JP6784360B2

JP6784360B2 - 金属調塗料組成物及び塗膜

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Publication number: JP6784360B2
Application number: JP2016217650A
Authority: JP
Inventors: 山中　雅彦; 雅彦山中; 務海老名
Original assignee: Ikuyo Co Ltd
Current assignee: Ikuyo Co Ltd
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: JP2018076405A

Description

本発明は、金属調塗料組成物及び塗膜に関する。

自動車部品等では、表面に金属調の光沢を有する塗膜を形成することが行われている。従来、前記塗膜を形成する金属調塗料組成物として、光輝性顔料と、アクリル樹脂をグラフト化した繊維素系樹脂と、アクリル樹脂を含むバインダーと、溶剤とを含む塗料組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載の金属調塗料組成物では、前記光輝性顔料として蒸着金属膜を粉砕することにより得られた平均粒子径０．１〜３０μｍ、厚さ０．０１〜１μｍの金属片が用いられおり、該光輝性顔料を塗膜中で面方向に配向させることにより金属調光沢を有する塗膜を得ることができるとされている。また、特許文献１記載の金属調塗料組成物では、前記光輝性顔料に、前記アクリル樹脂をグラフト化した繊維素系樹脂を併用することにより、該金属調塗料組成物により形成される塗膜の被塗物に対する密着性を良好にすることができるとされている。

特開２００８−２７４１６４号公報

しかしながら、特許文献１記載の前記金属調塗料組成物により形成される塗膜では、十分な金属調光沢を得られないことがあり、さらに優れた金属調光沢を有する塗膜を形成することができる金属調塗料組成物が望まれる。

本発明は、かかる事情に鑑み、さらに優れた金属調光沢を有する塗膜を形成することができる金属調塗料組成物及び塗膜を提供することを目的とする。

本発明者らは、特許文献１記載の前記金属調塗料組成物により形成される塗膜では、十分な金属調光沢を得られないことがある理由について、鋭意検討した。この結果、本発明者らは、前記光輝性顔料として用いられる金属片が０．０１μｍ（１０ｎｍ）以上の厚さを備えているために塗膜中で乱反射を起こすことがあること、前記アクリル樹脂をグラフト化した繊維素系樹脂を用いているために該光輝性顔料の顔料重量濃度を十分に大きくすることができないことを知見した。

本発明者らは前記知見に基づいてさらに検討を進めた結果、前記光輝性顔料として用いられる金属片の厚さをさらに薄くすることにより、該光輝性顔料を含む金属調塗料組成物により形成される塗膜中における該金属片による乱反射を低減できることを見出した。また、前記光輝性顔料として用いられる金属片の厚さをさらに薄くすることにより、前記アクリル樹脂をグラフト化した繊維素系樹脂を用いることなく、該光輝性顔料を含む金属調塗料組成物により形成される塗膜が被塗物に対して良好な密着性を得ることができ、この結果、該光輝性顔料の顔料重量濃度を大きくすることができ、さらに優れた金属調光沢を得ることができることを見出した。

そこで、本発明の金属調塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散された光輝性顔料と、溶剤とを含む金属調塗料組成物であって、該光輝性顔料は、粒子径が５〜３０μｍの範囲にあり、かつ、厚さが５ｎｍ以上１０ｎｍ未満の範囲にある金属片からなり、該金属片の顔料重量濃度（ＰＷＣ）が３０〜７０質量％の範囲にあることを特徴とする。

本発明の金属調塗料組成物によれば、前記光輝性顔料を構成する前記金属片の粒子径及び厚さが前記範囲にあることにより、該金属調塗料組成物により形成される塗膜の被塗物に対する密着性を良好とすることができ、該塗膜中で該金属片の面方向における配向性を優れたものとして、該金属片による乱反射を低減することができる。

前記金属片の粒子径が３０μｍを超えるか、厚さが１０ｎｍ以上であるときには、前記金属調塗料組成物により形成される塗膜の被塗物に対する密着性が低下し、該塗膜中で該金属片により乱反射が起きやすくなる。一方、前記金属片の粒子径を５μｍ未満とするか、厚さを５ｎｍ未満とすることは技術的に困難である。

また、本発明の金属調塗料組成物によれば、前記金属片の顔料重量濃度（ＰＷＣ）が前記範囲にあることにより、該金属調塗料組成物により形成される塗膜において、優れた金属調光沢を得ることができる。

