JP6866670B2 - 成形品 - Google Patents
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Description
具体的には、自動車成形品では、外装面の質感も重要なことから、基材の上に平坦化するアンダーコート層、質感を向上させる銀鏡層、表面保護を行うトップコート層と、3層からなる表面コートを行っている。
また、トップコートは、必ずしも1層ではなく、複数層にすることもある。
薄膜干渉は、各層での反射光が、互いに干渉しあうことで虹色を生ずるものであり、水たまりに油膜がある時や、シャボン玉の表面等により、よく知られているが、色むらのように見えることもあり、好ましいものではない。
また、自動車用の成形品では、表面外観に注意が必要であり、異物が入っているように見えることがあってはならない。
(1)基材と、この基材上に下から順次積層するアンダーコート層、銀鏡層、トップコート層とを備え、前記トップコート層が、無機又は有機の充填材を含み、この充填材の平均粒径が20μmよりも大きい、成形品。
(2)項(1)において、トップコート層が、複数層により形成され、その複数層の少なくとも1層に充填材が含まれる、成形品。
(3)項(1)又は(2)において、充填材を含む層で形成される成形品の表面粗さRzが30以下である成形品。
トップコート層が複数層である場合は、より深みを出すことができると共に、層の一部に充填材を含むことから、多少の異物が混入しても充填材と同化することでこれが目立たず、外観不良が発生しにくい。
充填材を含む塗面の粗さRzが30以下であれば、成形品に触れた際の衣類やカバンなどの繊維の引っかかりが発生しにくく、自動車部品として使用した際には、使用者が乗降時に衣類の破れなどを気にせずに済む。
本明細書にて述べる基材とは、後述するアンダーコート層を積層させるものであり、材質は特に限定されるものではないが、金属成形品又は合成樹脂成形品等を用いることができ、合成樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ビニル系ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、熱可塑性エストラマー等を用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を用いることができる。
具体的には、自動車成形品に用いるものであれば、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ABS樹脂がある。ポリプロピレンは、樹脂の中でも比重が軽く、加工しやすく、引張強度、衝撃強度、圧縮強度が高く、耐候性、耐熱性にも優れている。ABSは、プラスチック素材の中でも、比較的後の表面処理がしやすく、塗装など成形後に施すことが容易な樹脂であり、耐薬品性、剛性に優れ、耐衝撃性、耐熱性、耐寒性にも強い。ポリカーボネイトは、プラスチック素材の中でも高い耐衝撃性を持ち、耐候性や耐熱性にも優れ、透明性にも長けている、又加工もしやすく、プラスチック素材の中でも比較的軽く、丈夫な素材である。
本明細書にて述べるアンダーコート層とは、先に述べた基材上に配置されるものであり、後述する銀鏡層を配置する前の平滑面を形成すると共に、基材及び銀鏡層との密着性に優れたものを用いることが好ましい。
具体的には、フッソ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、メラニン樹脂塗料、シリコン樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料等があるが、特に好ましいのは、アクリルシリコン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料である。
アクリルシリコン樹脂塗料は、下地に対する付着性が高く、更に光沢保持性、保色性が高く、耐薬品性、耐油性、耐水性にも優れている。
