JP2023544125A - 基材上の金属効果顔料非含有レーダー対応コーティング - Google Patents

Abstract

本発明は、基材上の金属効果顔料非含有レーダー対応コーティング、そのようなコーティングの作製方法、及び特に車両製造におけるそのようなコーティングの使用に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、基材上のメタリックな特徴を有する金属効果顔料非含有レーダー対応コーティング、基材上のそのようなコーティングの作製方法、及び特に車両製造におけるそのようなコーティングの使用に関する。

自動運転が可能な車両の増加に伴い、これまで想像もできなかった程に、他の車両や交通障害物との距離測定及び他の交通参加者の速度測定の両方が可能なレーダー装置を、対応する自動車部品に搭載する必要が生じている。概してそのようなレーダー装置は、車両の外観を損なわないよう車両のバンパーの後ろに搭載されている。
長年、メタリック塗料、好ましくは銀色メタリック塗料は、特に自家用車部門で最も人気のある車両用塗料であった。しかし、アルミニウム系金属効果顔料を含有する通常のメタリック塗料は、一般に周波数範囲が７６～８１ＧＨｚであるレーダー波を反射、減衰、又は吸収し、それまで一般的だったメタリック車両用塗料を車両のレーダー装置のカバー部品に使用すると、レーダー装置の機能性の望ましくない低下をもたらす可能性があるため、こうしたメタリック塗料はそのような車両内部に搭載されるレーダー装置用カバー部品の光学設計に関わる大きな問題となる。
そのため、車両の外観を損なわず、且つ搭載されたレーダー装置の良好な機能性を可能にする車両レーダー装置用被覆のための解決策を提供しようという試みはなかったわけではない。
例えば、ラジエータグリル又はメーカーのロゴとして設計され、広範囲に及ぶレーダー波透過性領域と金属ストラットを有する同様のカバー部品は、インジウムなどの蒸着金属の層を有することが多い。そのような構成部品は、通常、クロム様の外観を呈する。
しかしこの種のコーティングは、レーダー装置のビーム経路に位置しながらも、見た目に従来の銀色メタリック塗料のような視覚的印象を与えるよう意図される車両部品に適していない。ここで難しいのは、金属顔料を含有するメタリック塗料では通常の強い明度フロップ（照明又は視野角の変化で明暗が明らかに変化する）を達成すること、この種のメタリック塗料の隠蔽力を達成すること、及びレーダー波が十分に透過し、搭載したレーダー装置が完全に機能的に動作可能なほどにレーダー波の減衰を低下させることである。

特開２００４－２４４５１６号公報は、ラジエータグリルとして、更に他の車両部品、例えばテールゲートの構成要素としても使用できる電磁波透過性に優れた光輝性製品を開示している。ポリカーボネートパネル上の層は、ここでは亜鉛、スズ、又はインジウムなどの金属粒子を含み得るが、代わりに、例えば二酸化チタン被覆マイカなどの干渉顔料で着色もし得る。粒子はポリウレタン含有層中に３～８質量％の濃度でパネルに適用される。バックコートとして黒色のベースコートが適用される。
得られた、複数の層を有する光輝性製品は、優れた電磁波透過性と高い光沢を有するとクレームされている。
そのようなコーティングに二酸化チタン被覆マイカを含む干渉顔料を用いることで、レーダー波の優れた透過性が達成できるものの、金属顔料を含有するメタリック仕上げの隠蔽力、及びこれにより達成できる強いメタリック明度フロップは、構造が単純なこの種の透明無色のマイカ系干渉顔料だけでは得られない。
特開２００６－２８２８８６号公報も、プラスチック基材上の層に干渉顔料を含み、金属効果顔料は含まない、車両部品用のレーダー波透過性コーティングを開示している。コーティングのカラーバリエーションを可能にするために、干渉顔料は特に平滑な基材性状（ｐａｒｔｉｃｌｅ）をベースにすると記載されている。好適な基材フレークとして二酸化ケイ素又は酸化アルミニウム基材フレークが提案されている。しかしながらメタリック仕上げの視覚的印象は、同様に、コーティングされるプラスチック基材上の干渉顔料を含むこのような層では達成できない。

本発明の目的は、基材上のレーダー波透過性コーティングを提供することであり、このコーティングは、特に車両製造においてレーダー装置のカバー部品に使用するのに好適であり、従来の金属効果顔料、特にアルミニウム顔料を含まず、好ましくは従来の銀色の車両メタリック仕上げとはできるだけ異ならず、特に銀色のメタリック外観、高い隠蔽力、及び強い明度フロップを有すると同時にレーダー波透過性に優れている。
本発明の更なる目的は、上述のコーティングの作製方法を提供することである。
加えて本発明の更なる目的は、基材上のそのようなコーティングの使用を示すことである。

本発明の目的は、基材上のフレーク状効果顔料を含むレーダー対応コーティングであって、コーティングは金属効果顔料を含まず、且つ基材上で少なくとも２つの層を以下の順番で有し、
Ａ）基層となる第１層であって、吸収顔料を含み、且つフレーク状効果顔料を含まない第１層、及び
Ｂ）第２層であって、第１層に適用され、且つ吸収特性を有するフレーク状効果顔料を、第２層の質量に対して少なくとも１０質量％の量で含む第２層、
更に第２層は、黒／白背景の全領域にわたって１４±２μｍの層厚で適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度及び視野角７５度で分光光度的に測定した場合、コーティングした黒背景とコーティングした白背景との色差（ｃｏｌｏｕｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）ΔＥ＊を０～２０の範囲で有するコーティングによって達成される。
加えて、本発明の目的は、基材上のフレーク状効果顔料を含むそのような金属効果顔料非含有レーダー対応コーティングの作製方法であって、
－ 少なくとも１つの吸収顔料を含み、且つフレーク状効果顔料を含まない第１層を、プラスチック板又はプラスチックフィルムを含む任意にプレコートされた基材に基層として適用し、続いて
－ 第２層であって、吸収特性を有するフレーク状効果顔料を、固体層の質量に対して少なくとも１０質量％の量で含む第２層を第１層に適用し、
第２層は単層として、又は互いに重なるように配置された２つ以上の部分層で適用し、各層の適用後に乾燥を行う方法によっても達成される。
更に本発明の目的は、車両部品のレーダー対応車両仕上げとしての、基材上の上述したコーティングの使用によっても達成される。

