JP3512592B2 - 耐候性の優れたメタリック塗料 - Google Patents
耐候性の優れたメタリック塗料Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車車体，外装建材
等の塗装に使用され、メタリック調の塗膜面を呈するメ
タリック塗料に関する。
等の塗装に使用され、メタリック調の塗膜面を呈するメ
タリック塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタリック塗料を用いて形成される塗膜
は、塗膜に含まれている鱗片状のメタリック顔料で外部
からの入射光が反射され、キラキラと輝く表面となる。
光の反射は、塗膜の各色色調と相俟つて意匠性に優れた
独特の外観を呈する。メタリック塗料は、このような特
徴を活用し、自動車，オートバイ等の車体や意匠性が要
求される内装建材や外装建材等に使用されている。この
種の塗料に混合されるメタリック顔料としては、アルミ
ニウムフレーク，銅フレーク，ステンレスフレーク等の
金属箔やマイカ，板状酸化鉄等が従来から使用されてい
る。しかし、これらの顔料は、何れも光輝性及び耐候性
を兼ね備えたメタリック顔料とはいえない。
は、塗膜に含まれている鱗片状のメタリック顔料で外部
からの入射光が反射され、キラキラと輝く表面となる。
光の反射は、塗膜の各色色調と相俟つて意匠性に優れた
独特の外観を呈する。メタリック塗料は、このような特
徴を活用し、自動車，オートバイ等の車体や意匠性が要
求される内装建材や外装建材等に使用されている。この
種の塗料に混合されるメタリック顔料としては、アルミ
ニウムフレーク，銅フレーク，ステンレスフレーク等の
金属箔やマイカ，板状酸化鉄等が従来から使用されてい
る。しかし、これらの顔料は、何れも光輝性及び耐候性
を兼ね備えたメタリック顔料とはいえない。
【０００３】たとえば、金属箔は、ある程度の光輝性を
呈するが、ガラスフレークに比較すると劣っている。光
輝性の差は、製造方法に由来するものと考えられる。ガ
ラスフレークは、液体状態から冷却・固化して製造され
るため、極めて平滑な表面をもつ。他方、金属箔は、ボ
ールミル，スタンプミル等の機械加工によって製造され
るため、加工に伴う微細な凸凹が表面に残り、乱反射の
原因となる。しかも、アルミニウムフレークや銅フレー
クは、耐食性にやや劣ることも欠点である。他方、マイ
カ，板状酸化鉄等の非金属性のフレークは、耐食性には
優れているものの、微細な凹凸が表面に形成されている
ため、ガラスフレークに比較すると光輝性はかなり劣
る。現在最も優れた光輝性を有するメタリック顔料とし
て、無電解ニッケルめっき又は無電解銀めっきを施した
ガラスフレークが市販されている。このガラスフレーク
を用いたメタリック塗料は、たとえば特開平４−３５９
９３７号公報，特開平５−１７７１０号公報等で紹介さ
れている。
呈するが、ガラスフレークに比較すると劣っている。光
輝性の差は、製造方法に由来するものと考えられる。ガ
ラスフレークは、液体状態から冷却・固化して製造され
るため、極めて平滑な表面をもつ。他方、金属箔は、ボ
ールミル，スタンプミル等の機械加工によって製造され
るため、加工に伴う微細な凸凹が表面に残り、乱反射の
原因となる。しかも、アルミニウムフレークや銅フレー
クは、耐食性にやや劣ることも欠点である。他方、マイ
カ，板状酸化鉄等の非金属性のフレークは、耐食性には
優れているものの、微細な凹凸が表面に形成されている
ため、ガラスフレークに比較すると光輝性はかなり劣
る。現在最も優れた光輝性を有するメタリック顔料とし
て、無電解ニッケルめっき又は無電解銀めっきを施した
ガラスフレークが市販されている。このガラスフレーク
を用いたメタリック塗料は、たとえば特開平４−３５９
９３７号公報，特開平５−１７７１０号公報等で紹介さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】無電解めっきでＮｉや
Ａｇを被覆したガラスフレークで十分な光輝性を発現さ
せるためには、５００〜２０００Åとかなり厚膜のめっ
きが必要とされる。しかし、高価な材料であるＮｉやＡ
ｇを厚くめっきすると、製造コストが高くなる。しか
も、無電解めっきは、前処理，水洗，濾過，廃液処理等
の数多くの工程を必要とし、製造コストを上昇させる原
因となっている。更に、Ａｇは、酸化しやすく、硫化物
と反応すると黒変しやすい。そのため、外装建材用のメ
タリック顔料として使用するには、耐候性が不十分であ
った。他方、酸性雨を初めとする環境の悪化に伴って、
メタリック塗料にも高度な耐候性が要求されるようにな
ってきた。このようなことから、自動車車体や外装建材
向けに、耐候性が優れた高光輝性メタリック塗料の開発
が強く望まれている。しかし、従来の技術では、今以上
に耐候性及び光輝性を向上させたメタリック塗料を製造
することは極めて困難である。本発明は、このような要
求に応えるべく案出されたものであり、鱗片状基体の表
面に耐食性に優れたＦｅ系合金又はＮｉ系合金の均一な
被覆層をスパッタリング法で形成することにより、耐候
性が改善され光輝性に優れたメタリック塗料を提供する
ことを目的とする。
Ａｇを被覆したガラスフレークで十分な光輝性を発現さ
せるためには、５００〜２０００Åとかなり厚膜のめっ
きが必要とされる。しかし、高価な材料であるＮｉやＡ
ｇを厚くめっきすると、製造コストが高くなる。しか
も、無電解めっきは、前処理，水洗，濾過，廃液処理等
の数多くの工程を必要とし、製造コストを上昇させる原
因となっている。更に、Ａｇは、酸化しやすく、硫化物
と反応すると黒変しやすい。そのため、外装建材用のメ
タリック顔料として使用するには、耐候性が不十分であ
った。他方、酸性雨を初めとする環境の悪化に伴って、
