JP2005076019A - 遮熱性塗料と塗膜形成方法及び塗装物品 - Google Patents

遮熱性塗料と塗膜形成方法及び塗装物品 Download PDF

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Abstract

【課題】 遮熱性に優れる塗膜を見出し、省エネルギー性に寄与すること。
【解決手段】1.樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウムの表面に被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部含有する遮熱性塗料(A)であり、
2.樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウムの表面に被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部、着色顔料を0.1〜70重量部含有する遮熱着色塗料(B)、も含む。
【選択図】 なし

Description

本発明は、遮熱性塗料とこれを用いた塗膜形成方法及びこの方法により塗膜を形成した塗装物品に関する。
着色顔料として、カーボンブラック顔料を用いることは従来から行われている。しかし、カーボンブラック顔料を含有する塗膜は、太陽光の下では光を吸収して熱エネルギーに変換されるため温度上昇が著しく、特に、太陽光の波長の長い700nm以上の赤外線は、塗膜中のカ−ボンブラックに吸収され効率よく熱に変換されるため塗膜の温度を上昇させる効果が非常に高いことが知られており、自動車車体が、夏の炎天下に放置された場合、塗膜の表面温度が80度近くまで上昇する。
具体的には、カーボンブラック顔料を含有する塗膜を自動車車体に適用した場合、上述の理由により、クーラーの効きが悪いために、省エネルギー効果が得られなかったり、2輪車のタンクのように、直接人間の肌が触れる部材では、高温による火傷の危険があった。
そこで、赤外線を吸収せず、発熱しにくい顔料が開発されており、例えば、ペリレンブラック顔料やアゾメチン系顔料は、遮熱性の顔料として知られている。
ここでペリレンブラックやアゾメチン系顔料は、すべての赤外線を反射することができずに塗膜を透過するため遮熱効果としては不十分であった。またカーボンブラックと比較して黒色の着色力は劣るために、塗料中に多量に添加しなければならず、所望する黒色度を得るには、仕上り性や塗料安定性を犠牲にしなければならないことがあった。
また太陽光の影響は、ガラス窓を通じて自動車車体の車内及び、ステアリングホィール、ダッシュホード、インストルメントパネル、コンソール、ドアトリム等の内装品の機能として作用するので、乗員に快適な居住環境や走行時の安全性を確保する機能も要求される。
しかし、「夏場に駐車場に放置後にステアリングホィールが熱くなって握れず、駐車場から出庫するときに不快感を味わった」、「車内が猛暑となっている」、「ダッシュホードが熱を吸収しエアコンの効き目が悪い」、「ダッシュホード上のドリンクが熱せられる」などの問題点が残されたままである。
従来、赤外線吸収の少ない樹脂組成物と赤外線反射成分とからなる第1層と、赤外線を透過又は反射する第2の層を少なくとも備える赤外線反射体に関する発明(特許文献1)、(特許文献2)がある。
(特許文献1)や(特許文献2)には、赤外線反射体に染料を含有することの記載はあるものの、具体例や実際に染料を用いた実施例の記載はない。また遮熱性を有する顔料として、ペリレンブラックやアゾメチン系顔料、アルミニウム顔料の記載はあるものの、遮熱効果を得るためには多量に添加しなければならず、意匠性や塗料安定性を損なうものであった。
他に、太陽光等の照射が原因である自動車車内の温度上昇を抑制するのに好適な自動車用内装材に関するもので、自動車鋼板表面と相対する面に、赤外線反射機能を有する層を設けたことを特徴とする自動車用内装材に関する発明がある(特許文献3)。この発明は、自動車ボディーと相対する面に、赤外線反射機能を有する層が設けられているものであって、本発明の塗膜構造とは異なるものであり、遮熱効果も不十分である。
特開平11−302549号公報 特開2002−60698号公報 特開2001−158306号公報
発明が解決しようとする課題は、遮熱性、仕上り性、塗料安定性に優れる塗料、塗膜形成方法を見出し、省エネルギー効果と快適な居住空間に優れる自動車車体を得ることである。
上記の課題を解決する為に、鋭意検討した結果、アゾ系の金属錯体染料、無機焼成顔料や、その他の染料、さらにはぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウムの表面に被覆してなる遮熱性顔料、艶消し顔料などの組み合わせにより、課題を解決することを見出せた。
即ち、本発明は、
「1. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面にアルミニウムの表面積1m当たり0.1gから2.0g被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部含有する遮熱性塗料(A)。
2. 1項に記載された遮熱性塗料Aに、アゾ系の金属錯体染料及び/又は無機焼成顔料を配合した遮熱性塗料。
3. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面にアルミニウムの表面積1m当たり0.1gから2.0g被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部、着色顔料を0.1〜70重量部含有する遮熱着色塗料(B)。
4. アルミニウム顔料が表面に無機酸基吸着層を設けた顔料である、1項ないし3項のいずれか1項に記載された塗料。
5. ペリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料が、分子中に2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物で処理して被覆されている顔料である、1項ないし4項のいずれか1項に記載された塗料。
6. ペリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料が、該顔料を分子中に2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物で処理する際に一塩基性芳香族カルボン酸を併用して処理した顔料である、5項に記載された塗料。
7. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、金属錯体染料及び/又は無機焼成顔料を0.01〜100重量部含有する、1項ないし6項のいずれか1項に記載された塗料。
8. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、シリカ、合成雲母、セラミックス、ガラス、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、タルク、クレー、珪藻土、ゼオライト、ポリマービーズから選ばれる少なくとも1種の艶消し顔料を0.1〜50重量部含有する、1項ないし7項のいずれか1項に記載された塗料。
9. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、アゾ系染料、金属錯体系染料、アニリン系染料、ジおよびトリアリルメタン系染料、ビニロン系染料、ローダミン系染料、アクリジン染料、サフラニン系染料、オキサジン系染料、キノリン系染料、チアゾール系染料、アゾメチン系染料、ポリメチンまたはアゾポリメチン染料、アントラキノン染料、キノフタロン染料、フタロシアニン染料から選ばれる少なくとも1種の染料を0.01〜10重量部含有する透明着色塗料(C)。
10. 被塗物に、1項、3項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、2項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
11. 被塗物に、1項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、9項に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
12. 被塗物に、2項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、9項に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
13. 被塗物に、1項、3項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、2項ないし8項のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装し、次に未硬化のまま、又は硬化乾燥し、9項に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる3C1B、又は3C2B、3C3Bによる塗膜形成方法。
14. 被塗物が、自動車ボディ、又は自動車用の内装部品である、9項ないし13項のいずれか1項に記載された塗膜形成方法。
15. 9項ないし14項のいずれか1項に記載された塗膜形成方法を用いて得られた塗装物品。
16. 塗装物品の明度が、JISZ 8729に規定されるL表色系に基づくL値で0.1〜60である、14項に記載された塗装物品。
17. 塗装物品の60度グロスが、60以下である、14項に記載された塗装物品。」
に関する。
ぺリレン系顔料、アゾメチン系顔料に遮熱効果があることは従来から知られているが、本発明のように、アルミニウムの表面にぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料を被覆し、塗料中に配合した例はない。
このことによって、赤外線に対する発熱が少ないぺリレン系顔料やアゾメチン系顔料の効果に加え、さらにアルミニウムが太陽光を反射するため、ぺリレン系顔料、アゾメチン系顔料、アルミニウムのそれぞれを単独で配合することに比べて少ない配合量で遮熱効果が得られるため、意匠性の幅や塗料安定性の向上に寄与する。
本発明の塗料、及び塗膜形成方法による塗膜は、遮熱性、意匠性に優れるため、特に、自動車車体や、艶消し顔料を配合して自動車用の内装部品に適用することによって、車内の温度上昇を防ぐことから、快適な居住空間を提供し、かつエアコンの効果を高め省エネルギー性に寄与する。
遮熱性塗料(A)、遮熱着色塗料(B)、透明着色塗料(C)、塗膜形成方法について詳細に説明する。
遮熱性塗料(A):遮熱性塗料(A)は、樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面に被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部含有する。
遮熱性化合物(i)について詳細は、アルミニウム顔料の表面に無機酸基の吸着層を有し、さらにその上に、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料層を有する。
基材となるアルミニウム顔料については、厚みが0.1〜5μm、平均粒径が5〜100μmのもので、平均粒径を厚みで割った形状係数が2〜100程度の範囲のフレーク状のものがよい。これらのフレーク状アルミニウム顔料以外に、粒径が5〜1000μm程度(好ましくは10〜100μm)の粒状粒子もアルミニウム顔料として使用可能である。
アルミニウム顔料の表面に無機酸基の吸着層を設けることが重要である。無機酸基の吸着層は、アルミニウム顔料表面の活性点を増加せしめ、着色顔料の付着を容易にすると同時にその付着力を高める働きをする。その結果、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面に均一かつ強固に付着させることができる。
アルミニウム顔料表面に吸着させる無機酸基として、炭酸、硼酸、硫酸、硝酸、燐酸、亜燐酸、次亜燐酸、珪酸、クロム酸、モリブデン酸、タングステン酸、チタン酸、バナジン酸、タンタル酸、およびそれらの縮合物の酸基が挙げられる。
特に好ましい無機酸基としては、燐酸、モリブデン酸、タングステン酸、バナジン酸、およびそれらの縮合物であるピロ燐酸、ポリ燐酸、ポリモリブデン酸、ポリタングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステン酸等の酸基が挙げられる。