驚くことに本発明者らは、車両製造においてレーダー装置のカバー部品に、フレーク状効果顔料を含む層を有するコーティングをもたらすことが可能であり、このコーティング全体は金属効果顔料を含まないが、視覚的に銀色のメタリックな特徴を有することを見出した。
金属層を全く有していないフレーク状効果顔料は、概してコーティング中でレーダー信号を大幅に減衰させることはないが、通常、固有の吸収を全く又は殆ど示さず、低い隠蔽力しかない。こうした特性により、通常は干渉顔料である従来のフレーク状効果顔料では、メタリック仕上げの特徴である高い光沢と強い明度フロップを有する不透明な銀色コーティングを得ることができない。そのため、車両生産におけるレーダー装置のカバー部品において、コーティング中に金属効果顔料を存在させずに、隠蔽力、明度フロップ、及びレーダー対応の要件を満たすコーティングが得られるが、メタリック仕上げの外観を十分な程度に模倣できる条件を見出すことを目的とした。
本発明者らは、前記条件を十分に満足する基材上の層構造を見出した。

従って本発明による層構造は、少なくとも基材上に２つの連続層を含む層系からなり、基材、又は代替的にプレコートした基材、特にプライマー層でプレコートした基材の直上に位置する第１層は吸収顔料を含み、無彩色である。
概して、白色、灰色、又は黒色は、各表面で吸収される光の量を示しているだけの無彩色の光学現象であるため、専門家の間では色とは呼ばれない。しかしこれに対し本発明では、白色、灰色、及び黒色を色と見なす。本発明によるコーティングの第１層はフレーク状効果顔料を含まず、即ち、例えば干渉顔料などの金属効果顔料も他のフレーク状効果顔料も含まない。
従って第１層は、効果を持たない中間色のソリッドカラーを有する。これにより、基材、又は存在する場合は基材上のプレコーティングが完全に隠れる。
第１層に好適な吸収顔料は、吸収特性を有する有機又は無機顔料である。これらは基本的に標準的な有機吸収顔料又は無機吸収顔料である。様々な工業コーティングに一般的に用いられる吸収顔料は全て、この目的に使用できる。これらは、好ましくは１０～５００ｎｍ、特に１０～１００ｎｍ未満の範囲の粒径で利用できる。吸収顔料の調製品は一般に市販されている。塗料系の適合性に応じて、例えばＨｅｕｃｏｔｉｎｔ（登録商標）Ｗ（Ｈｅｕｂａｃｈ、ドイツ）、Ｈｅｕｃｏｔｉｎｔ（登録商標）ＵＮ（Ｈｅｕｂａｃｈ、ドイツ）、ＭＩＰＡ ＷＢＣ（Ｍｉｐａ、ドイツ）、Ｓｔａｎｄｏｂｌｕｅ（登録商標）（Ｓｔａｎｄｏｘ ＧｍｂＨ、ドイツ）、Ｓｔａｎｄｏｈｙｄ（登録商標）（Ｓｔａｎｄｏｘ ＧｍｂＨ、ドイツ）、Ｖｏｃａｆｌｅｘ（登録商標）（Ａｒｉｃｈｅｍｉｅ、ドイツ）、Ｖｏｃａｐｌａｓｔ（登録商標）（Ａｒｉｃｈｅｍｉｅ、ドイツ）などの塗料系が考慮される。
好適な吸収顔料には、いくつか言及すると、例えばイソインドリノン（ｉｓｏｉｎｄｏｌｉｄｏｎｅ）、ベンゾイミダゾール、キナクリドン、フタロシアニン銅、ペリレン、カーボンブラック、及び／又は二酸化チタンがある。着色吸収顔料は、第１層の中間無彩色を得るために、適切な混合物で用いることができる。

吸収顔料は第１層中に、第１層の質量に対して１～５０質量％の量、好ましくは２０～４０質量％の範囲で存在する。吸収顔料は単独、又は２種以上の混合物で用いることができる。混合物は、好ましくは特にモノクロ階調の場合に用いられる。この数字は固体層の質量に関連している。
第１層の層厚は本発明の成功にとって決定的ではない。層厚は、基材又は基材上に位置する任意のプレコーティングを完全に隠し、経済的に妥当であるように設定する。第１層の通常の層厚は５～１５μｍの範囲であるが、必要に応じてこれを逸脱してもよい。
本発明に従って、第１層の層厚及び第１層中の吸収顔料濃度は、第１層を単層として標準化した黒／白背景の全領域に適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において照明角４５度及び視野角７５度で分光光度的に測定した場合に、第１層が、コーティングした黒背景とコーティングした白背景との色差ΔＥ＊を０～５、好ましくは０～２未満、及び特に０～１未満の範囲で有するように、上述した範囲内に設定する。
第１層は、基材上の本発明によるコーティングの基層となる。
本発明に従って、第２層は第１層の直上に配置される。第２層はフレーク状効果顔料を含有する顔料であるが、金属効果顔料もその他の金属顔料も含まない。本発明に従って、第２層のフレーク状効果顔料は吸収特性を有する。これらは、好ましくは、銀灰色の吸収色を有するフレーク状干渉顔料である。
概してフレーク状干渉顔料の光学効果は、この種の効果顔料が、通常はフレーク状の支持材上で概して構成する一連の薄層における光の反射及び透過現象の組み合わせからなる。この場合、例えば二酸化チタンで被覆したフレーク状のマイカ顔料など、無色で可視光に対して実質的に透明な材料のみを使用することが非常に多い。このような顔料は、銀色の干渉色又は有彩色の干渉色を持つことが可能だが、全体として透明であり、マストーンを持たない。
干渉顔料は、フレーク状の支持材、又は代替的に、フレーク状の支持材上に位置する少なくとも１つの層のいずれかが、固有色、即ち吸収色を有する材料からなる場合に、吸収特性を、よってマストーンを実現する。これらは、着色金属酸化物、金属亜酸化物、混合金属酸化物、又は酸素欠乏金属酸化物、又は金属酸化物水和物であってよい。干渉顔料は、有機着色顔料を含む層であるため、吸収特性も実現する。

