JP2007182047A - 積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒子径の異なる2種類の構造発色性を有するチップを重量比率で5/95〜95/5混合し、この混合物からなる樹脂組成物をカラークリヤー層として、着色基材層の上に積層することを特徴とする。前記チップは、平均粒子径5nm〜800nm、粒子径分布の標準偏差が20%以下である球状粒子が規則的に配列されている。住宅等の内装、床、天井に使用することができる。
【選択図】なし
Description
このような材料を、製品の一部、または、全部に用いることによって、彩度が高く、インパクトのある意匠性を表出することができる。
特許文献1では、例えば、アルミニウムフレーク顔料、蒸着アルミニウムフレーク顔料、金属酸化物被覆アルミニウムフレーク顔料、着色アルミニウムフレーク顔料、金属酸化物被覆マイカ顔料(パールマイカ)、金属酸化物被覆合成マイカ顔料、金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料、金属被覆ガラスフレーク顔料、金属酸化物被覆ガラスフレーク顔料、金属酸化物被覆板状酸化鉄、グラファイト、ステンレスフレーク、金属チタンフレーク顔料、板状硫化モリブデン、板状塩化ビスマス等の輝度感を有する材料が記載されている。
パールマイカは、光の反射に基づく輝度感(「キラキラ感」、「パール調の光沢」)を持った意匠性を呈することができる。つまり、パールマイカは、光がパールマイカ上及びコーティング膜上で反射し、その入射角によって光の位相がずれて光が干渉しあうため、出射する光量が変化し、輝度感(「キラキラ感」、「パール調の光沢」)を呈することができるものである。
したがって、特に住宅等の内壁、床、天井や、表面全体への使用は敬遠される場合が多い。
1.着色基材層の上に、
結合材(1)と、
粒子径3mm以上50mm以下、厚み30μm以上500μm以下である構造発色チップ(2)と、
粒子径0.1mm以上3mm未満、厚み30μm以上500μm以下である構造発色チップ(3)とを含有し、
結合材(1)の固形分100重量部に対し、構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)の合計量が0.05〜100重量部であり、
構造発色チップ(2)と構造発色チップ(3)との混合比率が、重量比率で5:95〜95:5であるカラークリヤー層を積層してなることを特徴とする積層体。
2.前記構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)が、平均粒子径5nm〜800nm、粒子径分布の標準偏差が20%以下である球状粒子が規則的に配列されたものであることを特徴とする1.に記載の積層体。
このような材料としては、アルミ鋼板、亜鉛鋼板、ステンレス鋼板、銅鋼板等の金属鋼板、プラスチック板、押出成形板、陶磁器、ガラス、焼成タイル、磁器タイル、木材、コンクリート、モルタル、石膏ボード、繊維混入セメント板、珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、石綿セメント板、ALC板、サイディング板等が挙げられる。また、このような材料の表面は、材料自体の色相でもよいが、なんらかの方法で着色していてもよい。
本発明で用いる構造発色チップは、構造発色、つまり、可視領域の光の波長あるいは、それ以下の微細構造を持つことで生じる光学現象(光の干渉、回折、散乱)によって発色するものであり、視認角度の変化によって色相が変化し、多彩な色相感が付与され、かつ、落ち着きのある輝度感を持った意匠が得られる。
粒子径3mm以上50mm以下(好ましくは5mm以上30mm以下)、厚み30μm以上500μm以下(好ましくは50μm以上300μm以下)である構造発色チップ(2)と、
粒子径0.1mm以上3mm未満(好ましくは0.2mm以上2mm以下)、厚み30μm以上500μm以下(好ましくは50μm以上300μm以下)である構造発色チップ(3)とを、
結合材(1)の固形分100重量部に対し、構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)の合計量が0.05〜100重量部(好ましくは0.05〜50重量部、さらに好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部)で、
混合比率が、重量比率で構造発色チップ(2):構造発色チップ(3)が、5:95〜95:5(好ましくは10:90〜90:10、さらに好ましくは20:80〜80:20)の範囲で併用する。
構造発色チップ(2)と構造発色チップ(3)を併用することにより、多彩な色相感が付与され、かつ、落ち着きのある輝度感に加え、自然的な美観性のある意匠を付与することができる。
構造発色チップのうち、構造発色チップ(2)が多すぎる場合、また、構造発色チップ(3)が多すぎる場合、人工的(非自然的)な意匠感となりやすい。
このような範囲であることにより、より多彩な色相感と、落ち着きのある輝度感を表出させることができる。構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)の合計量が少なすぎる場合、色相感、輝度感に欠けたものとなりやすい。また多すぎる場合、落ち着きのある輝度感に欠けたものとなりやすく、カラークリヤー層としても塗膜物性に劣るものとなりやすい。
