JP2005281601A - 光輝感塗料、塗膜及び塗膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キラキラ感を有する光輝感塗膜を作業性良く、安価に形成できる光輝感塗料組成物、光輝感塗膜及び光輝感塗膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】光輝感塗料組成物は金属片を含有する光輝性顔料と、透明樹脂粒子を含有する。光輝性顔料のＰＷＣが１〜２０％で、透明樹脂粒子の固形分全体に対する含有比率が５〜２０％である。金属片の最大径は５〜８０μｍで、厚さは０．０１〜２μｍである。透明樹脂粒子の最大径は１〜１０μｍである。
光輝感塗膜は、このような光輝感塗料組成物を用いて形成されたメタリック塗膜層を備える。下地塗膜層やクリヤ塗膜層を備えていてもよい。クリヤ塗膜層などの膜厚は３０〜７０μｍである。
【選択図】なし

Description

本発明は、光輝感塗料及び光輝感塗膜に係り、更に詳細には、大粒径の光輝材を含み優れた光輝感外観を示す塗料組成物、塗膜及び塗膜形成方法に関する。

従来、光輝感塗料としては、アルミニウム片を含有した塗料が知られており、これらは例えば自動車の内装やホイールキャップ等の塗装に用いられている。このような自動車の内外装塗装に用いられる光輝感塗料は、いわゆる粒子感が少なく、ハイライト領域とシェード領域との光沢差が大きい独特の意匠性を有するものである。

一方、電化製品の部品等には、上述の光輝感塗料によるキラキラ感が付与されたものもあるが、このようなキラキラ感を醸し出すには、代表的に粒径が４０〜６０μｍ程度の大粒径の光輝材を使用しなければならず、この結果、外観性の低下を招いていた。
これに対し、従来は、このような大粒径の光輝材を用いてキラキラ感を醸し出し、且つ高外観を得るに当たり、光輝材を含む塗膜層の上層のクリヤ塗膜層を厚くするか、又は複数回の積層を行わなければならなかった（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−１４１１９４号公報

しかしながら、かかる従来の塗膜形成においては、上層のクリヤ塗膜層を厚くしようとすればタレが発生し、一方、複数回の積層によれば生産性が低下したりコストが高くなるという問題があり、かかる塗膜形成方法は、意匠性を発現できるものの自動車塗装には適用されていないのが実状である。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キラキラ感を有する光輝感塗膜を作業性良く安価に形成できる光輝感塗料組成物、光輝感塗膜及び光輝感塗膜の形成方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の透明樹脂粒子を用いることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の光輝感塗料組成物は、金属片を含有する光輝性顔料と、透明樹脂粒子を含有する塗料組成物である。
この光輝感塗料において、光輝性顔料の顔料重量濃度（ＰＷＣ）は１〜２０％であり、透明樹脂粒子の固形分全体に対する含有比率は５〜２０％である。

また、本発明の光輝感塗膜は、上述の如き光輝感塗料組成物から形成されたメタリック塗膜層を有することを特徴とする。

更に、本発明の光輝感塗膜の形成方法は、上述の如き光輝感塗料組成物を被塗物に塗装してメタリック塗膜層を形成することを特徴とする。

本発明によれば、所定の透明樹脂粒子を用いることとしたため、キラキラ感を有する光輝感塗膜を作業性良く安価に形成できる光輝感塗料組成物、光輝感塗膜及び光輝感塗膜形成方法を提供することができる。

以下、本発明の光輝感塗料組成物につき詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上述の如く、本発明の光輝感塗料組成物は、金属片を含有する光輝性顔料と、透明樹脂粒子を含有する塗料組成物である。
ここで、光輝性顔料の金属片としては、金属を粉砕して得られるものであれば特に限定されるものではない。粉砕して得られる金属片の厚さについては、一般に０．０１〜２μｍ程度であり、０．１〜２μｍが好ましい。
金属片の厚さが０．０１μｍ未満では薄すぎて反射光が少なくなり、２μｍを超えると粒子感が強すぎて、いずれも光輝感（キラキラ感）が不足し易い。

