JP2006282886A

JP2006282886A - 電磁波透過光輝性塗料及び塗装製品

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Publication number: JP2006282886A
Application number: JP2005105540A
Authority: JP
Inventors: Naoyasu Ido; 尚泰井土; Hiroshi Watarai; 弘志度会
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】レーダー波等の電磁波透過性と光輝性に優れるだけでなく、第３成分としての着色剤を用いなくても光輝材の調整だけで多彩なカラーバリエーションを持たせることができ、該カラーバリエーションから所望の光輝性カラーを得ることができるようにする。
【解決手段】サイドモール１１は、塗膜主材２に細片状の光輝材３が分散した光輝性塗膜１が製品基材１０の表面に形成されたものである。光輝材３は、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材４と、該母材４に被覆された透明な金属化合物よりなる被覆材５とからなるものであり（積層タイプ）、被覆材５の屈折率と母材４の屈折率との差が０．９以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波を送受するレーダー等のアンテナを覆う製品の塗装に適する電磁波透過光輝性塗料と、該塗装を施した電磁波透過光輝性塗装製品に関するものである。

自動車が周囲の物に接近したことを運転者に警告するために、距離測定用のレーダーを自動車の各部に設けることが検討されている。例えば特許文献１には、樹脂板とクロム装飾条片とからなるフロントグリルの背後にレーダーアンテナを設け、レーダーアンテナの直前部分は、電磁波を反射又は散乱するクロム装飾条片に代えてインジウムの蒸着層を有する被覆部材とすることが記載されている。

しかし、蒸着やその他スパッタリング等の成膜法には専用設備が必要であり、大掛かりな工程になりコストもかかる。そこで、特許文献２では、ラジエターグリル等の光輝性塗膜を、光輝材としてのパールマイカ等を含有する塗料により簡単に塗布形成することが提案されている。この塗膜は、電磁波透過性であるとともに、パールマイカにより光輝性を有する。
特開２０００−１５９０３９号公報特開２００４−２４４５１６号公報

最近は、自動車のラジエターグリルだけでなく、図３に示すように、サイドモール１１やバックパネル等の背後にもレーダーアンテナ１２を設けることが検討されている。しかし、サイドモール１１やバックパネルをボディ１３と同一の光輝性カラーにする場合に、特許文献２のパールマイカ含有の塗料では対応が難しいという問題がある。

すなわち、ボディ１３を光輝性カラーに塗装するには、アルミニウムと顔料とを合わせたメタリック塗料を用いている。これに対し、サイドモール１１を仮に同じメタリック塗料で塗装すれば、ボディ１３と同一の光輝性カラーは得られるが、電磁波透過性が低くなってしまう。そこで、図４（ａ）に示すように、サイドモール１１に前記パールマイカ５１含有の塗料で塗膜５４を形成すると、電磁波透過性は得られるが、ボディ１３と同一の光輝性カラーは得られない。なぜなら、図４（ｂ）に示すように、パールマイカ５１はマイカ５２（天然雲母の粉砕物）を酸化チタンからなる被覆材５３で被覆したものであり、被覆材５３の膜厚でカラーが決まる。ところが、マイカ５２の表面は凹凸が大きいため、被覆材５３の膜厚を均一にコントロールすることが難しく、所望のカラーが出せない（カラーバリエーションが狭い）のである。

また、塗膜５４への入射光は、マイカ５２の表層と被覆材５３の表層における凹凸により乱反射を起こすため、塗膜外観上、メタリック塗装ほどの光輝性が得られない。

また、被覆材５３の膜厚の大きい部位で、透過させたい周波数領域の電磁波を多少干渉（反射）させてしまう結果、電磁波透過性が多少劣るという問題もある。

本発明の目的は、レーダー波等の電磁波透過性と光輝性に優れるだけでなく、第３成分としての着色剤を用いなくても光輝材の被覆材の調節だけで多彩なカラーバリエーションを持たせることができ、該カラーバリエーションから所望の光輝性カラーを得ることができる電磁波透過光輝性塗料及び塗装製品を提供することにある。