本発明では、特に、無機粒子が好ましく、無機粒子のなかでも、特にシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、酸化ガドリニウム、酸化イットリウム等が好ましい。無機粒子は、耐久性等に優れるため、得られた発色構造体の耐久性を向上させるとともに、優れた色彩を長期にわたり維持することができる。
チップ形成樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル−スチレン樹脂、酢酸ビニル−バーサチック酸ビニルエステル樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリビニルカプロラクタム樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、セルロース樹脂、アクリル−シリコン樹脂、シリコーン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、塩化ビニル樹脂、ビニル樹脂等が挙げられ、このような樹脂の無溶剤型、溶剤可溶型、NAD型、水可溶型、水分散型等を使用することができる。
架橋ネットワークを形成する樹脂としては、次に示す反応性官能基の反応性を有する化合物等が挙げられる。反応性官能基の組み合わせとしては、例えば、カルボキシル基と金属イオン、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、加水分解性シリル基どうしの組み合わせ等が挙げられる。
このような反応性官能基の架橋は、上述した樹脂中に存在する反応性官能基同士の反応でもよいし、新たに、反応性官能基を有する架橋剤を添加してもよい。
球状粒子が少なすぎる場合は、配列された球状粒子の粒子間距離が長くなりすぎ、可視光の波長以上となってしまい、人間の視覚には色が認識されなくなってしまうため、構造発色が得られにくい。また球状粒子が多すぎる場合は、球状粒子同士の凝集が生じやすく、また、球状粒子の固定化が困難となってしまう。
例えば、球状粒子の配列が160nm〜170nm程度の間隔であれば紫系、180nm〜190nm程度の間隔であれば青系、200nm〜230nm程度の間隔であれば緑系、240nm〜260nm程度の間隔であれば黄系、270nm〜290nm程度の間隔であれば赤系、などに設定することができる。
このような非球状粒子を含有することにより、最終的に得られる構造発色チップの発色がより鮮明(発色性向上効果)となるため好ましい。ここでの発色性向上効果は、目視にて確認することができるが、紫外−可視吸収スペクトルまたは絶対反射率の測定により確認することもできる。
発色性向上効果が得られる作用機構は明確ではないが、非球状粒子が球状粒子の間隙に一定間隔で入りこむことによって、球状粒子の配列の乱れが抑制されるためと考えられる。
ここでの発色性向上効果は、目視にて確認することができるが、紫外−可視吸収スペクトルまたは絶対反射率の測定により確認することもできる。
さらに、非球状粒子としては、アスペクト比が1.2以上600以下(好ましくは1.5以上500以下)の針状あるいは鱗片状の粒子が好適である。ここに言うアスペクト比とは、粒子の長手方向の長さbと、それに対する短手方向の長さaとの比のb/aで表される値である。
さらに、本発明では、非球状粒子が、拡散反射率が60%以下である粒子であることが好ましい。非球状粒子として、拡散反射率が60%以下である粒子を使用することにより、構造発色チップの反射光がより鮮明になるとともに、球状粒子による優れた構造発色を呈することができる。
また、蛍光性を有する粒子を含むことによって、蛍光性を有する粒子から発光される光が、構造発色チップを通過し、構造発色の色相とあいまって、優れた美観性を得ることもできる。
球状粒子と非球状粒子及び/またはその他の粒子を併用する場合は、チップ形成樹脂の軟化点よりも高く、球状粒子の軟化点及び非球状粒子、その他の粒子の軟化点よりも低い温度領域で圧延を行えばよい。
したがって、球状粒子が均一に配列された構造体、つまり優れた光干渉性を有する構造色を呈するチップ(構造発色チップ)を簡便に得ることができる。
また、有機系の球状粒子の軟化点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、昇温速度10℃/minで測定し、算出した値である。
このような方法では、球状粒子が均一、かつ高分散した固形状物を得やすく、このような固形状物を圧延することで、球状粒子が均一に配列しやすく、構造色を呈する構造体を簡便に得ることができる。
このような樹脂を用いた場合、チップ形成樹脂と溶媒とからなる樹脂溶液中に球状粒子が均一に高分散しやすく、かつ得られる固形状物においてチップ形成樹脂や球状粒子の偏りが抑えられるため好ましい。さらに、透明性に優れる固形状物が得られやすく、良好な構造発色性を示すことができる。特に、チップ形成樹脂と溶媒の相溶性に優れるものを選択することによって、よりいっそう優れた構造発色性を示すことができる。
本発明では、溶媒として特に水を含むものが好ましく、よって、チップ形成樹脂として、水に可溶な水可溶型の熱塑性を有する樹脂を用いることが好ましい。
例えば、球状粒子表面が負の電荷をもつものであれば、ノニオン性および/またはアニオン性の熱塑性を有する樹脂、また、球状粒子表面が正の電荷をもつものであれば、ノニオン性および/またはカチオン性の熱塑性を有する樹脂を選択することが好ましい。また、立体障害効果を有するものや、相互作用(疎水親水相互作用を含む)を有するもの、球状粒子と溶媒との界面を活性させる効果を有するものでもよい。
例えば、球状粒子として、無機粒子を用いる場合、無機粒子の表面は負の電荷を帯びるものが多く、熱塑性を有する樹脂としてはノニオン性および/またはアニオン性の熱塑性を有する樹脂を用いることが好ましい。