前記金属片のＰＷＣが３０質量％未満では、前記金属調塗料組成物により形成される塗膜において、優れた金属調光沢を得ることができない。また、前記金属片のＰＷＣが７０質量％を超えると、前記金属調塗料組成物により形成される塗膜の被塗物に対する密着性が低下する。

本発明の金属調塗料組成物において、前記金属片は厚さに対する粒子径の比（粒子径／厚さ）で示されるアスペクト比が１０００〜６０００の範囲にあることが好ましい。本発明の金属調塗料組成物は、前記金属片の前記アスペクト比が前記範囲にあることにより、該金属調塗料組成物により形成される前記塗膜中で、該金属片の面方向における配向性をさらに優れたものとすることができる。

また、本発明の金属調塗料組成物において、前記金属片は金属の粉砕物であることが好ましく、アルミニウムからなることがさらに好ましい。

次に、本発明の塗膜は、被塗物上に形成された下塗り塗膜層と、該下塗り塗膜層上に形成された金属調塗膜層と、該金属調塗膜層上に形成されたクリヤー塗膜層とからなる塗膜であって、該金属調塗膜層が本発明の金属調塗料組成物からなることを特徴とする。

本発明の塗膜によれば、前記金属調塗膜層が本発明の金属調塗料組成物からなることにより優れた金属調光沢を得ることができる。また、本発明の塗膜によれば、前記下塗り塗膜層により前記被塗物に対して優れた密着性を得ることができ、前記クリヤー塗膜層により前記金属調塗膜層に対して優れた保護効果を得ることができる。

本発明の塗膜において、前記金属調塗膜層は、膜厚が５０〜５００ｎｍの範囲にあることが好ましい。前記金属調塗膜層は、膜厚が前記範囲にあることにより、本発明の塗膜に優れた金属調光沢を付与することができる。前記金属調塗膜層は、膜厚が５０ｎｍ未満では相対的に前記光輝性顔料の含有量が低下し、十分な金属調光沢を得ることができないことがある。また、前記金属調塗膜層は、膜厚が５００ｎｍを超えると該金属調塗膜層の凝集破壊による密着不良が発生するという不都合がある。

前記下塗り塗膜層及び前記クリヤー塗膜層は、前記（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂を含むことが好ましく、この結果、前記金属調塗膜層と強固に結合することができ、層間剥離を防止することができる。前記（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂としては、例えば、イソシアネート樹脂又はメラミン樹脂を用いることができる。

また、本発明の塗膜において、前記下塗り塗膜層は、膜厚が５〜４０μｍの範囲にあることが好ましい。前記下塗り塗膜層の膜厚が５μｍ未満では、前記被塗物に対して十分な密着性を得ることができないことがあり、素材の欠点を隠蔽できずムラのように見えることもある。また、前記下塗り塗膜層の膜厚が４０μｍを超えると垂直面での垂れやエッジに額縁が生じるという不都合がある。

また、本発明の塗膜において、前記クリヤー塗膜層は、膜厚が２０〜５０μｍの範囲にあることが好ましい。前記クリヤー塗膜層の膜厚が２０μｍ未満では、前記金属調塗膜層に対して十分な保護効果を得ることができないことがある。また、前記クリヤー塗膜層の膜厚が５０μｍを超えると垂直面での垂れやエッジに額縁が生じるという不都合がある。

本発明の塗膜の構成を示す模式的断面図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１に示すように、本実施形態の塗膜１は、自動車の内外装部品等の樹脂又は金属からなる被塗物２上に形成された下塗り塗膜層３と、下塗り塗膜層３上に形成された金属調塗膜層４と、金属調塗膜層４上に形成されたクリヤー塗膜層５とからなる。

塗膜１において、金属調塗膜層４は、金属調塗料組成物からなり、５０〜５００ｎｍの範囲の膜厚を備えている。前記金属調塗料組成物は、（メタ）アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散された光輝性顔料と、溶剤とを含む。

前記金属調塗料組成物において、前記光輝性顔料は、粒子径が５〜３０μｍの範囲にあり、かつ、厚さが５ｎｍ以上１０ｎｍ未満の範囲にある金属片からなり、該金属片の顔料重量濃度（ＰＷＣ）は３０〜７０質量％の範囲にある。また、金属調塗料組成物において、前記溶剤としては、前記（メタ）アクリル樹脂を溶解できるものであればどのようなものであってもよく、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。