メタリック塗料にも高度な耐候性が要求されるようにな
ってきた。このようなことから、自動車車体や外装建材
向けに、耐候性が優れた高光輝性メタリック塗料の開発
が強く望まれている。しかし、従来の技術では、今以上
に耐候性及び光輝性を向上させたメタリック塗料を製造
することは極めて困難である。本発明は、このような要
求に応えるべく案出されたものであり、鱗片状基体の表
面に耐食性に優れたＦｅ系合金又はＮｉ系合金の均一な
被覆層をスパッタリング法で形成することにより、耐候
性が改善され光輝性に優れたメタリック塗料を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のメタリック塗料
は、その目的を達成するため、パールマイカ又はガラス
フレークの鱗片状基体の表面にＦｅ系合金又はＮｉ系合
金の被覆層をスパッタリング法で形成した顔料が塗料樹
脂に分散されていることを特徴とする。鱗片状基体に
は、平均粒径１０〜３００μｍ，平均厚さ０.１〜２０
μｍのパールマイカ又はガラスフレークが使用される。
Ｆｅ系合金には、たとえばオーステナイト系ステンレス
鋼が使用される。Ｆｅ系合金又はＮｉ系合金は、スパッ
タリング法で膜厚５０〜３００Åの被覆層として鱗片状
基体の表面に形成される。
は、その目的を達成するため、パールマイカ又はガラス
フレークの鱗片状基体の表面にＦｅ系合金又はＮｉ系合
金の被覆層をスパッタリング法で形成した顔料が塗料樹
脂に分散されていることを特徴とする。鱗片状基体に
は、平均粒径１０〜３００μｍ，平均厚さ０.１〜２０
μｍのパールマイカ又はガラスフレークが使用される。
Ｆｅ系合金には、たとえばオーステナイト系ステンレス
鋼が使用される。Ｆｅ系合金又はＮｉ系合金は、スパッ
タリング法で膜厚５０〜３００Åの被覆層として鱗片状
基体の表面に形成される。
【０００６】
【実施の形態】パールマイカ，ガラスフレーク，アルミ
フレーク，グラファイト，二硫化モリブデン，板状酸化
鉄等が鱗片状基体として知られているが、平均粒径１０
〜３００μｍ，平均厚さ０.１〜２０μｍのパールマイ
カ又はガラスフレークが好適な鱗片状基体として使用さ
れる。平均粒径１０μｍ未満の鱗片状基体は、塗膜中で
一定方向に配向しがたく、十分な光輝感を発現しない。
鱗片状基体の平均粒径は、入手可能性を考慮すると一般
的には２０〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。
因みに、塗料用顔料として市販されているパールマイカ
は厚み０.１〜１μｍのものが多い。
フレーク，グラファイト，二硫化モリブデン，板状酸化
鉄等が鱗片状基体として知られているが、平均粒径１０
〜３００μｍ，平均厚さ０.１〜２０μｍのパールマイ
カ又はガラスフレークが好適な鱗片状基体として使用さ
れる。平均粒径１０μｍ未満の鱗片状基体は、塗膜中で
一定方向に配向しがたく、十分な光輝感を発現しない。
鱗片状基体の平均粒径は、入手可能性を考慮すると一般
的には２０〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。
因みに、塗料用顔料として市販されているパールマイカ
は厚み０.１〜１μｍのものが多い。
【０００７】本発明の塗料は、この鱗片状基体の表面を
オーステナイト構造を有するＦｅ系合金又はＮｉ系合金
で被覆した顔料を使用している。Ｆｅ系又はＮｉ系合金
の被覆層は、空気との接触で自然発生する数１０原子層
の薄い不働態皮膜で最表層が覆われる。この不働態化の
効果によって、高い光沢を保持した状態で、耐食性や耐
候性が著しく向上する。また、塗料に対する分散性や塗
膜構成樹脂との相関密着性を改善するため、Ｆｅ系又は
Ｎｉ系合金をスパッタリングした後の鱗片状基体に表面
処理を施しても良い。表面処理には、クロム酸系，リン
酸系，アルミナゾル系，ジルコニアゾル系等の無機系表
面処理剤や、各種のシランカップリング剤，チタネート
カップリング剤等が使用される。
オーステナイト構造を有するＦｅ系合金又はＮｉ系合金
で被覆した顔料を使用している。Ｆｅ系又はＮｉ系合金
の被覆層は、空気との接触で自然発生する数１０原子層
の薄い不働態皮膜で最表層が覆われる。この不働態化の
効果によって、高い光沢を保持した状態で、耐食性や耐
候性が著しく向上する。また、塗料に対する分散性や塗
膜構成樹脂との相関密着性を改善するため、Ｆｅ系又は
Ｎｉ系合金をスパッタリングした後の鱗片状基体に表面
処理を施しても良い。表面処理には、クロム酸系，リン
酸系，アルミナゾル系，ジルコニアゾル系等の無機系表
面処理剤や、各種のシランカップリング剤，チタネート
カップリング剤等が使用される。
【０００８】オーステナイト構造を有するＦｅ系合金と
しては、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０９Ｓ，ＳＵＳ３１０
Ｓ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１７，ＳＵＳ３２１，ＳＵ
Ｓ３４７等が使用される。これらの合金の種類は、目的
とする耐食性や耐熱性等によって選択される。なお、
Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｏ等を含む他のオーステ
ナイト系ステンレス鋼も使用できる。オーステナイト構
造を有するＮｉ系合金としては、ハステロイＢ，ハステ
ロイＣ，ハステロイＧ，ハステロイＨ，ハステロイＮ，
ハステロイＸ，ハステロイＸＲ，インコネル系のＮｉ基
合金等が使用される。オーステナイト構造を有するＦｅ
系又はＮｉ系合金は、５０〜３００Å（好ましくは１０
０〜２００Å）の膜厚で鱗片状基体の表面に施される。
