JP3306337B2 - 効果塗料用の干渉顔料 - Google Patents

効果塗料用の干渉顔料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は干渉顔料、そのため
の製造方法、干渉顔料によって形成される効果塗料なら
びに効果塗料が用いられる塗装に関する。
【0002】
【従来の技術】特に車両ボデーにおける輝くまたは効果
的な色彩効果をめぐる努力の中で、いわゆる効果塗料が
開発されてきた。EP383376A1は、メソゲンの
カイラルネマチック配列の架橋結合された液晶ポリマ
(LCP)によって小さな雲母薄板が全面に均一に被着
された、このような効果塗料を開示している。このよう
な顔料の色現象は、干渉現象によって現れる。波長が液
晶ポリマの等間隔の平面間距離で干渉し合う入射光の波
長は、LCP層によって反射され、これに対し他の波長
の光部分は、透明な塗料体を通して貫通し、また雲母薄
板表面によって同様に一部は反射され、また一部は吸収
される。光吸収は雲母薄板の透明性のためほんのわずか
であるので、この種類の干渉顔料による干渉色効果はほ
ぼ下地の吸収作用によって決定される。これについて
は、さらに以下に詳述する。さらに、小さな雲母小片の
LCP塗装材による均一かつ全面の塗装は、顔料を含め
なくても、非常に高価であり、これによって効果塗料、
したがって日用品の効果塗装は非常に費用がかかるよう
になる。
【0003】例えばEP601483B1(DE424
0743A1に対応)、DE4418075A1(国際
公開第95/32247号に対応)またはDE4418
076A1によって、より強力な干渉色効果をもたら
し、またより簡単に製造可能な液晶ポリマ製の干渉顔料
の製造方法が公知である。この干渉顔料は、それぞれ全
体として、液晶ポリマ製の架橋結合された無色かつ透明
な薄片の小さな砕片から構成される。この干渉顔料によ
って達成可能な色作用は、液晶形態の分子の規則的構造
と均等な配列に基づ、また顔料が反射作用を行う一定
のスペクトル光部分の干渉に基づく。他のスペクトル
部分は顔料を貫通する。これによって、塗装または干渉
顔料の形態およびその混合に応じて、異なった種類の驚
くべき色効果を達成することができる。干渉顔料の基本
色調は、塗装された表面の垂直照明と垂直方向からの観
察とによって設定される色効果または色によって決定さ
れる。表面に対して斜めに向けられた光線経路の場合
に、平面間距離は(幾何学的条件により)直交する光線
方向に対して変更されたように見えるので、色効果は、
色スペクトルでより短い波長方向にずれて位置する他の
色の方向に変位し、しかもこれは表面の相対的な観察方
向に左右される。観察者の光線経路に対する一定の表面
部分の位置に応じて、表面部分は、原色でまたは他のよ
り短い波長の光で見える。例えば原色赤の干渉顔料は緑
色に変わる。他の干渉顔料を用いると、緑色と青色との
間の色の変化を示すことができる。
【0004】この際に認識可能な色は、色規定塗膜層を
有する下地の色が暗くなるとそれだけ強くなり、この場
合下地の色調はもちろん吸収作用を行う色素によって決
定される。すなわちこの理由は、干渉顔料を貫通する光
部分が暗い下地によってほぼ完全に吸収され、すなわち
下地が暗くなればなるほど、それだけ多く吸収される事
実に基づいている。
【0005】液体のまたは液晶状態のポリマを滑らかな
下地、例えば研磨されたローラ上にドクタブレードし、
これによって薄膜が形成される。ドクタブレード工程に
よって膜内部の分子配向が生じ、すなわち等質の配向が
生じる。この配向後に初めて膜は干渉色を備える。液晶
ポリマの剪断反応の際に、ドクタブレード中に自発的に
等間隔の平面、したがって色選択的に作用する回折構造
が設定される。
【0006】公知の干渉顔料は、既述のように透明であ
りしたがって隠ぺいしない。したがってこの干渉顔料
は、均一な色効果を達成するためには均一な色調の色下
地を前提とする。他方で、例えば色調が異なっている種
々のメーカーの充填塗料を使用すれば、または異なった
下地の構造または車両ボデー部分が1つのまた同一の加