無機酸基をアルミニウム顔料表面に吸着させる方法は、特に限定されないが、これらの無機酸基を含む酸あるいはそれらのアンモニウム塩等の化合物を水あるいはアルコール等の親水性溶剤に溶解し、アルミニウム顔料とスラリー状態あるいはペースト状態で攪拌混合あるいは混練する方法が好ましい。
アルミニウム顔料表面に吸着させる無機酸基の量は、アルミニウム顔料100重量部当たり0.05〜5重量部が好ましい。これよりも少ない場合には着色顔料を十分に付着させることができず、多すぎるとアルミニウム顔料の凝集その他の問題が生じる。
遮熱性化合物(i)は、無機酸基の吸着層を介してぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料層を有する。
具体的には、ペリレンブラック顔料として、PaliogenBlack S−0084(BASF社製、商品名)、アゾメチン系顔料として、ChromoineBlack A−1103(大日精化社製、商品名)が挙げられる。
付着させるぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料の量はアルミニウム顔料の表面積1m当たり0.1〜2.0g、より好ましくは0.15〜1.5g、さらに好ましくは0.2g〜1.0gの範囲である。これよりも少ない場合には充分着色させることが出来ず、多すぎると着色顔料の脱落が生じ易くなる。
場合により、分子中に2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物で予め処理し被覆したぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料を使用する。こうして被覆したぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料を使用すると、無機酸基を吸着せしめたアルミニウム顔料に対するぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料の付着性を向上させることができる。
2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物としては下記のものが例示される:エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,8−ジアミノナフタレン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、ステアリルプロピレンジアミン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン。
2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物の添加量は、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料100重量部に対し、0.2〜100重量部、より好ましくは0.5〜50重量部が適当である。
添加量が少なすぎる場合には、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料に付着させることが困難となり得る。また、添加量が多すぎると、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料に充分に固定できない。
ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料を上記したアミノ化合物で処理する際に、さらに一塩基性芳香族カルボン酸を使用してもよい。一塩基性芳香族カルボン酸を併用することにより、無機酸基を吸着せしめたアルミニウム顔料に対するぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料の付着性がより安定化される。
一塩基性芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、安息香酸ビニル、サリチル酸、アントラニル酸、m−アミノ安息香酸、p−アミノ安息香酸、3−アミノ−4−メチル安息香酸、p−アミノサリチル酸、1−ナフトエ酸、2−ナフトエ酸、ナフテン酸、3−アミノ−2−ナフトエ酸、ケイ皮酸、アミノケイ皮酸等が挙げられる。
これらの中で、アルミニウム顔料に対するぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料の付着性が優れている点で、安息香酸、アミノ安息香酸(アントラニル酸等)、アミノヒドロキシ安息香酸(アミノサリチル酸等)、ナフトエ酸(2−ナフトエ酸等)、アミノナフトエ酸(3−アミノ−2−ナフトエ酸等)、ケイ皮酸、アミノケイ皮酸に属するものが好適である。
一塩基性芳香族カルボン酸の添加量は、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料100重量部に対し、0.2〜100重量部、より好ましくは0.5〜50重量部が適当である。
添加量が少なすぎる場合には、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料がアルミニウム顔料から脱落しやすくなる。また、添加量が多すぎると、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料が充分に固定できない。
ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料には上記した化合物の他に、界面活性剤やキレート化合物等の顔料分散剤や、紫外線吸収剤等を付着させてもよい。このようにして処理されたぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料は、無機酸基を吸着させたアルミニウム顔料に対する付着性が非常に良好で、遮熱性効果を発揮することができる。
付着したぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料の密着性は、ポリマーで被覆することにより、ポリマーが着色顔料とアルミニウム顔料表面との間隙に浸入して固定化の役割を果たし、さらに改善することができる。
このようなぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウムの表面に被覆してなる遮熱性化合物(i)は、耐溶剤性をさらに向上させる目的で、シランカップリング剤、あるいはチタンカップリング剤等でさらに被覆してもよい。
遮熱性化合物(i)の配合量は、樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、0.1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部、さらに好ましくは5〜30重量部がよい。
遮熱性塗料(A)は、カーボンブラックの代わりに、アゾ系の金属錯体染料及び/又は無機焼成顔料(以下、遮熱性化合物(ii)と略することがある)が配合される。上記の遮熱性化合物(ii)として、具体的には、アゾ系の金属錯体染料は、Neozapon X−55(BASF社製、商品名)、無機焼成顔料は、ダイピロキサイドカラーブラウン#9290、ダイピロキサイドカラーブラック#9590(以上、大日精化社製、商品名)が挙げられる。
上記の遮熱性化合物(ii)の添加量は、遮熱性塗料(A)の樹脂固形分100重量部に対して0.1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部、さらに好ましくは3〜20重量部の範囲が好ましい。
さらに遮熱性塗料(A)は、目的に応じて、熱硬化性樹脂と架橋剤の固形分合計100重量部に対して、シリカ、合成雲母、セラミックス、ガラス、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、タルク、クレー、珪藻土、ゼオライト、ポリマービーズから選ばれる少なくとも1種の艶消し顔料を0.1〜50重量部配合することができる。
上記のような艶消し顔料を添加することによって、JISZ 8729に規定されるL表色系に基づくL値で0.1〜60、好ましくは2〜50、さらに好ましくは3〜40の低明度で、かつJIS K 5400、JIS K 5400 7.6(1990)に規定される60°グロスで60以下の艶消し塗膜を得ることができる。艶消し塗膜は、例えば、自動車の内装部品に塗装され、ドライバーへの反射光を低減して防眩性に寄与する。
遮熱性塗料(A)は、遮熱性化合物(i)、遮熱性化合物(ii)、艶消し顔料のほかに、その他の顔料を目的に応じて配合することができ、例えば、タルク、アルミニウムシリケート、バリタなどの体質顔料が挙げられる。
遮熱性塗料(A)における樹脂成分としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、ケイ素含有基、エポキシ基、ブロックされていてもよいイソシアネ−ト基などから選ばれた1種もしくは2種以上の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種もしくは2種以上や、塗装面がポリプロピレンなどのプラスチックである場合には、塩素化ポリオレフィン、エチレン、プロピレン、ブテン、メチルブテンから選ばれた1種もしくは2種以上の重合体、さらにこれらのオレフィン類と酢酸ビニル、ブタジエン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどとのラジカル共重合体である塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化エチレン−プロピレン共重合体、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体などを混合することができる。
また塩素化ポリオレフィンに重合性モノマーをグラフト重合させたものも含まれ、これらの重合性モノマーとして、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキル、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとモノカルボン酸との付加物、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。また塩素化ポリオレフィンに水分散性を付与して水性塗料にも適用可能である。
遮熱性塗料(A)の樹脂成分として架橋剤も併用でき、上記の樹脂成分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−ト化合物、カルボキシル基含有化合物、エポキシ基含有化合物などから選ばれた1種もしくは2種以上の架橋剤からなる混合物が挙げられる。
上記の基体樹脂と架橋剤との比率は、該両成分の合計重量を基準に、基体樹脂は50〜90重量%、特に65〜85重量%、架橋剤は50〜10重量%、特に45〜20重量%が適している。
このような樹脂組成物に、有機溶剤で希釈して有機溶剤型の塗料とすることや、中和のためにアミンなどの塩基性化合物を添加して水分散、又はエマルションとして水性塗料とすることができる。
有機溶剤としては、従来から既知の、例えば、ヘキサン、ヘプタン、キシレン、トルエン、シクロヘキサンなどの炭化水素系;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、酢酸ジエチレングリコ−ルモノメチルエ−テルなどのエステル系;イソプロピルエ−テル、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルモノブチルエ−テルなどのエ−テル系;エチルアルコ−ル、ブチルアルコ−ル、ヘキシルアルコ−ルなどのアルコ−ル系;メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系;などが挙げられる。
中和のために用いるアミンなどの塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノールなどの第1級モノアミン;ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ−n−またはジ−iso−プロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンなどの第2級モノアミン;ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなどの第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミンを挙げることができる。