膜厚が５０Åに満たないと、鱗片状基体を均一に被覆す
ることができず、十分な光輝性が得られない。逆に、３
００Åを超える厚い膜厚は、鱗片状基体の表面を完全に
被覆できるものの、膜厚増加に見合った耐候性，光輝性
等の改善がみられず、却って製造コストを上昇させる原
因となる。
しては、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０９Ｓ，ＳＵＳ３１０
Ｓ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１７，ＳＵＳ３２１，ＳＵ
Ｓ３４７等が使用される。これらの合金の種類は、目的
とする耐食性や耐熱性等によって選択される。なお、
Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｏ等を含む他のオーステ
ナイト系ステンレス鋼も使用できる。オーステナイト構
造を有するＮｉ系合金としては、ハステロイＢ，ハステ
ロイＣ，ハステロイＧ，ハステロイＨ，ハステロイＮ，
ハステロイＸ，ハステロイＸＲ，インコネル系のＮｉ基
合金等が使用される。オーステナイト構造を有するＦｅ
系又はＮｉ系合金は、５０〜３００Å（好ましくは１０
０〜２００Å）の膜厚で鱗片状基体の表面に施される。
膜厚が５０Åに満たないと、鱗片状基体を均一に被覆す
ることができず、十分な光輝性が得られない。逆に、３
００Åを超える厚い膜厚は、鱗片状基体の表面を完全に
被覆できるものの、膜厚増加に見合った耐候性，光輝性
等の改善がみられず、却って製造コストを上昇させる原
因となる。
【０００９】Ｆｅ系合金又はＮｉ系合金の被覆層形成に
はスパッタリング法，イオンプレーティング法等が考え
られるが、スパッタリング法、なかでも本発明者等が開
発した粉末スパッタリング法が最適である。これに対
し、無電解めっきでは、オーステナイト構造を有する合
金の被覆層を形成できない。また、真空蒸着法では、合
金を構成している金属の融点や蒸気圧（高真空条件下）
が各々異なるので、一定組成の被覆層を得ることが極め
て難しい。コーティング時の温度が６００℃を超えるＣ
ＶＤ法等では、ガラスフレーク自体が軟化するので好ま
しくない。オーステナイト構造を有する合金の被覆層
は、本発明者等が開発した粉末スパッタリング装置を使
用するとき、鱗片状基体の表面に容易に形成される。た
とえば、粉末を入れた容器を回転させることにより形成
した流動層に金属をスパッタリングする装置（特開平２
−１５３０６８号公報）が使用される。
はスパッタリング法，イオンプレーティング法等が考え
られるが、スパッタリング法、なかでも本発明者等が開
発した粉末スパッタリング法が最適である。これに対
し、無電解めっきでは、オーステナイト構造を有する合
金の被覆層を形成できない。また、真空蒸着法では、合
金を構成している金属の融点や蒸気圧（高真空条件下）
が各々異なるので、一定組成の被覆層を得ることが極め
て難しい。コーティング時の温度が６００℃を超えるＣ
ＶＤ法等では、ガラスフレーク自体が軟化するので好ま
しくない。オーステナイト構造を有する合金の被覆層
は、本発明者等が開発した粉末スパッタリング装置を使
用するとき、鱗片状基体の表面に容易に形成される。た
とえば、粉末を入れた容器を回転させることにより形成
した流動層に金属をスパッタリングする装置（特開平２
−１５３０６８号公報）が使用される。
【００１０】スパッタリングは、通常Ａｒ雰囲気で実施
される。このとき、スパッタリング中にＮ2 含有ガスを
導入すると、オーステナイト安定元素であるＮ2 ガスが
熱平衡状態以上に固溶し、オーステナイト化がより促進
される。この点で、スパッタリング中の雰囲気に１〜１
０容積％量のＮ2 ガスを含むＡｒガスを導入することが
好ましい。一般に、被膜をある程度厚くしないと、表面
の凸凹が大きく、光輝性が低下するといわれている。た
とえば、無電解めっき法では、１０００Å以上と厚くコ
ーティングしないと、粉末の表面全体を均一に被覆でき
ないとされている。これに対し、スパッタリング法で
は、３００Å未満でも、表面全体を均一に被覆できるの
で、よりすぐれた光輝性が付与される。
される。このとき、スパッタリング中にＮ2 含有ガスを
導入すると、オーステナイト安定元素であるＮ2 ガスが
熱平衡状態以上に固溶し、オーステナイト化がより促進
される。この点で、スパッタリング中の雰囲気に１〜１
０容積％量のＮ2 ガスを含むＡｒガスを導入することが
好ましい。一般に、被膜をある程度厚くしないと、表面
の凸凹が大きく、光輝性が低下するといわれている。た
とえば、無電解めっき法では、１０００Å以上と厚くコ
ーティングしないと、粉末の表面全体を均一に被覆でき
ないとされている。これに対し、スパッタリング法で
は、３００Å未満でも、表面全体を均一に被覆できるの
で、よりすぐれた光輝性が付与される。
【００１１】
【作用】スパッタリング法では、プラズマ状態まで励起
された合金を構成している複数の金属原子が鱗片状基体
の表面に高速で衝突する現象を繰り返す。この衝突エネ
ルギーによって、パールマイカやガラスフレークを構成
しているＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物と
Ｆｅ系又はＮｉ系合金とが反応し、界面にＦｅ−Ｔｉ−
Ｏ，Ｎｉ−Ｓｉ−Ｏ，Ｃｒ−Ａｌ−Ｏ等の化合物が形成
される。その結果、形成された被覆層は、鱗片状基体に
対する密着性が優れたものとなる。また、生成した化合
物層が被覆層形成の起点として働く核となり、極めて高
い密度で多数の核が形成される。したがって、少量のＦ
ｅ系又はＮｉ系合金で鱗片状基体の表面を均一に被覆で
き、形成された被覆層も欠陥のない緻密な構造になる。
その結果、優れた耐候性及び光輝性が付与される。これ