工品に加工される場合には、下地の色は一連の多くの材
料の範囲で変更可能である。したがって(隠ぺいしな
い)干渉効果塗料を塗布する前に、1つの加工品のすべ
ての部分だけでなく、量産におけるすべての加工品も、
色が決定された1つのまた同一の下塗り塗料に一致して
塗装するようにしなければならず、これには追加塗装工
程と焼付け工程が必要になる。修理の場合にも、その塗
装に関して修繕すべき車両ボデー部分を、または全体の
車両ボデーさえもまず一様にまた正確に元の塗装のよう
な色で下塗りし、またこの下塗りを焼付けしなければな
らない。その後に初めて、効果塗料を修理部分に塗布す
ることができる。このことは、量産用途、また特に修理
の場合には高価でありかつ労力を要する。
【0007】観念的には、効果塗料の形成の際に干渉顔
料のほかに光吸収性顔料も該塗料の中に混合し、該塗料
をして色を隠ぺいするようにすることが推考し得るであ
ろう。もちろん優れた隠ぺい作用を得るために、干渉顔
料の作用を著しく弱めないように、干渉顔料の割合を高
くして塗料に添加しなければならないであろう。という
のは、干渉顔料の作用は塗料体の優れた透明性を必要と
するからである。干渉顔料の干渉色作用にほとんど悪影
響を及ぼさない光吸収性顔料がわずかな割合でしか塗料
に混合されない場合には、十分な隠ぺい作用を達成する
ためには、唯一の塗布工程ではまったく塗布できないと
思われるような、そのように大きな層厚で塗布しなけれ
ばならないであろう。このような塗料は少なくとも2回
の工程で塗装しなければならず、これは優れた隠ぺい性
の下塗りを有する従来の塗布にとって利点とはならない
と思われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】正当に評価された従来
技術を起点として、本発明の課題は、干渉顔料が一方で
簡単に製造可能でありまたその干渉色現象が強力に効果
を発揮し、それにもかかわらず他方で同時に干渉顔料に
よって隠ぺい作用の優れた塗料を形成できるように、干
渉顔料を改良することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明に基づ
き、顔料に関しては請求項1の特徴全体によって、また
顔料の製造方法に関しては、2種類の方法、即ち請求項
方法または請求項1方法によって解決され
る。液晶ポリマ製の膜を滑らかな形状的に画定された下
地の上に塗布することによって、優れた干渉色効果が得
られる干渉顔料用の半製品をコスト的に有利な方法で製
造することができる。この方法に従って、光吸収性の隠
ぺい層または中間層を有する複層複合体を、干渉顔料半
製品の薄片上にまたはその中に造ることができ、前記光
吸収性の隠ぺい層または中間層は、薄片または薄片から
製造される干渉顔料に所望の隠ぺい作用を付与する。本
発明に基づく干渉顔料によって形成される効果塗料の隠
ぺい作用を達成するために、光吸収性顔料は混合する必
要はない。他方、もちろん塗料または色設計者は、さら
に所望の色作用を達成するために、所定の色調の光吸収
性顔料を効果塗料に自由に混合することができる。塗装
の際に、機械式に補助された剪断効果が、例えばドクタ
ブレードによって塗装される液晶ポリマに及ぼされるな
らば、迅速かつ特に優れた配向および膜内のメソゲンの
均等な配列のため、非常に優れた干渉色効果が達成され
る。
【発明の実施の形態】
【0010】
【実施例】本発明のさらに有効な実施形態がそれぞれの
下位請求項から明らかとなる。その他の点については、
図面に示された実施例をもとに本発明について以下に説
明する。
【0011】図1では車両ボデー部分1は鎖線によって
概略的に示され、また板金2と複層の塗膜部3とを通し
た拡大断面が示され、この場合例示した塗膜部は、下塗
り層4と、充填塗膜層5と、効果塗膜層6とから構成さ
れ、または更にクリヤ塗膜層7から構成される。効果塗
膜層6の色規定塗膜層の中には、薄板状の3層構造の干
渉顔料8(図2)または2層の干渉顔料9が間挿されて
いる。干渉顔料の層数に関係なく、干渉顔料の中の液晶
ポリマ(LCP)製の少なくとも1つの層14には、主