本発明では、酸化鉄、酸化鉄と酸化チタンとを含む混合酸化物、若しくは亜酸化チタンを含む少なくとも１つの層、又は炭素からなる層を有する干渉顔料を、好ましくは第２層に用いる。無色透明材料を含む１つ又は複数の他の層を、追加的にフレーク状支持材上に配置し得る。
考慮される酸化鉄に、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＦｅＯ、Ｆｅ₃Ｏ₄、又はＦｅＯＯＨがある。酸化鉄と酸化チタンとの混合酸化物は、チタン鉄鉱（ＦｅＴｉＯ₃）又は擬板チタン石（Ｆｅ２ＴｉＯ５）であることが多い。好適な亜酸化チタンは、ＴｉＯ、Ｔｉ₂Ｏ₃、Ｔｉ₃Ｏ₅、Ｔｉ₄Ｏ₇、Ｔｉ₂Ｏ、Ｔｉ₃Ｏ、又はＴｉ₆Ｏである。
酸化鉄、酸化鉄と酸化チタンとを含む混合酸化物、若しくは亜酸化チタンを含む吸収層、又は炭素からなる層の層厚は、干渉顔料が銀灰色の吸収色を有するように設定する。これに対し、任意に支持材上に存在する他の全ての層は吸収色に寄与しない。
フレーク状の支持材料上の更なる好適な無色透明層は、特に、酸化スズ、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化ケイ素水和物、酸化アルミニウム、若しくは酸化アルミニウム水和物など無色の金属酸化物又は金属酸化物水和物を含む層である。
考慮されるフレーク状の支持材には、天然若しくは合成マイカ、カオリン、タルク、又はセリサイトがあり、更にガラス、ホウケイ酸カルシウムアルミニウム、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、又はＡｌ₂Ｏ₃もある。用いられるフレーク状支持材は、好ましくは天然若しくは合成マイカ、又はＡｌ₂Ｏ₃フレークである。
前記種類の干渉顔料は市販されている。これらは、例えばＭｅｒｃｋ ＫＧａＡからＩｒｉｏｄｉｎ（登録商標）９６０２ Ｓｉｌｖｅｒ－Ｇｒｅｙ ＳＷ又はＩｒｉｏｄｉｎ（登録商標）９６０５ Ｂｌｕｅ Ｓｈａｄｅ Ｓｉｌｖｅｒ ＳＷの商品名で入手できる。これらはマイカフレークをベースとし、酸化鉄又は亜酸化チタンを含む少なくとも１つの層を有する。
特に好ましくは、１つ又は複数の干渉層、及び最終層として、透明な支持フレーク上の炭素からなる非常に薄い光透過層を有する干渉顔料を用いることも可能である。そのような顔料は、例えば本特許出願人による欧州特許出願公開第３７９５６４５号明細書に記載されている。

銀灰色の吸収色を有する干渉顔料は、コーティング全体が銀色メタリック外観を有するよう意図されることから、第２層における吸収特性を有する効果顔料としての使用に特に好適であることが見出されている。この種の干渉顔料は、フレーク状の基材上に薄い層が連続する形態の顔料構造であるため、入射光が当たると視覚的に認識できる光沢を示す。銀灰色の吸収色により、光が直接入射した場合は十分に高い明度が得られる。
吸収特性を有するこれらの干渉顔料は、概して、１～１００μｍ、特に２～７０μｍの範囲、及び特に好ましくは３～５０μｍの範囲の粒径を有する。干渉顔料の厚みは０．１～２μｍの範囲である。
吸収特性を有する効果顔料の粒径は、レーザー回折法を用いて測定できる。粒径、及び体積に対する粒径分布は、好ましくはＭａｌｖｅｒｎ機器（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ３０００、ＡＰＡ３００、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．社製、英国）の標準モードを用いて測定する。
しかしながら、通常の粒径比は、公開されている製品情報シートのメーカーデータでも確認できる。
この粒径範囲であれば、吸収特性を有する効果顔料の量及び第２層の層厚を本発明に従って設定した場合、構造全体において十分な隠蔽力が得られる。