また、金属片の大きさとしては、その最大径（即ち、対象とする金属片を平面観察し、その輪郭（外形）と２点で交わる線分を想定した際の最長線分の長さ）が５〜８０μｍ程度、好ましくは２０〜６０μｍ程度となる大きさがよい。
最大径が５μｍ未満では、金属片が不規則に配向して光輝感が不足し易く、８０μｍを超えると、得られる塗膜の密着性が不十分となり易い。

なお、金属片の材質としては、金属である限り特に限定されるものではないが、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）等を例示できる。人間が好ましく感じる金属感に近いという観点からは、アルミニウムが好ましい。

一方、透明樹脂粒子は、塗料組成物中において、光輝性顔料の金属片によって形成される凹凸の間に入り込むので、得られる塗膜表面を平滑なままとし、光輝感の良好な塗膜形成を促進する機能を果たす。
よって、後述するが、本発明の光輝感塗膜においては、クリヤ塗料の使用量を低減でき、薄くても外観性の良好なクリヤ層を形成することが可能であり、これにより、クリヤ塗膜層の厚膜化などによって生ずるタレや生産効率の低下という従来の問題を解決することができる。

かかる透明樹脂粒子としては、その最大径が１〜１０μｍ程度のものが好ましく、３〜７μｍのものが更に好ましい。
最大径が１μｍ未満では、光輝感が不十分となり易く、１０μｍを超えると、得られる塗膜の平滑性が低下することがある。

また、かかる透明樹脂粒子としては、透明であればよいが、無色透明のみならず有色透明（代表的にはカラークリヤー）であってもよい。
材質としても、上記透明性を満足していれば特に限定されるものではないが、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリメチルメタクリレート及びポリウレタンなどを挙げることができる。

本発明の光輝感塗料組成物において、上記光輝性顔料の顔料重量濃度（ＰＷＣ）は１〜２０％であり、また、上記透明樹脂粒子の固形分全体に対する含有比率は５〜２０％であることを要する。
光輝性顔料のＰＷＣはできる限り高いことが望ましく、７〜２０％とすることが好ましい。ＰＷＣが１％未満では、光輝感（キラキラ感）が発現せず、２０％を超えると、アルミニウムなどの金属片の均一感が増加し、光輝感（キラキラ感）が減少する。
一方、透明樹脂粒子の含有比率は、当該光輝感塗料に含まれる固形分全体に対して７〜１８％であることが好ましい。この含有比率が５％未満では、外観を保つためにクリヤー膜厚が必要となることがあり、２０％を超えると、透明樹脂粒子により凹凸が形成されて塗膜の外観性を損なうことがある。なお、この場合の固形分としては、金属片、透明樹脂粒子及びバインダー樹脂などがある。

本発明の光輝感塗料組成物は、上述した光輝性顔料及び透明樹脂粒子を必須成分とするが、両成分以外にも溶剤、バインダーや各種添加剤などを配合することができる。
ここで、溶剤としては、この光輝性塗料に用いる剥離剤やトップコート剤及び下地塗膜の種類などに応じて適宜選択することができるが、有機溶剤としては、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤及びエーテル系溶剤などを挙げることができる。
なお、光輝性顔料がペーストのような市販品として入手される場合には、このペースト中に含有されている溶剤も対象となる。

また、本発明の光輝感塗料組成物においては、光輝性顔料、透明樹脂粒子及び溶剤以外の成分はできるだけ少量であることが望ましいが、必要に応じて、バインダーとして機能する樹脂や各種添加剤を添加することができる。
バインダー樹脂としては、塗膜形成樹脂として一般的に使用されているものであればよく、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及びセルロース樹脂などを例示できる。
また、添加剤としては、ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどのワックス類、分散剤などを挙げることができる。