遮熱性塗料(A)の製造は、遮熱性化合物(i)、遮熱性化合物(ii)、艶消し顔料、その他の顔料、ビニル樹脂、アルキド樹脂などの基体樹脂、有機溶剤、又は水に混合し、ガラスビーズもしくはジルコビーズ等のメジアを入れ、ペイントシェーカーで分散して粒径1.0μm以下に顔料分散して顔料を10〜50重量%含む顔料分散ペーストを作成し、次に基体樹脂、架橋剤、添加剤、有機溶剤、又は水を加えて調製できる。
遮熱性塗料(A)の塗装には、固形分含有率を10〜60重量%、好ましくは20〜50重量%で、粘度を10〜30秒/フォ−ドカップ#4/20℃に調整しておくことが好ましい。遮熱性塗料(A)の塗装については、エアスプレ−、エアレススプレ−または静電塗装機などで塗装する。塗装後の焼き付け条件としては、60〜160℃、好ましくは90〜140℃で10〜90分間加熱して塗膜を得ることができる。
遮熱着色塗料(B):樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウムの表面に被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部、着色顔料を0.1〜70重量部含有し、遮熱性を有する塗料である。
遮熱着色塗料(B)の塗膜は、遮熱性塗料(A)の塗膜に比べて意匠性の付与や、遮熱性塗料(A)の塗膜に塗り重ねた複層塗膜によって、お互いの塗膜の光干渉効果によって新規な意匠性を得ることができる。遮熱性化合物(i)、遮熱性化合物(ii)、艶消し顔料については、遮熱性塗料(A)と同様の化合物、配合量が適用できる。
遮熱性塗料(A)の塗膜と同様に、艶消し顔料を添加することによって、JISZ 8729に規定されるL表色系に基づくL値で0.1〜60、好ましくは2〜50、さらに好ましくは3〜40の低明度で、かつJISK 5400に規定される60°グロスで60以下の艶消し塗膜を得ることができる。艶消し塗膜は、例えば、自動車の内装部品に塗装され、ドライバーへの反射光を低減して防眩性に寄与する。
着色顔料としては、具体的には、チタン白、亜鉛華、リトポン、硫化亜鉛、アンチモン白などの白色顔料;黄土、黄色酸化鉄、ビスマスバナデート、ナフトールエローS、ハンザエロー10G、同5G、同3G、同G、同GR、同A、同RN、同R、ピグメントエローL、パーマネントエローNCG、バルカンファストエロー5G、同R、キノリンエローレーキ、アンスラゲンエロー6GLなどの黄色顔料;クロムバーミリオン、スダーンI、リソールファストオレンジ3GL、パーマネントオレンジGTR、ハンザエロー3R、バルカンファストオレンジGG、ペルシアンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジGK、同RKなどの橙色顔料;酸化鉄、アンバーなどの褐色顔料;
ベンガラ、パーマネントレッド4R、同F5R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、同6B、パーマネントレッドF2R、同F4R、同FRL、同FRLL、同F4RH、ファストスカーレットVD、バルカンファストルビンB、バルカンファストピンクG、ライトファストレッドトーナーB、同R、パーマネントカーミンFB、レーキレッド、アンソシンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGK、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2R、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、同Y、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、ペリレン、キナクリドン系赤顔料などの赤色顔料;
コバルト紫、マンガン紫、ジオキサジンバイオレット、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどの紫色顔料、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダスレンブルーRS、同BC、インジゴなどの青色顔料;クロムグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、フタロシアニングリーンなどの緑色顔料が挙げられるが、これらに限ったことではない。
他に、アルミニウムフレーク、銅ブロンズフレーク、雲母状酸化鉄例えば、MIO、PIO、マイカフレーク、金属酸化物を被覆した雲母状酸化鉄、金属酸化物を被覆したマイカフレーク、金属水酸化物を被覆したアルミナ、シリカ、ガラスなども配合することができる。
遮熱着色塗料(B)の製造は、遮熱性化合物(i)、着色顔料、適宜に、遮熱性化合物(ii)、艶消し顔料を含有し、その他の顔料、顔料分散用樹脂、有機溶剤、又は水を混合し、ガラスビーズもしくはジルコビーズ等のメジアを入れ、ペイントシェーカー又はボールミルなどで分散することにより顔料分散ペーストが得られる。
この顔料分散ペーストに、基体樹脂、架橋剤、添加剤、有機溶剤、又は水を配合し、遮熱着色塗料(B)を製造できる。
遮熱着色塗料(B)における基体樹脂は、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、ウレタン樹脂など遮熱塗料(A)に用いたものと同様の熱硬化性樹脂組成物が使用できる。
架橋剤は、これら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−ト化合物、カルボキシル基含有化合物、エポキシ基含有化合物などから選ばれた1種もしくは2種以上の架橋剤からなる混合物が挙げられる。
上記の基体樹脂と架橋剤との比率は、該両成分の合計重量を基準に、基体樹脂は50〜90重量%、特に65〜85重量%、架橋剤は50〜10重量%、特に45〜20重量%が適している。
このような樹脂組成物に、有機溶剤で希釈して有機溶剤型の塗料とすることや、中和のためにアミンなどの塩基性化合物を添加して水分散、又はエマルションとして水性塗料とすることができる。
