JP3922761B2 - 白色高反射性塗料を用いた計器用ポインター - Google Patents
白色高反射性塗料を用いた計器用ポインター Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色高反射性塗料を用いた計器用ポインターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射性塗料は、種々の分野において広く使用されている。例えば、自動車等の計器類においては、夜間やトンネル内において、指針自体が発光して、視認性をよくする必要があり、この目的のために、光入射部と光出射部と光出射部の背面に設けられた白色反射性皮膜とから成るポインターが一般に使用されている（特開昭５６−４０１１号公報）。
【０００３】
この白色反射性皮膜としては、汎用樹脂中に酸化チタン等の白色顔料を分散させたものを、反射塗料として塗装或いは印刷したり、また白色箔としてホットスタンプして使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の白色反射皮膜では未だ反射率が低く、ポインターとして使用したとき、十分な輝度が得られないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、優れた反射性を示す白色高反射性塗料を用いて形成された白色反射膜を有し、高輝度を示す計器用ポインターを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、透明樹脂から成り、光入射部と光出射部とを備え、少なくとも光出射部の背面に白色反射性塗膜が設けられているポインターにおいて、前記白色反射性塗膜が、屈折率が１．４６以下の結着剤樹脂中に平均粒径が０．２〜０．３μｍで屈折率が２．５以上の白色顔料を、白色顔料と結着剤樹脂とが１：２乃至５：１の重量比で存在するように分散させて成る白色高反射性塗料から形成されていることを特徴とする計器用ポインターが提供される。
本発明においては、
１．結着剤樹脂がフッ素樹脂或いは変性フッ素樹脂であること、
２．白色顔料がルチル型二酸化チタンであること、
が好ましい。
【０００７】
【発明の実施形態】
［作用］
本発明では、結着剤樹脂として屈折率が１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂を選択し、白色顔料として平均粒径が０．２〜０．３μｍで屈折率が２．５以上の高屈折率の白色顔料を選択し、この樹脂中に白色顔料を分散させたことが特徴であり、これにより、形成される塗膜は高い反射性を示し、この白色高反射性塗料を設けたポインターは高い輝度を示す。
【０００８】
反射性塗料の場合、白色顔料を用いることは必須不可欠であるが、用いる白色顔料の屈折率が高く、結着剤樹脂の屈折率が低い方が反射性が向上することが分かった。
【０００９】
例えば、二酸化チタンを屈折率が１．５５のエポキシ樹脂に分散させた塗料を反射塗膜としたポインターは２２．６（相対値）の輝度を示すにすぎないのに対して、この樹脂を屈折率が１．４４の変性フッ素樹脂に置き換えた以外は同様の塗料を反射塗膜としたポインターは３７．１（相対値）と、５０％以上増加した輝度を示すのであって、樹脂の屈折率の僅かの低下による反射性能の増大が著しいものであることが了解される（詳細は後述する実施例１及び比較例１参照）。
【００１０】
本発明においては、白色顔料の屈折率が２以上、特に２．５以上であることも反射性能の増大に重要であり、屈折率が上記範囲を下回る白色顔料を使用したのでは、本発明の塗料のような高反射性能は得られない。
【００１１】
また、用いる白色顔料は、０．２乃至０．３μｍのごく限られた狭い範囲の平均粒径を有することも反射性能の向上に重要である。一般に、白色顔料の重要な物性として隠蔽力があり、この隠蔽力は粒径が微細になると小さくなることが知られている。これに対して、本発明の白色高反射性塗料においては、白色顔料の粒径が上記の微細な範囲となることにより、意外なことに反射性能が向上しているのである。これは、後述する顔料／結着剤樹脂比（Ｐ／Ｂ）にも依存するが、塗膜表面に存在する白色顔料微細粒子が入射光線の散乱に寄与し、塗膜内での光線の吸収を少なくしているためと思われる。
【００１２】
本発明の白色高反射性塗料においては、顔料／結着剤樹脂の重量比（Ｐ／Ｂ）が、０．５乃至５の範囲にあることが、反射性と塗膜強度或いは密着性の点で好ましい。このＰ／Ｂ比が上記範囲を下回ると、塗膜の反射性が低下し、一方、上記範囲を上回ると、塗膜強度や密着性が低下するようになる。
【００１３】
［白色高反射性塗料］
本発明の白色高反射性塗料は、屈折率が１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂中に、平均粒径が０．２〜０．３μｍで、屈折率が２．５以上の高屈折率の白色顔料を分散させて成るものである。
【００１４】
（１）結着剤樹脂
低屈折率の結着剤樹脂としては、フッ素樹脂、変性アクリル樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂或いはこれらの２種以上の組み合わせの内、前述した屈折率を満足するものが使用される。これらの内、フッ素樹脂或いは変性フッ素樹脂は、屈折率が低く、本発明の目的に特に適している。尚、通常のアクリル樹脂やエポキシ樹脂は、屈折率が上記範囲よりも高く、本発明の目的に適しない。
【００１５】
フッ素樹脂系の結着剤樹脂としては、熱可塑性フッ素樹脂塗料と呼ばれるものでも、熱硬化性フッ素樹脂塗料と呼ばれるものでも使用される。
【００１６】
前者の例として、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のホモポリマーや、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニル共重合体、フッ化ビニリデン−ペルフルオロアルキルビニル共重合体等が挙げられる。
