JP2020522403A - 金属基板の多層仕上げ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年6月7日に出願された米国仮特許出願第62/516,268号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用される場合、用語「発明」、「本発明(the invention)」、「この発明」、および「本発明(the present invention)」は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載の主題を限定するものではなく、または以下の「特許請求の範囲」の意味もしくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
本明細書では、基板上にコーティングおよび多層仕上げを調製するために使用され得るコーティングシステムについて説明する。いくつかの例において、コーティングシステムは、最外層に非耐光性着色剤粒子を含むことができ、したがって色変化仕上げを生成することができる。他の例において、コーティングシステムは、吸収性の顔料を選択的に含むことができ、したがって温度制御コーティングを生成することができる。色変化仕上げおよび温度制御コーティング、ならびにそのような仕上げでコーティングされた基板について、以下でさらに説明する。
色変化仕上げは、ベースコーティング成分およびクリアコーティング成分を含むコーティングシステムから調製され得る。ベースコーティング成分は、アクリルポリマーまたはポリエステルなどのポリマーを含む、ベースコーティング組成物において従来使用される任意の成分を含み得る。任意選択的に、ベースコーティング成分は、1つ以上の架橋剤を含み得る。ベースコーティング成分はまた、顔料または染料を含み得る。ベースコーティング成分は、水性または溶媒ベースのキャリアなどのキャリアをさらに含み得る。
温度制御コーティングは、顔料を含むコーティングシステムから調製され得る。コーティングシステムで使用するための顔料は、約400nm〜約700nm(例えば、約450nm〜約650nm)の波長の電磁放射を吸収する。例えば、顔料は、約400nm、約450nm、約500nm、約550nm、約600nm、約650nm、または約700nmの波長の電磁放射(例えば、光)を吸収する。顔料はまた、約700nmを超える波長の電磁放射を透過する。例えば、顔料は、約700nm超〜約2500nmの波長の電磁放射線(例えば、近赤外線)を透過する。コーティングシステム中の顔料の濃度は、約0.01%〜約30重量%であり得る。例えば、コーティングシステム中の顔料の濃度は、約0.05重量%〜約25重量%、約0.1重量%〜約20重量%、約0.5重量%〜約15重量%、約1重量%〜約10重量%、または約2重量%〜約8重量%であり得る。濃度は、任意選択的に、約0.01重量%、約0.02重量%、約0.03重量%、約0.04重量%、約0.05重量%、約0.06重量%、約0.07重量%、約0.08重量%、約0.09重量%、約0.1重量%、約0.2重量%、約0.3重量%、約0.4重量%、約0.5重量%、約0.6重量%、約0.7重量%、約0.8重量%、約0.9重量%、約1.0重量%、約1.5重量%、約2.0重量%、約2.5重量%、約3.0重量%、約3.5重量%、約4.0重量%、約4.5重量%、約5.0重量%、約5.5重量%、約6.0重量%、約6.5重量%、約7.0重量%、約7.5重量%、約8.0重量%、約8.5重量%、約9.0重量%、約9.5重量%、約10.0重量%、約10.5重量%、約11.0重量%、約11.5重量%、約12.0重量%、約12.5重量%、約13.0重量%、約13.5重量%、約14.0重量%、約14.5重量%、約15.0重量%、約15.5重量%、約16.0重量%、約16.5重量%、約17.0重量%、約17.5重量%、約18.0重量%、約18.5重量%、約19.0重量%、約19.5重量%、約20.0重量%、約20.5重量%、約21.0重量%、約21.5重量%、約22.0重量%、約22.5重量%、約23.0重量%、約23.5重量%、約24.0重量%、約24.5重量%、約25.0重量%、約25.5重量%、約26.0重量%、約26.5重量%、約27.0重量%、約27.5重量%、約28.0重量%、約28.5重量%、約29.0重量%、約29.5重量%、または約30.0重量%であり得る。
本明細書には、また、色変化仕上げを金属基板(例えば、アルミニウムまたはスチール基板)に塗布する方法も記載されている。いくつかの例において、方法は、ベースコーティング成分を基板の表面に塗布することを含む。ベースコーティング成分は、浸漬および/または噴霧を含む任意の技術を使用して塗布され得る。ベースコーティング成分は、乾燥されて、ベースコーティング層を形成し得る。ベースコーティング層は、約3μm〜約25μm(例えば、約5μm〜約20μmまたは約10μm〜約15μm)の範囲の厚さを有する。いくつかの例において、ベースコーティング層は、約3μm、約4μm、約5μm、約6μm、約7μm、約8μm、約9μm、約10μm、約11μm、約12μm、約13μm、約14μm、約15μm、約16μm、約17μm、約18μm、約19μm、約20μm、約21μm、約22μm、約23μm、約24μm、または約25μmの厚さを有し得る。
例示1は、多層仕上げコーティングされた基板であって、基板と、基板に接着されたベースコーティング層と、色強度を有する非耐光性着色剤粒子を含むクリアコーティング層であって、非耐光性着色剤粒子の色強度が、光への曝露時に低下する、クリアコーティング層と、を含む。
試験された例示的な非耐光性着色剤を、以下の表1に列挙する。
上述の色変化コーティングシステムでコーティングされ、クリアコーティング層中にポリエステル樹脂(VP100)またはポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂を含む金属基板を、505時間または1000時間紫外線に曝露した。ポリエステル樹脂は望ましい結果をもたらした。しかしながら、PVDF樹脂は、ポリエステル樹脂に比べて、より高い紫外線(UV)安定性を有する。図2に示すように、PVDFは、褐色がかったオレンジ色から緑色の緑青に色が変化するのが遅かった。505時間および1000時間の両方の試験において、PVDFサンプルは、VP100サンプルと比較して、UV−B放射への曝露後のより少ない色の変化を示した。