本発明に従って、第２層における吸収特性を有するフレーク状効果顔料の最小量は、（固体）第２層の質量に対して１０質量％である。第２層における吸収特性を有するフレーク状効果顔料の最大量は、第２層の質量に対して４０質量％である。これらの効果顔料は、好ましくは、第２層におけるこれらの質量に対して１５～３５質量％の濃度で第２層に用いる。
本発明に従って、第２層の層厚は３～２５μｍの範囲、好ましくは５～２０μｍの範囲である。
有利と思われる場合には、第２層は、それにより隠蔽力（ΔＥ＊）、明度（Ｌ＊１５）、及び明度フロップ（フロップインデックス）の光学的測定値が所定の範囲内に維持される限り、第１層について上述した吸収顔料の１つ又は複数も含み得る。
不透明で無彩色の第１層、及び銀灰色の吸収色を有する干渉顔料を含む第２層による全体的な光学効果により、高い隠蔽力、高い光沢、及び明確な明度フロップを有する本発明によるコーティングに、均質な銀色メタリックという全体的な印象が生じる。
ここでの隠蔽力は、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間におけるコーティング基材の分光光度測定で決定できるΔＥ＊値から決定する。ここで量ΔＥ＊は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における、標準化した黒及び白背景にわたる、照明角４５度及び視野角７５度での試料の色差として定義され、次の式に従って決定される。
ΔＥ＊＝√（ΔＬ＊²＋Δａ＊²＋Δｂ＊²）
色差の値が低いほど、コーティングがより良好に背景を隠す。背景の完全な隠蔽は、概して非メタリック効果顔料では達成できない。本発明によるコーティングに用いられる第２層は、黒／白背景に１４±２μｍの範囲の層厚で適用し、上述の測定条件下で測定した場合、０～２０の範囲、好ましくは５～２０の範囲のΔＥ＊値を有する。これらの値は、第２層の隠蔽力が本発明の目的にとって十分であることを示している。

層の明度について専門家の間で使用される指標はコーティングのＬ＊１５値であり、これはＬ＊ａ＊ｂ＊色空間において、標準化した黒／白背景で、照明角４５度で測光的に決定される。本発明によるコーティングとして好適であるためには、これは白色基層と黒色基層の両方で得られる最小限の明度を有する必要がある。
第２層に銀灰色の吸収色を有する上述の効果顔料を使用すると、黒／白背景の全領域に１４±２μｍの層厚で適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度及び視野角１５度で分光光度的に測定した場合、コーティングした白背景とコーティングした黒背景の両方で少なくとも１０５の明度Ｌ＊１５を有する第２層が得られる。
加えて、良好な明度フロップも達成できる。標準的にこれはフロップインデックスと呼ばれ、照明角４５度、並びに反射角から１５度、４５度、及び１１０度の受光分解で分光光度的に決定される。そのため本発明に従って、フロップインデックスは、第２層を黒／白背景の全領域に１４±２μｍの層厚で適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度、並びに視野角４５度：ａｓ１５度、４５度：ａｓ４５度、及び４５度：ａｓ１１０度で分光光度的に測定した場合、白コーティング背景と黒コーティング背景の両方で少なくとも１０の範囲にある。
フロップインデックスは、一般に当技術分野では視野角が変化したときの明度フロップの指標と見なされ、次の式に従って決定される。

明度Ｌ＊１５とフロップインデックスのいずれについても上限値が定まっていないため、上限値の引用は適切ではなく、また記載された最小値を超える測定結果は、いずれの場合も、記載された範囲内の隠蔽力を遵守すると、全体的な光学的結果にプラスの効果をもたらす。
分光光度計の測定方法と測定器の詳細については実施例に記載する。

驚くことに、特に、フロップインデックスで示される本発明によるコーティングの明度フロップは、場合によっては、特に基材上の灰色又は黒色の第１の下地上で、第２層が、互いに重なるように配置された２つ以上、好ましくは３つ又は４つの部分層からなる場合、コーティング全体の隠蔽力又は明度を著しく損なうことなく、大幅に向上させられることが見出された。こうした場合、第２層の総乾燥層厚は、好ましくはわずか５～１５μｍの範囲である。
少なくとも１つの部分層、好ましくは２つ又は３つの部分層は、５μｍ以下の乾燥層厚を有する。特に、少なくとも１つの部分層の乾燥層厚は、４μｍ以下又は３μｍ以下、特に好ましくは約２μｍである。好ましくは、２つ又は３つの部分層でもこうした極めて薄い層厚の存在が可能である。
このような薄い部分層を組み合わせて、本発明によるコーティングの第２層として層全体を視覚的に魅力的にするには、個々の部分層の表面が平滑である必要がある。こうした平滑表面は、基層又はコーティングした基材に対して実質的に平行に配置された第２層の個々の部分層間の界面によって生じる。界面は、個々の部分層それぞれに適用した後の中間乾燥によって得られる。中間乾燥により、各部分層中の吸収特性を有するフレーク状効果顔料は、その主軸が第１層（及び基材）の表面とほぼ平行な状態で整列し、それにより、個々の部分層で入射光が良好に反射される。
個々の部分層の顔料添加量は、同様に、吸収特性を有するフレーク状効果顔料として、いずれの場合も個々の部分層の質量に対して少なくとも１０質量％、及び最大４０質量％である。好ましくは、各部分層に、吸収特性を有するフレーク状効果顔料を１５～３５質量％用いる。