遮熱着色塗料(B)の塗装に適する粘度は、フォ−ドカップ#4を用いて20℃で10〜30秒に調整して塗装時の固形分を10〜60重量%、好ましくは20〜50重量%として、塗装手段としてエアスプレ−、エアレススプレ−または静電塗装機などを用いて、膜厚を15μm以上、好ましくは20〜50μmになるように塗装する。塗装後の焼き付け条件としては、80〜160℃、好ましくは90〜140℃で10〜90分間加熱して塗膜を得ることができる。
遮熱着色塗料(B)の塗膜は、未硬化のまま、室温でのセッティングを施し、クリヤ塗料を塗装し、両塗膜を焼き付け条件としては、80〜160℃、好ましくは90〜140℃で10〜90分間加熱して塗膜を得る2C1Bによる塗膜形成方法を行うことができる。また次に述べる透明着色塗料(C)を塗装することができる。
透明着色塗料(C):透明着色塗料(C)を塗装する目的としては、透明であることから塗膜を通じて下地塗膜を認識でき、下地塗膜との組み合わせによる意匠性と、さらなる遮熱性を付与することができる。
(C)塗料は、樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、アゾ系染料、金属錯体系染料、アニリン系染料、ジおよびトリアリルメタン系染料、ビニロン系染料、ローダミン系染料、アクリジン染料、サフラニン系染料、オキサジン系染料、キノリン系染料、チアゾール系染料、アゾメチン系染料、ポリメチンまたはアゾポリメチン染料、アントラキノン染料、キノフタロン染料、フタロシアニン染料から選ばれる少なくとも1種の染料を0.01〜10重量部含有する塗料である。
この中の一例として、例えば、耐候性が良好なアゾ系染料で、かつ金属錯体染料であるNeozaponX−55、 Neozapon X−51、Neozapon X−53(BASF社製、商品名、クロム錯体染料)が挙げられる。
染料の含有量が0.01部より少ないと透明な着色感が得られず、10重量部を超えると下地塗膜を認識できなくなるばかりか、遮熱効果が低下するおそれがある。
透明着色塗料(C)の調整方法は、基体樹脂と硬化剤の樹脂成分と、染料、有機溶剤、必要に応じて紫外線吸収剤や表面調整剤などを添加して、ディスパーなどで混合分散することによって調整できる。
透明着色塗料(C)の塗装には、粘度をフォ−ドカップ#4(20℃)で10〜30秒の粘度に調整しておくことが好ましい。塗装方法としては、スプレー、静電塗装機など従来からある塗装手段を用いることができ、膜厚で5〜50μm、好ましくは15〜25μmの範囲で塗装する。
塗膜形成方法:遮熱性塗料(A)、遮熱着色塗料(B)、透明着色塗料(C)の塗膜形成方法は、以下の方法(1)〜方法(4)によって、遮熱性、意匠性の効果をさらに得ることができる。
方法(1)は、被塗物に、遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、自動車用内装部品用の遮熱着色塗料(B)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。方法(2)は、被塗物に、遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。方法(3)は、被塗物に、遮熱着色塗料(B)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。方法(4)は、被塗物に、遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、遮熱着色塗料(B)を塗装し、次に未硬化のまま、又は硬化乾燥し、透明着色塗料(C)を塗装してなる3C1B、又は3C2B、3C3Bによる塗膜形成方法。等によって複層塗膜が得られる。ここで、Cはコート、Bはベックを表わし、例えば、3C1Bはスリーコートワンベークの意味である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、これらによって限定されるものではない。
製造例1 ペリレン系顔料を被覆したアルミニウム顔料の製造
工程1 アルミニウム顔料(東洋アルミニウム(株)製、ミラグロー1000)114部に、りん酸1部(アルミニウム顔料100重量部に対し1重量部)を含むイソプロピルアルコール溶液20部を加え、5分間混練することにより、該アルミニウム顔料表面に燐酸基を吸着させて「仕掛品1」を得た。
工程2 Paliogen BlackS−0084(BASF社製、商品名、ペリレン系顔料)10部に、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン5部、ミネラルスピリット100部を加え、20時間ボールミル分散して「仕掛品2」を得た。
工程3 工程2のボールミル分散した「仕掛品2」に、工程1で作成した「仕掛品1」と、ミネラルスピリット200部を追加し、さらに3時間ボールミル分散した。
これを吸引濾過し乾燥することによって、ペリレン系顔料を被覆したアルミニウム顔料を得た。
製造例2 アゾメチン系顔料を被覆したアルミニウム顔料の製造
製造例1に用いた「PaliogenBlack S−0084」の代わりに、ChromoineBlack A−1103(大日精化社製、商品名、アゾメチン系顔料)を用いる以外は、同様の配合内容、操作にて、アゾメチン系顔料を被覆したアルミニウム顔料を得た。
製造例3顔料分散ペーストNo.1の製造
ポリエステル樹脂(酸価80mgKOH/g、水酸基価10mgKOH/g、数平均分子量18,000)30部(固形分)、製造例1で得たペリレン系顔料を被覆したアルミニウム顔料 10部をブチルセロソルブで混合して、均一に分散し、顔料分散ペ−ストNo.1を得た。
製造例4〜8
表1のような配合内容で、顔料分散ペーストNo.2〜No.6を得た。
Figure 2005076019
(注1)NeozaponX−55: BASF社製、商品名、アゾ系染料でかつ金属
(クロム)錯体染料
(注2)カープレックスBS−304N:シオノギ製薬社製、商品名、シリカ微粒子
(注3)PaliogenBlack S−0084:BASF社製、商品名、ペリレン系顔料
(注4)ChromoineBlack A−1103:大日精化社製、商品名、アゾメチン系顔料
(注5)アルペースト7680NS:東洋アルミニウム社製、商品名、アルミニウムペースト
製造例9 ポリエステル樹脂の製造