次に、本発明の光輝感塗膜について説明する。
本発明の光輝感塗膜は、上述の光輝感塗料組成物を用いて形成されたメタリック塗膜層を有するものであり、このメタリック塗膜層が金属製やポリプロピレン等の樹脂製の被塗物上に直接形成されていてもよいが、下層（内層）としての下地塗膜層を有していてもよく、更には、上層（外層）としてのクリヤ塗膜層などを有していてもよい。
上記メタリック塗膜層の膜厚は、１〜２０μｍであることが好ましく、１μｍ未満では光輝性顔料（金属片）の存在量が不十分となり易く、２０μｍを超えると金属片の配向が不規則になり易く、いずれも光輝感（キラキラ感）が不十分になることがある。

上述の下地塗膜層は、その片面がメタリック塗膜層の内表面を被覆し、且つ他方の面が被塗物表面を被覆するように形成される。
このように、下地塗膜層はメタリック塗膜層と被塗物との間に配設されるが、水系型塗料、溶剤型塗料及び粉体塗料（下地塗料）を用いて形成することができる。
かかる下地塗料は、繊維素系の樹脂を３〜１０％程度含有することが好ましく、３％未満では光輝顔料の金属片の配向が不十分になり易く、１０％を超えると下地塗膜層とメタリック塗膜層との界面における付着性が低下することがある。

なお、下地塗膜層は、いわゆるクリヤ塗膜でも着色塗膜でもよいが、金属感を発現させるという観点からは着色塗膜の方が好ましい。アルミニウムのような金属光沢を欲する場合には、グレー系やブラック系の濃色系無彩色の着色塗膜を選択することが望ましい。
また、下地塗膜層の膜厚は、目的とする光輝感が発現できる限り特に限定されるものではないが、３〜２００μｍ程度とすることが好ましく、１０〜４０μｍ程度が更に好ましく、１５〜２５μｍ程度が特に好ましい。
下地塗膜層の膜厚が３μｍ未満では被塗物の粗度の影響を受け易く、２００μｍを超えると塗装時にタレが発生し易い。

一方、上述の如く、本発明の光輝感塗膜においては、メタリック塗膜層の外表面にクリヤ塗膜層又は濁りクリヤ塗膜層を積層することができるが、本発明によれば、上述した透明樹脂粒子の作用によって平滑なメタリック塗膜層を形成できるので、これらのクリヤ塗膜層や濁りクリヤ塗膜層を薄膜化できるとともに、良好な光輝感を発現させることができる。
クリヤ塗膜層は着色顔料を含まないクリヤ塗料から形成され、濁りクリヤ塗膜層は、着色顔料を含む濁りクリヤ塗料から形成され、半透明感を有する。
クリヤ塗料及び濁りクリヤ塗料としては、双方とも一般的な塗料を用いることができ、溶剤型塗料、粉体塗料のいずれでも使用可能である。また、溶剤型塗料としては、一液型塗料でも、二液型ウレタン樹脂塗料のような二液型塗料であってもよい。
なお、クリヤ塗膜層又は濁りクリヤ塗膜層の膜厚は、３０〜７０μｍとすることが好ましく、３０μｍ未満では光輝感が不足し易く、７０μｍを超えると塗料使用時にタレが発生し易くなる。

図１に、本発明の光輝感塗膜の一例を示す。同図において、この光輝感塗膜は、下地塗膜層１、光輝感塗料から形成されたメタリック塗膜層２及びクリヤ塗膜層３がこの順で積層された積層塗膜であり、メタリック塗膜層２はその内表面及び外表面にそれぞれ下地塗膜層１及びクリヤ塗膜層３を被覆されている。
図示したような３層構造を有する本発明の光輝感塗膜の好適例としては、下地塗膜層１がクリヤ塗料、クリヤ塗膜層３がクリヤ塗料又は濁りクリヤ塗料から形成された塗膜や、下地塗膜層１が着色塗料、クリヤ塗膜層３がクリヤ塗料又は濁りクリヤ塗料から形成された塗膜を挙げることができる。
なお、本発明の光輝感塗膜が下地塗膜層を有する場合には、下地塗膜層が被塗物表面と接するように配設されるのが通常であるが、鋼板などの金属板上に積層した光輝感塗膜を形成する際には、下地塗膜層と金属板表面との間に電着塗装などの更なる下地塗膜層を形成してもよい。