に対し、無電解めっき法では、鱗片状基体の表面をパラ
ジウム等で予め活性化する前処理が施される。パラジウ
ム付着部分は、無電解めっき時に被膜形成の核発生点に
なる。しかし、パラジウムは、物理吸着現象で付着して
いるので、スパッタリング法に比較すると付着強度が低
い。しかも、パラジウムの付着密度は、プラズマ状態に
励起された金属原子の衝突密度に比較すると大幅に小さ
い。そのために、形成された被覆層が粗くなりがちで、
このことから光輝性が劣ると推定される。
された合金を構成している複数の金属原子が鱗片状基体
の表面に高速で衝突する現象を繰り返す。この衝突エネ
ルギーによって、パールマイカやガラスフレークを構成
しているＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物と
Ｆｅ系又はＮｉ系合金とが反応し、界面にＦｅ−Ｔｉ−
Ｏ，Ｎｉ−Ｓｉ−Ｏ，Ｃｒ−Ａｌ−Ｏ等の化合物が形成
される。その結果、形成された被覆層は、鱗片状基体に
対する密着性が優れたものとなる。また、生成した化合
物層が被覆層形成の起点として働く核となり、極めて高
い密度で多数の核が形成される。したがって、少量のＦ
ｅ系又はＮｉ系合金で鱗片状基体の表面を均一に被覆で
き、形成された被覆層も欠陥のない緻密な構造になる。
その結果、優れた耐候性及び光輝性が付与される。これ
に対し、無電解めっき法では、鱗片状基体の表面をパラ
ジウム等で予め活性化する前処理が施される。パラジウ
ム付着部分は、無電解めっき時に被膜形成の核発生点に
なる。しかし、パラジウムは、物理吸着現象で付着して
いるので、スパッタリング法に比較すると付着強度が低
い。しかも、パラジウムの付着密度は、プラズマ状態に
励起された金属原子の衝突密度に比較すると大幅に小さ
い。そのために、形成された被覆層が粗くなりがちで、
このことから光輝性が劣ると推定される。
【００１２】本発明に従ったメタリック塗料は、オース
テナイト構造をもつＦｅ系合金又はＮｉ系合金で被覆さ
れた鱗片状顔料の外に、マトリックスを構成する樹脂，
溶剤，その他の顔料及び種々の添加剤を含んでいる。マ
トリックスを構成する樹脂は、基体樹脂と架橋剤とを主
成分とする硬化性樹脂組成物が好ましい。基体樹脂とし
ては、架橋性官能基をもつアクリル系樹脂，ポリエステ
ル系樹脂，メラミン系樹脂，アルキッド系樹脂，ウレタ
ン系樹脂，フッ素系樹脂等があるが、できるだけ透明な
樹脂が好ましい。架橋剤としては、メチロール化又はア
ルキルエーテル化メラミン樹脂，尿素樹脂，ポリイソシ
アネート化合物等が使用される。また、自己硬化性樹
脂，熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂等も、マトリックスを
構成する樹脂として使用可能である。オーステナイト構
造をもつＦｅ系合金又はＮｉ系合金で被覆された鱗片状
顔料の配合量は、マトリックスを構成する樹脂１００重
量部に対して０．１〜３０重量部の範囲にすることが好
ましい。鱗片状顔料の配合量が少なすぎると、奥行き感
のある高級なメタリック感が得られ難くなる。配合量の
上限は、特に規制されるものではなく、樹脂の種類や要
求される特性等に応じて適宜決定される。通常は、鱗片
状樹脂配合量の上限を２０重量部まで、特に好ましくは
５重量部までとする。
テナイト構造をもつＦｅ系合金又はＮｉ系合金で被覆さ
れた鱗片状顔料の外に、マトリックスを構成する樹脂，
溶剤，その他の顔料及び種々の添加剤を含んでいる。マ
トリックスを構成する樹脂は、基体樹脂と架橋剤とを主
成分とする硬化性樹脂組成物が好ましい。基体樹脂とし
ては、架橋性官能基をもつアクリル系樹脂，ポリエステ
ル系樹脂，メラミン系樹脂，アルキッド系樹脂，ウレタ
ン系樹脂，フッ素系樹脂等があるが、できるだけ透明な
樹脂が好ましい。架橋剤としては、メチロール化又はア
ルキルエーテル化メラミン樹脂，尿素樹脂，ポリイソシ
アネート化合物等が使用される。また、自己硬化性樹
脂，熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂等も、マトリックスを
構成する樹脂として使用可能である。オーステナイト構
造をもつＦｅ系合金又はＮｉ系合金で被覆された鱗片状
顔料の配合量は、マトリックスを構成する樹脂１００重
量部に対して０．１〜３０重量部の範囲にすることが好
ましい。鱗片状顔料の配合量が少なすぎると、奥行き感
のある高級なメタリック感が得られ難くなる。配合量の
上限は、特に規制されるものではなく、樹脂の種類や要
求される特性等に応じて適宜決定される。通常は、鱗片
状樹脂配合量の上限を２０重量部まで、特に好ましくは
５重量部までとする。
【００１３】
実施例１：図１に示す粉末スパッタリング装置を用い、
シルバー色のパールマイカ顔料（マール社製 平均粒
径：１０μｍ，平均厚さ：０．１μｍ）の表面にＳＵＳ
３０４合金（７４重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃｒ−８重量
％Ｎｉ）をコーティングし、膜厚２００Åの被覆層を形
成した。粉末スパッタリング装置は、内径２００ｍｍ，
軸方向長さ２００ｍｍの回転ドラム１を２本のロール２
で支持し、その一方のロール２をモーター３で回転させ
るようになっている。回転ドラム１の内部には、２個の
ＳＵＳ３０４合金のスパッタリング源４（周波数１３．
５６ＭＨZ ，出力１．５ＫＷのマグネトロン型）が配置
されており、投入したパールマイカ顔料５にＳＵＳ３０
４合金がスパッタリングされる。
シルバー色のパールマイカ顔料（マール社製 平均粒
径：１０μｍ，平均厚さ：０．１μｍ）の表面にＳＵＳ
３０４合金（７４重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃｒ−８重量