鎖および/または側鎖グループのメソゲンが設けられ、
このメソゲンは少なくともほぼカイラルネマチックにお
よび/またはスメクティックにおよび/またはコレステ
リックに配列されている。例えば規則的な螺旋10が液
晶ポリマの中に形成され、この液晶ポリマは、その規則
的な構造のためにそのラスタ寸法が、可視光線の一定の
色の光波長領域に一致し、これによって干渉色効果を発
生し、この場合色は観察角度方向に左右される。薄板状
の干渉顔料は約3から50μmの厚さ(S)と、5から
100μmの直径(L)、好ましくは10から50μm
の直径を有する。
【0012】干渉顔料8または9が一方で簡単に製造で
き、またその干渉色現象が強力な効果を発揮するが、他
方でそれにもかかわらず優れた隠ぺい作用の塗料が形成
できるように、この干渉顔料の中に、少なくとも可視光
スペクトルの一部を吸収する光吸収層11が間挿され
。薄粒子状の干渉顔料の破断部12として形成され
縁部は、コート(被覆)されていない。
【0013】複合体13の中心に配設された光吸収層
11を有する図2の、中間層に対して好ましくは対称構
造の3層の干渉顔料8には、図3の2層の干渉顔料9よ
りも大きな製造費用が必要であるが、その代わりに3層
の顔料は、それが上下側ですなわち塗膜層内部の両方の
可能な相対層内で干渉色作用を引き起こすという長所を
有し、これに対しより簡単に製造可能な2層の干渉顔料
はこの作用を片面でのみ示す。確率によれば、塗膜層6
内に間挿された干渉顔料9の干渉作用のあるLCP側の
約50%が外側を指し、これに対し干渉顔料の他方の半
分は吸収層11が外側を指す。これによって、3層の
干渉顔料8の使用と比較して効果色がより小さい光輝色
現象が得られる。
【0014】光吸収層11については、可視光スペクト
ル全体で光を吸収するように、すなわち黒色に見える物
質が概して選択される。これによって、それぞれの効果
色がそれが何色であっても明瞭に現れる。この代わり
に、光吸収層11のために、可視光スペクトルの狭い部
分の領域のみで光を吸収する物質、例えば干渉顔料の両
方の効果色(二つの干渉色)の内の1つに一致する、例
えば赤色または緑色に見える物質を用意することも可能
である。次に一方の一致する効果色は特に強力に見え、
これに対し両方の効果色の他方の色は混合色として見え
る。さらに、いずれの効果色とも一致しない狭い帯域の
光吸収性物質もまた層11に利用することができる。次
に両方の効果色と一致する場合は、両方の干渉効果色の
間の色変化を若干緩和する混合色が得られるが、これは
個々の場合に事情によっては望ましいかもしれない。
た、光吸収層を後述の如く薄い金属蒸着層により形成す
ることもできる
【0015】本発明に基づく薄板状の干渉顔料を3層の
形態で製造するために、次の方法が実施される。液晶ポ
リマ(LCP)としては、液晶主鎖および/または側鎖
ポリマまたはその混合物、液晶オリゴマまたはオリゴマ
混合物または液晶モノマまたはモノマ混合物が考慮され
る。これらのLCPは液体状態で滑らかな下地の上に、
例えばガラスプレート上に、研磨した鋼製シリンダ上
に、塗布すべきLCPに対して反粘着性の滑らかな光輝
プラスチック板の上に、または研磨した金属バンドの上
に、約3から15μmの厚さの薄膜として塗布され、こ
の場合LCPのメソゲンは自発的に少なくともほぼカイ
ラルネマチックにおよび/またはスメクティックにおよ
び/またはコレステリックに配列される。下地の上への
膜塗布はドクタブレード、ローラまたは吹き付けによっ
ても行うことができる。下地の上への膜塗布の際の剪断
反応は、膜形成ポリマ内のカイラルネマチックまたは類
似のメソゲン配向に好都合である。このような方法で造
られるLCP層14は、下地の上で硬化される。第1の
層14の硬化後にこの層はまず滑らかな下地の上でなお
放置され、次にこの層上に、光吸収色素から成る層11
が、一定の吸収作用を発揮させる層厚で塗布される。こ
の層もまた次に硬化される。光吸収層の硬化後、2層の
層複合体が滑らかな下地の上にさらに放置され、次にそ
の上にもう1つの、組成と層厚が第1の層14と一致す
が塗布かつ硬化される。次にこの3層の硬化した層