本発明では、粒子径3mm以上50mm以下、厚み30μm以上500μm以下とすることにより構造発色チップ(2)を、また、粒子径0.1mm以上3mm未満、厚み30μm以上500μm以下とすることにより構造発色チップ(3)を得ることができる。
特に、上述のような製造方法で構造発色チップを製造した場合、チップ形成
樹脂の軟化点以下で破砕、粉砕することにより、簡便に所定の大きさに調整することができる。本発明で使用する構造発色チップ(2)と構造発色チップ(3)は、同種のものでもよいし、異種のものを使用してもよいが、同種のものを用いるが好ましい。
構造発色チップの形状は、円状、楕円状、三角形状、四角形状、多角形状等特に限定されることはない。
また、構造発色チップの厚みは、マイクロメーター(株式会社三豊製作所製)により測定される値を算出することによって得られる値である。
積層する方法としては、着色基材層の上に、カラークリヤー塗料を直接塗付することもできるし、予めカラークリヤー塗料をフィルム化(シート化)しておき、該フィルム(シート)を接着剤等を介して貼着することもできる。
直接塗付する方法では、着色基材層の上に、刷毛、ローラー、スプレー等の塗装器具を用いて塗付すればよく、1回塗り、複数回塗り等特に限定されない。
カラークリヤー層の厚みは、100μm〜5mm(好ましくは200μm〜2mm)程度であることが好ましい。
カラークリヤー層の透明性としては、光透過率が、20%〜95%(好ましくは40%〜90%、さらに好ましくは50%〜88%)程度であることが好ましい。
光透過率がこのような範囲であることにより、構造発色チップの色彩、輝度感を失わずに積層構造体を得ることができる。また、着色基材の色相を表現することができ、多色、多彩な、積層構造体が得ることができる。
クリヤー層としては、カラークリヤー層、着色基材層の色相が認識できる程度の透明性を有しているものである。
クリヤー層の透明性としては、光透過率が、60%〜100%(好ましくは70%〜99%)程度であることが好ましい。
光透過率がこのような範囲であることにより、着色基材の色相及び、カラークリヤー層の色相、輝度感、多彩を失わずに積層構造体が得ることができる。また、立体感と深みのある、美観性に優れた構造体が得ることができる。
例えば、クリヤー塗料で用いる結合材としては、上述した結合材(1)のなかから選択して使用することができる。
またこの他に、本発明の効果を損なわない程度に、骨材、体質顔料、繊維、増粘剤、造膜助剤、レベリング剤、可塑剤、凍結防止剤、pH調整剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒、架橋剤等を混合することもできる。
積層する方法としては、クリヤー板や、予めクリヤー塗料をフィルム化(シート化)しておいたクリヤーフィルム(シート)を、カラークリヤー層の上に、接着剤等を介して貼着すればよい。
また、カラークリヤー層の上に、クリヤー塗料を直接塗付することもできる。直接塗付する方法では、カラークリヤー層の上に、刷毛、ローラー、スプレー等の塗装器具を用いて塗付すればよく、1回塗り、複数回塗り等特に限定されない。
<製造例1(構造発色チップA〜D)>
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率で、温度23℃、相対湿度50%(以下、「標準状態」ともいう。)で、樹脂Cを溶媒Aに混合した樹脂溶液を作製し、該樹脂溶液に粒子Aを混合して混合溶液を作製した。
該混合溶液を、アルミニウム製の容器(φ1000mm)に50g入れ、120℃、3時間で、溶媒Aを揮発させ、固形状物を得た。得られた固形状物は、透明であり、粒子が均一に分散していた。
得られた固形状物を、PETフィルムに挟み込み、加熱圧延ローラーを用いて、130℃、30MPaで圧延、湾曲させた。圧延後のPETフィルムから剥がし、厚み100μmの青系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(A)
・粒子径1mm〜2mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(B)
・粒子径15mm〜20mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(C)
・粒子径60mm〜80mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(D)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの赤系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径1mm〜2mm、厚み100μmである赤色の構造発色チップ(E)
・粒子径15mm〜20mm、厚み100μmである赤色の構造発色チップ(F)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの黄緑系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1.5mm、厚み100μmである黄緑色の構造発色チップ(G)
・粒子径10mm〜15mm、厚み100μmである黄緑色の構造発色チップ(H)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの青系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1.5mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(I)
