JP6866671B2

JP6866671B2 - 成形品

Info

Publication number: JP6866671B2
Application number: JP2017024004A
Authority: JP
Inventors: 潤美森原; 将博岩永
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: JP2018130833A

Description

本発明は、成形品に関する。

成形品は、樹脂にて形成されることが多く、その表面を保護するため、表面コートを行うことが行われている。
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。

銀鏡層は、金属光沢を帯びさせ、成形品の風合いに深みを持たせることができるが、空気中での変質や、傷つきやすさから、トップコートにより覆うようにしている。
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。

特開２０１２−１４３９５５号公報

しかしながら、前述したような成形品は、多層構造による薄膜干渉による虹色を示すことがある。
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。

本発明は、表面に薄膜干渉による虹色の発現が抑制され、更には異物が入ったように見えることもない、成形品を、提供することを目的とする。

本発明は、以下のものに関する。
（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、充填材を含んだ層の厚みよりも大きい、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、その複数層の一部の層にのみに充填材が含まれ、前記充填材の平均粒径が、充填材が含まれた一部の層の厚みよりも大きい成形品。
（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。

本発明によれば、充填材の平均粒径が、充填材を含んだ層の厚みよりも大きいことで、充填材を含んだ層の表面に充填材が突出して層の均一な厚みを崩し、薄膜干渉による虹色の発現を抑制することができる。
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。

＜基材＞
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。

＜アンダーコート層＞
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。

＜銀鏡層＞
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。

＜トップコート層＞
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。

＜充填材＞
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、平均粒径が充填材を含んだ層の厚み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。

＜表面粗さＲｚ＞
Ｒｚは、基準長さにおける粗さ曲線の中で、最も高い高さと最も深い谷の深さの和を求めたもの。（ＪＩＳ−Ｂ０６０１−２０１３）

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜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。

（銀鏡層の形成）
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。

（トップコートの形成）
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１〜９、比較例１〜３にて、各々に変化させて形成した。

（実施例１）
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−３０平均粒子径３０μｍ略球形状）を０．３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。

（実施例２）
充填材を充填材ｂ(丸尾カルシウム株式会社製：Ｒ重炭平均粒子径２０μｍ不定形な形状)とし平均膜厚１５μｍにした以外は実施例１同様に形成した。

（実施例３）
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)とし平均膜厚３０μｍにした以外は実施例１同様に形成した。

（実施例４）
実施例１のＴＣ−Ａを平均膜厚２０μｍ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ｄ（積水化成品工業株式会社製：ＭＢＸ−８平均粒径８μｍ略球形状）を０．３質量部配合、撹拌したものを別のスプレーガンにて平均膜厚５μｍ吹付、８０℃に設定した乾燥炉内にて、４５分乾燥しトップコート層を形成した。

（実施例５）
充填材を充填材ｅ（積水化成品工業株式会社製：ＭＢＸ−１２平均粒径１２μｍ略球形状）とし平均膜厚１０μｍにした以外は実施例４同様に形成した。

（実施例６）
充填材を充填材ｂとし平均膜厚１５μｍとした以外は実施例４同様に形成した。

（実施例７）
実施例４の吹付の順番を入れ替え形成した。

（実施例８）
実施例５の吹付の順番を入れ替え形成した。

（実施例９）
実施例６の吹付の順番を入れ替え形成した。

（比較例１）
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。

（比較例２）
充填材を充填材ｆ（積水化成品工業株式会社製：ＭＢＸ−２Ｈ平均粒径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。

（比較例３）
充填材を充填材ｇ（積水化成品工業株式会社製：ＭＢＸ−５平均粒径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。

（外観薄膜干渉縞評価）
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。

（外観異物評価）
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。

（外観輝度感評価）
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。

（外観金属質感評価）
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。

（手触り・引っ掛かり評価）
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。

(表面粗さ）
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。

以下、評価結果を表１に示す。

表１の結果より、比較例１〜３では、輝度感、金属質感を有し、ひっかかりも無いが、干渉縞の虹、異物の混入の外観不良が確認された。
これに対し、実施例１〜９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。
さらに、表面粗さについては、実施例３のＲｚ３４．４、触診によるひっかかり評価「△」に対し、実施例１では、Ｒｚ２７．２、触診によるひっかかり評価「○」、という結果になり、粗さ数値Ｒｚ３０以下で引っ掛かりによる不具合が抑制されることが確認された。

Claims

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、充填材を含んだ層の厚みよりも大きく、前記トップコート層の膜厚が２０μｍ〜４０μｍである、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、その複数層の一部の層にのみに充填材が含まれ、前記充填材の平均粒径が、充填材が含まれた一部の層の厚みよりも大きい成形品。
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。