JP2009151143A - 光反射板用塗料組成物、光反射板用プレコート金属板及び液晶表示装置用光反射板 - Google Patents

光反射板用塗料組成物、光反射板用プレコート金属板及び液晶表示装置用光反射板 Download PDF

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Abstract

【課題】充分な硬度が得られ、且つ、輝度ムラがなく、更に塗膜物性にも優れた上塗り塗膜を形成することができ、液晶表示装置の視野角を広くすることが可能な光反射板用塗料組成物を提供する。
【解決手段】鱗片状顔料を含有する光反射板用塗料組成物であって、鱗片状顔料は、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであり、含有量が光反射板用塗料組成物の固形分中1〜20質量%である光反射板用塗料組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、光反射板用塗料組成物、光反射板用プレコート金属板及び液晶表示装置用光反射板に関する。
液晶ディスプレイ(LCD)等の液晶表示装置では、バックライトと呼ばれる光源を設置して、裏側から光を照射することにより表示を行っている。このような液晶表示装置では、導光板を用いてエッジから光を照射するいわゆるエッジライト方式や、画面の裏側に並設した複数の冷陰極管を用いて光を照射する直下型ライト方式が用いられている。これらの照明方法においては、バックライトからの光を効率的に活用し、且つ、画面全体に輝度ムラなく均一に光を照射するために、画面の裏側に光反射板が設けられている。
このような光反射板の1つとして、反射機能と光拡散機能とを兼ね備える光反射フィルム(例えば、特許文献1〜3)が接着されたものが知られている。しかし、これらの光反射板は、金属板への接着の際にしわが寄りやすい等の作業効率低下の問題や、フィルムのコストが高い等の問題があった。
そこで、このようなフィルムとは異なり、上記反射機能を有する塗料を基材に直接形成することができる白色塗料組成物やこれによって得られる高反射性塗装板等も開発されている(例えば、特許文献4〜6)。
特許文献4では、下塗り塗膜と上塗り塗膜とを有する塗装金属板が記載されている。しかし、照明器具の反射板としての使用であることから、光の拡散についての検討はなされていない。
特許文献5、特許文献6では、基材上に白色顔料を含有する白色塗料を塗布してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用反射板が開示されている。
特許文献5では、アルミニウム板の表面に厚さ30〜80μmの白色塗料を塗布してなることを特徴とする液晶ディスプレイ用反射板が記載されている。
特許文献6では、二酸化チタンと硫酸バリウムとの混合物からなる白色塗料が記載されており、この白色塗料における顔料の配合量が、バインダーに対して50〜200重量%であることが記載されている。
しかしながら、これらの白色塗料を使用した場合、光の散乱度が充分ではなく、輝度ムラを生じやすい。すなわち、ライトが透けて見えることで表示面の輝度ムラが生じてしまう。更に、塗膜の硬度が不充分となるといった問題もあった。そのため、広い視野角を有する輝度ムラのない塗膜とすることで、好適な光反射板を得ることが求められていた。
特開2006−72347号公報 特開2004−101600号公報 特開2006−215475号公報 特開2005−169857号公報 特開2002−116436号公報 特開平9−241547号公報
本発明は、上記現状に鑑み、充分な硬度が得られ、且つ、輝度ムラがなく、更に塗膜物性にも優れた上塗り塗膜を形成することができ、液晶表示装置の視野角を広くすることが可能な光反射板用塗料組成物を提供することを目的とするものである。
本発明は、鱗片状顔料を含有する光反射板用塗料組成物であって、鱗片状顔料は、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであり、含有量が光反射板用塗料組成物の固形分中1〜20質量%であることを特徴とする光反射板用塗料組成物である。
上記鱗片状顔料は、鱗片状シリカ、マイカ、アルミナ、ガラスに金属又は金属酸化物を被覆させたものであることが好ましい。
本発明は、鱗片状顔料を含有する上塗り塗膜を最表面に有する光反射板用プレコート金属板であって、鱗片状顔料は、含有量が塗膜固形成分中1〜20質量%であり、且つ、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであることを特徴とする光反射板用プレコート金属板でもある。