・粒子径12mm〜16mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(J)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの青系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1.5mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(K)
・粒子径12mm〜16mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(L)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの青系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1.5mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(M)
・粒子径12mm〜16mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(N)
表1に示す原料を用い、表2に示す混合比率以外は、製造例1と同様の方法で、厚み100μmの青系の構造発色体を得た。
該構造発色体を常法により破砕、粉砕することによって、次の構造発色チップを得た。
・粒子径0.5mm〜1.5mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(O)
・粒子径12mm〜16mm、厚み100μmである青色の構造発色チップ(P)
表面を黒色に着色した磁器タイル板(100mm×100mm×6mm)の上に、
表1に示す樹脂D100重量部、構造発色チップ(B)0.16重量部、構造発色チップ(C)0.04重量部を混合したカラークリヤー塗料(表3)を、乾燥膜厚が0.3mmとなるように、刷毛で塗付し、温度80℃、相対湿度50%で、24時間乾燥硬化させ、カラークリヤー層を得た。なお該カラークリヤー塗料から形成されるカラークリヤー層の光透過率は71%であった。
次に、カラークリヤー層の上に、エポキシ樹脂(固形分:100重量%)からなるクリヤー塗料を、wet膜厚が0.1mmとなるように、刷毛で塗付し、温度80℃、相対湿度50%で、24時間乾燥硬化させ、クリヤー層を得、積層体を得た。なおクリヤー塗料から形成されるクリヤー層の光透過率は85%であった。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、良好な美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある赤色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある黄緑色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色と黄緑色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、良好な美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感、高級感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感、高級感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感、高級感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、黒地の中に、落ち着きのある青色の輝度感を有し、多彩感、自然感、高級感を持つ、優れた美観性をかもしだしていた。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、青色の単調な意匠であった。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、青色の単調な意匠であった。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、青色の人工的な意匠であった。
表3に示す混合比率以外は、実施例1と同様の方法で積層体を得た。
得られた積層体は、青色の人工的な意匠であった。
Claims (2)
- 着色基材層の上に、
結合材(1)と、
粒子径3mm以上50mm以下、厚み30μm以上500μm以下である構造発色チップ(2)と、
粒子径0.1mm以上3mm未満、厚み30μm以上500μm以下である構造発色チップ(3)とを含有し、
結合材(1)の固形分100重量部に対し、構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)の合計量が0.05〜100重量部であり、
構造発色チップ(2)と構造発色チップ(3)との混合比率が、重量比率で5:95〜95:5であるカラークリヤー層を積層してなることを特徴とする積層体。 - 前記構造発色チップ(2)及び構造発色チップ(3)が、平均粒子径5nm〜800nm、粒子径分布の標準偏差が20%以下である球状粒子が規則的に配列されたものであることを特徴とする請求項1に記載の積層体。
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