％Ｎｉ）をコーティングし、膜厚２００Åの被覆層を形
成した。粉末スパッタリング装置は、内径２００ｍｍ，
軸方向長さ２００ｍｍの回転ドラム１を２本のロール２
で支持し、その一方のロール２をモーター３で回転させ
るようになっている。回転ドラム１の内部には、２個の
ＳＵＳ３０４合金のスパッタリング源４（周波数１３．
５６ＭＨZ ，出力１．５ＫＷのマグネトロン型）が配置
されており、投入したパールマイカ顔料５にＳＵＳ３０
４合金がスパッタリングされる。
【００１４】回転ドラム１の上方には、外周に加熱コイ
ル６を有する減圧処理室７が配置されている。減圧処理
室７の底部は、バルブ８を備えた供給管９を介して回転
ドラム１に接続されている。バルブ８よりも下方の位置
で、供給管９の内部に二重管構造のガス導入管１０が挿
入されている。ガス導入管１０は、側面から回転ドラム
１の内部に挿入され、先端が回転ドラム１の底部に延び
ている。バルブ８よりも下方の位置で、供給管９に分岐
管１１が設けられ、分岐管１１の先端が流体ジェットミ
ル１２に接続されている。流体ジェットミル１２の出側
は、循環管１３を介して減圧処理室７の上部に接続され
ている。分岐管１１，循環管１３にはバルブ１４，バル
ブ１５が組み込まれており、循環管１３には固気分離装
置１６が接続されている。
ル６を有する減圧処理室７が配置されている。減圧処理
室７の底部は、バルブ８を備えた供給管９を介して回転
ドラム１に接続されている。バルブ８よりも下方の位置
で、供給管９の内部に二重管構造のガス導入管１０が挿
入されている。ガス導入管１０は、側面から回転ドラム
１の内部に挿入され、先端が回転ドラム１の底部に延び
ている。バルブ８よりも下方の位置で、供給管９に分岐
管１１が設けられ、分岐管１１の先端が流体ジェットミ
ル１２に接続されている。流体ジェットミル１２の出側
は、循環管１３を介して減圧処理室７の上部に接続され
ている。分岐管１１，循環管１３にはバルブ１４，バル
ブ１５が組み込まれており、循環管１３には固気分離装
置１６が接続されている。
【００１５】回転ドラム１にパールマイカ顔料５を１０
０ｇ投入し、減圧処理室７を３．０×１０-3Ｐａに減圧
した後、ガス導入管１０からＡｒガスを１４ｃｍ3 ／
分、Ｎ 2 ガスを１ｃｍ3 ／分の流量で導入した。パール
マイカ顔料５を分岐管１１、流体ジェットミル１２及び
循環管１３経由で減圧処理室７で加熱コイル６により２
００℃に３０分間加熱し、乾燥、脱ガスした。次に、回
転ドラム１にパールマイカ顔料５を落下させ、回転ドラ
ム１を５ｒｐｍの回転速度で回転させながら、３．０×
１０-1Ｐａの減圧下でスパッタリング源４によりスパッ
タリングした。１０分後にスパッタリングを中止して、
減圧処理室７を減圧にすると共に、ガス導入管１０から
ＡｒとＮ2 の混合ガスを導入し、パールマイカ顔料５を
流体ジェットミル１２経由で減圧処理室７に吸引返送
し、スパッタリング中に塊状になったパールマイカ顔料
５をできるだけ個々の粒子にほぐした。減圧処理室７に
返送されたパールマイカ顔料５には、５Å厚さのＳＵＳ
３０４合金被覆層が形成されていた。このスパッタリン
グ操作を、４０回繰り返すことにより、ＳＵＳ３０４合
金の被覆層を膜厚２００Åまで成長させた後、固気分離
装置１６から回収した。
０ｇ投入し、減圧処理室７を３．０×１０-3Ｐａに減圧
した後、ガス導入管１０からＡｒガスを１４ｃｍ3 ／
分、Ｎ 2 ガスを１ｃｍ3 ／分の流量で導入した。パール
マイカ顔料５を分岐管１１、流体ジェットミル１２及び
循環管１３経由で減圧処理室７で加熱コイル６により２
００℃に３０分間加熱し、乾燥、脱ガスした。次に、回
転ドラム１にパールマイカ顔料５を落下させ、回転ドラ
ム１を５ｒｐｍの回転速度で回転させながら、３．０×
１０-1Ｐａの減圧下でスパッタリング源４によりスパッ
タリングした。１０分後にスパッタリングを中止して、
減圧処理室７を減圧にすると共に、ガス導入管１０から
ＡｒとＮ2 の混合ガスを導入し、パールマイカ顔料５を
流体ジェットミル１２経由で減圧処理室７に吸引返送
し、スパッタリング中に塊状になったパールマイカ顔料
５をできるだけ個々の粒子にほぐした。減圧処理室７に
返送されたパールマイカ顔料５には、５Å厚さのＳＵＳ
３０４合金被覆層が形成されていた。このスパッタリン
グ操作を、４０回繰り返すことにより、ＳＵＳ３０４合
金の被覆層を膜厚２００Åまで成長させた後、固気分離
装置１６から回収した。
【００１６】実施例２〜７：実施例１と同様の手順で、
表１に示すように同じパールマイカ顔料の表面に次のＦ
ｅ系及びＮｉ系合金の被覆層を形成した。 ＳＵＳ３０９Ｓ合金（６６重量％Ｆｅ−２２重量％Ｃｒ
−１２重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１０Ｓ合金（５５重量％Ｆｅ−２５重量％Ｃｒ
−２０重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１６合金（６７．５重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃ
ｒ−１２重量％Ｎｉ−２．５重量％Ｍｏ） ハステロイＢ合金（６７重量％Ｎｉ−２８重量％Ｍｏ−
５重量％Ｆｅ） ハステロイＣ合金（５８重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃｒ−
１３重量％Ｍｏ−４重量％Ｆｅ−３重量％Ｗ） ハステロイＧ合金（５１．５重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃ
ｒ−１９．５重量％Ｆｅ−７重量％Ｍｏ）、 比較例１：実施例１と同様に、パールマイカ顔料の表面