アクリルウレタン樹脂塗料は、塗膜が柔らかく、密着性に優れ、耐久性、耐候性、耐薬品性にも優れている。
アンダーコート層の厚みは、特に制限されるものではないが、平滑面が確保しやすいことから5〜25μm程度が望ましい。
また、基材の材質によりアンダーコート層と基材の密着性を高めるためにプライマー層を介入させても良い。
本明細書にて述べる銀鏡層は、銀薄膜層を意味するものであり、金属銀を昇華付着させる蒸着法、真空容器を用いるスパッタリング法、銀薄膜を予めフィルム上に形成し転写さえる転写法、めっき法等により、形成することができる。
銀鏡層の厚みは、特に制限されるものではないが、50〜200nm程度が望ましい。50nm以上であると、透過性が少なく、銀鏡の役目を果たしやすく、200nm以下であると、銀色の変色がすくない。
本明細書にて述べるトップコート層は、先に述べた銀鏡層を保護するものであり、銀鏡層を隠蔽しない透明性を有したクリアなもの、又は、着色されたカラークリアの樹脂塗料を用いることができ、具体的には熱硬化性樹脂を用いることができる。
具体的な熱硬化性樹脂としては、フッソ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、メラニン樹脂塗料、シリコン樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料等を用いることができ、アクリルシリコン樹脂塗料、又は、アクリルウレタン塗料を用いることが特に好ましい。
アクリルシリコン樹脂塗料は、下地に対する付着性が高く、更に光沢保持性、保色性が高く、耐薬品性、耐油性、耐水性にも優れている。
アクリルウレタン樹脂塗料は、塗膜が柔らかく、密着性に優れ、耐久性、耐候性、耐薬品性にも優れている。
トップコート層は、必ずしも単層である必要はなく、複数層としてもよい。
トップコート層が、複数層であると、見た目に深みを増したものとなり、光沢のある質感を出しやすい。
トップコート層の厚みは、特に限定されるものではないが、20〜40μm程度が好ましい。
厚みが20μm以上であると、先に述べた銀鏡層を十分に保護することができ、40μm以下であると、経年変化によるクラック、剥がれ、密着不良等が出にくい。
本発明にて述べる充填材は、その材質を無機又は有機とするものであり、形状としては略球形、鱗片形、真球等、適宜選択することができる。
無機物としては、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素(シリカ)、ケイ酸塩鉱物(タルク・マイカ)、珪酸アルミニウム(クレー)、酸化アルミニウム(アルミナ)、セラミック(酸化チタン)等であり、これらを主成分とする紛体でもよい。
有機物としては、ポリイミド、ポロテtpラフィリロエチレン(PTFE)、ナイロン、アクリル酸エステル、スチレン等を微粉砕一造粒して得られた紛体を用いることができる。
充填材は、無色でも有色でも用いることができるが、無色透明又は白濁色であることが好ましい。これは、充填材がある層の下層にある銀鏡膜を意匠として生かすため、充填材のブツブツ感が見えてしまうような有色物(有色透明を除く)でない方が望ましい。
尚、有色物を用いる場合は、充填材を含む層、又はその上に重なる層が充填材と同色系のカラークリアを用いることが好ましい。同色系であれば、黒色である充填材であってもよい。
充填材は、平均粒径が20μmよりも大きいものであり、これにより、虹色の発現を抑えることができる。平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いて、粒子にレーザ光を照射し、回折・散乱光の強度分布の50%粒子径(メディアン径)を意味する。
充填材は、トップコート層中に分散されるものであり、トップコート層が複数層で構成される場合は、その中の少なくとも1層に分散される。
充填材を複数あるトップコート層の何れに分散させるかは、任意に決定することができるが、トップコート層の最外層に分散させた場合は、反射率が抑制され、落ち着いた雰囲気になると共に、充填材の感触を得ることができる。最外層以外の層へ充填材を分散させた場合は、より光沢が増すと共に、金属感のあるものとすることができる。