前記光輝性顔料を構成する前記金属片としては、例えば、アルミニウム等の金属の粉砕物を用いることができ、該金属片は厚さに対する粒子径の比（粒子径／厚さ）で示されるアスペクト比が１０００〜６０００の範囲にある。

また、塗膜１において、下塗り塗膜層３は、金属調塗膜層４のバインダー樹脂である（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂からなり、５〜４０μｍの範囲の膜厚を備えている。また、塗膜１において、クリヤー塗膜層５は、金属調塗膜層４のバインダー樹脂である（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂からなり、２０〜５０μｍの範囲の膜厚を備えている。

下塗り塗膜層３又はクリヤー塗膜層５を形成する前記（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂としては、イソシアネート樹脂又はメラミン樹脂を挙げることができる。

次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。

〔実施例１〕
本実施例では、まず、アルミニウムを粉砕してなる平均粒子径１０〜１５μｍ、厚さ５〜１０ｎｍの金属片を、不揮発分２質量％のアクリル樹脂溶液の該不揮発分に対し、１：１の質量比で混合して主剤とし、該主剤と溶剤としての酢酸ブチルとを１：１の質量比で混合して金属調塗料組成物を調製した。

次に、被塗物２としてのＡＢＳ樹脂素材上に黒色の下塗り塗料を塗布し、室温で５分放置した後、８０℃の温度で３０分間加熱乾燥することにより、膜厚１０〜１５μｍの下塗り塗膜層３を形成した。前記下塗り塗料としては、武蔵塗料株式会社製エコハイウレックスＶＪ（商品名）、品番：ＥＣＶＪ６２２を主剤とし、該主剤と、指定された硬化剤と、指定された溶剤とを１０：１：１０の質量比で混合したものを用いた。

次に、下塗り塗膜層３の上に本実施例で得られた金属調塗料組成物を塗布し、室温で５分放置した後、８０℃の温度で３０分間加熱乾燥することにより、膜厚１００〜１５０ｎｍの金属調塗膜層４を形成した。

次に、金属調塗膜層４の上にクリヤー塗料を塗布し、室温で５分放置した後、８０℃の温度で３０分間加熱乾燥することにより、膜厚２０〜２５μｍのクリヤー塗膜層５を形成し、下塗り塗膜層３、金属調塗膜層４、クリヤー塗膜層５からなる塗膜１を形成した。前記クリヤー塗料としては、武蔵塗料株式会社製ＩＫＹ（商品名）、品番：ＭＰＣ−（ＳＰ１６−１３５３９）を主剤とし、該主剤と、指定された硬化剤と、指定された溶剤とを４：１：４の質量比で混合したものを用いた。

次に、本実施例で得られた塗膜１の光輝感及び粒子感について、モニター１０人の目視による官能試験で評価した。塗膜１の光輝感は、「ある」を５点、「少しある」を３点、「殆どない」を１点とし、粒子感は、「殆どない」を５点、「少しある」を３点、「ある」を１点とし、それぞれモニター１０人の平均値をその指標とした。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
本実施例では、被塗物２としてのＰＰ樹脂素材上にグレー色のプライマー塗料を塗布し、室温で５分放置することにより、膜厚１０〜１５μｍのプライマー塗膜層（図示せず）を形成し、該プライマー塗膜層上に下塗り塗膜層３を形成した以外は、実施例１と全く同一にして塗膜１を形成した。前記プライマー塗料としては、武蔵塗料株式会社製ＥＣＯＰＡＮＵＣＯＰＰ（商品名）、品番：ＥＣ−ＳＧ８１０を主剤とし、該主剤と、指定された溶剤とを１０：７の質量比で混合したものを用いた。

次に、本実施例で得られた塗膜１の光輝感及び粒子感について、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

〔比較例１〕
本比較例では、実施例１で用いたものと同一のＡＢＳ樹脂素材を用い、まず、被塗物２上にシルバーメタリック塗料を塗布し、室温で５分放置することにより、膜厚２０〜２５μｍの金属調塗膜層４を形成した。前記シルバーメタリック塗料としては、大日本塗料株式会社製アクリタン１０００（商品名）を主剤とし、該主剤と、指定された硬化剤と、指定された溶剤とを１０：１：５の質量比で混合したものを用いた。