本発明の意味における「レーダー対応」は、ピーク周波数が７６．５ＧＨｚである電磁波への曝露時に３０未満の誘電率を有するコーティングと解釈される。更に、３５０μｍのＰＥＴ基材上のコーティングで、ピーク周波数が７６．５ＧＨｚである電磁波への曝露時に２ｄＢ未満の一方向透過減衰を有する必要がある。
コーティングの誘電率及び基材上のコーティングの一方向透過減衰の測定は、ｐｅｒｉｓｅｎｓ ＧｍｂＨ（ドイツ）社製のＲＭＳ－Ｄ－７７／７９Ｇ装置を標準モードで使用して実施する。
本発明によるコーティングの第１層及び第２層の結合剤として、固化状態で透明に見える全ての従来の結合剤及び結合剤系を用いることができる。この際、従来のコーティング法に用いられ、且つ使用する顔料と適合しているあらゆる一般的な種類の結合材を使用できる。顔料の選択及びコーティング方法に関して当技術分野で一般的な特色が認められる限り、同様に溶媒系結合剤系、水性結合剤系、及び放射線硬化性結合剤系を用いることができる。
本発明によるコーティングの第１層及び第２層のいずれも、例えば充填剤、抑制剤、防炎剤、潤滑剤、レオロジー助剤、分散剤、再分散剤、消泡剤、流動制御剤、塗膜形成剤、接着促進剤、乾燥促進剤、光開始剤など当技術分野で一般的な更なる添加剤を含み得る。
第２層が２つ以上の部分層からなる場合、概してレオロジー助剤の使用が指示される。考慮されるレオロジー助剤は、例えばＢａＳＯ₄、ポリアミド粉末、ケイ酸塩、又は当業者に周知の他のレオロジー助剤、但し特にセルロース系ナノファイバーなどの物質である。特に好ましくは、後者が用いられる。
使用する結合剤系に応じて、コーティングの第１層及び第２層の作製に用いられるコーティング組成物は、任意に有機溶媒及び／又は水も含むが、これらは、２つの層が固化した後に本発明によるコーティング中に存在しない。当技術分野で一般的な溶媒系は制限なく使用できる。溶媒及び添加剤など結合剤系に用いる類似の組成物は当業者に十分に知られており、未着色状態で完成品として市販されているものもある。当業者は、使用する各顔料と所望のコーティング方法に基づいて相応の選択を行うことができる。

第１層及び第２層を含む本発明によるコーティングが適用される可能性のある基材は、コーティングがレーダー対応であることを意図する場合、プラスチック板又はフィルムである。自動車製造に通常使用されるプラスチックが使用でき、いくつか言及すると、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、又はアクリロニトリル・エチレン・スチレン（ＡＥＳ）基材がある。この種のプラスチック板又はプラスチックフィルムではレーダー信号にある程度の基本減衰があるが、これはその上に位置するコーティングによってわずかしか増加しないはずである。本発明によるコーティングのレーダー性能に関して、それぞれの基材に起因して存在する一方向透過におけるレーダー信号の基本減衰の値は測定値に含まれる。基材のみに起因するレーダー信号の一方向透過の基本減衰は、別途実施例４に示す。コーティングのみに起因するレーダー信号の減衰の測定は、装置工学的な理由から不可能である。
本発明によるコーティングが純粋に光学的な理由で基材に適用することを目的としており、且つコーティングのレーダー対応は重視していない場合、当然ながら金属又は属含有基材を用いることも可能である。
言うまでもないが、用途に応じて基材は三次元成形できる、即ち三次元の外形を有することができる。従って、例えば車両のテールゲートの部品を形成するためのプラスチック板は、当然ながら、バンパーとして意図されるプラスチック板とは異なる三次元の外形を有する。概して、従来の成形方法を用いて基材の三次元形状を作成した後に、本発明によるコーティングを適用する。

上述の第１層及び第２層を含むパッケージが、基材上の本発明によるコーティングに必須のコア要素であり、第２層は、基材から見て第１層上に直接配置されている。加えて、同様に本発明によるコーティングの一部であり得る更なる層を、任意に、基材と第１層との間及び／又は第２層の上方に配置し得る。
この種の追加的な層は、基材への塗料層の接着を向上させるため、並びに／又は塗料層の機械的・化学的強度及び耐候性を向上させるために、自動車製造で頻繁に用いられる。これらはプライマー層又は最も外側のクリアコートで、概して透明無色であるよう設計される。本発明によるコーティングは、有利にはプライマー層及び／又はクリアコートを有してよい。本発明に従って、工業的に幅広く使用されており、故に詳しい説明を必要としない全ての従来の材料をここで使用できる。
基材上の本発明によるコーティングは、レーダー装置の機能性に悪影響を与えずに、視覚的に銀色効果仕上げを有するカバーをレーダー装置に施す全ての場合に有利に用いることができる。当然ながら、これは特に車両構造に使用するカバー部品に適用される。本発明によるコーティングは、好ましくは、車両仕上げである。もちろんこれは、その優れた光学的特性のため、従来の銀色メタリック仕上げと視覚的にほぼ同等であることを目的とするあらゆる種類の仕上げにも使用できる。また、レーダー波透過性が従属的な役割を果たすこともあり、対応する使用領域は車両構造に限定されない。

本発明は、上述した基材上のフレーク状効果顔料を含む金属効果顔料非含有レーダー対応コーティングの作製方法であって、少なくとも１つの吸収顔料を含み、且つフレーク状効果顔料を含まない第１層を、プラスチック板又はプラスチックフィルムを含む任意にプレコートされた基材に基層として適用し、続いて、吸収特性を有するフレーク状効果顔料を含む第２層を、固体層の質量に対して少なくとも１０質量％の量で第１層に適用し、第２層は単層として、又は互いに重なるように配置された２つ以上の部分層で適用し、各層の適用後に乾燥を行う方法にも関する。
好適なプラスチック基材並びに第１層及び第２層の構成に関する材料の詳細については、既に全て上記に説明している。こうした点に関しては、ここではそれを参照する。
コーティングの２つの層は、従来のコーティング方法を用いて、例えば噴霧法、ブラッシング法、インモールド法、ローラーコーティング法、コイルコーティング法、又はカーテンコーティング法によって基材に適用できる。
この種のコーティング方法は、大規模な産業では一般的であり、当技術分野に従って使用できる。
好ましくは噴霧法を用いる。
本発明によるコーティングの作製には、１回の噴霧操作で５～２５μｍの範囲の乾燥層厚が得られる従来の噴霧技術が好適である。第１層及び第２層を含む本発明によるコーティングの作成には、ここでは２つのコーティング作業で十分であり、この場合、中間乾燥の有無にかかわらず、第１層を適用した直後に第２層を適用し、層を乾燥させ、２つの層を一緒に硬化させる。しかしながら第２層の適用には、重ね合わせて配置した部分層を、個々の部分層の乾燥層厚が非常に薄い状態で、本発明によるコーティングの第１層に、複数の作業ステップで連続的に適用できる噴霧法が特に好適である。好ましくは２～４つの部分層は、いずれの場合も、個々の部分層の適用後に乾燥させ、個々の部分層の間に界面が形成されるようにする。個々の層を乾燥させる温度は、使用する各結合剤系及び溶媒に依存し、少なくとも２０℃である。最大１５０℃、好ましくは最大１００℃の温度を用いることができる。