ネオペンチルグリコール0.7モル、トリメチロールプロパン0.3モル、無水フタル酸0.4モルおよびアジピン酸0.5モルを反応容器に入れ、200〜230℃で5時間反応させてから、無水トリメリット酸0.03モル添加してさらに180℃で1時間反応させた後、ブチロセロソルブを加えて、酸価40mgKOH/g、水酸基価70mgKOH/g、数平均分子量約6000である固形分70%のポリエステル樹脂溶液を得た。
次に、上記、ポリエステル樹脂溶液100部に、ジメチルアミノエタノール4部を加えて中和し、その後イソプロピルアルコールを加えて、固形分60%のポリエステル樹脂を得た。
製造例10 アクリル樹脂の製造
120℃に加温したエチレングリコールモノブチルエーテル60部に、「モノマー成分−1(注6)」を3時間を要して加え共重合させて、酸価40mgKOH/g、水酸基価52mgKOH/g、および数平均分子量約10000である固形分60%のアクリル樹脂を得た。
(注6):「モノマー成分−1」メタクリル酸メチル30部、メタクリル酸エチル23部、メタクリル酸ブチル30部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル12部、メタクリル酸5部およびα,α´−アゾビスイソブチロニトリル2部からなる。
次に、上記、アクリル樹脂100部に、ジメチルアミノエタノール3.5部を加えて中和し、その後イソプロピルアルコールを加えて固形分50%のアクリル樹脂を得た。
遮熱性塗料(A)の製造
実施例1
製造例7で得たポリエステル樹脂40部(固形分)、デスモジュールTPLS2310(注7) 30部(固形分)、顔料分散ペーストNo.140部(固形分)を加えて攪拌して、遮熱性塗料No.1を得た。
(注7)デスモジュールTPLS2310:住化バイエルウレタン社製、商品名、ブロック化イソシアネート
実施例2〜4
実施例1と同様にして、表2の配合内容で、遮熱性塗料No.2〜No.4を得た。
比較例1〜2
実施例1と同様にして、表2の配合内容で、遮熱性塗料No.5、No.6を得た。
Figure 2005076019
遮熱着色塗料(B)の製造
製造例11 顔料分散ペ−ストNo.7の製造
製造例10で得たアクリル樹脂30部(固形分)、製造例1で得たアルミニウム顔料 2部、NeozaponX−55(注1) 0.5部、カープレックスBS−304N(注2)5部、JR−903(注8)50部、脱イオン水を加え、ボールミルで20時間分散して、顔料分散ペ−ストNo.7を得た。
製造例12〜15
製造例11と同様にして、表3の配合内容で顔料分散ペ−ストNo.8〜No.11を得た。
Figure 2005076019
(注8)JR−903:テイカ社製、商品名、チタン白
(注9)カーボンMA−100:三菱化学社製、商品名、カーボンブラック
実施例5 遮熱着色塗料No.1の製造
顔料分散ペ−ストNo.748.5部(固形分)を添加し、製造例7で得たポリエステル樹脂 デスモジュールTPLS2310(注7)30部を配合して脱イオン水を加え、遮熱着色塗料No.1を得た。
実施例6 遮熱着色塗料No.2の製造
実施例5と同様にして、表4の配合内容で、遮熱着色塗料No.2を得た。
比較例3〜5
実施例5と同様にして、表4の配合内容で、遮熱着色塗料No.3〜No.5を得た。
Figure 2005076019
透明着色塗料(C)の製造
実施例7透明着色塗料No.1の製造
アクリル樹脂(水酸基価85mgKOH/g、酸価3mgKOH/g、数平均分子量12000)45部(固形分)、ポリエステル樹脂(酸価80mgKOH/g、水酸基価10mgKOH/g、数平均分子量18,000)20部(固形分)、メラミン樹脂(数平均分子量1,000)35部(固形分)を有機溶剤(酢酸エチル/キシレン=1/1重量比)に混合分散し、その中にNeozapon X−55(注1)を1.0部、有機溶剤を配合し、透明着色塗料No.1を得た。
比較例6 透明着色塗料No.2の製造
実施例7において、Neozapon X−55(注1)1部を配合せずに、透明着色塗料No.2を得た
表5に透明着色塗料No.1、透明着色塗料No.2の配合内容を示す。
Figure 2005076019
遮熱性塗料(A)の試験
表面処理を施した冷延鋼板(70×10×150mm)に、エレクロンGT−10LF(関西ペイント社製、商品名、カチオン電着塗料)を用いて電着塗装を行い、170℃−20分焼き付けて試験板とした。試験内容は、下記の条件に従った。
実施例1〜4
試験板に、遮熱性塗料No.1〜No.4をエアスプレーを用いて膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けて塗板を得た。
比較例1、2
試験板に、遮熱性塗料No.5、遮熱性塗料No.6をエアスプレーで膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けて塗板を得た。表6に結果を示す。
Figure 2005076019
遮熱着色塗料の試験
実施例5、6
試験板に、遮熱着色塗料No.1、遮熱着色塗料No.2をエアスプレーで膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けて塗板を得た。
比較例3〜5
試験板に、遮熱着色塗料No.3〜遮熱性塗料No.5をエアスプレーで膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けて塗板を得た。表7に結果を示す。
Figure 2005076019
複層塗膜の試験
実施例8
試験板に、遮熱性塗料No.1をエアスプレーを用いて膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けた。次に、遮熱着色塗料No.1を15μm塗装し、セッティングを施した後、実施例7で得た透明着色塗料No.1を15μm塗装し、3層を140℃−20分間焼付けた。
実施例9〜10
表8のような工程にて、複層塗膜を作成した。
比較例7
試験板に、遮熱性塗料No.5をエアスプレーを用いて膜厚が35μmになるように塗装し、140℃−20分間焼き付けた。次に、遮熱着色塗料No.3を15μm塗装し、セッティングを施した後、比較例6で得た透明着色塗料No.2を15μm塗装し、3層を140℃−20分間焼付けた。
比較例8〜10
表8のような工程にて、複層塗膜を作成した。
Figure 2005076019
Figure 2005076019
(注10) 明度L:米国 X−Rite社の携帯型変角分光光度計MA68を用いて正面45度のL値を求めた。値が小さいほど漆黒度が増し、黒と塗色としての意匠性が高いことを示す。