【００１７】
用いるフッ素樹脂は、溶媒への溶解性や基体への密着性の点で、水酸基、エーテル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等の官能基を有していてもよく、このような官能基含有共重合体は、官能基含有エチレン系不飽和単量体を共重合させることにより得られる。
【００１８】
水酸基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえばヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシ−プロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールモノ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレート、テトラメチロールエタンモノ（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、２−（６−ヒドロキシヘキサノイルオキシ）エチルアクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル、１０−ウンデセン−１−オール、１−オクテン−３−オール、２−メタノールノルボルネン、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、α−メチロールアクリルアミド、２−（メタ）アクロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、グリセリンモノアリルエーテル、アリルアルコール、アリロキシエタノール、２−ブテン−１，４−ジオール、グリセリンモノアルコールなとが挙げられる。
【００１９】
エーテル基含有エチレン性不飽和化合物としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、へキシルビニルエーテル、２−エチルへキシルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
不飽和カルボン酸類としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸またはこれらの誘導体（たとえば酸無水物、酸ハライド、ハーフエステルなど）が挙げられる。
この誘導体としては、たとえば、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、フマル酸エチル、イタコン酸メチル、シトラコン酸エチル、テトラヒドロフタル酸メチル、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸メチル等が挙げられる。
【００２１】
不飽和エステル単量体としては、一例として、アクリル酸やメタクリル酸のエステルが挙げられ、このようなエステル単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−アミル、（メタ）アクリル酸イソアミル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル等がある。ただし上記の（メタ）アクリル酸とはアクリル酸もしくはメタクリル酸を示す。上記（メタ）アクリル酸エステルは単独でも組み合わせても使用でき、また他の単量体との共重合体でもよい。好適なエステルは、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）である。
【００２２】
不飽和エステル単量体の他の例は、ビニルエステル化合物であり、たとえば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ｎ−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロヘキサンカルボン酸ビニルなどが挙げられる。
【００２３】
アミド基含有単量体としては、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、ビスマレイミド等がある。
【００２４】
アミノ基含有エチレン性不飽和化合物としては、窒素原子が置換乃至未置換のものであってよく、ここで置換基としては、炭素数１〜１２、好ましくは炭素数１〜８のアルキル基や炭素数６〜１２、好ましくは６〜８のシクロアルキル基であるようなビニル系単量体を挙げることができる。
このようなアミノ基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえば（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどのアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体類、Ｎ−ビニルジエチルアミン、Ｎ−アセチルビニルアミンなどのビニルアミン系誘導体類、アリルアミン、メタクリルアミン、Ｎ−メチルアクリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアリルアミン系誘導体、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、ｐ−アミノスチレンなどのアミノスチレン類、６−アミノヘキシルコハク酸イミド、２−アミノエチルコハク酸イミドなどが挙げられる。
【００２５】
エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、１分子中に重合可能な不飽和結合およびエポキシ基を少なくとも１個以上有するモノマーが用いられる。
このようなエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなど、マレイン酸のモノおよびジグリシジルエステル、フマル酸のモノおよびジグリシジルエステル、クロトン酸のモノおよびジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノおよびジグリシジルエステル、イタコン酸のモノおよびグシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノおよびジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノおよびジグリシジルエステル、エンド−シス−ビシクロ［２，２，１］ヘプト５−エン−２，３−ジカルボン酸（ナジック酸TM）のモノおよびジグリシジルエステル、エンド−シス−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン−２−メチル−２，３−ジカルボン酸（メチルナジック酸TM）のモノおよびジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノおよびグリシジルエステルなどのジカルボン酸モノおよびジグリシジルエステル（モノグリシジルエステルの場合のアルキル基の炭素数１〜１２）、ｐ−スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステル、アリルグリシジルエーテル、２−メチルアリルグリシジルエーテル、スチレン−ｐ−グリシジルエーテル、３，４−エポキシ−１−ブテン、３，４−エポキシ−３−メチル−１−ブテン、３，４−エポキシ−１−ペンテン、３，４−エポキシ−３−メチル−１−ペンテン、５，６−エポキシ−１−ヘキセン、ビニルシクロヘキセンモノオキシドなどが挙げられる。
【００２６】
また、極性基含有単量体としては、ペルフロオロ単量体、例えば、下記式（１）
式中、Ｘは水酸基、エーテル基、カルボキシル基、スルホン酸基、アルコキシカルボニル基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等の官
能基であり、
ｎは１乃至５の数である、
で表される単量体を用いることもできる。
【００２７】
極性基含有フッ素樹脂中における前記極性基の量は、極性基の種類によっても変化するが、一般に、１００ｇ当たり１乃至３００ミリモル、特に５乃至２００ミリモルの範囲にあるのが望ましい。極性基の濃度があまり高いと樹脂の屈折率が高くなる傾向があり、一方あまりに低いと溶媒への溶解性や基体への密着性が低下する傾向がある。
【００２８】
用いるフッ素樹脂は、それ自体公知の製造法で製造されたものでよく、前述したフッ素系単量体、或いは更に共単量体を、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等で開始剤の存在下に重合させるのがよい。
【００２９】
溶液重合法の場合、用いる溶媒は特に制限されないが、フッ素系溶媒が好ましく、例えば、ペルフルオロアルカン類、ペルフルオロシクロアルカン類、ペルフルオロエーテル類、ペルフルオロ３級アミン類等を用いることができる。乳化重合や懸濁重合の場合は、媒体として水を使用するのが一般的である。
【００３０】
開始剤としては、ラジカル開始剤が触媒量で使用され、溶液重合乃至懸濁重合では、有機過酸化物、特にフッ素系のジアシルペルオキシドが使用され、乳化重合では、過硫酸鉛が使用される。
【００３１】
重合条件は、特に制限はないが、単量体の種類や、開始剤の種類に応じて、０乃至１００℃の温度、１乃至４０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下に行うのがよい。
【００３２】
上記のフッ素樹脂は、単独で使用する代わりに、他の樹脂、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ウレタン樹脂、ポリフェニレンスルフィド等の少なくとも１種をブレンドして、変性樹脂として用いることもできる。これらの変性樹脂は、一般に５０重量％よりも少ない量、特に３０重量％以下の量で用いるのが好適である。
【００３３】
また、前述した熱硬化性フッ素樹脂としては、前述した極性基（官能基）含有フッ素樹脂共重合体、特に水酸基含有フッ素樹脂共重合体を基体樹脂とし、これに、硬化剤樹脂、特にメラミン樹脂、ウレタン等を配合したものである。この樹脂は溶液での塗布が可能であると共に、耐久性に優れた白色高反射性塗膜を形成できるので特に有利である。硬化剤樹脂は、基体樹脂に対して、０．１乃至２０重量部配合するのがよい。
【００３４】
（２）白色顔料
本発明に用いる白色顔料は、０．２乃至０．３μｍの平均粒径と２．５以上の屈折率とを有するものである。白色顔料としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、三酸化二アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）硫化亜鉛（ＺｎＳ）等が知られており、これらの内上記条件を満足するものが使用される。
【００３５】
これらの内でも、二酸化チタンが好適である。二酸化チタンには、アナターゼ型（屈折率 ２．５５）とルチル型（屈折率 ２．７０）の２種類があるが、これらの内では、屈折率が高い点でルチル型が優れている。
【００３６】
用いる白色顔料は、未処理のものでも或いは表面処理されたものでもよい。表面処理には、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、樹脂酸、金属石鹸、樹脂の初期縮合物等が使用される。
【００３７】
（３）塗料
本発明の塗料においては、白色顔料と結着剤樹脂とを１：２乃至５：１の重量比で使用する。