第２層中の吸収特性を有するフレーク状効果顔料の量は、個々の部分層について、乾燥層の質量に対して少なくとも１０質量％であるが、１０～４０質量％の範囲、特に１５～３５質量％の範囲であってよい。部分層の少なくとも１つの乾燥層厚は、５μｍ以下、好ましくは４μｍ以下、及び特に３μｍ以下、又は約２μｍである。好ましくは、２つ又は３つの部分層がそのような薄い層厚を有する。
部分層の乾燥層厚が非常に薄い場合、各塗料組成物中の結合剤の割合を極めて大幅に減らし（固形分含有量が約６～７質量％）、且つ溶媒（好ましくは水）の割合を極めて大幅に増やすことによって、各部分層中の顔料濃度を高く設定することができる。この種の非常に希薄な塗料組成物が基材上に連続的な塗膜を形成できるように、塗料組成物に好適な粘度をもたらす様々な助剤、特にレオロジー助剤を添加することで、噴霧法を用いてこれを背景に適用でき、良好な流動性が得られる。その後の乾燥工程で、効果顔料の割合が非常に高い小さな固体塊が部分層として各背景上に残り、効果顔料もその主軸が各コーティング表面と本質的に平行な状態で良好に整列する。
本発明に従って、ここで添加するレオロジー助剤は、好ましくは、塗料組成物の質量に対して５～２０質量％の量のセルロース系ナノファイバーである。
互いに重なるように配置された部分層の複数適用と、部分層の各中間乾燥により、第２層中のフレーク状効果顔料を特に良好に配向させることができるため、第２層の表面で高い入射光反射が得られる。これにより、層構造全体の隠蔽力又は明度を著しく損なうことなく、総じて第２層の総層厚が極めて薄いのと同時に、特にコーティング全体の明度フロップが向上する。従って、銀色メタリック仕上げと視覚的にほぼ同等であるが、プラスチック基材に適用された場合に良好なレーダー対応を有する、本発明によるコーティングの特に好ましい実施形態は、第２層中で吸収特性を有するフレーク状効果顔料を用いて、且つコーティング全体でいかなる種類の金属顔料も使用せずに、基材上で実現できる。

所定のレーダー特性を有する、使用するプラスチック基材は、例えば１つ又は複数のプライマー及び／又は着色層で任意にプレコートすることができる。しかし、コーティング全体にレーダー対応特性を持たせる場合、各基材上に任意に追加的に存在するいずれの層も、コーティング全体の必須のレーダー波透過性に悪影響を与える可能性のある金属効果顔料又は他の成分を含まないようにしなければならない。
プライマー層を有するプラスチック基材のプレコーティングは、そのようなプライマー層が、とりわけコーティング全体の機械的安定性、及び層パッケージの第１層の基材への接着性を向上させるため有利である。加えて、概して可視光に対して無色透明であるように設計されている最外クリアコートは、特にコーティングの機械的安定性及び耐候性にとって有利である。本発明ではこれらも、好ましくは、第１層及び第２層を含む層パッケージの上層にコーティング全体の最外層として適用する。
言うまでもないが、コーティング全体には少なくとも１回の硬化作業を施し、これは基材上の第２層の適用及び乾燥後、並びに／又はクリアコートの適用後に行う。特に自動車部門における基材上のコーティングの硬化は、当技術分野では標準的な活動であり、詳細に説明する必要はない。
本発明は、車両部品のレーダー対応車両仕上げとしての、上述した金属効果顔料非含有コーティングの使用にも関する。これは、プラスチック系基体（基材）をベースとするあらゆる車両部品に適用できる。金属基材は、所望のレーダー性能が保証できないため、適していない。コーティングは、車両内部に搭載されるレーダー装置の外装カバー又は遮蔽部品として意図される外部車体部品に適用できる、又は適切な車体部品の表面全体にも適用できる。言及し得る車体部品には、特に、バンパー、テールゲート、ラジエータグリル、ウイング、又はこれらの部品がある。当然ながら本発明によるコーティングは、言及した以外の車両部品にも、特に、メタリック仕上げの外観のみに関心がありレーダー性能が必要でない場合には、金属含有基材にも適用できる。また後者の場合、本発明の適用範囲は車両製造に限定されない。

以下に実施例を参照しながら本発明を説明するが、これに限定されるものではない。
基材である黒／白コーティングＬｅｎｅｔａパネル（各部品領域に既に存在する白及び黒の基層）を第２層でコーティングする。コーティングは空気圧噴霧コーティングとして実施する。結合剤はＭＩＰＡ ＳＥ社（ドイツ）製の製品ＷＢＣ０００を使用する。最後に、全ての試料を標準的な２成分クリアコートでコーティングする。
第２層は、以下の一覧に記載する量の、銀灰色の吸収色を有する干渉顔料で着色する。
効果顔料Ａ：ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、及び炭素（Ｃ含有量：１．１４％）を含む被覆を有するマイカ系干渉顔料、粒径５～２５μｍ
効果顔料Ｂ：ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、及び炭素（Ｃ含有量：０．４４％）を含む被覆を有する酸化アルミニウムフレーク系干渉顔料、粒径５～３０μｍ；
効果顔料Ｃ：ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、亜酸化チタン、及び助剤を含む被覆を有するマイカ系干渉顔料、粒径５～４０μｍ