複合体は下地から取り去られ、薄板状の粒子に粉砕され
る。この場合、縁部に被覆されていない破断部12が生
じる。層複合体13の粉砕後、直径(L)が厚さ(S)
よりも小さい粒子と、直径(L)が厚さ(S)よりも1
0倍を越える大きな粒子は、粒子の大きさを選択する分
離工程によって選別され、また後に残った粒子は干渉顔
料8として使用される。選別された干渉顔料の粒子の大
きさの範囲は下限が制限される。というのは任意の小さ
な顔料は、塗料塗布の際に、方向に左右される色効果に
重要である表面平行配向を自発的に取らないからであ
る。さらに非常に多くの小さな顔料が存在すると、干渉
によって誘起される色の色光沢に悪影響を及ぼすと思わ
れる拡散作用を生じさせる。また顔料は余りに大きくあ
ってはならないが、これはさもないと塗料塗布装置に問
題が生じ、また顔料が余りに大きいと、場合によっては
塗料表面から飛び出し、また塗料表面の滑らかな曲線に
悪影響を及ぼすおそれがあるからである。余りに大きな
薄片砕片および取り除かれた薄片砕片は、選別された薄
片粉末とは別個に収集され、次に粉砕工程に戻すことが
できる。
【0016】2層または3層の干渉顔料を製造するため
の代替方法は、吸収層を予め製造した薄片状の層とし
て製造工程に組み込むことであり、その層の上に、干渉
作用の層を一面または両面塗布硬化させることであ
る。この吸収薄片の両面被着の場合には、時間をずら
してまた相前後して外側被覆部を塗布硬化させる。
の場合、層複合体は場合によっては第1のLCP層の塗
布と硬化後に裏返しにする。この結果、それまで下方に
位置した層複合体の面は上方に位置することになる。
【0017】干渉作用層14の液晶ポリマとして、光架
橋結合可能なまたは電子線架橋結合可能なポリマを選択
することが推奨される。LCP干渉顔料熱架橋結合
することが不必要なため、このような効果塗料によって
製造される塗膜の爾後の焼付け工程によって望ましく
ない方法で干渉顔料の色作用が変化することはない。個
々の場合には、無視できるほど小さな色変化を有するこ
のような焼付け工程に打ち勝つLCPがあり、または前
記の色変化が克服可能であり、再現され、これによって
干渉顔料利用の際に前記色変化を相当に維持できる応用
例があり、この結果熱架橋結合可能なLCPも干渉顔料
に利用できるかもしれない。しかし、たいていは熱架橋
結合でないLCPが優先される。電子線架橋結合のポリ
マも、(高価な)光開始剤を必要としないので関心が持
たれている。
【0018】光吸収層11の外観および形状的性質に関
しては、これについても指摘すべきある程度の形成手段
がある。可視光スペクトル全体の吸収作用について、す
なわち黒色の吸収層および光スペクトルの一定の色で見
えるスペクトル制限された吸収作用については既述し
た。この場合この色が両方の効果色(二つの干渉色)の
1つの色に一致することが有効であると述べた。別の色
規定形成手段は光吸収層の層厚の適切な選択にあり、こ
のため吸収の程度は層11の層厚によって決定される。
例えば、着色する際の層厚および/またはその程度に応
じて若干強力に光を吸収して作用するような着色された
透明の被覆材または薄片がある。これによれば、光吸収
層11の層厚を選択することによって、またはこの材料
の着色度を選択することによって、吸収度を決定するこ
とができる。これによって、干渉顔料の隠ぺい度を完全
な隠ぺいから半透明まで調整することができる。この手
段はすべてのスペクトルに、すなわち黒色の吸収層にも
色付きの吸収層にも適用される。
【0019】完全性を期するために、光吸収層11が蒸
着またはスパッタリングによる金属被覆からも構成する
ことができ、この光吸収層は非常に薄い層厚の場合には
規定の吸収作用を有することを付け加える。
【0020】
【発明の効果】このように製造された複層の干渉顔料
は、日用品、特に車両ボデーの塗装用の塗料の中に混入
することができる。このような塗料は、日用品、特に車
両ボデーまたはボデー部上で、塗膜部3の色を決定す
る隠ぺい層である効果塗膜6に使用される。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】構成部品壁部と塗膜部とを通る切断拡大断面を