第１群の発明は、次の手段を採ったものである。
（１Ａ）塗料主材に細片状の光輝材を配合した光輝性塗料において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材と、該母材に被覆された透明な金属化合物よりなる被覆材とからなるものであり、被覆材の屈折率と母材の屈折率との差が０．９以上であることを特徴とする電磁波透過光輝性塗料。被覆材の屈折率と母材の屈折率とは、前者が後者より大きくてもよいし、後者が前者より大きくてもよい。
（１Ｂ）塗膜主材に細片状の光輝材が分散した光輝性塗膜が製品基材の表面に形成された光輝性塗装製品において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材と、該母材に被覆された透明な金属化合物よりなる被覆材とからなるものであり、被覆材の屈折率と母材の屈折率との差が０．９以上であることを特徴とする電磁波透過光輝性塗装製品。被覆材の屈折率と母材の屈折率とは、前者が後者より大きくてもよいし、後者が前者より大きくてもよい。

第２群の発明は、次の手段を採ったものである。
（２Ａ）塗料主材に細片状の光輝材を配合した光輝性塗料において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材のみからなるものであり、光輝材の屈折率が塗料主材が乾燥して形成される塗膜主材の屈折率より０．９以上大きいことを特徴とする電磁波透過光輝性塗料。
（２Ｂ）塗膜主材に細片状の光輝材が分散した光輝性塗膜が製品基材の表面に形成された光輝性塗装製品において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材のみからなるものであり、光輝材の屈折率が塗膜主材の屈折率より０．９以上大きいことを特徴とする電磁波透過光輝性塗装製品。

上記の各発明における各要素の態様を例示する。
１．塗料主材（塗膜主材の原料）
塗料主材としては、特に限定されないが、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ラッカー系等を例示できる。これらのうち好ましくはウレタン系塗料であり、アクリルウレタン、ポリエステルウレタン等を例示できる。ウレタン系塗料の硬化剤としてはイソシアネートを使用するが、無黄変タイプのイソシアネートが適している。無黄変タイプとしてＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）などがある。

２．光輝材
２−１．母材
母材の材料は、特に限定されないが、第１群の発明と第２群の発明とで次のように異なる。
第１群の発明における母材を形成する透明な金属化合物としては、その屈折率が被覆材より小さい場合、それを満たしやすいものとして酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）等の金属酸化物を例示でき、その屈折率が被覆材より大きい場合、それを満たしやすいものとして酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化セレン（ＣｅＯ）、酸化ジルコン（ＺｒＯ）等の金属酸化物や、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等を例示できる。
第２群の発明における母材を形成する透明な金属化合物は、屈折率が塗膜主材の屈折率より０．９以上大きい必要があり、それを満たせば特に限定されないのであるが、それを満たしやすいものとしてＴｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物や、ＺｎＳ等を例示的できる。これらの各材料の屈折率を次の表１に示す。

母材の表面性状は、平滑であるほど好ましく、表面の十点平均粗さは５０ｎｍ以下とするが、２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。表面の十点平均粗さが５０ｎｍを越えると、電磁波透過性上は特に問題ないが、所望のカラーが得られにくく、また、十分な輝度が得られにくい。
母材の平面寸法（平均片径）は、特に限定されないが、２〜６０μｍが好ましく、１０〜３０μｍがより好ましい。
母材の厚さについては、第１群の発明と第２群の発明とで次のように異なる。第１群の発明における母材の厚さは、電磁波透過性上は特に限定されないが、外観成立上は平均厚さ１０００ｎｍ以下が好ましく、３００〜７００ｎｍがさらに好ましい。第２群の発明における母材の厚さは、これを調整することにより特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせる意義を有し、特に限定されないが、１４０〜４００ｎｍの範囲で調整すれば、不足のない多種のカラーから所望のカラーを選択的に得ることができる。

２−２．被覆材
第１群の発明において、被覆材を形成する透明な金属酸化物は、特に限定されないが、その屈折率が母材より大きい場合、それを満たしやすいものとしてＴｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ、ＺｒＯ等の金属酸化物や、ＺｎＳ等を例示でき、その屈折率が母材より小さい場合、それを満たしやすいものとしてＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の金属酸化物を例示でき、る。
被覆材の厚さは、これを調整することにより特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせる意義を有し、特に限定されないが、１４０〜４００ｎｍの範囲で調整すれば、不足のない多種のカラーから所望のカラーを選択的に得ることができる。