（実施例１）
本発明によるコーティングの隠蔽力を決定するために、固体の第２層の質量に対して１８質量％の顔料質量濃度を有する顔料Ａ、Ｂ、及びＣを含むコーティング組成物を、標準化した黒及び白コーティングパネルに、１回のコーティング作業で適用し、８０℃で５分間乾燥させる。色差ΔＥ＊７５度が小さい程、効果顔料の隠蔽力がより良好である。
第２層を４つの部分層（いずれの場合も１８質量％ＰＭＣ、層厚９、２、２、２μｍ、いずれの場合も８０℃で５分間乾燥）に適用した場合、単層法と比較して隠蔽力にはわずかな変化しか生じない。

部分層：コーティングの第２層の部分層の数
ＰＭＣ：各部分層における効果顔料の顔料質量濃度
ＤＬＴ：ｘ部分層からなる第２層全体の乾燥層厚
Ｌ＊：Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における視野角１５度、照明角４５度での明度値Ｌ＊
ΔＥ＊：次の式に従って決定した、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における、標準化された黒及び白背景にわたる（照明角４５度、視野角７５度）試料の色差
ΔＥ＊＝√（ΔＬ＊²＋Δａ＊²＋Δｂ＊²）
フロップインデックス：次の式に従って決定した、視野角が変化したとき（照明角４５度、視野角４５度：ａｓ１５度、４５度：ａｓ４５度、４５度：ａｓ１１０度）の明度フロップの指標

ベース：第１層の色相

（実施例２）
各コーティングの明度を決定するために、実施例１の効果顔料Ａ、Ｂ、及びＣを、それぞれ黒又は白の背景に適用する。更に同じ顔料を、いずれの場合も各部分層の質量に対して３０質量％の顔料質量濃度を有する部分層毎に約２μｍの層厚（各適用後に８０℃で５分間乾燥）で、３ステップ工程で黒又は白コーティング背景に適用する。明度値Ｌ＊１５が大きいほど、単にアルミニウム顔料で不透明着色されたコーティングをより視覚的に模倣できる。

第２層の各コーティングバリエーション及び各効果顔料で、高い明度値を得ることができる。

（実施例３）
フロップインデックスを決定するために、実施例２で作成したコーティング全てを再測定する。

概してアルミニウム顔料を含む従来の銀色メタリックコーティングは、約１２～１７の範囲のフロップインデックスを有する。この範囲は、前記コーティングバリエーションの全て、及び前記銀灰色干渉顔料の全てで実現できる。特に、黒背景上の多層コーティングバリエーションはフロップインデックスで非常に高い値を達成する。
試料の比色測定はＢＹＫＭａｃ ｉモデルの比色計（Ｂｙｋ－Ｇａｒｄｎｅｒ）をＳＭＣ５モードで使用して行う。
ここで基材として使用する黒／白パネルは、ＡＳＴＭ Ｅ１３４７規格に適合しており、Ｍｅｔｏｐａｃ Ｔ１２Ｇパネルという名称でＬｅｎｅｔａから市販されている。
表からわかるように、使用する各干渉顔料が銀灰色の吸収色を有し、コーティング方法の各バリエーションが用いられた本発明によるコーティングは、良好な明度及び強い明度フロップと同時に十分な隠蔽力を達成し、それにより、アルミニウム顔料を含むメタリックコーティングを良好乃至は非常に良好に視覚的に模倣できる。コーティングには金属顔料が存在しないため、基材上の各コーティングによるレーダー波の著しい減衰は想定されない。

（実施例４）
レーダー波透過性を決定するために、いずれの場合も厚さ３５０μｍのＰＥＴフィルム（Ｈｏｓｔａｐｈａｎ ＲＮ ３５０、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｆｉｌｍ ＧｍｂＨ、ドイツ）を基材として使用する。コーティングは空気圧噴霧コーティングとして実施する。結合剤はＭＩＰＡ ＳＥ社（ドイツ）製の製品ＷＢＣ０００を使用する。
第１層として、いずれの場合もＲＡＬカラー調色７０３７（Ｄｕｓｔｙ Ｇｒｅｙ）の完全に不透明な層を用いる。
第２層として、表４に記載する銀灰色の吸収色を有する干渉顔料を含む層を、いずれの場合も１つ又は４つの部分層で適用し、実施例１に記載の通りに乾燥させる。
表４は、各層構造の誘電率、及び単一ビーム経路（７６．５ＧＨｚ）でのレーダー信号の減衰（ｄＢ）（機器：ｐｅｒｉｓｅｎｓ ＧｍｂＨ社製ＲＭＳ－Ｄ－７７／７９Ｇ、標準モード）を示す。
未コーティングのＰＥＴ基材の誘電率は約３．２、レーダー波の減衰は１．０５ｄＢである。
比較として、市販のアルミニウム顔料を含み、ＰＭＣを１８質量％、ＤＬＴを約２２μｍ含有する、ＰＥＴ基材上の単層を含むコーティングは、同じ測定条件下で、誘電率が約７４．９、及びレーダー信号の一方向減衰が約４．５ｄＢであった。

Claims (23)