【００３８】
この塗料は、水性塗料として用いることもできるが、一般には有機溶媒系の塗料として用いることが好ましい。有機溶剤としては、前述したフッ素系溶媒の他に、汎用の塗料用有機溶媒、例えばウンデカン、ドデカン等の炭化水素系溶剤、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤、イソホロン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド等のアミド系溶剤等が単独或いは２種以上の組み合わせで使用される。
【００３９】
この塗料には、それ自体公知の塗料用配合剤、例えば、レベリング剤、消泡剤、原減粘剤等をそれ自体公知の処方に従って配合することができる。
【００４０】
レベリング剤としては、各種シリコン類、特にポリアルキレンオキシ基を有するオルガノポリシロキサンが使用される。消泡剤としては、上記オルガノポリシロキサンの他に、各種界面活性剤が使用される。
【００４１】
樹脂溶液に対する白色顔料の分散は、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、ホモジナイザー、超音波分散等のそれ自体公知の分散手段を用いて行うことができる。
【００４２】
［用途］
本発明の白色高反射性塗料は、透明基体の背面に塗装して、反射を行わせる用途に使用できる。
【００４３】
透明性基体としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン系重合体等が挙げられ、これらは、シート、小球状成形体、レンズ、その他の成形体であってよい。
【００４４】
白色高反射性塗膜の形成には、公知の塗装乃至印刷方法、例えば、スプレー塗り・ロールコート・フローコート・バーコート・デップコート・パッド印刷等を用いることができる。
【００４５】
本発明の白色高反射性塗料は、自動車等の計器類においては、夜間やトンネル内において、指針自体が発光して、視認性をよくするためのポインターの反射性塗膜として特に有用である。
【００４６】
このポインターの一例を示す図１（正面図）及び図２（側断面図）において、このポインター１は、前述した透明性樹脂から形成されており、ボス２、指針本体３、及び指針本体の反対側に位置するバランスウェイト４から成っている。
【００４７】
指針本体３の前面には、細幅の光出射部５が指針本体の長手方向に延びており、光出射部以外の前面及び側面は遮光膜６で覆われている。指針本体３の背面側には、ボス２に近接して光入射部７がある。指針本体背面には、この光入射部を除いて、本発明の白色高反射性塗料から成る反射膜８を設ける。白色高反射性塗料の塗布はパッド印刷により行うことができる。遮光膜６の内面にもこの白色高反射性塗料を設けうることは勿論である。
【００４８】
このポインターにおいて、光源、例えば冷陰極管（図示せず）からの光は、光入射部７を経て指針本体３内に入射され、反射膜８で反射された光と共に、光射出部５を経て光が射出され、ポインターに優れた輝度を与えることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００５０】
実施例１
平均粒径０．２８μｍで屈折率が２．７の二酸化チタン（ＣＲ−９５：石原産業（株）製）と、フッ素樹脂とアクリル樹脂との共重合体（屈折率 ｎｄ＝１．４４）のワニスとを、固形分重量比（Ｐ：Ｂ）で１５：１０で調合し、白色塗料１を調製した。
【００５１】
この白色塗料を、シリコーンガム製のパッドに含浸させて、図１及び図２に示すポインターの背面に、パッド印刷により施した。乾燥後の膜厚は２４μｍであった。
【００５２】
実施例２
平均粒径０．２８μｍで屈折率が２．７の二酸化チタン（ＣＲ−９５：石原産業（株）製）と、フッ素樹脂（屈折率 ｎｄ＝１．３４）とを固形分布量比（Ｐ：Ｂ）で１：１で調合し、白色塗料２を調製した。
【００５３】
この白色塗料を、シリコーンガム製のパッドに含浸させて、図１及び図２に示すポインターの背面に、パッド印刷により施した。乾燥後の膜厚は２４μｍであった。
【００５４】
比較例１
比較のため、エポキシ樹脂（屈折率 ｎｄ＝１．５５）に、実施例１の二酸化チタンを実施例１と同様に配合して、白色塗料３を製造した。この白色塗料３を用いて、実施例１と同様にして、ポインターの反射膜を形成した。
【００５５】
ポインターに、冷陰極管からの光線を入射させ、ポインターの輝度を光電計で測定した。得られた結果を下記表１に示す。
【表１】
塗料種類 輝度
白色塗料１ ３７．１
白色塗料２ ４２．８
白色塗料３ ２２．６
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、結着剤樹脂として屈折率が１．４８以下、好適には１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂を選択し、白色顔料として平均粒径が０．１〜０．９μｍで屈折率が２以上、好適には２．５以上の高屈折率の白色顔料を選択し、この樹脂中に白色顔料を分散させたことにより、形成される塗膜は高い反射性を示し、この白色高反射性塗料を設けたポインターは高い輝度を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポインターの一例の前面を示す正面図である。
【図２】図１のポインターの側断面図である。
【記号の説明】
１ ポインター
２ ボス
３ 指針本体
４ バランスウェイト
５ 光出射部
６ 遮光膜
７ 光入射部