(注11)塗板表面温度(℃):雰囲気温度20℃、塗板からの距離30cmにて、熱源としてHALOGEN LIGHT LPL1500(LPL社製)を使用して照射し、6時間経過後の塗板の表面の温度を測定した。
(注12)60°グロス:JIS K−5400 7.6(1990)の60度鏡面光沢度に従い、塗膜の光沢の程度を入射角と受光角とがそれぞれ60度のときの反射率を測定して、鏡面光沢度の基準面の光沢度を100としたときの百分率で表す。
(注13)仕上り性:
○は、ラウンド感、チリ肌感、ハジキ、ヘコミなく良好
△は、ラウンド感、チリ肌感、ハジキ、ヘコミのいづれかが劣る
×は、ラウンド感、チリ肌感、ハジキ、ヘコミの低下が著しい
(注14)塗料安定性:塗料を100mlのサンプル瓶に入れ、40℃で30日間貯蔵した。
○は、塗料の沈降がほとんどなく、またあっても手攪拌で再分散する。
△は、塗料の沈降があり、1〜2時間攪拌機で攪拌して戻る状態。
×は、塗料の沈降が著しく、再分散に困難を極める。
本発明の塗料、及び塗膜形成方法を用いて得られた塗装物品は、
遮熱性に優れるため、自動車車体、内装品等に塗装し、省エネルギー性や快適な居住空間の提供に寄与する。

Claims (17)

  1. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面にアルミニウムの表面積1m当たり0.1gから2.0g被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部含有する遮熱性塗料(A)。
  2. 請求項1に記載された遮熱性塗料Aに、アゾ系の金属錯体染料及び/又は無機焼成顔料を配合した遮熱性塗料。
  3. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、ぺリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料をアルミニウム顔料の表面にアルミニウムの表面積1m当たり0.1gから2.0g被覆してなる遮熱性化合物(i)を0.1〜100重量部、着色顔料を0.1〜70重量部含有する遮熱着色塗料(B)。
  4. アルミニウム顔料が表面に無機酸基吸着層を設けた顔料である、請求項1ないし3のいずれか1項に記載された塗料。
  5. ペリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料が、分子中に2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物で処理して被覆されている顔料である、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された塗料。
  6. ペリレン系顔料及び/又はアゾメチン系顔料が、該顔料を分子中に2個のアミノ基を有し、カルボキシル基を持たないアミノ化合物で処理する際に一塩基性芳香族カルボン酸を併用して処理した顔料である、請求項5に記載された塗料。
  7. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、金属錯体染料及び/又は無機焼成顔料を0.01〜100重量部含有する、請求項1ないし6のいずれか1項に記載された塗料。
  8. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、シリカ、合成雲母、セラミックス、ガラス、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、タルク、クレー、珪藻土、ゼオライト、ポリマービーズから選ばれる少なくとも1種の艶消し顔料を0.1〜50重量部含有する、請求項1ないし7のいずれか1項に記載された塗料。
  9. 樹脂成分の固形分合計100重量部に対して、アゾ系染料、金属錯体系染料、アニリン系染料、ジおよびトリアリルメタン系染料、ビニロン系染料、ローダミン系染料、アクリジン染料、サフラニン系染料、オキサジン系染料、キノリン系染料、チアゾール系染料、アゾメチン系染料、ポリメチンまたはアゾポリメチン染料、アントラキノン染料、キノフタロン染料、フタロシアニン染料から選ばれる少なくとも1種の染料を0.01〜10重量部含有する透明着色塗料(C)。
  10. 被塗物に、請求項1、3ないし8のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、請求項2ないし8のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
  11. 被塗物に、請求項1ないし8のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、請求項9に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
  12. 被塗物に、請求項2ないし8のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、請求項9に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる2C1B、又は2C2Bによる塗膜形成方法。
  13. 被塗物に、請求項1、3ないし8のいずれか1項に記載された遮熱性塗料(A)を塗装し、未硬化のまま、又は硬化乾燥し、請求項2ないし8のいずれか1項に記載された遮熱着色塗料(B)を塗装し、次に未硬化のまま、又は硬化乾燥し、請求項9に記載された透明着色塗料(C)を塗装してなる3C1B、又は3C2B、3C3Bによる塗膜形成方法。
  14. 被塗物が、自動車ボディ、又は自動車用の内装部品である、請求項9ないし13のいずれか1項に記載された塗膜形成方法。
  15. 請求項9ないし14のいずれか1項に記載された塗膜形成方法を用いて得られた塗装物品。
  16. 塗装物品の明度が、JISZ 8729に規定されるL表色系に基づくL値で0.1〜60である、請求項14に記載された塗装物品。
  17. 塗装物品の60度グロスが、60以下である、請求項14に記載された塗装物品。
















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