JPH10337529A - 光輝顔料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】曇りや雨の日中、あるいは夜間や室内の電灯の
光のもとでも強い光輝性を発現できるようにする。 【解決手段】透明材料からなる扁平形状の粒子形状で、
外周部１１の屈折率を内周部１０の屈折率より小さくし
た。界面での全反射により入射面１２から入射した光の
大部分が放射面１３へ向かい、発光した放射面１３が入
射面１２側から視認されることで光輝顔料が輝いて見え
る。全反射により側周面から逃げる光がほとんどなく、
入射面１２から入射した光のほぼ全量で発光するため、
効率がよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料などに混合さ
れて用いられ、太陽光の照射などにより光輝性を発現す
る光輝顔料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車の塗色としては、有機着
色顔料あるいは無機着色顔料を用いたソリッドカラー
と、光輝性を有する顔料を用いたメタリックカラーとが
あり、それぞれ各種顔料を混合して種々の色調を得てい
る。また近年の自動車においては、メタリックカラーに
新規な意匠性が求められ、各種の光輝顔料が開発されて
いる。

【０００３】光輝性顔料のうち古くから利用されている
アルミニウム箔顔料は、アルミニウムの金属光沢を利用
し、塗膜に入射する光をアルミニウム顔料で反射するこ
とにより光輝感を発現するものである。したがって着色
顔料を混合しなければ銀色の色調となり、各種有機顔料
を併用することでブルー、レッド、グリーンなどのカラ
ーメタリック色調となる。

【０００４】そして近年利用が増大しているパールマイ
カ顔料は、マイカの扁平粒子表面に二酸化チタン層を形
成したものである。このパールマイカ顔料では、二酸化
チタン層とマイカとの屈折率の違いによる光干渉が生
じ、また各層表面での反射光も加わって、独特のメタリ
ック感が得られる。そして着色顔料を併用することで、
見る角度によって色調が大きく異なるという２色性も発
現される。

【０００５】また、マイカ形状の酸化鉄であるＭＩＯ顔
料では、酸化鉄の光吸収によりカラーメタリック色調が
得られ、マイカ表面に銀メッキを施した光輝顔料では、
鮮やかな干渉色とメッキ層の反射による光輝感とが組合
わさった新規な塗色が得られる。これらの光輝顔料は、
透明な樹脂液中に混合されてベース塗料とされ、一般に
カラーベ−ス層表面に塗装され、Ｗｅｔ−ｏｎ−Ｗｅｔ
でクリア塗料を塗布した後、一体的に焼付け乾燥され
る。なお、ベース塗料中に着色顔料を混合することも行
われている。この場合にはカラーベース層を形成しない
場合もある。

【０００６】例えば特開平６−１２６２３９号公報に
は、クリア塗料を間に挟んでベース塗料を２層形成し、
最上層にさらにクリア塗料を塗装した塗膜が開示されて
いる。このような多層構造とすることにより、反射光間
の位相差が大きくなり、深みが増大する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の光輝顔
料を用いた塗膜においては、晴れた日の太陽光のもとで
は高い光輝感を発現するが、曇りや雨の日あるいは夜間
や室内の電灯の光のもとでは、光輝感がほとんど得られ
ないという不具合がある。例えばアルミニウム箔顔料で
は、曇りや雨の日あるいは夜間や室内の電灯の光のもと
では、金属の物体色が表出するのみで輝きのないグレー
色となり、マイカ顔料では併用している有機顔料の色の
みが表出するという問題がある。

【０００８】また干渉色や２色性など特有の意匠も、強
い太陽光のもとで初めてその意匠が発現されるものであ
り、曇りや雨の日あるいは夜間や室内の電灯の光のもと
ではその意匠が発現されないという不具合がある。本発
明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、曇り
や雨の日中、あるいは夜間や室内の電灯の光のもとでも
強い光輝性を発現できる光輝顔料を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の光輝顔料の特徴は、透明材料から形成された扁平形
状の粒子からなり、外周部の屈折率が内周部の屈折率よ
り小さいことにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】従来のマイカ顔料などにおいて
は、全体が均一な組成であるために入射した光は内部で
全反射することなく透過する。そのため表面の反射光の
みが光輝性に寄与し、強い太陽光などが照射された場合
には光輝感が得られるものの、光量が小さな雨天時や曇
りの日などには光輝感が得られない。

【００１１】そこで本発明の光輝顔料は、図１に示すよ
うに内周部の高屈折率部１０と、その外周の低屈折率部
１１とから構成され、扁平形状に形成されている。本発
明の光輝顔料はこのように扁平形状であるため、液状塗
料中に配合して塗装すると、塗面に略平行に配向するも
のが多い。したがって塗膜に光が照射されると、図２に
示すように光は光輝顔料の入射面１２から入射する。

