JP6156027B2

JP6156027B2 - 積層塗膜及び自動車の車体

Info

Publication number: JP6156027B2
Application number: JP2013204432A
Authority: JP
Inventors: 加藤　秀和; 秀和加藤; 佳奈春木; 直人和久
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015066866A

Description

本発明は、積層塗膜及び該積層塗膜を備える自動車の車体に関する。

自動車の車体等の塗装においては、防錆用の電着塗料によって下塗り塗膜を形成し、その上に下地隠蔽性を有する中塗り塗膜を形成し、その上に上塗り塗膜（ベース塗膜およびクリヤ塗膜）を重ねる塗膜構造が一般に採用されている。また、省資源等の観点から、中塗り塗膜をなくし、下塗り塗膜の上に上塗り塗膜を直接重ねることも試みられている。例えば、カチオン電着塗膜の上に下地隠蔽性を有するベース塗膜を形成し、その上にクリヤ塗膜を形成することがなされている。

ところで、塗装の一形態として艶消し塗装（マットカラー化）が知られている。この艶消し塗装は、例えば特許文献１に記載されているように、一般にクリヤ塗料に艶消し材を配合しておき、この艶消し材によってクリヤ塗膜の表面を可視光線波長よりも大きな粗さレベルで粗面化（凹凸）にすることによってなされている。この場合、光がクリヤ塗膜表面で乱反射することによって、艶消し効果が得られる。

特許第５１８１４１４号公報

しかし、クリヤ塗膜によるマットカラー化では、クリヤ塗膜表面の粗度（凹凸）が補修のための研磨や、洗車、ワックス塗り等によって低下すると、光が乱反射し難くなり、その結果、艶消し効果が低下する。また、クリヤ塗膜表面に微細凹凸が形成されているため、汚れも落ちにくくなる。

そこで、本発明は、クリヤ塗膜表面の研磨等に拘わらず、艶消し効果が持続する積層塗膜および塗装物を得ることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、ベース塗膜とクリヤ塗膜の界面での光の乱反射によって艶消し効果を得るようにした。

すなわち、ここに提示する自動車の車体表面に設けられる積層塗膜は、着色材を含有するベース塗膜と、該ベース塗膜の上に直接重ねられたクリヤ塗膜とを備え、
上記ベース塗膜は、上記着色材としてのカーボンブラックと、艶消し材としての、アクリル系樹脂粒子、シリカ、カラーポリマービーズ、ポリエチレンワックス、又は球体セルロースとを含有していて、その鏡面光沢度（入射角度６０度）が２０以下であり、その表面粗さＲａが４〜７μｍであり、
上記クリヤ塗膜は、上記ベース塗膜を構成する樹脂よりも低屈折率の低屈折化材を含有していて、その波長５８９．３ｎｍでの屈折率が１．２以上１．５以下であって上記ベース塗膜を構成する樹脂の屈折率よりも低いことを特徴とする。

上記クリヤ塗膜としては、無色透明のクリヤ塗膜であっても、カラークリヤ塗膜であってもよい。

上記積層塗膜では、ベース塗膜の鏡面光沢度が低いことから、クリヤ塗膜を透過した光がベース塗膜表面で乱反射することにより、艶消し効果が得られる。また、クリヤ塗膜の屈折率がベース塗膜を構成する樹脂の屈折率よりも低いということは、空気の屈折率に近いということであり、そのため、クリヤ塗膜表面での光の反射が抑えられ、艶消し効果が高くなる。

そうして、上述の如く、クリヤ塗膜の低屈折率化とベース塗膜表面での光の乱反射とによって艶消し効果を得るから、クリヤ塗膜表面の粗さ如何に拘わらず、所定の艶消し効果を確保することができる。すなわち、クリヤ塗膜表面の研磨等によって艶消し効果が大きく低下することがなく、さらには、クリヤ塗膜表面を鏡面仕上げにすることも可能になるから、クリヤ塗膜表面の汚れ防止にも有利になる（汚れが付着しにくくなり、また、付着した汚れを落とし易くなる。）。

上記クリヤ塗膜の低屈折率化において、好ましいのは、上記ベース塗膜を構成する樹脂よりも低屈折率の低屈折化材としてのナノ粒子を当該クリヤ塗膜に添加することである。これにより、クリヤ塗膜の透明性を損なうことなく、その低屈折率化を図ることができる。本発明に係る塗装物は、自動車の車体の下塗り塗膜の上に上記ベース塗膜が直接重なったものであっても、自動車の車体の下塗り塗膜上に重ねられた中塗り塗膜の上に上記ベース塗膜が重なったものであってもよい。

本発明によれば、クリヤ塗膜の低屈折率化とベース塗膜表面での光の乱反射とによって、クリヤ塗膜表面の粗さ如何に拘わらず、艶消し効果を得ることができ、クリヤ塗膜表面の研磨等によって艶消し効果が大きく低下することがなくなるとともに、クリヤ塗膜表面の汚れ防止にも有利になる。