８ 白色高反射性塗膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色高反射性塗料を用いた計器用ポインターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射性塗料は、種々の分野において広く使用されている。例えば、自動車等の計器類においては、夜間やトンネル内において、指針自体が発光して、視認性をよくする必要があり、この目的のために、光入射部と光出射部と光出射部の背面に設けられた白色反射性皮膜とから成るポインターが一般に使用されている（特開昭５６−４０１１号公報）。
【０００３】
この白色反射性皮膜としては、汎用樹脂中に酸化チタン等の白色顔料を分散させたものを、反射塗料として塗装或いは印刷したり、また白色箔としてホットスタンプして使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の白色反射皮膜では未だ反射率が低く、ポインターとして使用したとき、十分な輝度が得られないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、優れた反射性を示す白色高反射性塗料を用いて形成された白色反射膜を有し、高輝度を示す計器用ポインターを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、透明樹脂から成り、光入射部と光出射部とを備え、少なくとも光出射部の背面に白色反射性塗膜が設けられているポインターにおいて、前記白色反射性塗膜が、屈折率が１．４６以下の結着剤樹脂中に平均粒径が０．２〜０．３μｍで屈折率が２．５以上の白色顔料を、白色顔料と結着剤樹脂とが１：２乃至５：１の重量比で存在するように分散させて成る白色高反射性塗料から形成されていることを特徴とする計器用ポインターが提供される。
本発明においては、
１．結着剤樹脂がフッ素樹脂或いは変性フッ素樹脂であること、
２．白色顔料がルチル型二酸化チタンであること、
が好ましい。
【０００７】
【発明の実施形態】
［作用］
本発明では、結着剤樹脂として屈折率が１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂を選択し、白色顔料として平均粒径が０．２〜０．３μｍで屈折率が２．５以上の高屈折率の白色顔料を選択し、この樹脂中に白色顔料を分散させたことが特徴であり、これにより、形成される塗膜は高い反射性を示し、この白色高反射性塗料を設けたポインターは高い輝度を示す。
【０００８】
反射性塗料の場合、白色顔料を用いることは必須不可欠であるが、用いる白色顔料の屈折率が高く、結着剤樹脂の屈折率が低い方が反射性が向上することが分かった。
【０００９】
例えば、二酸化チタンを屈折率が１．５５のエポキシ樹脂に分散させた塗料を反射塗膜としたポインターは２２．６（相対値）の輝度を示すにすぎないのに対して、この樹脂を屈折率が１．４４の変性フッ素樹脂に置き換えた以外は同様の塗料を反射塗膜としたポインターは３７．１（相対値）と、５０％以上増加した輝度を示すのであって、樹脂の屈折率の僅かの低下による反射性能の増大が著しいものであることが了解される（詳細は後述する実施例１及び比較例１参照）。
【００１０】
本発明においては、白色顔料の屈折率が２以上、特に２．５以上であることも反射性能の増大に重要であり、屈折率が上記範囲を下回る白色顔料を使用したのでは、本発明の塗料のような高反射性能は得られない。
【００１１】
また、用いる白色顔料は、０．２乃至０．３μｍのごく限られた狭い範囲の平均粒径を有することも反射性能の向上に重要である。一般に、白色顔料の重要な物性として隠蔽力があり、この隠蔽力は粒径が微細になると小さくなることが知られている。これに対して、本発明の白色高反射性塗料においては、白色顔料の粒径が上記の微細な範囲となることにより、意外なことに反射性能が向上しているのである。これは、後述する顔料／結着剤樹脂比（Ｐ／Ｂ）にも依存するが、塗膜表面に存在する白色顔料微細粒子が入射光線の散乱に寄与し、塗膜内での光線の吸収を少なくしているためと思われる。
【００１２】
本発明の白色高反射性塗料においては、顔料／結着剤樹脂の重量比（Ｐ／Ｂ）が、０．５乃至５の範囲にあることが、反射性と塗膜強度或いは密着性の点で好ましい。このＰ／Ｂ比が上記範囲を下回ると、塗膜の反射性が低下し、一方、上記範囲を上回ると、塗膜強度や密着性が低下するようになる。
【００１３】
［白色高反射性塗料］
本発明の白色高反射性塗料は、屈折率が１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂中に、平均粒径が０．２〜０．３μｍで、屈折率が２．５以上の高屈折率の白色顔料を分散させて成るものである。
【００１４】
（１）結着剤樹脂
低屈折率の結着剤樹脂としては、フッ素樹脂、変性アクリル樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂或いはこれらの２種以上の組み合わせの内、前述した屈折率を満足するものが使用される。これらの内、フッ素樹脂或いは変性フッ素樹脂は、屈折率が低く、本発明の目的に特に適している。尚、通常のアクリル樹脂やエポキシ樹脂は、屈折率が上記範囲よりも高く、本発明の目的に適しない。
【００１５】
フッ素樹脂系の結着剤樹脂としては、熱可塑性フッ素樹脂塗料と呼ばれるものでも、熱硬化性フッ素樹脂塗料と呼ばれるものでも使用される。
【００１６】
前者の例として、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のホモポリマーや、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニル共重合体、フッ化ビニリデン−ペルフルオロアルキルビニル共重合体等が挙げられる。
【００１７】
用いるフッ素樹脂は、溶媒への溶解性や基体への密着性の点で、水酸基、エーテル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等の官能基を有していてもよく、このような官能基含有共重合体は、官能基含有エチレン系不飽和単量体を共重合させることにより得られる。