２−３．屈折率差
第１群の発明における被覆材と母材との屈折率差は０．９以上とするが、０．９７以上が好ましく、１．２以上がさらに好ましい。
第２群の発明における光輝材と塗膜主材との屈折率差は０．９以上とするが、０．９７以上が好ましい。

２−４．配合量
光輝材の配合量は、特に限定されないが、３〜２０質量％（塗料主材１００質量％に対し）が適しており、塗装製品の物性、外観、電磁波透過性を考慮すると５〜１５質量％さらに好ましい。

３．塗膜
塗膜厚は、特に限定されないが、５〜３０μｍが好ましく、外観性能と諸物性を考慮すると１０〜２５μｍがより好ましい。

４．製品基材
塗装製品の基材としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましく、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ＰＰ、ポリウレタン等を例示できる。

５．塗装製品
本発明の適用可能な製品の種類は、特に限定されないが、自動車の外装塗装製品への適用が好ましく、特にサイドモール、バックパネル、ラジエータグリル、グルルカバー、バンパー、エンブレム等に適する。

本発明の電磁波透過光輝性塗料及び塗装製品によれば、レーダー波等の電磁波透過性と光輝性に優れるだけでなく、第３成分としての着色剤を用いなくても光輝材の被覆材の調節だけで多彩なカラーバリエーションを持たせることができ、該カラーバリエーションから所望の光輝性カラーを得ることができることができる。

図１（ａ）に示す光輝性塗装製品の一例としてのサイドモール１１は、塗膜主材２（例えばアクリル系塗料）に細片状の光輝材３が分散した光輝性塗膜１が製品基材１０の表面に形成されたものである。光輝材３は、図１（ｂ）に示すように、透明な金属化合物（例えばＳｉＯ₂）よりなり表面の十点平均粗さが２０ｎｍ以下である母材４と、該母材４に被覆された透明な金属化合物（例えばＴｉＯ₂）よりなる被覆材５とからなるものであり（以下、積層タイプという）、被覆材５の屈折率が母材４の屈折率より０．９以上大きい。

被覆材５の厚さを１４０〜４００ｎｍの範囲で調整し、特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせることにより、不足のない多種のカラーから所望のカラーを選択的に得ることができる。この被覆材５は、その他の波長（周波数）の電磁波、例えば波長１〜１０ｍｍのレーダー波等については干渉せずに透過させる。その他、母材４及び塗膜主材２もレーダー波等の電磁波をよく透過する。

図２（ａ）に示す光輝性塗装製品の一例としてのサイドモール１１は、塗膜主材２（例えばアクリル系塗料）に細片状の光輝材６が分散した光輝性塗膜１が製品基材１０の表面に形成されたものである。光輝材６は、図２（ｂ）に示すように、透明な金属化合物（例えばＺｎＳ）よりなり表面の十点平均粗さが２０ｎｍ以下である母材のみからなるものであり（以下、単層タイプという）、光輝材６の屈折率が塗膜主材２の屈折率より０．９以上大きい。

光輝材６の厚さを１４０〜４００ｎｍの範囲で調整し、特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせることにより、不足のない多種のカラーから所望のカラーを選択的に得ることができる。この光輝材６は、その他の波長（周波数）の電磁波、例えば波長１〜１０ｍｍのレーダー波等については干渉せずに透過させる。その他、塗膜主材２もレーダー波等の電磁波をよく透過する。

１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍのポリカーボネート基材の表面に、次の表２に示す実施例１〜５及び比較例１〜４の光輝性塗料を塗布し（室温×３分でセッティング）した後、８０℃×３０分で乾燥及び焼き付けし、膜厚１２〜１３μｍの光輝性塗膜を形成して、サンプルとした。何れの例も、光輝材を配合した塗料（塗料主剤）は、１液性アクリル系塗料（オリジン電気株式会社の商品名「プラネットＰＸ−８」）である。実施例１〜３，５の光輝材は前述した図１（ｂ）の積層タイプであり、母材の十点平均粗さは２０ｎｍ以下、被覆材と母材の屈折率差は１．２〜１．５８である。実施例４の光輝材は前述した図２（ｂ）の単層タイプであり、母材の十点平均粗さは２０ｎｍ以下、光輝材と塗膜主材との屈折率差は０．９７である。比較例１，２の光輝材は図４（ｂ）のものであり、比較例３，４の光輝材は図１（ｂ）の被覆材を金属に変更したものである。塗料中の光輝材の濃度（ＰＷＣ* ）は、塗料全固形分中の光輝材の重量濃度である。

