものであって、特に家電用、自動車用などに有用なものである。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
自動車外板部などに塗装する上塗り塗料として、従来からソリッドカラ−塗料、メタリック塗料などが使用されており、これらの着色塗料によって色彩的な意匠性が付与されていたが、近年、顧客による色彩的要求は多様化しており、色やデザインなどが個性的になりつつあるために、従来の着色塗料では多様化したこれらの要求に十分対応できないことがある。
【０００３】
このような要求をもとに光源によって色が変わる可変色性組成物が開発されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
これら可変色性組成物は、プラスチック材などに練り込まれて、携帯電話などで実用化されているが、可変色性組成物には透光性があるために薄い膜では隠蔽性がないこと、顔料を添加すると光変色の効果が著しく低下してしまうこと、及び通常のソリッドカラーでは高級感が出ないという問題があり、塗料としての実用化が困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、光源の種類により色の見え方の異なる光輝性を有する複層塗膜の形成方法を提供することである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３４４５８０号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、ベース塗膜上に透光性を有する光変色性塗膜を形成し、その上に透明性光輝材を含有する塗膜を形成し、さらにその上にクリヤー塗膜を形成することにより、光源によって色が変わり、且つキラキラとした輝きを持つ高級感のある複層塗膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
かくして本発明は、基材上にベース塗膜、光変色性塗膜、透明性光輝材含有塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成してなることを特徴とする複層塗膜の形成方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、上記複層塗膜の形成方法により複層塗膜が形成されてなる塗装物に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の複層塗膜の形成方法は、基材上にベース塗膜、光変色性塗膜、透明性光輝材含有塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成させるものである。複層塗膜を形成せしめる基材としては、例えば、金属製又はプラスチック製の自動車外板部や電気製品などを挙げることができ、これらは、本発明の複層塗膜の形成方法を実施するにあたり、下塗り塗料や中塗り塗料などをあらかじめ塗装しておくことも可能である。これらの塗料は、なんら制限されず、目的に応じて、既知の下塗り塗料及び中塗り塗料が使用できる。例えば、金属製自動車外板用の場合には、下塗りとしてカチオン電着塗料及び中塗りとしてポリエステル・メラミン系中塗り塗料が塗装されたものが一般的である。本発明では、下塗り塗料や中塗り塗料などをあらかじめ塗装したものも基材と称する。
【００１１】
ベース塗膜
基材の上に最初に形成されるベース塗膜は、基材の色を隠す隠蔽性のある塗膜であり、例えば、樹脂成分、顔料及び必要に応じて溶剤や水を含有してなる熱硬化性ベース塗料（Ａ）を基材上に塗装することにより得ることができる。
【００１２】
上記熱硬化性ベース塗料（Ａ）の樹脂成分としては、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基、アルコキシシラン基などの架橋性官能基を有するアクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などから選ばれた１種以上の基体樹脂と、これらの官能基と反応しうるアルキルエ−テル化したメラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ブロックされていてもよいポリイソシアネ−ト化合物、エポキシ化合物、カルボキシル基含有化合物などから選ばれた１種以上の架橋剤成分とからなる組成物が使用できる。この両成分の比率は、その合計重量を基準に基体樹脂は５０〜９０重量％、架橋剤成分は５０〜１０重量％の範囲内が好ましい。
【００１３】
顔料としては、自動車用塗料などに使用されている通常の顔料が適用でき、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カ−ボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロ−、酸化クロム、プルシアンブル−、コバルトブル−、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料などの無機もしくは有機系のソリッドカラ−顔料；りん片状のアルミニウムなどのメタリック顔料などが包含され、これらは単独でもしくは２種以上併用することができる。