に膜厚２００ÅのＡｇ被覆層を形成した。
表１に示すように同じパールマイカ顔料の表面に次のＦ
ｅ系及びＮｉ系合金の被覆層を形成した。 ＳＵＳ３０９Ｓ合金（６６重量％Ｆｅ−２２重量％Ｃｒ
−１２重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１０Ｓ合金（５５重量％Ｆｅ−２５重量％Ｃｒ
−２０重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１６合金（６７．５重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃ
ｒ−１２重量％Ｎｉ−２．５重量％Ｍｏ） ハステロイＢ合金（６７重量％Ｎｉ−２８重量％Ｍｏ−
５重量％Ｆｅ） ハステロイＣ合金（５８重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃｒ−
１３重量％Ｍｏ−４重量％Ｆｅ−３重量％Ｗ） ハステロイＧ合金（５１．５重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃ
ｒ−１９．５重量％Ｆｅ−７重量％Ｍｏ）、 比較例１：実施例１と同様に、パールマイカ顔料の表面
に膜厚２００ÅのＡｇ被覆層を形成した。
【００１７】実施例８：実施例１と同様に、表２に示す
ように透明ガラスフレーク（バロティーニ社製平均粒
径：３００μｍ，平均厚さ：２０μｍ）の表面に膜厚２
００ÅのＳＵＳ３０４合金（７４重量％Ｆｅ−１８重量
Ｃｒ−８重量％Ｎｉ）の被覆層を形成した。 実施例９〜１４：実施例１と同様に、表２に示すように
同じ透明ガラスフレークの表面に次の鉄系及びＮｉ系合
金の被覆層を形成した。 ＳＵＳ３０９Ｓ合金（６６重量％Ｆｅ−２２重量％Ｃｒ
−１２重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１０Ｓ合金（５５重量％Ｆｅ−２５重量％Ｃｒ
−２０重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１６合金（６７．５重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃ
ｒ−１２重量％Ｎｉ−２．５重量％Ｍｏ） ハステロイＢ合金（６７重量％Ｎｉ−２８重量％Ｍｏ−
５重量％Ｆｅ） ハステロイＣ合金（５８重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃｒ−
１３重量％Ｍｏ−４重量％Ｆｅ−３重量％Ｗ） ハステロイＧ合金（５１．５重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃ
ｒ−１９．５重量％Ｆｅ−７重量％Ｍｏ） 比較例２：実施例１と同様に、透明ガラスフレークの表
面に膜厚２００ÅのＡｇ被覆層を形成した。
ように透明ガラスフレーク（バロティーニ社製平均粒
径：３００μｍ，平均厚さ：２０μｍ）の表面に膜厚２
００ÅのＳＵＳ３０４合金（７４重量％Ｆｅ−１８重量
Ｃｒ−８重量％Ｎｉ）の被覆層を形成した。 実施例９〜１４：実施例１と同様に、表２に示すように
同じ透明ガラスフレークの表面に次の鉄系及びＮｉ系合
金の被覆層を形成した。 ＳＵＳ３０９Ｓ合金（６６重量％Ｆｅ−２２重量％Ｃｒ
−１２重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１０Ｓ合金（５５重量％Ｆｅ−２５重量％Ｃｒ
−２０重量％Ｎｉ） ＳＵＳ３１６合金（６７．５重量％Ｆｅ−１８重量％Ｃ
ｒ−１２重量％Ｎｉ−２．５重量％Ｍｏ） ハステロイＢ合金（６７重量％Ｎｉ−２８重量％Ｍｏ−
５重量％Ｆｅ） ハステロイＣ合金（５８重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃｒ−
１３重量％Ｍｏ−４重量％Ｆｅ−３重量％Ｗ） ハステロイＧ合金（５１．５重量％Ｎｉ−２２重量％Ｃ
ｒ−１９．５重量％Ｆｅ−７重量％Ｍｏ） 比較例２：実施例１と同様に、透明ガラスフレークの表
面に膜厚２００ÅのＡｇ被覆層を形成した。
【００１８】実施例１〜１４及び比較例１，２で得られ
た各試料を用いて、次に示す条件で塗装板を作成した。
試料１０重量部にトルエン８重量部を加えて攪拌し、試
料をトルエン中に均一に分散した。得られた分散液に熱
硬化アクリル樹脂ワニス（三井東圧化学株式会社製 ア
ルマテックス４４８−Ｏ）６０重量部，メラミン樹脂ワ
ニス（三井東圧化学株式会社製 ユーバン２０Ｎ−６
０）１２重量部及び溶剤（トルエン６５％とｎ−ブタノ
ール３５％の混合溶剤）１５重量部を加え、ディスパー
で３０分間攪拌し、塗料を調製した。板厚０．８ｍｍの
磨き鋼板を幅３００ｍｍ，長さ５００ｍｍに裁断し、塗
装原板とした。リン酸亜鉛処理液（日本ペイント株式会
社製 グラノジンＳＤ５０００）を使用して塗装原板を
前処理した後、カチオン電着塗料（日本ペイント株式会
社製 パワートップＵ−３０）を用いて電着塗装し、１
６０℃で３０分間加熱し、乾燥膜厚２０μｍの下塗り塗
膜を形成した。次いで、中塗り塗料（日本ペイント株式
会社製 オルガＰ−２グレー）を塗装し、１４０℃で３
０分間加熱し、乾燥膜厚３５μｍの中塗り塗膜を形成し
た。
た各試料を用いて、次に示す条件で塗装板を作成した。
試料１０重量部にトルエン８重量部を加えて攪拌し、試
料をトルエン中に均一に分散した。得られた分散液に熱
硬化アクリル樹脂ワニス（三井東圧化学株式会社製 ア
ルマテックス４４８−Ｏ）６０重量部，メラミン樹脂ワ
ニス（三井東圧化学株式会社製 ユーバン２０Ｎ−６
０）１２重量部及び溶剤（トルエン６５％とｎ−ブタノ
ール３５％の混合溶剤）１５重量部を加え、ディスパー