そして、これらのサンプルに対して次の測定を行った。
１．電磁波透過減衰率：財団法人ファインセラミックスセンター所有の電磁波吸収測定装置（自由空間法）を使用し、室温にてＷバンド（７６．５７５ＧＨｚ）の電磁波を入射角度０°にてサンプルに入射させ、電磁波透過減衰率を求めた。
２．色調：サンプルに白色光を当て、目視により、光輝性塗膜の呈する色調を調べた。
３．光輝感：関西ペイント株式会社の半導体レーザー式非接触測定装置（商品名「ＡＬＣＯＰＥＬＭＲ−２００」）を使用し、ＳＶ値**（シェードバリュー）を測定した。この値が小さいほど光輝感が高い。
４．塗膜性能：碁盤目粘着テープテストを行った。

表２に測定結果を示すとおり、７６．５７５ＧＨｚの電磁波の減衰率は、比較例１〜４に対して実施例１〜５の方が小さく、これは透過性がよいことを示している。また、比較例１〜４では色調がいずれもシルバーであり、カラーバリエーションが狭いのに対して、実施例１〜３，５では、被覆材の厚さを調整することにより種々の色調が得られており、カラーバリエーションが広い。また、実施例４の単層タイプでもシルバー以外のブルーの色調が得られており、その光輝材（母材）の厚さを変えれば色調も変化する。また、実施例１〜４，６では高い光輝感が得られている。塗膜性能は何れも合格であった。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

積層タイプの光輝材を用いた実施例を示し、（ａ）は電磁波透過光輝性塗装製品の断面図、（ｂ）は光輝材の断面図である。単層タイプの光輝材を用いた実施例を示し、（ａ）は電磁波透過光輝性塗装製品の断面図、（ｂ）は光輝材の断面図である。自動車のサイドモールを示す側面図である。従来の光輝材を用いた例を示し、（ａ）は電磁波透過光輝性塗装製品の断面図、（ｂ）は光輝材の断面図である。

符号の説明

１光輝性塗膜
２塗膜主材
３光輝材
４母材
５被覆材
１０製品基材
１１サイドモール

Claims

塗料主材に細片状の光輝材を配合した光輝性塗料において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材と、該母材に被覆された透明な金属化合物よりなる被覆材とからなるものであり、被覆材の屈折率と母材の屈折率との差が０．９以上であることを特徴とする電磁波透過光輝性塗料。
塗膜主材に細片状の光輝材が分散した光輝性塗膜が製品基材の表面に形成された光輝性塗装製品において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材と、該母材に被覆された透明な金属化合物よりなる被覆材とからなるものであり、被覆材の屈折率と母材の屈折率との差が０．９以上であることを特徴とする電磁波透過光輝性塗装製品。
塗料主材に細片状の光輝材を配合した光輝性塗料において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材のみからなるものであり、光輝材の屈折率が塗料主材が乾燥して形成される塗膜主材の屈折率より０．９以上大きいことを特徴とする電磁波透過光輝性塗料。
塗膜主材に細片状の光輝材が分散した光輝性塗膜が製品基材の表面に形成された光輝性塗装製品において、光輝材が、透明な金属化合物よりなり表面の十点平均粗さが５０ｎｍ以下である母材のみからなるものであり、光輝材の屈折率が塗膜主材の屈折率より０．９以上大きいことを特徴とする電磁波透過光輝性塗装製品。
被覆材の厚さを１４０〜４００ｎｍの範囲で調整することにより、特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせる請求項１記載の電磁波透過光輝性塗料又は請求項２記載の電磁波透過光輝性塗装製品。
母材の厚さを１４０〜４００ｎｍの範囲で調整することにより、特定波長の可視光を選択的に干渉して所望のカラーを帯びさせる請求項３記載の電磁波透過光輝性塗料又は請求項４記載の電磁波透過光輝性塗装製品。