【００１４】
ベース塗膜の上に形成される光変色性塗膜は色のついた透光性塗膜であるため、ベース塗膜の色が濃いと色変色効果が目立たなくなる傾向にあり、ベース塗膜としては、ＣＩＥ等色関数に基づく白色度のＬ値が７０以上、特に８０以上の淡彩色塗膜であることが好ましい。
【００１５】
光変色性塗膜
上記で得られるベース塗膜上に透光性を有する光変色性塗膜を形成する。該光変色性塗膜は、例えば、樹脂成分、光変色性組成物及び必要に応じて溶剤や水を含有してなる熱硬化性の光変色性組成物含有塗料（Ｂ）をベース塗膜上に塗装することにより得ることができる。
【００１６】
上記光変色性組成物含有塗料（Ｂ）の樹脂成分は、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた熱硬化性ベース塗料（Ａ）の樹脂成分と同様のものを好適に用いることができる。
【００１７】
光変色性組成物としては、特に光変色性を有する平均粒子径５〜１００ｎｍの金属酸化物微粒子（ａ）が光源種による色調変化が大きく好適に用いることができる。該金属酸化物微粒子（ａ）としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｈｏ、Ｎｄ及びＰｒから選ばれる１種の金属の金属酸化物又は２種以上の金属の複合金属酸化物であることが好ましく、中でも光変色性の大きいＨｏ、Ｎｄ及びＰｒから選ばれる１種の金属の金属酸化物又はＨｏ、Ｎｄ及びＰｒから選ばれる１種の金属と他の金属との複合金属酸化物であることが特に好ましい。
【００１８】
光変色性組成物含有塗料（Ｂ）中の光変色性組成物の含有量としては、塗料固形分中に３〜７０重量％、特に１０〜６０重量％の範囲内で含有するものが、光源種による色調変化効果が大きく好ましい。
【００１９】
上記光変色性組成物含有塗料（Ｂ）には、光変色性組成物の光変色性効果を大きく低下させない範囲で着色顔料を添加することができ、着色顔料の添加量としては、塗料固形分中に０．０５〜５重量％程度が好適である。顔料の種類としては、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた顔料を好適に用いることができるが、中でも特に透明性の高い顔料を用いることが好ましい。
【００２０】
透明性光輝材含有塗膜
上記光変色性塗膜の上に透明性光輝材含有塗膜を形成する。該透明性光輝材含有塗膜は、例えば、樹脂成分、透明性光輝材及び必要に応じて溶剤や水を含有してなる熱硬化性の透明性光輝材含有塗料（Ｃ）を光変色性塗膜の上に塗装することにより得ることができる。
【００２１】
上記透明性光輝材含有塗料（Ｃ）に用いる樹脂成分は、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた熱硬化性ベース塗料（Ａ）の樹脂成分と同様のものを好適に用いることができる。
【００２２】
透明性光輝材としては、例えば、マイカ顔料、シリカフレーク、ガラスフレークなどが挙げられるが、特にマイカ顔料が好適に用いられる。該マイカ顔料としては、通常メタリック塗料に用いられるものを好適に用いることができ、例えば、マイカやマイカに二酸化チタン、酸化鉄等の金属酸化物を被覆したもの等が挙げられる。透明性光輝材の形状としては鱗片状のものが好ましく、その大きさは長径が１０〜４０μｍ、短径が５〜３０μｍ、厚みが０．３〜２．０μｍ程度のものが適している。
【００２３】
透明性光輝材含有塗料（Ｃ）中の透明性光輝材の含有量としては、塗料固形分中に０．５〜２０重量％、特に１〜１０重量％の範囲内が好ましい。
【００２４】
透明性光輝材含有塗料（Ｃ）には、光変色性組成物の光変色性効果を大きく低下させない範囲で着色顔料を添加することができる。着色顔料の添加量としては、塗料固形分中に５重量％以下であることが好ましい。顔料の種類としては、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた顔料を好適に用いることができるが、中でも特に透明性の高い顔料を用いることが好ましい。
【００２５】
クリヤー塗膜
上記透明性光輝材含有塗膜上にクリヤー塗膜を形成する。該クリヤー塗膜は、例えば、樹脂成分に必要に応じて溶剤や水を含有してなる熱硬化性クリヤー塗料（Ｄ）を透明性光輝材含有塗膜上に塗装することにより得ることができる。
【００２６】
上記熱硬化性クリヤー塗料（Ｄ）の樹脂成分は、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた熱硬化性ベース塗料（Ａ）の樹脂成分と同様のものを好適に用いることができるが、耐候性の点からアクリル系樹脂を主体としたものが好ましい。
【００２７】