【００１８】
水酸基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえばヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシ−プロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールモノ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンモノ（メタ）アクリレート、テトラメチロールエタンモノ（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、２−（６−ヒドロキシヘキサノイルオキシ）エチルアクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル、１０−ウンデセン−１−オール、１−オクテン−３−オール、２−メタノールノルボルネン、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、α−メチロールアクリルアミド、２−（メタ）アクロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、グリセリンモノアリルエーテル、アリルアルコール、アリロキシエタノール、２−ブテン−１，４−ジオール、グリセリンモノアルコールなとが挙げられる。
【００１９】
エーテル基含有エチレン性不飽和化合物としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、へキシルビニルエーテル、２−エチルへキシルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
不飽和カルボン酸類としては、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸またはこれらの誘導体（たとえば酸無水物、酸ハライド、ハーフエステルなど）が挙げられる。
この誘導体としては、たとえば、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、フマル酸エチル、イタコン酸メチル、シトラコン酸エチル、テトラヒドロフタル酸メチル、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸メチル等が挙げられる。
【００２１】
不飽和エステル単量体としては、一例として、アクリル酸やメタクリル酸のエステルが挙げられ、このようなエステル単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−アミル、（メタ）アクリル酸イソアミル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル等がある。ただし上記の（メタ）アクリル酸とはアクリル酸もしくはメタクリル酸を示す。上記（メタ）アクリル酸エステルは単独でも組み合わせても使用でき、また他の単量体との共重合体でもよい。好適なエステルは、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）である。
【００２２】
不飽和エステル単量体の他の例は、ビニルエステル化合物であり、たとえば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ｎ−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロヘキサンカルボン酸ビニルなどが挙げられる。
【００２３】
アミド基含有単量体としては、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、ビスマレイミド等がある。
【００２４】
アミノ基含有エチレン性不飽和化合物としては、窒素原子が置換乃至未置換のものであってよく、ここで置換基としては、炭素数１〜１２、好ましくは炭素数１〜８のアルキル基や炭素数６〜１２、好ましくは６〜８のシクロアルキル基であるようなビニル系単量体を挙げることができる。
このようなアミノ基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえば（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどのアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体類、Ｎ−ビニルジエチルアミン、Ｎ−アセチルビニルアミンなどのビニルアミン系誘導体類、アリルアミン、メタクリルアミン、Ｎ−メチルアクリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアリルアミン系誘導体、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、ｐ−アミノスチレンなどのアミノスチレン類、６−アミノヘキシルコハク酸イミド、２−アミノエチルコハク酸イミドなどが挙げられる。
【００２５】
エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、１分子中に重合可能な不飽和結合およびエポキシ基を少なくとも１個以上有するモノマーが用いられる。
このようなエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物としては、たとえば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなど、マレイン酸のモノおよびジグリシジルエステル、フマル酸のモノおよびジグリシジルエステル、クロトン酸のモノおよびジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノおよびジグリシジルエステル、イタコン酸のモノおよびグシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノおよびジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノおよびジグリシジルエステル、エンド−シス−ビシクロ［２，２，１］ヘプト５−エン−２，３−ジカルボン酸（ナジック酸TM）のモノおよびジグリシジルエステル、エンド−シス−ビシクロ［２，２，１］ヘプト−５−エン−２−メチル−２，３−ジカルボン酸（メチルナジック酸TM）のモノおよびジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノおよびグリシジルエステルなどのジカルボン酸モノおよびジグリシジルエステル（モノグリシジルエステルの場合のアルキル基の炭素数１〜１２）、ｐ−スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステル、アリルグリシジルエーテル、２−メチルアリルグリシジルエーテル、スチレン−ｐ−グリシジルエーテル、３，４−エポキシ−１−ブテン、３，４−エポキシ−３−メチル−１−ブテン、３，４−エポキシ−１−ペンテン、３，４−エポキシ−３−メチル−１−ペンテン、５，６−エポキシ−１−ヘキセン、ビニルシクロヘキセンモノオキシドなどが挙げられる。
【００２６】
また、極性基含有単量体としては、ペルフロオロ単量体、例えば、下記式（１）
能基であり、
ｎは１乃至５の数である、
で表される単量体を用いることもできる。
【００２７】
極性基含有フッ素樹脂中における前記極性基の量は、極性基の種類によっても変化するが、一般に、１００ｇ当たり１乃至３００ミリモル、特に５乃至２００ミリモルの範囲にあるのが望ましい。極性基の濃度があまり高いと樹脂の屈折率が高くなる傾向があり、一方あまりに低いと溶媒への溶解性や基体への密着性が低下する傾向がある。
【００２８】
用いるフッ素樹脂は、それ自体公知の製造法で製造されたものでよく、前述したフッ素系単量体、或いは更に共単量体を、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等で開始剤の存在下に重合させるのがよい。
【００２９】
溶液重合法の場合、用いる溶媒は特に制限されないが、フッ素系溶媒が好ましく、例えば、ペルフルオロアルカン類、ペルフルオロシクロアルカン類、ペルフルオロエーテル類、ペルフルオロ３級アミン類等を用いることができる。乳化重合や懸濁重合の場合は、媒体として水を使用するのが一般的である。
【００３０】
開始剤としては、ラジカル開始剤が触媒量で使用され、溶液重合乃至懸濁重合では、有機過酸化物、特にフッ素系のジアシルペルオキシドが使用され、乳化重合では、過硫酸鉛が使用される。
【００３１】
重合条件は、特に制限はないが、単量体の種類や、開始剤の種類に応じて、０乃至１００℃の温度、１乃至４０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力下に行うのがよい。
【００３２】
上記のフッ素樹脂は、単独で使用する代わりに、他の樹脂、例えばフェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、ウレタン樹脂、ポリフェニレンスルフィド等の少なくとも１種をブレンドして、変性樹脂として用いることもできる。これらの変性樹脂は、一般に５０重量％よりも少ない量、特に３０重量％以下の量で用いるのが好適である。
【００３３】
また、前述した熱硬化性フッ素樹脂としては、前述した極性基（官能基）含有フッ素樹脂共重合体、特に水酸基含有フッ素樹脂共重合体を基体樹脂とし、これに、硬化剤樹脂、特にメラミン樹脂、ウレタン等を配合したものである。この樹脂は溶液での塗布が可能であると共に、耐久性に優れた白色高反射性塗膜を形成できるので特に有利である。硬化剤樹脂は、基体樹脂に対して、０．１乃至２０重量部配合するのがよい。
【００３４】
（２）白色顔料
本発明に用いる白色顔料は、０．２乃至０．３μｍの平均粒径と２．５以上の屈折率とを有するものである。白色顔料としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、三酸化二アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、二酸化セリウム（ＣｅＯ２）硫化亜鉛（ＺｎＳ）等が知られており、これらの内上記条件を満足するものが使用される。
【００３５】
これらの内でも、二酸化チタンが好適である。二酸化チタンには、アナターゼ型（屈折率 ２．５５）とルチル型（屈折率 ２．７０）の２種類があるが、これらの内では、屈折率が高い点でルチル型が優れている。
【００３６】
用いる白色顔料は、未処理のものでも或いは表面処理されたものでもよい。表面処理には、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、樹脂酸、金属石鹸、樹脂の初期縮合物等が使用される。
【００３７】
（３）塗料
本発明の塗料においては、白色顔料と結着剤樹脂とを１：２乃至５：１の重量比で使用する。
【００３８】
この塗料は、水性塗料として用いることもできるが、一般には有機溶媒系の塗料として用いることが好ましい。有機溶剤としては、前述したフッ素系溶媒の他に、汎用の塗料用有機溶媒、例えばウンデカン、ドデカン等の炭化水素系溶剤、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤、イソホロン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド等のアミド系溶剤等が単独或いは２種以上の組み合わせで使用される。