本明細書にて述べる表面粗さRzは、「JIS−B0601−2013」により規定されるものであり、最も高い高さと最も深い谷の深さの和を求めたものである。
<実施例1>
(アンダーコート層の形成)
縦:70mm×横:150mm×厚み:3mmの平面状ABS基材を準備し、この基材の表面をIPA(イソプロピルアルコール)を含ませたウエスで脱脂、洗浄し、油膜・汚れ・塵埃を除去した。除去した基材を乾燥させ、大橋化学工業株式会社製のMSPS用アンダーコートクリアDと、MSPS用アンダーコートシンナーNo.15と、MSPS用アンダーコート添加剤Lと、MSPS用アンダーコート硬化剤Nとを25:35:0.5:4(質量部での割合)の割合で配合、撹拌し、スプレーガンで吹きつけ、80℃に設定した乾燥炉内にて1時間乾燥し平均膜厚15μmのアンダーコート層を形成させた。
アンダーコート層を形成した基材を純水にてスプレー洗浄した後、三菱製紙株式会社製のMSPS−Sa1A(商品名)をスプレー塗布し、純水による充分なスプレー洗浄の後、三菱製紙株式会社製のMSPS−Sa2A(商品名)を塗布し、銀鏡析出の活性化処理を施した後、2頭スプレーガンにて、三菱製紙株式会社製のMSPS−Ag(商品名)とMSPS−Do(商品名)の2液を同時に塗布し、銀鏡反応による銀鏡層を形成した後、純水によるスプレー洗浄し、三菱製紙株式会社製のMSPS−R1Aを塗布し、更に純水によるスプレー洗浄を行った。次に銀鏡層の水分を除去するため、圧縮空気(エアブロー)を吹付けた後、45℃に設定した乾燥炉内で30分間乾燥させた。
トップコートは、銀鏡層の乾燥後の成形品の温度が室温(25℃)になったことを確認した後、後述する表1に示すように、実施例1〜12、比較例1〜10にて、各々に変化させて形成した。
大橋化学工業株式会社製のMSPS用トップコートクリヤーMと、MSPS用トップコートシンナーP−7と、MSPS用トップコート硬化剤Wと、MSPS用色剤ブラックとを、20:20:5:0.4(質量部での割合 配合:TC−A)と、充填材a(積水化成品工業株式会社製:MBX−25H 平均粒子径25μm 略球形状)を0.2質量部配合、撹拌し、スプレーガンで吹付、80℃に設定した乾燥炉内にて、45分乾燥し平均膜厚25μmのトップコート層を形成させた。
充填材を充填材b(積水化成品工業株式会社製:MBX−30 平均粒子径30μm 略球形状)とした以外は実施例1同様に形成した。
充填材を充填材c(積水化成品工業株式会社製:MBX−50 平均粒子径50μm 略球形状)とした以外は実施例1同様に形成した。
充填材を充填材d(丸尾カルシウム株式会社製:R−70H 平均粒子径25μm 不定形な形状)とした以外は実施例1同様に形成した。
実施例1のTC−Aを吹付直後、大橋化学工業株式会社製のMSPS用トップコートクリヤーMと、MSPS用トップコートシンナーP−7と、MSPS用トップコート硬化剤Wを20:20:5(質量部での割合 配合:TC−B)と充填材aを0.2質量部配合、撹拌したものを別のスプレーガンにて吹付、80℃に設定した乾燥炉内にて、45分乾燥し合計平均膜厚35μmのトップコート層を形成した。
充填材を充填材bとした以外は実施例5同様に形成した。
充填材を充填材cとした以外は実施例5同様に形成した。
充填材を充填材dとした以外は実施例5同様に形成した。
実施例5のTC−Bと充填材aを0.2質量部配合、撹拌し、吹付直後、実施例1のTC−Aを別のスプレーガンにて吹付、80℃に設定した乾燥炉内にて、45分乾燥し、合計平均膜厚35μmのトップコート層を形成した。
充填材を充填材bとした以外は実施例9と同様に形成した。
充填材を充填材cとした以外は実施例9と同様に形成した。
充填材を充填材dとした以外は実施例9と同様に形成した。
実施例1の充填材aの配合を除いた以外は、実施例1と同様に形成した。
充填材を充填材e(積水化成品工業株式会社製:MBX−2H 平均粒子径2.5μm 略球形状)に変更した以外は実施例1と同様に形成した。