上記鱗片状顔料は、鱗片状シリカ、マイカ、アルミナ、ガラスに金属又は金属酸化物を被覆させたものであることが好ましい。
上記光反射用プレコート金属板は、入射角60°の入射光に対する受光角50°及び受光角70°での光沢が共に4以上であることが好ましい。
本発明はまた、下塗り塗膜、光反射率が93%以上の中塗り塗膜、及び、上述の光反射板用塗料組成物から形成された上塗り塗膜からなることを特徴とするプレコート金属板でもある。
本発明は、上記光反射板用プレコート金属板からなる液晶表示装置用光反射板でもある。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、鱗片状顔料を含有する光反射板用塗料組成物であって、上記鱗片状顔料は、含有量が上記光反射板用塗料組成物の固形分中、1〜20質量%であり、且つ、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであるため、充分な硬度を確保しつつ、高い光拡散性を有する塗膜を得ることができる。
本発明の光反射板用塗料組成物は、光反射機能を有する反射性塗膜層への上塗りとして使用するものである。鱗片状顔料を有する塗料組成物は、自動車等の外観を向上させる目的において公知である。しかし、本発明において、意匠性のために鱗片状顔料を使用するものではなく、光反射板用途において光の散乱をコントロールするために使用するものである。より詳細には、塗膜での反射とともに塗膜へ透過した光を、その塗膜内部で散乱させることにより塗膜全体として光反射機能を向上させたものである。
すなわち、鱗片状顔料は扁平形状を有していることから、その表面で一定の光反射を生じるものである。しかしながら、そのすべてが塗膜面に対して平行に存在しているわけではなく、その少なくとも一部が平行から一定のずれを有した状態で存在している。このため、塗膜における鱗片状顔料表面における光の反射角度は、顔料粒子ごとに若干のずれを生じることとなる。このため、本発明の塗料組成物によって形成された上塗り塗膜を有する光反射板は、一定の光拡散を生じ、これによって画像表示装置の輝度を均一なものとすることができ、表示性能を向上させることができる。
本発明では、このような目的を達成するために、特に上述したような特定の形状を有する鱗片状顔料を使用するのである。鱗片状顔料のアスペクト比が20未満の場合、充分な光拡散性能が得られないという問題を生じる。また、上記長径が15μm未満の場合、充分な光拡散性能が得られないという問題を生じる。上記長径が60μmを超えると、スジ等の塗膜外観に不具合が生じる。
上記アスペクト比は、40以上が好ましい。また、上記長径は、15〜40μmが好ましい。上記アスペクト比の上限は、特になく、厚みが小さくなればなるほど、アスペクト比が無限に大きくなることから、上限について技術的意味はない。
なお、上記鱗片状顔料のアスペクト比とは、(長径/厚み)により得られる値である。
また、上記鱗片状顔料の長径とは、日機装社製MT3200、レーザー回折散乱法(マイクロトラック法)により得られる値である。上記厚みは、上記鱗片状顔料を樹脂に埋め込み、上記顔料の断面を顕微鏡又はマイクロスコープにて観察して測定することにより得られる値である。
上記鱗片状顔料の含有量は、光反射板用塗料組成物の固形分中、1〜20質量%である。1質量%未満であると、充分な光拡散性能が得られない。20質量%を超えると、塗膜強度が低下したり、全体の光沢が下がってしまい充分な反射特性が得られない。上記含有量は、光反射板用塗料組成物の固形分中、5〜10質量%であることが好ましい。
上記鱗片状顔料は、上記アスペクト比及び長径を有するものであれば、特に限定されず、例えば、鱗片状シリカ、マイカ、アルミナ、ガラスに金属又は金属酸化物を被覆させたもの等を挙げることかできる。
本発明において使用することができる上記鱗片状顔料の市販品としては、例えば、メタシャインMC1020RS(日本板硝子社製)、メタシャインMC1040RS(日本板硝子社製)、イリオジン100シルバーパール(メルクジャパン社製)、イリオジン103ルチルスターリングシルバー(メルクジャパン社製)等を挙げることができる。
本発明の光反射板用塗料組成物はバインダー樹脂を含むものであり、上記バインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の各種樹脂を挙げることができる。例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィンや、これらの共重合体や混合物等を挙げることができる。