本発明の光輝感塗膜は、上述した透明樹脂粒子に起因して平滑なメタリック塗膜層を有し、キラキラした強い光沢感を有する光輝感外観を実現することができる。
また、メタリック塗膜層の平滑性によって、上層（外層）として配設するクリヤ塗膜層の膜厚を薄くでき、従来よりも少量のクリヤ塗料を用いることが可能なので、施工時おけるタレを防止できるとともに、クリヤ塗料を複数回塗布する必要もないので施工時間を短縮でき、生産効率を向上させることができる。
本発明の光輝感塗膜は、各種工業製品に適用可能であるが、取っ手などの自動車部品や自動車車体、電化製品その他の物品に対し、良好な作業性及び安価な工程で付与することができる。

次に、本発明の光輝感塗膜の形成方法について説明する。
上述の如く、本発明の塗膜形成方法は、本発明の光輝感塗料組成物を塗装して上記メタリック塗膜層を形成する工程を含むものであり、本発明の光輝感塗膜を形成する方法である。
この塗膜形成方法においては、被塗物表面に光輝感塗料組成物を直接塗装してもよいが、形成すべき光輝感塗膜が下地塗膜層を有する場合には、下地塗膜層を塗布した後に光輝感塗料組成物を塗布し、更にクリヤ塗膜層などを有する場合には、メタリック塗膜層を形成した後にクリヤ塗料などを塗布する。
なお、本発明の塗膜形成方法は、下地塗膜層を有する場合、下地塗料を塗布した後、焼き付けを行うことなく光輝感塗料組成物を塗布することできるが、これにより、下地焼付工程とそのための焼付ブースの省略が可能になるという利点が得られる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜７、比較例１〜４）
［光輝感塗料の調製］
アルミニウム片含有ペーストとしての「アルペースト５４２２ＮＳ（商品名）」（東洋アルミニウム（株）製；アルミニウム片含有量７５％、残部は酢酸ブチル（溶剤）、アルミニウム片の最大径４０μｍ、アルミニウム片の厚さ０．７μｍ）と、透明樹脂粒子としての「ＭＸ５００（商品名）」（総研化学（株）製；架橋アクリル粒子が約９９％、残部はアクリル樹脂（バインダー樹脂）、最大径７μｍ」とを、表１に示すＰＷＣ（％）及び対固形分含有量（％）で混合し、各例の光輝感塗料を調製した。

［光輝感塗膜の形成］
リン酸亜鉛処理したダル鋼板（厚み０．８ｍｍ、７０ｍｍ×１５０ｍｍ）に、カチオン電着塗料（商品名「パワートップＵ６００Ｍ」、日本ペイント（株）製、カチオン型電着塗料）を、乾燥膜厚が２０μｍとなるように電着塗装した後、１６０℃で３０分間焼き付けた。次いで、日本油脂（株）製のグレーの中塗り（商品名「ハイエピコＮｏ．５００」）を３０μｍ塗装し、１４０℃で３０分間焼き付け、下塗り済み試験片を得た。
次に、得られた試験片に、下地塗膜層、上記各例の光輝感塗料によるメタリック塗膜層及びクリヤ塗膜層をこの順で積層し、各例の積層塗膜を形成した。
この際、下地塗膜層は乾燥膜厚が３μｍとなるようにスプレー塗装し、メタリック塗膜層１５μｍとなるようにスプレー塗装し、クリヤ塗膜層は乾燥膜厚が３０μｍとなるようにスプレー塗装した。

なお、上述の下地塗膜層及びクリヤ塗膜層を形成するのに用いた塗料は、下記の通りである。
＜下地塗料＞
溶剤型シルバー塗料、商品名「ベルコートＮｏ．６０１０」、日本油脂（株）製、アクリル・メラミン系塗料
＜クリヤ塗料＞
溶剤型クリヤ、商品名「ベルコートＮｏ．６２００」、日本油脂（株）製アクリル・メラミン系塗料