また、クリヤー塗料（Ｄ）には、膜の透明性を大きく低下させない範囲で着色顔料を添加することができる。着色顔料の添加量としては、塗料固形分中に５重量％以下であることが好ましい。顔料の種類としては、前記ベース塗膜の説明の項で挙げた顔料を好適に用いることができるが、中でも特に透明性の高い顔料を用いることが好ましい。
【００２８】
複層塗膜の形成方法
本発明の複層塗膜の形成方法は、基材上にベース塗膜、光変色性塗膜、透明性光輝材含有塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成させるものであり、それぞれの塗膜の形成に用いられるベース塗料（Ａ）、光変色性塗料（Ｂ）、透明性光輝材含有塗料（Ｃ）及びクリヤー塗料（Ｄ）について、各塗料に含有される樹脂成分は各々同じであっても異なっていてもよく、また、一般に塗料に用いられる消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、レオロジーコントロール剤、ワックスなどの添加剤を各々の塗料の必要に応じて添加することができる。また、各塗料はそれぞれに有機溶剤系塗料、水系塗料、粉体塗料等のいずれであってもよく、特に組み合わせが限定されるものではない。
【００２９】
上記塗料は各々エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装機などで基材上に順次塗装し焼付ける。焼付けは、各塗料を塗装するたびに焼付けてもよいが、複数の塗膜を同時に焼付けてもよい。焼付条件としては雰囲気温度１００〜１８０℃、好ましくは１２０〜１６０℃で１０〜４０分間程度の加熱が適している。
【００３０】
また、各々の塗膜の膜厚は、ベース塗膜で１０〜５０μｍ、光変色性塗膜で１０〜５０μｍ、透明性光輝材含有塗膜で１０〜５０μｍ及びクリヤー塗膜で１０〜５０μｍ程度が好適である。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、以下、「部」及び「％」はいずれも重量基準によるものであり、樹脂の配合量はいずれも固形分で示した。
【００３２】
ベース塗料の製造
製造例１
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＪＲ−９０３（テイカ社製、酸化チタン顔料）８０部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を３０秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約６０％のベース塗料Ａ１を得た。
【００３３】
製造例２
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＪＲ−９０３（テイカ社製、酸化チタン顔料）２５部及びＭｏｎａｒｃｈ１３００（ＣＡＢＯＴ社製、カーボンブラック顔料）２部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を３０秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約５２％のベース塗料Ａ２を得た。
【００３４】
製造例３
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＪＲ−９０３（テイカ社製、酸化チタン顔料）８０部及びフタロシアニンブルー顔料０．５部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を３０秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約６０％のベース塗料Ａ３を得た。
【００３５】
光変色性塗料の製造
製造例４
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＮａｎｏＴｅｋ ＷＰＣ（シーアイ化成社製、金属酸化物微粒子（酸化ホルミウム系）、平均粒子径約３０ｎｍ）１００部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を３０秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約６２％の光変色性塗料Ｂ１を得た。
【００３６】
製造例５
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＮａｎｏＴｅｋ ＷＰＣ５０部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を３０秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約５１％の光変色性塗料Ｂ２を得た。
【００３７】
透明性光輝材含有塗料の製造
水酸基含有アクリル樹脂７０部及びブチル化メラミン樹脂３０部からなる樹脂組成物にＩｒｉｏｄｉｎ １０３Ｗ２（メルクジャパン社製、光干渉性顔料）１０部を有機溶剤とともに混合、分散した後、粘度を１５秒／フォードカップ＃４になるように有機溶剤を添加し、固形分濃度約２５％の透明性光輝材含有塗料Ｃ１を得た。
【００３８】
試験用基材の作成