有するボデー部分の概略図である。
【図2】3層の干渉顔料の詳細図である。
【図3】2層の干渉顔料の詳細図である。
【符号の説明】
1 車両ボデー部分 2 板金 3 複層の塗膜部 4 下塗り層 5 充填塗膜層 6 効果塗膜層 7 クリヤ塗膜層 8、9 干渉顔料 11 光吸収層 12 破断部(縁部) 13、13’複合体 14 液晶ポリマの層 S 厚さ L 直径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 5/36 C09D 5/36 (72)発明者 カール ホルデイク ドイツ連邦共和国 89081 ウルム ハ ンス−アツカー−ヴエーク 14 (72)発明者 フリツツ ダネンハウアー ドイツ連邦共和国 89075 ウルム ヘ ツケンビユール 3 (72)発明者 エリク グローセ ドイツ連邦共和国 89077 ウルム フ ユルステンエツカーシユトラーセ 6 (72)発明者 アンドレアス シユトール ドイツ連邦共和国 95448 バイロイト シユトウツクベルガー シユトラーセ 3 (56)参考文献 特開 平7−304983(JP,A) 特開 平3−197569(JP,A) 特開 平8−245901(JP,A) 特開 平6−220350(JP,A) 特表 平4−507116(JP,A) 国際公開95/32247(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09C 1/00 - 3/12 C09D 1/00 - 201/10

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両ボデー塗装用の効果塗料いる
    粒子の干渉顔料であって、干渉顔料が液晶ポリマ
    (LCP)から構成され、液晶ポリマのメソゲンが少な
    くともほぼカイラルネマチックにおよび/またはスメク
    ティックにおよび/またはコレステリックに配列され、
    さらに破断部として形成された縁部を有する干渉顔料に
    おいて、 干渉顔料(8、9)はそれ自体複層構造に形成され、 各々の干渉顔料(8、9)の内部に、液晶ポリマ(LC
    P)からなる少なくとも1つの層(14)に隣接して、
    可視光スペクトルの少なくとも一部を吸収する光吸収層
    (11)が設けられ、 薄板粒子状の干渉顔料(8、9)の破断部(12)は被
    覆されていないことを特徴とする干渉顔料
  2. 【請求項2】 前記干渉顔料(8)が3層構造の層複合
    体(13)であり、光吸収層(11)が層複合体(1
    3)の中間に配設されることを特徴とする、請求項1に
    記載の干渉顔料。
  3. 【請求項3】 前記干渉顔料(8)の層構造が、各液晶
    ポリマ層の層厚と材料の種類に応じて、中間の光吸収層
    (11)に対して少なくともほぼ対称構造であることを
    特徴とする、請求項2に記載の干渉顔料。
  4. 【請求項4】 前記光吸収層(11)が可視光スペクト
    ル全体で光を吸収する、すなわち黒色であることを特徴
    とする、請求項1に記載の干渉顔料。
  5. 【請求項5】 前記光吸収層(11)が干渉顔料(8、
    9)の干渉色と一致しない可視光スペクトルの狭い領域
    の範囲で光を吸収するように形成されることを特徴とす
    る、請求項1に記載の干渉顔料。
  6. 【請求項6】 前記光吸収層(11)が半透明であるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の干渉顔料。
  7. 【請求項7】 前記干渉顔料(8、9)の層(14)の
    液晶ポリマ(LCP)が熱架橋性でなく、光架橋性であ
    るかまたは電子線架橋性であることを特徴とする、請求
    項1に記載の干渉顔料。
  8. 【請求項8】 前記干渉顔料(8)が、約3から50μ
    mの厚さを有することを特徴とする、請求項1に記載の
    干渉顔料。
  9. 【請求項9】 前記薄板状の干渉顔料(8、9)が、5