1. 基材上のフレーク状効果顔料を含むレーダー対応コーティングであって、前記コーティングは金属効果顔料を含まず、前記コーティングが前記基材上で少なくとも２つの層を以下の順番で有することを特徴とし、
   Ａ）基層となる第１層であって、吸収顔料を含み、且つフレーク状効果顔料を含まない第１層、及び
   Ｂ）第２層であって、前記第１層に適用され、且つ吸収特性を有するフレーク状効果顔料を、前記第２層の質量に対して少なくとも１０質量％の量で含む第２層、
   更に前記第２層は、黒／白背景の全領域にわたって１４±２μｍの層厚で適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度及び視野角７５度で分光光度的に測定した場合、コーティングした黒背景とコーティングした白背景との色差ΔＥ＊を０～２０の範囲で有する
   コーティング。
2. 前記第２層は、黒／白背景の全領域に１４±２μｍの層厚で適用し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度及び視野角１５度で分光光度的に測定した場合、コーティングした白背景とコーティングした黒背景の両方で少なくとも１０５の明度Ｌ＊１５を有することを特徴とする、請求項１に記載のコーティング。
3. 前記第２層は、黒／白背景の全領域に１４±２μｍの層厚で塗布し、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊色空間において、照明角４５度、並びに視野角４５度：ａｓ１５度、４５度：ａｓ４５度、及び４５度：ａｓ１１０度で分光光度的に測定した場合、いずれの場合もコーティングした白背景及びコーティングした黒背景で少なくとも１０のフロップインデックスを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のコーティング。
4. 前記第１層が白色、灰色、又は黒色を有し、有機吸収顔料又は無機吸収顔料を含むことを特徴とする、請求項１～３のうちいずれか一項に記載のコーティング。
5. 前記第２層が、吸収特性を有するフレーク状効果顔料として銀灰色の吸収色を有する干渉顔料を含むことを特徴とする、請求項１～４のうちいずれか一項に記載のコーティング。
6. 銀灰色の吸収色を有する前記干渉顔料が、透明のフレーク状支持材上に、酸化鉄若しくは亜酸化チタンを含む少なくとも１つの層、又は炭素からなる層を有する顔料であることを特徴とする、請求項５に記載のコーティング。
7. 前記第２層が、吸収特性を有する前記フレーク状効果顔料を、前記第２層の質量に対して１０～４０質量％の範囲の濃度で含むことを特徴とする、請求項１～６のうちいずれか一項に記載のコーティング。
8. 前記第２層が、３～２５μｍの範囲の層厚を有することを特徴とする、請求項１～７のうちいずれか一項に記載のコーティング。
9. 前記第２層が、互いに重なるように配置された２つ以上の部分層からなることを特徴とする、請求項１～８のうちいずれか一項に記載のコーティング。
10. 前記基材がプラスチック板又はフィルムであり、前記板又はフィルムが、三次元の外形を有してもよいことを特徴とする、請求項１～９のうちいずれか一項に記載のコーティング。
11. 更なる層が、前記基材上の前記第１層の下方及び／又は前記第２層の上方に配置されていてもよいことを特徴とする、請求項１～１０のうちいずれか一項に記載のコーティング。
12. １つ又は複数の前記更なる層がプライマー層及び／又は最外クリアコートであることを特徴とする、請求項１１に記載のコーティング。
13. 車両仕上げであることを特徴とする、請求項１～１２のうちいずれか一項に記載のコーティング。
14. 請求項１に記載する基材上のフレーク状効果顔料を含む金属効果顔料非含有レーダー対応コーティングの作製方法であって、
    － 少なくとも１つの吸収顔料を含み、且つフレーク状効果顔料を含まない第１層を、プラスチック板又はプラスチックフィルムを含むプレコートされていてもよい基材に基層として適用し、続いて
    － 第２層であって、吸収特性を有するフレーク状効果顔料を、前記固体層の質量に対して少なくとも１０質量％の量で含む第２層を前記第１層に適用し、
    前記第２層は単層として、又は互いに重なるように配置された２つ以上の部分層で適用し、各層の適用後に乾燥を行う
    ことを特徴する方法。
15. 前記第２層が、３～２５μｍの範囲の総乾燥層厚で適用されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２層が、吸収特性を有する前記フレーク状効果顔料を、前記第２層の質量に対して１０～４０質量％の量で含むことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の方法。
17. 前記第１層及び第２層の前記適用が、噴霧法、ブラッシング法、ローラーコーティング法、コイルコーティング法、カーテンコーティング法、又はインモールド法を用いて実施されることを特徴とする、請求項１４～１６のうちいずれか一項に記載の方法。
18. 前記第２層の前記適用が、２～４つの部分層を連続的に、且ついずれの場合も重ねて適用することにより２～４つの部分ステップで噴霧法として実施され、各部分層における吸収特性を有する前記フレーク状効果顔料の量が、各部分層の乾燥質量に対して少なくとも１０質量％であり、及び各部分層の適用後に少なくとも２０℃の温度で乾燥が行われることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. 少なくとも１つの前記部分層が、５μｍ以下の乾燥層厚を有することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記基材がプライマー層でプレコートされていることを特徴とする、請求項１４～１９のうちいずれか一項に記載の方法。
21. クリアコートが、前記コーティングの最外層として前記第２層に適用されていることを特徴とする、請求項１４～２０のうちいずれか一項に記載の方法。
22. 請求項１～１３のうちいずれか一項に記載の、基材上の吸収特性を有するフレーク状効果顔料を含む金属効果顔料非含有コーティングの、車両部品のレーダー対応車両仕上げとしての使用。
23. 請求項１～１３のうちいずれか一項に記載のコーティングを少なくとも１つ有する、プラスチック板又はプラスチックフィルムを含む基材を備える車両部品。