厚さ０．８ｍｍのリン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板上に熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料を乾燥膜厚が２０μｍになるようにして電着塗装し、１７０℃の雰囲気温度で３０分間加熱し硬化させた後、ポリエステル・メラミン樹脂系中塗り塗料（グレー色）を乾燥膜厚が２０μｍになるようにしてスプレー塗装し、１４０℃の雰囲気温度で３０分間加熱して硬化させ試験用基材を得た。
【００３９】
ベース塗膜のＬ値の測定
上記基材上に製造例１〜３で得たベース塗料を各々乾燥膜厚が４０μｍになるようにスプレー塗装し、３０分間室温放置した後１４０℃の雰囲気温度で３０分間加熱して硬化させて各試験塗板を得た。得られた塗板について色彩計（ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ社製、Ｃｏｌｏｕｒ−Ｖｉｅｗ分光色彩計）を用いてＬ値を測定したところ下記表１に示す結果が得られた。
【００４０】
【表１】

【００４１】
複層塗膜の作成
実施例１〜３及び比較例１〜２
後記表２に示す組み合わせに従って、前記基材上にベース塗料を乾燥膜厚が４０μｍになるようにスプレー塗装して３０分間室温放置し、雰囲気温度１４０℃で３０分間の焼き付け乾燥を行った。その上に光変色性塗料を乾燥膜厚が４０μｍになるようにスプレー塗装して室温で３０分間放置し、雰囲気温度１４０℃で３０分間の焼き付け乾燥を行った。その上に透明性光輝材含有塗料を乾燥膜厚が２５μｍになるようにスプレー塗装して室温で１５分間放置し、さらにその上にマジクロンクリヤー（関西ペイント社製、アクリル・メラミン樹脂系クリヤー塗料）を乾燥膜厚が３５μｍになるようにスプレー塗装して室温で３０分間放置した後、雰囲気温度１４０℃で３０分間の焼き付け乾燥を行って各複層塗板を得た。
【００４２】
得られた各複層塗板を、太陽光下及び３波長蛍光灯（松下電器産業株式会社製ツイン蛍光灯）の下で色を評価した。また、耐水性及び促進耐候性について下記試験方法に従って評価した。
【００４３】
耐水性：各複層塗板を４０℃の温水に１０日間浸漬した後、塗板を自然乾燥し、塗面状態及外観を目視により評価した。
○：塗面にフクレ、剥がれ等の異常が認められず、意匠性の低下も認められない。
×：塗面にフクレ、剥がれ等の異常が認められるか、又は意匠性の低下が認められる。
【００４４】
促進耐候性：各複層塗板をスーパーキセノンウェザオメーター（スガ試験機株式会社製）にて１０００時間試験を行った後、太陽光下及び３波長蛍光灯下で外観を目視により評価した。
○：光環境の違いによる色変化、及び意匠性が試験前の塗板とほとんど変わらない。
×：光環境の違いによる色変化、又は意匠性が試験前の塗板と大きく異なる。
【００４５】
【表２】

【００４６】
【発明の効果】
本発明の複層塗膜の形成方法を用いて複層塗膜を形成することにより、太陽光の下と蛍光灯の下では著しく色の見えかたが異なり、且つ光輝性を有する高級感のある外観の塗膜を得ることができ、特に家電用、自動車用などに有用なものである。

Claims (8)

1. 基材上にベース塗膜、光変色性塗膜、透明性光輝材含有塗膜及びクリヤー塗膜を順次形成してなることを特徴とする複層塗膜の形成方法。
2. 複層塗膜の各膜厚が乾燥膜厚として、ベース塗膜が１０〜５０μｍ、光変色性塗膜が１０〜５０μｍ、透明性光輝材含有塗膜が１０〜５０μｍ及びクリヤー塗膜が１０〜５０μｍの範囲内である請求項１に記載の複層塗膜の形成方法。
3. 基材上に形成されたベース塗膜のＣＩＥ等色関数に基づく白色度のＬ値が７０以上である請求項１又は２に記載の複層塗膜の形成方法。
4. 光変色性塗膜の形成に用いる光変色性組成物含有塗料（Ｂ）が、光変色性を有する平均粒子径５〜１００ｎｍの金属酸化物微粒子（ａ）を塗料固形分中に３〜７０重量％の範囲内で含有するものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の複層塗膜の形成方法。
5. 光変色性組成物含有塗料（Ｂ）が、さらに着色顔料を塗料固形分中に０．０５〜５重量％含有するものである請求項４に記載の複層塗膜の形成方法。
6. 金属酸化物微粒子（ａ）が、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｈｏ、Ｎｄ及びＰｒから選ばれる１種の金属の金属酸化物又は２種以上の金属の複合金属酸化物である請求項４又は５に記載の複層塗膜の形成方法。
7. 透明性光輝材含有塗膜の形成に用いる透明性光輝材含有塗料（Ｃ）が、マイカ顔料を塗料固形分中に１〜５０重量％の範囲内で含有するものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の複層塗膜の形成方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の複層塗膜の形成方法により複層塗膜が形成されてなることを特徴とする塗装物。