［性能評価］
以上のようにして得られた実施例１〜７及び比較例１〜４の塗膜について、光輝感外観としての光沢感、クリヤ膜厚、及び物理的性能としての密着性を以下のようにして評価し、得られた結果を表２に示す。

＜光沢感＞
塗膜外観を目視評価した。なお、表２中の記号の意味は下記の通りである。
◎：かなり光沢感がある。
○：光沢感がある。
×：ぼけた感じがする。

＜クリヤ膜厚＞
膜厚と塗膜外観（目視）との関係で評価した。表２中の記号の意味は下記の通りである。
◎：３０μｍ程度でも光沢感がある。
○：５０μｍ程度でも光沢感がある。
△：７０μｍ程度でも光沢感がある。
×：８０μｍ以上でも光沢感がない。

＜密着性＞
カッターナイフ（ＪＩＳ Ｋ ５４００の７．２（２）（ｅ）に規定）で塗膜に、塗膜素地に達する直交する縦横１１本ずつの平行線を２ｍｍの間隔で引き、正方形の碁盤目を形成する。碁盤目状の塗膜の上にセロハンテープ（ＪＩＳ Ｚ １５２２に規定）を密着させて上方に一気に引き剥がし、１００個の碁盤目中の塗膜の残った碁盤目の数を測定する。

表２から明らかなように、本発明の範囲に属する実施例１〜７の積層塗膜は、比較例１〜４の積層塗膜に比し良好な光輝感外観及び良好な密着性を有している。

本発明の光輝感塗膜の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 下地塗膜層
２ メタリック塗膜層
３ クリヤ塗膜層

Claims (16)

1. 金属片を含有する光輝性顔料と、透明樹脂粒子を含有する塗料組成物であって、
   上記光輝性顔料の顔料重量濃度（ＰＷＣ）が１〜２０％で、上記透明樹脂粒子の固形分全体に対する含有比率が５〜２０％であることを特徴とする光輝感塗料組成物。
2. 更に、溶剤とバインダー樹脂を含有することを特徴とする請求項１に記載の光輝感塗料組成物。
3. 上記金属片の最大径が、５〜８０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光輝感塗料組成物。
4. 上記金属片の厚さが、０．０１〜２μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の光輝感塗料組成物。
5. 上記金属片が、アルミニウム膜から得られたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の光輝感塗料組成物。
6. 上記透明樹脂粒子の最大径が、１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の光輝感塗料組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の光輝感塗料組成物を用いて形成されたメタリック塗膜層を備えることを特徴とする光輝感塗膜。
8. 上記メタリック塗膜層の膜厚が、１〜２０μｍであることを特徴とする請求項７に記載の光輝感塗膜。
9. 上記メタリック塗膜層の外表面に積層して形成された、着色顔料を含まないクリヤ塗膜層又は着色顔料を含む濁りクリヤ塗膜層を更に備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の光輝感塗膜。
10. 上記クリヤ塗膜層又は上記濁りクリヤ塗膜層の膜厚が、３０〜７０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の光輝感塗膜。
11. 上記メタリック塗膜層の内表面に積層して形成された下地塗膜層を更に備え、この下地塗膜層が被塗物を被覆していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１つの項に記載の光輝感塗膜。
12. 被塗物に対して、請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の光輝感塗料組成物を塗装してメタリック塗膜層を形成する工程を有することを特徴とする光輝感塗膜の形成方法。
13. 上記メタリック塗膜層の膜厚が、１μｍ〜２０μｍであることを特徴とする請求項１２に記載の光輝感塗膜の形成方法。
14. 着色顔料を含まないクリヤ塗膜層又は着色顔料を含む濁りクリヤ塗膜層を、上記メタリック塗膜層の外表面に積層して形成する工程を付加して成ることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光輝感塗膜の形成方法。
15. 上記クリヤ塗膜層又は上記濁りクリヤ塗膜層の膜厚が、３０〜７０μｍであることを特徴とする請求項１４に記載の光輝感塗膜の形成方法。
16. 上記メタリック塗膜層と上記被塗物との間に下地塗膜層を形成する工程を付加して成ることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つの項に記載の光輝感塗膜の形成方法。

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