【００１２】入射面１２から入射した光の一部は、その
まま反対側の放射面１３へ向かう。また高屈折率部１０
と低屈折率部１１の界面に臨界角以上に傾斜して入射し
た光は、高屈折率部１０と低屈折率部１１の界面で全反
射し、時には全反射を繰り返しながら放射面１３へ向か
う。高屈折率部１０と低屈折率部１１の界面に臨界角よ
り小さい角度で入射し、かつ高屈折率部１０と低屈折率
部１１の界面に到達した一部の光のみが、外周部から放
出される。したがって入射面１２から入射した光の大部
分が放射面１３へ向かい、放射面１３から放射されて放
射面１３が光る。

【００１３】そしてこの光輝顔料は薄い扁平形状である
ので、発光した放射面１３を入射面１２側から視認する
ことができ、光輝顔料が輝いて見えることとなる。した
がって本発明の光輝顔料では、入射面１２から入射する
光のほぼ全量により放射面１３が発光するので、曇りや
雨の日の日光、あるいは夜間や室内の電灯の光であって
も、光輝性を発現することができる。

【００１４】本発明の光輝顔料の形状は、扁平形状であ
れば特に制限されない。しかし塗料用に用いるのであれ
ば、スプレーノズルの詰まりなどを防ぎ、塗膜の平滑性
を損なわないようにする必要があり、その最大径は約３
０μｍ〜１００μｍとすることが望ましい。なおシート
などに混入して用いるなら、例えば直径５００μｍ程度
など、さらに大きなものを用いることができる。

【００１５】また本発明の光輝顔料の厚さは、１〜１５
μｍ程度とすることが好ましい。これより厚いと放射面
の発光を入射面から見ることが困難となって光輝性が低
下するとともに、塗膜中に混入した場合に塗膜の平滑性
が低下する。なお、可視光の波長はｎｍ単位であるの
で、厚さがμｍ単位の光輝顔料であれば入射面から入射
した光は高屈折率部と低屈折率部の界面で充分に全反射
し、放射面に集光することができる。

【００１６】内周部と外周部の屈折率の差は大きいほど
好ましい。屈折率の差が大きいほど臨界角が小さくな
り、外周面から外部へ逃げる光が少なくなるため光輝性
が一層向上する。さらに、従来のパールマイカ顔料のよ
うに、入射面あるいは放射面に二酸化チタン層などを形
成すれば、光干渉により干渉色を発色させることがで
き、高い光輝性に干渉色が加わった特有の意匠を発現す
ることができる。

【００１７】本発明の光輝顔料を製造するには、光ファ
イバから製造することが好ましい。光ファイバは中心の
コア部の屈折率が大きく、外周のクラッド部の屈折率が
小さい。したがって光ファイバを輪切り状にスライスす
ることにより、外周部の屈折率が内周部の屈折率より小
さく扁平形状の本発明の光輝顔料を製造することができ
る。

【００１８】なお、光ファイバを用いる場合、樹脂製の
光ファイバを用いることもできるが、ファイバ径が小さ
くでき光輝顔料の径を小さくできること、耐熱性や耐薬
品性に優れることなどの理由から、石英ガラス、多成分
ガラスなどから形成されたガラス製の光ファイバを用い
ることが望ましい。また本発明の光輝顔料の材質は、透
明であれば特に制限されず、ガラス、セラミックスある
いは樹脂から製造することができる。

【００１９】本発明の光輝顔料は、塗料、化粧品、イン
キ、各種シート類など、種々の分野に利用することがで
きる。また、その添加量は、少しでも添加すればそれな
りの光輝性が得られ、塗料の場合には一般に１〜１０重
量％の添加量で十分な効果が発揮される。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例の光輝顔料１は、図１及び図２に示すよう
に、Ｐ₂ Ｏ₅ −ＳｉＯ₂ ガラスよりなる高屈折率部１０
と、高屈折率部１０の外周にリング状に形成されＢ ₂ Ｏ
₃ −ＳｉＯ₂ ガラスよりなる低屈折率部１１とから構成
され、直径３０μｍ、厚さ２μｍの扁平な円柱形状をな
している。高屈折率部１０の屈折率は１．６であり、低
屈折率部１１の屈折率は１．４である。