で３０分間攪拌し、塗料を調製した。板厚０．８ｍｍの
磨き鋼板を幅３００ｍｍ，長さ５００ｍｍに裁断し、塗
装原板とした。リン酸亜鉛処理液（日本ペイント株式会
社製 グラノジンＳＤ５０００）を使用して塗装原板を
前処理した後、カチオン電着塗料（日本ペイント株式会
社製 パワートップＵ−３０）を用いて電着塗装し、１
６０℃で３０分間加熱し、乾燥膜厚２０μｍの下塗り塗
膜を形成した。次いで、中塗り塗料（日本ペイント株式
会社製 オルガＰ−２グレー）を塗装し、１４０℃で３
０分間加熱し、乾燥膜厚３５μｍの中塗り塗膜を形成し
た。
【００１９】下地処理された各塗装原板を次の条件下で
メタリック塗装した。前掲したように調製された塗料
を、粘度（２０℃）がＮo.４フォードカップで１５秒と
なるように、塗料用シンナー（日本ペイント株式会社製
ニッペ２９８）で希釈した。希釈された塗料を、乾燥
膜厚で１５μｍになるように、スプレーガンで中塗り塗
膜の上に静電気噴霧塗装した。次いで、ウエット・オン
・ウエットでクリヤー塗料（日本ペイント株式会社製
スーパーラック１２８Ｍ−１）を塗装し、１４０℃で３
０分間加熱し、乾燥全膜厚１４０μｍの塗膜を形成し
た。
メタリック塗装した。前掲したように調製された塗料
を、粘度（２０℃）がＮo.４フォードカップで１５秒と
なるように、塗料用シンナー（日本ペイント株式会社製
ニッペ２９８）で希釈した。希釈された塗料を、乾燥
膜厚で１５μｍになるように、スプレーガンで中塗り塗
膜の上に静電気噴霧塗装した。次いで、ウエット・オン
・ウエットでクリヤー塗料（日本ペイント株式会社製
スーパーラック１２８Ｍ−１）を塗装し、１４０℃で３
０分間加熱し、乾燥全膜厚１４０μｍの塗膜を形成し
た。
【００２０】得られた各塗装板の光輝性及び耐候性を次
の方法で調査した。光輝性については、デジタル変角光
沢計（スガ試験機株式会社製 ＵＧＶ−５Ｋ）を使用
し、６０度鏡面反射率を測定した。耐候性については、
１０００時間のＱＵＶ試験で調査した。ＱＵＶ試験と
は、約６０℃で紫外線ランプを４時間点灯した後、水分
又は湿気凝結を伴う４時間の非点灯を１サイクルとし、
このサイクルを２４時間に３回繰り返す試験方法であ
る。塗装板をＱＵＶ試験に暴露し、定期的に試験機から
取り出し、外観の変化を色差計及びデジタル変角光沢計
で測定した。そして、試験前後の変化量を色差ΔＥ及び
光沢保持率％として求めた。光輝性及び耐候性に関する
調査結果を表１及び表２に併せ示す。表１及び表２から
明らかなように、本発明のメタリック顔料を用いた塗装
板では、何れもＱＵＶ試験後において外観の変化が極め
て少なく、長期間にわたって優れた光輝性及び耐候性が
維持されることが判る。これに対し、比較例１，２の塗
装板では、色差ΔＥ及び光沢保持率が大幅に低下し、太
陽光等の照射により外観が劣化することが示されてい
る。
の方法で調査した。光輝性については、デジタル変角光
沢計（スガ試験機株式会社製 ＵＧＶ−５Ｋ）を使用
し、６０度鏡面反射率を測定した。耐候性については、
１０００時間のＱＵＶ試験で調査した。ＱＵＶ試験と
は、約６０℃で紫外線ランプを４時間点灯した後、水分
又は湿気凝結を伴う４時間の非点灯を１サイクルとし、
このサイクルを２４時間に３回繰り返す試験方法であ
る。塗装板をＱＵＶ試験に暴露し、定期的に試験機から
取り出し、外観の変化を色差計及びデジタル変角光沢計
で測定した。そして、試験前後の変化量を色差ΔＥ及び
光沢保持率％として求めた。光輝性及び耐候性に関する
調査結果を表１及び表２に併せ示す。表１及び表２から
明らかなように、本発明のメタリック顔料を用いた塗装
板では、何れもＱＵＶ試験後において外観の変化が極め
て少なく、長期間にわたって優れた光輝性及び耐候性が
維持されることが判る。これに対し、比較例１，２の塗
装板では、色差ΔＥ及び光沢保持率が大幅に低下し、太
陽光等の照射により外観が劣化することが示されてい
る。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のメタリ
ック塗料は、パールマイカやガラスフレーク等の鱗片状
基体の表面にＦｅ系又はＮｉ系合金の被覆層を形成した
顔料を使用している。Ｆｅ系又はＮｉ系合金の被覆層
は、耐候性に優れたオーステナイト構造をもつことから
高耐食性を有する不動態皮膜が最表面に形成され、メタ
リック顔料の耐候性を大幅に向上させる。また、スパッ
タリング法で形成した被覆層は、鱗片状基体に対する密
着性が高く、薄い膜厚であっても鱗片状基体を均一に被
覆できるため、少ない被覆量で高性能のメタリック顔料
となる。本発明のメタリック塗料は、このようなメタリ
ック顔料を配合しているので、長期間にわたって優れた
光輝性が維持される塗膜面を形成する。
ック塗料は、パールマイカやガラスフレーク等の鱗片状
基体の表面にＦｅ系又はＮｉ系合金の被覆層を形成した
顔料を使用している。Ｆｅ系又はＮｉ系合金の被覆層
は、耐候性に優れたオーステナイト構造をもつことから
高耐食性を有する不動態皮膜が最表面に形成され、メタ
リック顔料の耐候性を大幅に向上させる。また、スパッ
タリング法で形成した被覆層は、鱗片状基体に対する密
着性が高く、薄い膜厚であっても鱗片状基体を均一に被
覆できるため、少ない被覆量で高性能のメタリック顔料
となる。本発明のメタリック塗料は、このようなメタリ
ック顔料を配合しているので、長期間にわたって優れた
光輝性が維持される塗膜面を形成する。
【図１】 鱗片状基体にＦｅ系又はＮｉ系合金の被覆層
をスパッタリングで形成する装置
をスパッタリングで形成する装置
１：回転ドラム ２：ロール ３：モーター
４：スパッタリング源 ５：パールマイカ又はガラスフレーク ６：加熱コイ
ル ７：減圧処理室 ８：バルブ ９：供給管 １０：ガス導入管 １