白色ベースコートを備えた温度制御コーティングされた基板の温度を、日光への1時間の曝露後の、対照のコーティングされた金属基板(すなわち、白色ベースコートを有する標準顔料コーティングされた基板)の温度と比較した。図3、4、および5に示すように、温度制御コーティングされた基板は、標準のコーティングされた金属基板よりも1時間の曝露後により低い温度を示した。図3では、白色ベースコーティングを備えた本明細書に記載のコーティングされた金属基板は、両方の基板が日光への1時間の曝露後の白色ベースコーティングを備えた対照の金属基板サンプルよりも27℃低い終了温度を有していた。温度制御コーティングされた基板のSRIは72であったが、標準のコーティングされた金属基板のSRIは0であった。図4では、白色ベースコーティングを備えた本明細書に記載のコーティングされた金属基板は、両方の基板が日光への1時間の曝露後に、対照の金属基板サンプルよりも26℃低い終了温度を示した。温度制御コーティングされた基板のSRIは68であったが、標準のコーティングされた金属基板のSRIは0であった。図5では、白色ベースコートと組み合わされた本明細書に記載のコーティングされた金属基板(左)は、両方の基板が日光への1時間の曝露後の灰色のベースコートと組み合わされた本明細書に記載のコーティングされた金属基板(右)よりも30.3℃低い終了温度を示した。本明細書に記載の温度制御コーティングと組み合わされた白色ベースコーティングは、1時間の曝露後に著しく低い温度を示した。
様々なコーティングが白色ベースコート上にコーティングされた温度制御コーティングされた基板の温度を、それぞれ日光への1時間の曝露後の、対照のコーティングされた金属基板(すなわち、白色ベースコートを有する標準顔料コーティングされた基板)の温度と比較した。温度制御コーティングされた基板を図6に示す。温度制御コーティングされた基板および対照のコーティングされた金属基板の測定された比色値、反射率値、および温度を、表2に詳細に示す。
Claims (20)
- 多層仕上げコーティングされた基板であって、
基板と、
前記基板に接着されたベースコーティング層と、
色強度を有する非耐光性着色剤粒子を含むクリアコーティング層であって、前記非耐光性着色剤粒子の前記色強度が、光への曝露時に低下する、クリアコーティング層と、を含む、多層仕上げコーティングされた基板。 - 前記非耐光性着色剤粒子の前記色強度が、光への曝露時に、前記非耐光性着色剤粒子の元の色強度と比較して少なくとも約10%低下する、請求項1に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記非耐光性着色剤粒子の前記色強度が、光への曝露時に、前記非耐光性着色剤粒子の元の色強度と比較して少なくとも約75%低下する、請求項1または2に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記非耐光性着色剤粒子が、光への曝露後に実質的に無色である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記非耐光性着色剤粒子が、染料または顔料のうちの少なくとも1つを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記非耐光性着色剤粒子が、少なくとも1つのオレフィン基を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記基板がアルミニウム基板を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記アルミニウム基板が、屋根パネルまたはコイルを含む、請求項7に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記ベースコーティング層が、顔料、染料、または印刷パターンを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記クリアコーティング層が、前記ベースコーティング層に接着されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 第3の層をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記第3の層が、顔料、染料、または印刷されたコーティングを含む、請求項11に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記印刷されたコーティングが、木目調効果、緑青効果、またはアニマルプリント効果を含む、請求項12に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- 前記第3の層が、前記ベースコーティング層に接着され、前記クリアコーティング層が、前記第3の層に接着されている、請求項11〜13のいずれか一項に記載の多層仕上げコーティングされた基板。
- コーティングされた金属基板であって、
金属基板であって、前記金属基板が、コイルまたは屋根パネルである、金属基板と、
前記金属基板に接着された白色ベース層と、
約400nm〜約700nmの波長の電磁放射を吸収し、約700nmを超える波長の電磁放射を透過する顔料を含むコーティング層と、を含み、
前記コーティング層が、前記白色ベース層に接着されている、コーティングされた金属基板。 - 前記金属基板が、約700nmを超える波長の電磁放射を反射する表面を含む、請求項15に記載のコーティングされた金属基板。
- 前記コーティング層が黒色を呈する、請求項15または16に記載のコーティングされた金属基板。
- 前記コーティングされた金属基板が、少なくとも50の太陽光反射率を有する、請求項15〜17のいずれか一項に記載のコーティングされた金属基板。
- 前記太陽光反射率が、少なくとも75である、請求項18に記載のコーティングされた金属基板。
- 前記コーティングされた金属基板が、1時間の曝露後に、対照のコーティングされた金属基板よりも少なくとも15℃低い終了温度を有し、前記対照のコーティングされた金属基板が、金属基板とカーボンブラック顔料を含むコーティング層とを含む、請求項15〜19のいずれか一項に記載のコーティングされた金属基板。
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