【００２１】この光輝顔料１は、図４に示す光ファイバ
を輪切り状にスライスすることにより得られたものであ
り、高屈折率部１０はコア部１０’から、低屈折率部１
１はクラッド部１１’から形成されている。この光輝顔
料を自動車用塗料に用い、塗装して光輝性を評価した。
電着塗膜上に中塗り塗膜が形成された鋼板を用意し、青
色のカラーベース塗料を塗装後、１４０℃で２０分間焼
付け乾燥した。次に、アクリル樹脂とメラミン樹脂から
なる樹脂液中に上記光輝顔料を１０重量％含むベース塗
料を用意し、カラーベース塗膜表面に膜厚１５μｍとな
るようにスプレー塗装した。そしてアクリル−メラミン
系クリア塗料をさらに膜厚４０μｍとなるようにＷｅｔ
−ｏｎ−Ｗｅｔにてスプレー塗装し、１４０℃で２０分
間焼付けてベース塗膜とクリア塗膜を一体的に硬化させ
た。

【００２２】形成された塗板は、図２に示すように、中
塗り塗膜１００表面にカラーベース塗膜１０１が形成さ
れ、その表面にベース塗膜１０２とクリア塗膜１０３が
順に形成されている。そしてクリア塗膜１０３表面から
は、ベース塗膜１０２中の光輝顔料１が見え、ベース塗
膜１０２を通してカラーベース塗膜１０１が見える。こ
の塗板では、クリア塗膜１０３から入射した光は、光輝
顔料１の表面で反射するもの、カラーベース塗膜１０１
で反射するもの、光輝顔料１を通過するもの、カラーベ
ース塗膜１０１に吸収されるものなど種々に分かれ、カ
ラーベース塗膜１０１の色調の中に光輝顔料１が見える
意匠となる。

【００２３】ここで光輝顔料１では、図２に示すように
入射面１２から入射した光は、放射面１３へ向かうもの
と低屈折率部１１へ向かうものの二通りに分かれる。低
屈折率部１１へ向かう光のうち、高屈折率部１０と低屈
折率部１１の界面に臨界角以上に傾斜して入射した光
は、高屈折率部１０と低屈折率部１１の界面で全反射し
て、結局放射面１３へ向かう。

【００２４】したがって入射面１２から入射した光の大
部分が放射面１３から放射され、放射面１３が発光す
る。そして光輝顔料１は厚さが薄いため、入射面１２か
ら放射面１３の発光を視認することができ、光輝顔料１
が輝いて見えることとなる。すなわち入射面１２から入
射した光の大部分が放射面１３へ向かうので、入射する
光の光量が少なくても放射面１３を発光させることが可
能となる。したがってこの塗板では、曇りや雨の日中で
も、あるいは夜間のネオンサインからの光でも光輝顔料
１が輝いて見え、きわめて意匠性に優れている。しかも
光輝顔料１は光源の色そのものを発色するため、ネオン
サインなどの各色の光のもとでは、光輝顔料１も各色に
光り独特の意匠を有していた。

【００２５】なお、上記実施例ではカラーベース塗膜１
０１を形成したが、カラーベース塗膜を形成せず、ベー
ス塗料中に光輝顔料１とともに着色顔料を配合しても同
様の意匠が得られる。また光輝顔料１の断面形状は長方
形となっているが、図５に示すように断面形状を台形と
し、入射面１２側の径を放射面１３側よりも大きくする
ことも好ましい。このようにすれば、入射面１２から入
射する光をさらに多くすることができるので、光輝性が
一層向上する。なおスプレー塗装ではこのような光輝顔
料を好ましい向きに配置することは困難であるが、シー
トなどに混入する場合にはこのような断面形状とするこ
とが有効である。

【００２６】

【発明の効果】すなわち本発明の光輝顔料によれば、曇
りや雨の日中、あるいは夜間のネオンサインの光や室内
の電灯の光のもとでも強い光輝性を発現することができ
る。また光ファイバをスライス切断することで製造でき
るので、製造がきわめて容易であり、品質も安定すると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光輝顔料粒子の拡大斜視図
である。

【図２】本発明の一実施例の光輝顔料粒子を光の屈折状
態と共に示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例の光輝顔料粒子を用いた塗板
の断面図である。

【図４】本発明の一実施例の光輝顔料粒子を製造するの
に用いた光ファイバの要部斜視図である。

【図５】光輝顔料の他の態様を示し、光の屈折状態と共
に示す断面図である。

【符号の説明】

１：光輝顔料 １０：高屈折率部（内周
部） １１：低屈折率部（外周部） １２：入射面
１３：放射面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明材料から形成された扁平形状の粒子
   からなり、外周部の屈折率が内周部の屈折率より小さい
   ことを特徴とする光輝顔料。