【００３９】
この塗料には、それ自体公知の塗料用配合剤、例えば、レベリング剤、消泡剤、原減粘剤等をそれ自体公知の処方に従って配合することができる。
【００４０】
レベリング剤としては、各種シリコン類、特にポリアルキレンオキシ基を有するオルガノポリシロキサンが使用される。消泡剤としては、上記オルガノポリシロキサンの他に、各種界面活性剤が使用される。
【００４１】
樹脂溶液に対する白色顔料の分散は、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、ホモジナイザー、超音波分散等のそれ自体公知の分散手段を用いて行うことができる。
【００４２】
［用途］
本発明の白色高反射性塗料は、透明基体の背面に塗装して、反射を行わせる用途に使用できる。
【００４３】
透明性基体としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、ポリ４−メチル−１−ペンテン系重合体等が挙げられ、これらは、シート、小球状成形体、レンズ、その他の成形体であってよい。
【００４４】
白色高反射性塗膜の形成には、公知の塗装乃至印刷方法、例えば、スプレー塗り・ロールコート・フローコート・バーコート・デップコート・パッド印刷等を用いることができる。
【００４５】
本発明の白色高反射性塗料は、自動車等の計器類においては、夜間やトンネル内において、指針自体が発光して、視認性をよくするためのポインターの反射性塗膜として特に有用である。
【００４６】
このポインターの一例を示す図１（正面図）及び図２（側断面図）において、このポインター１は、前述した透明性樹脂から形成されており、ボス２、指針本体３、及び指針本体の反対側に位置するバランスウェイト４から成っている。
【００４７】
指針本体３の前面には、細幅の光出射部５が指針本体の長手方向に延びており、光出射部以外の前面及び側面は遮光膜６で覆われている。指針本体３の背面側には、ボス２に近接して光入射部７がある。指針本体背面には、この光入射部を除いて、本発明の白色高反射性塗料から成る反射膜８を設ける。白色高反射性塗料の塗布はパッド印刷により行うことができる。遮光膜６の内面にもこの白色高反射性塗料を設けうることは勿論である。
【００４８】
このポインターにおいて、光源、例えば冷陰極管（図示せず）からの光は、光入射部７を経て指針本体３内に入射され、反射膜８で反射された光と共に、光射出部５を経て光が射出され、ポインターに優れた輝度を与えることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００５０】
実施例１
平均粒径０．２８μｍで屈折率が２．７の二酸化チタン（ＣＲ−９５：石原産業（株）製）と、フッ素樹脂とアクリル樹脂との共重合体（屈折率 ｎｄ＝１．４４）のワニスとを、固形分重量比（Ｐ：Ｂ）で１５：１０で調合し、白色塗料１を調製した。
【００５１】
この白色塗料を、シリコーンガム製のパッドに含浸させて、図１及び図２に示すポインターの背面に、パッド印刷により施した。乾燥後の膜厚は２４μｍであった。
【００５２】
実施例２
平均粒径０．２８μｍで屈折率が２．７の二酸化チタン（ＣＲ−９５：石原産業（株）製）と、フッ素樹脂（屈折率 ｎｄ＝１．３４）とを固形分布量比（Ｐ：Ｂ）で１：１で調合し、白色塗料２を調製した。
【００５３】
この白色塗料を、シリコーンガム製のパッドに含浸させて、図１及び図２に示すポインターの背面に、パッド印刷により施した。乾燥後の膜厚は２４μｍであった。
【００５４】
比較例１
比較のため、エポキシ樹脂（屈折率 ｎｄ＝１．５５）に、実施例１の二酸化チタンを実施例１と同様に配合して、白色塗料３を製造した。この白色塗料３を用いて、実施例１と同様にして、ポインターの反射膜を形成した。
【００５５】
ポインターに、冷陰極管からの光線を入射させ、ポインターの輝度を光電計で測定した。得られた結果を下記表１に示す。
【表１】
塗料種類 輝度
白色塗料１ ３７．１
白色塗料２ ４２．８
白色塗料３ ２２．６
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、結着剤樹脂として屈折率が１．４８以下、好適には１．４６以下の低屈折率の結着剤樹脂を選択し、白色顔料として平均粒径が０．１〜０．９μｍで屈折率が２以上、好適には２．５以上の高屈折率の白色顔料を選択し、この樹脂中に白色顔料を分散させたことにより、形成される塗膜は高い反射性を示し、この白色高反射性塗料を設けたポインターは高い輝度を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポインターの一例の前面を示す正面図である。
【図２】図１のポインターの側断面図である。
【記号の説明】
１ ポインター
２ ボス
３ 指針本体
４ バランスウェイト
５ 光出射部
６ 遮光膜
７ 光入射部
８ 白色高反射性塗膜
Claims (3)
- 透明樹脂から成り、光入射部と光出射部とを備え、少なくとも光出射部の背面に白色反射性塗膜が設けられているポインターにおいて、前記白色反射性塗膜が、屈折率が１．４６以下の結着剤樹脂中に平均粒径が０．２〜０．３μｍで屈折率が２．５以上の白色顔料を、白色顔料と結着剤樹脂とが１：２乃至５：１の重量比で存在するように分散させて成る白色高反射性塗料から形成されていることを特徴とする計器用ポインター。
- 前記白色高反射性塗料中の結着剤樹脂がフッ素樹脂或いは変性フッ素樹脂である請求項１記載の計器用ポインター。
- 前記白色高反射性塗料中の白色顔料がルチル型二酸化チタンである請求項１または２記載の計器用ポインター。
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