    から100μmの直径を有することを特徴とする、請求
    項1に記載の干渉顔料。
  10. 【請求項10】 前記薄板状の干渉顔料(8、9)が、
    10から50μmの直径を有することを特徴とする、請
    求項9に記載の干渉顔料。
  11. 【請求項11】 液晶ポリマ(LCP)が液体状態で滑
    らかな下地の上に薄い層として塗布され、この場合メソ
    ゲンは少なくともほぼカイラルネマチックにおよび/ま
    たはスメクティックにおよび/またはコレステリックに
    配列され、前記層が、請求項1に記載の干渉顔料を製造
    するために、硬化され次いで顔料に加工される薄板粒子
    状の干渉顔料の製造方法において、 −第1の層(14)の硬化後に前記層は滑らかな下地の
    上でなお放置され、次いで前記層上に、光吸収色素から
    成る層(11)が、吸収作用を行う層厚で塗布かつ硬化
    され、 −その後で前記2層の硬化された層複合体(13’)が
    下地から取り去られ、次いで薄板状の粒子(9)に粉砕
    される、 ことを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】 前記光吸収層(11)の硬化後、2層
    の層複合体(13’)が滑らかな下地の上にさらに放置
    され、滑らかな下地の上に放置された層複合体(1
    3’)上にもう1つの、組成と層厚が第1の層(14)
    に少なくともほぼ一致する液晶ポリマの層が塗布かつ硬
    化され、その後で3層の硬化した層複合体が下地から取
    り去られ、次いで薄板状の粒子(8)に粉砕されること
    を特徴とする、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 液晶ポリマ(LCP)が液体状態で下
    地の上に薄い層として塗布され、この場合メソゲンは少
    なくともほぼカイラルネマチックにおよび/またはスメ
    クティックにおよび/またはコレステリックに配列さ
    れ、前記層が、請求項1に記載の干渉顔料を製造するた
    めに、硬化され次いで顔料に加工される薄板粒子状の干
    渉顔料の製造方法において、 −下地として光吸収色素から成る層が吸収作用を行う層
    厚で使用され、前記層上に、液晶ポリマ(LCP)の層
    (14)が液体状態で塗布かつ硬化され、 −次に光吸収層と硬化したLCP層とから成る前記層複
    合体が、薄板状の粒子に粉砕される、 ことを特徴とする方法。
  14. 【請求項14】 前記2層複合体の第1のLCP層(1
    4)の硬化後に、顔料に粉砕する前に、第1のLCP層
    と反対側の面にもう1つのLCP層が塗布かつ硬化さ
    れ、その後で3層の硬化した層複合体が薄板状の粒子
    (8)に粉砕されることを特徴とする、請求項13に記
    載の方法。
  15. 【請求項15】 前記層複合体(13、13’)の粉砕
    後、直径(L)が厚さ(S)よりも小さい粒子と、直径
    (L)が厚さ(S)よりも10倍を越えて大きな粒子と
    が、粒子の大きさを選択する分離工程によって選別さ
    れ、後に残った粒子が干渉顔料(8、9)として使用さ
    れることを特徴とする、請求項11または13に記載の
    方法。
  16. 【請求項16】 液晶ポリマの層(14)が約3から1
    5μmの厚さで塗布されることを特徴とする、請求項1
    1または13に記載の方法
  17. 【請求項17】 塗料の中に、請求項1から9の1つに
    記載の複層の干渉顔料(8、9)が混入されることを特
    徴とする、車両ボデー塗装用の塗料
  18. 【請求項18】 塗膜部(3)の効果塗膜層(6)の中
    に、請求項1から9の1つに記載の複層の干渉顔料
    (8、9)が混入されることを特徴とする、車両ボデー
    またはボデー部分上に塗布される塗膜
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