本発明の光反射板用塗料組成物は、更に、硬化剤を含有させたものであってもよい。上記硬化剤としては、特に限定されず、例えば、メラミン樹脂等のアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロックシソシアネート化合物等が挙げられる。
本発明の光反射用塗料組成物は、上述した成分の他に、必要に応じて、その他の着色顔料、体質顔料、レベリング剤、顔料分散剤、ワキ防止剤等、一般に塗料で使用される添加剤を添加してもよい。
また、光沢調整のために、シリカを塗料固形分に対して0.1〜10質量%の割合で含有するものであってもよい。なお、ここでいうシリカは、上述した鱗片状の形状を有さないものをいい、粒状シリカ等を指すものである。
本発明の光反射板用塗料組成物は、溶剤系のものでも水系のものであってもよい。上記有機溶媒としては、特に限定されず、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール系溶剤;等を挙げることができる。
上記光反射用塗料組成物は、上述の溶剤を1種含有するものであってもよいし、2種以上含有するものであってもよい。
本発明の光反射板用塗料組成物の製造方法としては、特に限定されず、上述の各顔料、バインダー樹脂、及び、必要に応じ上述の添加剤を混練、分散する等の当業者に周知の全ての方法を用いることができる。
本発明の光反射板用塗料組成物による塗膜の形成方法としては、一般的な方法で行うことができ、例えば、後述する下塗り塗膜及び中塗り塗膜が形成された被塗装物に上記光反射板用組成物を塗装する工程、及び、塗装物を硬化して塗膜を形成する工程からなる方法を挙げることができる。
上記被塗装物としては、特に限定されず、例えば、フィルムや金属板が挙げられる。上記金属板としては、鋼板等の鉄系基材やアルミニウム板等を挙げることができる。これらはめっき処理等の下地処理等を施したものであってもよい。上記下地処理としては、公知の方法で行うとよい。上記フィルムとしては、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PP(ポリプロピレン)フィルム等としては、公知の方法で行うとよい。
上記下塗り塗膜は、下塗り塗料組成物を公知の方法を用いて塗布することにより得ることができる。上記下塗り塗料組成物としては、特に限定されず、一般にプレコート鋼板の下塗塗料として用いられているものでよい。
上記中塗り塗膜は、中塗り塗料組成物を公知の方法を用いて塗布することにより得ることができる。上記中塗り塗料組成物としては、特に限定されないが、光反射率が93%以上である反射性塗膜を得ることができるものが好ましい。上記光反射率は、97%以上がより好ましい。
ここで、上記光反射率は、島津製作所社製分光光度計UV−3100PCを用いて、硫酸バリウムを標準として測定したときの値である。
上記反射性塗膜を得ることができる中塗り塗料組成物としては、特に限定されず、例えば、白色顔料、バインダー樹脂及びその他の任意成分の配合物を混練、分散する等の当業者に周知の方法を用いて製造したものを挙げることができる。
上記白色顔料としては、従来公知のものを用いることができ、例えば、酸化チタン、アルミナ、酸化マグネシウム、シリカ、ジルコニア、硫酸バリウム、窒化アルミニウム等を挙げることができる。
上記中塗り塗料組成物における白色顔料の含有量は、特に限定されない。
上記バインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の各種樹脂を挙げることができる。例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィンや、これらの共重合体や混合物等を挙げることができる。さらに、架橋剤を加えて架橋したものであってもよい。
上記中塗り塗膜上に上記上塗り塗膜を形成する場合は、中塗り塗料の塗装、硬化、上塗り塗料の塗装、硬化の工程によって複層塗膜を形成することができる。
上記中塗り塗料組成物、上塗り塗料組成物の塗装方法としては、特に限定されず、公知の塗装方法を用いればよく、例えば、ロールコーター法、カーテンフローコーター法、スプレー法、バーコート法、ディッピング法等を挙げることができる。
上記塗装した塗料組成物を硬化させることにより、塗膜が形成される。上記硬化としては、上記塗料組成物に用いたバインダー樹脂組成に応じて、適宜行えばよく、加熱による硬化であってもよいし、紫外線や電子線等の活性線による硬化であってもよい。