次に、金属調塗膜層４の上にクリヤー塗料を塗布し、室温で５分放置した後、８０℃の温度で３０分間加熱乾燥することにより、膜厚２０〜２５μｍのクリヤー塗膜層５を形成し、金属調塗膜層４、クリヤー塗膜層５からなる塗膜１を形成した。前記クリヤー塗料としては、大日本塗料株式会社製Ｕトップコートクリヤー（商品名）を主剤とし、該主剤と、指定された硬化剤と、指定された溶剤とを１００：１５：６０の質量比で混合したものを用いた。

次に、本比較例で得られた塗膜１の光輝感及び粒子感について、実施例１と全く同一にして評価した。結果を表１に示す。

〔比較例２〕
本比較例では、比較例１で用いたシルバーメタリック塗料に代えて、光輝度シルバー塗料を用い、膜厚８〜１０μｍの金属調塗膜層４を形成した以外は、比較例１と全く同一にして金属調塗膜層４、クリヤー塗膜層５からなる塗膜１を形成した。前記光輝度シルバー塗料としては、大日本塗料株式会社製アクリタンＭＹ−５１／ＳＳＣＭ２００（商品名）を主剤とし、該主剤と、指定された硬化剤と、指定された溶剤とを１００：５：５０の質量比で混合したものを用いた。

表１から、本発明に係る実施例１及び実施例２の塗膜１によれば、従来の市販の塗料により形成された比較例１及び比較例２の塗膜１に比較して、光輝感がある一方、粒子感が無く、優れた金属調光沢を得ることができることが明らかである。

１…塗膜、２…被塗物、３…下塗り塗膜層、４…金属調塗膜層、５…クリヤー塗膜層。

Claims

（メタ）アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散された光輝性顔料と、溶剤とを含む金属調塗料組成物であって、
該光輝性顔料は、粒子径が５〜３０μｍの範囲にあり、かつ、厚さが５ｎｍ以上１０ｎｍ未満の範囲にある金属片からなり、
該金属片の顔料重量濃度（ＰＷＣ）が３０〜７０質量％の範囲にあることを特徴とする金属調塗料組成物。
請求項１記載の金属調塗料組成物において、前記金属片は厚さに対する粒子径の比（粒子径／厚さ）で示されるアスペクト比が１０００〜６０００の範囲にあることを特徴とする金属調塗料組成物。
請求項１又は請求項２記載の金属調塗料組成物において、前記金属片は金属の粉砕物であることを特徴とする金属調塗料組成物。
請求項３記載の金属調塗料組成物において、前記金属片はアルミニウムからなることを特徴とする金属調塗料組成物。
被塗物上に形成された下塗り塗膜層と、該下塗り塗膜層上に形成された金属調塗膜層と、該金属調塗膜層上に形成されたクリヤー塗膜層とからなる塗膜であって、
該金属調塗膜層が（メタ）アクリル樹脂を含むバインダー樹脂と、該バインダー樹脂に分散された光輝性顔料とを含み、
該光輝性顔料は、粒子径が５〜３０μｍの範囲にあり、かつ、厚さが５ｎｍ以上１０ｎｍ未満の範囲にある金属片からなり、該金属片の顔料重量濃度（ＰＷＣ）が３０〜７０質量％の範囲にあることを特徴とする塗膜。
請求項５記載の塗膜において、前記金属調塗膜層は、膜厚が５０〜５００ｎｍの範囲にあることを特徴とする塗膜。
請求項５又は請求項６記載の塗膜において、前記下塗り塗膜層及び前記クリヤー塗膜層は、前記（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂を含むことを特徴とする塗膜。
請求項７記載の塗膜において、前記（メタ）アクリル樹脂の水酸基と反応して化学結合を生成可能な官能基を備える樹脂は、イソシアネート樹脂又はメラミン樹脂であることを特徴とする塗膜。
請求項５〜請求項８のいずれか１項記載の塗膜において、前記下塗り塗膜層は、膜厚が５〜４０μｍの範囲にあることを特徴とする塗膜。
請求項５〜請求項９のいずれか１項記載の塗膜において、前記クリヤー塗膜層は、膜厚が２０〜５０μｍの範囲にあることを特徴とする塗膜。