１：分岐管 １２：流体ジェットミル １３：循環管 １４：バ
ルブ １５：バルブ １６：固気分離装置
４：スパッタリング源 ５：パールマイカ又はガラスフレーク ６：加熱コイ
ル ７：減圧処理室 ８：バルブ ９：供給管 １０：ガス導入管 １
１：分岐管 １２：流体ジェットミル １３：循環管 １４：バ
ルブ １５：バルブ １６：固気分離装置
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平２−58582（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−124981（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−204801（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−153068（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09D 1/00 - 10/00
C09D 101/00 - 201/10
C09C 1/00 - 3/12
C09D 15/00 - 17/00
Claims (5)
- 【請求項１】 パールマイカ又はガラスフレークの鱗片
状基体の表面にＦｅ系合金又はＮｉ系合金の被覆層をス
パッタリング法で形成した顔料が塗料樹脂に分散されて
いることを特徴とする耐候性の優れたメタリック塗料。 - 【請求項２】 平均粒径１０〜３００μｍ，平均厚さ
０.１〜２０μｍのパールマイカ又はガラスフレークを
鱗片状基体とする請求項１記載のメタリック塗料。 - 【請求項３】 被覆層がオーステナイト系ステンレス鋼
である請求項１記載のメタリック塗料。 - 【請求項４】 被覆層が５０重量％以上のＮｉを含む合
金である請求項１記載のメタリック塗料。 - 【請求項５】 被覆層の膜厚が５０〜３００Åである請
求項１記載のメタリック塗料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14530697A JP3512592B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 耐候性の優れたメタリック塗料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14530697A JP3512592B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 耐候性の優れたメタリック塗料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330658A JPH10330658A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3512592B2 true JP3512592B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=15382113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14530697A Expired - Fee Related JP3512592B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 耐候性の優れたメタリック塗料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3512592B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2798062B1 (fr) | 1999-09-07 | 2001-10-26 | Oreal | Composition et procede de maquillage des matieres keratiniques |
| JP4739007B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2011-08-03 | 花王株式会社 | パール顔料の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60204801A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-10-16 | Kawasaki Steel Corp | 箔状鋼粉の製造方法 |
| JP2909744B2 (ja) * | 1988-06-09 | 1999-06-23 | 日新製鋼株式会社 | 微粉末を被覆する方法と装置 |
| JPH0657807B2 (ja) * | 1988-07-20 | 1994-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | 顔料及びその製造方法 |
| JPH0258582A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-27 | Agency Of Ind Science & Technol | 塗料組成物 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP14530697A patent/JP3512592B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10330658A (ja) | 1998-12-15 |
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