上記上塗り塗膜の膜厚は、1〜20μmであることが好ましい。上記膜厚が1μm未満の場合、ほとんどの鱗片状顔料が塗膜面に対して平行になってしまい光拡散効果が得られないおそれがある。上記膜厚が20μmを超えると、焼付け時にワキ等の塗膜外観の不具合が発生するおそれがある。
上記上塗り塗膜の膜厚は、電磁膜厚計(フィッシャー社製)を使用して、任意に選択した10箇所を測定し、その平均値として求めることができる。
より求めることができる。
上記塗装を金属板に対して行い、プレコートメタル金属板とすることが可能である。このような上塗り塗膜を有するプレコートメタル金属板も本発明の一つである。
また、上記プレコートメタル金属板は、下塗り塗膜、光反射率が93%以上の中塗り塗膜、及び、上述の光反射板用塗料組成物から形成された上塗り塗膜からなることが好ましい。このようなプレコートメタル金属板も本発明の一つである。
本発明のプレコートメタル金属板は、特に、液晶表示装置用の反射板として優れた性能を有する。
液晶表示装置用の反射板としての優れた性能としては、例えば、入射角60°の入射光に対する受光角50°及び受光角70°での光沢、正反射角での反射光の強度に対する正反射角+10°又は正反射角−10°での反射光の強度を示す反射率、正反射角での反射光の強度に対する正反射角+20°又は正反射角−20°での反射光の強度を示す反射率等の特性等を挙げることができる。
より具体的には、本発明のプレコートメタル金属板は、入射角60°の入射光に対する受光角50°及び受光角70°での光沢を共に4以上とすることができる。なお、上記光沢は、塗膜の表面の、入射角60°の入射光に対する受光角50°及び受光角70°の光沢を、デジタル変角光沢計UGVG−6P(スガ試験機社製)等、当業者によってよく知られている方法を用いて測定することにより決定される。
上述したような各物性を有する光反射用プレコート金属板は、一定の光拡散性を有するものであることから、特に液晶表示装置用の光反射板として優れた性能を有する。
本発明の光反射板用塗料組成物は、上述した構成からなり、充分な硬度が得られ、且つ、高い光拡散性を有する上塗り塗膜を形成することができる。従って、輝度ムラがなく、視野角の広い液晶表示装置用光反射板の製造に用いることが可能である。
以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合し、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1020RS)1gを、攪拌しながら徐々に添加して光反射用塗料組成物を得た。
(実施例2)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合し、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1020RS)5.3gを、攪拌しながら徐々に添加して光反射用塗料組成物を得た。
(実施例3)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合し、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1020RS)25gを、攪拌しながら徐々に添加して光反射用塗料組成物を得た。
(実施例4)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合し、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1040RS)5.3gを、攪拌しながら徐々に添加して光反射用塗料組成物を得た。
(実施例5)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合し、鱗片状顔料(メルク社製、イリオジン100シルバーパール)5.3gを、攪拌しながら徐々に添加して光反射用塗料組成物を得た。
(比較例1)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合して比較光反射用塗料組成物を得た。
(比較例2)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合して、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1020RS)0.5gを、攪拌しながら徐々に添加して比較光反射用塗料組成物を得た。