実施形態に係る積層塗膜構造を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示す実施形態に係る積層塗膜において、１は鋼製被塗物としての自動車の車体外板である。この車体外板１の表面にエポキシ系カチオン電着塗料による下塗り塗膜２が形成されている。この下塗り塗膜２の上に、耐光劣化性、耐チッピング性及び発色性を高めるための下地隠蔽性を有する中塗り塗膜３が重ねられている。そして、中塗り塗膜３の上に上塗り塗膜４が重ねられている。

上塗り塗膜４は、ベース塗膜５と、ベース塗膜４の上に重ねられたクリヤ塗膜６よりなる。ベース塗膜５は、着色材としての顔料７、光輝材８等が樹脂中に分散してなり、積層塗膜に発色性ないし意匠性を付与する。クリヤ塗膜６は、積層塗膜に耐候性や耐摩耗性を付与する。

本発明の特徴とするところは、ベース塗膜５の表面を可視光線波長よりも大きな粗さレベルで粗面化（微細凹凸を形成）して該ベース塗膜５の鏡面光沢度を２０以下（表面粗さＲａ＝４〜７μｍ程度）にし、且つクリヤ塗膜６の屈折率をベース塗膜５を構成する樹脂の屈折率よりも低くすることによって、当該積層塗膜に艶消し効果を与えていることにある。

すなわち、ベース塗膜５の鏡面光沢度が低いことから、図１に矢符で模式的に示すように、クリヤ塗膜６を透過した光がベース塗膜５の表面で乱反射することにより、艶消し効果が得られる。また、クリヤ塗膜６の屈折率が空気の屈折率に近く、そのため、クリヤ塗膜６の表面での光の反射が抑えられ、艶消し効果が高くなる。

実施形態１では、ベース塗膜５に粒子状艶消し材９を添加して該ベース塗膜５の鏡面光沢度を２０以下とし、クリヤ塗膜６に低屈折率の金属酸化物のナノ粒子１１を添加して該クリヤ塗膜６の屈折率を調整している。一例として黒色を発色させる上塗り塗膜の構成を表１に示す。

表１において、ベース塗膜５を構成するアクリル系樹脂としては、日本ペイント社製アクリル樹脂（酸価；２０ｍｇＫＯＨ／ｇ，水酸基価；７５ｍｇＫＯＨ／ｇ，数平均分子量；５０００，固形分６０質量％）を採用した。カーボンブラックとしては、三菱化学社製三菱カーボンブラック＃２６５０を採用した。艶消し材としては、綜研化学社製ケミスノーＭＲシリーズのアクリル系樹脂粒子（平均粒子径２０μｍ）を採用した。クリヤ塗膜６を構成するアクリル系樹脂としては、日本ペイント社製アクリル樹脂を採用し、ＳｉＯ_２ナノ粒子としては、シーアイ化成社製Nano Tek Slurry（ＳｉＯ_２固形分２０質量％相当）を採用した。

ベース塗膜５の樹脂の屈折率は１．５３、クリヤ塗膜６の屈折率は１．３５、グロス計（ＨＯＲＩＢＡ製ハンディ光沢計「グロスチェッカ」Ｇ−３２０）で測定したベース塗膜５の鏡面光沢度は１５であった。

なお、艶消し材９としては、上述のアクリル系樹脂粒子に限らず、平均粒子径１〜３０μｍ程度のシリカ、合成シリカ、カラーポリマービーズ、ポリエチレンワックス、又は球体セルロースを用いることができる。

１被塗物
２下塗り塗膜
３中塗り塗膜
４上塗り塗膜
５ベース塗膜
６クリヤ塗膜
７着色材（顔料）
８光輝材
９艶消し材
１１ナノ粒子

Claims

自動車の車体表面に設けられる積層塗膜であって、
着色材を含有するベース塗膜と、該ベース塗膜の上に直接重ねられたクリヤ塗膜とを備え、
上記ベース塗膜は、上記着色材としてのカーボンブラックと、艶消し材としての、アクリル系樹脂粒子、シリカ、カラーポリマービーズ、ポリエチレンワックス、又は球体セルロースとを含有していて、その鏡面光沢度（入射角度６０度）が２０以下であり、その表面粗さＲａが４〜７μｍであり、
上記クリヤ塗膜は、上記ベース塗膜を構成する樹脂よりも低屈折率の低屈折化材を含有していて、その波長５８９．３ｎｍでの屈折率が１．２以上１．５以下であって上記ベース塗膜を構成する樹脂の屈折率よりも低いことを特徴とする積層塗膜。
請求項１に記載の積層塗膜を備えることを特徴とする自動車の車体。