充填材を充填材f(積水化成品工業株式会社製:MBX−5 平均粒子径5μm 略球形状)に変更した以外は実施例1と同様に形成した。
充填材を充填材g(積水化成品工業株式会社製:MBX−12 平均粒子径12μm 略球形状)に変更した以外は実施例1と同様に形成した。
充填材を充填材eに変更した以外は、実施例5と同様に形成した。
充填材を充填材fに変更した以外は、実施例5と同様に形成した。
充填材を充填材gに変更した以外は、実施例5と同様に形成した。
充填材を充填材eに変更した以外は、実施例9と同様に形成した。
充填材を充填材fに変更した以外は、実施例9と同様に形成した。
充填材を充填材gに変更した以外は、実施例9と同様に形成した。
実施例及び比較例の成形品について、被験者50名により、目視を行って、薄膜干渉縞(虹色)の発生の有無を確認した。
評価は、虹の発生なしと判断した人数により行い、40名以上がなしと判断すれば「◎」、30〜39名がなしと判断すれば「○」、20〜29名以下がなしと判断すれば「△」、19名以下がなしと判断すれば「×」とした。
実施例及び比較例の成形品について、被験者50名により、目視を行って、外観異物の発生の有無を確認した。
評価は、異物混在なしと判断した人数により行い、40名以上がなしと判断すれば「◎」、30〜39名がなしと判断すれば「○」、20〜29名以下がなしと判断すれば「△」、19名以下がなしと判断すれば「×」とした。
実施例及び比較例の成形品について、被験者50名により、目視を行って、外観輝度感の有無を確認した。
評価は、輝度感ありと判断した人数により行い、40名以上がありと判断すれば「◎」、30〜39名がありと判断すれば「○」、20〜29名以下がありと判断すれば「△」、19名以下がありと判断すれば「×」とした。
実施例及び比較例の成形品について、被験者50名により、目視を行って、外観金属質感の有無を確認した。
評価は、金属質感ありと判断した人数により行い、40名以上がありと判断すれば「◎」、30〜39名がありと判断すれば「○」、20〜29名以下がありと判断すれば「△」、19名以下がありと判断すれば「×」とした。
実施例及び比較例の成形品について、被験者50名により、触診を行って、手触り・引っ掛かりの有無を確認した。
評価は、被験者に綿手袋を装着してもらい、装着した綿手袋にて成形品表面を撫でて引っ掛かりなしと判断した人数により行い、40名以上がなしと判断すれば「◎」、30〜39名がなしと判断すれば「○」、20〜29名以下がなしと判断すれば「△」、19名以下がなしと判断すれば「×」とした。
実施例及び比較例の成形品について、粗さ計測定試験を行い、Rz(JIS−B−0601−2013)を算出。
尚、粗さ計測定は、触針式で、被測定面に触針の先端を置き、被測定面に沿って、触針を移動し、表面の凹凸による上下する量を電気的に拡大し、測定する方法である。
これに対し、実施例1〜12では、輝度感、金属質感も損なうことなく、ひっかかりも無い上、干渉縞の虹、異物の混入による外観不良もないことが確認された。
更に、表面粗さについては、実施例4の Rz 38.4、触診によるひっかかり評価「△」に対し、実施例8では、Rz 24.3、触診によるひっかかり評価「○」、実施例12では、Rz 8.42、触診によるひっかかり評価「◎」という結果になり、単層でなる実施例4に対し、2層でなる実施例8と実施例12では、輝度感、金属質感を保持したまま、ひっかかりによる不具合感も抑制出来ることが確認された。
Claims (3)
- 基材と、この基材上に下から順次積層するアンダーコート層、銀鏡層、トップコート層とを備え、前記トップコート層が、無機又は有機の充填材を含み、この充填材の平均粒径が20μmよりも大きい、成形品。
- 請求項1において、トップコート層が、複数層により形成され、その複数層の少なくとも1層に充填材が含まれる、成形品。
- 請求項1又は2において、充填材を含む層で形成される成形品の表面粗さRzが30μm以下である成形品。
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