(比較例3)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合して、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1020RS)42.9gを、攪拌しながら徐々に添加して比較光反射用塗料組成物を得た。
(比較例4)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合して、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC5090RS)5.3gを、攪拌しながら徐々に添加して比較光反射用塗料組成物を得た。
(比較例5)
樹脂(東洋紡績社製、バイロンGK19CS)160g、メラミン樹脂(三井サイテック社製、サイメル712)25g、溶剤(住友化学工業社製、シクロヘキサノン)30g、及び、酸触媒(三井サイテック社製、キャタリスト6000)1gを予め混合して、鱗片状顔料(日本板硝子社製、マイクログラスメタシャインMC1080RS)5.3gを、攪拌しながら徐々に添加して比較光反射用塗料組成物を得た。
金属板(溶融亜鉛メッキ板)上に、下塗り塗料(FLC600プライマー、日本ファインコーティングス社製)、中塗り塗料(Nキノーコート300、日本ファインコーティングス社製)を塗布した後、更に上記光反射用塗料組成物を塗布し、これを熱風乾燥炉により硬化させて塗膜を形成することにより、下塗り塗膜(乾燥膜厚15μm、PMT(最高到達板温)220℃)、中塗り塗膜(乾燥膜厚30μm、PMT220℃)、上塗り塗膜(乾燥膜厚10μm、PMT230℃)からなるプレコートメタル金属板を得た。得られたプレコートメタル金属板について下記の方法にて評価を行った。結果を表1に示す。
<光沢>
デジタル変角光沢計UGV−6P(スガ試験機社製)を使用して、入射角60°の入射光に対する受光角50°及び70°の光沢を測定した。
<塗膜外観>
得られた塗膜の外観を、目視により下記の基準にて評価した。
○:異常なし
×:ワキ、スジ等の外観異常あり
<中塗り塗膜の光反射率>
上記金属板上に、上記下塗り塗料及び上記中塗り塗料を塗布して、上塗りを塗布せずに上記と同様に塗膜を形成し、島津製作所社製分光光度計UV−3100PCを用いて、硫酸バリウムを標準として、得られた塗膜の光反射率を測定した。
<塗膜硬度>
上記金属板の塗面をJIS S 6006に規定された高級鉛筆を用い、JIS K 5400に従って、測定した。
Figure 2009151143
表1より、実施例の光反射用塗料組成物を使用して得たプレコートメタル金属板は、光沢及び塗膜外観に優れたものであった。一方、比較例の光反射用塗料組成物を使用して得たプレコートメタル金属板は、光沢、塗膜外観の双方に優れるものではなかった。
本発明の光反射板用塗料組成物によって、視野角が広く、輝度ムラの少なく、塗膜物性も良好な塗膜を有する液晶表示装置用光反射板を得ることができる。

Claims (7)

  1. 鱗片状顔料を含有する光反射板用塗料組成物であって、
    鱗片状顔料は、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであり、
    含有量が光反射板用塗料組成物の固形分中1〜20質量%である
    ことを特徴とする光反射板用塗料組成物。
  2. 鱗片状顔料は、鱗片状シリカ、マイカ、アルミナ、ガラスに金属又は金属酸化物を被覆させたものである請求項1記載の光反射板用塗料組成物。
  3. 鱗片状顔料を含有する上塗り塗膜を最表面に有する光反射板用プレコート金属板であって、
    鱗片状顔料は、含有量が塗膜固形成分中1〜20質量%であり、且つ、アスペクト比20以上、長径15〜60μmであることを特徴とする光反射板用プレコート金属板。
  4. 鱗片状顔料は、鱗片状シリカ、マイカ、アルミナ、ガラスに金属又は金属酸化物を被覆させたものである請求項3記載の光反射板用プレコート金属板。
  5. 入射角60°の入射光に対する受光角50°及び受光角70°での光沢が共に4以上である請求項3又は4記載の光反射板用プレコート金属板。
  6. 下塗り塗膜、光反射率が93%以上の中塗り塗膜、及び、請求項1又は2記載の光反射板用塗料組成物から形成された上塗り塗膜からなることを特徴とするプレコート金属板。
  7. 請求項3、4又は5記載の光反射板用プレコート金属板からなる液晶表示装置用光反射板。
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